Construyendo aviones, un trabajo más artesano de lo que imaginamos

El post de hoy podría llamarse “descubriendo cómo se hace un avión,” porque algunos procesos que constituyen la fabricación de un avión son de lo más “artesanales”. Pero, aviso para la gente con pánico a volar, esto no quita para que se sometan en cada uno de sus pasos a infinitos controles de calidad para asegurar la seguridad de estos. 

Mucho ha cambiado desde que se realizase el primer vuelo tripulado empleando un avión fabricado con madera, alambres y telas. Posteriormente la industria aeronáutica empleó para sus aeronaves aleaciones de aluminio y titanio. Sin embargo, en los últimos años se han empleado materiales compuestos avanzados de fibra de carbono para la fabricación de aviones más ligeros y robustos.

Los materiales compuestos son aquellos materiales formados por la unión de dos o más constituyentes o fases distintas; esta clasificación simplista podría llevarnos a concluir que la gran mayoría de los materiales que nos rodean son materiales compuestos, cuando no es así. Entonces, ¿qué es lo que los hace diferentes? Se trata de materiales fabricados de forma artificial, y cuyas asombrosas propiedades nunca podrían ser alcanzadas por ninguno de sus constituyentes de forma individual. Además, estos materiales están compuestos por dos fases: una fase continua (matriz) que actúa como ligante, y una fase discontinua llamada refuerzo que representa el elemento resistente. 

 

En la foto vemos una imagen de Kevlar, una fibra de aramida muy conocida por su uso en los chalecos antibalas. 

Así, los diferentes materiales compuestos se clasificarían dependiendo de la naturaleza de sus fases. La fibra de carbono se encontraría dentro de los materiales compuestos orgánicos, y presenta una alta resistencia y rigidez debido a la estructura cristalográfica del carbono. 

La fibra de carbono es ligera, tanto que en comparación con el hierro presenta una cuarta parte de peso específico y aproximadamente diez veces más fuerte que éste por unidad de peso. Las consecuencias del empleo de este material para el avión son muy importantes: al reducir el peso de éste, disminuye significativamente el consumo de combustible, y sus propiedades físico-químicas hacen que no se oxide y por tanto se requiera un menor mantenimiento que otros materiales convencionales. Además, como curiosidad, hace más agradable el vuelo para los pasajeros, ya que el empleo de aluminio requiere que la humedad interior del avión sea del 10%, mientras que con el nuevo material la humedad en cabina podría aumentarse hasta un 50%. 

Siguiendo con la fabricación de las piezas, al taller llegan las planchas de material compuesto con las que se va a fabricar cada una de las partes del avión (las telas que van a constituir cada una de las capas de la pieza), y el proceso de fabricación de éstas se parece más a un taller de planchado y secado. Y aquí es donde tiene sentido la frase inicial en la que decía que este proceso era artesanal. 

Atendiendo a un molde con la forma de la pieza que se va a conformar se colocan, según diseño, las diferentes láminas de material compuesto (principalmente fibra de vidrio y fibra de carbono). Entre estas láminas se intercalan planchas de Tedlar, un material de fluoruro de polivinilo con excelentes propiedades mecánicas, eléctricas y químicas, que actúa como núcleo de la pieza. Las planchas de Tedlar tienen una apariencia similar a un panal de abejas, por lo que se rellenan los huecos con resina epoxy para aumentar su resistencia. 

En este paso el orden y la dirección en la que se colocan las diferentes telas juega un papel de vital importancia en la futura resistencia de la pieza. 

Una vez se terminan de unir las diferentes telas que conforman la pieza, se aplica vacío para unir firmemente todas las telas, eliminando el posible aire entre ellas y además la resina aplicada sobrante. Tras esto, la pieza se cuece (o se cura) en un autoclave a elevadas temperaturas, lo que le confiere su forma final.

Finalmente, una vez se tienen todas las partes del avión, la fabricación de éste, llevándolo a un concepto simple, no es más que unir como si de un puzzle se tratase las diferentes piezas que lo conforman, añadiendo diferentes elementos: eléctricos, aislantes, de continuidad… y por último customizando el interior para los diferentes aviones en el mercado.

Por último, os dejo un video espectacular de la fase final de ensamblado de un Boeing:


Y lo más impresionante de todo… vuelan.