Exhaustion: reducir los tiempos de ensayo para predecir la vida a fatiga de los componentes plásticos

La comprensión del comportamiento a fatiga de los materiales es esencial en sectores como la movilidad o las energías renovables para garantizar el rendimiento y la durabilidad de los componentes. La fatiga se refiere a la disminución de las propiedades materiales con el tiempo, debido a cargas repetitivas, lo que resulta en un daño acumulado en los materiales o estructuras expuestas a estas cargas. Estos sectores están demandando poder obtener datos fiables en un tiempo más reducido, pues los métodos de ensayo clásicos pueden llevar incluso meses. 

esencial en sectores como la movilidad o las energías renovables para garantizar el rendimiento y la durabilidad de los componentes

El objetivo del proyecto Exhaustion, impulsado por el instituto tecnológico del plástico (Aimplas), es reducir el tiempo de ensayo de predicción de vida a fatiga de diversos materiales plásticos mediante el desarrollo de una metodología que emplee técnicas termográficas.

Tal y como ha explicado el investigador del Laboratorio de Caracterización y Ensayos de Materiales, Miguel Ángel Mafé, “actualmente, la caracterización de la vida a fatiga de los materiales se realiza utilizando métodos clásicos que combinan ensayos estáticos con exposiciones periódicas a rangos de esfuerzos o desplazamientos. Sin embargo, estos métodos tradicionales son prolongados, requieren semanas o incluso meses para completarse, dependiendo de la naturaleza de las probetas y la configuración de los ensayos”. 

Debido a esta duración prolongada, “existe un fuerte interés en la industria por desarrollar métodos de caracterización más rápidos. Esto no solo mejoraría la toma de decisiones con respecto a las configuraciones estructurales sometidas a fatiga, sino que también proporcionaría una herramienta valiosa para el control de calidad. Con una metodología más eficiente, sería posible evaluar la tendencia de vida a fatiga de cada lote de fabricación en cuestión de horas”, ha añadido Mafé. 

Las empresas Ziur Composites e Incom colaboran en esta investigación financiada por el Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (Ivace+i)y los fondos Feder.

Ensayos sobre materiales compuestos

Además, como un punto adicional en este proyecto, se están analizando tanto materiales plásticos cuya vida a fatiga ya está caracterizada, como nuevas configuraciones de polímeros reforzados con fibras que carecen de un historial extenso en el sector en términos de propiedades a fatiga. Esto permitirá una comprensión más completa de cómo las nuevas configuraciones de materiales compuestos se comportan en comparación con los materiales tradicionales, brindando así una visión más amplia y profunda de su rendimiento en aplicaciones reales.

existe un fuerte interés en la industria por desarrollar métodos de caracterización más rápidos

Y es que en sectores donde se busca un rendimiento óptimo y una reducción del peso estructural, como en el transporte y las energías renovables, los materiales compuestos, como los UD-Tapes termoplásticos o los organosheet, consiguen reducir el peso manteniendo e incluso aumentando las capacidades físico-mecánicas en comparación con aluminios y aceros.

Este proyecto se incluye en el programa de ayudas del Ivace+i dirigidas a centros tecnológicos de la Comunidad Valenciana para proyectos de I+D de carácter no económico realizados en colaboración con empresas para el ejercicio 2024, financiado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder) de la Unión Europea en el marco del Programa Operativo 2021-2027.