La reducción de peso y la mejora de la eficiencia energética son dos de los principales retos de la industria aeronáutica en su transición hacia modelos más sostenibles. En este contexto, el proyecto RE-CELL trabaja en el desarrollo de una nueva generación de baterías y supercondensadores estructurales basados en fibra de carbono reciclada, capaces de almacenar energía y, al mismo tiempo, formar parte de la estructura de una aeronave.
La iniciativa, coordinada por SOFITEC y con la participación de AIMPLAS, Instituto Tecnológico del Plástico, e I2CON, propone un cambio de paradigma en el diseño de componentes aeronáuticos. Su objetivo es avanzar hacia materiales multifuncionales que combinen prestaciones mecánicas con capacidad de almacenamiento energético.
Baterías estructurales: menos peso y mayor eficiencia
La electrificación del transporte es una de las vías más importantes para reducir emisiones de CO₂. Sin embargo, en el sector aeronáutico enfrenta una barrera técnica relevante: el peso de los sistemas de almacenamiento energético.
En los aviones, cada kilogramo cuenta. Por ello, el desarrollo de baterías convencionales puede resultar limitado si añade peso sin aportar una función estructural. RE-CELL busca resolver este desafío mediante composites capaces de cumplir una doble función: soportar cargas mecánicas y almacenar energía.
“El gran reto de la electrificación en aviación no es solo almacenar más energía, sino hacerlo sin penalizar el peso. Las baterías estructurales permiten precisamente eso: que el propio componente cumpla una doble función estructural y energética”, explicó Esteban Castro, ingeniero I+D en SOFITEC.
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En una primera etapa, estas soluciones estarán orientadas a aplicaciones no críticas, como sistemas de iluminación de cabina. Este enfoque permite validar la tecnología en entornos aeronáuticos reales y sentar las bases para futuras aplicaciones de mayor complejidad.
Fibra de carbono reciclada para aplicaciones de alto valor
Uno de los elementos diferenciales del proyecto RE-CELL es el uso de fibra de carbono reciclada como base para el desarrollo de estos nuevos materiales. Esta decisión responde a dos desafíos clave de la industria: reducir residuos procedentes de composites y aprovechar materiales de alto valor en nuevas aplicaciones técnicas.
La fibra de carbono es ampliamente utilizada en sectores como aeronáutica, automoción, energía eólica y deporte por su elevada relación resistencia-peso. No obstante, su reciclaje sigue siendo un reto debido a la complejidad de los materiales compuestos y a la necesidad de conservar propiedades mecánicas suficientes para usos exigentes.
RE-CELL busca dar una segunda vida a estas fibras mediante procesos avanzados de reciclado, tratamiento e integración en matrices poliméricas con capacidad estructural y electroquímica.
“En RE-CELL no solo buscamos nuevos materiales más eficientes, sino también más sostenibles. Trabajamos para dar una segunda vida a la fibra de carbono y convertirla en un recurso de alto valor añadido dentro de aplicaciones exigentes como la aeronáutica”, destacó Fernando Ramos, investigador en Movilidad Sostenible y de Futuro en AIMPLAS.
Composites capaces de almacenar energía
El proyecto desarrolla materiales compuestos en los que la fibra de carbono reciclada no solo actúa como refuerzo estructural, sino también como parte activa del sistema de almacenamiento de energía.
Para lograrlo, RE-CELL trabaja en la integración de fibras tratadas, electrolitos sólidos funcionales y matrices poliméricas capaces de aportar estabilidad, resistencia y desempeño electroquímico. Esta combinación permitiría reducir la necesidad de sistemas independientes de almacenamiento energético y optimizar el peso total de la aeronave.
El objetivo no es simplemente añadir una batería a un componente, sino diseñar un material que integre desde el origen funciones estructurales y energéticas.
Retos técnicos de las baterías estructurales
Aunque las baterías estructurales representan una línea de innovación prometedora, su aplicación industrial todavía enfrenta desafíos importantes.
Entre los principales retos se encuentran el desarrollo de electrolitos sólidos funcionales, la variabilidad propia de las fibras recicladas, la compatibilidad entre matriz polimérica y materiales activos, así como la necesidad de equilibrar propiedades mecánicas y electroquímicas dentro de un mismo sistema.
“Uno de los principales avances del proyecto es abordar de forma conjunta fenómenos que hasta ahora se estudiaban por separado, como la conducción iónica y el comportamiento mecánico del material. Ese enfoque integrado es clave para dar el salto hacia aplicaciones reales”, aseguró Florin Ardelean, investigador en modelado y simulación computacional en I2CON.
Para responder a estos desafíos, el consorcio combina diseño de materiales, modelado multifísico y validación experimental. Esta estrategia permite predecir el comportamiento del material, optimizar su formulación y acercar la tecnología a condiciones reales de uso industrial.
Validación en un demostrador aeronáutico a escala real
RE-CELL culminará con la fabricación y validación de un demostrador a escala real integrado en un componente vinculado al tren de aterrizaje de una aeronave. Esta etapa será clave para comprobar el comportamiento del material en condiciones representativas y evaluar su viabilidad de integración en procesos aeronáuticos.
“El desarrollo de un demostrador real es fundamental para validar no solo el material, sino también su procesado y su integración en entornos industriales aeronáuticos”, subrayó Esteban Castro.
La validación permitirá analizar aspectos como desempeño mecánico, capacidad de almacenamiento energético, estabilidad del sistema, procesabilidad y compatibilidad con los requisitos de fabricación del sector aeronáutico.
Economía circular en la industria aeronáutica
El uso de fibra de carbono reciclada en baterías estructurales abre una oportunidad relevante para avanzar hacia una economía circular en la industria aeronáutica.
Los composites de fibra de carbono son materiales de alto desempeño, pero también representan un reto al final de su vida útil. Su recuperación y reutilización en nuevas aplicaciones permite reducir residuos, disminuir la dependencia de materiales vírgenes y generar soluciones de mayor valor añadido.
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En este sentido, RE-CELL no solo apunta a mejorar la eficiencia energética de las aeronaves, sino también a impulsar nuevas rutas de valorización para residuos de materiales compuestos.
Participación de AIMPLAS, I2CON y SOFITEC
El proyecto RE-CELL se enmarca en el programa de Colaboración Público-Privada 2023, financiado por la Agencia Española de Investigación y cofinanciado por la Unión Europea.
AIMPLAS aporta su experiencia en reciclado, desarrollo de materiales poliméricos y fabricación de composites avanzados. I2CON lidera el desarrollo de modelos numéricos para el diseño y optimización de la solución, mientras que SOFITEC coordina el proyecto e impulsa la validación industrial en aplicaciones aeronáuticas.
Con esta iniciativa, el consorcio busca acercar al mercado una nueva generación de materiales multifuncionales capaces de combinar ligereza, desempeño estructural, almacenamiento energético y circularidad.
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