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Un piloto de caza militar debe concentrarse en muchos aspectos durante el vuelo: las limitaciones de combustible y autonomía, las inclemencias del tiempo y los combatientes enemigos. Una amenaza menor, aunque no inofensiva, son los rayos, que, si no se protegen adecuadamente, pueden causar daños estructurales a la aeronave y a sus componentes electrónicos internos.
El diseño de una aeronave implica tomar decisiones difíciles. Los ingenieros eligen materiales compuestos que sean ligeros, duraderos y aerodinámicos para optimizar el rendimiento en vuelo; sin embargo, esto hace que la superficie exterior de la aeronave sea aislante eléctricamente e incapaz de protegerla de los rayos.
Un solo rayo puede contener hasta 200 000 amperios y alcanzar temperaturas muy elevadas. Es imposible para un piloto anticipar y esquivar un rayo, por lo que la estrategia no consiste en evitarlo, sino en mitigar su impacto. En este caso, la estrategia consiste en revestir la superficie exterior de la aeronave con materiales altamente conductores, de modo que el rayo encuentre una vía conductora donde la energía se disipe.
Para la protección contra rayos, los materiales compuestos se tratan después de su instalación mediante un sistema multicapa. La capa principal que proporciona protección es una malla metálica integrada en el material compuesto. Esta capa está compuesta de metales altamente conductores como el cobre y el aluminio, ya que poseen una alta conductividad y pueden disipar rápidamente los rayos de alta energía.
Los adhesivos conductores de electricidad unen los huecos para crear una trayectoria conductora continua.
Adhesivos conductores de electricidad Los adhesivos electroquímicos (ECA), compuestos altamente conductores que utilizan escamas de plata, complementan la capa de malla conductora, aplicándose localmente donde existen huecos. Estos adhesivos son altamente conductores, lo que reduce la resistencia de contacto en caso de discontinuidad dentro de la capa conductora.
En concreto, se aplica adhesivo conductor a lo largo de las interfaces de fijación, los puntos de conexión a tierra y para unir la malla a los paneles compuestos. En el improbable caso de un rayo, la energía eléctrica dispone ahora de una vía conductora ininterrumpida para el flujo de corriente. Esta vía conductora continua evita la acumulación de carga en la estructura de la aeronave, previniendo el sobrecalentamiento y la carbonización de la superficie.
Además de su conductividad superior, la plata es altamente resistente a la corrosión y soporta la exposición repetida a la lluvia, la niebla y los ciclos continuos de congelación y descongelación debidos a los cambios de altitud. Como material de interfaz, la plata es ideal frente a otros rellenos conductores como el cobre o el níquel, ya que no se corroe ni se acopla galvánicamente con los materiales de fijación. Los adhesivos electroquímicos utilizan un sistema de aglutinante epoxi que es muy duradero y proporciona una fuerte adhesión, garantizando una sujeción fiable.
Adhesivos conductores de electricidad de MG Chemicals
MG Chemicals ha desarrollado una línea completa de adhesivos epoxi (ECA) que utilizan polvo de plata de alta tecnología en un sistema aglutinante epoxi. Disponibles en sistemas de uno y dos componentes, estos adhesivos ofrecen una adhesión robusta a múltiples sustratos, incluyendo madera, materiales compuestos, plásticos y metales. Estos adhesivos son altamente conductores y curan formando un sólido rígido de alto módulo. La temperatura de funcionamiento típica de un ECA oscila entre -50 y 150 °C, lo que significa que el adhesivo puede soportar las fluctuaciones de temperatura habituales en las aeronaves.
Los sistemas de dos partes están disponibles en curado rápido (8330D y 8331D) o una cura más lenta (8330S y 8331S) para producciones de gran volumen. El 9410 Es un sistema monocomponente, listo para usar e ideal para proyectos de alto rendimiento donde el curado térmico no representa un problema.
A medida que el diseño de aeronaves se aleja de las láminas metálicas y se orienta hacia los materiales compuestos, una estrategia adecuada para la protección contra rayos se basa ahora en materiales conductores como los ECA. Combinados correctamente con un sistema de malla metálica, los ECA garantizan que la superficie exterior de la aeronave tenga la conductividad suficiente para disipar de forma segura los rayos, evitando así daños, tiempos de inactividad y reparaciones costosas.
