Una fibra natural que alguna vez envolvió las primeras momias egipcias y fue usada por los aristócratas romanos ha encontrado un propósito en la era espacial. Enhebrar fibras de la planta de lino a través del material del panel de satélites puede ayudar a que las misiones espaciales se quemen más rápidamente durante la reentrada atmosférica, lo que hace que su eliminación sea más segura para las personas y las propiedades en el suelo.

Las pruebas detalladas de la ESA de este compuesto de fibra natural le han ayudado a encontrar usos terrestres más amplios, a su vez, incluido el interior de los coches de Fórmula 1 de McLaren Racing.

Fibras de la planta del lino, cultivado en Europa desde la Edad de Piedra, se tejen para hacer lino. Un proyecto de la ESA con las empresas suizas Bcomp y RUAG buscó sustituirlas por fibras de carbono, que se emplean para fabricar el material compuesto líder 'plástico reforzado con fibra de carbono' (CFRP).

Un material resistente pero ligero, CFRP se asemeja al hormigón armado, donde se agregan barras de acero a una mezcla de concreto para fortalecerla. De manera paralela, Las fibras de carbono se mezclan con resina epoxi para lograr una mayor relación resistencia-peso y rigidez. El compuesto resultante se utiliza ampliamente en la fabricación de satélites, así como los sectores de automoción y marítimo de alto rendimiento.

"La idea detrás de este proyecto de estructura biocompuesta en aplicaciones espaciales era investigar el uso de fibras naturales en lugar de sus equivalentes de carbono, "explica la ingeniera estructural de la ESA, Tiziana Cardone.

"Hay dos razones principales por las que:en primer lugar, para reducir los impactos ambientales de la fabricación espacial, que es uno de los principales objetivos de la iniciativa Espacio Limpio de la ESA. Nuestro análisis detallado del ciclo de vida muestra que esto puede reducir las emisiones de dióxido de carbono hasta en un 75% en comparación con las piezas de fibra de carbono correspondientes.

"Además, en otro enlace a Clean Space, hemos estado buscando materiales novedosos que puedan "desaparecer" más fácilmente, lo que significa que pueden quemarse más rápida y completamente durante la reentrada atmosférica. Esto ha sido impulsado a su vez por los requisitos de la política europea de mitigación de desechos espaciales, requiriendo un riesgo de menos de 1 en 10 000 para las personas o la propiedad cuando los satélites se eliminan al final de su vida útil ".

El proyecto, dirigido por la sección de Estructuras de la ESA y apoyado a través del Programa General de Tecnología de Apoyo de la Agencia, implicó examinar las fibras de lino en términos de los requisitos altamente exigentes de los vuelos espaciales.

"Descubrimos que tienen una expansión térmica excepcionalmente baja, lo cual es bueno en términos de las temperaturas extremas del espacio orbital, así como una alta rigidez específica, y resistencia que se puede conservar hasta temperaturas criogénicas, ", dice el especialista en materiales y procesos de la ESA, Ugo Lafont." También pueden amortiguar bien las vibraciones, puede soportar la exposición a la radiación ultravioleta e impedir las señales de radio mucho menos que las fibras de carbono ".

El equipo del proyecto tomó como punto de partida los compuestos de fibra natural patentados de capa delgada 'powerRib' de Bcomp, usándolos para hacer una versión de prueba de un panel estructural lateral para el satélite Copernicus Sentinel-1, que en el caso de la misión real estaba hecho de aluminio.

"Estos paneles están diseñados como 'puntos demisibles específicos' para el satélite, destinado a romperse temprano para permitir los flujos de calor en el interior del satélite antes de lo que sería el caso, ", añade Tommaso Ghidini. Al frente de las estructuras de la ESA, División de Mecanismos y Materiales.

"El siguiente paso fue poner a prueba estos paneles rehechos de la manera más realista posible, utilizando un túnel de viento de plasma en el Instituto de Sistemas Espaciales, IRS en Stuttgart, Alemania. El IRS trabajó con la sección de Materiales de la ESA para desarrollar el procedimiento de prueba de inadmisibilidad ".

El bautismo de fuego resultante mostró un resultado positivo en comparación con el CFRP tradicional:mientras que las hebras de fibra de carbono tienden a permanecer en su lugar mientras la matriz circundante se quema, las fibras de lino se separan mucho más rápidamente.

La caracterización detallada del proyecto del compuesto de fibra natural de Bcomp también lo llevó a encontrar nuevos clientes terrestres:la firma sueca Volta Trucks está utilizando el compuesto para paneles de carrocería que ahorran peso y son más ecológicos.

Mientras tanto, McLaren Racing ha colaborado con Bcomp para fabricar el primer asiento de carreras compuesto de fibra natural de Fórmula 1. Posee propiedades mejoradas de amortiguación de vibraciones en comparación con un asiento CFRP tradicional, el nuevo material también ofrece mayores posibilidades de seguridad:las fibras de carbono son conocidas por astillarse durante los accidentes, pinchando whe

"Somos un equipo pequeño, y trabajar con la ESA nos ha enseñado mucho, "añade Régis Voillat de Bcomp, "que hemos podido aplicar a su vez a muchos de nuestros otros proyectos. Así que esta colaboración también ha apoyado la expansión de tecnologías sostenibles a otros sectores".