El papel de los datos del ciclo de vida en la gestión de piezas de aeronaves

Este exhaustivo proceso, conocido como la gestión de datos del ciclo de vida, abarca toda la información recopilada durante la vida útil de una pieza: especificaciones de diseño, materias primas, procesos de fabricación, historial operativo, ciclos de mantenimiento y su desmantelamiento y disposición final.

A medida que el sector de la aviación enfrenta una creciente presión para ser más sostenible y basado en datos, el pensamiento de ciclo de vida ha surgido como un imperativo competitivo.

Organizaciones como el Instituto de Tecnología Aeroespacial (ATI) enfatizan que la responsabilidad ambiental en la aviación depende de comprender y actuar sobre el impacto completo del ciclo de vida de los componentes de las aeronaves. Esto va mucho más allá del seguimiento de emisiones durante el vuelo; incluye la energía de materiales como el aluminio y el CFRP (plástico reforzado con fibra de carbono), las emisiones durante la producción y qué tan fácilmente esas partes pueden reciclarse cuando ya no estén en uso ().

El papel de los datos del ciclo de vida también se está expandiendo bajo presiones regulatorias y económicas. La OACI, el Pacto Verde de la UE y los objetivos de Flightpath 2050 están impulsando a los fabricantes y operadores de aeronaves a reducir las emisiones, el ruido y el desperdicio de materiales a lo largo de toda la existencia de una aeronave (, , ).

La inteligencia del ciclo de vida ayuda a alcanzar tales objetivos convirtiendo cada tornillo, cojinete y soporte en una cantidad conocida con una huella medible.

Por qué el ciclo de vida de los datos importa más que nunca

Las aeronaves son sistemas costosos y extensos con decenas de miles de piezas, todas bajo la supervisión de reguladores, financistas y pasajeros.

La mayoría de los sistemas de gestión de piezas son limitados, centrados en la logística, no en la vida útil. Pero a medida que las flotas envejecen y los objetivos ambientales se intensifican, esa mentalidad ya no es suficiente.

Los datos del ciclo de vida cambian las reglas del juego. Proporcionan a los operadores la capacidad de antes de que inmovilicen un avión, modelar el impacto ambiental de los reemplazos y tomar decisiones basadas en el costo total del ciclo de vida, no solo en el precio inicial. 

Por ejemplo, las piezas de fibra de carbono pueden ser más caras de fabricar, pero si reducen peso, ahorran combustible a largo plazo. Saber cuándo ese intercambio se inclina a tu favor es un problema de datos y una oportunidad masiva ().

Además, los datos del ciclo de vida son esenciales para las auditorías de sostenibilidad y el cumplimiento normativo. Como señala el ATI, las emisiones no provienen solo de los motores, sino que comienzan en la fábrica. La gestión del ciclo de vida de los datos permite a las aerolíneas rastrear la huella de CO₂ y NOx de cada pieza, demostrar sus afirmaciones de sostenibilidad y participar en iniciativas de economía circular, como la reutilización y el reciclaje de partes.

Cómo los datos del ciclo de vida impulsan decisiones de mantenimiento y reparación más inteligentes

Tradicionalmente, el mantenimiento de las aeronaves seguía horarios rígidos o protocolos de reparación reactiva. Pero con la gestión del ciclo de vida de los datos, ahora es posible un mantenimiento , cambiando la industria de “arreglarlo cuando se rompe” a la prevención de roturas. 

Saber exactamente cómo se fabricó una pieza, qué materiales contiene, las cargas de estrés a las que ha estado expuesta y su historial de reparaciones permite a los equipos de (mantenimiento, reparación y revisión) tomar decisiones mucho más informadas.

Por ejemplo, un panel compuesto hecho de fibra de carbono NCF puede mostrar patrones de desgaste diferentes a uno hecho de fibra tejida, incluso en condiciones idénticas. Los datos del ciclo de vida proporcionan la evidencia para ajustar los intervalos de inspección, priorizar reemplazos proactivos y reducir el tiempo de inactividad no planificado.

También permite a los operadores rastrear el costo ambiental de las actividades de MRO. Según el ATI, los procesos de MRO pueden consumir mucha energía y recursos, a menudo involucrando materiales peligrosos (). Al vincular los registros de mantenimiento con los datos del ciclo de vida, los operadores pueden evaluar no solo el costo y rendimiento, sino también el impacto en la sostenibilidad de las decisiones de reparar o reemplazar. Esta perspectiva es crítica para alcanzar los objetivos de circularidad y reducir la huella de carbono de la aviación.

El beneficio de la sostenibilidad de realizar un seguimiento desde la cuna hasta la tumba

Las piezas de aviones no desaparecen simplemente cuando se dan de baja, pero con demasiada frecuencia, los datos sobre su composición material, impacto ambiental y potencial reciclabilidad sí lo hacen. Esa brecha tiene consecuencias reales.

Según ATI y la investigación de evaluación del ciclo de vida de la Universidad de Cranfield, la forma en que se fabrican y se desechan las piezas juega un papel principal en la carga climática de la aviación ().

Los datos del ciclo de vida permiten a las organizaciones evaluar si una pieza puede ser reacondicionada, reutilizada o reciclada. Por ejemplo, los componentes de CFRP son ligeros y eficientes en cuanto al consumo de combustible en su uso, pero pueden ser costosos ambientalmente para producir y difíciles de reciclar. Conocer el tipo de compuesto (por ejemplo, termoplástico vs. termoestable), la resina utilizada y el proceso de fabricación (preimpregnado, moldeo por inyección, etc.) permite a los operadores seleccionar vías adecuadas de fin de vida como la pirólisis o el reciclaje mecánico ().

Tal perspectiva convierte la sostenibilidad de un objetivo abstracto en una ventaja táctica. Con los datos en mano, los gerentes de repuestos pueden elegir materiales no solo por su resistencia y peso, sino también por el impacto total en el ciclo de vida, incluyendo cuántas emisiones se evitarán si la pieza se recicla en lugar de ser enviada al vertedero.

Cómo los gemelos digitales extienden el valor de los datos del ciclo de vida

Los datos del ciclo de vida no son estáticos. Se enriquecen a medida que las piezas de las aeronaves viven, vuelan, se desgastan y reciben mantenimiento. Los gemelos digitales, réplicas virtuales de componentes físicos, aprovechan este flujo continuo de datos para simular, rastrear y predecir el rendimiento en tiempo real ().

Cuando se combinan con sensores integrados y flujos de datos de IoT, los gemelos digitales pueden alertar a los operadores sobre la fatiga inminente o los factores de estrés ambiental antes de que aparezcan signos físicos. Como un ejemplo, una aspa de motor rastreada a lo largo de todo su ciclo de vida, desde la selección de la aleación hasta la exposición actual al calor, puede ser sometida a pruebas de estrés virtuales bajo varios escenarios de vuelo. Estos conocimientos ayudan a los técnicos a identificar fallas en etapas tempranas, refinar la programación de mantenimiento, reparación y operaciones (MRO) y reducir el tiempo de inspección.

Además, los gemelos digitales ofrecen un camino hacia un modelado de sostenibilidad más amplio. Los operadores que integran datos ambientales pueden realizar simulaciones de rendimiento y reducción de carbono. El ATI ha destacado esto como un paso crucial siguiente en la reducción de emisiones del ciclo de vida en toda la flota, especialmente a medida que nuevos sistemas de propulsión y materiales como el hidrógeno y los CFRP entran en el mercado.

Por qué los esfuerzos de economía circular necesitan trazabilidad del ciclo de vida

El cambio del sector de la aviación hacia una economía circular depende de un factor: la trazabilidad. Sin saber de dónde proviene una pieza, de qué está hecha y cómo se ha utilizado, no hay forma escalable de reciclar, remanufacturar o reutilizar los componentes de las aeronaves de manera responsable.

El proyecto PAMELA de la UE (Proceso para la Gestión Avanzada del Final de la Vida Útil de las Aeronaves) demostró que hasta un 95% de los materiales de las aeronaves pueden recuperarse cuando el desmantelamiento se realiza de manera sistemática con total visibilidad de los datos ().

Sin embargo, en la mayoría de los sistemas actuales, los registros del ciclo de vida están fragmentados entre varios proveedores, operadores y fabricantes de equipos originales. Esa fragmentación dificulta aislar materiales peligrosos, identificar componentes reutilizables o emparejar piezas recuperadas con nuevos estándares de certificación.

Los datos del ciclo de vida resuelven esto al actuar como un “pasaporte digital” para cada componente. Con ello, los equipos de desmontaje pueden desarmar aviones de manera segura, separar aleaciones valiosas de residuos peligrosos y desviar compuestos reutilizables hacia nuevas aplicaciones.

Las piezas recuperadas pueden reintroducirse al mercado con confianza, sin comprometer la seguridad o la sostenibilidad.

El argumento a favor del ACV en la adquisición de piezas y la estrategia de proveedores

La evaluación del ciclo de vida (LCA) es una parte estratégica de la adquisición en la aviación. Cada pieza adquirida afecta el consumo de combustible, la frecuencia de mantenimiento y los costos de disposición final. La LCA ofrece a los equipos de adquisición una visión a largo plazo: emisiones, uso de energía e impactos ambientales desde la extracción de materias primas hasta el fin de la vida útil.

Un estudio de la Universidad de Cranfield, que compara paneles de revestimiento de ala de aluminio y polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP), hace hincapié en esto ().

Aunque el aluminio tenía una huella de fabricación menor debido a su reciclabilidad eficiente, se volvió más perjudicial para el medio ambiente una vez que se tuvo en cuenta la carga de combustible operacional de su mayor peso. Los CFRP con combinaciones de fibra y resina optimizadas, junto con un reciclaje adecuado, superaron al aluminio en emisiones de CO₂ a lo largo de su vida útil, a pesar de requerir una fabricación más intensiva en energía.

Los equipos de adquisiciones que incorporan datos de ACV en las decisiones sobre proveedores pueden evitar compromisos a corto plazo y cumplir con la creciente presión de demostrar la neutralidad de carbono en toda su cadena de suministro.

Herramientas de estandarización y modelado para unificar esfuerzos durante el ciclo de vida

Los datos del ciclo de vida solo se pueden aprovechar cuando se estandarizan y se modelan de manera que los interesados de todo el ecosistema puedan interpretarlos y utilizarlos. Aquí es donde herramientas como los marcos de modelado ambiental del Instituto de Tecnología Aeroespacial entran en juego ().

El ATI está invirtiendo en herramientas de gestión del ciclo de vida de datos de aeronaves completas para evaluar la formación de CO₂, NOₓ, estelas de condensación, vapor de agua, ruido y reciclabilidad. Estas herramientas permiten mejores comparaciones directas entre diferentes tecnologías, combinaciones de flotas y tipos de combustible. También ayudan a identificar dónde la inversión en I+D proporcionará el mayor retorno en la reducción de carbono.

Sin tal estandarización, es difícil establecer comparaciones o pronósticos. La afirmación de un OEM sobre ser “reciclable” podría referirse a componentes de aluminio, mientras que otro podría referirse a termoplásticos reprocesados. Marcos unificados y definiciones de ciclo de vida aseguran que todos, desde los diseñadores de piezas hasta los equipos de desmontaje, hablen el mismo idioma.

Y con esfuerzos globales como el CORSIA de la OACI y el Sistema de Comercio de Emisiones de la UE que se están endureciendo en la aviación, contar con estas herramientas compartidas es necesario para el cumplimiento y la competitividad (, ).

Por qué la modelización del fin de vida ya no es opcional

Durante décadas, el final de la vida útil (EoL) ha sido el punto ciego de la aviación. Las aeronaves retiradas eran almacenadas, desmanteladas por partes o vendidas, a menudo con poca supervisión. Pero eso está cambiando rápidamente. A medida que materiales como el CFRP se vuelven dominantes en el diseño de aeronaves, el desafío de retirar las aeronaves de manera segura, económica y sostenible se ha vuelto imposible de ignorar ().

El proyecto PAMELA, financiado por la UE, demostró que hasta el 95% de los componentes de una aeronave pueden reutilizarse, reciclarse o recuperarse con los procesos adecuados, muy por encima del 60% que se logra más comúnmente ().

El proyecto creó ensayos a escala real de Fin de Vida Útil y propuso nuevos estándares de la UE para el desmontaje, separación de materiales y rastreabilidad. También abordó los riesgos de seguridad de los mercados de piezas de segunda mano no regulados y los métodos de desmantelamiento ambientalmente riesgosos.

Cuando los gerentes de repuestos y los fabricantes de equipos originales incorporan el modelado de fin de vida útil en su toma de decisiones, pueden reducir los residuos, recuperar materiales valiosos y prevenir daños ambientales adicionales aguas abajo.

Desafíos de los datos en el seguimiento del ciclo de vida (y por qué los gemelos digitales ayudan)

Uno de los mayores obstáculos para obtener perspectivas significativas del ciclo de vida es la presencia de datos desordenados, incompletos o inconsistentes. Con sistemas de espacio aéreo fragmentados, registros manuales en MRO y redes de proveedores opacas, muchos componentes de aeronaves carecen de un historial completo y rastreable del ciclo de vida.

Aquí, los gemelos digitales son invaluables. Al crear una representación digital de un componente físico, incluyendo sus materiales, uso de energía, historial de mantenimiento y condiciones de operación, los interesados obtienen valiosos conocimientos.

El ATI señala que los gemelos digitales se utilizan cada vez más para optimizar los procesos de fabricación, reducir el desperdicio y disminuir el retrabajo (). Pero su impacto no se detiene en el suelo de la fábrica.

Los gemelos digitales también pueden ayudar a identificar piezas que se acercan a los umbrales de fin de vida útil ambiental, señalar diseños que no son eficientes en términos de energía o guiar decisiones sobre reparación o reemplazo. Al desmontar, los gemelos digitales proporcionan un mapa claro de lo que es reciclable, recuperable o peligroso, haciendo que las operaciones de reciclaje sean más rápidas y seguras.

Cada vez más, los gemelos digitales están demostrando ser un puente necesario entre lo físico y lo rastreable.

Cuando más ligero no siempre es más ecológico: la paradoja del CFRP

Los polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) han sido durante mucho tiempo los favoritos de la aviación: son fuertes, ligeros y ofrecen una eficiencia de combustible notablemente mejorada.

Pero no es una victoria definitiva para el medio ambiente. Según una evaluación comparativa del ciclo de vida (LCA) de 2024, los CFRP suelen tener un mayor impacto ambiental durante las fases de fabricación y disposición en comparación con el aluminio ().

La fabricación de CFRP es intensiva en energía, especialmente al usar prepregs o fibra de carbono basada en PAN. El reciclaje de CFRP termoestables también es complejo, requiriendo típicamente procesos de pirólisis o solvólisis que aún están evolucionando y están lejos de ser implementados universalmente.

El estudio encontró que, aunque los CFRP superan al aluminio a lo largo de la vida de un avión debido al ahorro de combustible, solo se convierten en una mejor opción ambiental después de aproximadamente 300,000 km de vuelo.

Esto subraya un punto crítico para los gerentes de repuestos y responsables de sostenibilidad: las decisiones sobre la selección de materiales deben considerar el ciclo de vida completo, incluyendo la energía de fabricación, la reciclabilidad y los umbrales de ahorro de emisiones, no solo la eficiencia operativa. Una mejor economía de combustible no siempre significa mejor para el medio ambiente. 

Cómo la modelización del ciclo de vida de los datos mejora la previsión de la demanda y la estrategia de inventario

Los datos del ciclo de vida también ayudan a los gerentes de repuestos a llevar operaciones más estrictas e inteligentes. Con la capacidad de modelar la vida útil esperada, los puntos de fallo y las curvas de fin de vida para diferentes materiales y componentes, la previsión de inventario pasa de ser reactiva a predictiva.

Por ejemplo, la hoja de ruta de sostenibilidad de ATI fomenta la integración de datos de ingeniería de ciclo de vida con sistemas de planificación de la demanda. Si un operador sabe que un lote particular de paneles de CFRP se degrada más rápido debido a la exposición a los rayos UV en ciertas latitudes, pueden prever una mayor demanda de reemplazo en esas regiones. O si la huella de emisiones al final de la vida útil de una pieza aumenta después de superar un cierto umbral de horas de vuelo, los operadores podrían optar por retirar y reciclar antes, moldeando la demanda futura.

Integrar datos del ciclo de vida en sistemas de MRO y cadena de suministro permite a los equipos ordenar de manera más estratégica, reducir el exceso de inventario y alcanzar las metas de reducción de carbono. Esta previsión consciente del ciclo de vida es la nueva ventaja en la estrategia de partes de aviación.

El desordenado intermedio: Gestión de inventario en medio de cambios tecnológicos

Las nuevas tecnologías—celdas de combustible de hidrógeno, sistemas eléctricos de baterías, trenes de potencia híbridos—están impulsando a la aviación hacia el cero neto.

Pero para los gerentes de repuestos, introducen una fase intermedia incómoda donde los sistemas tradicionales basados en queroseno todavía dominan, incluso mientras las plataformas de próxima generación ganan terreno lentamente. Gestionar el inventario a través de esa transición es un acto de equilibrio de alto riesgo ().

Según el Instituto de Tecnología Aeroespacial (ATI), es probable que los aviones impulsados por baterías se limiten a aplicaciones de corto alcance y movilidad aérea urbana en el futuro previsible debido a las limitaciones de la densidad energética. El hidrógeno, aunque prometedor para rutas regionales, exige un almacenamiento de combustible completamente diferente, manejo e integración en la estructura del avión.

Eso significa que la cadena de suministro debe continuar apoyando sistemas heredados, configuraciones híbridas y plataformas experimentales, todo al mismo tiempo. Los datos del ciclo de vida se vuelven esenciales aquí, ayudando a prever no solo cuándo las partes se desgastarán, sino cuándo se volverán obsoletas.

En este caos intermedio, una gestión exitosa de piezas implica jugar en ambos frentes, optimizando el inventario actual mientras se planifica para las necesidades cambiantes del inventario de mañana.

Datos operativos: Un puente entre la comprensión del ciclo de vida y la acción en el mundo real

Los datos del ciclo de vida son poderosos, pero es la información operacional adicional la que los hace accionables. Conocer el impacto ambiental completo de un componente es la mitad de la batalla. Los operadores también necesitan una visión en tiempo real de cómo esas piezas están funcionando en condiciones de vuelo reales y cómo esos patrones de uso están afectando los objetivos de sostenibilidad.

Los datos del ciclo de vida te indican el impacto teórico. Los datos operativos lo confirman o refutan en contexto.

Cómo la gestión del ciclo de vida de los datos transforma el (MRO)

El mantenimiento, la reparación y la revisión son una de las fases más intensivas en recursos en la vida de una pieza de avión. También es una de las que menos datos ha tenido—hasta hace poco.

Históricamente, las decisiones de MRO se basaban en horarios rutinarios, fallos anteriores o recomendaciones del fabricante original. Pero a medida que los datos del ciclo de vida se vuelven más ricos e integrados, el MRO se está reinventando como una disciplina impulsada por la precisión y enfocada en la sostenibilidad.

El MRO informado por el ciclo de vida significa utilizar sensores integrados, análisis predictivos y seguimiento del rendimiento para extender la vida útil de las piezas solo cuando es seguro, y reemplazar las partes antes de que se conviertan en pasivos.

Esto reduce los residuos innecesarios mientras mejora la seguridad y el tiempo de actividad de las aeronaves. Las tecnologías de inspección no destructiva y los gemelos digitales ya están facilitando este cambio al revelar micro-fatiga y signos tempranos de degradación sin tener que desmontar las aeronaves.

La actividad de MRO no es solo un centro de pérdida de costos, sino un punto de control para las emisiones y la recuperación de materiales.

Por qué los datos del ciclo de vida son el activo más subutilizado de la aviación

A pesar de su gran potencial, los datos del ciclo de vida son un activo estratégico que la aviación apenas ha comenzado a aprovechar. En cada etapa, desde la adquisición hasta el fin de su vida útil, una visibilidad completa del ciclo de vida ayuda a las aerolíneas, MROs, OEMs y compañías de leasing a tomar mejores decisiones. Sin embargo, con demasiada frecuencia, los datos están dispersos en registros en papel, sistemas aislados y plataformas antiguas que no fueron diseñadas para el análisis en tiempo real o la colaboración.

Muchas empresas pueden encontrar que lograr una transparencia total es oneroso, si no una hazaña casi imposible en una cadena de suministro global con innumerables contratistas, subcontratistas y sub-subcontratistas. Además, muchas prácticas son menos que éticas, y cualquier revelación transparente podría causar una gran repercusión.

Cumplir es costoso, ya sea que se mida en dólares o en opinión pública. Sin embargo, esta visión es miope y revela una oportunidad perdida.

Tener información completa sobre qué se produce, dónde y cómo, permite a las compañías aeronáuticas tomar decisiones más inteligentes y rentables sobre qué comprar (y qué no comprar) basándose en la calidad del contratista, el rendimiento de vuelo o los costos asociados con el rescate o reciclaje de una pieza después de que ya no sea apta para volar.

Los datos precisos del ciclo de vida también mejoran el mantenimiento predictivo, reduciendo los costos generales de MRO, y pueden guiar las decisiones de compra que consideran la eficiencia del combustible frente al valor de reventa del activo.

La transición a una circularidad completa y transparencia en las cadenas de suministro es inevitable, y resistirse al curso del cambio es como mantenerse a flote. Los objetivos de sostenibilidad se están endureciendo, y se están convirtiendo en requisitos básicos para la resiliencia a largo plazo en la industria aeroespacial.

La capacidad de una empresa para rastrear completamente las piezas y componentes, desde la producción hasta la disposición, será la diferencia entre la confianza del consumidor y el cumplimiento y las multas y la obsolescencia.

Los objetivos de sostenibilidad existentes ya se están volviendo más ecológicos. Tanto la OACI como la UE están trabajando para lograr un reporte más estricto en torno a las emisiones y los resultados al final de la vida útil, mientras que los fabricantes de equipos originales enfrentan una presión creciente para diseñar pensando en la reciclabilidad.

Para los actores de la industria que aún gestionan datos de piezas con hojas de cálculo, pilas de software heredado y ERPs desconectados, es hora de un cambio de mentalidad. Los datos del ciclo de vida se están convirtiendo en una brújula operativa, un registro ESG y una ventaja competitiva, todo en uno.

Aquellos que lo dominen satisfarán las crecientes demandas mucho antes que los competidores y liderarán la próxima era de la industria.

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