Los materiales compuestos se han utilizado comercialmente durante más de 50 años. En sus etapas iniciales de comercialización, solo se emplean en aplicaciones de alta gama, como la aeroespacial y la defensa. A medida que la tecnología avanza, los materiales compuestos comienzan a comercializarse en diversas industrias, como la de artículos deportivos, aviación civil, automoción, náutica, ingeniería civil y construcción. Hasta la fecha, el coste de los materiales compuestos (tanto de las materias primas como de la fabricación) ha disminuido significativamente en comparación con años anteriores, lo que permite su uso a gran escala en un número cada vez mayor de industrias.
El material compuesto es una mezcla de fibra y resina en una proporción determinada. Si bien la matriz de resina determina la forma final del compuesto, las fibras actúan como refuerzos para fortalecer la pieza. La proporción de resina y fibra varía según la resistencia y la rigidez de la pieza requeridas por el fabricante de equipo original (OEM) o de primer nivel.
La estructura portante primaria requiere una mayor proporción de fibras en comparación con la matriz de resina, mientras que la estructura secundaria requiere solo una cuarta parte de las fibras de la matriz de resina. Esto aplica a la mayoría de las industrias; la proporción de resina a fibra depende del método de fabricación.
La industria de los yates marinos se ha convertido en el principal motor del consumo mundial de materiales compuestos, incluidos los materiales con núcleo de espuma. Sin embargo, también ha experimentado una recesión, con una ralentización de la construcción naval y un aumento de los inventarios. Esta reducción de la demanda puede deberse a la cautela del consumidor, la disminución del poder adquisitivo y la reasignación de recursos limitados a actividades comerciales más rentables y esenciales. Los astilleros también están reorientando sus productos y estrategias comerciales para reducir las pérdidas. Durante este período, muchos astilleros pequeños se vieron obligados a retirarse o ser adquiridos debido a la pérdida de capital circulante, incapaces de mantener la actividad normal. La fabricación de yates grandes (de más de 35 pies) se vio afectada, mientras que las embarcaciones más pequeñas (de menos de 24 pies) se convirtieron en el foco de la fabricación.
¿Por qué materiales compuestos?
Los materiales compuestos ofrecen numerosas ventajas sobre el metal y otros materiales tradicionales, como la madera, en la construcción de embarcaciones. En comparación con metales como el acero o el aluminio, los materiales compuestos pueden reducir el peso total de una pieza entre un 30 % y un 40 %. Esta reducción general del peso conlleva numerosos beneficios secundarios, como menores costos operativos, menores emisiones de gases de efecto invernadero y mayor eficiencia de combustible. El uso de materiales compuestos también reduce aún más el peso al eliminar las fijaciones mediante la integración de componentes.
Los materiales compuestos también ofrecen a los constructores de embarcaciones una mayor libertad de diseño, lo que permite crear piezas con formas complejas. Además, los componentes compuestos tienen costos de ciclo de vida significativamente menores en comparación con los materiales de la competencia, debido a sus menores costos de mantenimiento, instalación y montaje, gracias a su resistencia a la corrosión y durabilidad. No es de extrañar que los materiales compuestos estén ganando popularidad entre los fabricantes de equipos originales (OEM) de embarcaciones y los proveedores de primer nivel.
Compuesto marino
A pesar de las deficiencias de los materiales compuestos, muchos astilleros y proveedores de primer nivel todavía están convencidos de que se utilizarán más materiales compuestos en los yates marinos.
Si bien se espera que las embarcaciones más grandes utilicen compuestos más avanzados, como plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP), las embarcaciones más pequeñas serán el principal impulsor de la demanda general de compuestos marinos. Por ejemplo, en muchos yates y catamaranes nuevos, se utilizan materiales compuestos avanzados, como fibra de carbono/epoxi y espuma de poliuretano, para fabricar cascos, quillas, cubiertas, travesaños, aparejos, mamparos, largueros y mástiles, pero estos superyates o catamaranes representan una pequeña parte de la demanda total de embarcaciones.
A pesar de las deficiencias de los materiales compuestos, muchos astilleros y proveedores de primer nivel todavía están convencidos de que se utilizarán más materiales compuestos en los yates marinos.
Si bien se espera que las embarcaciones más grandes utilicen compuestos más avanzados, como plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP), las embarcaciones más pequeñas serán el principal impulsor de la demanda general de compuestos marinos. Por ejemplo, en muchos yates y catamaranes nuevos, se utilizan materiales compuestos avanzados, como fibra de carbono/epoxi y espuma de poliuretano, para fabricar cascos, quillas, cubiertas, travesaños, aparejos, mamparos, largueros y mástiles, pero estos superyates o catamaranes representan una pequeña parte de la demanda total de embarcaciones.
La demanda general de embarcaciones incluye embarcaciones a motor (intraborda, fueraborda y propulsores de popa), lanchas a reacción, motos acuáticas privadas y veleros (yates).
Los precios de los compuestos seguirán una trayectoria ascendente, ya que los precios de las fibras de vidrio, los termoestables y las resinas termoplásticas aumentarán con el precio del petróleo crudo y otros costos de insumos. Sin embargo, se espera que los precios de la fibra de carbono disminuyan en el futuro cercano debido al aumento de la capacidad de producción y al desarrollo de precursores alternativos. Sin embargo, su impacto general en los precios de los compuestos marinos no será significativo, ya que los plásticos reforzados con fibra de carbono representan solo una pequeña parte de la demanda de compuestos marinos.
Por otro lado, las fibras de vidrio siguen siendo los principales materiales fibrosos para los compuestos marinos, y los poliésteres insaturados y los ésteres de vinilo son los principales materiales poliméricos. El cloruro de polivinilo (PVC) seguirá teniendo una cuota importante en el mercado de núcleos de espuma.
Según las estadísticas, los materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio (PRFV) representan más del 80 % de la demanda total de materiales compuestos marinos, mientras que los materiales con núcleo de espuma representan el 15 %. El resto son plásticos reforzados con fibra de carbono, que se utilizan principalmente en embarcaciones de gran tamaño y aplicaciones de alto impacto en nichos de mercado.
El creciente mercado de compuestos marinos también está experimentando una tendencia hacia nuevos materiales y tecnologías. Los proveedores de compuestos marinos se han embarcado en una búsqueda de innovación, introduciendo nuevas biorresinas, fibras naturales, poliésteres de bajas emisiones, preimpregnados de baja presión, núcleos y materiales de fibra de vidrio tejida. El objetivo es aumentar la reciclabilidad y la renovabilidad, reducir el contenido de estireno y mejorar la procesabilidad y la calidad de las superficies.
Fecha de publicación: 05-05-2022
