Los materiales compuestos se utilizan comercialmente desde hace más de 50 años. En sus inicios, se empleaban exclusivamente en aplicaciones de alta gama, como la aeroespacial y la de defensa. Con el avance de la tecnología, los materiales compuestos comienzan a comercializarse en diversos sectores, como el de artículos deportivos, aviación civil, automoción, sector naval, ingeniería civil y construcción. Hasta la fecha, el coste de los materiales compuestos (tanto de las materias primas como de la fabricación) ha disminuido considerablemente en comparación con años anteriores, lo que permite su uso a gran escala en un número creciente de industrias.
El material compuesto es una mezcla de fibra y resina en una proporción determinada. Mientras que la matriz de resina define 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 rigidez requeridas por el proveedor de primer nivel o el fabricante de equipos originales (OEM).
La estructura portante principal requiere una mayor proporción de fibras en comparación con la matriz de resina, mientras que la estructura secundaria solo requiere una cuarta parte de las fibras de la matriz de resina. Esto se aplica a la mayoría de las industrias; la proporción de resina y fibra depende del método de fabricación.
La industria de yates se ha convertido en el principal motor del consumo mundial de materiales compuestos, incluidos los materiales de núcleo de espuma. Sin embargo, también ha experimentado una desaceleración, con una ralentización de la construcción naval y un aumento de los inventarios. Esta reducción de la demanda puede deberse a la cautela de los consumidores, la disminución del poder adquisitivo y la reasignación de recursos limitados a actividades comerciales más rentables y estratégicas. Los astilleros también están reajustando sus productos y estrategias comerciales para reducir las pérdidas. Durante este período, muchos astilleros pequeños se vieron obligados a cerrar o a ser adquiridos debido a la pérdida de capital circulante, al no poder mantener la normalidad en sus operaciones. La fabricación de yates de gran tamaño (>35 pies) se vio afectada, mientras que la producción de embarcaciones más pequeñas (<24 pies) se centró en ellas.
¿Por qué materiales compuestos?
Los materiales compuestos ofrecen numerosas ventajas sobre el metal y otros materiales tradicionales, como la madera, en la construcción naval. 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 por ciento. Esta reducción de peso conlleva una serie de beneficios secundarios, como menores costes operativos, menores emisiones de gases de efecto invernadero y mayor eficiencia en el consumo de combustible. El uso de materiales compuestos también reduce aún más el peso al eliminar los elementos de fijación mediante la integración de componentes.
Los materiales compuestos también ofrecen a los astilleros mayor libertad de diseño, permitiendo la creación de piezas con formas complejas. Además, los componentes compuestos presentan costes de ciclo de vida significativamente menores en comparación con otros materiales, debido a sus menores costes de mantenimiento, instalación y montaje, así como a su mayor resistencia a la corrosión y durabilidad. No es de extrañar que los materiales compuestos estén ganando popularidad entre los fabricantes de equipos originales (OEM) y los proveedores de primer nivel (Tier 1) del sector náutico.
Compuesto marino
A pesar de las deficiencias de los materiales compuestos, muchos astilleros y proveedores de primer nivel siguen convencidos de que se utilizarán más materiales compuestos en los yates.
Si bien se espera que los barcos más grandes utilicen compuestos más avanzados, como los plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP), los barcos más pequeños serán el principal motor 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, espejos de popa, aparejos, mamparos, largueros y mástiles. Sin embargo, 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 siguen convencidos de que se utilizarán más materiales compuestos en los yates.
Si bien se espera que los barcos más grandes utilicen compuestos más avanzados, como los plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP), los barcos más pequeños serán el principal motor 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, espejos de popa, aparejos, mamparos, largueros y mástiles. Sin embargo, estos superyates o catamaranes representan una pequeña parte de la demanda total de embarcaciones.
La demanda general de embarcaciones incluye lanchas a motor (con motor intraborda, fueraborda y con cola), motos acuáticas, embarcaciones privadas y veleros (yates).
Los precios de los materiales compuestos tenderán al alza, ya que los precios de las fibras de vidrio, los termoestables y las resinas termoplásticas aumentarán con el incremento del precio del petróleo crudo y otros costes de producción. Sin embargo, se prevé que los precios de la fibra de carbono disminuyan en un futuro próximo debido al aumento de la capacidad de producción y al desarrollo de precursores alternativos. No obstante, su impacto general en los precios de los materiales compuestos marinos no será significativo, dado que los plásticos reforzados con fibra de carbono representan solo una pequeña parte de la demanda de estos materiales.
Por otro lado, las fibras de vidrio siguen siendo los principales materiales fibrosos para los compuestos marinos, y los poliésteres insaturados y los ésteres vinílicos son los principales materiales poliméricos. El cloruro de polivinilo (PVC) continuará manteniendo una cuota importante del mercado de núcleos de espuma.
Según las estadísticas, los materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio (GFRP) 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 corresponde a plásticos reforzados con fibra de carbono, que se utilizan principalmente en grandes embarcaciones y aplicaciones de alto impacto en nichos de mercado específicos.
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 constante 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 la superficie.
Fecha de publicación: 5 de mayo de 2022
