Las propiedades físicas de los materiales compuestos están determinadas principalmente por las fibras. Esto significa que, al combinar resinas y fibras, sus propiedades son muy similares a las de las fibras individuales. Los datos de las pruebas demuestran que los materiales reforzados con fibras son los componentes que soportan la mayor parte de la carga. Por lo tanto, la selección del tejido es fundamental al diseñar estructuras compuestas.
Comience el proceso determinando el tipo de refuerzo necesario para su proyecto. Un fabricante típico puede elegir entre tres tipos comunes de refuerzo: fibra de vidrio, fibra de carbono y Kevlar® (fibra de aramida). La fibra de vidrio suele ser la opción más común, mientras que la fibra de carbono ofrece alta rigidez y el Kevlar® alta resistencia a la abrasión. Tenga en cuenta que los distintos tipos de tejido se pueden combinar en laminados para formar estructuras híbridas que ofrecen las ventajas de más de un material.
Refuerzos de fibra de vidrio
La fibra de vidrio es un material conocido y fundamental en la industria de los materiales compuestos. Se utiliza en numerosas aplicaciones desde la década de 1950 y sus propiedades físicas son bien conocidas. Es ligera, posee una resistencia a la tracción y a la compresión moderada, soporta daños y cargas cíclicas, y es fácil de manipular. Los productos resultantes se conocen como plásticos reforzados con fibra de vidrio (PRFV). Su uso es común en todos los ámbitos de la vida. Se denomina fibra de vidrio porque este tipo de filamento se fabrica fundiendo cuarzo y otros minerales a altas temperaturas hasta obtener una suspensión vítrea, que luego se estira a alta velocidad. Gracias a su composición, este tipo de fibra presenta numerosas ventajas, como resistencia al calor y a la corrosión, mayor resistencia mecánica y buen aislamiento térmico. En contraste, la fibra de carbono presenta desventajas similares: es más frágil, tiene menor ductilidad y no es resistente al desgaste. Actualmente, el plástico reforzado con fibra de vidrio se utiliza en muchos campos, como el aislamiento térmico, la conservación del calor y la protección anticorrosiva.
La fibra de vidrio es el material compuesto más utilizado. Esto se debe principalmente a su coste relativamente bajo y a sus propiedades físicas moderadas. La fibra de vidrio es ideal para proyectos cotidianos y piezas que no requieren un tejido de fibra demasiado resistente para mayor durabilidad.
Para maximizar las propiedades de resistencia de la fibra de vidrio, se puede utilizar con resinas epoxi y curarla mediante técnicas de laminación estándar. Es idónea para aplicaciones en las industrias automotriz, naval, de la construcción, química y aeroespacial, y se utiliza comúnmente en artículos deportivos.
Refuerzo de fibra de aramida
La fibra de aramida es un compuesto químico de alta tecnología. Posee alta resistencia, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, ligereza y otras características, y es uno de los materiales clave en la industria de la defensa. Tiene numerosas aplicaciones en equipos antibalas y equipos de aviación.
Las fibras de aramida fueron una de las primeras fibras sintéticas de alta resistencia en ser aceptadas en la industria de los plásticos reforzados con fibra (PRF). Las fibras de para-aramida de grado compuesto son ligeras, poseen una excelente resistencia a la tracción específica y se consideran altamente resistentes al impacto y a la abrasión. Entre sus aplicaciones comunes se incluyen cascos ligeros para kayaks y canoas, paneles de fuselaje de aeronaves y recipientes a presión, guantes resistentes a cortes, chalecos antibalas y más. Las fibras de aramida se utilizan con resinas epoxi o de viniléster.
Refuerzo de fibra de carbono
Con un contenido de carbono superior al 90%, la fibra de carbono presenta la mayor resistencia a la tracción en la industria de los FRP. De hecho, también posee las mayores resistencias a la compresión y a la flexión del sector. Tras su procesamiento, estas fibras se combinan para formar refuerzos de fibra de carbono, como tejidos y mechas. El refuerzo de fibra de carbono proporciona una elevada resistencia y rigidez específicas, y suele ser más costoso que otros refuerzos de fibra.
Para maximizar las propiedades de resistencia de la fibra de carbono, se recomienda utilizarla con resinas epoxi y curarla mediante técnicas de laminación estándar. Es idónea para aplicaciones en la industria automotriz, naval y aeroespacial, y se utiliza con frecuencia en artículos deportivos.
Fecha de publicación: 13 de diciembre de 2023
