19 de noviembre
de 2014
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LOS MATERIALES SINTÉTICOS
Y COMPUESTOS LLEGAN A LA CONSTRUCCIÓN.
Convertir conocimiento en
valor añadido:
Guía práctica inmoley.com de materiales de la edificación.
La industria de la construcción e ingeniería ha empezado
a conocer las ventajas de nuevos materiales estructurales de naturaleza
sintética, provenientes de procesos químicos sofisticados,
conocidos como materiales compuestos. En un principio sólo eran
usados como materiales arquitectónicos o decorativos, pasando
después a tener aplicaciones estructurales en construcción,
en aeronáutica y posteriormente aplicaciones de reparación,
llegando a ser conocidos como compuestos estructurales.
Herramienta práctica
> Guías
prácticas
Un compuesto estructural es un sistema
material consistente de dos o más fases en una escala macroscópica,
cuyo comportamiento mecánico y propiedades están diseñados
para ser superiores a aquellos materiales que lo constituyen cuando
actúan independientemente. Una de las fases es usualmente
discontinua, conocida regularmente como fibra la cual es un material
rígido y otra fase débil en continuo que es llamada
matriz.
Las propiedades de un material compuesto
dependen de las propiedades de los elementos, geometría, y
distribución de las fases.
Uno de los parámetros más
importantes es la fracción en volumen o en peso de fibras
en el material compuesto. La distribución del refuerzo determina
la homogeneidad o uniformidad del sistema del material. Lo más
no uniforme es la distribución del refuerzo, lo más heterogéneo
causará una alta probabilidad de falla en las áreas débiles.
Los materiales compuestos pueden
operar en ambientes hostiles por grandes periodos de tiempo. Estos
materiales tienen grandes periodos de vida bajo fatiga y su mantenimiento
y reparación son muy fáciles. Sin embargo, presentan
sensibilidad a ambientes higrotermales, donde existen cambios severos
de humedad de la atmósfera, causando daños durante
su vida de servicio, y pudiendo crecer los daños internos. Para
poder detectar y pronosticar estos posibles daños, se requiere
de sofisticadas técnicas no destructivas. Algunas veces es
necesaria la aplicación de capas protectoras contra la erosión,
el daño superficial y contacto con la luz, principalmente
la luz solar, ya que la luz solar es portadora de los rayos ultravioleta,
los cuales son causantes de que se rompan las cadenas moleculares
de los polímeros.
FIBRAS SINTÉTICAS (FIBRAS
DE VIDRIO; FIBRAS ORGÁNICAS (ARAMIDA); FIBRAS DE CARBONO).
Son tres los tipos de fibras sintéticas
que, fundamentalmente, se utilizan para reforzar plásticos:
- Fibras de Vidrio
- Fibras Orgánicas (Aramida)
- Fibras de Carbono
Existe otro tipo que son las fibras
metálicas, aunque su aplicación está más
enfocada al refuerzo del hormigón formando parte del mismo en
forma homogénea. Respecto a los otros tipos de fibras podemos
comentar que el vidrio, es sin duda una de las fibras más extendida
para el refuerzo plástico, siendo la de más bajo precio y,
por otra parte, las fibras Orgánicas y de Carbono son
fibras muy consistentes y de baja densidad, por lo que tiene múltiples
aplicaciones, fundamentalmente hoy día, en el ámbito
aeroespacial y aplicaciones de ingeniería, a pesar de su elevado
precio. Enseguida se da una descripción de los últimos
tres tipos de fibra mencionadas.
FIBRAS DE CARBONO
Las fibras de carbono de alta resistencia
y alto módulo tienen un diámetro de 7 a 8µm y
constan de pequeñas cristalitas de grafito “turbostrático”
(una de las formas alotrópicas del carbono) En un monocristal
de grafito los átomos de carbono se ordenan en redes hexagonales.
El módulo de elasticidad
de las fibras de carbono depende del grado de perfección
de la orientación, la cual varía considerablemente con las
condiciones y proceso de fabricación. Las imperfecciones en orientación
dan como resultado, huecos de forma compleja, alargados y paralelos al
eje de la fibra. Estos actúan como puntos de concentración
de tensiones y puntos débiles que llevan a la reducción
de las propiedades. Otras causas de debilidad, que se asocian a menudo
al proceso de fabricación, incluyen las picaduras y las macrocristalitas.
FIBRAS DE VIDRIO
Las fibras de vidrio se usan para
reforzar matrices plásticas y así formar compuestos
estructurados y productos moldeados. El vidrio es, con mucho, la
fibra más utilizada, siendo además la de menor coste. Los
materiales compuestos reforzados con fibras de vidrio tienen las
siguientes características favorables: buena relación resistencia/peso;
buena estabilidad dimensional; buena resistencia al calor, al frío,
a la humedad y a la corrosión y buenas propiedades aislantes
eléctricas.
FIBRAS ORGÁNICAS. FIBRAS
DE ARAMIDA.
El concepto de fibras orgánicas
está basado teóricamente en la creación de fibras
con una alta resistencia y alto módulo de elasticidad a partir
de una perfecta alineación de polímeros.
RESINAS. ADHESIVOS EPOXI
La función del adhesivo es
formar y conformar el MC, y transmitir los esfuerzos rasantes movilizados
entre el soporte a reforzar y el esqueleto de fibras resistentes.
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