¿Qué es un Composite?

Los composites son materiales hechos por la combinación de dos o más elementos, naturales o artificiales, que son más fuertes como conjunto que de manera individual.

Diseñados particularmente para otorgar más fortaleza, eficiencia o durabilidad.

Fibra

Proporciona dureza y rigidez (vidrio, carbono, aramida, basalto, fibras naturales…)

Matriz

Protege y transfiere las cargas entre las fibras (polyester, epoxy, éster de vinilo…)

Composite

Material con atributos superiores que sus elementos individuales.

RESINAS

Las funciones principales de la resina son transferir la tensión entre las fibras de refuerzo, actuar como un pegamento para mantener las fibras juntas y proteger las fibras del daño mecánico y ambiental.

Hay dos principales grupos: Termoestables y Termoplásticos

RESINAS TERMOESTABLES: Se utilizan para hacer la mayoría de los compuestos. Se convierten de un líquido a un sólido a través de un proceso llamado polimerización. Las resinas termoestables se “curan” mediante el uso de un catalizador, calor o una combinación de ambos. Una vez curadas, las resinas no pueden volver a convertirse a su forma líquida original.

· POLYESTER: Las resinas de poliéster insaturado (UPR) representan aproximadamente el 75% del total de la resina utilizada en la industria. Los poliésteres son versátiles debido a su capacidad para ser modificados o adaptados durante la construcción de las cadenas de polímeros. Sus principales ventajas son un equilibrio de propiedades (mecánica, química y eléctrica), estabilidad dimensional, costo y facilidad de manejo o procesamiento.

· POLYURETHANE: Es una familia de polímeros basada en la reacción exotérmica de un polisocianato orgánico con un poliol (alcohol). Se utilizan como recubrimientos, elastómeros, espumas o adhesivos. Existen muchas formulaciones de espuma de poliuretano para optimizar la densidad del aislamiento, paneles sándwich, etc.

Curación de resinas de Poliester

Las resinas deben curarse de una manera que sea compatible con el proceso de fabricación.

Las propiedades físicas de una pieza terminada se ven muy afectadas por su curación. La dureza del laminado se ve afectada por el proceso de curado, así como la resistencia química de la superficie del laminado. Las propiedades de flexión, compresión y tracción están parcialmente determinadas por la eficiencia del curado.

REFUERZOS

Muchos materiales son capaces de reforzar polímeros. Algunos materiales, como la celulosa en la madera, son productos naturales. Muchas formas de fibra se utilizan como refuerzo en materiales laminados compuestos, las fibras de vidrio representan más del 90 por ciento de las fibras utilizadas en plásticos reforzados.

FIBRAS

Fibras de vidrio: las fibras de vidrio producidas se consideran los refuerzos predominantes para los materiales compuestos de matriz polimérica. El vidrio generalmente es una buena fibra resistente a los impactos.. Tienen excelentes características mecánicas, más fuertes que el acero en ciertas formas.

Fibras de carbono: las fibras de carbono ofrecen la mayor resistencia y rigidez de todas las fibras de refuerzo. El rendimiento a alta temperatura es particularmente excepcional. El principal inconveniente de las fibras basadas en PAN es su alto costo relativo.

Nuevas fibras: recientemente se han introducido fibras termoplásticas de poliéster y nailon como refuerzo primario y en una disposición híbrida con fibra de vidrio. Baja densidad, costo razonable, buen impacto y resistencia a la fatiga.

Acabados de superficie

Utilizado principalmente para protección UV, resistencia a la corrosión y estética, se puede moldear en proceso o recubrimientos aplicados de manera secundaria

Los compuestos de FRP pueden aceptar una amplia gama de acabados superficiales, recubrimientos de gel, adhesivos, poliuretanos, poliésteres, acrílicos, epóxicos y, en algunos casos, con arena fina para una protección adicional.

Beneficios del Composite

Fuerza

Por libra, los compuestos son más fuertes que otros materiales como el acero. Las fibras llevan la carga, mientras que la resina distribuye el peso a través de la parte de los compuestos según sea necesario.

Al considerar que la densidad de los materiales se encuentra en los materiales más resistentes, no es de extrañar que sean la elección material para todo, desde aviones hasta automóviles.

Al combinar resinas y refuerzos específicos, y muchos de ellos, puede personalizar la formulación para cumplir con los requisitos específicos de resistencia. Puede alterar la proporción de la resina y el refuerzo u orientar las fibras en una o varias direcciones.

Los composites son anisotrópicos, lo que significa que las propiedades del material cambian según la ubicación y la cantidad de capas de refuerzo.

Ligereza

Los materiales compuestos reforzados con fibra ofrecen excelentes relaciones de resistencia a peso. Producir piezas que sean livianas es crítico para industrias tales como transporte, infraestructura y aeroespacial. Ligero reduce los costos de envío y transporte.

Fácil de instalar, simple de manejar. La estructura de concreto puede ser 80 por ciento más pesada que una en FRP, lo que reduce el tiempo y los costos de instalación en el mismo porcentaje.

Resistencia a la corrosión

Los productos hechos de materiales compuestos brindan resistencia a largo plazo a ambientes químicos y de temperatura severos. A menudo, la elección para la exposición al aire libre, aplicaciones de manipulación de productos químicos y otros entornos severos.

Los composites no se oxidan ni corroen. Hay muchos ejemplos de conductos de polímeros reforzados con fibra de vidrio que están en servicio en plantas de fabricación de productos químicos durante más de 25 años, que funcionan las 24 horas del día.

Los compuestos ofrecen soluciones resistentes a la corrosión para muchas industrias y también para muchas cuando se combinan con agua como tuberías o tanques.

La resistencia a la corrosión está determinada por la elección de la resina y el refuerzo utilizado. Los composites correctamente aplicados y diseñados tienen una larga vida útil y un mantenimiento mínimo.

Flexibilidad de diseño

Debido a que los compuestos son una mezcla de fibras de refuerzo, resina y aditivos, se pueden fabricar para cumplir con una variedad de requisitos.

Uno de los mayores beneficios de los compuestos es la capacidad de moldearlos en formas complicadas más fácilmente que la mayoría de los otros materiales.

Los contornos son posibles sin la necesidad de herramientas de alta presión porque los materiales compuestos se forman cuando la resina se cura, o se solidifica, durante la producción.

Los barcos recreativos se han construido con FRP durante mucho tiempo porque mejoran el diseño del barco y reducen los costos.

Las superficies de los composites se pueden moldear para simular cualquier acabado o textura, desde lisos hasta gruesos.

Durabilidad

Las estructuras compuestas tienen una vida útil extremadamente larga. Combine esto con sus requisitos de bajo mantenimiento y los compuestos se convierten en el material de elección para una gran cantidad de aplicaciones.

¿Cuánto tiempo duran los composites?

No hay respuesta. Esto se debe a que muchas de las estructuras compuestas originales puestas en marcha hace más de 50 años aún no han llegado al final de sus vidas. Los compuestos resisten bien la fatiga y son resistentes a factores ambientales como la U.V. Daños, fluctuaciones de temperatura, humedad y exposición química.

Compuestos frente a acero

Los compuestos son más livianos que el acero: dependiendo de la formulación puede ser un 70% más liviano que el acero.

Los composites son increíblemente fuertes: se pueden personalizar para agregar fuerza. En el acero, si se necesita una mayor resistencia, se debe agregar más metal, lo que hace que gane más peso.

Los compuestos son resistentes a la corrosión: los compuestos resisten las inclemencias del tiempo, el acero se oxida fácilmente a menos que esté protegido o cubierto con zinc.

Los compuestos no son conductores: el acero conduce la electricidad. Los compuestos son aislantes superiores, no responden a un campo eléctrico.

Compuestos vs granito

Los compuestos no son porosos: esto los hace más sanitarios que el granito, también puede soportar productos desinfectantes sin dañar el material, a diferencia del granito

Los compuestos son fáciles de mantener: no requieren selladores ni productos de limpieza especiales. Debido a que el granito es poroso, debe sellarse anualmente para evitar manchas.

Los compuestos son económicos: los fregaderos de granito cuestan de forma rutinaria más de 10 veces los de los composites. Requieren instalación profesional, el compuesto puede ser hecho por usted mismo.

Los materiales compuestos ofrecen infinitas opciones de apariencia: se pueden adaptar fácilmente en cualquier forma y personalizar a cualquier color. El granito debe seleccionarse, combinarse y cortarse con cuidado, y está disponible en colores limitados.

Los compuestos son resistentes al calor: los compuestos conservan su integridad cuando se exponen a altas temperaturas. Las superficies de granito no pueden absorber el calor.

Fuente: