Composite Materials
En los años 40, la industria aeronáutica empezó a desarrollar fibras sintéticas para mejorar el diseño de los aviones. Desde entonces, los materiales compuestos se utilizan cada vez más. Cuando se mencionan los materiales compuestos, la mayoría de la gente piensa sólo en la fibra de vidrio, o quizás en el grafito o las aramidas (Kevlar). Los materiales compuestos se iniciaron en la aviación, pero ahora están siendo adoptados por muchos otros sectores, como el de las carreras de coches, el de los artículos deportivos y el de la náutica, además de los usos en la industria de defensa.
Un material "compuesto" se define como una mezcla de diferentes materiales o cosas. Esta definición es tan general que podría referirse a aleaciones metálicas hechas de varios metales diferentes para mejorar la resistencia, la ductilidad, la conductividad o cualquier otra característica que se desee. Asimismo, la composición de los materiales compuestos es una combinación de refuerzo, como una fibra, un bigote o una partícula, rodeada y mantenida por una resina que forma una estructura. Por separado, el refuerzo y la resina son muy diferentes de su estado combinado. Incluso en su estado combinado, pueden identificarse individualmente y separarse mecánicamente. Un compuesto, el hormigón, está formado por cemento (resina) y grava o varillas de refuerzo para crear el hormigón.
Ventajas y desventajas de los materiales compuestos.
- Alta relación resistencia-peso
- Transferencia de esfuerzos entre fibras gracias a la unión química
- Módulo (relación rigidez-densidad) de 3,5 a 5 veces el del acero o el aluminio
- Mayor vida útil que los metales
- Mayor resistencia a la corrosión
- Resistencia a la tracción de 4 a 6 veces la del acero o el aluminio
- Mayor flexibilidad de diseño
- La construcción adherida elimina las juntas y las fijaciones
- Fácilmente reparable
Las desventajas de los materiales compuestos incluyen:
- Métodos de inspección difíciles de llevar a cabo, especialmente la detección de delaminaciones (los avances tecnológicos acabarán por corregir este problema).
- Falta de una base de datos de diseño a largo plazo, métodos de tecnología relativamente nuevos
- Coste
- Equipo de procesamiento muy caro
- Falta de un sistema estandarizado de metodología
- Gran variedad de materiales, procesos y técnicas
- Falta general de conocimientos y experiencia en reparaciones
- Productos a menudo tóxicos y peligrosos
- Falta de metodología estandarizada para la construcción y las reparaciones
El aumento de la resistencia y la capacidad de diseño para las necesidades de rendimiento del producto hacen que los materiales compuestos sean muy superiores a los materiales tradicionales utilizados en las aeronaves actuales. A medida que se utilizan más y más materiales compuestos, los costes, el diseño, la facilidad de inspección y la información sobre las ventajas de la relación resistencia-peso ayudan a que los materiales compuestos se conviertan en el material preferido para la construcción de aviones.
Seguridad de los materiales compuestos
Los productos compuestos pueden ser muy perjudiciales para la piel, los ojos y los pulmones. A largo o corto plazo, las personas pueden sensibilizarse a los materiales con graves irritaciones y problemas de salud. La protección personal suele ser incómoda, caliente y difícil de llevar; sin embargo, un poco de incomodidad mientras se trabaja con los materiales compuestos puede evitar problemas de salud graves o incluso la muerte.
La protección contra las partículas con un respirador es muy importante para proteger los pulmones de los daños permanentes provocados por las diminutas burbujas de vidrio y los trozos de fibra. Como mínimo, es necesaria una máscara antipolvo aprobada para la fibra de vidrio.
La mejor protección es un respirador con filtros de polvo. El ajuste adecuado de un respirador o una máscara antipolvo es muy importante, ya que si se respira el aire alrededor del sello, la máscara no puede proteger los pulmones del usuario. Cuando se trabaja con resinas, es importante utilizar protección contra el vapor. Los filtros de carbón en un respirador eliminan los vapores durante un periodo de tiempo. Cuando se quite el respirador para los descansos, y al volver a ponerse la máscara, si puede oler los vapores de la resina, sustituya los filtros inmediatamente. A veces, los filtros de carbón vegetal duran menos de 4 horas. Guarde el respirador en una bolsa sellada cuando no lo utilice. Si se trabaja con materiales tóxicos durante un período prolongado, se recomienda utilizar una máscara de aire y una capucha.
Evite el contacto de la piel con las fibras y otras partículas usando pantalones largos y mangas largas junto con guantes o cremas de barrera. Los ojos deben protegerse con gafas herméticas (sin orificios de ventilación) cuando se trabaje con resinas o disolventes, ya que los daños químicos en los ojos suelen ser irreversibles.
