Materiales CompuestosPor: Mara del Carmen Teja Blanco

Caractersticas esencialesQu son?Tambin conocidos como composites, son combinaciones de materiales diversos (resinas epoxi, polister, etc.) con materiales de refuerzo (fibras de carbono, fibras de vidrio, etc.); cuyas propiedades mecnicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes, dando as por resultado un material de caractersticas excepcionales.Cmo estn formados?Estn formados por una matriz (o base metlica, polimrica o cermica) a la que se le aade otro material de refuerzo (en forma de fibras o partculas) con el propsito de mejorar ciertas propiedades de la matriz.Cundo comenzaron a producirse?Se reconoce que tuvieron su origen a principios de los aos 60 en los grandes proyectos aeroespaciales y de defensa en Estados Unidos y Europa.Estructura.Agente reforzante: su geometra es fundamental la hora de definir las propiedades mecnicas del material. Matriz: es la responsable de las propiedades fsicas y qumicas. Transmite los esfuerzos al agente reforzante, lo protege y da cohesin al material.

Clasificacin.Materiales compuestos reforzados con partculas.Estn compuestos por partculas de un material duro y frgil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una matriz ms blanda y dctil.Materiales compuestos estructurales.Estan formados tanto por materiales compuestos como por materiales sencillos y sus propiedades dependen fundamentalmente de la geometra y de su diseo. Los ms abundantes son:Los laminares. Estn formados por paneles unidos entre si por algn tipo de adhesivo u otra unin. Lo ms usual es que cada lmina est reforzada con fibras y tenga una direccin preferente, ms resistente a los esfuerzos. Los paneles sandwich consisten en dos lminas exteriores de elevada dureza y resistencia (normalmente plsticos reforzados, aluminio o incluso titanio), separadas por un material menos denso y menos resistente, (polmeros espumosos, cauchos sintticos, etc.). Proceso de fabricacin. Modos de produccin.Hay varios procesos de fabricacin: moldeo por proyeccin, por va hmeda o contacto; apilado por bolsa de vaco, RTM (moldeo por transferencia de resina), VARTM (moldeo por transferencia de resina en vaco), RIM (moldeo por infusin de resina), Filament Winding (bobinado), Fiber Placement, Pultrusin, ATL, Eb couringFuturo y previsiones para este tipo de materiales. Rentabilidad.

FibrasAramidaEs un filamento orgnico que proviene de una clase de derivados delpetrleoconocidos como polmeros intratables. Es sensible al ultravioleta, tiene buena resistencia a choques, a la abrasin, a los disolventes orgnicos y al calor; y es sensible a la humedad. Se usa en construccin naval.

CarbonoSon slidos que presentan una morfologa fibrosa en forma de filamentos, o una trenza de stos, y con un contenido mnimo en carbono del 92 % en peso.

El carbono tiene elevada resistencia mecnica y mdulo de elasticidad; baja densidad, resistencia a agentes externos, gran capacidad de aislamiento trmico; resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma, slo si se utiliza matriz termoestable; buenas propiedades ignfugas.

PolisterEs una categora de polmeros que contiene el grupo funcional ster en su cadena principal. El trmino polister generalmente se refiere a los polisteres sintticos (plsticos), provenientes de fracciones pesadas del petrleo.Se endurece a la temperatura ordinaria y es muy resistente a la humedad, a los productos qumicos y a las fuerzas mecnicas. Se usa en la fabricacin de fibras, recubrimientos de lminas, etc.

AlminaLa almina es el xido de aluminio que se halla en la naturaleza en estado puro o cristalizado formando, en combinacin con la slice y otros cuerpos, los feldespatos y las arcillas.Se usa como aislante trmico para cubas electrolticas, como revestimiento de proteccin, para la absorcin de las emisiones provenientes de las cubas, para el secado del aire comprimido (tiene la propiedad de adsorber y desorber el agua), como base de la estructura de coronas y puentes de prtesis dentales, en molinos de esmaltes cermicos como piedras de molienda (a modo de las piedras que engullen las aves para triturar los granos en la molleja).

BasaltoEl basalto es una roca gnea de grano fino y composicin mfica, es decir, con un alto contenido de hierro. Se compone mayormente de piroxeno y olivino, conteniendo cantidades menores de feldespato y cuarzo. Es la roca ms abundante en la corteza terrestre. Suele ser de color gris oscuro, y tiene muchas veces una textura de burbujas, generadas durante el enfriamiento y la solidificacin de la lava.Tambin son caractersticas las masas con forma almohadillada, causadas por el enfriamiento rpido de lava emitida tras una erupcin en el fondo marino.

VidrioEs un material fibroso obtenido al hacer fluir vidrio fundido a travs de una pieza de agujeros muy finos (espinerette) y al solidificarse tiene suficiente flexibilidad para ser usado como fibra. Posee de un buen aislamiento trmico, es inerte ante cidos y soporta altas temperaturas. Se usa en piezas de bricolaje, cascos de veleros, terminaciones de tablas de surf o esculturas, para realizar los cables de fibra ptica utilizados en el mundo de las telecomunicaciones, y como aislante trmico en la construccin.

Carbono-Vidrio.Usado para mviles, elementos ortopdicos y de baos.OtrasCelulosa.La celulosa est compuesta de molculas de glucosa; siendo as un homopolisacrido (compuesto por un solo tipo de monosacrido)Es rgida, insoluble en agua, y contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de -glucosa. La celulosa es la biomolcula orgnica ms abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.

RaynEs una fibra que se produce a partir de la celulosa, por lo que es una fibra celulsica manufacturada y regenerada.

Plsticos reforzados con fibraClasificados por el tipo de fibraMaderaCFRPPara muchas aplicaciones en las que la fibra de vidrio presenta una rigidez insuficiente, es necesario sustituirla por fibras de carbono.Tiene un elevado mdulo de elasticidad y resistencia a traccin, no presenta plasticidad y el lmite de rotura coincide con el lmite elstico; tiene baja densidad, elevada resistencia a altas temperaturas y a las bases, buena conductividad elctrica y trmica, alto coste GFRPEs la fibra ms empleada en aplicaciones industriales, debido a su gran disponibilidad, sus buenas caractersticas mecnicas y a su bajo coste. Sus principales caractersticas son: alta adherencia fibra-matriz, resistencia mecnica, con una resistencia especfica superior a la del acero; es aislante elctrico, de buena permeabilidad, no propaga la llama ni origina humos o toxicidad, estabilidad dimensional (bajo coeficiente de dilatacin), compatibilidad con las materias orgnicas, insensible a roedores e insectos, dbil conductividad trmica, excesiva flexibilidad y bajo coste.

Clasificados por la matriz

Termoplsticos reforzados por fibra largaEste material ofrece, adems de un ahorro de peso, toda una serie de importantes ventajas, como una mayor resistencia, mayor seguridad, mayor funcionalidad y mayor durabilidad para la pieza en cuestin. Termoplsticos tejidos de vidrioEl plstico reforzado con fibra de vidrio proporciona de forma simultnea la rigidez y la funcionalidad necesarias.

Compuestos termoformados o termoestableLos plsticos termoestables son polmeros infusibles e insolubles. La razn de tal comportamiento est en que las cadenas de estos materiales forman una red tridimensional espacial, entrelazndose con fuertes enlaces covalentes. La estructura as formada toma el aspecto macroscpico de una nica molcula gigantesca, cuya forma se fija permanentemente, debido a que la movilidad de las cadenas y los grados de libertad para rotacin en los enlaces es prcticamente cero.

Compuestos de matriz metlicaCermetUn cermet es un material compuesto formado por materiales metlicos y cermicos. Los cermets estn diseados para combinar la resistencia a altas temperaturas y a la abrasin de los cermicos con la maleabilidad de los metales. Como matriz se utiliza el metal, usualmente nquel, molibdeno, o cobalto, y la fase dispersa est constituida por carburos refractarios, xidos, boruros o almina.Fundicin blancaSon aquellas en las que todo el carbono se encuentra combinado bajo la forma de cementita. Todas ellas son aleaciones hipoeutcticas y las transformaciones que tienen lugar durante su enfriamiento son anlogas a las de la aleacin de 2,5 % de carbono. Metal duroTambin conocido por carburo de tungsteno es un compuesto cermico formado por tungsteno y carbono. Son de uso recomendado en aplicaciones en las que se requiera resistencia a desgaste severo, impacto y corrosin. Laminado metal-intermetal

Compuestos de matriz cermicaHormign/ConcretoEl hormign, tambin conocido como concreto, es un material que se utiliza mucho en los procesos de construccin.El concreto resulta de la mezcla de conglomerantes, conocidos como cemento, con ridos (arena, grava o gravilla) agua y finalmente adiciones y aditivos. Carbono-carbono reforzadoLa fibra de carbono es el desarrollo ms reciente en el campo de los materiales compuestos siguiendo la idea de que uniendo fibras sintticas con varias resinas, se pueden lograr materiales de baja densidad, muy resistentes y duraderos. HuesoEsta matriz sea est reforzada con fibras de colgeno, que es el componente ms abundante de la piel y de los huesos. AdobeEl adobe es una pieza para construccin hecha con una masa de barro (arcilla y arena) mezclada a veces con paja, moldeada en forma de ladrillo y secada al sol.Con ellos se construyen paredes y muros de variadas edificaciones. La tcnica de elaborarlos y su uso estn extendidos por todo el mundo, encontrndose en muchas culturas que nunca tuvieron relacin.

Compuestos de matriz orgnicaMadreperla o ncarLa madreperla, conocida tambin como ncar, es una sustancia que ya consolidada es dura, blanca, brillante y con reflejos irisados o iridiscentes. Es tambin la sustancia que forma la capa interna del caparazn de muchos moluscos; por lo que, diversos de estos moluscos lo segregan de manera considerable para reparar sus caparazones daados o para cubrir determinados objetos dentro de ellos. Este mecanismo es utilizado por los recolectores de perlas, para administrar a unos determinados moluscos piezas en el interior que cubrirn con el ncar, convirtindolos en perlas u otros objetos valiosos nacarados. Concreto asflticoLos concretos asflticos constituyen la clase superior de los pavimentos bituminosos. El concreto asfltico mezclado en va, consiste en una o varias capas compactadas de una mezcla de agregados minerales, asfalto lquido, producido en la va por medio de plantas viajeras, motoniveladoras, arados agrcolas o cualquier otro tipo capaz de mezclar agregados y asfalto sobre la superficie de la va. Este tipo de concreto asfltico se puede emplear como capa de rodamiento para trfico liviano y mediano, como base de pavimentos flexibles para trficos mediano y pesado o como capa intermedia.

Madera mejoradaPlywoodEl Plywood, en espaol, contrachapado, es un material que est compuesto de chapa de madera sobrepuesta en capas impares con la veta perpendicular entre ellas, pegadas con resinas de formaldehidos, logrando un material con una mayor resistencia mecnica que la madera slida de igual superficie y grosor. Tableros de fibra orientadaEst formado con virutas de madera que se unen entre s con un aglomerante mediante la aplicacin de calor y presin. Las virutas de las capas exteriores estn alineadas y dispuestas paralelamente a la longitud del tablero, mientras que la de la/s capa/s interior/es pueden estar orientadas aleatoriamente o alineadas perpendicularmente a la direccin de las virutas de las capas exteriores.TrexPertenece a la gama de compuestos de madera y plstico, que son mezclas fsicas hechas a temperaturas en las cuales el polmero est reblandecido, arriba de Tg y Tm. Conocidos ms comnmente como WPC, que proviene de su traduccin al ingls Wood-Plastic-Composites. WeatherbestPerteneciente tambin a la gama de compuestos de madera y plsticos.Pycrete

BibliografaTodos estos datos han sido obtenidos de:http//es.wikipedia.orghttp://infomadera.nethttp://www.interempresas.comhttp://www.astromia.comhttp://www.educared.nethttp://www.plasticportal.nethttp://www.tecnun.eshttp://www.quiminet.com