¡Plástico reforzado con fibra (FRP) en acción!

Plástico reforzado con fibra (FRP) está ganando popularidad rápidamente en los mercados que buscan una alternativa al acero. EE. UU. Estima que la demanda alcanzará los 4,3 mil millones de libras en 2017 y no es sorprendente con un producto tan versátil. Muchas industrias como la aeroespacial, militar y de la construcción hacen un gran uso de FRP por su fuerza, peso ligero y resistencia a los elementos.

FRP viene en varias formas. Se encuentran disponibles muchos refuerzos de fibra diferentes, incluidos vidrio, carbono, basalto y aramida. Estas fibras se pueden tejer, coser o trenzar para proporcionar mayor rigidez y capacidad de tracción mientras la resina une las fibras en una matriz firme. Los rellenos y aditivos se utilizan no solo para ayudar a reducir el costo de producción de plástico reforzado con fibra, sino que también funcionan para reducir la contracción y mejorar las propiedades mecánicas y físicas.

¿Cómo resisten los plásticos reforzados con fibra contra el acero? Estos compuestos tienen muchas cualidades estructurales excelentes que incluyen alta resistencia, resistencia a la fatiga y alta resistencia a temperaturas elevadas, abrasión, corrosión y productos químicos. Los materiales de refuerzo también pesan solo 1/3 más que el acero y, debido a su peso ligero, es más fácil de transportar y manipular durante la construcción, lo que reduce el tiempo del proyecto. El FRP en realidad mantiene tolerancias y resistencias del material similares y, a veces, mejores que el acero o el aluminio.

Aquí hay tres industrias en las que los FRP están marcando una gran diferencia:

1. Industria de la construcción

Actualmente, FRP se usa más ampliamente para superestructuras de puentes y tableros de puentes . El primer puente construido con FRP erigido en los EE. UU. Fue en Russell, Kansas en 1996. Al equipo de trabajo le tomó solo un día instalar la superestructura debido al peso liviano del material. En 2005, el histórico puente de Broadway en Portland, Oregón (en la imagen de la derecha) se renovó para reemplazar la plataforma de rejilla de acero por una sólida de FRP, que podría brindar una mejor tracción cuando está mojado y también sería más resistente a la corrosión que el metal. El FRP se utiliza para fortalecer y reforzar las vigas y columnas existentes de los edificios. El FRP también se usa ampliamente para aplicaciones de seguridad como pasamanos. La única desventaja de usar polímeros reforzados con fibra parece ser un costo inicial más alto, aunque se equilibra con un costo de ciclo de vida proyectado más bajo de mantenimiento y reparaciones.

2. Industria automotriz

El FRP también está apareciendo cada vez más en la industria automotriz. Las fibras de carbono alguna vez se usaron exclusivamente en autos de carrera. pero BMW ha presentado el i3, que representa el primer esfuerzo para producir en masa un automóvil hecho principalmente de fibra de carbono. Si bien el material hizo que el automóvil fuera más liviano, lo que le permitió ir más rápido que el automóvil eléctrico más vendido, el peso liviano también hace que el automóvil sea más eficiente en combustible y tiene el potencial de reducir los gases de efecto invernadero y otras emisiones si la tendencia de la fibra de carbono despega. . La desventaja es (nuevamente) el alto costo, la eliminación de desechos (el material no se puede reutilizar de un automóvil para construir otro) y la reparación. Los costos iniciales de BMW para establecer una fábrica de plástico reforzado con fibra que pudiera proporcionar un suministro constante del material fueron formidables. Cuando el acero es impactado, se dobla y deforma, pero las fibras de carbono se desintegran. Esto lo convierte en un mecanismo de disipación de energía muy eficiente, pero cuando el material se rompe y las fibras se desintegran, pueden producirse resultados impredecibles.

3. Industria aeroespacial

Los fabricantes de aviones también están aprovechando los beneficios de este potente material. El Boeing 787 hace un mayor uso de materiales plásticos reforzados con fibra en su fuselaje y estructura primaria que los aviones comerciales anteriores, ofreciendo un ahorro de peso del 20% en promedio en comparación con los diseños de aluminio más convencionales. Los materiales compuestos permiten la construcción de una estructura más liviana y simple, lo que aumenta la eficiencia del avión, reduce el consumo de combustible y reduce el mantenimiento. Además, la construcción de cilindro compuesto de una pieza única del 787 da como resultado la eliminación de empalmes de revestimiento longitudinales que no solo reduce el peso y la resistencia, sino que también reduce significativamente la cantidad de mantenimiento requerido porque no hay juntas, sujetadores o placas de empalme adicionales.

En general, los polímeros reforzados con fibra son realmente se están haciendo un nombre debido a su alta relación rigidez / peso, alta resistencia y resistencia a la corrosión, la fatiga y los productos químicos.

¿Tiene experiencia trabajando con compuestos poliméricos reforzados con fibra? ¡Comparta en la sección de comentarios a continuación!

¿Busca más información sobre FRP? Consulte nuestra Guía de plásticos de ingeniería de alta resistencia.