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LOS MATERIALES COMPUESTOS Y SUS APLICACIONES

En el presente, la industria de la construcción e ingeniería ha empezado a conocer las
bondades y ventajas de nuevos materiales estructurales de naturaleza sintética,
provenientes de procesos químicos sofisticados; hoy en día conocidos como
materiales compuestos. Dichos materiales en un principio sólo eran usados como
materialesarquitectónicos o decorativos, pasando después a tener aplicaciones
estructurales en construcción, en aeronáutica y posteriormente aplicaciones de
reparación tanto estructural como estético, llegando a ser conocidos estos materiales
como compuestos estructurales.


Es cada vez más evidente la aplicación de materiales compuestos desde la última
década, ya que tiempo atrás, su aplicación eraprácticamente inexistente. Las ventajas
de estos materiales se hicieron cada vez más evidentes al empezar a aplicarlos en
diversas construcciones sometidas a las acciones de ambientes agresivos,
plataformas marinas, depósitos, anclajes al terreno, construcciones no conductivas y
no magnéticas, refuerzos de estructuras, armaduras pasivas, armaduras activas,
cables, recubrimiento de túneles ypasarelas.


Para poder entender y predecir hasta cierto punto el comportamiento de los materiales
compuestos es necesario conocerlos un poco más, tanto en las características de los
materiales como en el comportamiento de éstos durante su proceso de aplicación, sin
necesidad de entrar necesariamente en aspectos muy complejos de ingeniería
química.

CONCEPTO DE MATERIALES COMPUESTOS
Uncompuesto 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.

Las propiedades de un material compuesto dependen de las propiedades de los
elementos, geometría, y distribución de las fases. Uno de losparámetros 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. La geometría y orientación
del refuerzo afecta la anisotropía delsistema.

Estructura
Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir las siguientes partes:

Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material.
Fase matriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la responsable de las propiedades físicas y químicas.Transmite los esfuerzos al agente reforzante. También lo protege y da cohesión al material.

Clasificación
Una primera clasificación es la que analiza el tipo de matriz, distinguiéndose los siguientes tipos:
- materiales compuestos de matriz METÁLICA o MMC (METAL MATRIX COMPOSITES),
- materiales compuestos de matriz CERÁMICA o CMC (CERAMIC MATRIX COMPOSITES),
- materiales compuestos de matrizde CARBON
- materiales compuestos de matriz ORGÁNICA o RP (REINFORCED PLASTICS) y dentro de
estos, son los más utilizados:
- los CFRP (CABON FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales compuestos de fibra de
carbono con matriz orgánica,
- los GFRP (GLASS FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales compuestos de fibra de
vidrio con matriz orgánica.
En lo que a los refuerzos se refiere, los hay dedos tipos:
- FIBRAS, elementos en forma de hilo en las que la relación L/D > 100,
- CARGAS, el resto, utilizadas en elementos de poca responsabilidad estructural.

Funciones que debe cumplir la matriz. Estas son:
- Dar estabilidad al conjunto, transfiriendo las cargas al refuerzo.
- Proteger al refuerzo del deterioro mecánico y químico.
- Evitar la propagación de grietas.
Para todo...