Tipos De Elastomeros

1.1. Materiales compuestos
La idea de combinar varios materiales para obtener un nuevo material con propiedades
diferentes a los materiales originales est´a presente en la propia Naturaleza. Pensemos en el
hueso, un material compuesto formado por una fase mineral, la hidroxiapatita (un tipo de
fosfato c´alcico), reforzada con fibras de col´ageno. Un material duro y resistente, pero fr´agil
ycon baja resistencia a tracci´on, como la hidroxiapatita, gana tenacidad y resistencia a
flexotracci´on gracias a las fibras de col´ageno. Esto permite al hueso convertirse en el tejido
que soporta a los vertebrados o protege sus ´organos vitales. Tampoco es novedosa esta
idea desde el punto de vista tecnol´ogico, como demuestra el adobe, un material compuesto
formado por una arcilla cocidareforzada con fibras de paja y que ha venido emple´andose
desde la antig¨uedad. Consideremos tambi´en el hormig´on, un material compuesto formado
por ´aridos (arena y grava) cohesionados por la pasta de cemento. Este material fue
inventado en la ´epoca romana y es el material estructural m´as utilizado en volumen en
la actualidad. El hormig´on armado es otro ejemplo: se trata de un materialcompuesto
formado por hormig´on reforzado con barras de acero. Este material fue ideado a finales
del siglo XIX y con ´el se construyen en la actualidad la mayor parte de las estructuras
de edificaci´on y de obra civil en Espa˜na. El hormig´on armado est´a dise˜nado con barras
de refuerzo dispuestas en la direcci´on y en la cuant´ıa necesaria para resistir justamente
los esfuerzos desolicitaci´on en cada secci´on de la pieza. Mayor sofisticaci´on aparece en el
caso del hormig´on pretensado que, adem´as de presentar las caracter´ısticas del hormig´on
armado, tiene la peculiaridad de que se tesa el acero antes de someter la pieza a cargas
externas. El tesado permite que cada una de las fases del material trabaje de forma ´optima
seg´un sus caracter´ısticas: el hormig´on siempre acompresi´on y el acero a tracci´on, lo que
mejora las propiedades del material compuesto.
Sin embargo, la industria de los materiales compuestos se puede considerar como relativamente
reciente; ha nacido y crecido en los ´ultimos 50 a˜nos, enfocada a la obtenci´on
de propiedades superiores a las que proporcionan los materiales convencionales (madera,
acero, hormig´on, etc.), siguiendo los dictadosde las industrias tecnol´ogicamente m´as
exigentes: aeron´autica, aeroespacial, automoci´on y deportiva. Este desarrollo de los materiales
compuestos ha estado ligado a la posibilidad de fabricaci´on de fibras de alto m´odulo
y resistencia mec´anica: kevlar, carbono, vidrio, etc.
Los materiales compuestos est´an formados por dos o m´as fases, con diferentes propiedades,
separadas por suscorrespondientes intercaras. Cuando existe una fase continua,
se la denomina matriz. La fase que se a˜nade a la matriz, que generalmente tiene unas
propiedades superiores (en el sentido de las que deseamos mejorar para el conjunto del
material compuesto), se denomina refuerzo. Las propiedades mec´anicas de los materiales
compuestos formados por una matriz reforzada dependen de las propiedadesmec´anicas de
cada fase y de las intercaras, as´ı como de la fracci´on volum´etrica, geometr´ıa y distribuci´on
espacial del refuerzo en el seno del material. Adicionalmente, las propiedades mec´anicas de
un material compuesto se ven a menudo influidas por la aparici´on de fen´omenos de da˜no:
rotura del refuerzo o de la matriz, decohesi´on a lo largo de las intercaras entre matriz y
refuerzo,etc.
La determinaci´on de las propiedades mec´anicas de un material compuesto a partir
de las de sus componentes, de sus fracciones volum´etricas y de su microestructura no es
una tarea trivial. Requiere desarrollar modelos micromec´anicos del comportamiento que
permitan relacionar la microestructura del material con su comportamiento macrosc´opico,
reproduciendo fen´omenos como la...