Polímero reforzado con fibra de carbono para niños
El polímero reforzado con fibra de carbono (conocido como CFRP, CRP o simplemente fibra de carbono) es un material muy especial. Imagina un plástico súper fuerte y ligero que tiene hilos diminutos de fibra de carbono en su interior. Es como si el plástico fuera el pegamento y las fibras de carbono, los refuerzos que le dan una resistencia increíble.
Aunque puede ser un poco caro de fabricar, el CFRP se usa mucho cuando se necesita que algo sea muy resistente pero a la vez muy ligero. Por eso lo encontramos en lugares como la industria aeroespacial (aviones y naves espaciales), en coches de carreras, en la construcción de edificios y puentes, y en artículos deportivos como bicicletas o raquetas. Cada vez se usa más en otros productos que usamos a diario.
El "pegamento" que une las fibras de carbono suele ser una resina especial llamada epoxi. Pero a veces se usan otros tipos de plásticos, como el poliéster o el nailon. Además de las fibras de carbono, este material puede contener otras fibras para hacerlo aún más fuerte, como las de aramida (un material muy resistente), aluminio, polietileno o incluso fibras de vidrio. También se le pueden añadir otras sustancias, como sílice o nanotubos de carbono, para mejorar sus propiedades.
Contenido
Usos del Polímero Reforzado con Fibra de Carbono
Este material tan avanzado tiene muchas aplicaciones interesantes.
En la Ingeniería Aeroespacial
¿Cómo se usa el CFRP en los aviones?
El polímero reforzado con fibra de carbono es muy importante en la fabricación de aviones modernos. Por ejemplo, el avión Airbus A350 XWB está hecho en un 52% de CFRP. Esto incluye partes de las alas y del cuerpo del avión. El Boeing 787 Dreamliner también usa mucho este material, en un 50%. Estos aviones fueron de los primeros en tener partes tan importantes hechas de materiales compuestos.
El Airbus A380, otro avión grande, fue pionero al usar CFRP en su sección central de las alas. Esto permite que las alas tengan una forma más suave y continua, lo que ayuda a que el avión vuele de manera más eficiente. Otras partes como el borde trasero de las alas y algunas secciones del fuselaje también están hechas de CFRP.
A veces, la fabricación de estas piezas de CFRP puede ser complicada y causar retrasos en la entrega de los aviones. Esto se debe a que es una tecnología relativamente nueva, mientras que las estructuras de metal se han usado y estudiado por muchos años. Los científicos y los ingenieros están siempre investigando cómo monitorear el envejecimiento de estos materiales, ya que son diferentes a los metales tradicionales.
En 1968, ya se usaban piezas de fibra de carbono en los motores de algunos aviones. Empresas especializadas en el diseño de aviones, como Scaled Composites, han usado mucho el CFRP en sus diseños, incluyendo la primera nave espacial privada tripulada, la Spaceship One. También se usa en pequeños vehículos aéreos (MAV) por su ligereza y resistencia.
La empresa SpaceX utiliza fibra de carbono para la estructura principal de sus nuevos vehículos de lanzamiento muy grandes, como el vehículo de lanzamiento STI, y también para las naves espaciales que se lanzarán con él. Esto es un gran desafío, especialmente para los tanques de oxígeno líquido, debido al contacto del carbono con el oxígeno durante mucho tiempo.
Los aviones ultraligeros, que deben pesar muy poco sin piloto ni combustible (menos de 115 kg), dependen mucho del CFRP para cumplir con este requisito de peso.
En la Ingeniería Automotriz
El CFRP en coches de carreras y deportivos
El CFRP se usa mucho en los coches de carreras de alta gama. Aunque es caro, su increíble relación resistencia-peso es perfecta para estos vehículos, donde cada gramo cuenta. Los fabricantes de coches de carreras han aprendido a diseñar piezas de fibra de carbono para que sean muy fuertes en la dirección donde recibirán más fuerza, y más ligeras en otras direcciones. También han creado tejidos de fibra de carbono que son resistentes en todas las direcciones, lo que es ideal para la "célula de seguridad" del chasis de los coches de carreras de alto rendimiento.
Muchos coches deportivos de lujo de las últimas décadas han usado el CFRP en su fabricación, tanto en el chasis como en otras partes. Ya en 1971, el coche Citroën SM ofrecía ruedas ligeras de fibra de carbono como opción. El McLaren F1 de 1996 fue el primer coche de producción con una carrocería de fibra de carbono.
El CFRP en coches de uso diario
Hasta hace poco, el CFRP no se usaba mucho en los coches que se fabrican en grandes cantidades, debido a su alto costo y a que no había muchas personas expertas en trabajar con él. Sin embargo, algunos fabricantes de coches comunes han empezado a usar el CFRP en vehículos de uso diario.
Los fabricantes que producen menos coches lo han adoptado más fácilmente, usándolo principalmente para las partes de la carrocería de sus modelos más exclusivos. Esto se debe a que el CFRP es más resistente y ligero que otros materiales que usaban antes.
Usar fibra de carbono en un coche puede reducir mucho su peso. Esto, a su vez, puede permitir a los diseñadores e ingenieros tener más libertad para crear y ofrecer más espacio en la cabina para los pasajeros. Además, elegir fibra de carbono puede ayudar a reducir la cantidad de agua y electricidad que se usan en la fabricación de un coche.
Galería de imágenes
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Cola de un helicóptero radio controlado, hecho de CFRP.
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Polímero reforzado con fibra de carbono.
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Un Airbus A350 de Finnair que utiliza 52% de materiales compuestos.
