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¿Qué es la fibra de carbono?

¿Qué es la fibra de carbono?

La fibra de carbono es exactamente lo que parece: fibra hecha de carbono. Pero, estas fibras son solo una base. Lo que comúnmente se conoce como fibra de carbono es un material que consiste en filamentos muy delgados de átomos de carbono. Cuando se une con resina polimérica plástica por calor, presión o en vacío, se forma un material compuesto que es fuerte y liviano.

Al igual que la tela, las presas de castor o una silla de mimbre, la resistencia de la fibra de carbono está en el tejido. Cuanto más complejo sea el tejido, más duradero será el compuesto. Es útil imaginar una pantalla de alambre que se entrelaza con otra pantalla en ángulo, y otra en un ángulo ligeramente diferente, y así sucesivamente, con cada cable en cada pantalla hecho de hilos de fibra de carbono. Ahora imagine esta malla de pantallas empapadas en plástico líquido, y luego presionadas o calentadas hasta que el material se fusione. El ángulo del tejido, así como la resina utilizada con la fibra, determinará la resistencia del compuesto general. La resina es comúnmente epoxi, pero también puede ser termoplástica, poliuretano, éster de vinilo o poliéster.

DaveAlan / E + / Getty Images

Alternativamente, puede moldearse un molde y aplicarse las fibras de carbono sobre él. El compuesto de fibra de carbono se deja curar, a menudo mediante un proceso de vacío. En este método, el molde se usa para lograr la forma deseada. Esta técnica se prefiere para formularios sin complicaciones que se necesitan a pedido.

El material de fibra de carbono tiene una amplia gama de aplicaciones, ya que se puede formar a varias densidades en formas y tamaños ilimitados. La fibra de carbono a menudo se forma en tubos, telas y telas, y se puede formar a medida en cualquier cantidad de piezas y piezas compuestas.

Usos comunes de fibra de carbono

  • Componentes de automóviles de alta gama
  • Cuadros de bicicleta
  • Cañas de pescar
  • Suelas de zapatos
  • Bates de beisbol
  • Fundas protectoras para laptops y iPhones
El hipercoche Apollo IE. Martyn Lucy / Getty Images

Se pueden encontrar usos más exóticos en:

  • Industrias aeronáuticas y aeroespaciales.
  • Industria de petróleo y gas
  • Vehículos aéreos no tripulados
  • Satélites
  • Autos de carreras de Fórmula 1

Sin embargo, algunos argumentan que las posibilidades de fibra de carbono están limitadas solo por la demanda y la imaginación del fabricante. Ahora, incluso es común encontrar fibra de carbono en:

  • Instrumentos musicales
  • Mueble
  • Art
  • Elementos estructurales de los edificios.
  • Puentes
  • Palas de aerogeneradores
gilaxia / Getty Images

Si se pudiera decir que la fibra de carbono tiene alguna detracción, sería el costo de producción. La fibra de carbono no se produce fácilmente en masa y, por lo tanto, es muy costosa. Una bicicleta de fibra de carbono funcionará fácilmente en miles de dólares, y su uso en automoción todavía se limita a los autos de carreras exóticos. La fibra de carbono es popular en estos artículos y otros se deben a su relación peso-resistencia y su resistencia a la llama, tanto que existe un mercado para los sintéticos que se parecen a la fibra de carbono. Sin embargo, las imitaciones son a menudo solo parcialmente fibra de carbono o simplemente plástico hecho para parecerse a la fibra de carbono. Esto ocurre a menudo en fundas protectoras para computadoras y otros productos electrónicos de consumo pequeños.

Lo bueno es que las piezas y productos de fibra de carbono, si no están dañados, literalmente durarán para siempre. Esto los convierte en una buena inversión para los consumidores y también mantiene los productos en circulación. Por ejemplo, si un consumidor no está dispuesto a pagar por un conjunto de palos de golf de fibra de carbono nuevos, existe la posibilidad de que esos palos aparezcan en el mercado secundario usado.

La fibra de carbono a menudo se confunde con la fibra de vidrio, y aunque existen similitudes en la fabricación y algunos cruces en productos finales como muebles y molduras de automóviles, son diferentes. La fibra de vidrio es un polímero reforzado con hilos tejidos de vidrio de sílice en lugar de carbono. Los compuestos de fibra de carbono son más fuertes, mientras que la fibra de vidrio tiene más flexibilidad. Y ambos tienen varias composiciones químicas que los hacen más adecuados para diferentes aplicaciones.

Reciclar fibra de carbono es muy difícil. El único método disponible para el reciclaje completo es un proceso llamado despolimerización térmica, en el que el producto de fibra de carbono se sobrecalienta en una cámara libre de oxígeno. El carbono liberado se puede asegurar y reutilizar, y cualquier material de unión o reforzado que se haya utilizado (epoxi, vinilo, etc.) se quema. La fibra de carbono también se puede descomponer manualmente a temperaturas más bajas, pero el material resultante será más débil debido a las fibras acortadas y, por lo tanto, es probable que no se use en su aplicación más ideal. Por ejemplo, un gran trozo de tubería que ya no se usa se puede dividir, y las partes restantes se pueden usar para cubiertas de computadoras, maletines o muebles.

La fibra de carbono es un material increíblemente útil que se utiliza en compuestos, y continuará aumentando su participación en el mercado de fabricación. A medida que se desarrollen económicamente más métodos para producir materiales compuestos de fibra de carbono, el precio seguirá bajando y más industrias aprovecharán este material único.