Fibra de carbono
Las
fibras de carbono se fabrican mediante pirólisis controlada y ciclización de
precursores de cierta fibra orgánica, el más común de los cuales es el
precursor poliacrilonitrilo (PAN) y el precursor MPP; el primero es una fibra
sintética y el segundo se obtiene de la destilación destructiva del carbón (Ver
Fig.12).
1.
La fibra de carbono Tipo 1 es la más rígida y requiere la mayor temperatura en
el tratamiento.
2.
La Tipo 2 es la más fuerte y se carboniza a la temperatura que proporciona la
mayor resistencia tensil.
3.
La Tipo 3 es la más barata; la rigidez es menor que en las anteriores pero la
resistencia es buena. Este tipo tiene la temperatura más baja en el
tratamiento.
Aunque
corrientemente las fibras de carbono tienden a ser utilizadas sobre todo para
aplicaciones aeronáuticas y espaciales, han sido tenidas en cuenta para ser
utilizadas en la industria de la construcción. Una fibra de carbono de alto
módulo (HM20) fabricada a partir de un hilo de petróleo de cristal, tiene
módulos de elasticidad y valores de resistencia de 200 GPa y 2000 MPa
respectivamente; su coste es comparable al de la fibra de vidrio. Pueden
utilizarse unidos a polímeros o a matrices de cemento.
Figura
12. Fibra de Carbono.
Fibra de aramida
Las
fibras de aramida son unas fibras orgánicas y sintéticas que tienen un alto
grado de cristalinidad; tienen aplicaciones en el campo de los materiales
compuestos. Las cadenas moleculares son alineadas y rigidizadas mediante
anillos aromáticos con uniones de hidrógeno. Esta combinación explica su
altísima resistencia (Ver Fig.13/14).
Fibras sintéticas
Las
fibras sintéticas se fabrican a partir de polímeros termoplásticos tales como
las poliolefinas (polipropileno y polietileno), la poliamida (nylon) y el
poliéster. Las poliolefinas se usan en la producción de materiales compuestos
cemento/mortero, aunque también se utilizan junto con la poliamida y el
poliéster en materiales geosintéticos (Ver Fig.15).
Es
posible que las fibras sintéticas diseñadas química, mecánica y físicamente
consigan los requerimientos particulares para aplicaciones en ingeniería
geotécnica. Las fibras naturales, como el algodón, el yute, y la mayoría de
aquellas reproducidas, como la celulosa y el rayón, son poco usadas para
fabricar materiales geotextiles ya que son biodegradables. Sin embargo, estas
fibras pueden ser utilizadas para situaciones eventuales en las que la
biodegradación sea deseable.
El
principal interés industrial en el uso de fibras sintéticas radica en el campo
de suelos reforzados con las posibilidades que presentan los geotextiles. Estos
sistemas poseen un número de características intrínsecas que los hacen ideales
para aplicaciones de refuerzo de suelos. Están compuestos de polímeros
termoplásticos altamente estables y duraderos (poliolefinas y fibras de
poliéster de alto módulo) que están diseñados para proporcionar las propiedades
mecánicas requeridas (p.e. resistencia a tracción y extensión) y la forma; el último
proporciona formas geométricas específicas que optimizan las características de
"adhesión" entre los geotextiles y el suelo.
Los
geotextiles se pueden dividir en dos categorías:
(a)
geotextiles convencionales tejidos, no tejidos, mallados y cosidos
(b)
geotextiles especiales que no tiene origen textil y que incluyen materiales
geogrids, geotrips, geobars y geocomposites.
Los
geotextiles no tejidos consisten en una ordenación al azar de fibras pegadas
por calor o por punzada de aguja. Las fibras pueden estar en forma de
filamentos cortados (corta longitud) ó continuos. Los geotextiles tejidos
consisten en fibras ordenadas en forma ortogonal en varias configuraciones. Los
tejidos monofilamentos se fabrican a partir de fibras con sección transversal
circular o elíptica y los tejidos multifilamentos (y fibrilares) se fabrican a
partir de fibras que se juntan en filas paralelas dispuestas ortogonalmente.
Los geotextiles mallados consisten en fibras entrecruzadas y los geotextiles
cosidos se fabrican cosiendo hilos de fibra.
Los
geocomposites se fabrican colocando fibras de alta resistencia en una lámina de
material polímero. Así el componente de fibra proporciona la propiedad de
tracción y el polímero la forma geométrica y el medio de protección para la
fibra.
by: TALLER DE INVESTIGACIÓN II
