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