Materiales Compuestos y Fibras Avanzadas: Propiedades y Aplicaciones Tecnológicas

Fibras: Aglomerados de Filamentos

Fibras de Vidrio

Compuestas de **sílice** y otros **óxidos metálicos**.

• Ventajas: Baratas, transparentes, **isotrópicas** a nivel mecánico y alta **resistencia térmica**.
• Desventajas: Susceptibles al ataque superficial del agua, menores propiedades específicas.

Fibras de Carbono

• Ventajas: **Inercia química**, alta **conductividad térmica** y eléctrica, **estabilidad dimensional**.
• Desventajas: Negras y **anisotropía mecánica**.

Fibras Aramidas

• Ventajas: **Densidad baja**, no dependencia con defectos, permite coloraciones claras.
• Desventajas: Baja **resistencia a la cizalla**, amarillas, alta **anisotropía mecánica** y térmica.

Compuestos de Matriz Metálica (CMM o MMC)

Estos compuestos buscan aumentar la **rigidez** y la **dureza** de los metales. Incluyen fibras continuas y metálicas, así como materiales discontinuos. Los refuerzos incrementan la **rigidez** y la **resistencia mecánica** al desgaste y al calor. Se procesan utilizando las técnicas convencionales de los metales.

• Ventajas: Mayor **temperatura de uso**, **resistencia al impacto** y **conductividad**.
• Inconvenientes: Problemas de **compatibilidad** entre matriz y refuerzo, y tendencia a la **corrosión** y **fatiga térmica**.

Compuestos de Matriz Cerámica (CMC)

Su objetivo es aumentar la **tenacidad** y la **deformación a rotura** de los materiales cerámicos, lo que los hace aptos para **aplicaciones estructurales**.

• Ventajas: Alta **temperatura de servicio**, **resistencia a la humedad**, baja **conductividad**, baja **expansión térmica** y gran **resistencia química**.
• Inconvenientes: Dificultad en el proceso de fabricación y unión de piezas, poca **tenacidad** y **microfracturas** en la matriz a niveles bajos de deformación.

Compuestos de Matriz Polimérica (PMC)

Termoestables

• Pros: Mayor **humectación**, altas **temperaturas de servicio**, alta **rigidez**.
• Contras: Geometrías sencillas, baja producción.

Epoxi

• Más resistente, resistente al agua, dureza, alto coste.

Poliéster

• Sensible a la temperatura, baja resistencia a la humedad atmosférica, buena adherencia con fibra de vidrio, bajo coste.

Termoplásticos

• Pros: Piezas de **geometría compleja**, alta **precisión dimensional**.
• Contras: Bajas temperaturas de servicio, problemas de **humectación** y **fluidez**.

Policetonas (PEEK)

• Gran **resistencia térmica**, buenas **propiedades mecánicas**, coste elevado.

Polisulfuro de Fenileno (PPS)

• Limita la **resistencia térmica**, propiedades mecánicas intermedias, inherentemente **ignífugo**.

Compuestos para Construcción

Madera

Compuesta principalmente por **celulosa**, **lignina**, extractivos y hemicelulosa. Puede ser vista como un material reforzado con fibras, donde largas celdas poliméricas tubulares se alinean unidireccionalmente en una matriz polimérica.

Hormigón

Mezcla de **grava**, **arena** y **cemento**.

• Armado: Refuerzo con varillas, alambres y mallas de acero. Aumenta la **resistencia**.
• Pretensado: Acero en **tensión** durante el fraguado.
• Postensado: Acero en **tensión** después del fraguado.

Asfalto

Compuesto de **alquitrán** más agregado. Se utiliza en **mezclas asfálticas**.