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Producción de la fibra de carbono

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La fibra de carbono es el término con el cual se hace referencia a un material compuesto de índole no metálico y de la clase de los poliméricos. En cuanto a la composición de la fibra de carbono, podemos decir que está formado por una matriz.

A la misma se la conoce también con el nombre de fase dispersante, cuya finalidad es la de darle forma a la resina. Dicha pieza o resina contiene un refuerzo que está realizado mediante el empleo de fibras de carbono y cuya materia prima constitutiva es el polietilnitrilio. Asimismo se trata de un material sumamente caro, en especial porque tiene muy buenas propiedad mecánicas, las cuales son muy elevadas, al tiempo que cuenta con una gran ligereza.

fibra-carbono-fibraOtras razones por las cuales tienen un precio muy elevado es porque se trata de un polímero sintético cuyo sistema de producción es muy extenso y, por ende, más que costoso. A dicho proceso se lo debe llevar a cabo con una temperatura alta que ronde los 1100º y 2500º en una atmósfera de hidrógeno. Este proceso ha llegado a durar meses, siempre dependiendo de la calidad que se busque para el resultado final. Por otra parte, cuando se emplean materiales termoestables se puede llegar a retrasar el procedimiento, fundamentalmente porque pasa a ser necesitado un complejo utillaje o dispositivo especializado en el tema, siendo un buen ejemplo de esto el horno calificado como autoclave.

La fibra de carbono, comparte con las de vidrio el caso de la metonomia, es decir, un recurso literario que implica darle al todo el nombre de una parte, como aquí ocurre con el de las fibras que funcionan como reforzadoras del material y no viceversa. Debido a que es un material compuesto, en casi todas las ocasiones lo que se emplea son polímeros termoestables. En cuanto al polímero propiamente dicho, se trata de una suerte de resina epoxy de la clase de las termoestables. Sin embargo, otro tipo de polímeros (un ejemplo es el poliéster) se puede usar también como base para el material que nos ocupa, a pesar de que esto no sucede muy frecuentemente.

Principales usos de la fibra de carbono

fibra-carbono-autosEntre los rasgos principales de la fibra de carbono compuesto podemos destacar una gran cantidad. Uno de ellos es su elevada resistencia a todo lo mecánico, ya que funciona con una suerte de módulo de elasticidad muy elevado. Otra característica importante es la baja densidad que posee, sobre todo si se trazan paralelismos con otros elementos (el acero, por mencionar un ejemplo). Su elevado precio es algo que definitivamente diferencia a este material de otros y que se produce por las razones mencionadas anteriormente. Otra clase de resistencia que tiene la fibra de carbono es la resistencia a los agentes exteriores, a lo que podemos unir su capacidad para realizar un aislamiento.

Una resistencia más que posee es aquella vinculada con las variaciones en los grados de temperatura, pudiendo además conservar su forma, aunque siempre y cuando intervenga la matriz termoestable. Asimismo, cuenta con buenas propiedades ignífugas. En lo que respecta a los usos, la fibra de carbono es ampliamente utilizada en industrias como la aeronáutica y automovilística, al tiempo que puede ser empleada para la fabricación de barcos y bicicletas, donde se destacan como fundamentales sus propiedades mecánicas y su relevante rasgo de ligereza. Muchas computadoras portátiles, trípodes e incluso cañas para realizar tareas de pesca también tienen este material en su composición.

Origen

Podemos ubicar las primeras fibras de carbono de uso industrial en la época de fuerte trabajo de Thomas Edison, quien las preparó gracias a un proceso de carbonización, que logró por el empleo de filamentos de otras fibras (de bambú, celulosa). Las mismas fueron posteriormente utilizadas para la preparación de otros filamentos: los de las lámparas incandescentes.

Sin embargo, fue recién en 1960 cuando la Union Carbide pudo desarrollar un proceso industrial consistente en la obtención de este material y con la utilización de un carbono de alto módulo de Young. Seis años después se obtuvieron fibras de PAN, es decir, de poliacrilonitrilo y se desarrollaron muchas otras a partir del uso de breas de carbón, de petróleo y de resinas fenólicas. En la década del ’80, se las fabrica a partir de breas de mesofase, ahora de ultra-alto módulo y las cuales fueron destinadas a muy altas prestaciones.