10/03/2017
LOS MATERIALES COMPUESTOS EN EL MUNDO.
INTRODUCCION
Durante la historia de la humanidad, se tiene noticias del empleo exitoso de mezclas de materiales, buscando con el elemento resultante, mejorar el desempeño y las propiedades individuales de cada material. El empleo del barro mezclado con fibras naturales para construir viviendas, la lanza de caña con punta de hueso, son apenas unos pocos ejemplos de los inicios de los llamados materiales compuestos o “COMPOSITES”
Hoy en día, son variados los campos de aplicación de los materiales compuestos siendo los materiales con matriz plástica, uno de los campos con mayor crecimiento y desarrollo.
Pero, hablar también de plásticos, involucra un variado espectro de productos los cuales, para efectos de hacer sencilla nuestra comprensión, podemos resumir en: plásticos termo plásticos (commodities) y los plásticos termofijos o termo estables. Estos últimos, son un grupo de materiales poliméricos que presentan propiedades térmicas y mecánicas superiores a los plásticos de uso común, en un amplio rango de condiciones. Entre las características que ofrecen los varios grados de estos plásticos se incluyen: resistencia a elevada temperatura, resistencia mecánica, rigidez, estabilidad química, retardancia a la llama, resistencia al impacto, etc. Aunque se comercializan en menores cantidades (10% del consumo mundial) y son más costosos por unidad de peso que los commodities, en nuestros días son muy utilizados en muchos productos de uso cotidiano como tanques, bañeras, mesones de cocina, autopartes, botes, postes, tuberías, etc.
Además, se han mantenido dentro de los plásticos de más alto crecimiento en los últimos años, ofreciendo nuevas aplicaciones para la innovación y desarrollo de productos.
Típicamente, un Plástico termofijo, se elige debido a su gama de características físicas especiales, por ejemplo el Poliuretano es altamente resistente a los impactos y las epóxicas, son muy resistentes a la abrasión. En estos tipos de aplicaciones, los diseñadores continuamente están buscando plásticos que pueden sustituir a los materiales tradicionales como cristal, madera o metal. La ventaja ganada es la facilidad de transformación inherente de los plásticos en comparación con los procesos tradicionales.
Incluidos entre los plásticos termofijos, se encuentran los tradicionales plásticos del tipo epóxicos, poliuretanos, siliconas, fenólicos, poliéster insaturado, etc. El desarrollo de “híbridos”, ha permitido obtener características de funcionamiento que antes los termofijos tradicionales no podrían proporcionar, eliminan algunas dificultades en su transformación sin dañar sus propiedades sobresalientes. Las resinas viniléster es un claro ejemplo de ello, proporcionando casi todas las ventajas de las resinas epóxicas con la facilidad de aplicación de las resinas Poliéster. Los híbridos poliéster-uretano, con alta resistencia al impacto, a la abrasión e insuperable adherencia, prometen ampliar mucho más la gama de posibilidades que actualmente se tienen, haciendo posibles nuevas aplicaciones de los compuestos o la optimización de las piezas ya existentes.
MERCADO MUNDIAL
Los cambios económicos están ocurriendo a escala mundial a un paso cada vez más apresurado, conducido por comunicaciones globales instantáneas; acceso a mejores ingresos para un mayor número de gente y demandas crecientes de infraestructura como carreteras, redes de telecomunicaciones, de distribución de energía y de agua.
Estas son épocas de desarrollos técnicos extraordinarios. A medida que avanza el milenio, los cambios prometen ganar ímpetu en tres frentes: la globalización de la economía, el estilo de vida colectivo, muy dependiente de la tecnología, y el advenimiento de los avances científicos que ocurren a toda velocidad. Esto motiva a su vez el aumento de producción de aparatos eléctricos y electrónicos así como la búsqueda de aligerar los transportes para optimizar el consumo de combustibles, donde los plásticos son los elegidos para sustituir materiales más pesados.
Se puede considerar que los próximos años serán una época de crecimiento continuo para la industria mundial de los plásticos.
Materiales compuestos en el mundo
Los principales mercados geográficos de aplicaciones de los composites son América del Norte (47%), Europa (28%) y Asia (23%). Asia es considerada una región de rápido desarrollo porque algunos países como Corea y China, están en el mercado de la fabricación de refuerzos y porque otras regiones son ahora grandes fabricantes de equipamientos para telecomunicaciones, electrónicos y químicos (Tailandia, Indonesia, Malasia).
Uno de los principales componentes de los materiales compuestos, son las fibras de refuerzo, donde aún hoy, las fibras de vidrio continúan liderando los refuerzos, por sus ventajas tanto técnicas como económicas.
A escala mundial, las aplicaciones de los compuestos con fibras de vidrio son muy numerosas: la construcción y las obras públicas son los mayores campos de aplicación (36%) y a continuación están los transportes (31%). Los eléctricos y electrónicos representan una media mundial del 15% (en Asia es el 30% debido a la fuerte industria de electrónicos, placas de circuitos impresos).
La marina, la recreación y los bienes de consumo representan una media mundial del 13%. En Norte América, la marina, mucho más desarrollada cambia este índice al 20%.
A equipamientos industriales y agrícolas corresponden el 10%, del total. Esta aplicación es mayor en Europa (aproximadamente el 15%) debido al gran uso en tanques, silos, tuberías, etc.
Los materiales compuestos hechos con resinas termofijas experimentaron un considerable aumento a partir de 1994. El desarrollo, fue más o menos el mismo en todas las áreas de aplicación de procesos tradicionales, semi-industriales (pequeñas series), tales como procesos de molde-abierto (moldeado por contacto y aspersión), procesos más industrializados, tales como el filament Winding y pultrusión (embobinado y fabricación de perfiles).
Los proceso de prensado, SMC y BMC eran excepcionales para el segmento automotor en América del Norte, y para los segmentos de electricidad en Europa. En los Estados Unidos, el crecimiento de la pultrusión sufrió un alto crecimiento, principalmente en la ingeniería civil. El filament Winding era extremamente activo en Europa y en Oriente Medio para la industria del petróleo y en aplicaciones mar abierto.
Es difícil presentar estadísticas mundiales precisas sobre los métodos de procesamiento utilizado para moldear los refuerzos de vidrio. Existen diferencias dependiendo del área geográfica o del crecimiento, pero podemos disponer de la siguiente distribución:
Procesos en pequeña escala o procesos de molde-abierto (Aspersión y asentamiento manual) generalmente representan entre el 13 y el 16% de los proceso.
Procesos en pequeña-media escala (principalmente RTM) o moldes cerrados de baja presión (infusión), están en torno al 4%.
Procesos de gran escala (SMC, BMC, GMT) entre el 10 y el 13% del total.
Producción con mantas continúas para paneles y paneles sándwich – entre el 1 y el 3%.
Procesos para moldeado de tubos o caño (pultrusión,
fundición centrífuga, Filament Winding) entre el 8 y el 11%.
En los mercados mundiales, las aplicaciones con mayor potencial de desarrollo son las aplicaciones aero espaciales, el desarrollo de la energía eólica, la sustitución de materiales tradicionales en los vehículos de transporte, las celdas de combustibles para autos híbridos, la rehabilitación de puentes, tuberías y en general de obras civiles, la sustitución de los tanques metálicos de combustible, la madera sintética utilizada un todas las aplicaciones a la intemperie incluyendo los muelles y embarcaderos, los artículos deportivos (remos, palos de hokey, golf, tablas de surf, raquetas de tenis, cañas de pescar, etc.), la poltrusión aplicada al diseño y construcción de puentes, plataformas petroleras y torres de conducción eléctrica.
En aplicaciones de alta exigencia, como son los artículos para la práctica deportiva, los brazos para suspensión automotriz, la rehabilitación de puentes y estructuras civiles, su éxito dependerá además de una alta resistencia mecánica, la alta resistencia al impacto y a la rotura, la alta elongación y tenacidad y resistencia a la abrasión; de una importante característica adicional: la retención de estas propiedades frente a las altas temperaturas a las que algunas veces son expuestas las piezas fabricadas.
Hoy en Colombia, se estima que el consumo de materiales compuestos esta alrededor de 30.000 toneladas año, representadas por aplicaciones tradicionales en la construcción, el transporte-autopartes, los botes, el mármol sintético, los pisos industriales, tanques- tuberías y algo en aplicaciones eléctricas. Nuestro mercado, con un bajo consumo per Cápita, ofrece un amplio margen de posibilidades de desarrollo para los materiales compuestos y en especial para los buenos productos.
FUENTES CONSULTADAS:
http://www.saint-gobain-vetrotex.com.br/espanhol/marketfig.html
Revista Ambiente Plástico, Mónica Conde, Mayo 23 de 2.008.
Los plásticos en el ámbito mundial
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