Los materiales compuestos se definen ampliamente como aquellos en los que se refuerza un aglutinante con un material de refuerzo. En términos modernos, el aglutinante suele ser una resina, y el material de refuerzo consiste en hilos de vidrio (fibra de vidrio), fibras de carbono o fibras de aramida. Sin embargo, también hay otros compuestos, como el ferrocemento y las resinas de madera, que todavía se utilizan en la construcción de barcos.
Los compuestos ofrecen las ventajas de una mayor relación resistencia / peso que la madera o el acero tradicionales. métodos, y requieren niveles de habilidad más bajos para producir un acabado de casco aceptable en un semi-industrial escala.
Historia de los compuestos en barcos
Ferrocemento
Probablemente el primer uso de compuestos para embarcaciones fue el ferrocemento. Este material se utilizó ampliamente en la primera mitad del siglo XX para construir barcazas de bajo costo y baja tecnología.
Más adelante en el siglo, se hizo popular no solo para proyectos únicos de viviendas sino también para constructores de barcos de producción. Un marco de acero hecho de varilla de refuerzo (conocido como armadura) forma la forma del casco y está cubierto con alambre de gallina. Luego se enyesa con cemento y se cura. Aunque es un compuesto barato y simple, la corrosión de la armadura es un problema común en el entorno marino químicamente agresivo. Sin embargo, todavía hay muchos miles de barcos "ferro" en uso hoy en día: el material ha permitido a muchas personas realizar sus sueños.
GRP
Durante la Segunda Guerra Mundial, justo después resinas de poliéster se desarrollaron, las fibras de vidrio estuvieron disponibles después del descubrimiento accidental de un proceso de producción utilizando aire soplado en una corriente de vidrio fundido. Pronto, el plástico reforzado con vidrio se convirtió en la corriente principal y los barcos GRP comenzaron a estar disponibles a principios de la década de 1950.
Compuestos de madera / adhesivos
Las presiones en tiempos de guerra también condujeron al desarrollo de técnicas de construcción de barcos moldeadas en frío y moldeadas en caliente. Estos enfoques implicaban colocar finas chapas de madera sobre un marco y saturar cada capa con un pegamento. Los adhesivos a base de urea de alto rendimiento desarrollados para fabricantes de aviones se utilizaron ampliamente para la nueva técnica de moldear cascos de barcos, generalmente para PT barcos. Algunos adhesivos requerían hornearse en un horno para curar y se desarrollaron cascos moldeados en caliente, aunque había limitaciones de tamaño regidas por el acceso a hornos industriales.
Compuestos modernos en barcos
Desde la década de 1950, las resinas de poliéster y viniléster han mejorado constantemente y el GRP se ha convertido en el compuesto más utilizado en la construcción de barcos. También se utiliza en la construcción naval, generalmente para buscaminas que necesitan cascos no magnéticos. Los problemas osmóticos que sufrieron los barcos de la primera generación ahora son cosa del pasado con los compuestos epoxi modernos. En el 21S t siglo, la producción de barcos de GRP en volumen sigue un proceso de producción industrial completo.
Las técnicas de moldeo de madera / epoxi todavía se utilizan en la actualidad, por lo general para esquifes de remo. Otros materiales compuestos de madera / adhesivos han evolucionado desde la introducción de resinas epoxi de alto rendimiento. Tira de tablas Es una de estas técnicas populares para la construcción de botes domésticos: se colocan tiras de madera (típicamente cedro) longitudinalmente sobre los marcos y se recubren con epoxi. Esta construcción simple ofrece una construcción barata y fuerte con un acabado justo que un aficionado puede lograr fácilmente.
En el borde de ataque de la construcción de botes, el refuerzo de fibra de aramida fortalece las áreas clave de los veleros, como las secciones de proa y quilla. La fibra de aramida también proporciona una absorción de impactos mejorada. Fibra de carbon Los mástiles son cada vez más comunes, ya que ofrecen un gran rendimiento y beneficios de estabilidad de la embarcación.
Los veleros también usan materiales compuestos en su construcción de vela, con cinta de fibra de carbono o fibra de vidrio que ofrece una matriz flexible pero dimensionalmente estable sobre la cual se lamina la tela de vela sintética.
La fibra de carbono también tiene otros usos marinos, por ejemplo, para molduras interiores de alta resistencia y muebles en superyates.
El futuro de los compuestos en la construcción de barcos
Los costos de la fibra de carbono disminuyen a medida que aumentan los volúmenes de producción, por lo que es probable que la disponibilidad de fibra de carbono en láminas (y otros perfiles) sea más frecuente en la producción de embarcaciones.
La ciencia de los materiales y la tecnología de compuestos están avanzando rápidamente, y los nuevos compuestos incluyen nanotubos de carbono y mezclas epoxídicas. Recientemente, se entregó un pequeño buque naval con un casco construido con nanotubos de carbono como proyecto conceptual.
La ligereza, la resistencia, la durabilidad y la facilidad de producción significan que los compuestos desempeñarán un papel cada vez más importante en la construcción de embarcaciones. A pesar de todos los nuevos compuestos, Compuestos poliméricos reforzados con fibra Han venido para quedarse durante muchos años, aunque seguramente se asociará con otros compuestos exóticos.