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Innegra, el nuevo refuerzo en la industria de los materiales compuestos (I)

Jueves, 11 Junio, 2020

El sector de los materiales compuestos tiene un peso de suma importancia en el sector industrial, desde el sector textil, pasando por el ámbito de la automoción, la industria aeronáutica, las energías renovables (palas de aerogeneradores o soportes para placas solares) o los deportes de navegación y el ciclismo, entre otros.

Por lo tanto y, hablando en términos generales, se entiende como material compuesto aquél que surge de la combinación de dos o más elementos o sustancias, otorgando al compuesto resultante unas propiedades mecánicas de mayor rendimiento que las que tendrían cada componente por separado. Así pues, los elementos que lo componen se pueden distinguir en una matriz y un material de refuerzo, siendo la matriz el componente que se encarga de mantener la unión al refuerzo y la forma del composite y el refuerzo, el encargado de otorgar la resistencia, rigidez y demás propiedades mecánicas necesarias para su correcto funcionamiento.

Existen varios tipos de matrices: metálicas, cerámicas y poliméricas, siendo esta última la más usada en la actualidad, al igual que hay varias formas de refuerzo, siendo la más común el tejido de fibras.

Por otra parte, dentro de las fibras (las cuales otorgan las propiedades al composite en función de su longitud), cabe destacar el uso de tejidos como el vidrio, la spectra (fibra de polietileno), la dyneema (igual que la spectra pero más extendida comercialmente), el kevlar, el carbono y la innegra. Dado que esta última es el objeto del artículo, se hará hincapié en ella. Sin embargo, se mostrará una pequeña comparativa con el resto de tejidos. 

Del origen hasta la actualidad

La Innegra fue descubierta en 2004 por un grupo de investigadores de la ciudad de Greenville, situada en Carolina del Sur en Estados Unidos y su producción comercial comenzó en 2009. En 2011, la compañía que ostentaba el usufructo fue comprada por la inversora Circle Creek Holdings, relanzándose al mercado en 2012 bajo el nombre de Innegra Technologies. Posteriormente, en 2013, se produjeron dos hechos que tendrían suma importancia para el desarrollo y crecimiento de esta empresa. Por un lado, el reconocimiento por el descubrimiento del nuevo tejido mediante la concesión del premio JEC por la innovación. Por otro, el auge en el mercado de los materiales compuestos al introducir una variable de ésta, la Innegra negra.

En la actualidad, se encuentra muy extendida en el mundo, siendo un material de referencia en la fabricación de cuadros de bicicletas para deportistas de élite o en sectores tan exigentes y que requieren una calidad superior como el aeroespacial o el de automoción.

Pero, ¿en qué consiste este nuevo tejido? Pues la fibra conocida comercialmente como Innegra no es más que un tejido fabricado de polipropileno de alto rendimiento, el cual se obtiene mediante la polimerización catalítica del propileno, un hidrocarburo de la familia de los alquenos muy usado en la industria química. 

Propiedades

La densidad de fibras Innegra es aproximadamente la mitad que la de aramida y fibras de carbono y un 30% de la densidad de fibra de vidrio. Combinado este factor con un costo que es aproximadamente la mitad que la del carbono, Innegra se ha comercializado como refuerzo de material compuesto y no como un material independiente. Se ha empleado como reemplazo para otras fibras en una o más capas, en un laminado sólido o como núcleo de una estructura sándwich, donde ofrece un peso reducido y una mayor dureza a un costo razonable.

Este tipo de tejido posee una buena resistencia química y buena resistencia a la fluencia, además de una gran dureza, rigidez y tenacidad, motivo por el cual se hace uso en muchas aplicaciones. La Tabla 1 muestra una relación peso/resistencia por metro de longitud, comparativa de este elemento con los otros tejidos restantes en la industria y el aluminio, dado a que éste fue el predecesor de estos materiales y que mantiene un uso frecuente en la actualidad.


COMPUESTODENSIDAD (KG/M3)RESISTENCIA (KG/M2)RELACIÓN
ALUMINIO270024112,03
VIDRIO A 25003108,06
VIDRIO E25803208,06
VIDRIO S24804595,40
VIDRIO R25904906,64
CARBONO1500450,23,33
CARBONO HM1780637,12,79
CARBONO HR1600441,33,40
KEVLAR 2914401927,50
KEVLAR 49

1450                      

327                           4,43         
INNEGRA84066,712,59

Tal y como se observa, la Innegra ofrece una mejor relación peso/resistencia en comparación con el resto de tejidos usados en la industria. Sin embargo y reafirmando la teoría anteriormente expuesta, ofrece una resistencia de hasta siete veces menor que el carbono, lo que hace que su uso se limite a tejido de combinación y creación de híbridos, combinando resistencia y demás propiedades en busca de una mejora significativa al comportamiento químico-mecánico. 

Autores: Marta Romay, Ingeniera Técnica de Obras Públicas, y Jorge Hernández, Ingeniero Técnico Industrial.

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