Que son los Materiales FRPs?

Los materiales Poliméricos Reforzados con Fibras (FRP) han sido usados exitosamente por décadas en la industria aeroespacial, naval y de equipo deportivo. Se fabrican a partir de fibras (como el vidrio, carbono o Kevlar) embebidas en una matriz de resina polimérica (epóxica). La función de la resina es la de proteger las fibras y de distribuir uniformemente la carga entre dichas fibras. Se pueden usar diversos tipos de recubrimientos para mejorar la adherencia de las fibras a la matriz de resina epóxica. Una ventaja importante de los materiales FRP al ser comparados con otros materiales estructurales es su propiedad anisotrópica (sus propiedades mecánicas varían cuando se miden con respecto a ejes o direcciones diferentes). Por consiguiente, el ingeniero puede definir la orientación de la resistencia deseada variando la orientación de las fibras dentro de la matriz.

En la figura se ilustran las telas QuakeWrap™ de fibra de vidrio y de carbono y las placas de carbono. Se pueden diseñar telas híbridas de uno o mas tipos de fibras para cumplir con necesidades específicas del proyecto. Para la mayoría de las aplicaciones ingenieriles, la tela se suministra en rollos de 1.27 m de ancho. La figura también ilustra las cubetas que contienen las resinas epóxicas QuakeBond™ . Las telas se impregnan con la resina epóxica de saturación, la cual al endurecer, se transforma en la matriz de protección y de distribución de carga. Las placas no requieren ser impregadas de la resina de saturación, ya que la matriz es formada durante la fabricación industrial de la placa misma. La combinación de fibras y matriz de resina forma un material FRP.

La relación esfuerzo-deformación de los materiales FRP se ha comparado en múltiples ocasiones con la del acero de refuerzo. A diferencia de comportamiento dúctil del acero, los materiales FRP por si solos no son dúctiles y exhiben comportamiento lineal hasta la falla. Aunque esto podría interpretarse como una desventaja severa, los miembros estructurales (vigas, columnas, muros, etc) pueden conservar o incrementar su ductilidad si el refuerzo FRP se diseña apropiadamente. El comportamiento de miembros estructurales se discute con mas detalle en la sección de Aplicaciones en el menú principal. El módulo de elasticidad de la tela de fibra de vidrio de aproximadamente 210,000 kg/cm2 y el de la tela de fibra de carbono es aproximadamente de 630,000 kg/cm2. Las placas tienen módulos de elasticidad de aproximadamente 1,400,000 kg/cm2. Por consiguiente, aunque el módulo de elasticidad es menor que el del acero (aprox. 2,000,000 kg/cm2) su resistencia es significativamente mayor.