Quienes somos

• ¿Quiénes somos?
Somos CONSTRUFIBRA.
Una empresa con ilusión que tiene un producto de grandes prestaciones y que distribuye en España el plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV).

• ¿Que vendemos?
Vendemos productos de fibra y resina.
Un producto evolucionado que tiene nuevas propiedades y que abre unas posibilidades novedosas en el mercado de la construcción.

• ¿Dónde fabricamos?
Fabricamos en Italia en una empresa que se llama Ticomm & Promaco que tiene una experiencia de 30 años en la producción de este tipo de materiales.
 
COMPONENTES
• FIBRAS
La fibra es el componente de refuerzo del material compuesto. Aporta resistencia mecánica, rigidez y dureza y va a ser determinante para obtener las principales propiedades mecánicas del material. Es decir, son las encargadas de proporcionar las propiedades estructurales al conjunto.
La resistencia y rigidez de estas fibras son de órdenes de magnitud mayores que aquéllas que nos proporciona la resina, sin embargo, a causa de su geometría no pueden ser usadas aisladamente como elemento estructural sino que necesitan de la matriz para dotar al conjunto de las más altas propiedades mecánicas.
Las principales fibras que se emplean en materiales poliméricos son la fibra de vidrio, de carbono y aramida. A continuación se describen las características más importantes de cada una de ellas, dando más importancia a la fibra de vidrio que es el tipo de fibra que se emplea en este trabajo.
• Fibra de vidrio
La fibra de vidrio es el material de refuerzo de mayor aplicación en el sector de la construcción, debido principahnente a su gran disponibilidad, sus buenas características mecánicas y su bajo coste.
Las fibras de vidrio se usan para multitud de productos en ingeniería estructural, desde barras de refuerzo para hormigón a perfiles estructurales en sí Estas están constituidas por sílice, cal, almunia y magnesita, que en esencia corresponden a las mismas materias primas que componen el vidrio en su forma más pura.
Existen diferentes grados de fibra de vidrio y dependiendo de las condiciones que requiere la obra se utilizan unos u otros. Estos son:
E-Glass (eléctrica! glass): es un vidrio borosilicato. Tiene una gran resistencia eléctrica y por ello es utilizado en la gran mayoría de los productos FRP.
A-Glass (window glass): solamente usado para elementos específicos en estructuras.
C-Glass (corrosión resistant): también se le denomina vidrio alcalino-resistente, es decir, tiene una elevada resistencia química
S-Glass (structuralor high-strenghtglass): usado mayormente para producir fibras con una alta resistencia usadas ampliamente en el mundo de la ingeniería aeronáutica y militar.
Son varios los procedimientos de producción de fibras de vidrio, pero en general, todos se basan en un estiramiento a alta temperatura, por tracción mecánica o por acción de fluidos en movimiento, de una veta o vena de vidrio fundido y una inmediata solidificación.
Tipo A-Glass E-Glass S-Gíass C-Gtass
Diámetro de hilo [jimj 5 a 13 10 a 20 10 10
Densidad [Kg/níS] 2500 2580 2480 2590
Módulo de Elasticidad [Gpa] 69 72,5 86 85
Resistencia atracción [Gpa] 3,1 3,4 4,58 3,4 a4,4
MóduloEspecífico 28 28 34 32,82





Las fibras de vidrio pueden tener diferentes presentaciones en su uso como material de refuerzo de matrices orgánicas. Se describen brevemente las tres presentaciones más usadas:
Mat: Fieltros de hilos cortados o continuos aglomerados mediante un ligante químico (emulsión o polvo).
Roving: Bobinas de filamentos (Directo) o hilos de vidrio (Ensamblado) que han recibido un ensimaje plástico compatible con las resinas.
Tejido: superficies constituidas por mechas de roving directo en trama y urdimbre, tratados principalmente con ensimaje plástico.
Figura 3-1. Fibra en rovmg(a) y mat de hilos cortados (b). Extraído de [2].

• Fibra de carbono
Las fibras de carbono son sólidos que presentan una morfología fibrosa en forma de filamentos con un contenido mínimo en carbono del 92% en peso. Es un material que presenta elevadas propiedades mecánicas, como es su módulo de deformación y su resistencia a la tracción, siendo de gran interés su uso en estructuras que se encuentran sometidas a cargas repetitivas o de fatiga.
A partir de las temperaturas de tratamiento de calentamiento, se han identificado tres tipos diferentes de fibras de carbono:

Fibra de carbono de alto módulo (HM): es la más rígida y requiere una mayor temperatura en el tratamiento.
Fibra de carbono de alta resistencia (HR): es la más fuerte y se carboniza a la temperatura que proporciona la mayor resistencia a tracción.
Fibra de carbono (III) es la más barata; la rigidez es la menor de las tres pero su comportamiento mecánico es bueno.

Tipo Alta resistencia (HR) Alto módulo (HM) (III)
Diámetro de hilo [mu] 8 7 7,5
Dens i dad [Kg/m3] 1750 1840 1820
Módulo de Elasticidad [Gpa] 230 390 290
Resistencia a tracción [Gpa] 2,6 a 5 2,5 3,1
Módulo Específico 130 210 160

• Fibra de aramida
Las fibras de aramida son de origen orgánico y sintético, y representan un grupo relativamente nuevo y potencialmente importante de fibras que proporcionan una la alta resistencia y rigidez. Según el procedimiento de fabricación se distinguen dos tipos de fibras de aramida en función de su rigidez:

Fibras de bajo módulo (E = 70 GPa).

Fibras de alto módulo (E = 130 GPa).
Las fibras de aramida consisten en cadenas moleculares de poliamida aromática llamadas Kevlar. La aramida de Kevlar se utiliza en materiales compuestos que requieren un bajo peso, una alta resistencia, rigidez, resistencia a la fatiga y a la ruptura a tracción. Tiene un buen comportamiento al corte y son muy susceptibles a la humedad.
Los materiales compuestos de fibra de aramida se consideran de altas prestaciones, ya que sus características mecánicas son muy elevadas, especialmente la resistencia al impacto. Sin embargo, tienen como punto débil la resistencia a compresión.


• Matrices
La matriz es el componente aglutinante que permite a las fibras poder trabajar de forma conjunta, transmitiendo los esfuerzos de una a la otra. Además de esto, se encarga de protegerlas de las condiciones medioambientales, de los esfuerzos de compresión y del desgaste de sus superficies.
El tipo de matriz empleado en el diseño del material, tiene una influencia muy importante en ciertas propiedades mecánicas, como son la resistencia a cortante y a compresión.
Además, tiene gran influencia en el proceso de fabricación de los materiales compuestos, dónde aporta rigidez a las fibras de refuerzo producto del poder aglutinante que alcanza.
La clasificación general de los distintos tipos de matrices empleadas en el diseño y fabricación de los materiales compuestos se muestra en la Tabla 3-3.

Matrices Tipos
Inorgánicas Cemento; yeso

Matrices cerámicas

Matrices metálicas
Orgánicas Termoestables Epoxi; Poliéster; Vinilester; Fenólica; etc.

Termoplásticas �PYC); Polietileno (PE); Poliestireno (PS); etc.

Tabla 3-3. Cíasificación de matrices utilizadas en materiales compuestos.
En el ámbito de la ingeniería y la construcción, las matrices más empleadas son las denominadas termoestables como se indica en la Tabla 3-3 y que se describen a continuación.

• Resina de poliéster
La resina de poliéster es la más utilizada en el campo de los materiales compuestos, siendo empleada en más del 90% dé los laminados comerciales.
El poliéster se usa principalmente con fibras de vidrio y permite aplicaciones con temperaturas de hasta 100°C. Esencialmente, está formado por 4 constituyentes: poliéster (resina), monómero (diluyente), catalizador y acelerador. Tanto la resina como el diluyente forman parte del producto final, el catalizador produce la reacción química para la obtención del producto final y el acelerador aumenta la velocidad de fraguado durante el curado. Variando las clases de aceleradores y catalizadores se pueden conseguir diversas resinas de poliéster para diferentes materiales compuestos, lo que permite alcanzar propiedades como alta resistencia al fuego, a los rayos U.V, a la humedad, a altas temperaturas (140qC), etc.

Densidad [g/cm3] Módulo Elástico [Gpa] Resistencia a tracción [Mpa] Módulo Específico Resistencia específica
1,2-1,5 2,0-4,5 34,5-103,5 2,2 55,2

Tabh 3-4. Propiedades materiales y mecántas de hs resinas de poliéster.

• 3.1.1.2.2 Resina viniléster
Son las resinas más recientes y con un coste más elevado que el resto. Este tipo de resinas presentan en disolución con un 30 a 40% de monómero reactivo, y se utilizan de la misma manera que las resinas de poliéster empleando idénticos aceleradores y catalizadores

Densidad [g/cm3] Módulo Elástico [Gpa] Resistencia a tracción [Mpa] Módulo Específico Resistencia específica
1,17-1,25 2,5 50 2,08 41,7

Tabh 3-5. Propiedades materiales y mecántas de las resinas viniléster.

La principal característica a destacar de estas resinas es su elevada resistencia a la corrosión, siendo especialmente indicadas para el uso de materiales en zonas con ambiente agresivo.
• Resina fenólica
Esta resina fue una de las primeras empleadas para la producción de materiales compuestos. Al emplearlas con refuerzos de fibra de vidrio o carbono, las propiedades resultantes son menores que con el uso de resinas epoxi, pero su comportamiento al fuego y su comportamiento frente a emisiones tóxicas es superior a las otras resinas.
El empleo de este tipo de resinas es muy adecuado en la construcción debido a que puede llegar a soportar unas temperaturas muy altas y gracias también a su alta resistencia al impacto y abrasión.
• Resina epoxi
Las resinas epoxi se asocian normalmente a las fibras de carbono, en aplicaciones con elevados requisitos de resistencia y rigidez. Debido a su elevada viscosidad, y a un curado más lento, sufren una retracción más reducida que las resinas de poliéster, lo que justifica sus excelentes propiedades adhesivas y como consecuencia unos porcentajes muy altos de refuerzo.
Estas resinas son las que tienen un mayor precio en relación al resto de las analizadas, sin embargo aportan ventajas especiales como son una mejor resistencia a la humedad, muy buenas propiedades a la rotura y que soportan temperaturas de hasta 180^0.

Densidad [g/cm3] Módulo Elástico [Gpa] Resistencia a tracción [Mpa] Módulo Específico Resistencia específica
1,1-1,4 4,6 58,6 5,5 74
Tabh 3-6. Propiedades materiales y mecántas de las resinas epoxi.
 
PROCESOS DE FABRICACIÓN
Las propiedades que presentan los materiales compuestos en el producto final dependen directamente de la naturaleza de la resina, del refuerzo elegido para su elaboración y del proceso de fabricación empleado, además de la compatibilidad que existe entre ambos componentes.
A continuación se hace una explicación breve de algunos de los distintos procesos de fabricación de materiales compuestos, destacando por encima todos el de pultrusión:
• Contacto manual
) Consiste en aplicar sucesivamente dentro del molde un agente desmoldeante, una película o capa de gel, una capa de resina termoestable líquida, una capa de refuerzo en la forma deseada, e impregnar el refuerzo con la mano con el auxilio de un rodillo o una brocha. Se repita la operación tantas veces como sea necesario.
• Proyección simultánea
Consiste en proyectar simultáneamente en el molde hilos de fibra cortados, normalmente con 30 mm de largo, y la resina necesaria para su impregnación.
Después se necesita pasar el rodillo con la mano para compactar la mezcla resina y fibra en el molde y, si es posible, eliminar las burbujas de aire producidas por el sistema de proyección.
• Inyección (RTM)
Consiste en llenar la cavidad del molde, rígido y cerrado, inyectando la resina a través de uno puntos dependiendo del tamaño del componente. Los refuerzos son previamente depositados en el interior del molde, antes de cerrarlo y trabarlo firmemente.
• Proceso de vacío:
El moldeado vacío combina técnicas de inyección de resina a baja, presión con técnicas de vacío. La particularidad de este proceso consiste en separar las funciones de cierre del molde y el flujo de resina.
• Pultrusión:
La pultrusión es un proceso de fabricación de estructuras de materiales compuestos automático, continuo y muy versátil, con el que se obtienen perfiles de sección constante con distintas formas. En todos los casos se usa la fibra de refuerzo que va embebida en una resina termoestable, que reacciona químicamente cuando se le aplica calor generando una reacción exotérmica.
Es un proceso de fabricación muy competitivo debido a su alta automatización y la gran variedad de formas que se puede obtener. La pultrusión permite la incorporación de muy diversos materiales al proceso desde la fibra más habitual, que es la fibra de vidrio hasta fibras como el carbono o la aramida. Dentro de las resinas las más habituales son las de poliéster y viniléster, aunque las fenólicas y epoxi son también pultrusionables en un grado menor.
El proceso se inicia tirando de las fibras de refuerzo, en forma de roving, tejido, mat, etc., que están colocadas en forma de bobinas al comienzo de la línea.
El refuerzo se impregna de resina líquida al pasar a través de un baño o a través de una zona de conformado donde son preformadas con la forma de la sección del molde. Una vez preformadas entran en el molde, que tiene la forma precisa de la sección que se pretende obtener, donde a través de un proceso térmico y de presión se hace polimerizar la resina termoestable a través de una reacción altamente exotérmica, obteniéndose así la forma final de la pieza.


Una vez que el perfil sale del molde se deja enfriar a temperatura ambiente mediante una corriente forzada de aire, mientras es continuamente tirado por un mecanismo que simultáneamente engancha y tira del perfil. El perfil sale del mecanismo de tirado y es cortado automáticamente a la longitud requerida por el cliente mediante una sierra.




PROPIEDADES Y APLICACIONES
La evolución en las materias primas de los compuestos de PRFV ha sido de una importancia relevante en el comportamiento del material.
Estas aportaciones le han conferido al PRFV unas propiedades nuevas o simplemente mejoradas respecto a las iniciales que lo hacen más competitivo por sus prestaciones.
El mercado está recibiendo positivamente estas nuevas cualidades de PRFV entre las que cabe destacar:

• Resistencia a la corrosión
• Aumento de la capacidad resistente hasta llegar a usarse como perfiles estructurales y sustituyendo a barras de acero corrugado en la construcción de forjados.
• Resistencia al fuego hasta obtener comportamientos A1 y A2, equivalentes a nomenclaturas antiguas como M0 y M1.
• Estabilidad a la exposición de sustancias químicos y agentes atmosfericos
• Aislante eléctrico al utilizar resinas de tipo E
• Aislante térmico por la baja conductividad de las matrices utilizadas
• Superficies antideslinzes
• Estabilidad al paso del tiempo
• Elasticidad y ductilidad que le permiten una gran deformación antes de que se produzca el colapso.
El desarrollo de estas propiedades está justificado en las fichas de cada uno de los compuestos y los ensayos que se realizan sobre ellos que vienen certificados por empresas homologadas.
Estas propiedades hacen que la aplicaciones de estos compuestos estén aumentando continuamente.
A Continuación damos una relación de las posibles aplicaciones del PRFV:


 
VENTAJAS DE EL PRFV

Los materiales compuestos reforzados con fibras (FRP) han comenzado a utilizarse como materiales de construcción debido a que poseen ciertas propiedades que hacen que su uso pueda resultar potencialmente ventajoso frente a materiales tradicionales como el hormigón o el acero. Entre estas propiedades ventajosas se destacan:

• Ligereza y facilidad de manipulacion
Una de las grandes ventajas del FRP es su ligereza en comparación con los materiales metálicos, incluyendo el aluminio, y por supuesto del hormigón. Estos valores se pueden observar en la Tabla 3-7.

Densidades materiales constructivos
FRP Acero Hormigón armado
1450-1800 kg/m3 7850 kg/m3 2400 kg/m3
Tabla 3-7. Densidades de los principales materiales constructivos

El hecho que las densidades sean bajas se traduce en facilidad de transporte y de puesta en obra del material. Estos dos aspectos hacen reducir los plazos y costes de ejecución de la obra. Es destacable también la disminución de cargas muertas en el caso del uso de éstos en puentes o pasarelas.
• Características mecánicas
A pesar de que el acero o el hormigón presentan una mayor resistencia mecánica y una mayor rigidez que este tipo de materiales, éstos tienen una resistencia y rigidez específicas superiores debido a su baja densidad.
• Resistencia a la corrosión y al ataque de agentes ambientales
Es una ventaja importante en aplicaciones costeras, marinas y en general en todos aquellos ambientes que sean agresivos, siendo el mantenimiento prácticamente nulo y aumentando así su durabilidad.
• Aislamiento electromagnético, acústico y conductividad térmica
El PRFV tiene un excelente comportamiento como elemento aislante y una baja conductividad térmica que le permite conservar la temperatura mejor que los denominados termoplásticos. Una de las ventajas asociadas a esta propiedad es que disminuye el consumo energético en los sistemas de refrigeración y calefacción. También no produce interferencias con campos electro-magnéticos.
• Multitud formas y diseños
Versatilidad para ser producido en todo tipo de geometrías dependiendo de la necesidad estructural.
• Fatiga
Los materiales compuestos tienen una resistencia a la fatiga muy buena y por eso son aptos para las aplicaciones con ciclos repetitivos como la aviación, los puentes y las aplicaciones marinas. Las fibras de vidrio tienen peores características de fatiga que las de carbono y aramida.
• Compatibilidad con otros materiales
Tiene compatibilidad en coeficiente de expansión o contracción térmica con otros materiales estructurales comunes. Sin embargo, la diferencia de los coeficientes de dilatación térmica entre el acero y el PRFV, y entre el hormigón y el PRFV, limita el campo de aplicación de los revestimientos a temperaturas menores a los 80° C - 100 ° C, siendo necesario un estudio especial del caso, para temperaturas superiores a los 60° C..
• Mantenimiento cero
Por su resistencia a los agentes atmosféricos y su estabilidad ante la exposición a agentes químicos, el mantenimiento de los elementos de PRFV es cero.
Esta ventaja le aporta un valor añadido importante que lo hace especialmente competitivo frente a otros materiales.

 
DESVENTAJAS DEL PRFV

• Falta de conocimiento y experiencia
A pesar que este tipo de materiales reforzados con fibras se empezaron a utilizar para diseño estructural a principios de los años 40, a día de hoy, solamente existe una guía de diseño publicada en Italia en julio de 2007 sobre los FRP pultrusionados. Existen sin embargo, aunque no tienen carácter de normativa, dos importantes guías de diseño al respecto, el Eurocomp Design Code and Handbook [5] y el Structural Plástic
La falta de conocimiento y experiencia por parte de los técnicos hace que la consolidación de estos materiales en el mundo de la construcción no acabe de llegar.
• Material ya conocido que ha evolucionado sus propiedades y su coste
Su coste era muy superior al del acero si consideramos por unidad de peso, siendo menos desfavorable si se considera por unidad resistente. Los precios de estos materiales están bajando en los últimos años, al incrementarse la producción y desarrollarse métodos de fabricación más eficaces, como la pultrusión.
Sin embargo y tal como se ha comentado antes, su durabilidad es elevada y su coste de mantenimiento es muy bajo, reduciendo el coste global de la estructura si se considera su vida útil.
En muchas ocasiones como por ejemplo su uso en refinerías, el material PRFV resulta muy competitivo gracias a su reducción de plazos de ejecución, coste de mano de obra, durabilidad, etc.
Por otro lado la inercia en el conocimiento de este material nos lleva a tener que explicar que las materias primas de este compuesto, están evolucionado día a día.
Con ellos se está consiguiendo que este sea un material que va mejorando sus propiedades y que pretende competir en el mercado con las prestaciones del hormigón y del acero

CONCLUSIONES

Como conclusiones queremos destacar:

• Que CONSTRUFIBRA es una empresa nueva que se dedica a la comercialización y distribución de POLIMEROS REFORZADOS CON FIBRA DE VIDRIO (PRFV).

• Que el PRFV está aportando NUEVAS PROPIEDADES por medio de las nuevas resinas, fibras y aditivos.


• Que el PRFV esta MEJORANDO LAS PRESTACIONES de otros materiales semejantes del mercado como el hormigón y el acero.

• Que los PRECIOS del PRFV se han adaptado a las necesidades del mercado a través de sistemas de producción más OPTIMIZADOS Y una regularización de las materias primas siendo COMPETITIVOS o incluso más baratos que sus competidores.


• Que existen una GRAN VARIEDAD de aplicaciones y elementos en PRFV y una GRAN VERSATILIDAD en la producción de elementos especiales.

• Que en CONSTRUFIBRA estamos a su disposición para cualquier tipo de consulta que quiera realizar teniendo como apoyo un GRAN EQUIPO DE PROFESIONALES formados por tecnico y comerciales.