Investigan nuevos materiales compuestos ignífugos
Utilizar compuestos de polímeros ligeros presenta muchas ventajas. No obstante, dado que no se conoce su rendimiento a temperaturas extremas, su uso no es más extendido. Por ello unos científicos financiados por la Unión Europea han desarrollado nuevos materiales que son ignífugos o que brindan protección, con un mínimo aumento del peso.
Los materiales compuestos, formados por fibras de vidrio o carbono en una matriz de resina orgánica, son una tecnología conocida que se utiliza para producir estructuras ligeras en la industria aeroespacial y en otros sectores del transporte. No obstante, pueden descomponerse y fallar en caso de incendio, liberando humos y productos químicos tóxicos, además de calor.
El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea Fire-Resist (Developing novel fire-resistant high performance composites) era formular soluciones para mejorar su rendimiento en caso de incendio. El consorcio del proyecto, que reúne a dieciocho socios, combina la experiencia y la normativa de las industrias aeroespacial, ferroviaria y marítima. El trabajo del proyecto se centró en la investigación básica para comprender mejor el rendimiento de ciertos materiales compuestos a altas temperaturas. Se optimizaron un total de seis nuevos compuestos de polímero, incluyendo una resina de furano combinada con un aglomerado de corcho. Este material cumplió con la normativa para revestimientos para paredes, suelos y techos en lo que refiere a propiedades ignífugas.
La investigación se centró en las resinas de polímeros ignífugas y también en nuevas formulaciones de materiales, especialmente en láminas metálicas de muchas capas y tecnologías de mezclado. Éstas consisten en la formación de alfombras de fibras reforzadas mezclando entre sí fibras de vidrio y poliméricas. Después se coloca la alfombra en un molde al cual se aplica presión y calor.
Los materiales más prometedores se utilizaron en componentes para estudios de casos, en diseños y prototipos para aplicaciones ferroviarias, aeroespaciales y marítimas. Estos componentes se sometieron a pruebas de incendios y se validó el rendimiento de los materiales de Fire-Resist. Se estudió el comportamiento de los elementos estructurales durante un incendio respecto de la transferencia y deflexión de calor y la capacidad de soportar la carga térmica.
Además, los científicos del proyecto desarrollaron un marco especial para simulaciones numéricas de los materiales compuestos de polímeros y el análisis termomecánico. Las simulaciones numéricas combinaron modelos de dinámica de fluidos computacional sobre el fuego, las llamas y la radiación térmica con un análisis de elementos finitos sobre las respuestas de la estructura.
Con las mejoras obtenidas en las propiedades ignífugas de los materiales compuestos sin mermar su rendimiento estructural, Fire-Resist contribuyó en gran medida a mejorar la seguridad de los pasajeros. Se espera que la nueva tecnología disminuya el consumo de combustible y las emisiones de dióxido de carbono, al tiempo que mejore la competitividad de las industrias europeas.
