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ENSAYO

FIBRA DE VIDRIO

FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA ASIGNATURA: PROCESOS DE MANOFACTURA

NOMBRE; MIGUEL ANGEL DAZA QUINTANA

FUNDACION UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORES BOGOTA-18-11-2014

INTRODUCCION

Fibra de vidrio El significado estricto de la frase fibra de vidrio hace referencia a una especie de entelado realizado a partir de diminutos hilos de vidrio entrelazados entre si generando una malla o trama. El origen del término proviene del idioma inglés "fiber glass" y ha sido adoptado en forma casi textual en el idioma español. Los hilos de vidrio se obtienen mediante el paso, en forma industrial, de vidrio líquido a través de una pieza resistente con pequeños orificios conocido como "espinerette". Luego se deja enfriar o solidificar logrando que el producto final permanezca con flexibilidad suficiente como para poder entretejerlo y formar una malla o tela. La fibra de vidrio también es empleada para la producción de fibra óptica (material utilizado para transportar haces luminosos, rayos laser, luz natural, etc.) material ampliamente utilizado para el transporte de datos en las empresas de telecomunicaciones e internet. La fibra de vidrio es conocida con el símbolo GF (glass fiber) o GFK. Su densidad es 1,6 en tanto que la resistencia en relación a la tracción es 400 a 500 N/mm

1. LA FIBRA DE VIDRIO La fibra de vidrio se conforma de hebras muy delgadas hechas a base de sílice o de formulaciones especiales de vidrio, extruidas a modo de filamentos de diámetro diminuto ya listas para procesos de tejeduría. La técnica de calentar y elaborar fibras finas a partir de vidrio se conoce desde hace milenios; sin embargo, el uso de estas fibras para aplicaciones textiles es mucho más reciente: sólo hasta ahora es posible fabricar hebras y fibras de vidrio almacenadas en longitudes cortadas y estandarizadas. La primera producción comercial de fibra de vidrio ocurrió en 1936; en 1938 Owens-Illinois Glass Company y Corning Glass Works se unieron para formar la Owens-Corning Fiberglas Corporation. Cuando ambas compañías se unieron para producir y promover la fibra de vidrio, introdujeron al mercado filamentos continuos de fibra de vidrio.1 Owens-Corning continúa siendo el mayor productor de fibra de vidrio en el mercado actual.2 Los tipos de fibra de vidrio usados más comúnmente son las de vidrio clase E (Eglass: vidrio de alumino-borosilicato con menos de 1% peso/peso de óxidos alcalinos, principalmente usada para GRP), pero también se usan las clases A (Aglass: vidrio alcali-cal con pocos o ningún óxido de boro), clase E-CR (E-CR glass: de silicato álcali-cal con menos de 1% peso/peso de óxidos alcalinos, con alta resistencia a los ácidos), clase C (C-glass: vidrio álcali-cal con alto contenido de óxido de boro, usadas por ejemplo en fibras de vidrio con filamentos cortos), clase D (D-glass: vidrio de borosilicato con una constate dieléctrica alta), clase R (Rglass: vidrio de alumino silicatos sin MgO ni CaO con altas prestaciones mecánicas) y la clase S (S-glass: vidrio de alumino silicatos sin CaO pero con alto contenido de MgO con alta resistencia a la tracción)

2. PROPIEDADES

 Térmicas Las fibras de vidrio son buenos aislantes térmicos debido a su alto índice de área superficial en relación al peso. Sin embargo, un área superficial incrementada la hace mucho más vulnerable al ataque químico. Los bloques de fibra de vidrio atrapan aire entre ellos, haciendo que la fibra de vidrio sea un buen aislante térmico, con conductividad térmicadel órden de 0.05 W/(m·K)7

 Tensión

Tipo de Fibra

Vidrio clase E

Vidrio clase S-2

Tensión de

Esfuerzo de

rotura

Compresión

(MPa)8

(MPa)

3445

1080

4890

1600

Dilatación

T de

térmica

ablandamiento

µm/(m°C)

(°C)

2.58

5.4

846

~2

2.46

2.9

1056

~20

Densidad 3

(g/cm )

Precio dólar/kg

La tensión del vidrio usualmente se comprueba y reporta para fibras "vírgenes" o prístinas—aquellas que se acaban de fabricar. Las fibras recién hechas, más delgadas, son las más fuertes debido a que son más dúctiles. Cuanto más se raye su superficie, menor será la tenacidad resultante.5 Debido a que el vidrio presenta una estructura amorfa, sus propiedades son isotrópicas, es decir, son las mismas a lo largo y ancho de la fibra (a diferencia de la fibra de carbono, cuya estructura molecular hace que sus propiedades sean diferentes a lo largo y ancho, es decir, anisotrópicas).4 La humedad es un factor importante para la tensión de rotura; puede ser adsorbida fácilmente y causar rupturas y defectos superficiales microscópicos, disminuyendo la tenacidad.

A diferencia de la fibra de carbono, la de vidrio puede soportar más alargamiento antes de romperse;4 existe una relación de proporcionalidad entre el diámetro de doblez del filamento, al diámetro del filamento en sí.9 La viscosidad del vidrio fundido es muy importante para el éxito durante la fabricación; durante la conformación (tirando del vidrio para reducir el espesor de la fibra) la viscosidad debe ser relativamente baja; de ser muy alta, la fibra se puede romper mientras se tira. Sin embargo, de ser muy baja, el vidrio puede formar gotas en vez de convertirse en filamentos útiles para hacer fibra.

3. CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES DE LA FIBRA DE VIDRIO Se enumeran a continuación algunas de las características más importantes: 1. Material para Aislamiento y Acondicionamiento Acústico. Es fundamental para lograr Espacios Confortables. 2. Aislamiento Térmico y favorece al Ahorro de energía. Eficiente para usos industriales, constructivos. 3. Material que contribuye con el medioambiente. Cumple los principios de la Construcción Sostenible. 4. Material Inorgánico Material resistente al desarrollo de hongos y de humedad. 5. Material Dimensionalmente estable. Facilita su instalación y conserva su estabilidad a lo largo del tiempo. 6. Material resiliente Recupera su estado original, (espesor y densidad). 7. Material Incombustible. 8. Cumple la norma ASTM E 84, es un producto seguro que NO propaga llama y NO genera humo tóxico. 9. NO es un Material cancerígeno. De acuerdo a evaluaciones de entidades como: OSHA, EPA, IARC, y, NAIMA, no hay ninguna prueba de que cause cáncer a los humanos.

4. USOS DE LA FIBRA DE VIDRIO

Antes de proceder a determinar los distintos usos que se le da a la fibra de vidrio, es preciso señalar sus características más relevantes. Entre ellas podemos destacar que es un excelente aislante térmico, al tiempo que es inerte a diversas sustancias como el caso de los ácidos. Otros rasgos son su tendencia a la maleabilidad y su la resistencia a la tracción. Debido a todas esas importantes cualidades, es empleada en muchos ámbitos, aunque los principales son el industrial y el artístico. En el segundo caso se la emplea para la realización de productos de manualidad o de bricolaje. Sin embargo, también es muy común que se la utilice para la fabricación de piezas del mundo náutico, como las tablas de surf y wind-surf, las lanchas e incluso los veleros. Asimismo, se puede utilizar la fibra de vidrio para la realización de los cables de fibra óptica, que se usan en las áreas de telecomunicaciones para la transmisión de señales lumínicas, las cuales son producidas por un láser o por LEDs. Otro de los usos más comunes es el de reforzar el plástico mediante el empleo de la fibra, que tiene como finalidad muchas veces la construcción de tanques. Para esto, lo que hay que hacer son unos laminados de dicho material junto con la resina, mezcla que servirá para el armado del recolector de agua. Asimismo, se necesita un molde para el laminado y la aplicación de capas finas de vidrio lustrado.