Os materiais compostos levan utilizándose comercialmente máis de 50 anos. Nas etapas iniciais da súa comercialización, só se empregan en aplicacións de alta gama como a aeroespacial e a defensa. A medida que a tecnoloxía continúa avanzando, os materiais compostos comezan a comercializarse en diferentes industrias de usuarios finais, como artigos deportivos, aviación civil, automoción, mariña, enxeñaría civil e construción. Ata o de agora, o custo dos materiais compostos (tanto as materias primas como a fabricación) baixou significativamente en comparación cos anos anteriores, o que permite que se utilicen a grande escala nun número crecente de industrias.
O material composto é unha mestura de fibra e resina nunha determinada proporción. Mentres que a matriz de resina determina a forma final do composto, as fibras actúan como reforzos para fortalecer a peza composta. A proporción de resina e fibra varía segundo a resistencia e a rixidez da peza esixidas polo fabricante de equipos orixinais (OEM) ou de nivel 1.
A estrutura portante primaria require unha maior proporción de fibras en comparación coa matriz de resina, mentres que a estrutura secundaria só require unha cuarta parte das fibras da matriz de resina. Isto aplícase á maioría das industrias, a proporción de resina e fibra depende do método de fabricación.
A industria dos iates mariños converteuse na principal forza no consumo mundial de materiais compostos, incluídos os materiais con núcleo de escuma. Non obstante, tamén experimentou unha recesión, coa desaceleración da construción naval e o aumento dos inventarios. Esta redución da demanda pode deberse á cautela dos consumidores, á diminución do poder adquisitivo e á reasignación de recursos limitados a actividades empresariais máis rendibles e esenciais. Os estaleiros tamén están a realinear os seus produtos e estratexias empresariais para reducir as perdas. Durante este período, moitos pequenos estaleiros víronse obrigados a retirarse ou ser adquiridos debido á perda de capital circulante, incapaces de manter a actividade normal. A fabricación de iates grandes (>35 pés) sufriu un golpe, mentres que os barcos máis pequenos (<24 pés) convertéronse no foco da fabricación.
Por que materiais compostos?
Os materiais compostos ofrecen moitas vantaxes sobre o metal e outros materiais tradicionais, como a madeira, na construción de embarcacións. En comparación con metais como o aceiro ou o aluminio, os materiais compostos poden reducir o peso total dunha peza entre un 30 e un 40 por cento. A redución xeral do peso trae consigo unha serie de beneficios secundarios, como custos operativos máis baixos, menores emisións de gases de efecto invernadoiro e unha maior eficiencia do combustible. O uso de materiais compostos tamén reduce aínda máis o peso ao eliminar os elementos de fixación mediante a integración de compoñentes.
Os materiais compostos tamén ofrecen aos construtores de embarcacións unha maior liberdade de deseño, o que permite crear pezas con formas complexas. Ademais, os compoñentes compostos teñen custos do ciclo de vida significativamente máis baixos se se comparan cos materiais da competencia debido aos seus menores custos de mantemento e aos seus custos de instalación e montaxe debido á súa resistencia á corrosión e durabilidade, tamén menores. Non é de estrañar que os materiais compostos estean a gañar aceptación entre os fabricantes de equipos orixinais de embarcacións e os provedores de nivel 1.
Composto mariño
A pesar das deficiencias dos materiais compostos, moitos estaleiros e provedores de Nivel 1 aínda están convencidos de que se usarán máis materiais compostos nos iates mariños.
Aínda que se espera que os barcos máis grandes empreguen materiais compostos máis avanzados, como os plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP), os barcos máis pequenos serán o principal impulsor da demanda xeral de materiais compostos mariños. Por exemplo, en moitos iates e catamaráns novos, utilízanse materiais compostos avanzados, como a fibra de carbono/epoxi e a escuma de poliuretano, para fabricar cascos, quillas, cubertas, travesaños, aparellos, mamparos, largueros e mastros. Pero estes superiates ou catamaráns constitúen unha pequena parte da demanda total de embarcacións.
A pesar das deficiencias dos materiais compostos, moitos estaleiros e provedores de Nivel 1 aínda están convencidos de que se usarán máis materiais compostos nos iates mariños.
Aínda que se espera que os barcos máis grandes empreguen materiais compostos máis avanzados, como os plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP), os barcos máis pequenos serán o principal impulsor da demanda xeral de materiais compostos mariños. Por exemplo, en moitos iates e catamaráns novos, utilízanse materiais compostos avanzados, como a fibra de carbono/epoxi e a escuma de poliuretano, para fabricar cascos, quillas, cubertas, travesaños, aparellos, mamparos, largueros e mastros. Pero estes superiates ou catamaráns constitúen unha pequena parte da demanda total de embarcacións.
A demanda xeral de embarcacións inclúe embarcacións a motor (intraborda, foraborda e con transmisión a popa), lanchas a reacción, embarcacións privadas e veleiros (iates).
Os prezos dos materiais compostos seguirán unha traxectoria ascendente, xa que os prezos das fibras de vidro, os termoestables e as resinas termoplásticas aumentarán cos prezos do petróleo bruto e outros custos de insumos. Non obstante, espérase que os prezos da fibra de carbono diminúan nun futuro próximo debido ao aumento da capacidade de produción e ao desenvolvemento de precursores alternativos. Pero o seu impacto global nos prezos dos materiais compostos mariños non será grande, xa que os plásticos reforzados con fibra de carbono representan só unha pequena parte da demanda de materiais compostos mariños.
Por outra banda, as fibras de vidro seguen sendo os principais materiais de fibra para os materiais compostos mariños, e os poliésteres insaturados e os ésteres de vinilo son os principais materiais poliméricos. O cloruro de polivinilo (PVC) seguirá a ter unha parte importante do mercado de núcleos de escuma.
Segundo as estatísticas, os materiais compostos reforzados con fibra de vidro (GFRP) representan máis do 80 % da demanda total de materiais compostos mariños, mentres que os materiais con núcleo de escuma representan o 15 %. O resto son plásticos reforzados con fibra de carbono, que se usan principalmente en embarcacións grandes e aplicacións de impacto crítico en nichos de mercado.
O crecente mercado de materiais compostos mariños tamén está a experimentar unha tendencia cara a novos materiais e tecnoloxías. Os provedores de materiais compostos mariños embarcáronse nunha procura da innovación, introducindo novas biorresinas, fibras naturais, poliésteres de baixas emisións, preimpregnados de baixa presión, núcleos e materiais de fibra de vidro tecidos. Trátase de aumentar a reciclabilidade e a renovabilidade, reducir o contido de estireno e mellorar a procesabilidade e a calidade da superficie.
Data de publicación: 05 de maio de 2022
