Los materiales compuestos en la construcción

Un material compuesto (llamado también composite) es aquel integrado por dos o mas materiales diferentes física y químicamente, cuyas propiedades son mejores o mas completas que las de estos componentes por separado, u ofrece rangos de rigidez, peso, dureza, conductividad, resistencia a temperaturas extremas o a la corrosión mejorados.

Su importancia radica en que amplían las posibilidades de construcción y diseño, al permitir el desarrollo de productos que superan las limitaciones de los materiales simples, permitiendo formas mas intrincadas, a su vez que construcciones mas resistentes, eficientes y duraderas. Su principal desventaja es el costo asociado a su producción.

Fibras de carbono

Los materiales de matriz polimérica han ampliado la gama de soluciones para muchas necesidades del sector construcción, un ejemplo innnovador es el uso de fibra de carbono para reforzar estructuras.

La mayoría de los materiales compuestos son creados artificialmente por el hombre, salvo algunos que han aparecido en la naturaleza como producto de la evolución de los seres vivos.

Fase matriz y fase de refuerzo

En su mayor parte los materiales compuestos están formados por dos o mas fases. Una de ellas constituye una matriz continua que rodea a las demás actuando como un ligante, que configura geométricamente la pieza y da cohesión al material, uniendo y a su vez soportando a la otra fase (que constituye un refuerzo), protegiéndola, y manteniendola en la posición correcta. En términos estructurales esta matriz se ocupa de transmitir y distribuir las cargas externas de unas fibras a otras hacia el refuerzo.

La fase de refuerzo, por su parte, aporta la resistencia mecánica del material y se caracteriza por ser discontinua, dispuesta en forma de fibras.

Clasificación por su matriz

Los materiales compuestos se clasifican de acuerdo a la composición de su matriz de la siguiente manera:

  • Compuestos de matriz polimérica: cuya matriz es un polímero o plástico, son reforzados con fibra de vidrio o fibra de carbono, entre otros. Son los mas utilizados en la industria de la construcción.
  • Compuestos de matriz metálica: reforzados con fibras como el carburo de silicio, la matriz está formada por materiales livianos, como el aluminio.
  • Compuestos de matriz cerámica: compuestos de fibras de carburo de silicio o nitruro de boro, envueltos en una matriz cerámica, útiles en aplicaciones que requieren altas temperaturas.

Compuestos usados en la construcción

Aunque algunos materiales compuestos (como la madera y el hueso) aparecen en la naturaleza y los consideramos orgánicos, la gran mayoría de ellos son creados por el hombre de manera artificial:

  • Madera conglomerada o tableros OSB: material hecho de varias capas de virutas o astillas de madera, unidas con diversos aglomerantes bajo fuerte presión y temperaturas elevadas.
  • Madera contraenchapada: conformado por varias láminas o chapas de madera, pegadas trasnversalmente una sobre otra con resinas sintéticas mediante fuerte presión y altas temperaturas.
  • El concreto (hormigón): producto de mezclar cemento, arena, grava y agua que se endurece al secar, relativamente económico, resistente al fuego, duradero y muy versátil. Suele reforzarce con varillas de acero u fibras para mejorar sus características.
  • El fibrocemento: originalmente una mezcla de cemento reforzado con fibra de amianto para mejorar su resistencia a la tracción. Hoy se emplean otros tipos de fibras.
  • El asfalto: el asfalto es una mezcla de agregados minerales e hidrocarburos caracterizado por su gran poder de impermeabilidad y cohesión.
  • La piedra artificial: producto aglomerado de arena de mármol y otros materiales unidos por cementos o de adhesivos plásticos que presentan un aspecto y acabado similar a la piedra natural es mas fácil de moldear y mas económica que la piedra natural
Tableros de madera OSB

Construcción de una vivienda empleando paneles de OSB, un tipo de madera aglomerada de gran resistencia

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Las técnicas de la nanotecnología han permitido obtener materiales con características mejoradas y con independencia de su origen, como esta madera metálica que pesa lo mismo que un pedazo de madera pero tiene la resistencia de un metal.

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