¿Qué son las Fibras Inorgánicas?
Las fibras inorgánicas son un tipo de fibras sintéticas, es decir, fibras inorgánicas artificiales.
Algunos ejemplos de fibras inorgánicas son las fibras de vidrio, las fibras metálicas, las fibras de carbono, las fibras de roca y las fibras babosas.
Las fibras de vidrio, también conocidas como fibras vítreas, son materiales incombustibles con excelentes propiedades de aislamiento térmico y eléctrico. Las fibras de vidrio se utilizan ampliamente en muchos plásticos reforzados. Las fibras metálicas se utilizan desde hace mucho tiempo con fines decorativos, como los hilos de oro y plata. Hoy en día, los hilos metálicos se producen a partir de acero inoxidable, aluminio, hierro, níquel y cobre. Las fibras de carbono se fabrican sinterizando y carbonizando fibras acrílicas y otras fibras. Las fibras de carbono tienen una excelente resistencia al choque térmico, son más ligeras que el aluminio y más fuertes que el hierro.
Usos de las Fibras Inorgánicas
En general, las fibras inorgánicas tienen una excelente resistencia al calor y se utilizan mucho en aplicaciones como el aislamiento térmico y acústico. Por ejemplo, las fibras de vidrio se utilizan en cascos, cañas de pescar y tablas de esquí. Las láminas que contienen fibras de vidrio también pueden utilizarse en suelos, aislamientos y materiales de construcción.
Las fibras metálicas pueden utilizarse en sectores especiales como materiales compuestos, materiales de refuerzo, materiales de filtración y eliminación de estática. Otras aplicaciones son los cables de teleférico, los alambres de las grúas de construcción y los hilos de cobre para la transmisión de energía.
Otras aplicaciones de las fibras de carbono son los fuselajes de aviones y las carrocerías de automóviles. Su resistencia eléctrica y su conductividad térmica son similares a las de los metales y su coeficiente de dilatación térmica es bajo. Estas características se utilizan en aplicaciones como el blindaje electromagnético, los electrodos y las estructuras resistentes al calor.
Principios de las Fibras Inorgánicas
Las fibras inorgánicas tienen una gran resistencia, por ejemplo, las fibras de vidrio tienen una resistencia de 3,5-4,6 GPa. Las fibras de para-aramida, conocidas como fibras de alta resistencia, tienen una resistencia de 2,4-3,4 GPa, y las fibras inorgánicas las superan en resistencia. Las fibras con una resistencia muy elevada se denominan superfibras, y la mayoría de las fibras inorgánicas se incluyen en las superfibras.
Las fibras inorgánicas tienen una gran resistencia al calor, especialmente las cerámicas, con un punto de fusión superior a 2.000°C. Las fibras sintéticas orgánicas de alto rendimiento tienen puntos de fusión de hasta 600°C, mientras que las fibras cerámicas pueden soportar temperaturas más elevadas. Las fibras inorgánicas son también muy duraderas y, por tanto, menos susceptibles al deterioro, y se utilizan a menudo en el sector de los materiales industriales, donde se requiere solidez y resistencia al calor.
Tipos de Fibras Inorgánicas
Las fibras inorgánicas se clasifican en “fibras amorfas”, como las fibras de vidrio y la lana de roca, “fibras policristalinas”, que incluyen las fibras de carbono y alúmina, y “fibras monocristalinas”, como las fibras de wollastonita y titanato potásico. Las fibras amorfas no tienen límites de grano y tienen una gran resistencia incluso con un módulo de elasticidad bajo. Las fibras policristalinas son agregados de pequeños cristales y tienen una excelente resistencia al calor. Las fibras monocristalinas son fibras finas en forma de bigotes con una resistencia extremadamente alta.
Además de las sustancias inorgánicas artificiales, también existen sustancias inorgánicas en las fibras naturales. El amianto es una sustancia inorgánica fibrosa que no contiene hidrocarburos. Sin embargo, cuando se absorbe en el cuerpo humano a través de la respiración, induce cáncer de pulmón y se ha convertido en un importante problema social. Sin embargo, el amianto, una fibra natural, no se clasifica como fibra inorgánica y suele clasificarse como fibra mineral.
Cómo Elegir las Fibras Inorgánicas
Las fibras de vidrio se clasifican a grandes rasgos en fibras cortas (lana de vidrio) y largas (fibra de vidrio), que se utilizan ampliamente en función de sus propiedades respectivas. Las fibras cortas son fibras de vidrio fabricadas a partir de vidrio fundido y calentado que se ha soplado hasta formar una fibra similar al algodón mediante fuerza centrífuga. Las fibras largas se fabrican enrollando vidrio fundido en una bobinadora de alta velocidad para formar largos hilos.
Existen dos tipos de fibras de carbono: las fibras de carbono a base de PAN y las fibras de carbono a base de brea. Las fibras de carbono a base de PAN se producen quemándolas a temperaturas superiores a 1.000 °C. Cuando se queman a temperaturas superiores a 2.000 °C, el producto tiene un módulo elástico más elevado y también se denominan fibras de grafito. Las fibras de carbono a base de brea se clasifican en fibras de carbono isotrópicas y fibras de carbono de alto rendimiento. Las fibras de carbono isotrópicas tienen propiedades mecánicas bajas, mientras que las fibras de carbono de alto rendimiento tienen propiedades mecánicas altas y un módulo elástico elevado.