Genghis Khan...desde Genghis Khan hasta Marte
Imagine la escena. Es el año 1211 y usted es un soldado de infantería del ejército Jin, frente a la embestida del poderoso líder de guerra Genghis Khan y su horda mongol. A medida que la caballería montada de Khan se acerca a lo lejos, las flechas caen sobre usted y sus compañeros. ¿Cómo pueden esas flechas volar tan lejos, saliendo de arcos lo suficientemente pequeños como para ser llevados por un arquero a caballo? Casi no hay tiempo para desconcertarse ... |
Una breve historia sobre los compuestos
La respuesta es compuesta, y aunque Genghis no puede atribuirse el mérito de haber inventado el arco compuesto (los griegos y romanos clásicos los usaron), sus arcos mongoles eran más pequeños, más ligeros y más convenientes a lomos de un caballo. Formado de un núcleo de bambú y revestido con cuerno de animal en el vientre, una capa de tendones en la parte posterior proporciona flexibilidad y resistencia a la tracción, brindando mayor potencia y alcance en la batalla.
Compuestos de la naturaleza Retrocedamos en el tiempo y comencemos con lo básico. Se produce un compuesto cuando dos o más materiales separados se combinan para crear un nuevo material con propiedades más avanzadas que los componentes originales. Piense que 2 + 2 = 5. Como es normal con algunos de los avances de fabricación más importantes de la humanidad, la naturaleza llegó primero. Desde árboles y bambú hasta la humilde planta de maíz, muchos de los elementos estructurales clave de la naturaleza son compuestos, con fibras unidas una al lado de la otra. Avanzamos unos pocos miles de millones de años y los primeros constructores descubrieron que los ladrillos de barro seco, conocidos como adobe, podían soportar cargas más pesadas y permanecer intactos durante más tiempo si se reforzaban con hierba seca o paja, al igual que el hormigón armado moderno (otro compuesto) que se basa en varillas de acero por su resistencia y rigidez. Hoy en día, el concreto es uno de los productos más producidos en masa en la Tierra. El principio de la madera terciada La historia de los compuestos industriales es, en parte, la historia de la revolución industrial. La patente para laminado de madera del ingeniero británico Samuel Bentham en 1797 - laminar capas de chapa con pegamento para formar una pieza más gruesa - produjo una versión temprana de la madera terciada industrial, procedimiento que más tarde, continuó Immanuel Nobel, padre de Alfred Nobel. En 1928, se usaban láminas terciadas estandarizadas como material de construcción general. Los compuestos se habían convertido en un artículo de consumo. Entra la baquelita (resina sintética) Pasado un siglo desde Bentham hasta comienzos del siglo XX, e interesados en resinas sintéticas y polímeros que los hicieron posibles, la idea estaba arraigada firmemente entre los químicos experimentales. La baquelita, el primer Plástico Reforzado con Fibras (FRP), fue inventado en 1907 por el químico belga-americano Leo Baekeland, y se lanzó dos años más tarde, dando vida al material fuerte y moldeable que los fabricantes habían soñado durante mucho tiempo. Las propiedades de durabilidad, aislamiento y resistencia al calor de la baquelita la convirtieron en la preferida de la emergente industria eléctrica, y las radios y los teléfonos de la era de los primeros consumidores la tomaron como suya. Nacía, así, la edad de los plásticos. |
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Fibres made from glass
Just a few decades later, in the early 1930s, US engineer Games Slayter perfected the process for mass producing what he called ‘glass wool’ at Owens-Corning in Ohio. Marketed under the trade name of Fiberglas, it would help accelerate the evolution of industrial composites by providing an ideal way to strengthen and shape the new generation of synthetic polymers coming on to the market. Glass fibre and polymers were to prove the perfect match – the essential elements in the versatile FRPs that today form everything from skyscraper cladding to kayaks and wind turbine blades. After some limited application in the technology pioneered to fight World War Two, composites took on new, more innovative shapes in the burgeoning consumer sector of the 1950s and 60s. Over time, boat hulls, racings cars, bikes and sports equipment (from helmets and gliders to surf boards) all swapped old-fashioned wood and metal for the new-fangled composite structures. |
Limitless possibilitiesToday’s space age composites offer possibilities limited only by the imagination. Strong, light, fireproof, antibacterial materials are perfect for use in orbit and beyond, perhaps on future manned missions to Mars - or in laboratories at the cutting edge of scientific research. Flexible moulded shapes are set to revolutionise architecture and construction, as the built environment evolves around us and building design becomes more fluid, inside and out.
Meanwhile, advanced composites will form the exterior shells of a new generation of high speed trains, as sleek new designs propelled by maglev technology make 300mph journeys a reality. Composite engineering is already transforming aviation to deliver lighter, stronger airframes and wings that will deliver ever greater fuel economy over longer distances – and consign the challenge of metal fatigue to aviation history. In fact, for composites, the story is only beginning. Where will they take us tomorrow? |