La fibra de carbono ha sido objeto de gran atención últimamente, debido a su uso generalizado en los aviones ligeros de alta tecnología Dreamliner 787 de Boeing. Pero la mayoría de los estadounidenses tendrá contacto probable con este moderno material en un vehículo más práctico, pues los fabricantes de automóviles están recurriendo cada vez más a la fibra de carbono a la hora de proyectar y construir nuevos automóviles.
Estos son algunos ejemplos recientes:
* El techo y el capó del Chevrolet Corvette Stingray son de fibra de carbono.
* BMW usa el material en la armazón del pasajero de su vehículo eléctrico i3 de alta producción.
* Ford está colaborando con The Dow Chemical Company en la creación de más piezas de automóviles usando fibra de carbono.
Pero además de su utilización en las industrias automovilística y aeroespacial, la fibra de carbono se usa en artículos deportivos, turbinas de energía eólica, equipo militar, y embarcaciones de carrera que participan en la Copa de los Estados Unidos, entre otros renglones, y se afirma que es hasta 10 veces más fuerte que el acero y cuatro veces más ligera. Asimismo, se espera que el año 2020 su uso se duplique, o incluso se triplique.
Pero ¿qué es la fibra de carbono? ¿Y por qué los conductores de automóviles (y pasajeros) estadounidenses deben tenerla en cuenta?
La fibra de carbono, conformada casi en su totalidad por átomos de carbono, es una fibra de diámetro increíblemente pequeño, por lo general entre 5 y 10 micrones (un micrón es la millonésima parte de un metro, o unas 0.000039 pulgadas). Estas fibras se unen para formar hilos que se tejen a menudo en forma de tela.
Todos aprendimos en las clases de Química que el diamante—una de las sustancias naturales más duras—está compuesto por átomos de carbono dispuestos en un entramado particular. Por tanto, no debe sorprendernos que la fibra de carbono sea rígida, fuerte y ligera, pero además resistente a la acción de sustancias químicas y tolerante a las altas temperaturas. Características idóneas para su uso en la fabricación de todo tipo de productos.
Pero a menudo la fibra de carbono en sí misma no es ideal, pues necesita ser combinada con otros materiales, a fin de que tenga las propiedades necesarias para la creación del chasis de un vehículo de carrera, el fuselaje de un avión, una extremidad artificial, una raqueta de tenis, una vara de pescar o la armazón de una bicicleta.
Entonces, ¿con qué materiales hay que combinarla? Con plásticos, generalmente.
El término “fibra de carbono” cuando se usa en el lenguaje del hombre común, equivale usualmente a “plásticos reforzados con fibra de carbono”. O sea, un compuesto hecho de fibras de carbono y algún tipo de plástico, o alguna combinación de plásticos y tal vez de otros materiales. Como “plásticos reforzados con fibra de carbono” es una frase muy extensa, se suele abreviar simplemente a “fibra de carbono” o “compuesto de fibra de carbono”, eliminando el plástico de la ecuación.
La combinación de fibra de carbono con plásticos es en cierta medida similar a añadirle barras de acero al concreto para crear el “concreto reforzado”. Dicha combinación da por resultado materiales con cualidades superiores como fuerza y durabilidad excepcional.
Como ya se mencionó, la incorporación de plásticos reforzados con fibra de carbono (carbon-fiber-reinforced plastics, abreviada como CFRP) experimentará un mayor crecimiento en la fabricación de nuevos automóviles. Hasta el presente, los componentes de automóviles fabricados con CFRP—chasis, alerones, techos, capós y numerosas piezas internas y externas—se han empleado sobre todo en vehículos de lujo o de alto rendimiento debido a los altos costos de fabricación. En la actualidad, numerosos fabricantes de coches (como Ford, Mercedes, General Motors, BMW) están invirtiendo generosamente en aplicaciones de los CFRP gracias a que los costos van disminuyendo, y las nuevas tecnologías propician que esos componentes se fabriquen con mayor rapidez.
Si es así ¿por qué debemos tenerlos en cuenta? Debido a que el uso creciente del CFRP puede reducir el peso del vehículo, mejorar la economía en el consumo de combustible, y contribuir a la seguridad.
* Peso/ economía en consumo de combustible: Como se mencionó antes, el CFRP es más fuerte que el acero pero más ligero, por lo que se pueden fabricar componentes de automóviles con menos peso. Esa es una de las razones subyacentes en la alianza de Ford y Dow: reducir 750 libras de peso en los automóviles para el año 2020. Una reducción del 10 por ciento en el peso del vehículo puede incrementar la eficiencia del consumo de combustible entre el 6 y el 8 por ciento durante la vida útil de los vehículos actuales.
* Seguridad: Los componentes de automóviles fabricados con CFRP pueden tener un índice mayor de “absorción de energía” que el acero, lo cual puede contribuir a más seguridad en caso de colisión. Por ejemplo, en la actualidad, los automóviles de carrera que viajan a grandes velocidades se fabrican casi en su totalidad con CFRP, lo cual garantiza reducción de peso, y más rendimiento y seguridad. Los componentes de CFRP, al igual que otros progresos en materia de seguridad para la pista de carreras, tienen cada vez más probabilidades de pasar a uso generalizado en el vehículo familiar.
Este matrimonio de fibra de carbono y plásticos ha contribuido a progresos en productos tan diversos como motocicletas, computadoras portátiles y helicópteros. Y según las investigaciones y la utilización por parte de los fabricantes de automóviles, es cada vez más posible que forme parte de nuestro desplazamiento sobre ruedas en un futuro cercano.