Información PRFV

DEFINICIÓN
FABRICACIÓN
CARACTERÍSTICAS GENERALES
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
VENTAJAS RESPECTO AL ACERO

El PRFV (Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio) es un material compuesto (composite), formado por una matriz de plástico o resina reforzada con fibras de vidrio. Frecuentemente se le denomina con las siglas GFRP (Glass-Fiber Reinforced Plastic), GRP (Glass Reinforced Plastic), o de manera más informal, «fibra de vidrio».

La resina es un plástico termoestable (no se funde con el calor) que proporciona una gran resistencia a la compresión y a la corrosión química. La fibra de vidrio consiste en filamentos cerámicos obtenidos de moldear el vidrio en hilos muy finos que adquieren propiedades como alta resistencia a la tracción. La combinación de ambos materiales genera un material compuesto con características como alta resistencia mecánica y alta resistencia química.

La resina utilizada puede ser de poliéster ortoftálica o isoftálica (C10H8O4), de viniléster (-C≡CH2) y fenólica, entre otras. Aporta propiedades de muy alto valor añadido como durabilidad o la baja densidad. Este material es la solución para cargas mecánicas considerables y entornos de moderada o elevada corrosión.

Las dos maneras más comunes de fabricación de productos en PRFV:

Pultrusión: útil para fabricación de perfiles.

Es un proceso productivo de conformado de materiales plásticos termoestables para obtener perfiles de plástico reforzado, de forma continua, sometiendo las materias primas a un arrastre y parado por operaciones de impregnado, conformado, curado y corte. Este proceso se caracteriza por un buen acabado superficial

Desenrollado y refuerzo: Se tiran de las fibras de vidrio enrolladas en bobinas. Opcionalmente se pueden reforzar los perfiles con unas telas de fieltro.
Impregnación y control: Se impregna en una solución con la resina plástica, catalizadores, pigmentos, etc.
Preformado: Se dirige el material y se retira el exceso de resina con un dado de preformado.
Conformado: Se calienta y se le da al material la forma deseada con el dado de pultrusión.
Postcurado: Se enfría el material y tras el endurecimiento de éste un dispositivo de tracción tira de todo el material.
Corte: Se corta el perfil.

Moldeado: útil para fabricación de rejillas:

Los moldes de compresión también pueden trabajar con polímeros cuya materia prima contiene fibras de refuerzo como el PRFV (típicamente esta técnica no se usa con polímeros reforzados con fibras). En el molde de compresión se introduce una preforma del polímero, colocando las fibras en la orientación necesaria. Éste se cierra y el material adopta la forma con la presión y calor. Este polímero en específico no consigue la geometría por reticulación, en cambio la orientación de las fibras durante la compresión ayuda a que el plástico adopte su forma final.

El moldeado por compresión ofrece un excelente detallado de geometrías con patrones repetitivos y con él se pueden conseguir formas bastante creativas. Es además un proceso de 20 minutos de curado.

El PRFV presenta unas ventajas como material que en los últimos años está volviéndose muy competitivo, superando al acero o al aluminio.

Rigidez y resistencia mecánica

Resistencia a la corrosión

Resistencia al fuego

Gran durabilidad

Fácil de Instalar

Aislante térmico

Gran Variedad

Diseño Personalizado

Rigidez y resistencia mecánica. La composición de 60% vidrio y 40% resina da una alta resistencia a carga.
Resistencia a la corrosión. El prfv ofrece una resistencia a una amplia variedad de ácidos y sustancias agresivas (ver tabla de resistencias químicas). Las resinas isoftálicas vienen bien para los ambientes de corrosión moderada, mientras que las resinas viniléster se reservan para los ambientes más agresivos.
Resistencia al fuego. Está preparado para auto extinguir el fuego. Test ASTM E-84.
Bajo/nulo mantenimiento, gran durabilidad. Es una de las características más interesantes. El acero o el aluminio pueden parecer al principio más baratos, pero debido al mantenimiento que estos requieren, el PRFV sale más rentable a lo largo de los años.
Fácil de instalar. Su corte es sencillo y su densidad (alrededor de 4 veces menor que el acero inoxidable) dota al material de una ligereza que facilita enormemente la instalación.
Aislante eléctrico y térmico. Esta es una competencia que lo hace especialmente interesante en ambientes con peligros relacionados con la electricidad o el fuego. Esta es una ventaja evidente frente al acero.
Alta variedad de colores y diseños: éste último influye en sus propiedades mecánicas.

TIPOS DE RESINAS

Tipo de resina	Base de la resina	Descripción	Resistencia a la corrosión	Índice de propagación de llama (ASTM E84)
VEFR-25	Viniléster	Resistencia superior a la corrosión y resistencia al fuego	Excelente	Clase I, 25 o menos
VEFR-10	Viniléster	Resistencia superior a la corrosión y resistencia mejorada al fuego	Excelente	Clase I, 10 o menos
IFR-25	Poliéster isoftálica	Resistencia a la corrosión de ambientes industriales y resistencia al fuego	Muy buena	Clase I, 25 o menos
IFR-10	Poliéster isoftálica	Resistencia a la corrosión de ambientes industriales y resistencia mejorada al fuego	Muy buena	Clase I, 10 o menos
IFGR-30	Poliéster isoftálica	Resistencia a la corrosión de ambientes industriales alimenticios y resistencia al fuego	Muy buena	Clase I, 30 o menos
OFR-25	Ortoftálica	Resistencia moderada a la corrosión y resistencia al fuego	Moderada	Clase I, 25 o menos
MP-5	Fenólica	Resistencia baja al humo y resistencia superior al fuego	Muy buena	Clase I, 5 o menos
O-CR	Ortoftálica	Resistencia moderada a la corrosión	Moderada	No

RESITENCIAS QUÍMICAS

Sustancia química	Resina Isoftálica			Resina Viniléster
	Concentración (%)		Máxima temperatura (ºC)		Concentración (%)	Máxima temperatura (ºC)
Ácido Acético	50	52		50		82
Hidróxido de aluminio	100	71		100		82
Cloruro de amonio	T	77		T		99
Hidróxido de amonio	28	NR		28		38
Bicarbonato de amonio	15	52		50		70
Sulfato de amonio	T	77		T		99
Benceno	NR	NR		NR		NR
Ácido benzoico	SAT	66		SAT		99
Bórax	SAT	77		SAT		99
Carbonato de calcio	T	77		T		82
Nitrato de calcio	T	82		T		99
Cloruro de carbono (IV)	NR	NR		100		65
Cloro, gas seco	-	60		-		99
Agua con cloro	SAT	27		SAT		93
Ácido crómico	5	21		10		65
Ácido cítrico	T	77		T		99
Cloruro de cobre	T	77		T		99
Cianuro de cobre	T	77		T		99
Nitrato de cobre	T	77		T		99
Etanol	50	24		50		38
Etilenglicol	100	32		100		93
Cloruro de hierro	T	77		T		99
	T	77		T		99
Formaldehído	50	24		T		65
Gasolina	100	27		100		82
Glucosa	100	77		100		99
Glicerina	100	66		100		99
Ácido Bromhídrico	50	49		50		65
Ácido clorhídrico	37	24		37		65
Peróxido de hidrógeno	5	38		30		65
Ácido láctico	T	77		T		99
Cloruro de litio	SAT	66		SAT		99
Cloruro de magnesio	T	77		T		99
Nitrato de magnesio	T	60		T		99
Sulfuro de magnesio	T	77		T		99
Cloruro de mercurio (II)	100	66		100		99
Cloruro de mercurio (I)	T	60		T		99
Cloruro de níquel	T	77		T		99
Sulfuro de níquel	T	77		T		99
Ácido nítrico	20	21		20		49
Ácido oxálico	T	24		T		99
Ácido perclórico	NR	NR		30		39
Ácido fosfórico	100	49		100		99
Cloruro de potasio	T	77		T		99
Dicromato de potasio	T	77		T		99
Nitrato de potasio	T	77		T		99
Sulfuro de potasio	T	77		T		99
Propilenglicol	T	77		T		99
Acetato de sodio	T	71		T		99
Bisulfato de sodio	T	77		T		99
Bromato de sodio	T	77		T		99
Cianuro de sodio	T	77		T		99
Hidróxido de sodio	NR	NR		25		82
Nitrato de sodio	T	77		T		99
Sulfato de sodio	T	77		T		99
Cloruro de estaño (IV)	T	71		T		99
Ácido sulfúrico	25	24		75		38
Ácido tartárico	T	77		T		99
Vinagre	100	77		100		99
Agua destilada	100	77		100		82
Nitrato de zinc	T	77		T		99
Sulfato de zinc	T	77		T		99
NR = No Recomendable, T = Todas las concentraciones, SAT = Solución saturada

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Propiedades mecánicas (perfiles)
	Longitudinal	Transversal
Densidad	2 000 g/cm³
Resistencia Tracción	250 MPa	60 MPa
Resistencia flexión	250 MPa	60 MPa
Módulo E (tracción)	23 000 MPa	8 000 MPa
Módulo E (flexión)	25 000 MPa	9 000 MPa
Elongación en rotura	1,0 – 1,8 %
Resistencia a la compresión	300 MPa	90 MPa
Módulo de compresión	10 000 MPa	4 000 MPa
Resistencia al impacto	1 600 J/m
Dureza barcol	40

Propiedades en el tiempo
	Corto tiempo		Largo tiempo
	Longitudinal	Transversal	Longitudinal	Transversal
Resistencia a la flexión	135 MPa	20 MPa	70 MPa	20 MPa
Resistencia a la tensión	135 MPa	20 MPa	70 MPa	15 MPa
Resistencia a la compresión	135 MPa	25 MPa	70 MPa	20 MPa
Coeficiente de dilatación lineal longitudinal-transversal	17 MPa	-	8 MPa	-

Propiedades eléctricas y térmicas
Resistencia interlaminar al corte	35 MPa
Resistencia específica de aislamiento	10¹⁰- 10¹⁵ Ohm/cm
Resistencia superficial	10¹⁰ - 10¹³ Ohm
Resistencia dieléctrica	5-10 kV/mm
Índice CTI	KA 3c / KB 500 / KC 600
Constante dieléctrica	< 5
Factor de disipación	0,01
Coeficiente de expansión térmica	12 × 10^-6 I/K
Conductividad térmica	0,2 – 0,6 W/K·m
Capacidad de calentamiento	1,0 – 1,2 kJ/Kg·K
Temperatura continua máxima	Resinas Ortoftálica, Isoftálica y Viniléster: -100 °C / +105 °C. Resina Fenólica: -100 °C / +180 °C
Absorción de agua	< 0,15 %
Temperatura crítica bajo carga	200 °C
Resistencia a la incandescencia	Nivel 2b
Resistencia al fuego	ASTM E84

Es interesante comparar el PRFV y el acero según sus usos más comunes.

Cuando hablamos de rejillas, las de acero al carbono galvanizado tienen unos precios similares, pero tienen menos resistencia a la corrosión química y necesitan más mantenimiento. Incluso una rejilla de acero de pletina portante de 3 mm tiene unas características mecánicas similares a las de una de PRFV, pero el plástico pesaría la mitad que el acero, lo cual facilita considerablemente su instalación. Además de esto hay que recordar el buen comportamiento que tiene el PRFV como aislante eléctrico.

La perfilería pultrusionada en PRFV también tiene ventajas frente a las de acero: su alta resistencia química permite que la corrosión no altere sus propiedades mecánicas, lo que la convierte en candidata perfecta para su uso estructural en ambientes donde la corrosión representa un agente dañino importante. También es una ventaja importante la manejabilidad del material en comparación con el acero. La mecanización es más simple y la manipulación y montaje no suelen necesitar herramientas elaboradas o maquinaria pesada.