Els materials compostos s'han utilitzat comercialment durant més de 50 anys. En les etapes inicials de la comercialització, només s'utilitzen en aplicacions d'alta gamma com ara l'aeroespacial i la defensa. A mesura que la tecnologia continua avançant, els materials compostos comencen a comercialitzar-se en diferents indústries d'usuari final, com ara articles esportius, aviació civil, automoció, marina, enginyeria civil i construcció. Fins ara, el cost dels materials compostos (tant les matèries primeres com la fabricació) ha baixat significativament en comparació amb anys anteriors, cosa que permet utilitzar-los a gran escala en un nombre creixent d'indústries.
El material compost és una barreja de fibra i resina en una proporció determinada. Mentre que la matriu de resina determina la forma final del compost, les fibres actuen com a reforços per enfortir la peça composta. La proporció de resina i fibra varia segons la resistència i la rigidesa de la peça requerides pel fabricant d'equips originals (OEM) o de nivell 1.
L'estructura portant primària requereix una proporció més alta de fibres en comparació amb la matriu de resina, mentre que l'estructura secundària només requereix una quarta part de les fibres de la matriu de resina. Això s'aplica a la majoria d'indústries, la proporció de resina i fibra depèn del mètode de fabricació.
La indústria dels iots marins s'ha convertit en la principal força en el consum mundial de materials compostos, inclosos els materials amb nucli d'escuma. Tanmateix, també ha experimentat una recessió, amb una desacceleració de la construcció naval i un augment dels inventaris. Aquesta reducció de la demanda pot ser deguda a la cautela dels consumidors, la disminució del poder adquisitiu i la reassignació de recursos limitats a activitats empresarials més rendibles i bàsiques. Les drassanes també estan realineant els seus productes i estratègies empresarials per reduir les pèrdues. Durant aquest període, moltes drassanes petites es van veure obligades a retirar-se o ser adquirides a causa de la pèrdua de capital circulant, incapaces de mantenir l'activitat normal. La fabricació de grans iots (>35 peus) es va veure afectada, mentre que les embarcacions més petites (<24 peus) es van convertir en el centre de la fabricació.
Per què materials compostos?
Els materials compostos ofereixen molts avantatges respecte al metall i altres materials tradicionals, com la fusta, en la construcció d'embarcacions. En comparació amb metalls com l'acer o l'alumini, els materials compostos poden reduir el pes total d'una peça entre un 30 i un 40 per cent. La reducció general del pes aporta una llarga llista de beneficis secundaris, com ara costos operatius més baixos, menors emissions de gasos d'efecte hivernacle i una major eficiència de combustible. L'ús de materials compostos també redueix encara més el pes eliminant els elements de fixació mitjançant la integració de components.
Els materials compostos també ofereixen als constructors de vaixells una major llibertat de disseny, cosa que permet crear peces amb formes complexes. A més, els components compostos tenen costos de cicle de vida significativament més baixos si es comparen amb materials de la competència a causa dels seus costos de manteniment més baixos i els seus costos d'instal·lació i muntatge a causa de la seva resistència a la corrosió i durabilitat. No és estrany que els materials compostos estiguin guanyant acceptació entre els fabricants d'equips originals de vaixells i els proveïdors de nivell 1.
Composite marí
Malgrat les deficiències dels materials compostos, moltes drassanes i proveïdors de Nivell 1 encara estan convençuts que s'utilitzaran més materials compostos en iots marins.
Tot i que s'espera que els vaixells més grans utilitzin materials compostos més avançats com els plàstics reforçats amb fibra de carboni (CFRP), els vaixells més petits seran el principal impulsor de la demanda global de materials compostos marins. Per exemple, en molts iots i catamarans nous, s'utilitzen materials compostos avançats, com ara fibra de carboni/epoxi i escuma de poliuretà, per fabricar cascos, quilles, cobertes, transoms, aparells, mampares, larguers i pals. Però aquests superiots o catamarans constitueixen una petita part de la demanda total de vaixells.
Malgrat les deficiències dels materials compostos, moltes drassanes i proveïdors de Nivell 1 encara estan convençuts que s'utilitzaran més materials compostos en iots marins.
Tot i que s'espera que els vaixells més grans utilitzin materials compostos més avançats com els plàstics reforçats amb fibra de carboni (CFRP), els vaixells més petits seran el principal impulsor de la demanda global de materials compostos marins. Per exemple, en molts iots i catamarans nous, s'utilitzen materials compostos avançats, com ara fibra de carboni/epoxi i escuma de poliuretà, per fabricar cascos, quilles, cobertes, transoms, aparells, mampares, larguers i pals. Però aquests superiots o catamarans constitueixen una petita part de la demanda total de vaixells.
La demanda general d'embarcacions inclou embarcacions a motor (intraborda, foraborda i amb propulsió a popa), llanxes a reacció, embarcacions privades i velers (iots).
Els preus dels compostos tindran una trajectòria ascendent, ja que els preus de les fibres de vidre, els termoestables i les resines termoplàstiques augmentaran juntament amb els preus del petroli cru i altres costos d'entrada. Tanmateix, s'espera que els preus de la fibra de carboni disminueixin en un futur proper a causa de l'augment de la capacitat de producció i el desenvolupament de precursors alternatius. Però el seu impacte global en els preus dels compostos marins no serà gran, ja que els plàstics reforçats amb fibra de carboni només representen una petita part de la demanda de compostos marins.
D'altra banda, les fibres de vidre continuen sent els principals materials de fibra per a compostos marins, i els polièsters insaturats i els èsters de vinil són els principals materials polimèrics. El clorur de polivinil (PVC) continuarà mantenint una quota important del mercat de nuclis d'escuma.
Segons les estadístiques, els materials compostos reforçats amb fibra de vidre (GFRP) representen més del 80% de la demanda total de materials compostos marins, mentre que els materials amb nucli d'escuma representen el 15%. La resta són plàstics reforçats amb fibra de carboni, que s'utilitzen principalment en grans embarcacions i aplicacions d'impacte crític en mercats de nínxol.
El creixent mercat dels compostos marins també està experimentant una tendència cap a nous materials i tecnologies. Els proveïdors de compostos marins s'han embarcat en una recerca d'innovació, introduint noves bioresines, fibres naturals, polièsters de baixes emissions, preimpregnats de baixa pressió, nuclis i materials de fibra de vidre teixits. Es tracta d'augmentar la reciclabilitat i la renovabilitat, reduir el contingut d'estirè i millorar la processabilitat i la qualitat de la superfície.
Data de publicació: 05 de maig de 2022
