PROCESO DE EJECUCIÓN PREPARACIÓN PREVIA

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Talones.- Se prepararon desbastando primero y afinando después todas sus superficies de manera que no quedasen filos o puntos cortantes. El borde anterior se biseló y fue redondeado, y la superficie en contacto con la fibra se preparó para conseguir más agarre. Posteriormente, y antes de formar la probeta, se limpiaron las superficies con disolvente para evitar grasa o polvo adherido.

Fibra.- Se cortaron con las dimensiones establecidas. Primeramente, con un poco más de longitud, y en relación al ancho, se aprovechó la propia trama de la fibra, ya que de lo contrario hubiera sido difícil cortar a cualquier ancho debido a la gran densidad de fibra, y su pequeño espesor. Igualmente, cuando se corta en sentido perpendicular se ejerce cierta resistencia al corte con tijera, por ello, se han cortado previamente con algo de holgura para poder afinar mejor posteriormente. En la figura nº5-15 se puede observar el rollo de tejido de fibra de carbono.

Figura nº 5-15 Rollo de Tejido de Fibra de Carbono preparado para las medidas. Preparación teniendo en cuenta fibra y talones

El mismo proceso se siguió para los pedazos de fibra que se colocan en los extremos para dar más resistencia a esa zona. Se prepararon, además de las 5 probetas a ensayar otras 5 probetas para ensayos previos. En la siguiente fase de montado se preparó una superficie plana y consistente con una madera gruesa, recubierta de melanina (encimera de cocina). Ésta se recubrió con papel celofán para evitar que se adhiriese la resina, y sobre ella se dibujaron con precisión la forma de las probetas. En la figura nº5-15 se puede observar la preparación del corte de tejido de fibra de carbono para ensayo.

129 MONTAJE

Con todos los elementos dispuestos y preparados se procedió a montar las probetas. De los ensayos previos se advirtió que era muy importante seguir un orden en la colocación de las siguientes capas, que si bien se alarga el proceso previene las posibles deformaciones que pudiera sufrir en el proceso.

1.- Se coloca la tira de fibra de vidrio sobre su marca, y se procede a impregnarla de resina epoxi. Siempre en el sentido de sus fibras y con el máximo cuidado para no deshilacharla, extendiendo primero someramente con espátula, y finalmente aplicando más presión con el rodillo.

2.- Inmediatamente, en este mismo momento y con la resina fresca, admitiendo sucesivas capas, se procede a colocar la tapa de fibra de refuerzo en ambos extremos. Esta fase es delicada, ya que cualquier esfuerzo o movimiento transversal a la fibra tiende a deshilacharla por los lados. Una vez colocadas se dejan reposar durante 24 horas para que la resina adquiera resistencia.

3.- Transcurridas 24 horas se procede a despegar las tiras del papel celofán. Se prepara una nueva superficie y se colocaron de nuevo las tiras con la cara vuelta para realizar el mismo procedimiento anterior.

4.-Tras dejar pasar otras 24 horas, y ahora sin moverlas ni despegarlas, se colocó el talón metálico de la parte superior. Se prefirió impregnar toda la superficie que ocupaba éste, cuidando que no rebosara por la parte anterior, es decir, la zona más próxima a la previsible rotura. Colocados los talones, y pasados unos minutos, se colocó encima una superficie plana que los abarcase, de modo que el peso forzase una unión más íntima. Este lado es muy importante porque es el que nos servirá de referencia a la hora de la colocación en las mordazas de la máquina. Por lo tanto, en ese punto se cuidó la alineación perfecta del lado en ambos talones entre si, y con la dirección de la fibra idónea.

5.- Nuevamente, se esperó 24 horas para poder dar la vuelta a las probetas y colocar los talones del lado contrario. La razón de un procedimiento tan largo, y de no haber acortado las fases pegando por ejemplo todas las tiras al mismo tiempo, es que el espesor que se gana en

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los extremos hace que combe en el centro y no quede perfectamente plana. Por otro lado, al colocar los talones si se hace al mismo tiempo que las otras fibras se corre el riesgo de deslizamiento, y que se salga de su posición por la naturaleza de la resina epoxi. Una vez acabado el proceso fueron colocadas sobre una superficie plana y guardadas en un cuarto aislado a una temperatura constante de 26 ºC, y con poca humedad.

Figura nº 5-16 Montaje y preparación. Uso celofán, y finalización de probeta ENSAYO

Los ensayos de rotura se realizaron 15 días después del montaje de las probetas. Anteriormente, se había probado el proceso con unas probetas montadas a tal fin para tener controlado el procedimiento, y la sistemática. Estos resultaron fueron trascendentales, ya que la máquina que tenía que realizar la tracción produce una precompresión primera a la pieza que tiene entre las mordazas. Esto en una barra de acero no tiene la menor importancia, pero en nuestro caso podría producir unos efectos que alterasen los resultados, por ello, a la hora de realizar los ensayos había que estar muy atentos, y empezar el ensayo justo antes de que la mordaza produjese el agarre total.

Otro factor importante es la propia colocación de la probeta en la máquina. El talón ha de ser cogido en toda su extensión salvo los últimos 5 y/o 6 mm por la mordaza para evitar roturas cerca de esa zona, que además, en nuestros ensayos previos se produjo antes de tiempo. La

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alineación es otro factor muy importante ya que pequeñas desviaciones producen una pérdida de resistencia, o más bien una disminución del valor de tracción que se alcanza en la prueba. Las probetas se colocaron y recolocaron, algunas varias veces antes de dar el visto bueno, y empezar en ensayo de tracción. Se utilizó como referencia los lados de los talones que al pegarlos se habían puesto con especial cuidado para estar alineados entre ellos y con la tira de fibra principal.

Se realizó el ensayo de tracción en una máquina de ensayo universal UMIB-600 de la empresa Ibertest, con capacidad de 60 toneladas. La velocidad de tracción se fijó en 2 KN/min. La temperatura en el laboratorio de 25ºC. En la figura nº5-17 se observa la preparación y estado final de los ensayos.

Figura nº 5-17 Flexión producida inicio de ensayo. Probeta de prueba con nivelado. Ensayo finalizado. Estado final del ensayo de tracción de la probeta

5.7.- Caracterización mecánica del material compuesto

La problemática de este ensayo es que no pudieron emplearse bandas extensiométricas, por lo que fue imposible poder obtener el módulo de elasticidad. Se mantiene una actitud lineal y elástica ante la rotura. A continuación, se adjuntan los resultados obtenidos en tracción según se observa en las figuras nº5-17.

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Tabla nº 5-10. Resultados ensayos a tracción laminado de refuerzo

COMPUESTO TEJIDO