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PARTE II
2. CONOZCA LAS
PROPIEDADES DE LOS
MATERIALES COMPUESTOS
(FIBRA DE CARBONO)
Todos los ciclistas deben entender una realidad
fundamental de los materiales compuestos. Este tipo de
materiales compuestos por fibras de carbono son fuertes y
ligeros, pero cuando chocan o se sobrecargan, las fibras de
carbono no se doblan, se rompen.
¿Qué son los materiales compuestos o
composites?
El término "composites" hace referencia al hecho de
que una pieza o varias piezas están fabricadas a partir de
varios componentes o materiales diferentes. Seguramente
habrá oído hablar de las bicicletas de fibra de carbono.
Realmente son bicicletas fabricadas mediante una
composición de materiales.
Por lo general, los compuestos de fibra de carbono están
hechos a partir de una fibra fuerte y ligera colocada en
una matriz de plástico y moldeada para darle forma.
Los compuestos de carbono son ligeros en comparación
con los metales. El acero pesa 7,8 gramos/cm3 (gramos
por centímetro cúbico), el titanio 4,5 gramos/cm3 y el
aluminio 2,75 gramos/cm3. Compare estas cifras con las
del compuesto de fibra de carbono (1,45 gramos/cm3).
Los compuestos con la mejor relación peso/resistencia son
los fabricados a partir de fibra de carbono en una matriz
de plástico epoxi. La matriz de epoxi une las fibras de
carbono, transfiere la carga a otras fibras y proporciona
una superficie exterior suave. Las fibras de carbono son el
esqueleto que soporta la carga.
¿Por qué se utiliza el composites?
Al contrario que los metales, que tienen propiedades
uniformes en todas las direcciones (los ingenieros lo
llaman isotropía), las fibras de carbono se pueden colocar
en posiciones diferentes para optimizar la estructura
ante una carga en concreto. Esta posibilidad de colocar
las fibras de carbono en la posición que se desee es una
poderosa herramienta para los ingenieros a la hora de
crear bicicletas ligeras y fuertes. Además, también pueden
orientar las fibras para conseguir otros objetivos, como
pueden ser la comodidad o la amortiguación de las
vibraciones.
Los materiales compuestos de fibra de carbono son muy
resistentes a la corrosión, mucho más que la mayoría de los
metales. Piense en los barcos de fibra de carbono o fibra
de vidrio.
Los materiales compuestos de fibra de carbono presentan
una relación peso/resistencia muy alta.
¿Dónde están los límites del
composites?
Las bicicletas y piezas de fibra de carbono o material
compuesto bien diseñadas disfrutan de una gran resistencia
a la fatiga que, por lo general, es mejor que la de sus
equivalentes metálicos.
A pesar de que la resistencia a la fatiga sea una ventaja
de la fibra de carbono, GT le recomienda que examine
regularmente la horquilla, el cuadro u otras piezas de fibra
de carbono.
Los materiales compuestos de fibra de carbono no son
dúctiles. Cuando una estructura de carbono se sobrecarga,
no se dobla, sino que se rompe.
habrá cantos afilados y ásperos, además de posible
deslaminación de la fibra de carbono o capas de tejido de
fibra de carbono. La pieza no se habrá doblado, torcido ni
estirado.
Si golpea o choca con algo, ¿qué pasa
en una bicicleta de fibra de carbono?
Imagine que choca contra un bordillo, una cuneta, una
piedra, un coche, otro ciclista que se ha caído o cualquier
otro objeto. En primer lugar, lea las advertencias que
encontrará dentro de este manual, en la SEGUNDA
PARTE, Sección A. Las bicicletas no pueden protegerle.
A cualquier velocidad que vaya más allá de un paseo
rápido, su cuerpo seguirá moviéndose hacia delante y el
impulso le lanzará por encima de la parte delantera de
la bicicleta. Es imposible que permanezca en la bicicleta
y, por lo tanto, no lo hará. Lo que le pase al cuadro y a
la horquilla es irrelevante en comparación con lo que le
puede pasar a su cuerpo.
¿Qué debería esperar de un cuadro de
carbono?
Depende de muchos factores complejos, por ello es por lo
que decimos que la importancia de los choques no puede
ser un criterio a la hora de diseñar una bicicleta. Una vez
aclarado esto, podemos afirmar que si el impacto es lo
suficientemente fuerte, la horquilla o el cuadro se podría
romper por completo. Véase la ilustración A en la página
68. Fíjese en la gran diferencia de comportamiento que
tienen el carbono y el metal. Consulte en esta sección: "las
propiedades de los metales". Incluso aunque el cuadro de
carbono sea el doble de fuerte que el de metal, cuando se
sobrecarga, no se dobla, sino que se rompe por completo.
Nuestros cuadros, horquillas y componentes de
carbono han sido diseñados para cargas normales de
funcionamiento, con un margen de seguridad. Aún así,
pueden romperse si se produce un impacto o una carga
excesivos.
Consulte la sección "Inspección del cuadro, horquilla y
piezas de material compuesto" en la página siguiente.
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Cerca de la rotura,
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