Mitigación del Deterioro de Propiedades Mecánicas en Materiales Compuestos por Absorción de Agua Mediante el Agregado de Nanoarcillas

G. FRANCUCCI; R. OLLIER; E. FAGUAGA; E. RODRIGUEZ; V. ALVAREZ

Rosario

Congreso; 11º Congreso Binacional de Metalurgia y Materiales; 2011

Asociación Argentina de Materiales

El uso de turbinas de viento ha tenido un gran crecimiento en los últimos años debido a que producen energía limpia utilizando un recurso renovable, poseen bajos costos de instalación y un fácil mantenimiento. Los materiales compuestos cumplen con los requerimientos necesarios para la fabricación de las palas de molinos eólicos, que son los componentes fundamentales de las turbinas de viento. Las ventajas de estos materiales son: bajo peso, elevada resistencia y módulo elástico, alta resistencia a la corrosión y la fatiga. Estas características han permitido incrementar el tamaño de las palas y de esa forma aumentar la potencia entregada por las turbinas. Es por ello que actualmente las palas eólicas se fabrican utilizando fibras de vidrio y resina poliéster o epoxi. Dado que las turbinas eólicas son instaladas generalmente en locaciones geográficas con condiciones ambientales severas y altamente corrosivas, es fundamental estudiar el efecto de la absorción de humedad en las propiedades mecánicas del material. De esta manera se podría estimar el tiempo en servicio de estos dispositivos. En los materiales poliméricos reforzados con fibras la humedad absorbida produce cambios en sus propiedades químicas, mecánicas y termofísicas. En primer lugar, el agua difunde a través de la matriz provocando cambios reversibles e irreversibles en la estructura del polímero (hidrólisis, plastificación, saponificación). Posteriormente, la humedad penetra a través de la interface fibra-matriz causando el deterioro del enlace entre ambos, lo que resulta en una pérdida de la integridad y en una fuerte caída de las propiedades mecánicas. Una de las estrategias que se puede adoptar para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales que componen las palas eólicas es agregar un nanorefuerzo. Cuando se refuerza un material con partículas, las propiedades óptimas se obtienen cuando sus dimensiones alcanzan niveles atómicos o moleculares. Una de las nanopartículas inorgánicas más utilizadas como refuerzo son las arcillas. El objetivo de este trabajo es lograr una reducción del efecto de la absorción de humedad sobre las propiedades mecánicas de los materiales compuestos utilizados en las palas de molinos eólicos mediante el agregado de bentonita dispersa a escala nanométrica.