¿Cómo se fabrica un chasis de un Fórmula 1?: La fibra de carbono
Tras aprender en qué consisten los composites en el artículo anterior vamos a meternos en materia con la fibra de carbono. Recordemos que la fibra de carbono es el material de refuerzo dentro de los constituyentes de nuestro composite. Lo primero a tener en cuenta es que la fibra de carbono se presenta como una fibra sintética procedente del poliacrilonitrilo constituida por hebras de 5 a 10 micras (una micra equivale a la milésima parte de un milímetro).
La fibra de carbono se trabaja en formato de tela. Al ser tan fina y ligera un metro cuadrado sólo llega a pesar 0.77 miligramos. En el caso de la Fórmula 1 esta tela ya viene pre impregnada con epoxi. Recordamos que el epoxi es la matriz del conjunto. El hecho de venir previamente impregnada es para facilitar el trabajo con ésta puesto que así las fibras no se deshilachan y se evita sobre empapar la pieza.
Las fibras de carbono tienen una resistencia a tracción muy alta pero debido a su estructura molecular es muy débil a esfuerzos cortantes. Es por ello que es muy difícil de romper una hebra si la estiramos, pero doblándola o con una tijera la romperemos con suma facilidad. Es tan alta su resistencia a tracción que supera en 200 veces a la del acero.
La resistencia se los materiales suelen medirse normalmente a tracción. Esta resistencia consiste en la tensión que soporta un material estirándolo antes de romperse. La tensión equivale a la fuerza dividida entre la sección de la pieza. Por tanto, necesitamos piezas mucho más grandes y pesadas de acero para conseguir la misma resistencia que con piezas de fibra de carbono. En la gráfica siguiente se puede ver una buena representación de la relación de resistencia y deformación entre diferentes materiales.
Tras tener estos datos en mano podemos justificar perfectamente el uso de la fibra de carbono en la Fórmula 1. Pero aún nos queda un problema que solucionar y es la baja resistencia que tiene ante esfuerzos cortante, los cuales son muy comunes en los accidentes. Para evitar eso se suelen elegir fibras de carbono obtenidas por el método PITCH las cuales tienen una capacidad de elongación de hasta el 0.4% siendo más útiles para soportar esfuerzos cortantes gracias a la matriz de epoxy y a la plancha de aluminio que absorberá el impacto. Pero todo esto lo explicaremos en los siguientes capítulos.
