La fibra de carbono es un tejido muy resistente mecánicamente, duradero, flexible.

Se comercializa en forma de telas o fieltros. Sus principales características son su resistencia, su aspecto elegante y su peso liviano.

Este polímero es obtenido a partir de otro polímero llamado poliacrilonitrilo, el cual consiste en hebras muy finas de carbono (tan delgadas como el cabello humano) que son trenzadas, las cuales se tuercen y se agrupan continuamente para la formación de un hilo de varias hebras, se coloca sobre un molde y encima se le vierte una resina o plástico para pegar estos hilos tejidos y darles forma a sus diversas aplicaciones.

Un poco de historia:

1985  Cleveland, Ohio. Roger Bacon crea fibras de alto rendimiento de carbono mediante  la carbonización de filamentos de rayón proveniente de la celulosa. Este proceso dio muy malos resultados.

En 1960 en Akio Shindo, Japón. Se produjo una fibra de carbono a partir del poliacrilonitrilo (PAN) que contenía 55% de carbono, el cual empezó a usarse en el año 63 en reino unido para la fabricación de aeronaves. La empresa Roll-Roys la aplicó en la elaboración de motores para aviones, pero tuvo unos resultados desastrosos debido a su alto costo y calidad variable, por lo que finalmente la empresa Courtaulds terminó como el único fabricante del producto y lo fue mejorando solamente para el uso en el área aeroespacial y de equipo deportivo.

En 1970 se experimenta la fabricación de fibras de carbono a partir de brea de petróleo, la cual dá como resultado una fibra resistente con un 85% de carbono. Sin embargo, las fibras a partir de breas de carbón, petróleo y  resinas fenólicas, presentaban propiedades mecánicas inferiores aunque se usan en la actualidad para las fibras industriales.

La fibra de carbono se usa en el diseño y la industria de: automóviles,  barcos, piezas de aviones y naves espaciales, carreras racing, aros para bicicletas, cañas de pescar, resortes para automóviles, mástil para barco, aspas para molinos de viento en la energía eólica, carcasas para portátiles, y un caso particular en la aeronave Joint Strike Fighter, etc.

En la construcción de automóviles se emplean casi todos los componentes de acero, mientras que al usar fibra de carbón, se reduciría casi a la mitad el peso ya que el chasis sería más ligero, además se podrían usar motores más pequeños o acrecentar el uso de motores eléctricos.

Se emplea fibra de carbono para reforzar materiales como los plásticos reforzados, también se usa en la filtración de gases a alta temperatura, como electrodo de gran superficie e impecable resistencia a la corrosión y como un componente anti-estático.

Este nuevo material está compuesto principalmente de átomos de carbono. Se constituye de átomos de carbono unidos entre sí en cristales  alineados con el eje longitudinal de la fibra, lo cual lo dota de alta resistencia en función del volumen.

Es cinco veces más fuerte que el acero, pero con su misma resistencia y más ligero que el aluminio; posee una estructura cristalina microscópica única ya que se compone principalmente de átomos de carbono que están enlazados juntos en cristales microscópicos alineados y paralelos al eje largo de las fibras.

Cuando se produce fibra de carbono, miles de hebras delgadas de carbono están retorcidas juntas para formar un hilo, este hilo se teje a continuación en una tela flexible que puede ser moldeada en muchas formas diferentes.

Un solo filamento tiene un diámetro  de 50 a 10 micras de diámetro, menos de lo que mide un cabello humano.

Este material compuesto combina hilos de carbono con una resina termoestable. Estos dos componentes tienen diferentes propiedades físicas y químicas que los mantienen separados en un nivel macroscópico dentro de la estructura.

Los materiales compuestos de fibra reforzada pueden ser divididos en dos categorías principales que normalmente se denominan: material de fibra reforzada Orta y fibra reforzada continua.

Los materiales reforzados continuos se constituyen en una estructura laminada, que es el más usado al impregnarse con una matriz llamada resina.

En la construcción de un coche se pueden lograr muchos beneficios.

El material permite hacerlo más liviano para que se reduzca la fricción aumentando la velocidad y reduciendo el consumo de combustible, se minimizan también los gases de efecto invernadero y emisiones, aspectos positivos no solo para los consumidores, sino también para el medio ambiente.

Y aunque la fibra de carbono no es un material fácilmente reciclable, ya que al ser fundido no conserva sus mismas características, es un material muy duradero que no sería necesario descartar por mucho tiempo.

La fibra además es resistente a la corrosión, a la humedad, a la formación de metal-carburos y resistentes al calor.

Debido a que tiene baja expansión térmica, puede adoptar muchas formas y cuenta con una gran absorción de energía. Su aspecto es considerado elegante y su textura de tejido proyecta lujo en su color negro brillante.

Los principales fabricantes de fibra de carbono son Toray, Toho-Tenax, Mitsubishi Rayon Co, SGL, Hexcel, Cytec, y Zoltec.

Los tipos de fibras de carbono que existen actualmente son:

• Ultra alto módulo (UHM) con un módulo elasticidad superior a los 500 Gpa;
• Alto módulo (HM) con  módulo de elasticidad superior a 300 Gpa y relación resistencia a la tracción/módulo de tensión menor del 1%;
• Alta fuerza (HT) con valores de resistencia a la tensión superiores a 3 Gpa y  relaciones resistencia a la tracción/módulo de 0.015-20;
• Módulo intermedio (IM) con un módulo de tensión superior a 300 Gpa y relación de resistencia a la tracción/módulo del orden de 0.01;
• Bajo módulo con estructura isótropa, valores bajos del módulo de elasticidad y de resistencia a la tensión.

La fibra de carbono tiene propiedades únicas, es de larga durabilidad y además, es considerada lujosa; en la actualidad tiene un precio elevado, pero hay que analizar la relación coste-beneficio.