La fibra de pizarra.

La fibra de pizarra.
Revalorizando un residuo para dar
lugar a un producto único
Mayo 2013
1.- Presentación y antecedentes del proyecto y la empresa.
2.- Descripción proceso de producción industrial. Variables clave
3.- Productos primarios. Características generales y comparativas.
4.- Productos secundarios. Aplicaciones
5.- Aplicaciones actuales. Proyectos
1.- Presentación de la empresa
MIFIBRA, S.L., dedicada al desarrollo de una fibra mineral continua
fabricada a partir de residuos de pizarra, en O Barco de Valdeorras.
Problemática ambiental.
Investigación durante años a partir de idea de un empresario local.
Recientemente plasmada en forma de una planta industrial con una de
producción estable.
Colaboración técnica ICG.
2.- Descripción breve del proceso.
Mezclado y
acondicionamiento
de materias primas
Producto final
Fusión en horno y
afinado
Rebobinado
Cortado
Fibrado en hilera
Impregnado con
ensimaje
Secado
Bobinado
1. Mezclado materias primas.
Aditivos.
2. Preparación bolas
3. Procesado bolas
4. Introducción materia prima
5. Fusión
6. Afinado
7. Hilado
8. Ensimado
9. Bobinado
10. Secado
11. Rebobinado
Variables clave:
- Viscosidad fundido vítreo. Temperatura y composición.
- Homogeneización de fundido. Precisión zona afino
- Eliminación materia orgánica. Burbujas. Problemas afinado.
Problemas fibrado
- Elección refractario: duradero y no contaminante.
- Número de orificios hilera. Compromiso. Velocidad de hilado.
Diámetros. Rendimiento.
-
Ensimaje (sizing):
- Imprescindible. Interfase material compuesto: fibra-resina o fibra
hormigón.
- Aporta cohesión a la fibra y permite su posterior trabajabilidad
para transformarla en productos secundarios.
-Evita la abrasión.
- Aporta compatibilidad a una matriz donde se incluye.
-Secretismo. Ensayo-error.
La pizarra es una roca metamórfica de
origen sedimentario. Cuarzo, micas,
etc.
La fibra de pizarra es de
naturaleza totalmente vítrea.
Transformar un residuo para dar lugar a un producto de alto valor añadido
3.- Productos primarios.
– Roving o hilo continuo.
Propiedades más destacadas:
Propiedades más destacadas:
- Fibra cortada.
- Características comparativas. Primeras etapas.
– Mejor comportamiento frente a ataque químico alcalino y salino.
– Mejor comportamiento frente a temperatura.
– Resistencia a tracción similar a fibra de vidrio, con un módulo de
elasticidad mayor.
– El color oscuro puede ser una ventaja competitiva en algunos sectores.
Fibra carbono.
– Competidores: fibras basalto // vidrio // carbono.
– Factor ecológico. Basalto: mina. Vidrio: mezcla artificial.
-Comportamiento alcalino
-Intermedio entre fibra de vidrio E y AR. Similar a basalto. Mejora.
-Temperatura.
-Mantiene integridad a altas temperaturas. Ver imagen
-Mantiene resistencia a tracción hasta 500 ºC.
1000 ºC
60 min
Resistencia tracción vs Temperatura.
- Resistencia mecánica.
- Similar resistencia a tracción que fibra de vidrio.
- Módulo de elasticidad más alto (alrededor 10%)
- Menor elongación
4.- Productos derivados
– Pultrusión: barras/ perfiles / tuberías.
• Sustituto armaduras metálicas para hormigón. Ventajas:
– Resistencia a tracción similar con 1/3 del peso. Ligereza.
– No oxidación/corrosión.
Probeta
4 mm
12 mm
Resistencia
a tracción
(MPa)
773.9
449
Elongación
(%)
1.74
1.5
Productos derivados.
– Tejidos / cintas / geotextiles.
Compatibles para todo tipo de termoplásticos (PP, PA, etc) y termoestables
(UP, epoxi, etc.) y todo tipo de procesos habituales en composites y hormigón.
Productos derivados
– Hilo torcido.
• Aplicación: tubos aislantes térmicos.
Favier Group.
5.- Aplicaciones en mercado :
• Ingeniería civil: refuerzo de hormigón con fibra y barras, geo-mallas,
geotextiles y tejidos para rehabilitación estructural.
• Automoción: materiales de fricción para pastillas de freno y disco
embragues.
• Material deportivo, como raquetas de tenis (Wilson)y pádel
(Bullpadel), o skis (Rossignol). Suele ser complejas construcciones
tridimensionales.
• Tanques y tuberías resistentes la corrosión, depósitos de gas natural
comprimido (‘CNG tanks’)
• Sustituto de fibra de carbono. En casos no exigentes, la fibra de pizarra
puede sustituir a la de carbono en la fabricación de laminados para piezas
de todo tipo. Ventaja: precio. Ejemplo: tuning.
• Debido a mayor resistencia a la temperatura y capacidad aislante:
cordones, mats, no-tejidos, etc. También se podría usar para tejidos
ignífugos, etc.
• Proyectos:
– Duraport. Estructuras portuarias. Acciona. Sondeos del norte. Gairesa.
– Localiza. Radioterapia oncológica. Aimen. Sergas.
– Cesta. Piezas automoción. CTAG. Grupo PSA. Plastic Omnium
• Conclusión:
– Producto único a partir de residuos.
– Introducción en mercado.
Gracias
www.mifibra.es
Alberto Miguéns Blanco
Ingeniero químico. Responsable I+D
Mayo 2013