nanofibra de carbono

richisss

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No se si alguien conoce este material, pero creo que va a dar mucho que hablar en un futuro ya que se pueden conseguir muy buena propiedades mecanicas sin la necesidad de utilizar fibra de carbono o vidrio a la hora de conformar el material compuesto. La ventaja del uso de las nanofibras es que se pueden mezclar de manera homogenea en la resina permitiendo asi un refuerzo satisfactorio. Lo que me hace dudar es si este refuerzo seria el suficiente para conformar una tabla o una aleta. No se si alguien tiene datos de las tensiones (esfuerzos) que soporta una aleta o tabla de windsurf en los distintos puntos de aplicacion para poder compararlos con los resultados que tengo yo de ensayos de traccion y dureza de este material. La verdad es que el uso de esta nanofibra de carbono en aplicaciones reales todavia queda muy lejos debido al elevado coste que tiene el procesado de estas nanofibras; sin embargo de manera experimental si que creo que podria tener alguna aplicacion en este deporte y quien sabe que podria pasar en un futuro prox...
Despues del rollo que os he soltado me gustaria saber vuestra opinion al respecto [loco]
Un saludo
 
La nano tecnologia hace tiempo que se viene usando en distintos campos como por ejemplo los techos panoramicos de los coches que según les da el sol se oscurecen (compuestos de nanopartículas que reaccionan a la luz solar), raquetas de tenis (si no me equivoco las Head intelligence y las Wilson nano Ti) que varían su rigidez dependiendo de la fuerza que se aplica al golpear la pelota (creo que aqui si son nano fibras)... y un largo etc. No me consta que se haya aplicado aun al mundo del windsurf pero seguro que ya hay alguien por ahi investigando, sin duda es el futuro y tiene infinidad de aplicaciones.
 
richisss dijo:
No se si alguien conoce este material, pero creo que va a dar mucho que hablar en un futuro ya que se pueden conseguir muy buena propiedades mecanicas sin la necesidad de utilizar fibra de carbono o vidrio a la hora de conformar el material compuesto. La ventaja del uso de las nanofibras es que se pueden mezclar de manera homogenea en la resina permitiendo asi un refuerzo satisfactorio. Lo que me hace dudar es si este refuerzo seria el suficiente para conformar una tabla o una aleta. No se si alguien tiene datos de las tensiones (esfuerzos) que soporta una aleta o tabla de windsurf en los distintos puntos de aplicacion para poder compararlos con los resultados que tengo yo de ensayos de traccion y dureza de este material. La verdad es que el uso de esta nanofibra de carbono en aplicaciones reales todavia queda muy lejos debido al elevado coste que tiene el procesado de estas nanofibras; sin embargo de manera experimental si que creo que podria tener alguna aplicacion en este deporte y quien sabe que podria pasar en un futuro prox...
Despues del rollo que os he soltado me gustaria saber vuestra opinion al respecto [loco]
Un saludo
He leido algo sobre el asunto a raiz de este hilo. Creo que se esta utilizando en las palas
de los aerogeneradores para evitar roturas por congelacion en invierno y como conductores
electro-magneticos en otras aplicaciones.
No creo que puedan sustituir a los laminados convencionales de fibras de vidrio, carbono o
aramida, mas bien parece que los tiros irian en la asociacion al laminado, con porcentajes
variables segun se necesite mas rigidez.
 
Desde luego en el caso que se pudiese sustituir la fibra de vidrio o de carbono por esta nanofibra (manteniendose las mismas propiedades mecánicas) la reduccion de peso sería más que considerable.
Alguna ventaja debe de tener ya que el coste de 1 gramo de esta nanofibra ronda en torno a los 100 euros.
 
Por lo que tengo entendido de momento su estudio se está desarrollando sobretodo en medicina. A nivel de ingeniería que cambie la presentación puede tener su utilidad en cosas específicas pero al final tiene que cumplir con las tensiones máximas admisibles, cosa que la tecnología actual ya cumple. La diferencia con la informática u otras tecnologías es que en ellas puede ser importante reducir el tamaño, pero en nuestro caso tenemos que mantener unas dimensiones. Si queremos una aleta de 70 y superfície determinada solo podemos jugar con el peso y precio + ID para conseguir flexión y torsión determinada.

El precio es caro, si añadimos que para ocupar ese volumen tendremos que poner más resina, mal... También implicaría desarrollar otro tipo de resina especial para nanofibras. De hecho ya existen los microbalones/esferas, van bien para unas cosas y para otras no.

No se si alguien tiene datos de las tensiones (esfuerzos) que soporta una aleta o tabla de windsurf en los distintos puntos de aplicacion para poder compararlos con los resultados que tengo yo de ensayos de traccion y dureza de este material

Bueno por ejemplo una aleta no soporta cargas de tracción/compresión en el plano que trabaja. Despreciando esto, la tensión total se podría calcular a groso modo como si actuara una única solicitación en la punta de la aleta, para una de FW podrías simular unos 5cm de flexión lateral. De ahí mirar los kg correspondientes y calcular por resistencia de materiales la tensión máxima, diagramas, etc. Podrías hacer lo mismo con diferentes pesos y sacar un gráfico.

Ya tendrías la prueba con esa aleta y comparas con el material. Para aletas quizás servirían nanofibras, para la tabla no creo. Mi opinión.

Uri
 
Uri,
Ahi va el enunciado: Cual es la fuerza aplicada en la punta de aleta de 70cm navengando a 20 nudos?, algun voluntario??
 
Si os sirve de referencia y aunque no sea totalmente comparable, descubrí empiricamente algo similar hace tiempo y me sirve para reparar "bocados" de alerones por rocas... y toques en tablas.
Proceso: limar retos de algun mastil viejo.. roto... de carbono. Ponemos la limadura en el sitio a reparar y ... el milagro de la quimica... echamos cianocrilato encima y... cristaliza en segundos... se queda duro como una piedra.... despues lijar con paciencia para dar la forma adecuada...
Haced la prueba con cuidado que el cianocrilato pega la piel.
Os aseguro una vez reparado el aleron nunca se rompió...
 
richisss te lo he preguntado yo antes jejejeje

Se trata de una carga repartida, no uniforme y además oscilante en las dos direcciones. A menos que quieras desempolvar ecuaciones de fluidos, lo que te sugería es muy senzillo. Simular como si fuerta una carga puntual en la punta, más o menos te digo que la flexión en la punta de la aleta estará sobre los 5cm según dureza. Mete una aleta en la tabla, le cuelgas distintos pesos, por el bien de la aleta no pasaría de 10kg :mrgreen: . Con la distancia y la masa la pasamos a N ya te puedes hacer un gráfico para esa aleta con distintas pruebas. Yo te resuelvo hasta el momento P*0,7. Ahora sigues tu que no tengo el módulo elástico y decías que tenías resultados de ensayos de tracción/compresión y dureza de nanofibras, si consigues uno de cizallamiento mejor.

Ya si afinas y nos sorprendes a todos con una prueba en canal de agua de coña! Recuerdo haber visto un video que mostraba la forma de flexar la aleta bajo el agua.

Ala yo vuelvo a lo mío que esto está muy bien pero dudo que me aprueben ninguna asignatura por sacar bien este problema, me han dicho que el tema de aletas de FW no entra en el examen! [meparto]
 
La presión que un fluido (el viento) aplica sobre una superficie, viene dada en función de la densidad de este y el cuadrado de la velocidad.
Para un área de A, la fuerza es F=PxA, donde P es la presión que ejerce el viento, que viene a P=V^2/16, para 20 nudos APROX 40 km/h 11.1 m/s
La fuerza sobre una vela de FW formula de A=12 m2
F= 92.5 Kp como el viento incide en la vela con un angulo de 45º, la componentenormal a la vela sería Fx ,raiz de 2
¿alguien se lo cree?
 
peligro dijo:
La presión que un fluido (el viento) aplica sobre una superficie, viene dada en función de la densidad de este y el cuadrado de la velocidad.
Para un área de A, la fuerza es F=PxA, donde P es la presión que ejerce el viento, que viene a P=V^2/16, para 20 nudos APROX 40 km/h 11.1 m/s
La fuerza sobre una vela de FW formula de A=12 m2
F= 92.5 Kp como el viento incide en la vela con un angulo de 45º, la componentenormal a la vela sería Fx ,raiz de 2
¿alguien se lo cree?

y me llevo una
 
peligro dijo:
La presión que un fluido (el viento) aplica sobre una superficie, viene dada en función de la densidad de este y el cuadrado de la velocidad.
Para un área de A, la fuerza es F=PxA, donde P es la presión que ejerce el viento, que viene a P=V^2/16, para 20 nudos APROX 40 km/h 11.1 m/s
La fuerza sobre una vela de FW formula de A=12 m2
F= 92.5 Kp como el viento incide en la vela con un angulo de 45º, la componentenormal a la vela sería Fx ,raiz de 2
¿alguien se lo cree?

jejeje, lo de ";", "me llevo una...", muy bueno...

La verdad es que esto es un rollo, pero es de los que me gustan.

Creo que la presión sobre una superficie .... está bien, pero en la vela tenemos que calcular también la "succión" , que realmente es mayor que la fuerza de empuje, creada por la depresión que se forma por el perfíl de la vela al otro lado de donde sopla el viento y por lo que he leido, esta fuerza es muy superior a la fuerza de empuje.

Eso es lo que veo más difícil de calcular. Despues creo que tenemos dos vectores de fuerza, el de la vela y el de la aleta y la fuerza resultante que es el desplazamiento de la tabla. Pero al comenzar el planeo, la fuerza varía de nuevo, puesto que el viento aparente recibido por la vela ha disminuido, o aumentado según el rumbo.... y por lo tanto su velocidad, y a la vez chocamos con el viento aparente, por decirlo de alguna forma.. que realmente no chocamos, pues navegamos con ese viento, pero en el movimiento tropezamos con otro elemento que es el aire que esta por delante de nosotros, por lo que tenemos otra presión contrarrestando la otra...

Complicado, aún le estoy dando vueltas, pero no es lo mismo la presión sobre un muro estático de 12 metros cuadrados, que de una vela en movimiento con perfíl definido para crear depresión y la fuerza de succión, y se complica más cuando empezamos a movernos y el viento es un viento aparente y no es el viento real que medimos estando parados en la orilla.

Algunas Referencias:

http://www.fondear.org/infonautic/Barco/Velas_Aparejos/Funcionamiento/Funcionamiento_Velas.htm
http://barcelonaworldrace.org/programa_educatiu/cast/ficha37_2.html
http://wings.avkids.com/Libro/Sports/advanced/sailing-01.html

"En 1738 el científico Daniel Bernoulli descubrió que un aumento en la velocidad del flujo de aire respecto a la velocidad de la corriente libre que circunda (de los alrededores) causa una que la presión disminuya donde el flujo de aire es más rápido. La trayectoria que sigue la corriente de aire más alejada de la vela tiende a ser más bien derecha puesto que no es afectada por la vela curvada. A este flujo de aire es a lo que se denomina "corriente libre". La corriente de aire libre y la curvatura de la vela crean un pequeño canal. Esto es que sucede en la cara de sotavento de la vela: el aire acelera y crea una zona de presión baja. El aire acelera debido a la curvatura de la vela. La área de baja presión creada "enfrente" de la vela jala al barco hacia adelante. Al mismo tiempo, en la cara de barlovento la presión aumenta y empuja al barco hacia adelante. "

Saludos, Manolo
 
Ayer intente recuperar mis apuntes de resistencia de materiales sin mucho exito, luego me acorde que cuando acabe la carrera fueron todos a la basura...nunca pense que lo que estudie me iba a servir en un futuro.
Señores, en un primer momento intentaria simplicar el problema lo mas posible sin tener en cuenta vientos aparentes, succiones, etc...Lo que "peligro" escribio, se hacerca un poco mas a lo que intento averiguar, eso si, de donde sale que la presión que ejerce el viento viene dado por esta ecuacion?? P=V^2/16 .
El problema se simplifica en cuanto se tenga calculada la fuerza ejercida por el viento sobre la superficie de la vela tal y como dijo "peligro" porque toda esa fuerza se traducira al final en la fuerza la que soportara la aleta en su "extremo". Y a partir de aqui ya esta todo hecho. Uri a ver si este finde desempolvo mis apuntes de la carrera...que lo tengo todo mu oxidao [bonk].

Saludos
 
richisss dijo:
Ayer intente recuperar mis apuntes de resistencia de materiales sin mucho exito, luego me acorde que cuando acabe la carrera fueron todos a la basura...nunca pense que lo que estudie me iba a servir en un futuro.....

Bueno, igual algo de esto te sirve:

Proyecto: https://upcommons.upc.edu/pfc/handle/2099.1/3667

Explicación y Fórmulas: https://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3667/1/31233-1.pdf

Ya nos contarás de tus deducciones... en la página 75 del documento PDF tienes un esquema de las fuerzas. Aunque todo el documento no tiene desperdicio.

En la página 76 comienza diciendo:

"Se determinó que un piloto de 70Kg causaba una fuerza sobre la tabla que se
descomponía en dos fuerzas:
35 Kg de fuerza total sobre la tabla que, descompuesta son:
30Kg de fuerza lateral para la aleta.
18Kg de fuerza longitudinal de empuje.
40kg de fuerza total en la vela.
Para dimensionar las aletas y calcular las fuerzas que van a someter nuestras aletas,
extrapolaremos los datos del experimento:...."

Saludos, Manolo
 
manuelvigo, ese mismo documento lo encontre ayer y lo tenia preparado para leermelo este fin de semana, por que tiene pinta de ser un buen purete, jejejeje
gracias
 
Por cierto...asi a bote pronto...30 kilos??, recuerdo que Uri comento en un post anterior que por nuestro bien no pasase de 10 kilos...un 33% mas de diferencia ufff [muro]
 
richisss dijo:
manuelvigo, ese mismo documento lo encontre ayer y lo tenia preparado para leermelo este fin de semana, por que tiene pinta de ser un buen purete, jejejeje
gracias
Bueno, hasta ahora los intentos de un proyecto conjunto entre "pensadores" y "Corredores" de la talla de Björn, han fracasado.

Normalmente porque los "pensadores" saben más de números, y los corredores del viento y terminan por no entenderse, y los "cracks" que son "Pros" al final pasan y rompen el equipo...

Si buscas como se fabrican las aletas y los controles que pasan, y las pruebas que les hacen de Flexión y de Torsión (torcerlas como un tornillo, como si las quieres enrroscar...), veras que a parte de la presión que puedan soportar está en el "como" la pueden soportar.

De ahí depende que una aleta te descontrole totalmente la tabla navegando, o por el contrario puedas ir cómodo comiendo pipas... en la misma situación, con la misma vela y la misma tabla, pero una aleta con un Flex o un Twist distinto.

Esto es bastante complicado, pero todo lo que puedas aportar yo creo que es bien venido. Siempre podemos aprender cosas...

Y el documento está bien. Se lo han currado. Puede dar nuevas ideas...

Saludos, Manolo
 
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