¿Qué es el FRP?

FRP son las iniciales de Fibreglass Reinforced Plastics o Plástico Reforzado con fibra de vidrio (PRFV).

El FRP (o PRFV) es un material compuesto ( composite ), en donde la matriz esta compuesta de una resina de plástico termoestable RESINA , y el refuerzo es fibra de vidrio. En el Perú, a este tipo de productos se les llama comúnmente "fibra de vidrio", mientras que en otros países de la región el material es llamado "Plástico Reforzado"

La matriz plástica es la que se encarga de dar la resistencia química, y puede ser de diferentes tipos, entre los cuales figuran las resinas Ortoftalicas, isoftalicas, Epoxi Vinilésteres, etc.

El refuerzo de fibra de vidrio aporta la resistencia mecánica deseada a la resina. Este refuerzo tiene una alta resistencia y le brinda la rigidez y estabilidad necesaria al compuesto.

Si, se pueden fabricar piezas de gran dimensión enteramente en FRP, sin necesidad de utilizar estructuras metálicas internas.

El FRP al igual que otros materiales tienen propiedades mecánicas, físicos y químicas definidas según su composición, por lo que es el diseño adecuado de estos equipos el que da la seguridad y confiabilidad a los mismos que son sometidos a altas solicitaciones mecánicas.

En algunos casos, en el FRP se utilizan elementos rigidizantes, o accesorios adicionales en acero, pero esto se debe, no a una imposibilidad del FRP de poder resistir dichas cargas, sino se debe a una mejora del balance técnico- económico del producto, tal es el caso de elementos tales como orejas de izaje, anillos, columnas de soporte y anclajes, etc.

¿Pueden añadírsele escaleras, barandas, u otro tipo de accesorios a los equipos en FRP?

Se pueden añadir accesorios a los tanques. El FRP tiene una gran elasticidad en cuanto a la forma de los productos, así como para la adición de accesorios en los equipos, tales como escaleras, barandas, entradas de hombre, entradas de ejes para agitador, soportes para tuberías, etc.

Si. la unión de accesorios metálicos y de algún otro tipo de material es posible siguiendo una adecuada técnica de diseño y fabricación.

Se debe recordar, que los metales, y la mayoría de termoplásticos, no tienen adherencia química con el FRP, por lo que no se puede pensar solo en "pegar" el accesorio al tanque.

Existen normas y procedimientos ya establecidos por instituciones y organismos especializados en el tema del FRP, los cuales presentan normas de diseño, calculo y aplicación del mismo.

La resistencia química del FRP esta dada en mayor parte por la resina (matriz plástica), por lo que los diversos fabricantes en el mundo publican una "Tabla de Resistencia Química " de sus productos, la cual esta en función del tipo de liquido, la concentración gravimetría de este, y la temperatura máxima de operación a la que va a trabajar el equipo, además de algunos otros tipos de consideraciones (pH. , concentraciones de impurezas, estado físico, etc.).

Estas tablas manejadas por los fabricantes y especialistas en FRP, son las que definen si un producto puede o no resistir los diferentes tipos de soluciones. Sin embargo, se debe señalar que a pesar de que en su mayor parte la resistencia química esta dada por la resina, el vidrio o refuerzo también debe ser seleccionado de forma adecuada, de tal manera que sea compatible con la resina y con la solución a almacenar.

La temperatura de operación esta dada por la resistencia química indicada para la resina frente a los diferentes tipos de solución, y se presentan en las tablas de Resistencia Química, tal como se explicó en el punto 5.

Sin embargo, como referencia general, el FRP puede trabajar a temperaturas muy bajas, cercanas a los -20°C, así como con líquidos a 100°C y gases a 124°C.

La presión de trabajo máxima de un equipo esta dada por el diseño adecuado. Pero, existen limitaciones de tamaño en equipos presurizados, por lo que es conveniente hacer un balance técnico entre la presión y el tamaño del equipo. Es decir, en piezas muy pequeñas, tal como una tubería de 2", se puede trabajar con presiones muy altas (3000psi aprox.); mientras que en equipos de gran diámetro, se recomienda no trabajar a mas de 15psi, para no romper el equilibrio técnico - económico.

En algunos casos particulares, es conveniente realizar el revestimiento de un tanque de acero o concreto, en vez de construir un equipo enteramente en FRP. Se pueden enumerar algunos:

En todos los casos descritos, el balance técnico-económico nos sugiere el uso de un sistema de revestimiento, pudiendo extenderse su aplicación a otros casos particulares.

Sin embargo, la diferencia de los coeficientes de dilatación térmica entre el acero y el FRP, y entre el concreto y el FRP, limita el campo de aplicación de los revestimientos a temperaturas menores a los 80° C - 100 ° C, siendo necesario un estudio especial del caso, para temperaturas superiores a los 60° C.

En todos los casos, se requiere de un especial cuidado en la preparación del sustrato para una correcta adherencia.

A diferencia de la mayoría de termoplásticos, el FRP tienen una gran estabilidad a los rayos UV, pudiéndose presentar algunos cambios en el aspecto físico (coloración p.e.), y una mínima variación de las propiedades mecánicas.

Además, existen una gran variedad de aditivos inhibidores de los rayos UV, por lo que siempre es aconsejable utilizarlos en la capa final del laminado (TOP Coat).

La amplia difusión del FRP como material de fabricación, se debe a alta flexibilidad en cuanto a métodos de fabricación. Esta gran flexibilidad en la manufactura, se extiende a su gran facilidad para repararse.

Debe evaluarse previamente, el nivel del daño en el equipo, ya que puede que este sea económicamente no viable o técnicamente no recomendable.

Se debe tener en cuenta que cuando el equipo se daña en servicio, se debe sacar de operación, vaciarlo, y adecuar la zona de trabajo para un correcto proceso de aplicación.

Al igual que en cualquier otro material, el FRP tiene normas de diseño, tal como ASTM, ASME, BSI, etc. Dichas normas son utilizadas para dimensionar los espesores de los diferentes elementos del equipo, incluyendo el cuerpo cilíndrico la tapa, el fondo y los accesorios, etc.

Este diseño depende también de el tipo de sustancia que se va a almacenar, del lugar en donde va a trabajar (zona sísmica, cargas de viento, nieve, etc.), de la temperatura de trabajo, del tiempo de operación, etc. También se pueden diseñar tanques con espesores adecuados en las zonas de mayor esfuerzo, a manera de aligerar el peso del equipo.

Por tanto, no es posible definir un espesor estándar para todo tipo de tanques.

El FRP, al igual que muchos otros plásticos, tiene un modulo de elasticidad, que le da la propiedad de absorber vibraciones y golpes. En el caso especifico del FRP, su elasticidad, y su alto nivel de resistencia mecánica, le dan una alta resistencia al impacto en laminados estructurales.

En el caso de los equipos resistentes a la corrosión, cuando ocurre una carga de impacto o golpe, puede que la estructura no sea dañada, sin embargo, se debe inspeccionar con mucho cuidado el daño sufrido por la barrera química antes de proceder con la reparación.

Una de las grandes ventajas del FRP es su ligereza en comparación de los materiales metálicos , incluyendo el aluminio. El FRP tiene una densidad que varia entre 1450 y 1800 Kg/m3, comparado con los 7800Kg/m3 del acero.

A pesar de que el acero presenta una mayor resistencia mecánica y una mayor rigidez, la relación peso - resistencia del FRP es mejor que la del acero.

En algunos otros casos, se puede aplicar un mantenimiento en la capa exterior del equipo, la limpieza de algún sedimento que se pueda depositar en las paredes del equipo, o reparación de algún daño producido por un agente externo. Mas allá de eso, el FRP no requiere de ningún otro tipo de mantenimiento.

El tiempo de vida de un equipo en FRP es muy difícil estimar, ya que depende del tipo de solución de trabajo, de las condiciones de operación, del diseño del equipo, y del proceso de fabricación. Algunos fabricantes de resinas, realizan pruebas con diferentes sustancias bajo una extrapolación estimada de 50 años, publicando los resultados a manera de "Tabla de Resistencia Química".

Adicionalmente, existen muchos casos históricos de equipos fabricados alrededor del mundo, de los cuales se extrae una gran cantidad de información acerca del comportamiento del material.