1
00:00:11,995 --> 00:00:17,044
[Orador 1]: Vamos a empezar hablando de compósitos.

2
00:00:17,428 --> 00:00:21,832
Si abres un libro sobre compósitos,
dependiendo del autor, vas a encontrar que

3
00:00:21,832 --> 00:00:25,027
el autor va a clasificar compósitos de una
manera diferente.

4
00:00:25,227 --> 00:00:28,434
Todos tienen su propia forma diferente de
clasificar compósitos.

5
00:00:28,634 --> 00:00:32,000
Por ejemplo, la gente dice, ok, podemos
clasificarlos por el tipo de matriz.

6
00:00:32,200 --> 00:00:35,056
Puedes tener compósitos de métrica de
polímeros, compósitos de métrica de metal,

7
00:00:35,056 --> 00:00:36,106
compósitos de métrica de cerámica.

8
00:00:36,306 --> 00:00:40,211
A veces la gente dice que quieren
clasificarlos por el tipo de

9
00:00:40,211 --> 00:00:41,211
reforzamiento.

10
00:00:41,214 --> 00:00:47,098
Dicen que van a ser compósitos de
reforzamiento de partículas o compósitos

11
00:00:47,098 --> 00:00:50,270
de reforzamiento de fibra continua.

12
00:00:50,470 --> 00:00:54,742
Entonces, van a encontrar diferentes
formas de clasificar materiales.

13
00:00:54,942 --> 00:01:00,783
Uno de los ejemplos de un compósito
reforzado de partículas son estos, estos

14
00:01:00,783 --> 00:01:02,892
son los magnéticos.

15
00:01:03,092 --> 00:01:07,632
Este es un trabajo que hicimos hace unos
años, donde estábamos mirando las

16
00:01:07,632 --> 00:01:12,546
propiedades mecánicas de los magnéticos
que se comparten de partículas, que eran

17
00:01:12,546 --> 00:01:16,511
partículas magnéticas de estos campos de
niadino, ironio y boron.

18
00:01:16,711 --> 00:01:19,155
y estaban envueltos en una matriz
polimérica.

19
00:01:19,355 --> 00:01:23,701
Este es un ejemplo de un compósito de
matriz polimérica.

20
00:01:23,901 --> 00:01:29,289
En este caso, tenemos plátanos.

21
00:01:29,489 --> 00:01:35,978
Puedes ver la forma de su reforzamiento, o
puedes tener estas hermosas esferas.

22
00:01:36,178 --> 00:01:38,598
Estos son dos ejemplos de compósitos de
reforzamiento de partículas o compósitos

23
00:01:38,598 --> 00:01:39,598
de matriz polimérica.

24
00:01:39,374 --> 00:01:42,762
Ahora, en este caso, lo que nos interesa
son las propiedades magnéticas de estos

25
00:01:42,762 --> 00:01:43,762
materiales.

26
00:01:43,640 --> 00:01:47,984
Pero aunque las propiedades magnéticas
sean el objetivo principal, al final del

27
00:01:47,984 --> 00:01:50,491
día, deben tener propiedades mecánicas
buenas.

28
00:01:50,691 --> 00:01:54,286
Si no se puede hacer un compósito que
resista, por ejemplo, la vibración en un

29
00:01:54,286 --> 00:01:57,742
automóvil, o incluso los procesos de
fabricación, nadie usará esos compósitos.

30
00:01:57,942 --> 00:02:03,202
Así que, en la mayoría de los casos,
estamos preocupados con las propiedades

31
00:02:03,202 --> 00:02:07,597
estructurales, pero hay muchas
aplicaciones funcionales, ya sea

32
00:02:07,597 --> 00:02:08,638
magnetismo,

33
00:02:08,838 --> 00:02:14,772
o electricidad piezo, o electricidad
térmica donde querríamos que el material

34
00:02:14,772 --> 00:02:20,306
tuviera integridad estructural y
sobreviviera en la fabricación y luego

35
00:02:20,306 --> 00:02:23,127
durante el servicio y operación.

36
00:02:23,327 --> 00:02:26,373
Estos son ejemplos de compósitos
reforzados de parícolas.

37
00:02:26,573 --> 00:02:32,043
Y luego en el otro campo tenemos los
compósitos reforzados de fibra.

38
00:02:32,243 --> 00:02:35,128
Y luego podrías tener fibras continuas.

39
00:02:35,328 --> 00:02:39,174
Y esas fibras continuas podrían ser
lavadas, y voy a mostrarte algunos

40
00:02:39,174 --> 00:02:40,277
ejemplos, o no lavadas.

41
00:02:40,477 --> 00:02:47,957
Y este es un ejemplo de una fibra cerámica

42
00:02:48,157 --> 00:02:50,319
un composito de métricas cerámicas
reforzadas.

43
00:02:50,519 --> 00:02:53,362
Lo que tienen aquí son fibras únicas.

44
00:02:53,562 --> 00:02:55,244
¿Pueden ver las fibras?

45
00:02:55,444 --> 00:02:57,326
Estas son fibras de carbón de silicona.

46
00:02:57,526 --> 00:03:00,169
Estas fibras se han envuelto en una
fábrica.

47
00:03:00,369 --> 00:03:04,773
Y esa fábrica ha sido infiltrada con una
métrica cerámica, en este caso, una

48
00:03:04,773 --> 00:03:06,355
métrica de carbón de silicona.

49
00:03:06,555 --> 00:03:09,397
¿Pueden ver el patrón de envuelto?

50
00:03:09,597 --> 00:03:11,700
Estas son todas las fibras que se han
encodado.

51
00:03:11,900 --> 00:03:15,767
Tienen fibras que salen del plano de la
pantalla.

52
00:03:15,967 --> 00:03:18,269
y luego esta pieza sólida es la matriz.

53
00:03:18,469 --> 00:03:24,328
Este ejemplo ha sido rompido y ahora
podemos ver todas las fibras saliendo del

54
00:03:24,328 --> 00:03:26,055
compás.

55
00:03:28,358 --> 00:03:29,419
Estos son ejemplos de fibras continuas.

56
00:03:29,619 --> 00:03:32,722
Estas son fibras que tienen ratios de
aspectos muy largos.

57
00:03:32,922 --> 00:03:35,565
De nuevo, se pueden tener en hueso o no
hueso.

58
00:03:35,765 --> 00:03:37,146
También se pueden tener estas fibras
continuas.

59
00:03:37,346 --> 00:03:43,346
Estas fibras pueden estar alineadas o
pueden ser distribuidas de manera random

60
00:03:43,346 --> 00:03:45,752
en el material.

61
00:03:46,291 --> 00:03:48,474
Ahora, esta idea de compósitos no es
nueva.

62
00:03:48,674 --> 00:03:54,463
La gente ha estado usando compósitos desde
hace miles de años, literalmente.

63
00:03:54,663 --> 00:04:00,371
Este es un ejemplo de adobe, donde se
mezcla lodo con paja, y eso es un

64
00:04:00,371 --> 00:04:06,347
compósito de métrica cerámica, si lo
piensas, donde las estrellas sirven el

65
00:04:06,347 --> 00:04:08,923
papel de reforzamiento.

66
00:04:09,123 --> 00:04:12,349
Y luego la muestra es la matriz.

67
00:04:12,549 --> 00:04:16,381
Y aunque estas personas no sabían mucho
sobre las mecanismos de fracción,

68
00:04:16,381 --> 00:04:20,746
realmente entendieron que estas estrellas
podrían ofrecer una fortaleza estructural

69
00:04:20,746 --> 00:04:23,728
para mantener los fracos en la muestra
desde la abertura.

70
00:04:23,928 --> 00:04:27,173
Estas son cosas que las personas han
estado haciendo durante 3.000 años.

71
00:04:27,373 --> 00:04:28,656
Y estos son compósitos.

72
00:04:28,856 --> 00:04:32,683
Y hoy tenemos la teoría que sabemos
sobre...

73
00:04:32,883 --> 00:04:37,488
el bridging y el toughening, eso es
exactamente lo que estaban haciendo.

74
00:04:37,688 --> 00:04:42,310
No sabían exactamente las matemáticas de
los factores de intensidad de estrés y los

75
00:04:42,310 --> 00:04:46,369
desplazamientos de la capa, pero en
realidad eso es exactamente lo que el

76
00:04:46,369 --> 00:04:47,599
material estaba haciendo.

77
00:04:47,799 --> 00:04:52,061
Las estrellas estaban ofreciendo un
mecanismo de bridging para mantener las

78
00:04:52,061 --> 00:04:54,647
capas en el molde de la capa de abrir y
propagar.

79
00:04:54,847 --> 00:04:59,497
Así que hemos estado usando compósitos por
un tiempo muy largo.

80
00:04:59,697 --> 00:05:05,196
Y luego, más recientemente, este es un
ejemplo de una fibra corta donde hay

81
00:05:05,196 --> 00:05:09,895
fibras de vidrio que están envueltas en
una métrica polimérica.

82
00:05:10,178 --> 00:05:12,795
En este caso, va a ser una epóxi.

83
00:05:12,995 --> 00:05:18,995
So let me show you a movie, and what
you're going to see is a process where we

84
00:05:18,995 --> 00:05:24,857
have automated the manufacturing of
chopped fibers in a polymeric matrix.

85
00:05:25,057 --> 00:05:31,057
We call this a P4 process, and this is a
technology that we have transferred to

86
00:05:31,057 --> 00:05:33,933
auto manufacturers.

87
00:05:34,133 --> 00:05:38,899
So let me run this movie and let you see
that one.

88
00:05:44,753 --> 00:05:50,090
[Orador 2]: Durante el proceso de preformación, la
fibra de reencuentro es puesta a través de

89
00:05:50,090 --> 00:05:55,427
guías mecánicas en una máquina robótica
que corta y spraya las secciones de fibra

90
00:05:55,427 --> 00:06:00,364
y un material de ligera en una pantalla,
típicamente formada como una parte

91
00:06:00,364 --> 00:06:01,364
terminada.

92
00:06:01,388 --> 00:06:03,673
Más fibra es programada para ser alocada a
áreas que no necesitan más estrés.

93
00:06:03,873 --> 00:06:09,873
El flujo de aire que sube a través de la
pantalla mantiene el hilo de fibra cortado

94
00:06:09,873 --> 00:06:12,085
en lugar.

95
00:06:12,285 --> 00:06:17,394
La sección transversal luego forza el aire
caliente a través del preformador para

96
00:06:17,394 --> 00:06:20,217
encender el hilo y preconsolidar el
preformador.

97
00:06:20,417 --> 00:06:24,218
Siguiente, un segundo robot mueve el
preformador al final del molde dentro de

98
00:06:24,218 --> 00:06:27,970
una presa donde una resina de molde de
reacción estructural de dos partes es

99
00:06:27,970 --> 00:06:29,191
inyectada en el preformador.

100
00:06:29,391 --> 00:06:32,052
El molde se cierra para facilitar la
distribución de la resina y la

101
00:06:32,052 --> 00:06:33,947
consolidación de partes mientras la resina
cura.

102
00:06:34,147 --> 00:06:40,147
[Orador 1]: So yesterday we were talking about
transportation and ways to improve fuel

103
00:06:40,147 --> 00:06:46,147
efficiency in automobiles, and using
composites is probably one of the best

104
00:06:46,147 --> 00:06:48,354
ways.

105
00:06:48,554 --> 00:06:51,480
Composites can be lightweight, can be
strong,

106
00:06:51,680 --> 00:06:56,526
Y dos de las razones por las que no han
sido adoptadas más ampliamente son, número

107
00:06:56,526 --> 00:07:00,415
uno, el coste y, número dos, el tiempo que
se necesita para procesar.

108
00:07:00,615 --> 00:07:04,726
Así que en este pequeño video, vos viste
esos armas robóticas, eso todavía es

109
00:07:04,726 --> 00:07:05,704
demasiado largo.

110
00:07:05,904 --> 00:07:10,232
Si hablas con personas en la industria del
auto, si no puedes hacer la pieza en 15 a

111
00:07:10,232 --> 00:07:11,232
20 segundos,

112
00:07:11,153 --> 00:07:12,153
no van a estar interesados.

113
00:07:12,274 --> 00:07:15,257
Y esta es una de las grandes desafíos con
los compósitos.

114
00:07:15,457 --> 00:07:19,121
¿Cómo puedes hacer una pieza como esta que
tiene fibras?

115
00:07:19,321 --> 00:07:21,564
Las fibras tienen que estar alineadas de
una manera determinada.

116
00:07:21,764 --> 00:07:25,705
Tienes que consolidar, obtener la forma
correcta en 15 segundos porque tienes un

117
00:07:25,705 --> 00:07:27,770
proceso de alineación que requiere 6
segundos.

118
00:07:27,970 --> 00:07:29,332
Ahora, si lo haces de metal, es muy
simple.

119
00:07:29,532 --> 00:07:34,397
Pones una pieza de metal, aquí viene una
máquina, ¡pum!, la estampas y así va.

120
00:07:34,597 --> 00:07:38,021
Si no puedes hacer eso con compósitos, las
personas no van a estar interesadas.

121
00:07:38,221 --> 00:07:41,260
Uno de los grandes desafíos al trabajar
con compósitos es, número uno, reducir los

122
00:07:41,260 --> 00:07:42,260
costes.

123
00:07:42,031 --> 00:07:45,325
Y voy a mostrarles algunos ejemplos del
tipo de trabajo que estamos haciendo para

124
00:07:45,325 --> 00:07:46,684
reducir los costes de compósitos.

125
00:07:46,884 --> 00:07:52,079
Pero, más importante, tienes que ser capaz
de hacer partes muy rápidamente y ser

126
00:07:52,079 --> 00:07:56,025
capaz de hacer eso de una manera muy
reliable y reproducible.

127
00:07:57,070 --> 00:08:04,806
El video muestra un ejemplo de fibras de
glas.

128
00:08:05,006 --> 00:08:06,490
Estas son las fibras más disponibles.

129
00:08:06,690 --> 00:08:08,715
Hay diferentes tipos de fibras.

130
00:08:08,915 --> 00:08:15,500
Tienes la glas A, que contiene

131
00:08:15,700 --> 00:08:20,455
Tiene un gran contenido de campanos de
alcalá y solo depende del tipo de

132
00:08:20,455 --> 00:08:22,030
aplicación que vas a usar.

133
00:08:22,230 --> 00:08:26,757
Las propiedades eléctricas no son tan
buenas.

134
00:08:26,957 --> 00:08:30,894
Por ejemplo, si quieres usar esto para
paneles de insulina, probablemente estarás

135
00:08:30,894 --> 00:08:32,666
mirando el tipo de fibras de eGlass.

136
00:08:32,866 --> 00:08:38,866
Así que si ves las líneas de transmisión y
ves estos polos hechos de compósitos para

137
00:08:38,866 --> 00:08:43,142
insulina, probablemente tendrán eGlass
como reencuentro.

138
00:08:43,342 --> 00:08:48,706
Si tienes una aplicación estructural donde
necesitas fuerza, probablemente vas a

139
00:08:48,706 --> 00:08:51,470
estar mirando el tipo de fibras S-Glass.

140
00:08:51,670 --> 00:08:55,373
Estas son probablemente 50% a 70% más
fuertes que E-Glass.

141
00:08:55,573 --> 00:09:00,648
Hay algunas aplicaciones donde realmente
necesitas insulina dieléctrica más que

142
00:09:00,648 --> 00:09:01,900
propiedades mecánicas.

143
00:09:02,100 --> 00:09:07,725
Y entonces estas fibras de tipo D-Glass
son las que se usan.

144
00:09:07,925 --> 00:09:10,408
Así que hay una gran industria de fibras
de glas.

145
00:09:10,608 --> 00:09:12,710
Hay muchas compañías que hacen fibras de
glas.

146
00:09:12,910 --> 00:09:13,910
Son de gran uso.

147
00:09:13,328 --> 00:09:19,328
Y, de nuevo, si vas a hacer un barco, una
canoa, incluso algunos tenis locales, vas

148
00:09:19,328 --> 00:09:26,106
a estar mirando a las fibras de plástico,
incluso para aplicaciones automotivas.

149
00:09:26,306 --> 00:09:29,591
Puedes hacer los paneles de cuerpo en un
coche usando fibras de plástico porque son

150
00:09:29,591 --> 00:09:30,393
bastante económicas.

151
00:09:30,593 --> 00:09:37,360
Este es un producto de alto valor y es uno
de los más usados.

152
00:09:39,383 --> 00:09:43,353
Hay otros tipos de fibras, las llamadas
fibras arámicas.

153
00:09:43,553 --> 00:09:45,393
Probablemente han escuchado de Kevlar.

154
00:09:45,593 --> 00:09:51,593
Si miras la protección militar o policial,
todos esos vestidos de baloncesto son

155
00:09:51,593 --> 00:09:55,083
hechos con fibras de arámide.

156
00:09:55,283 --> 00:09:57,326
Tienen una intención muy fuerte.

157
00:09:57,526 --> 00:10:01,110
Las propiedades de compresión no son tan
buenas.

158
00:10:01,310 --> 00:10:03,192
Pero las propiedades de tensión son muy
buenas.

159
00:10:03,392 --> 00:10:08,458
Y, de nuevo, han encontrado una gran
aplicación para aplicaciones balísticas.

160
00:10:08,658 --> 00:10:10,620
Ahí es donde encuentras la mayoría de las
fibras de arámide.

161
00:10:10,820 --> 00:10:13,794
Los helmetes son para los militares, los
vestidos son para la policía.

162
00:10:13,994 --> 00:10:15,277
People have used it in tires.

163
00:10:15,477 --> 00:10:22,409
Some aircraft tires, they use Kevlar as a
reinforcement for the tires.

164
00:10:22,609 --> 00:10:24,813
And again, there's a whole array of
fibers.

165
00:10:25,013 --> 00:10:29,839
You have Kevlar, you have e-glasses,
glass, and then you can do a comparison,

166
00:10:29,839 --> 00:10:31,364
for example, by density.

167
00:10:31,564 --> 00:10:32,647
This is the density of glass fibers.

168
00:10:32,847 --> 00:10:35,191
Look at the density of carbon fibers,
okay?

169
00:10:35,391 --> 00:10:37,194
Even the density of Kevlar.

170
00:10:37,394 --> 00:10:39,596
So whenever weight is important,

171
00:10:39,796 --> 00:10:44,345
vas a empezar a mirar tus fibras de
carbono o tus fibras Kevlar.

172
00:10:44,545 --> 00:10:49,452
Si tienes un soldado y está cargando 50
libras y está caminando por las montañas,

173
00:10:49,452 --> 00:10:52,279
no quieres darles un vestido que pesará 20
libras.

174
00:10:52,479 --> 00:10:55,024
Así que vas a estar buscando materiales
suaves.

175
00:10:55,224 --> 00:11:00,774
Es por eso que Kevlar ha sido tan popular
con los militares.

176
00:11:00,974 --> 00:11:04,919
Los módulos de junco son los módulos de
elasticidad, y eso te da una comparación.

177
00:11:05,119 --> 00:11:11,487
Esto es lo que obtienes con glas, 70 a 85
gigapascales de módulos.

178
00:11:11,687 --> 00:11:13,730
Mira la fibra de carbono.

179
00:11:13,930 --> 00:11:19,897
Estas son fibras ultra estrictas, 500 GPA,
esto es muy estricto.

180
00:11:20,097 --> 00:11:22,879
¿Qué son los módulos de acero?

181
00:11:23,823 --> 00:11:24,823
200, ¿OK?

182
00:11:24,444 --> 00:11:25,444
200 GPA.

183
00:11:24,985 --> 00:11:27,390
Eso es 30 millones de PSI, 200 GPA.

184
00:11:27,590 --> 00:11:36,007
Así que la fibra de carbono es al menos
dos veces más oscura que el hidrógeno.

185
00:11:36,207 --> 00:11:37,730
Kevlar, 135.

186
00:11:37,930 --> 00:11:43,441
Y tenemos la fuerza en la GPA, ¿OK?

187
00:11:43,641 --> 00:11:44,641
Miren esto.

188
00:11:44,803 --> 00:11:47,484
HS significa fuerza alta.

189
00:11:47,684 --> 00:11:52,922
Así que mira la fuerza, 5.6 GPa, HM es
para los módulos altos, es por eso que

190
00:11:52,922 --> 00:11:54,895
esta fibra es más estrecha.

191
00:11:55,095 --> 00:11:58,688
Así que es más estrecha, pero un poco peor
que esta, es más fuerte, pero no tan

192
00:11:58,688 --> 00:11:59,582
estrecha.

193
00:11:59,782 --> 00:12:03,992
Y luego, algo que la mayoría de los
ingenieros se preocupan es los valores

194
00:12:03,992 --> 00:12:08,490
normalizados de la fuerza en los módulos,
es lo que llamamos fuerza específica,

195
00:12:08,490 --> 00:12:12,982
donde divides la fuerza por la densidad o
los módulos específicos por la densidad.

196
00:12:13,182 --> 00:12:17,724
Y es por eso que las fibras de carbono
realmente vienen adelante,

197
00:12:17,924 --> 00:12:20,750
everybody.

198
00:12:20,950 --> 00:12:23,215
And then we were talking about the Weibull
theory.

199
00:12:23,415 --> 00:12:26,641
Obviously the properties are going to
depend on size.

200
00:12:26,841 --> 00:12:29,347
The smaller the diameter, the stronger the
fiber.

201
00:12:29,547 --> 00:12:34,785
So in this case you have fibers that range
from 5 to 25 microns in diameter.

202
00:12:34,985 --> 00:12:39,214
Y otra cosa que es importante aquí es la
temperatura máxima para la utilización.

203
00:12:39,414 --> 00:12:41,698
En el caso del plástico, puede subir a 350
grados Celsius.

204
00:12:41,898 --> 00:12:47,061
El carbono, en el exceso de oxígeno, puede
subir a 2.000 grados Celsius, 3.000 grados

205
00:12:47,061 --> 00:12:47,990
Celsius.

206
00:12:48,190 --> 00:12:52,219
Si tienes oxígeno, probablemente puedas
subir a 600 grados Celsius con el carbono.

207
00:12:52,419 --> 00:12:54,984
Sobre eso, la temperatura empieza a
oxidarse y perder sus propiedades.

208
00:12:55,184 --> 00:12:57,407
Con Kevlar solo puedes subir hasta 250°C.

209
00:12:57,607 --> 00:12:59,669
Y esto es solo un samplero.

210
00:12:59,869 --> 00:13:04,292
Si haces una investigación sobre fibras,
hay probablemente 200 tipos de fibras hoy

211
00:13:04,292 --> 00:13:05,292
en día.

212
00:13:05,215 --> 00:13:10,693
Y tenemos fibras de carbón de silicona,
fibras de nícalo, fibras de tirano, fibras

213
00:13:10,693 --> 00:13:13,505
de espectra para aplicaciones balísticas.

214
00:13:13,705 --> 00:13:17,509
Esto es solo un samplero breve de fibras
disponibles.

215
00:13:17,709 --> 00:13:19,552
Pero estas son las propiedades más
importantes.

216
00:13:19,752 --> 00:13:21,714
Modulo, fuerza,

217
00:13:21,914 --> 00:13:26,414
y normalizar estas propiedades,
especialmente en aplicaciones donde el

218
00:13:26,414 --> 00:13:27,885
peso va a ser importante.

219
00:13:28,085 --> 00:13:29,708
Y eso es el caso de los automóviles.

220
00:13:29,908 --> 00:13:32,393
Cuando estás diseñando un automóvil, el
peso va a ser importante.

221
00:13:32,593 --> 00:13:36,920
Es una de las cosas que estamos tratando
de reducir para mejorar la eficiencia del

222
00:13:36,920 --> 00:13:37,863
combustible.

223
00:13:38,063 --> 00:13:41,931
Entonces, ¿cómo puedes comprar fibras y
qué tipo de forma y forma obtienes?

224
00:13:42,131 --> 00:13:46,119
Bueno, puedes comprar madera aburrida y no
es diferente de la madera.

225
00:13:46,319 --> 00:13:49,265
Las fibras son aburridas en diferentes
patrones.

226
00:13:49,465 --> 00:13:53,072
Puedes tener madera gris donde tienes una
abertura bastante larga.

227
00:13:53,272 --> 00:13:57,721
Tienes los dedos de las fibras, pero hay
una abertura bastante larga.

228
00:13:57,921 --> 00:14:02,147
Tienes fibras híbridas donde combinas
carbón y Kevlar, por ejemplo.

229
00:14:02,347 --> 00:14:06,596
Tienes este mapa continuo, que es lo que
mostré para la estructura de fibra de

230
00:14:06,596 --> 00:14:08,638
vidrio que hicimos para el automóvil.

231
00:14:08,838 --> 00:14:14,838
Puedes comprar fibras en Roving, donde
cada toque puede tener entre 200 y 5.000

232
00:14:14,838 --> 00:14:19,216
fibras.

233
00:14:19,416 --> 00:14:21,881
Y luego tienes este tipo de estructura más
exótica.

234
00:14:22,081 --> 00:14:27,375
Estas son las 3D, 3D, preformadas, donde
tienes fibras que van en 3 direcciones.

235
00:14:27,575 --> 00:14:31,400
Pero estos tienden a ser muy caros y solo
puedes hacer esto con fibras que no sean

236
00:14:31,400 --> 00:14:32,308
muy duras.

237
00:14:32,549 --> 00:14:37,744
Cuanto más duras las fibras, más difícil
es arreglar la fibra en la tercera

238
00:14:37,744 --> 00:14:38,826
dirección.

239
00:14:39,026 --> 00:14:42,291
Estos son ejemplos de fibras
tridimensionales.

240
00:14:43,555 --> 00:14:46,038
Entonces, ¿por qué no usamos fibras de
carbono?

241
00:14:46,238 --> 00:14:49,883
Las fibras de carbono son fuertes,
fuertes, ligeras, excelentes propiedades.

242
00:14:50,083 --> 00:14:54,665
Y el motivo por el que no usamos fibras es
que toma mucha energía y por lo tanto es

243
00:14:54,665 --> 00:14:56,330
muy caro hacer fibras de carbono.

244
00:14:56,530 --> 00:15:01,500
Déjame mostrarte algunos videos de los
procesos asociados a hacer fibras de

245
00:15:01,500 --> 00:15:02,500
carbono.

246
00:15:02,557 --> 00:15:05,225
Lo que voy a mostrarte primero es una
secuencia de videos.

247
00:15:05,425 --> 00:15:08,538
Es un proceso convencional para hacer
fibras de carbono.

248
00:15:08,738 --> 00:15:13,718
Y les voy a mostrar algunas diferencias
dependiendo del tipo de precursor que

249
00:15:13,718 --> 00:15:15,619
usamos para hacer las fibras.

250
00:15:33,539 --> 00:15:35,302
Es una fibra de pan.

251
00:15:35,502 --> 00:15:37,105
¿Has escuchado de pan?

252
00:15:37,305 --> 00:15:39,689
Pan significa poliacrilo nitrónico.

253
00:15:39,889 --> 00:15:40,889
Es un campo orgánico.

254
00:15:40,791 --> 00:15:42,834
Es un precursor a las fibras de carbono.

255
00:15:43,034 --> 00:15:49,034
[Orador 2]: Durante el proceso de conversión de fibra
de carbono convencional, la fibra de pan

256
00:15:49,034 --> 00:15:55,034
cremada o mezclada se envuelve en un
módulo de pre-trabajo y procede a un

257
00:15:55,034 --> 00:16:02,347
proceso de calentamiento y estrechamiento
de fuego.

258
00:16:02,547 --> 00:16:05,790
Desde allí, entra el paso de oxidación.

259
00:16:05,990 --> 00:16:13,798
El material se oscurece en color de rojo a
negro mientras pasa por múltiples ofensas.

260
00:16:13,998 --> 00:16:17,606
Simultáneamente, el oxígeno es difusado en
las fibras, que se cruzan para aumentar la

261
00:16:17,606 --> 00:16:18,723
temperatura de la humedad.

262
00:16:18,923 --> 00:16:24,357
Normalmente, toma 80 a 120 minutos para
que el material pase por las ofensas, con

263
00:16:24,357 --> 00:16:29,391
la oxidación ocurriendo cuando la
temperatura del aire aumenta de 200 a 300

264
00:16:29,391 --> 00:16:30,493
grados Celsius.

265
00:16:32,078 --> 00:16:37,689
Luego, el material hace un solo paso a
través de dos oficinas de carbonización.

266
00:16:37,889 --> 00:16:43,680
La primera normalmente opera en 500 a
1,000 grados Celsius, la segunda en 1,000

267
00:16:43,680 --> 00:16:45,805
a 1,500 grados Celsius.

268
00:16:46,005 --> 00:16:50,677
Aproximadamente la mitad del material es
vaporizado durante la carbonización cuando

269
00:16:50,677 --> 00:16:54,153
el gas es deshidratado a través de un
sistema de incineración.

270
00:16:54,353 --> 00:16:59,763
El material restante es casi 100% carbón
puro, mientras que entra en un proceso de

271
00:16:59,763 --> 00:17:04,127
tratamiento de superficie que lo rende
compatible con resina química.

272
00:17:04,327 --> 00:17:09,555
Un polímero fin se aplica al carbón
durante el silencio, lo que protege la

273
00:17:09,555 --> 00:17:12,338
fibra y lo hace más fácil de gestionar.

274
00:17:12,538 --> 00:17:15,723
La fibra carbónica se deshidrata y se
empaqua, típicamente con la ayuda de un

275
00:17:15,723 --> 00:17:16,562
pulmón.

276
00:17:19,312 --> 00:17:21,324
[Orador 1]: Entonces, ¿qué obtenemos de ese video?

277
00:17:21,524 --> 00:17:26,704
¿Qué es la primera cosa que viene a tu
atención cuando miras ese video?

278
00:17:28,070 --> 00:17:30,494
cuánta energía necesita para hacer estas
fibras.

279
00:17:30,694 --> 00:17:31,694
Hay varios pasos.

280
00:17:31,736 --> 00:17:36,745
Estabilizas, oxidas, carbonizas, entonces
cada vez es un paso largo.

281
00:17:36,945 --> 00:17:37,945
Eso necesita mucha energía.

282
00:17:37,926 --> 00:17:39,790
Tienes que calentar esas ventanas.

283
00:17:39,990 --> 00:17:43,135
Y hay un tiempo de residencia largo.

284
00:17:43,335 --> 00:17:46,561
El tipo de precursor que usas es muy
importante.

285
00:17:46,761 --> 00:17:49,005
Así que hacer fibras de carbono no es
trivial.

286
00:17:49,205 --> 00:17:51,970
Necesita mucha energía, mucho tiempo.

287
00:17:52,170 --> 00:17:53,170
Es por eso que son estas fibras.

288
00:17:53,011 --> 00:17:54,011
son tan caros.

289
00:17:54,113 --> 00:17:57,963
En este caso usan pan, es uno de los
precursores.

290
00:17:58,163 --> 00:17:59,987
Hay muchos, muchos precursores.

291
00:18:00,187 --> 00:18:05,331
Hay uno llamado rayón, rayón, que es lo
que la gente usaba para hacer carpetas,

292
00:18:05,331 --> 00:18:06,321
alfombras.

293
00:18:06,521 --> 00:18:08,967
Puedes usar otro precursor para hacer
fibras de carbono.

294
00:18:09,167 --> 00:18:11,593
Voy a mostrarte uno basado en lignin,

295
00:18:11,793 --> 00:18:17,342
que es, de hecho, un desastre de la
industria de la procesación de papel.

296
00:18:17,542 --> 00:18:21,070
Y esto es interesante porque, como les voy
a mostrar, hemos sido capaces de hacer

297
00:18:21,070 --> 00:18:22,349
fibras de carbono de lignina.

298
00:18:22,550 --> 00:18:23,792
Ahora, lignina era desastre.

299
00:18:23,992 --> 00:18:28,654
Así que sabíamos sobre lignina y nos
aproximamos a empresas que hacen papel y

300
00:18:28,654 --> 00:18:29,701
les dijimos, ¿sabes?

301
00:18:29,901 --> 00:18:33,287
Tienes toda esta lignina y estás solo
quemándola.

302
00:18:33,487 --> 00:18:34,087
¿Tenemosla?

303
00:18:34,287 --> 00:18:39,252
Y cuando se dieron cuenta de que queríamos
el lignin para hacer fibras de carbono, no

304
00:18:39,252 --> 00:18:40,257
era más un gasto.

305
00:18:40,457 --> 00:18:42,420
Se volvió una comodidad, se volvió caro.

306
00:18:42,620 --> 00:18:46,727
Y eso es el negocio.

307
00:18:46,927 --> 00:18:52,266
Muchas veces, nosotros, los ingenieros,
decimos, oh, podemos tomar desgaste y

308
00:18:52,266 --> 00:18:55,160
podemos quemar desgaste para hacer
energía.

309
00:18:55,360 --> 00:18:58,174
Cuando la gente se da cuenta de que estás
usando desgaste para algo, no es más

310
00:18:58,174 --> 00:18:59,174
desgaste.

311
00:18:58,925 --> 00:19:02,589
Va a tener un valor y vas a tener que
pagar por eso.

312
00:19:02,789 --> 00:19:04,598
Ese es el sistema capitalista.

313
00:19:04,798 --> 00:19:06,847
Déjenme mostrarles el de lignin.

314
00:19:07,047 --> 00:19:09,913
Esto es muy importante porque

315
00:19:10,113 --> 00:19:16,661
Hemos estado usando fibras de alta calidad
para compósitos por muchos años.

316
00:19:16,861 --> 00:19:18,943
Empezamos a usarlas en el programa de
espacio.

317
00:19:19,143 --> 00:19:23,766
Si miras a los aviones militares, hemos
usado compósitos de fibra de carbono

318
00:19:23,766 --> 00:19:25,431
reforzados por muchos años.

319
00:19:25,631 --> 00:19:30,875
Si miras a tus coches de tenis, si miras a
tus esquís, si miras a los coches de

320
00:19:30,875 --> 00:19:35,986
Fórmula 1, hemos estado usando, en
aplicaciones muy nichas, fibras de carbono

321
00:19:35,986 --> 00:19:37,098
para compósitos.

322
00:19:37,298 --> 00:19:42,673
Así que nos acercamos a General Motors,
Ford, Chrysler, y les dijimos, sabes, si

323
00:19:42,673 --> 00:19:47,981
puedes empezar a usar combustible en tus
automóviles, vas a reducir el peso, no

324
00:19:47,981 --> 00:19:53,556
tienes que sacrificar ninguna seguridad,
te va a costar un poco más, pero reducirás

325
00:19:53,556 --> 00:19:59,198
el peso por, ya sabes, 20%, y por lo tanto
puedes usar un motor más pequeño, todo lo

326
00:19:59,198 --> 00:20:00,327
que hablamos ayer.

327
00:20:00,527 --> 00:20:03,951
Y la compañía de autos dijo, bueno,
¿cuánto me va a costar?

328
00:20:04,151 --> 00:20:07,473
Y yo dije, bueno, va a ser probablemente,
ya sabes, 10 dólares por milla.

329
00:20:07,673 --> 00:20:14,143
Dijimos, no jodas, si los haces por 5
dólares por quilo, los compro.

330
00:20:14,343 --> 00:20:18,183
Entonces volvimos a la tabla de dibujo y
cambiamos los precursores y tratamos de

331
00:20:18,183 --> 00:20:20,532
optimizar el proceso y bajamos a 5 dólares
por quilo.

332
00:20:20,732 --> 00:20:25,184
Entonces volvimos a la fabricación
automotriz, entonces teníamos esta

333
00:20:25,184 --> 00:20:30,684
organización con 4 GM y Krasner y dijimos,
ok chicos, ahora tenemos fibras, 5 dólares

334
00:20:30,684 --> 00:20:32,469
por quilo, ¿están interesados?

335
00:20:32,669 --> 00:20:36,397
Y ellos dijeron, bueno, no, no es
suficiente, tiene que ser 3 dólares por

336
00:20:36,397 --> 00:20:37,275
quilo.

337
00:20:37,475 --> 00:20:42,090
Así que volvimos 5 años atrás y ahora
estamos haciendo fibras de carbono de 3

338
00:20:42,090 --> 00:20:44,582
dólares por pound y todavía no es
suficiente.

339
00:20:44,782 --> 00:20:46,308
Las compañías de oro juegan ese juego.

340
00:20:46,508 --> 00:20:49,104
Los margen en la industria de oro son muy
pequeños.

341
00:20:49,304 --> 00:20:54,276
y realmente tienes que mostrar una ventaja
significativa en términos de no solo de

342
00:20:54,276 --> 00:20:55,754
performance, sino de costo.

343
00:20:55,954 --> 00:21:00,090
Sabes, la gente quiere pagar un par de
centavos en frente, aunque tengas una

344
00:21:00,090 --> 00:21:03,386
mejor performance, a veces el costo en
frente es muy importante.

345
00:21:03,586 --> 00:21:06,391
Así que hemos estado jugando ese juego con
la industria agrícola.

346
00:21:06,591 --> 00:21:08,811
Ahora estamos cerca de tres dólares por
pound usando este tipo de precoces de

347
00:21:08,811 --> 00:21:09,811
costo bajo.

348
00:21:09,416 --> 00:21:12,458
Déjame mostrarte el ejemplo de lignin.

349
00:21:25,248 --> 00:21:32,274
[Orador 2]: Esta animación ilustra el uso del lignano
como un precursor a la fibra de carbono.

350
00:21:32,474 --> 00:21:37,764
Un recurso sostenible y renovable, el
lignano es derivado de plantas húmedas

351
00:21:37,764 --> 00:21:39,861
como los árboles y el árbol.

352
00:21:40,061 --> 00:21:45,484
El lignano es el glúteo que conecta las
paredes de los árboles y comprueba más del

353
00:21:45,484 --> 00:21:47,128
30% de la masa de un árbol.

354
00:21:47,328 --> 00:21:50,345
Después de la harvestación, el árbol es
transportado a una tienda de chip para la

355
00:21:50,345 --> 00:21:53,250
conversión a chip de húmedo para el uso de
un plástico de pie por medio de una

356
00:21:53,250 --> 00:21:55,136
refinería biológica o una tienda de papel
de pulpo.

357
00:21:55,336 --> 00:22:01,336
At the biorefinery, lignin is dissolved
away from the cellulose into black liquor

358
00:22:01,336 --> 00:22:08,089
and ethanol is produced from the cellulose
contained in the wood chips.

359
00:22:08,289 --> 00:22:13,068
At the pulp mill, lignin is also dissolved
away from the cellulose into black liquor

360
00:22:13,068 --> 00:22:14,220
and the cellulose is

361
00:22:19,838 --> 00:22:21,304
[Orador 1]: ¿Ves ese licor negro?

362
00:22:21,504 --> 00:22:25,319
El licor negro huele horrible.

363
00:22:25,519 --> 00:22:29,375
Es uno de los procesos más asombrosos que
nunca encontrarás.

364
00:22:29,575 --> 00:22:34,116
pero aún tiene mucha energía, así que
estas compañías, especialmente en el sur

365
00:22:34,116 --> 00:22:38,421
de los Estados Unidos, Georgia, Nueva
Carolina, South Carolina, hay muchas

366
00:22:38,421 --> 00:22:43,081
industrias de papel y polvo también en el
Pacífico Norteeste, Oregon, Washington

367
00:22:43,081 --> 00:22:46,145
State, y usan eso para producir
electricidad localmente.

368
00:22:46,345 --> 00:22:49,565
Quiero decir, todo este licor negro tiene
mucha energía, así que muchas veces lo

369
00:22:49,565 --> 00:22:50,773
queman, pero es realmente un gasto.

370
00:22:50,973 --> 00:22:52,055
Así que eso es lo que te estaba diciendo.

371
00:22:52,255 --> 00:22:54,719
Todo este lignin estaba en el licor negro.

372
00:22:54,919 --> 00:23:00,919
Ellos lo estaban quemando, o simplemente
lo iban a quitar, hasta que se dieron

373
00:23:00,919 --> 00:23:10,804
cuenta de que podíamos usarlo.

374
00:23:11,004 --> 00:23:13,803
En la refinería biológica, el lignin se
disuelve de los células en el licor negro,

375
00:23:13,803 --> 00:23:14,667
y el etanol es producido.

376
00:23:18,125 --> 00:23:23,828
[Orador 2]: En el polvo, el lignano también se
disuelve de la celulosa en licor negro, y

377
00:23:23,828 --> 00:23:29,065
la celulosa en el árbol es usada
principalmente para la producción de

378
00:23:29,065 --> 00:23:31,763
papel, pero también de químicos.

379
00:23:31,963 --> 00:23:37,963
En ambos casos, el lignano es precipitado
de la licor negra, es lavado, y luego se

380
00:23:37,963 --> 00:23:40,772
desarrolla.

381
00:23:49,293 --> 00:24:07,258
Después, se extrude y se pelletiza.

382
00:24:07,458 --> 00:24:11,399
Los pellets pueden ser empaquetados y
enviados a otra instalación de producción,

383
00:24:11,399 --> 00:24:15,340
o pueden continuar al siguiente paso, como
ilustrado aquí, donde los pellets son

384
00:24:15,340 --> 00:24:16,987
metidos en un extrudador de melo.

385
00:24:17,187 --> 00:24:25,140
La combinación de calor y presión aumenta
el equilibrio.

386
00:24:25,340 --> 00:24:29,981
El lignano molido se inunda en un puente
metálico, luego a través de un cuchillo de

387
00:24:29,981 --> 00:24:34,556
extrusión creando filamentos muy finos que
se solidifican y se deshacen a la escuela.

388
00:24:34,756 --> 00:24:37,905
La combinación de la diametra del cuchillo
de extrusión y la velocidad de

389
00:24:37,905 --> 00:24:41,404
encendimiento determina la finalidad de la
diametra de los filamentos de lignano.

390
00:24:43,546 --> 00:24:47,706
[Orador 1]: Entonces, una vez que tienes los
filamentos de lignina, lo tomas a través

391
00:24:47,706 --> 00:24:49,555
del proceso que acabamos de ver.

392
00:24:49,755 --> 00:24:53,440
Lo carbonizas, oxidas, estabilizas y luego
obtienes tu fibra de carbono.

393
00:24:53,640 --> 00:24:57,783
Este es un ejemplo de cómo nosotros,
especialmente los ingenieros químicos,

394
00:24:57,783 --> 00:25:02,207
mirando todos estos procesos, encontramos
oportunidades de usar lo que solía ser

395
00:25:02,207 --> 00:25:04,155
desgaste para hacer fibras de carbono.

396
00:25:04,355 --> 00:25:09,684
Y haciendo esto, puedes reducir
significativamente el precio de las fibras

397
00:25:09,684 --> 00:25:14,547
y, esperamos, ayudarlas a introducirse en
una aplicación comercial.

398
00:25:18,308 --> 00:25:46,896
a veces

399
00:25:51,232 --> 00:26:21,996
[Orador 2]: ..................

400
00:26:22,906 --> 00:26:28,906
El pan es extrudido a través de un plato
en un vaso de solventación para formar los

401
00:26:28,906 --> 00:26:37,694
filamentos que aparecen aquí en las
extremidades finas.

402
00:26:37,894 --> 00:26:40,579
Una sección de cruz de filamento puede
tomar una variedad de formas.

403
00:26:40,779 --> 00:26:44,203
Los fibros de grado textil, como mostrado
aquí, son de la forma de un filamento.

404
00:26:50,277 --> 00:27:09,465
............

405
00:27:16,147 --> 00:27:22,147
El cruce de la fila sigue manteniendo su
forma mientras la diametra colapsa y se

406
00:27:22,147 --> 00:27:26,621
vuelve menos porosa.

407
00:27:26,821 --> 00:27:32,298
Siguiente, el aceite de acabado se aplica
para proteger las fibras y hacerlas más

408
00:27:32,298 --> 00:27:33,529
fáciles de manejar.

409
00:27:33,729 --> 00:27:38,507
Como ilustrado aquí, la diametra es ahora
aún más pequeña y la naturaleza porosa de

410
00:27:38,507 --> 00:27:40,018
la fila ha colapsado aún más.

411
00:27:40,218 --> 00:27:44,481
La fila es luego empaquetada, ilustrado
aquí por la cremación y la deshidratación.

412
00:27:46,842 --> 00:27:51,366
[Orador 1]: Y si se acuerdan, volvemos al primer
video, una vez que lo tengas, lo lleves a

413
00:27:51,366 --> 00:27:53,949
la caja y entonces tienes tus fibras de
carbono.

414
00:27:54,149 --> 00:27:59,097
Ahora, basado en la conversación que
tuvimos ayer, dame una razón por la que no

415
00:27:59,097 --> 00:28:03,138
nos gustaría usar panos precursores para
hacer fibras de carbono.

416
00:28:03,338 --> 00:28:05,679
Dame solo una razón.

417
00:28:07,282 --> 00:28:08,282
Esa es una.

418
00:28:08,403 --> 00:28:09,403
Muy bien.

419
00:28:08,703 --> 00:28:13,268
Dame otra.

420
00:28:13,468 --> 00:28:14,468
Energía.

421
00:28:13,728 --> 00:28:15,250
Necesita mucha energía para hacerla.

422
00:28:15,450 --> 00:28:17,050
Otra.

423
00:28:17,842 --> 00:28:19,265
viene del petróleo.

424
00:28:19,465 --> 00:28:23,228
Si recuerdan a Gerald Ford, tenemos que
reducir nuestra dependencia en el

425
00:28:23,228 --> 00:28:24,228
petróleo.

426
00:28:24,155 --> 00:28:28,183
El precio del petróleo va a $240 por
botella.

427
00:28:28,383 --> 00:28:32,138
Estamos luchando con los fabricantes de
petróleo para hacer $3 por pound de fibra

428
00:28:32,138 --> 00:28:33,053
de carbono.

429
00:28:33,253 --> 00:28:35,377
Tan pronto como el precio del petróleo va
a la pared.

430
00:28:35,577 --> 00:28:37,281
entonces simplemente se vuelve imposible.

431
00:28:37,481 --> 00:28:42,378
Así que este es el desafío en el que la
ingeniería química entra en la imagen,

432
00:28:42,378 --> 00:28:46,830
mirando a posibles precursores
alternativos que solían ser desgastos, y

433
00:28:46,830 --> 00:28:51,548
ahora usamos eso como alternativa para
reducir nuestra dependencia sobre todo.

434
00:28:51,748 --> 00:28:54,193
Así que es una forma en la que reducimos
nuestra dependencia sobre todo.

435
00:28:54,393 --> 00:28:59,389
Y obviamente, CO2, estos son procesos muy
intensos de energía.

436
00:28:59,589 --> 00:29:02,923
Una de las grandes posibilidades que
tenemos es, ¿podemos hacer estas fibras de

437
00:29:02,923 --> 00:29:05,266
una manera diferente para no tener que
gastar tanta energía?

438
00:29:05,466 --> 00:29:09,414
Porque el fondo de carbono, solo para
hacer las fibras, es astronómico.

439
00:29:09,614 --> 00:29:13,640
y luego la dependencia sobre el precursor.

440
00:29:13,840 --> 00:29:18,892
Esto es un desafío constante y esto es
algo que vas a encontrar en tu carrera

441
00:29:18,892 --> 00:29:19,892
profesional.

442
00:29:19,910 --> 00:29:25,449
El 80% va a ser el proceso de pensamiento,
la química, las reacciones químicas, el

443
00:29:25,449 --> 00:29:30,988
comportamiento mecánico y luego la otra
parte, la que puede acabar dominando es el

444
00:29:30,988 --> 00:29:32,010
costo.

445
00:29:32,210 --> 00:29:34,152
¿Cómo miramos el costo?

446
00:29:34,352 --> 00:29:35,794
¿Podemos mirar procesos alternativos?

447
00:29:35,994 --> 00:29:40,800
Siempre competimos, hay que tener un
mercado para las cosas.

448
00:29:41,000 --> 00:29:44,864
Las cosas que la gente quiere hacer son
encontrar aplicaciones múltiples de los

449
00:29:44,864 --> 00:29:48,878
precursores o de los productos finales,
porque una vez que encuentres aplicaciones

450
00:29:48,878 --> 00:29:51,572
múltiples, puedes aumentar el volumen y
reducir los costos.

451
00:29:51,772 --> 00:29:54,356
Así que ese va a ser un desafío constante.

452
00:29:54,556 --> 00:29:55,556
Entonces, como ingenieros,

453
00:29:55,717 --> 00:30:00,186
A veces no nos entrenamos en la escuela,
nos acabamos aprendiendo estas cosas

454
00:30:00,186 --> 00:30:03,771
cuando estamos en el trabajo, pero eso es
realmente una realidad.

455
00:30:03,971 --> 00:30:09,110
El costo de las tecnologías, el costo de
introducir las tecnologías es uno de los

456
00:30:09,110 --> 00:30:13,607
elementos más importantes que vamos a
tener que tomar en consideración.