Nola konpondu garraio publikoetako sute-arriskuak?
Aurrez esan bezala, plastikozko produktuek garapen garrantzitsua izan dute azken urte hauetan. Erretxina berriak agertzen dira urtero, baina fenolezko erretxinek suarekiko duten portaerak, hots, kearen toxikotasun eta opakotasun txikiak, interesa suspertzea eta ikerketak ugaritzea eragin dute ( Forsdyke eta Hemming, 1989; Gupta, 1986; Dayley, 1989; Ellis, 1988; McQuarrie eta Lake, 1986; Savey, 1989 ). Beira-zuntzez sendoturiko plastikoen artean poliester, epoxi eta fenolezkoak daude.
Poliesterrezko eta epoxizko erretxinek suarekiko duten portaera txarra eta garraioetako segurtasun-arauak hartuz, azkenaldian fenolezko erretxinak nagusitu dira nabarmenki. Erretxina hauek suspertzen eta ikertzen ahalegin handiak egiten ari dira. Gaur egun fenolezko erretxinak hegazkintzan eta untzigintzan (barneko piezak egiteko), garraiogintzan (eserlekuak egiteko), makina-erremintan (marruskadurako eta ebakiketarako diskoak egiteko) eta zurgintzan (xaflak eta aglomeratuak egiteko) erabiltzen dira. Artikulu honetan, garraiogintzako aplikazioetara mugatuko gara.
Hegazkintza
Arlo honetan erabiltzen diren materialek bete behar dituzten baldintzak ondokoak dira: pisu espezifiko txikia, propietate mekaniko onak, zurruntasuna (hego eta aleroietan) eta nekearekiko erresistentzia ona hego, aleroi eta helikopteroen palek makurdura- eta dardara-prozesuei eusteko.
Konpositeek ohizko materialekiko (aluminioa eta aleazio bereziekiko bereziki) dituzten abantailak berriz, ondokoak dira: merkeagoa izatea, pisu espezifiko txikiagoa edukitzea, forma konplexuak lortzeko erraztasuna eskaintzea eta egonkortasun dimentsionala edukitzea.
Ikuspegi historikotik ikusita, material konpositeak Bigarren Mundu Gerran hasi zirela erabiltzen esan behar da. 1943an, beiraz sendoturiko poliesterraz egindako lehen fuselajeak hasi ziren erabiltzen. 1955ean, amiantoz eta aramidaz sendoturiko fenolezko konpositeak frogatu ziren. 1960an, beira-zuntzez sendoturiko epoxizko konpositeak erabili ziren “Windecker” hegazkinean. 1972an, fenolezko erretxinek suarekiko zituzten abantailak kontutan hartuz, “Concorde” hegazkinen barneko piezetan erabiltzea erabaki zen. 1973an berriz, “Concorde” hegazkinaren lehen egitura-piezak egin ziren karbonoz sendoturiko epoxizko erretxina erabiliz.
Bestalde, Bakelite enpresak hegazkintzan aplikazioa eduki lezaketen material berriak aurkeztu zituen Verbundwerk’93 azokan, zehatzago esanda, epoxi/fenolezko konposite hibridoak. Material hauetan, epoxizko materialek gehigarri-modura jokatzen dute eta fenolezkoek suarekiko propietateak hobetzen dituzte.
Ciba-Geigy enpresak hegazkinaren barnealdean erabiltzen diren panelak material desberdinez fabrikatzen ditu. Ezaugarri mekanikoen arabera, material hauen gainazala fenolezko erretxinazkoa da eta erdialdea, aluminiozko edo material sintetikozko apar zurrunez egina dago, edo material berekoa eta abaraska-forman egina.
Espaziuntziak
Espaziuntzietan bereziki erabiltzen diren materialak ondoko hauek dira: karbono, boro edota aramidazko zuntzak, erretxina termoegonkorrak (epoxi eta fenolezkoak) eta, tenperatu handia jasan behar dituzten piezetan bereziki, material zeramikoak. Plastikozko konpositeek gainerako materialekiko eskaintzen duten abantaila, duten dentsitate baxua da.
Sektore honetan konpositeek dituzten aplikaziorik garrantzitsuenak 1. taulan laburbiltzen dira.
| ERABILERA | PIEZA | MATERIALA |
“Columbia” | Panelak. | Epoxi/karbono |
Telekomunikaziorako sateliteak. | Hodi zentrala. | Epoxi/karbonozko konpositea. |
Jaurtigai balistika. | Tenperatura-aldaketak jasan behar dituzte piezak. | Granitozko zuntzez sendoturiko fenolezko erretxina. |
Untzigintza
1950eko hamarkadan, beiraz sendoturiko poliesterrezko konpositeak erabiltzen hasi ziren untzigintzan. Gaur egun, karbonoa eta aramida errefortzuak eta epoxizko erretxina oso aplikazio berezietan erabiltzen dira.
Arlo honetan materialei eskatzen zaizkien ezaugarriak ondoko lerrootan biltzen dira: iraunkorrak eta itsas inguruarekiko erresistenteak izan behar dute, mantenu eta erreparazio errazekoak, talkarekiko erresistenteak, magnetismoaren aurkako eta dielektrikoarekiko propietate egokiak dituztenak, zanpaketarekiko erresistenteak, errefortzua birbideratzeko aukera eskaintzen dutenak eta azkenik noski, lehiakide diren materialak baino merkeagoak izan behar dute.
Material hauek untzigintzan dituzten aplikazioak eta aplikazio horietarako erabiltzen diren materialak 2. taulan laburbiltzen dira.
Trengintza
Lehen esan badugu ere, garraiogintzan poliesterrezko eta fenolezko konpositeen erabilera garrantzitsua dela gogoraraztea ona da. Poliesterra erabiliz, gainazalaren itxura hobeagotu egiten da, baina ezin dugu ahaztu suarekiko portaera txarra duela. Berau hobetzeko konposatu halogenoak nahitaez erabili behar dira. Hobetu hobetzen da, baina baita kearen toxikotasuna eta opakotasuna areagotu ere. Beraz, sute-kasuan erabiltzaileen arriskua gutxiagotu nahi bada, fenolezko konpositeak erabiltzea gomendatzen da.
Esaterako, estatu espainoleko trenek sortzen zituzten arazo-teknikoei aurre egiteko, beiraz sendoturiko poliester ignifugatuak erabili dira (fenolezko erretxinak erabili ordez) eta ondorioz, sute-kasuetarako bidaiarien arriskua areagotu egin da.
Ondokoak dira estatu espainoleko trenetan erabili diren konposite garrantzitsuenak:
- RENFE. E 444-5 bidaia luzeko tren elektrikoen hiru serietan, kabinaren aurrealdea.
- Madrilgo metroa. 2000 serieko tren elektrikoetan Karrozeriako elementu batzuk beiraz sendoturiko poliesterraz egin dira. M1 sailkapena dute suarekiko.
- Bartzelonako F.C. Metropolitanoa. 2000 serieko tren batzuk poliester ignifugatuaz egindako elementuak dauzkate. M1 sailkapena dute suarekiko.
- RENFE. U-446 eta UT-447 tren elektrikoen hiru serietan, kabinaren barnealdea eta eserlekuak beiraz sendoturiko poliesterraz egin dira. M1 sailkapena dute suarekiko.
- Madrilgo metroa. 2000 serieko tren elektrikoetan, kabinaren barnealdea eta eserlekuak poliester ignifugatuaz eginak dira. M1 sailkapena dute.
Europan eta munduan hemen baino gehiago erabili izan da fenolezko erretxina; hona hemen adibide batzuk: Parisko metroan, karrozeria; Caracasko metroan, eserlekuak eta barneko hornidura; San Frantziskoko metroan, barneko hornidura; Londresko metroan, geltokiaren hornidura; Aramis de Matra-ko metroan, gurteri osoa, eserlekuak eta barneko piezak; Ingalaterrako trenbidean, aginte-mahaiko kontsola; Erromako metroan, karrozeria; Lyongo metroan, eserlekuak eta Alpesko funikularrean, gurteri osoa eta barneko piezak.
| ERABILERA | MATERIALA |
Kirol untzien egiturak. | Beira-zuntzez sendoturiko |
Itsaspeko miaketan erabiltzen diren jaurtigaien fuselajeak. | Beira-zuntzez sendoturiko |
Ur- eta erregai-bilketarako | Beira-zuntzez sendoturiko |
Eraldaketa burutzeko metodoak
Hautatutako metodoaren arabera, konpositeen eraldaketan aldibereko edo aldibanako hiru pausu eman behar dira: errefortzuak txertatzea, material konposatuak moldatzea eta materiala gogortzea eta pieza moldetik ateratzea.
GAIKERek, prozesaketarako metodo desberdinak aztertu ditu eta lortutako piezen karakterizazioa egin du.
Eskuzko moldeaketa
Plastikozko laminatuak egiteko erabili zen lehen metodoa izan zen. Gaur egun ere, berau da gehienetan erabiltzen dena.
Serie laburreko eta gainazalera handiko piezetarako metodorik merkeena izatea eta pertsonal espezializaturik behar ez izatea dira bere abantaila nagusiak. Eragozpenak berriz, produkzio geldoa izatea, eskulan asko behar izatea, itxura ona piezaren alde batek bakarrik behar izatea eta beste metodoekin alderatuz, propietate fisiko zein kimiko baxuagoak izatea dira.
Metodo hau, fenolezko erretxinaren kasuan, trenaren gurteria fabrikatzeko erabiltzen da, sareketa burutzeko katalizatzaile-gisa azidoak erabiltzen direlarik.
RTMa
RTM aparatuak xiringa-modura funtzionatzen du. Lehenik erretxina eta katalizatzaile nahastea zurrupatu egiten du eta ondoren, zuntzez hornitutako moldera injektatzen du.
Prozesaketa honetan erabiltzen diren presio eta tenperatura baxuen ondorioz, moldeak berogailodun edo berogailugabeak izan daitezke, piezaren akabera moldearen gainazalak duen itxurarekin eta erabili den katalizatzailearekin lotuta dagoelarik.
Moldearen tenperaturaren arabera, prozesaketan kanpoko edo barneko desmoldatzaileak erabil daitezke; materialaren propietateak aldatzeko eta prozesu kostuak gutxiagotzeko berriz, erretxina kargatua erabil daiteke.
Segidan metodo hau erabiliz fenolezko konpositeak fabrikatzen dituzten enpresak eta produktuak aipatuko ditugu: WES Plastics-ek, elementu militarrak; Flexadux Plastics Ltd. ek, trenen karrozeriak; Move-Vigo Ltd.-ek, neurri handiko piezak (3 m x 3 m x 22 mm) eta Plasteck Thermoset Tectronic-ek, hegazkinentzako osagaiak.
Egungo joera aztertuz, RTM teknologiak datozen urteotan automatizazio- eta teknologia maila egokiak lortuko dituela uste da; horrela, hegazkintzarako osagaiak fabrikatzeko erabiliko dela aurresan dezakegu. Arlo honetan ikerketarik garrantzitsuenak egiten ari den enpresa Plasteck Thermoset Tectronics da.
Hotzetako prentsaketa
Urteko 1.000tik 10.000 pieza bitarteko produkzioa egiteko erabiltzen da metodo hau. Prentsaketan presioa baxua izaten denez, konpositezko moldeak erabil daitezke. Erabiltzen den erretxinaren biskositatea ertaina izaten da eta formulazioaren salneurria murrizteko eta piezaren zurruntasuna areagotzeko, kargak gehitzen zaizkio.
Moldeak, prentsaketaren ondorioz sortutako tentsioa eta nekea ongi jasateko, propietate mekaniko onak eta tenperaturarekiko estabilitate dimentsionala eduki behar du. Ex-press Plastics Ltd. enpresak Docklands trenaren eserlekuak eta Scandura Seal Tex enpresak automobilgintzarako piezak egiteko erabiltzen dute metodo hau.
SMC/BMC aurrekutsatuak
Fenolezko SMC/BMC aurrekutsatuen fabrikazio-prozesuak hiru pausu ditu:
- Aurrekutsatuen fabrikazioa. SMC makinan erretxina, karga, katalizatzailea eta gehigarri desberdinez hornitutako orea errefortzuarekin nahasten da, bobina formako erdiproduktua lortzen delarik.
- Aurrekutsatuen ontzea. Prozesua hezetasuna eta tenperatura kontrolatzen duen ganbaran egiten da.
- Prentsaketa. 160 °C-ko tenperaturan eta 30-90 kg/cm 2 -ko presiopean egiten da.
Gaur egun fenolezko SMCari dagokionez egiten diren aplikazioak berriz, ondokoak dira:
- Eraikuntzetako panelak eta gainestaldurak.
- Garraoietarako osagaiak (trenetako eserlekuak, leihoetako markoak, buru euskarriak, autoetako kapotaren barnealdea, hegazkinen barneko panelak, horniduretako osagaiak eta abar). Bestalde, Bakelite-Isole korporazioa hegazkinetako pieza konplexuak eta erreezinak fabrikatzeko ere, teknologia honetaz baliatzen da.
- Pieza elektrikoak (makinak, pieza elektrikoak, karkasak, etab.).
DSM UK Resins Dynochen UK, Norsolor, Chemical Corporation-en mendebaldeko dibisioa, Scandura Sealtex, Fers Resins S.A. eta Bakelite-Isole dira SMC fabrikatzeko teknologia garatu dituzten enpresak.
Aurrekutsatuak
Fenolezko erretxinaren kasuan, hegazkintzan gehien hedatu den metodoa da eta prozesaketa bi alditan egiten da: lehenengoan erretxina diluitzaile egokian disolbatzen da eta ondoren, tenperaturaz baliaturik diluitzailea kanporatu egiten da. Lortzen diren aurrekutsatuak ur-edukin baxua eta biskositate-maila (60 10 6 cps.) egokia izaten dute. Aurrekutsatu hauetatik piezak ateratzeko bi bide daude: prentsaketa (90 kg/cm 2 -ko presioa eta 160 °C-ko tenperatura erabiliz) eta moldaketa (lehenengoz hutsa erabiltzen da hegazkorrak kanporatzeko eta ondoren, 110-130 °C-ko tenperaturaz eta 2-5 kg/cm 2 ko presioaz sareketa egiten da.
Prozesu honek une honetan dituen desabantailarik garrantzitsuenak prozesaketarako behar duen denbora eta, pieza konplexuen kasuan, duen lerma handia dira. Bestalde, propietate mekaniko onak eskatzen dituzten aplikazioetan, karbono edo aramidazko ehunak erabiltzen dira sarritan.
Garraioetan bete beharreko arauak
Plastikozko materialek suarekiko duten portaera eta kearen toxikotasuna eta opakotasuna neurtzeko normalean laborategian erabiltzen diren entseiuaz gain, garraiogintzan, hegazkintzan, eraikuntzan eta untzigintzan arau bereziak ezarri dira. Hona hemen arau horietako batzuk, garrantzitsuenak:
- BS 6853, 1987 “British Standard Code of ractice for Fire Precaution in the Disign and Constructin of Railway Passenger Rolling Stoc” arau ingelesak, London Underground Ltd.-k garatu dituen entseiu espezifikoak hartzen ditu kontutan. Entseiu hauek kearen eta sukoitasunaren tenperaturari dagozkion indizeen neurketa zehatzetan oinarritzen dira.
- Royal Navy enpresak untzigintzan erabiltzen diren materialak sailkatzeko arau bereziak garatu ditu: NES 705 “Selection of Material on the Basis of Their Fire Characteristics (1983ko maiatzean)”. Kearen opakotasuna, gasen toxikotasuna eta oxigenoa erlazionatuz lortzen diren parametroen arabera sailkatzen dituzte materialak.
- Hegazkintzari dagokionez, fenolezko materialek bete behar dituzten arauak aire garraioari dagokion ASTM 1000.001 eta Ohio-ko Unibertsitateko entseiua (USO) dira.
- Espainiako estatuan eraikuntzarako materialek bete behar dituzten arauak UNE 23-102 eta UNE-23-721etik UNE-23-730 bitartekoak dira. Berauen egitekoa eraikuntzan erabiltzen diren materialak suarekiko duten portaeraren arabera sailkatzea da. Bestalde, une honetan erainkuntzan ez dago kearen opakotasuna eta toxikotasuna neurtzeko arau espezifikorik. Arlo honetan, garraioari dagozkion arau frantsesak erabiltzen dira.
- NF X 10-702 araua. Materialen errekuntza eta pirolisiaren ondorioz sortzen diren gasen dentsitate optikoa neurtzen ditu.
- NF X 70-100 araua. Hodi-itxurako labearen metodoa. Materialen errekuntza eta pirolisiaren ondorioz sortzen diren gasen analisiaz dihardu.
- NF F 16-101 araua. Suarekiko portaera arautzen du. Materialen hautaketan erabiltzen da.
Ondorioak
Azken urteotan garraiogintzan plastikozko materialen erabilerak gorakada nabaria izan du; piezen pisua murriztuz, energi kontsumoa gutxiagotu egin da eta ondorioz, sortu den poluzioa ere murriztea lortu da. Baina gertatu diren suteek eman dituzten emaitza latzen aurrean, erabiltzaileen segurtasuna hobetzeko suarekiko portaera oneko materialak erabiltzea lehentasunezko helburua bilakatu da. Gaur egun, suarekiko propietaterik onenak eta kostu txikienak erakutsi dituzten erretxinak fenolezkoak dira.
Baina material hauek eraldatzeko baldintzak ez daudenez egokituta, Euskal Herriko eta Espainiako enpresek ez dute menperatzen fenolezko erretxinen eraldaketa. GAIKERen fenolezko erretxinak eraldatzeko baldintzak eta lortutako piezen gainazalaren itxura eta propietateak hobetzen ari gara. Horri begira eman ditugun urratsen artean, suarekiko dauden eta agertuko diren arauak kontuan izanik, fenolezko konpositearen erabilera bideratu da eraikuntzan eta garraiogintzan.
Horrez gain, suarekiko arauak bete behar dituzten piezetan, poliesterrezko eta epoxizko konpositeak fenolezkoaz ordezkatzeko teknologia garatu da. Ahalegin horren emaitzak ikus daitezke jadanik; Euskal Komunitate Autonomoko industrian fenolezko aurrekutsatuen fabrikazioa eta eraldaketa egiteko eta hegazkintzan aplikatzeko pausuak eman dira, eta amaitzeko, eskuzko moldeaketa, RTM edo injekzio eta hotzetako prentsaketa bidez eraikuntzarako eta garraioetarako osagaiak fabrikatzeko prozesuak egokitu egin dira.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
