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¿Son los Struts compuestos apropiados para el entorno de la extradición?

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Puntal de estabilización para vehículos pesados Super X-Strut 4Si está pensando en utilizar puntales de polímero reforzado con fibra de vidrio (FRP) pultrusionados, tenga en cuenta lo siguiente. Queremos asegurarnos de que conoce no sólo las ventajas de estos materiales, sino también las características no tan deseables. Con este conocimiento, podrá tomar una decisión informada sobre la selección del material del puntal. Le animamos a que seleccione el material más seguro y sensato para su aplicación. Hay varias cuestiones ambientales, de manipulación, de almacenamiento y de aplicación que debe conocer a fondo y que no sólo pueden aumentar la vida útil de su puntal compuesto, sino que le proporcionan información crítica sobre la seguridad de la vida que podría mantenerle fuera de una situación desastrosa. En un artículo de la Universidad de Missouri, Antonio Nanni afirma que "utilizar el FRP en una aplicación equivocada es como meter una clavija cuadrada en un agujero redondo".

Es muy probable que su interés por los puntales de material compuesto se deba a la propaganda que se hace de los puntales de material compuesto como "más fuertes que el acero", no conductores, ligeros, etc. Hay algo de verdad en lo anterior, pero se necesita toda la verdad para hacer una selección educada.

¿Son los Struts compuestos apropiados para el entorno de la extradición?

Tomado de: https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a403282.pdf

En lo que respecta a la resistencia de los compuestos FRP pultruidos en relación con el acero, los ingenieros de compuestos han sugerido que el área de la sección transversal del compuesto debe ser aproximadamente tres veces el área de la sección transversal de una estructura de acero similar para igualar la resistencia. En otras palabras, para igualar la resistencia de un tubo de acero cuadrado de 2" con una pared de 1/8" de grosor, se necesitaría un tubo de material compuesto cuadrado de 2" con una pared de 3/8" de grosor. Unidad por unidad, el acero es más fuerte que la mayoría de los compuestos pultruidos de FRP.

En la foto de arriba hay prototipos de compuestos de FRP (polímero reforzado con fibra de vidrio) de Res-Q-Jack. Debido a los pobres resultados de las pruebas, Res-Q-Jack llegó a la conclusión de que este material no tiene cabida en el entorno de la extricación.

Los materiales compuestos de FRP pultrusionados tienen un pobre rendimiento cuando se trata de cargas de impacto transversales. Se trata de materiales sobre los que no se quiere dejar caer objetos o que se dejen caer sobre ellos. En una prueba sencilla, se dejó caer un peso redondo de 6 libras desde la altura de la cintura sobre una pieza cuadrada de 2,5" de tubo compuesto pultruido de FRP con una pared de ¼" de grosor. El material fue destruido por el impacto. La misma prueba realizada sobre un tubo de acero galvanizado de 2,25" cuadrado con una pared de 1/8" de grosor tuvo poco efecto. Otro problema en el mundo de los materiales compuestos son las uniones con pasadores. Hay que tener mucho cuidado en la selección de los elementos de fijación y en el diseño de las juntas debido a la baja capacidad de carga de los agujeros. Los pasadores y, por tanto, los agujeros, deben ser de gran diámetro para repartir la carga de apoyo sobre una mayor superficie de la pared. El acero, por el contrario, puede soportar una carga de apoyo del tornillo mucho mayor. Un pasador de 3/8" de diámetro en cizallamiento doble pulverizará la pared lateral de un tubo compuesto pultrusionado de FRP de 2" con una pared de ¼" de grosor a unas 6.000 lbs. El tubo de acero de 2" con una pared de 1/8" soportará aproximadamente el doble de carga sin dañar el soporte del agujero.

Si el entorno de su aplicación implica abrasión, es posible que desee evitar los materiales compuestos. Los tubos compuestos de FRP pultruido son muy susceptibles al desgaste por abrasión. El contacto deslizante entre este material y cualquier material abrasivo como el asfalto, el hormigón u otros materiales dañará la superficie del tubo. Los arañazos o desgarros que se producen eliminan el velo protector que ayuda a la resistencia a los rayos UV y a la protección de las fibras. El desgaste puede ser lo suficientemente importante como para que la resistencia de la tubería sea cuestionable. Se ha informado de un desgaste que se cree que está causado por el contacto vibratorio entre los soportes de los puntales y los puntales de material compuesto durante el transporte. El desgaste observado era una hendidura horizontal en la cara de la pared del tubo. La profundidad de la hendidura era de aproximadamente 1/16". Eso es 25% del grosor de la pared si se utiliza material de pared de ¼". Los manguitos de protección similares a los utilizados con los cilindros SCBA compuestos pueden ser una buena solución para el desgaste relacionado con el almacenamiento.

Tomado de: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.165.1163&rep=rep1&type=pdf

La humedad también puede causar problemas con los materiales compuestos. Los líquidos como el agua, el aceite, el combustible y los fluidos corporales no suelen entrar en un material compuesto FRP pultrusionado cuando todas las superficies expuestas están selladas y libres de daños. Sin embargo, los tubos de material compuesto utilizados para los puntales de estabilización tienen los extremos expuestos cortados, agujeros transversales perforados y, si se utilizan en un entorno abusivo como la extricación, lo más probable es que tengan daños por abrasión y/o impacto. Todas estas son vías para que la humedad de una fuente de agua o de una atmósfera húmeda entre en la matriz y ocupe los huecos. La humedad puede provocar el hinchamiento del material compuesto. En el caso de secciones de tubos telescópicos muy ajustados, esto puede causar problemas con la capacidad telescópica. La humedad incrustada en el puntal afectará a la rigidez dieléctrica reduciendo también la capacidad de aislamiento eléctrico del material. Dependiendo de la alcalinidad del agua y del tipo de fibra, la humedad puede tener un efecto corrosivo en las fibras. La humedad en los materiales compuestos puede eliminarse en un horno de secado.

Tomado de: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.165.1163&rep=rep1&type=pdf

Los compuestos de FRP pueden contener aditivos que retardan los efectos relacionados con los rayos UV. Este aditivo protector debería aguantar bien durante algún tiempo, aunque su eficacia decae con el tiempo. Sin embargo, los daños en la superficie eliminan la cubierta protectora, permitiendo que la radiación UV se convierta en un problema. El "florecimiento de la fibra" es una forma de daño por UV.

Tomado de: https://www.wernerco.com/docs/default-source/literature/gm6070-fg-techmanual.pdf?sfvrsn=dda06ff2_2

Las altas temperaturas pueden ser un problema con los materiales compuestos. No nos preocupa tanto la temperatura del aire como la temperatura del asfalto y las temperaturas cercanas a la superficie donde los puntales pueden ser puestos en escena. Las altas temperaturas pueden reducir la resistencia de los materiales compuestos. Según un fabricante de tubos de FRP, 100°F reducirá la resistencia en 15%, 125°F disminuirá la resistencia en 30%, y 150°F disminuirá la resistencia en 50%. ¿Cuál es la temperatura de la superficie de la carretera en Phoenix cuando la temperatura del aire es de 120°F? Una fuente indica que una temperatura del aire de 86°F con luz solar directa puede producir una superficie de carretera de 131°F.

En cuanto al uso de los compuestos pultruidos de FRP como aislante eléctrico: Sí, los compuestos de FRP son grandes aislantes eléctricos si el material está limpio, seco y sin daños. Como se ha mencionado anteriormente, la humedad y la contaminación pueden reducir significativamente la capacidad de aislamiento del material.

Independientemente de los problemas que puedan afectar negativamente a la capacidad de aislamiento, en una situación de peligro eléctrico, de poco servirá tener un puntal aislado con un accesorio final de acero sin aislamiento que el bombero sostenga mientras engancha el vehículo.

Las propiedades de conductividad eléctrica no deberían ser un problema no sólo por las razones expuestas anteriormente, sino por la mera razón de que sería ridículo estabilizar a sabiendas un vehículo cargado. Si el rescatador no sabe que el vehículo está cargado, está en problemas si sostiene una cabeza de puntal no aislada en sus manos mientras engancha el vehículo. El material del puntal es irrelevante. Todavía hay que tener en cuenta el reto de fijar la base de sujeción al vehículo. La conclusión es que la resistencia dieléctrica del puntal no es una preocupación.

Teniendo en cuenta lo anterior, no debería sorprender que no recomendemos el uso de puntales compuestos de FRP pultrusionados para su uso en el rescate diario de vehículos, ya que el entorno es simplemente demasiado duro para el material. Sin embargo, estos puntales ligeros pueden ser la solución para otra operación de rescate específica que pueda encontrar. Puede ser útil tener un conjunto disponible para esa situación en la que los puntales deben ser llevados a una gran distancia para llegar a la escena, como alguna situación de desierto.

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