La aplicación de la fibra de carbono está avanzando en los campos de embarcaciones pequeñas, yates, grandes barcos y otros barcos. La fibra de carbono es un material ideal para su uso en el campo de la construcción naval, ya que puede reducir la vibración de los barcos y mantener un buen entorno de comunicación inalámbrica entre barcos.
Además, la razón más importante para utilizar fibra de carbono es que este material puede mejorar la velocidad y la economía de combustible de los barcos al reducir el peso. Por ejemplo, reemplazando completamente el compuesto de fibra de vidrio (GFRP) por un compuesto reforzado con fibra de carbono (CFRP), el peso del barco se puede reducir en un 30%.
La siguiente figura muestra la aplicación de la fibra de carbono y sus materiales compuestos en yates. Al utilizar CFRP en la superestructura y la instalación de la cubierta, se puede reducir aún más el peso y mejorar la estabilidad del barco; Los ejes de transmisión de fibra de carbono también pueden reducir el peso y la vibración; La fibra de carbono también tiene amplias aplicaciones potenciales en palas de hélices.
Tradicionalmente, los materiales GFRP se utilizan habitualmente en la industria de la construcción naval. Debido al uso de sustratos intermedios como telas y sus procesos de formación, el GFRP también se puede aplicar al CFRP, lo que facilita el reemplazo de los componentes originales de GFRP de los barcos por CFRP.
En la mayoría de las aplicaciones aeronáuticas y deportivas, casi la mitad de la resina de matriz utiliza resina epoxi. Sin embargo, en la industria de la construcción naval, la mayoría de los materiales de resina de matriz CFRP utilizan resina de poliéster insaturado o éster vinílico. Para expandir la industria de la construcción naval, algunas empresas como la japonesa Toray han desarrollado fibras de carbono que pueden proporcionar una mayor fuerza de unión con resinas de éster vinílico y utilizarlas en una amplia gama de aplicaciones de construcción naval.
El CFRP no sólo tiene una alta resistencia específica y un alto módulo específico, sino que también utiliza su rendimiento de amortiguación para aumentar la frecuencia de vibración natural del barco. Por ejemplo, al utilizar CFRP en áreas donde se instalan motores y equipos auxiliares, se puede reducir eficazmente la vibración del barco causada por el funcionamiento del motor y del equipo auxiliar.
Además, la conductividad del CFRP también se puede aprovechar al máximo y, al utilizar CFRP para envolver las paredes de la sala de comunicación inalámbrica, se puede lograr un efecto de blindaje de 40 dB o más. Esto significa que mediante el uso de CFRP se pueden resolver problemas como las interferencias de ruido del motor y auxiliares causadas por ondas electromagnéticas que atraviesan los barcos y que dificultan la comunicación inalámbrica.
Además, la industria de la construcción naval utiliza ampliamente materiales compuestos mixtos compuestos de tejidos de fibra de carbono, fibra de vidrio o fibra de aramida. Al utilizar materiales compuestos para un diseño óptimo, se puede lograr el rendimiento objetivo y un equilibrio de costos integral. Por ejemplo, cuando se utilizan materiales compuestos de fibra de vidrio tradicionales, se pueden optimizar las combinaciones de materiales compuestos utilizando únicamente fibras de carbono en áreas que requieren rigidez, cumpliendo con los requisitos de rendimiento y reduciendo costos.