Con dos décadas de trayectoria en el sector de los composites, en nuestra empresa hemos observado cómo la elección del refuerzo de fibra de vidrio es un factor determinante para el éxito y el rendimiento de la pieza final. Dentro de la gran familia de la fibra de vidrio, el Roving es uno de los formatos más fundamentales y versátiles.
Sin embargo, cuando hablamos de roving, es crucial distinguir entre sus dos tipologías principales: el Roving Directo y el Roving Ensamblado (o Multihilo). Aunque ambos están formados por haces de filamentos de vidrio continuos, su proceso de fabricación, estructura interna, propiedades mecánicas y, por ende, sus aplicaciones, difieren sustancialmente.
1. Fundamentos: ¿Qué es el Roving de Fibra de Vidrio?
Antes de abordar las diferencias, es esencial comprender el concepto de roving. El roving es un haz o mecha de filamentos continuos de fibra de vidrio que se agrupan sin torsión, formando una especie de “hilo” grueso. Se suministra enrollado en bobinas o tortas y sirve como la columna vertebral de la resistencia mecánica en una gran variedad de composites.
Su función principal es proporcionar la rigidez, resistencia a la tracción e impacto al material compuesto (matriz de resina + refuerzo).
Terminología Clave
- Filamento: La fibra de vidrio elemental, extremadamente fina (micrómetros de diámetro).
- Tex (o Tasa): Unidad de medida de la densidad lineal del roving, expresada en gramos por cada 1.000 metros de hilo (g/km). Un tex más alto significa un roving más grueso.
- Apresto (Sizing): Recubrimiento químico superficial aplicado a los filamentos para protegerlos durante el manejo y, lo más importante, para garantizar una excelente compatibilidad y adhesión entre la fibra de vidrio y la resina (poliéster, viniléster o epoxi).
2. Roving Directo (Direct Roving): La Pureza de la Fibra
El Roving Directo es, en esencia, la forma más “pura” y simple del roving.
2.1. Proceso de Fabricación y Estructura
El Roving Directo se produce mediante la extracción de un único y gran haz de filamentos continuos directamente del buje de la máquina de estirado de vidrio fundido. Todos los filamentos dentro de este haz nacen del mismo buje y permanecen paralelos.
- Estructura: Se compone de un solo end (un solo haz de filamentos).
- Integridad: Los filamentos mantienen un alto grado de paralelismo y una tensión uniforme, lo que minimiza el rozamiento y la rotura de fibras durante el procesamiento.
- Apresto: El apresto aplicado está optimizado para mantener la integridad del haz y asegurar una alta resistencia de la pieza curada.
2.2. Propiedades y Ventajas
La estructura simple y paralela del Roving Directo le confiere propiedades únicas:
- Alta Resistencia Mecánica: Al ser un haz unitario y altamente alineado, transfiere las cargas de manera muy eficiente, resultando en una mayor resistencia a la tracción y rigidez en el producto final.
- Baja Pelusa (Fuzz): El bajo rozamiento durante el desenrollado y procesamiento reduce la generación de pelusa (filamentos rotos), lo cual es crucial para procesos automatizados.
- Excelente Trabajabilidad: Su estructura cohesiva permite un procesamiento limpio y rápido.
- Bajo Consumo de Resina (en algunos procesos): Su empaquetamiento eficiente de la fibra puede requerir menos resina en procesos como la pultrusión.
2.3. Aplicaciones Típicas del Roving Directo
Debido a su estructura de alto rendimiento y bajo desperdicio, el Roving Directo es el material preferido para:
- Bobinado de Filamentos (Filament Winding): Producción de tanques a presión, tuberías de gran diámetro, depósitos y botellas de gas. Requiere un roving que desenrolle perfectamente y mantenga la tensión.
- Pultrusión: Fabricación de perfiles estructurales continuos (vigas, ángulos, varillas) donde se requiere la máxima alineación y alta resistencia mecánica.
- Tejidos de Alto Rendimiento (Woven Roving): Se utiliza para tejer telas de roving de alta calidad y gramaje, usadas en la construcción de embarcaciones y en la industria eólica (palas).
3. Roving Ensamblado (Assembled Roving o Multi-End Roving): Versatilidad y Dispersión
El Roving Ensamblado (también conocido como roving de proyección o roving multihilo) es el formato más común y versátil, especialmente en los procesos de moldeo más tradicionales.
3.1. Proceso de Fabricación y Estructura
El Roving Ensamblado se crea al combinar (ensamblar) varios ends (haces más pequeños de filamentos) a partir de múltiples bujes o tortas individuales en una sola mecha.
- Estructura: Está compuesto por múltiples ends o mechas de filamentos que se agrupan en paralelo, a veces con una ligera torsión para mantener su cohesión.
- Propósito: Su diseño tiene un objetivo muy específico: facilitar la dispersión o corte de los filamentos.
- Apresto: El apresto está optimizado para la rápida mojabilidad (wet-out) con la resina y para una buena cortabilidad cuando se utiliza en equipos de proyección.
3.2. Propiedades y Ventajas
La naturaleza multihilo del Roving Ensamblado lo hace ideal para la dispersión.
- Excelente Cortabilidad y Dispersión: Es la característica más distintiva. Se rompe y dispersa fácilmente en filamentos cortos y manejables, lo que es esencial para el moldeo por proyección.
- Rápida Mojabilidad (Wet-Out): Debido a que el haz tiene más superficie expuesta (al estar formado por varios hilos), la resina penetra y moja las fibras mucho más rápido, acelerando el proceso de laminación.
- Manejo de Geometrías Complejas: La dispersión de las fibras cortadas facilita el refuerzo en esquinas, curvas y áreas de geometría complicada.
- Versatilidad: Es compatible con la mayoría de las resinas termoestables (poliéster, viniléster y epoxi).
3.3. Aplicaciones Típicas del Roving Ensamblado
El Roving Ensamblado es el caballo de batalla de la industria para procesos que requieren corte y proyección:
- Proyección (Spray-Up): Es la aplicación primordial. Se utiliza una pistola de proyección que corta el roving ensamblado a longitudes cortas (típicamente 25-50 mm) y lo mezcla simultáneamente con la resina sobre el molde.
- Laminación Manual (Refuerzo de Mat): Aunque se usa el mat (fieltro de hilos cortados) directamente, el roving ensamblado puede picarse o usarse para aumentar el gramaje y la resistencia en áreas específicas.
- Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio (GRC/GFRC): Algunas variantes de roving ensamblado resistente a los álcalis (AR-Glass) se usan en procesos de proyección o premezclado para reforzar el cemento y el hormigón.
4. Comparativa Técnica: Roving Directo vs. Ensamblado
La siguiente tabla resume las diferencias operativas y de rendimiento, que son críticas al seleccionar el material para un proceso de fabricación específico.
| Característica | Roving Directo | Roving Ensamblado (Multi-End) |
| Estructura | Un único haz continuo y grande de filamentos (un end). | Múltiples haces más pequeños unidos o agrupados (multi-end). |
| Alineación | Excelente paralelismo y alineación de los filamentos. | Menos alineación interna debido al agrupamiento de múltiples haces. |
| Resistencia Mecánica | Mayor (Óptimo para maximizar la resistencia a la tracción y rigidez). | Buena (Adecuado, pero la resistencia final depende de la dispersión). |
| Cortabilidad | Baja (Mantiene bien su integridad, no se dispersa fácilmente). | Excelente (Se dispersa y corta muy fácilmente). |
| Mojabilidad (Wet-Out) | Más lenta (Más difícil para la resina penetrar el haz compacto). | Rápida (La estructura multihilo permite un contacto superficial rápido con la resina). |
| Procesos Típicos | Bobinado de Filamentos, Pultrusión, Tejido de Roving de alto rendimiento. | Proyección (Spray-Up), Procesos que requieren alta dispersión. |
| Costo | Generalmente más económico por su proceso de fabricación más simple. | Ligeramente más costoso debido al proceso de agrupamiento adicional. |
5. El Impacto de la Elección en el Producto Final
La decisión entre un tipo de roving y otro no es trivial; afecta directamente a las propiedades finales del composite, al rendimiento de la producción y a la eficiencia económica.
Rendimiento Mecánico
- Si su aplicación es estructural (por ejemplo, una viga pultruida o un tubo de alta presión), la integridad y alineación del Roving Directo son imprescindibles. Este formato asegura que las cargas se distribuyan a lo largo del eje del filamento de vidrio, explotando al máximo su alta resistencia a la tracción.
- Si la pieza es una cubierta o una carcasa donde la facilidad de aplicación en el molde y la resistencia al impacto son prioritarias sobre la resistencia pura a la tracción, el Roving Ensamblado ofrece la mejor relación versatilidad-costo-velocidad.
Eficiencia y Velocidad de Producción
En procesos altamente automatizados como el Filament Winding y la Pultrusión, el Roving Directo es sinónimo de eficiencia. Un roving que no genera pelusa y mantiene su cohesión permite que las máquinas funcionen a mayores velocidades sin roturas ni atascos.
Por otro lado, en la Proyección, la rápida mojabilidad y excelente cortabilidad del Roving Ensamblado son esenciales para mantener un alto ritmo de producción, logrando una saturación de resina uniforme en segundos.
Coste final
En términos generales, el Roving Directo tiende a ser más rentable por kilogramo, ya que su proceso de fabricación es más directo. Sin embargo, el Roving Ensamblado puede ofrecer una mejor rentabilidad total en procesos como el spray-up al reducir los tiempos de laminación y el riesgo de piezas mal mojadas.