La fibra de carbono y la fibra de vidrio son ambas materiales compuestos (fibras embebidas en una matriz de resina) y ambas se utilizan ampliamente por su resistencia, su poco peso y su resistencia a la corrosión. Pero se diferencian en varios aspectos importantes. Así se comparan en textura, resistencia, rigidez, peso, dilatación térmica y coste.
Textura
La fibra de carbono tiene una superficie lisa y brillante con un característico patrón tejido: un aspecto elegante y de alta tecnología. La fibra de vidrio, en cambio, tiene una superficie más rugosa y mate con una orientación de fibra aleatoria o unidireccional, lo que le da un aspecto menos refinado.
Resistencia
La resistencia mide la capacidad de un material para resistir la rotura bajo tracción o compresión. La fibra de carbono es algo más resistente que la fibra de vidrio y puede sustituir al metal en ciertas aplicaciones: la fibra de carbono de grado industrial es más de un 20 % más resistente que la fibra de vidrio de alta calidad, con una relación resistencia-peso aproximadamente doble. La fibra de vidrio no iguala esa resistencia a la tracción, pero tiene un módulo de tracción mucho menor, lo que le permite doblarse y absorber más deformación antes de romperse.
Rigidez
La rigidez mide la resistencia a la deformación bajo tensión. La fibra de carbono es notablemente menos flexible que la fibra de vidrio, por lo que es más adecuada allí donde importa la rigidez, por ejemplo en componentes mecánicos. Su módulo de tracción es unas 4 veces el de la fibra de vidrio. Donde la flexibilidad importa más que la rigidez, la fibra de vidrio suele ser la mejor opción.
Peso
Ambos materiales son notablemente ligeros comparados con metales como el acero o el aluminio, por lo que ambos se utilizan mucho en campos sensibles al peso como el aeroespacial y la competición. La fibra de carbono suele pesar un 15 % menos que la fibra de vidrio de resistencia comparable.
Dilatación térmica
La dilatación térmica describe cómo cambia el tamaño o la forma de un material con la temperatura. La fibra de carbono en su forma más pura tiene un coeficiente de dilatación térmica negativo (en realidad se expande ligeramente con el frío), pero su matriz de resina tiene un coeficiente positivo, y ambos se compensan en gran medida, dejando un coeficiente global cercano a cero. Eso significa que las piezas de fibra de carbono no se contraen con el frío como a veces lo hace la fibra de vidrio. Donde el calor o el frío extremos hacen que la dilatación térmica sea un problema real, la fibra de carbono suele ser la opción más segura.
Coste
La fibra de carbono cuesta más que la fibra de vidrio, debido a unos costes de producción más altos y a una disponibilidad más limitada; el precio varía según el tipo, la calidad y el origen. La fibra de vidrio es más barata y está más ampliamente disponible, lo que la convierte en la opción más accesible para muchas aplicaciones.
Conclusión
Tanto la fibra de carbono como la fibra de vidrio son excelentes materiales compuestos, con alta resistencia, poco peso y resistencia a la corrosión, pero divergen de forma notable en textura, resistencia, rigidez, peso, comportamiento térmico y coste. Según las necesidades concretas de su proyecto, uno puede superar claramente al otro, o puede tener sentido una combinación de ambos. En cualquier caso, ambos siguen estando entre los materiales más capaces que existen hoy.