Construcciones Navales II
En muchas zonas del mundo es cada vez más complicado encontrar el tipo de madera necesario para construir un bote de madera de buena calidad. Por lo tanto, muchos astilleros de este tipo de barcos están empezando a utilizar el plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV). La información que se expone en este manual se refiere específicamente a la fabricación de una embarcación pesquera sin cubierta de 4,5 m, llamada MDV-1. Esta
embarcación es simple, fácil de manejar y exhibe buenas condiciones de navegabilidad tanto para la propulsión a remo como a motor. Su diseño de uso general la capacita para las aguas costeras de todo el mundo.
En este documento se presentan nociones básicas generales sobre el uso del PRFV como material de construcción de embarcaciones y se detalla paso a paso la fabricación de una embarcación pesquera sin cubierta de 4,5 m usando dicho material. Asimismo, se describe cómo mantener una embarcación de PRFV y reconocer signos de fatiga, y se incluyen algunas directrices simples para la reparación de desperfectos en el PRFV.
Esta información está orientada a astilleros con poca experiencia que ya disponen de un molde macho o hembra. (Construir un molde macho no es fácil y requiere pericia para interpretar los planos de formas y gálibos). Se supone que las personas que planeen construir una embarcación tienen ya un conocimiento general del uso de herramientas manuales básicas. Este trabajo también podrá servir de ayuda para el mantenimiento y mejora del control de calidad en los astilleros que ya disponen de alguna experiencia en trabajos con este material.
Este manual proporciona a los operarios de los astilleros y a los pescadores un mejor conocimiento de cómo se comporta el PRFV, cómo reconocer signos de fatiga y daños más graves, y cómo llevar a cabo operaciones de mantenimiento y reparación.
PARTE I – Información general
INTRODUCCIÓN
El plástico reforzado con fibra de vidrio, o PRFV, es un compuesto de varios materiales (principalmente fibras de vidrio y resina) dispuestos en capas alternas, que se endurece hasta formar un laminado sólido. A efectos de comparación, las fibras de madera de un árbol se mantienen unidas debido a su adhesivo natural, la lignina. De la misma manera, las capas de material de fibra de vidrio del PRFV se adhieren entre ellas con resina de poliéster. Tanto en los árboles como en el laminado de plástico reforzado con fibra de vidrio, las fibras confieren resistencia a la estructura, a la vez que la lignina y la resina mantienen las fibras unidas creando rigidez y distribuyendo la carga entre ellas.
Si se monta correctamente, el laminado puede ser a la misma vez fuerte y rígido, así como tener buena resistencia a la fatiga y a los efectos del agua.
Si el proceso de construcción es deficiente, es posible que el laminado muestre una buena apariencia en la superficie pero, debido a su mala calidad, podría degradarse y colapsar a la mitad de su vida útil, o incluso antes.
Este manual básico se concentra en el procede preparación del molde y en la construcción de una embarcación de PRFV, mediante la adhesión de capas de tejido encolado de fibra de vidrio, llamado mat de hilos cortados, usando una resina denominada poliéster ortoftálico de uso general (poliéster), aunque también se pueden emplear otras resinas como el viniléster o epoxi.
La resina, que es un producto químico del petróleo, es tóxica e inflamable. Por lo tanto, cuando se trabaja con este material, es importante tener en
cuenta las medidas de seguridad que se exponen a continuación.
DESCRIPCIÓN Y MANEJO DE MATERIALES
¿Qué es el plástico reforzado con fibra de vidrio?
En muchas zonas del mundo, es cada vez más complicado encontrar el tipo de leño necesario para construir un bote de madera de buena calidad. Por lo tanto, muchos astilleros de este tipo de barcos están empezando a utilizar el plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV). Sin embargo, su pericia para trabajar con este material puede que no sea tan buena como cuando trabajan con madera.
Debido a que el laminado de PRFV no es trasparente, puede ser difícil determinar si la calidad estructural del laminado es buena o mala. Cuando un astillero entrega una embarcación, es posible que la superficie del laminado muestre un buen aspecto exterior, pero las capas internas pueden ser de mala calidad o estar deterioradas por la fatiga. A menudo, tales defectos sólo son detectados por los pescadores de forma súbita y cuando están bastante lejos de tierra, demasiado tarde para tomar medidas preventivas.
Acetona
La acetona es un solvente líquido que se usa bastante para disolver y eliminar poliéster de brochas, rodillos y otras herramientas antes de que éste se endurezca o cure. Esta
sustancia puede ser absorbida a través de la piel y quedar almacenada en el cuerpo, a la vez que elimina los aceites naturales que mantienen la piel flexible y saludable. El uso
frecuente de acetona durante largos periodos de tiempo sin una protección adecuada puede tener graves consecuencias para la salud. Cuando se trabaja con este producto,
deberá evitarse el contacto directo empleando guantes protectores y nunca se usará acetona para lavarse las manos.
Estireno
El estireno es un componente normal de la resina de poliéster, además de ser un disolvente que puede usarse para disminuir la viscosidad del poliéster y gelcoat. Aunque
este producto es también necesario en el proceso de curado, nunca deberá usarse más de un 5 por ciento, ya que una cantidad mayor podría producir un desequilibrio en el proceso de curado y debilitar el laminado final. Cuando se reparan laminados antiguos, se podrá mejorar la unión entre las capas viejas y nuevas del laminado de poliéster si se
limpia la superficie ligeramente con estireno antes del laminado. Además, este producto es también eficaz para la limpieza de moldes.
Espuma de poliuretano
La espuma de poliuretano (PU) vertible puede emplearse en el interior de bancos y otras cavidades huecas de flotación. Para fabricar la espuma, se usan dos líquidos, A y B, disponibles en latas separadas, que se mezclan en cantidades iguales (1:1) para conseguir la expansión y el curado adecuados. Antes de su uso, deberá confirmars la cantidad de líquido necesaria para alcanzar el volumen deseado. Normalmente, 1,6 kg de mezcla líquida se expande hasta formar un pie cúbico de espuma (28,3 litros) aproximadamente. Este producto también se comercializa en forma de bloques y láminas de varias densidades.
La resina de poliéster puede aplicarse directamente sobre la espuma de poliuretano(PU) curada.
Poliestireno expandido (estiroespuma)
Este producto también puede utilizarse como material de flotación. La estiroespuma es generalmente la espuma más barata que existe y se comercializa en forma de bloques
y láminas. Sin embargo, este material puede dañarse fácilmente con solventes y se funde al contacto con acetona, estireno y gasolina. De ahí que no sea práctico laminar
directamente sobre estiroespuma sin aislarla con plástico a prueba de solventes. El poliestireno expandido también absorbe agua cuando está en contacto con ésta durante
largos periodos de tiempo, por lo que deberá de hacerse impermeable tratándolo, por ejemplo, con una emulsión de betún.
HERRAMIENTAS NECESARIAS
Aparte de los moldes, se necesitan una serie de herramientas manuales especializadas.
Si la humedad ambiental aumentara por encima del 80 por ciento, el ligante en el mat absorberá el exceso de agua y el refuerzo (mat) quedará «húmedo», es decir, perderá
su resistencia. Una solución común para la mayoría de estos problemas consiste en hacer el trabajo de laminado durante la mañana, antes de que el sol caliente demasiado o aumente el grado de humedad.
Instalaciones
En un clima tropical, los materiales de PRFV deberán almacenarse en unas condiciones que sean lo más oscuras y frías posibles, a fin de asegurar la máxima vida de almacenamiento.
En climas más fríos, si los materiales se almacenaran a temperaturas cercanas a los 0 ºC, o inferiores, será necesario tener presente que un bidón de poliéster necesita pasar
aproximadamente una semana a temperatura ambiente (entre 18 y 23 ºC) para alcanzar la temperatura de trabajo adecuada.
2. Deberán pedirse al proveedor las fichas técnicas de cada producto, las cuales se conservarán para futuras consultas (en el Anexo 5 se incluye un ejemplo al respecto). Dichas fichas técnicas deberán recoger todas las propiedades físicas y técnicas necesarias para que el proyectista de la embarcación pueda producir un producto de calidad. Las resinas pueden variar ampliamente con respecto a características tales como viscosidad y resistencia. Las fichas técnicas también proporcionan información clave relacionada con las proporciones de mezcla adecuadas y la gama de temperaturas críticas necesarias para el laminado, entre otros factores.
3. Es muy importante que la fibra de vidrio (mat de hilos cortados) se mantenga en condiciones secas y limpias, lo cual es difícil de conseguir en un clima caluroso y húmedo. El mat de fibra de vidrio deberá almacenarse en una habitación seca y ventilada, y se cubrirá con plástico si existiera mucho polvo o contaminación en el aire, o hubiese posibilidad de lluvia.
4. De ser posible, el poliéster y el gelcoat deberán almacenarse a menos de 25 ºC, ya que su vida de almacenamiento se verá significativamente reducida a temperaturas más altas.
5. Antes de su uso, el gelcoat y las resinas deberán removerse completamente en el recipiente original. Según las normas actuales, se supone que la resina debe agitarse durante 10 minutos cada día, para evitar que los aditivos se separen y precipiten hacia el fondo del bidón. Si el gelcoat no se remueve antes de usarse, los aditivos que contiene tienden a veces a separarse y subir a la superficie del recipiente.
6. A fin de obtener el mejor resultado durante la laminación, las materias primas, el molde y el entorno de trabajo deberán estar a la misma temperatura. Si la temperatura fuera muy superior a 30 ºC, como por ejemplo 37 ºC, el tiempo de gel será más corto, y si ésta fuera bastante inferior a 30 ºC, se correrá un alto riesgo de que el curado sea deficiente. Una temperatura baja y un alto grado de humedad también pueden causar que el gelcoat presente «piel de cocodrilo» (arrugado).
Almacenamiento de materiales
Entre las precauciones que deben tomarse con respecto al manejo y almacenamiento de materiales de PRFV, se incluyen las siguientes:
1. Deberá comprobarse siempre que los materiales recibidos son los pedidos al proveedor y nunca deberá suponerse que los materiales recibidos son los que se ordenaron. En cuanto lleguen los contenedores, deberán verificarse los números de lote y las fechas de producción y de caducidad. Si un producto estuviera pasado de fecha, o fuese de una calidad diferente a la ordenada, deberá devolverse por cuenta del proveedor. Es importante cotejar estos datos, porque si la embarcación sufre una avería debido al uso de materias primas inapropiadas, el dueño culpará al constructor en vez de al proveedor
APLICACIÓN BÁSICA DEL LAMINADO
1. El molde se preparará aplicando cera desmoldeante y pulimentando, o mediante la aplicación de agente desmoldeante, como se describe en la ilustración 6. El paso siguiente en la fabricación de una embarcación de PRFV es la preparación y aplicación del gelcoat. Una vez que éste se ha mezclado con la cantidad adecuada
3. Será necesario seguir los pasos iniciales establecidos en la sección Descripción y manejo de materiales y asegurarse de que se usa la cantidad correcta de endurecedo para conseguir un buen curado.
Antes de colocar el mat de fibra de vidrio, siempre deberá aplicarse una capa de resina de poliéster. Es conveniente usar un rodillo metálico para eliminar las burbujas de aire y comprimir las capas de resina y fibra de vidrio entre sí.
Si se utiliza una medida de un litro en vez de una de un kilo para calcular la cantidad de resina de poliéster, la diferencia fraccional entre volumen y peso es tan pequeña que se puede decir que un kilogramo equivale a un litro. Ninguno de estos dos métodos de medida supondrá una perdida de calidad significativa cuando se trabaje con estos materiales en una estructura robusta como la de la embarcación MDV-1.
4. La primera capa, o «capa primaria», se compone de resina y un mat de 300 g. No deberá existir ningún abultamiento o contaminación en el gelcoat curado antes de empezar el proceso de laminado. Es esencial eliminar con cuidado las burbujas de aire y que la primera capa se cure durante un periodo de 4 a 6 horas, o incluso durante la noche, antes de añadir la siguiente capa. Cuando se trata de la capa primaria, es especialmente importante que el mat de fibra de vidrio haya sido rasgado (como se muestra en la ilustración 28), en vez de cortado, y los trozos de mat deberán colocarse lado con lado, sin solaparse unos con otros. Esta técnica proporciona una transición suave entre la capa primaria y las capas siguientes, y no afecta a la estructura de la embarcación. Debido a que la capa primaria no es estructural, el hecho de unir los trozos de fibra de vidrio de esta forma no tiene
ningún efecto sobre la resistencia total del producto final.
La ilustración 30 muestra la cantidad correcta de fibra de vidrio (mat de hilos cortados) y poliéster que se utiliza para un laminado de mat, y cómo distribuir o solapar los trozos de mat de fibra de vidrio en una capa estructural.
de endurecedor, como se detalla en la ficha técnica, es importante aplicar el grosor apropiado usando un rodillo, brocha o pistola pulverizadora. Es conveniente que el espesor total de esta capa de gelcoat sea de entre 0,4 y 0,8 mm. Dicho grosor se puede medir usando un simple «medidor de película húmeda», que se obtendrá a través del proveedor del gelcoat, aunque un medidor de espesor también se puede fabricar con una pieza de metal. A título de referencia práctica, una generosa capa de gelcoat aplicada con brocha tiene un grosor aproximado de entre 0,25 y 0,3 mm, por lo que será suficiente con aplicar dos capas.
Esta capa inicial de gelcoat deberá estar totalmente curada antes de empezar la laminación y es preferible esperar tres o cuatro horas para que el curado se realice por completo. Si se empezara el laminado antes de una hora y media después de la aplicación del gelcoat, se corre el peligro de que el poliéster ablande el gelcoat y lo arrugue, produciendo lo que se denomina «piel de cocodrilo».
A fin de conseguir un buen enlace primario entre el gelcoat y la resina de poliéster, el proceso de laminación deberá empezar tan pronto como se pueda después decuatro horas de la aplicación del gelcoat, y definitivamente antes de que pasen 24 horas a partir de este momento. Esta regla también se emplea en el caso del «tiempo abierto» (tiempo de trabajo) del poliéster, para asegurar un buen enlace primario entre las capas laminadas. (En la Parte III: Mantenimiento y reparaciones se facilita información más detallada sobre el enlace primario). Deberán tomarse medidas de precaución para evitar la contaminación de la superficie del gelcoat.
Si un molde con una capa recién aplicada de gelcoat permanece durante la noche en una nave abierta, deberá cubrirse con un plástico ligero. Esto es especialmente importante en caso de lluvia o viento, u otras condiciones atmosféricas que puedan causar contaminación del gelcoat.
Todos los materiales necesarios deberán prepararse antes de empezar a laminar sobre el gelcoat. La resina para la fibra de vidrio deberá removerse completamente a temperatura ambiente antes de incorporar el endurecedor y proceder a la mezcla. Una vez que la resina se haya mezclado con el endurecedor, todos los pasos necesarios para construir una capa de laminado deberán completarse rápidamente, ya que sólo se puede trabajar con esta mezcla durante un periodo de 10 a 15 minutos. Los proveedores de resinas deberán suministrar fichas técnicas detallando el periodo en el que se puede trabajar con el poliéster a una cierta temperatura y con una cantidad específica de endurecedor. En el Anexo 5 se presenta un ejemplode una ficha técnica de poliéster ortoftálico de uso general.
2. Sólo se mezclará la cantidad de poliéster y endurecedor que se vaya a aplicar al mat de fibra de vidrio en el tiempo disponible. Es probable que una pequeña cantidad de poliéster mezclado en un recipiente grande, como se muestra en la ilustración 27, tarde más en gelificarse que si se realiza la misma mezcla en un recipiente pequeño. La diferencia en el tiempo de gel se debe al incremento de calor exotérmico, un problema que también ocurre si el laminado es demasiado grueso.
5. Desde el punto de vista del control de calidad, es muy importante mantener una inspección visual continua y rigurosa para detectar cualquier signo de contaminación de la superficie o aire atrapado. Si la fibra de vidrio queda demasiado empapada, el laminado tomará un color blanco; si el calor exotérmico aumenta con demasiada rapidez, el laminado cambiará de color y parecerá que tiene aire o que está espumoso; y si se usa gran cantidad de poliéster, aparecerán parches mojados. El constructor de la embarcación es normalmente la única persona que puede detectar y corregir fallos de esta clase, los cuales serán invisibles cuando se haya colocado la siguiente capa de laminado. Si dichos fallos no se corrigen inmediatamente, la nueva embarcación acabada ya tendrá puntos débiles de menor o mayor importancia.
6. En la construcción de una embarcación de pesca de 4,5 m MDV-1 sólo se usará mat de hilos cortados por su facilidad de empleo, en vez de tela tejida. Una cuestión importante a la hora de laminar es montar cada capa en el intervalo de tiempo apropiado. Se permitirá que el laminado se enfríe después del proceso de curación (exotermia) antes de empezar con las dos capas siguientes, pero el trabajo deberá terminarse en un plazo de 24 horas. En el apartado «Reparación de daños estructurales» de la Parte III, se explica con más detalle el tema de los enlaces primario y secundario, así como la preparación de una superficie para el laminado.
ASPECTOS DE SEGURIDAD E HIGIENE
Seguridad personal y protección del medio ambiente cuando se trabaja con plástico reforzado con fibra de vidrio
Seguridad personal
1. Seguridad ocular
En todos los entornos industriales, se necesita protección para prevenir que cualquier objeto o producto químico entre en contacto con los ojos de los trabajadores. Cuando se trabaja con plástico reforzado con fibra de vidrio, se tomarán precauciones para evitar peligros de carácter químico, que pueden abarcar desde la irritación ocular a la corrosión aguda, y también de carácter físico, tales como la irritación provocada por partículas en suspensión en el aire.
Por ejemplo, el catalizador o endurecedor (peróxido de MEC) es un líquido altamente corrosivo y las máquinas pulidoras producen muchas partículas aerotransportadas peligrosas. En ambos casos, será necesario usar protección ocular, principalmente en forma de gafas protectoras, cuando se trabaja con materiales de PRFV
2. Seguridad respiratoria
Es evidente que los pulmones constituyen uno de los órganos más importantes que hay que proteger en un astillero. La mayoría de los astilleros disponen de ventilación mecánica para mantener los niveles de sustancias volátiles, o gases peligrosos, y polvo por debajo de un nivel aceptable. Siempre que exista contacto directo con sustancias peligrosas, tales como gases de estireno y polvo de fibra de vidrio, deberá llevarse un respirador adecuado, incluso cuando haya ventiladores o extractores funcionando. Es posible que no se detecte inmediatamente que el contacto con estas sustancias esté teniendo algún efecto nocivo, pero a largo plazo, el polvo de fibra de vidrio se acumulará en los pulmones, causando problemas respiratorios y resultando, finalmente, en neumotórax. Los gases de estireno que emanan del poliéster pueden provocar problemas en el sistema nervioso y posibles lesiones cerebrales, mientras que los isocianuros producidos en la curación del poliuretano son tóxicos y las aminas originadas durante el curado del epoxi están
relacionadas con el cáncer.
Cuando se trabaja con sustancias volátiles en una zona cerrada con poca o ninguna ventilación, tal como en el interior de una embarcación, deberá utilizarse la protección de respiradores con entrada externa de aire fresco. Si no se usa esta clase de protección, se corre el riesgo de inflamación pulmonar de carácter químico.
3. Seguridad auditiva
La exposición a sonidos fuertes de forma constante, o incluso periódica, puede conducir finalmente a una pérdida de oído permanente. Deberá llevarse protección en los oídos siempre que una herramienta mecánica, tal como una pulidora u otra máquina ruidosa, esté en funcionamiento. Cuando se lleva esta clase de protección, el operario deberá prestar atención especial a la comunicación con los compañeros de trabajo, así como a la posición de estos, por razones de seguridad, ya que, de lo contrario, es posible que no siempre oiga si los demás están tratando de comunicarse con él.
4. Seguridad al caminar y subir a andamios
La fibra de vidrio sin curar y la resina son muy resbaladizas. Cualquier derrame en el suelo, escalones y andamiaje puede ocasionar caídas graves y otros accidentes.
En el caso especial de embarcaciones grandes, es importante disponer de un fácil acceso al laminado mojado sin ocasionar daños. Es necesario tomar medidas de precaución durante la construcción y al usar escalones y escaleras de mano. Los cables eléctricos pueden ocasionar tropiezos.
NB: Deberá construirse una brida en el molde macho del casco para conectar el casco a la cubierta, como se muestra en el Dibujo técnico 44.
Los listones de madera colocados horizontalmente a lo largo de la superficie del molde macho pueden ser de distinta clase y dimensiones. En este ejemplo, se han usado planchas de madera de 12 mm de ancho por 45 mm de alto para la superficie relativamente plana de los lados de la embarcación, y de 12 mm de ancho por 30 mm de alto para la superficie más curvada, donde los lados se convierten en los bajos de la embarcación. Estas planchas se fijan con pequeños clavos, horizontalmente y a intervalos de 5 a 10 cm, a todo lo largo de la eslora de la embarcación, justo donde los bloques de madera se han añadido sobre las cuadernas.
La diferencia de altura entre los listones de 45 mm y de 30 mm deberá nivelarse aproximadamente antes de empezar a colocar el contrachapado.
Las planchas de contrachapado (del tipo Fancyply, por ejemplo) de 3mm se sujetarán a los listones diagonalmente (véase la figura 45), a fin de conseguir una superficie más
estable y, también, porque se adaptan mejor a la forma del pantoque. Además de clavos, se usará un poco de cola para sujetar las planchas.
3. Reducción de la cantidad de desechos y eliminación de materiales
A fin de minimizar el peligro de incendios y la contaminación, es necesario planificar de antemano y ejercer buenas prácticas de la eliminación de desechos.
Las autoridades locales disponen de normativas para el tratamiento de desechos peligrosos y, a menudo, es rentable separar los desechos peligrosos de los no peligrosos.
¡También se ahorra dinero utilizando las materias primas de forma cuidadosa y evitando derroches!
4. Almacenamiento de materias primas
Es preferible que todas las materias primas se almacenen en habitaciones separadas para mantener su calidad antes de usarlas y por razones de seguridad. A fin de reducir el riesgo de incendios, es particularmente importante mantener el catalizador en una habitación separada de la del poliéster y gelcoat.
5. Documentación
Las fichas técnicas del material adquirido, solicitadas al proveedor y suministradas por éste, deberán incluir toda la información necesaria para el tratamiento de los productos químicos de manera segura. Se recomienda que dichas fichas técnicas se archiven en una carpeta, que se mantendrá en un lugar seguro y estará disponible para todo el personal que pueda estar potencialmente expuesto a estos productos químicos.
PARTE II
– Construcción de la embarcación MDV-1
La embarcación MDV-1 es simple, fácil de manejar y exhibe buenas condiciones de navegabilidad tanto para la navegación con remo como a motor. Su diseño de uso general la capacita para las aguas costeras de todo el mundo.
Debido a que es una embarcación de tamaño medio y de poco peso, se puede varar en la playa con facilidad y uno o dos pescadores pueden manejarla sin esfuerzo. En condiciones normales, un motor de 5 CV le proporciona la potencia necesaria, aunque para aguas de corrientes mayores puede que sea necesario un motor de 10 CV. Sin
embargo, al no estar diseñada para la velocidad, esta embarcación no se beneficia en particular al usar un motor más potente.
Es necesario disponer de un molde hembra para construir la MDV-1, el cual deberá fabricarse si no hubiera uno ya disponible para esta embarcación. Dicho molde se construye usando un molde macho que, a primera vista, parece una embarcación acabada. No es necesario que este molde macho sea tan rígido como una embarcación, ya que su única utilidad es proporcionar una base para la laminación del molde hembra.
El molde macho de la embarcación está compuesto por la plantilla principal del molde, o molde del casco, moldes separados del banco central y el de popa, y el molde de cubierta.
CONSTRUCCIÓN DEL MOLDE MACHO
Un molde macho está formado por varias partes separadas, que pueden ser de madera, yeso, metal o cualquier otro material que sea resistente al monómero de estireno.
Es muy importante recordar que la superficie del molde hembra (y de la embarcación) es un fiel reflejo de la superficie del molde macho. Cuanto más lisa sea la superficie de éste, mejor será el acabado de la embarcación y su aspecto externo. A fin de conseguir un buen acabado, es necesario eliminar cualquier imperfección mediante el uso de masilla, así como lijando y pulimentando la superficie final. Cuando se utiliza un material poroso como madera o yeso, es importante terminar el molde macho con una buena pintura de dos componentes que sea resistente al monómero de estireno.
También es posible utilizar una antigua embarcación de madera como molde macho para un diseño de PRFV. El Anexo 1 proporciona más información con respecto a este método.
El plano de formas de la ilustración 39 muestra la estructura y secciones de la MDV- 1 de 4,5 m, a una escala de 1:20, y la cartilla de trazado está disponible en el Anexo 4.
Los principios básicos del trabajo con madera y diseño de estructuras se exponen en FAO Documento técnico de pesca y acuicultura, núm. 134, rev. 2: Diseños de embarcaciones pesqueras: 2. Lanchas de fondo en «V» endueladas y de madera contrachapada.
Es posible conseguir fácilmente una estructura estable usando madera contrachapada, o planchas de fibra, en la construcción de las cuadernas, como se muestra en el dibujo
técnico «Plantilla del molde macho» (ilustración 40). Asimismo, véase también el dibujo siguiente (ilustración 41)
6. Seguridad cutánea
Las amenazas invisibles pueden ser tan peligrosas como las visibles.
Deberá evitarse el contacto directo con solventes como, por ejemplo, el estireno y la acetona, ya que estas sustancias pueden ser absorbidas por la piel e incorporarse, finalmente, al flujo sanguíneo. Esta absorción puede resultar de tocar estos líquidos directamente o cuando el aire está altamente contaminado con solventes por el uso de rociadores. El contacto directo y repetido con solventes tiene efectos acumulativos y a largo plazo.
7. Seguridad contra incendios
No deberá permitirse fumar ni hacer hogueras en una planta de construcción de embarcaciones o astillero.
La mayoría de los materiales que se usan en la construcción de PRFV son altamente volátiles y pueden causar incendios rápidamente. Todas las personas en el lugar de trabajo deberán comprometerse a eliminar el peligro de incendio.
El efecto combinado de fumar cigarrillos e inhalar gases de sustancias volátiles incrementa enormemente los riesgos para la salud.
Los aparatos eléctricos y las herramientas mecánicas se usarán con cuidado. Los cables eléctricos representan riesgos importantes, incluyendo cables en malas condiciones y contactos sueltos que pueden provocar explosiones o dar lugar a incendios. Es más seguro usar herramientas neumáticas.
Cualquier derrame de catalizador puede significar un peligro de incendio importante, tanto si se lamina con pistolas rociadoras o a mano.
Si se utiliza mucho catalizador o se emplea demasiado tiempo en ciertos detalles del laminado, es posible que la resina empiece a endurecerse en el cubo («inicio de curado» prematuro). En estas circunstancias, el calor exotérmico puede aumentar rápidamente y causar un incendio, a menos que el cubo se lleve a un lugar seguro y se vierte agua sobre la resina.
Un aumento anormal de calor exotérmico también puede ocurrir cuando la fibra de vidrio saturada y húmeda se echa a un contenedor de basura; los trapos empapados de solvente no deben echarse en el mismo contenedor.
La mezcla de acelerador y catalizador (impulsor e iniciador) causa explosiones.
Seguridad en el taller
1. Control de polvo y gases
Cuando se está lijando, la manera más eficaz de controlar el polvo es en la fuente.
Para ello, será necesario disponer de un extractor o recogedor de polvo con un gran diámetro de manguera, o conectar a la pulidora una aspiradora (preferiblemente del tipo «HEPA VAC») por medio de un accesorio de manguera.
Debido a que es muy difícil eliminar todo el polvo en la fuente, puede ser útil combinar distintos métodos para mantener un entorno de trabajo saludable en un taller donde se realicen varias operaciones a la vez.
En una planta de construcción de embarcaciones, el método más eficaz consiste en realizar las operaciones de lijado y pulido en una habitación separada., siempre que sea prácticamente posible.
A fin de controlar los gases, siempre deberá existir algún sistema de extracción de aire y ventilación en el área donde se realizan trabajos de pintura, gelcoat y laminación. De esta forma, se reduce la parte de la planta de construcción donde se necesitan respiradores.
2. Control del riesgo de incendios
5. Seguridad de manos y dedos
La construcción de embarcaciones de fibra de vidrio requiere que las manos y los dedos estén en plena forma. Los trabajadores de astilleros pueden perder su trabajo cuando sufren alguna lesión en manos o dedos, o cuando pierden alguno de estos miembros.
Las pulidoras de disco y las sierras mecánicas deberán estar siempre equipadas de protección adecuada. Aunque llevar guantes es muy importante para protegerse contra los productos químicos y las abrasiones, es posible que estos dificulten a veces la capacidad de trabajar de forma segura con herramientas mecánicas. Será necesario encontrar un equilibrio en las condiciones de trabajo, a fin de conseguir la máxima protección contra productos químicos y herramientas eléctricas.
Durante los preparativos para fijar la cubierta al casco, se usará una pulidora de disco para pulir las dos bridas, dejándolas muy planas, y producir un acabado rugoso.
Se aplicarán dos capas de laminado de mat de 450 g sobre la brida y las dos partes se sujetarán con abrazaderas para dejarlas curar.
Un método mejor, aunque un poco más caro, para fijar las dos mitades consiste en usar poliuretano, o sellador de construcción de polímero MS, como compuesto fijador. Este sellador también debería usarse para adherir los accesorios, pernos y tornillos durante el ensamblaje. Si no se emplean grapas mecánicas, podrá fabricarse una abrazadera simple y usarla para mantener las dos mitades unidas mientras que se endurece el PRFV o el compuesto fijador.
Preferiblemente, el nuevo molde hembra deberá colocarse bajo una carpa, a unos 40 ºC aproximadamente, y dejarlo precurar durante dos días; esta temperatura alta es fácil de mantener en un clima tropical. El precurado debería disipar la mayoría del estireno activo de la superficie del molde hembra y ayudar a prevenir que el molde nuevo se adhiera al gelcoat en la fabricación de la primera embarcación. Una vez que se haya terminado de construir este primer bote y se haya separado del molde hembra, la superficie de éste se preparará con cera, como se ha descrito con anterioridad en este capítulo, antes de empezar a trabajar en una segunda embarcación.
Una manera barata de «recuperar» el molde consiste en construir dos productos «desechables», fabricados con una cantidad adicional de endurecedor, para crear un gelcoat «caliente», y dos capas de laminado. Este sistema ayudará a prevenir que la primera embarcación real que se construya quede adherida al molde hembra.
El uso de desmoldeante de APV es una medida de precaución sencilla, aunque produce un acabado deficiente de la superficie. En estos casos, será necesario pulir y abrillantar durante más tiempo para conseguir un acabado adecuado.
ATENCIÓN: El gelcoat para moldes no lleva estabilizador de rayos ultravioletas, por lo que el molde hembra deberá protegerse contra la luz directa del sol durante su almacenamiento.
CONSTRUCCIÓN DE LA EMBARCACIÓN
El molde hembra se preparará como se describe en la sección anterior, «Fabricación del molde hembra». La construcción de la propia embarcación empezará aplicando gelcoat
de grosor apropiado al molde hembra preparado, para lo que será suficiente con dos capas aplicadas con una brocha (0,4 a 0,8 mm).
Los siguientes pasos consisten en la aplicación del laminado de la capa primaria y las capas principales (estructurales). Los procedimientos a seguir se describen en una sección anterior titulada «Aplicación básica del laminado» y según el programa de laminado establecido en la ilustración 69. Asimismo, también se puede utilizar la información recogida en el Anexo 3.36 Construcción de embarcaciones pesqueras:
Deberán laminarse refuerzos hechos de PRFV, contrachapado o acero sobre el molde hembra, para garantizar que éste mantiene la forma prevista una vez que se separa del molde macho. Estos refuerzos y soportes no deberán colocarse hasta que las capas de superficie del molde hembra se hayan dejado curar durante dos semanas como mínimo, para evitar que causen alguna impresión sobre el mismo.
La última capa de cera deberá dejarse secar durante 12 horas como mínimo. Después de este periodo de secado, se aplicará una capa de cera para moldes y se dejará secar
durante al menos 4 horas. A continuación, se extenderá una fina película de agente desmoldeante de APV, usando una gamuza, una bayeta tipo Wettex o un material similar. Dicha gamuza o trapo se empapará de una solución de APV, se escurrirá con cuidado y se aplicará ligeramente para conseguir una película fina y uniforme.
ATENCIÓN: Si la superficie del molde macho se hubiera tratado con pintura de dos componentes completamente curada y se hubiera aplicado cera con cuidado, no será necesario utilizar el agente desmoldeante.
El procedimiento de aplicación del laminado para fabricar un molde hembra es más o menos el mismo que el usado para construir una embarcación (véase Aplicación básica del laminado). Es muy importante asegurarse de que no existe aire atrapado bajo la capa de superficie.
También existen resinas especiales para moldes, las cuales se han formulado para soportar mejor el continuo calor exotérmico durante el curado de sucesivas capas de laminado y las tensiones provocadas durante el desmoldeado.
Cuando se usa un poliéster de uso general, no deberán laminarse más de 3 capas al día, para permitir la evaporación del estireno, así como evitar la acumulación de calor y una contracción excesiva. Para una embarcación de este tamaño, será suficiente que el laminado del molde hembra tenga un espesor de 10 mm.
CONSTRUCCIÓN DEL MOLDE HEMBRA
La mayoría de los moldes que se usan normalmente son moldes «hembra», lo que garantiza que la superficie externa de la embarcación resultante presente un acabado realmente terso cuando el producto curado se separa del molde.
A fin de conseguir dicho acabado, deberá trabajarse en el molde macho hasta conseguir un acabado liso y un brillo perfecto antes de construir el molde hembra.
Debido a que éste es un fiel reflejo del macho, cualquier imperfección se transferirá al molde hembra y quedará patente en el producto final.
La vida útil y el valor de un molde hembra vienen determinados principalmente por la calidad de la superficie del molde macho. Si fuera necesario realizar mejoras o reparaciones en la superficie del molde hembra una vez que se separa del macho, se perderá un tiempo valioso. Mientras que la superficie del molde hembra se mantenga en buen estado, sólo será necesario abrillantar o pulir después de cada uso, y así poder fabricar más productos a partir de dicho molde en periodos de tiempo más cortos.
La superficie del molde macho se preparará aplicando de 5 a 10 capas de cera para obtener un acabado perfecto. Si se tuviera alguna duda con respecto a la calidad del acabado, o si no se hubiera dejado pasar el tiempo suficiente (2 a 3 semanas) para un precurado adecuado del gelcoat, deberá aplicarse un agente antidesmoldeante de APV a la superficie del molde macho.
PART III
–Mantenimiento yreparaciones
MANTENIMIENTO
Cuidados y mantenimiento de una embarcación de PRFV
El poliéster reforzado con fibra de vidrio no necesita generalmente mucho mantenimiento en su uso diario, pero esto no significa que la embarcación vaya a durar para siempre.
El desgate natural y la absorción de agua afectan a la vida útil de una embarcación de PRFV. Por lo tanto, el reto consiste en determinar si un desperfecto que pueda apreciarse en el exterior de ella es sólo superficial o se trata de un problema estructural más grave.
Una embarcación de PRFV de buena calidad tiene la ventaja de no necesitar tanto mantenimiento como una de madera, aunque no se le preste la atención necesaria durante mucho tiempo.
Se puede proteger el brillo y la suavidad de las superficies de una embarcación con un buen pulimentado de cera, la cual repele el agua y ayuda a mantener limpia la superficie.
Sin embargo, este pulido no puede realizarse en las superficies rugosas del interior de la embarcación y el desgaste natural es a menudo mayor en estas áreas, donde la única
protección es una capa de topcoat.
Bueno y esto es todo, espero que lo disfruteis felizmente
Preparación de la superficie
Antes de empezar la laminación, es importante no usar acetona o solventes para limpiar un laminado de fibra poroso y recién lijado, a menos que exista contaminación de aceite
o grasa. Si hiciera falta limpiarlo, será necesario pulirlo ligeramente con un papel de lija limpio después de la limpieza y dejar tiempo suficiente para que el solvente «se airee» (se
evapore). Cuando un solvente impregna la superficie porosa, «contamina» el laminado de la superficie y puede diluir la resina nueva, impidiendo la óptima adhesión.
Cuando se emplea poliéster, el único procedimiento aceptable consiste en limpiar el área ligeramente con estireno antes del laminado, ya que una pequeña cantidad de esta sustancia activará la superficie y mejorará la adhesión. El uso excesivo de estireno debilitará el enlace.
En el caso de reparaciones por debajo de línea de flotación, el uso de estireno sobre el laminado de poliéster nuevo también puede provocar hidrólisis (absorción de agua) en un tiempo inferior al del laminado original y causar un fallo prematuro en la línea divisoria entre el laminado antiguo y el nuevo.
Al realizar reparaciones, es importante comprobar el contenido de agua del laminado con un medidor de humedad. Si éste tuviera un contenido demasiado alto de agua, el encolado fallará antes de lo debido y el laminado nuevo se separará del antiguo antes de tiempo.
Cuando se comience a laminar, deberán seguirse los mismos procedimientos que los usados para construir una embarcación nueva, incluyendo el mantenimiento de normas de control de alta calidad.
Selección de refuerzos para reparaciones estructurales
Si fuera posible, en el proceso de reparación deberá usarse el mismo refuerzo empleado
en la construcción de la embarcación original, especialmente si la parte que se va a
reparar es un área sometida a grandes esfuerzos y opera cerca del límite de proyecto. El empleo de refuerzos de menor peso permitirá un mejor contacto con la superficie, pero
será necesario sopesar la importancia de este factor en comparación con la conveniencia
de usar refuerzos originales para obtener la máxima efectividad.
Mientras tanto, conviene recordar que no habrá hilos continuos de fibra enlazando
el laminado antiguo al nuevo y que la resistencia de la unión dependerá enteramente
de la adhesión del laminado nuevo al antiguo. Podrá recuperarse casi la totalidad de la
rigidez si el laminado se aplica hasta alcanzar su grosor original, aunque las propiedades
de resistencia y fatiga del laminado reparado serán inferiores a las del original. El
tamaño de los haces de fibras es crucial para que la reparación dé buenos resultados, ya
que los haces grandes y el mat o telas pesados ocultan las bolsas de aire y de resina, que
es muy posible que se formen entre el laminado antiguo y el nuevo.
Es importante tener en cuenta todos estos temas al planear el laminado de reparación
(véase la ilustración 102). Si fuera necesario usar refuerzo adicional para mantener la
resistencia total de la embarcación, deberá tenerse cuidado para evitar una aplicación
excesiva de laminado, ya que esto puede incrementar el riesgo de que se produzcan
concentraciones de esfuerzos.
Enlace primario
El enlace primario ocurre cuando dos superficies se unen directamente una a otra, formando un laminado químicamente homogéneo que no presenta ninguna línea de encolado débil.
Un laminado de poliéster nuevo, o «verde», contiene moléculas activas en la superficie que se adhieren químicamente a una nueva capa de laminado. El enlace primario se produce cuando se lamina sobre un laminado nuevo.
Un laminado de poliéster nuevo (verde) no requiere ninguna preparación antes de añadirle otra capa, aparte del lijado de cualquier abultamiento o fibra que pueda causar
defectos y bolsas de aire.
El periodo de tiempo que la superficie del laminado permanece activa depende de una combinación de las propiedades técnicas de la resina y la temperatura durante el curado. Por lo general, el tiempo abierto para la resina de poliéster es de 24 a 48 horas.
Cuando se construye una embarcación de tamaño medio, es muy normal que se consiga un enlace primario. Sin embargo, cuando se trata de embarcaciones grandes de PRFV, se necesita más tiempo para completar una capa de laminado y esto hace que sea más difícil operar dentro de los márgenes del tiempo abierto. No obstante, es esencial conseguir el enlace primario entre las capas de laminado del casco principal.
En la mayoría de los casos, cuando se laminan cuadernas, trancaniles y mamparos en embarcaciones más grandes, sólo se consigue un enlace secundario.
Es muy raro que un laminado de poliéster más antiguo esté completamente curado y muy probablemente aún tenga algunas moléculas reactivas que se unirán a un laminado de reparación, tras lijar el antiguo. Además, se podrían mejorar las propiedades de adhesión si, inmediatamente antes de aplicar una capa nueva de laminado de poliéster, el laminado lijado se frota levemente con estireno.
Enlace secundario
Cualquier trabajo de reparación depende del enlace secundario. Por consiguiente, se necesitará material de repuesto adicional, o más resistente, para que la zona dañada vuelva a exhibir su resistencia original.
Cuando se lamina sobre un laminado curado, la reacción de enlaces cruzados no ocurre de manera significativa a través de la línea de encolado. Debido a que las redes de polímero son discontinuas, la unión depende principalmente del grado de adhesión de la resina.
Elección de la resina para reparaciones estructurales
En general, es preferible usar resinas de poliéster isoftálico, viniléster o epoxi para reparaciones y alteraciones de PRFV, más que resinas de poliéster de uso general. Si se tiene en cuenta la resistencia, el coste y la facilidad de tratamiento de cada uno de estos productos, se recomienda normalmente el uso de resinas de poliéster isoftálico y viniléster para la mayoría de los trabajos de reparación.
En el caso de reparaciones estructurales más delicadas, los laminados hechos con resina de epoxi son generalmente más resistentes, pero menos rígidos. Las resinas de epoxi tienen un grado de adhesión alto y disponen de una vida de almacenamiento más larga que las de poliéster y viniléster, lo que las hace idóneas para incluirlas en equipos de reparación de emergencia. Debido a que la resina de epoxi no necesita solventes, no contamina la superficie del laminado original y no se contrae cuando se cura (menor tensión).
Los epoxis son resistentes a la hidrólisis, lo que, unido al buen grado de adhesión, bajo nivel de contracción y alto índice de elongación a la tracción, hace que tengan un buen rendimiento como laminado de enlace primario. Sin embargo, los epoxis no toleran desviaciones en las proporciones de mezclado y el tiempo de curado no se puede reducir, o alargar, alterando la cantidad de endurecedor. Además, como una superficie de epoxi no se activa en contacto con el estireno, cualquier trabajo adicional, o reparación, que se realice en un barco construido con epoxi deberá también efectuarse con este material.
A fin de conseguir una buena adhesión del epoxi, es muy importante lavar y preparar la superficie de encolado con cuidado.
Como parte del proceso de reparación, se puede realizar una prueba de enlace secundario, tal como se muestra a continuación.
Una vez que se haya identificado y preparado la zona de reparación, deberá tomarse una decisión con respecto a la clase de materiales que se van a utilizar para el laminado.
El texto que se expone a continuación sirve de guía para tomar dicha decisión.
De ser posible, la embarcación debería repararse bajo techo para proteger el trabajo de la lluvia y el sol, así como para garantizar una temperatura estable; si esto no fuera posible, la nave se colocará bajo una carpa. Se retirará cualquier accesorio o parte del equipo que impida el acceso a la zona dañada y el personal deberá colocarse máscaras
contra el polvo y protección para ojos y oídos, antes de empezar el pulimentado. El polvo resultante de esta operación deberá extraerse en la fuente, para lo que se podrá acoplar a la pulidora un extractor comercial de polvo o una aspiradora.
A fin de conseguir un acabado duradero en la superficie, se lijará la masilla y se añadirá una capa de topcoat. En este punto, el topcoat curado tendrá una apariencia
ligeramente rugosa y mate. Para conseguir un acabado liso y brillante, será necesario lijarlo al agua con papel de granulado 800 (o más fino) y, a continuación, abrillantarlo
y pulirlo hasta alcanzar el mismo nivel de acabado que en la construcción de moldes machos o en la reparación de moldes hembras.
REPARACIÓN DE DAÑOS ESTRUCTURALES
Directrices prácticas para reparaciones estructurales del PRFV
Por lo general, las reparaciones de embarcaciones de PRFV tienden a ser más fáciles que si se trata de otros materiales, aunque es crucial preparar la zona de forma adecuada y
disponer de un entorno de trabajo seco y una temperatura ambiente apropiada.
Las ilustraciones 94 a 96 se han obtenido de una carpeta de reparaciones. En la Ilustración 94, la fórmula para el topcoat se muestra de forma gráfica, mientras que en la 95 se explican las dos medidas de la fórmula anterior, usando una botella de plástico cortada para contener medio litro (500 ml) y un tapón de botella que contiene 5 ml (véase la Ilustración 95). Estos utensilios de medición pueden obtenerse con facilidad y proporcionan una manera simple de conseguir la proporción correcta de materiales para una buena curación.
Si hubiera una capa muy gruesa de gelcoat o el daño se extendiera ligeramente hacia el interior del laminado, pero no fuera lo suficientemente profundo como para ser considerado daño estructural, será más rápido reparar el área usando masilla. Dicha masilla se fabricará mezclando preferiblemente Colloidal Silica (sílice coloidal), o Talcome (talcoma) si éste fuera el único producto disponible, siguiendo la fórmula que se expone en la Ilustración 96. La proporción necesaria de talcoma o sílice dependerá del grado de viscosidad requerido para reparar el área dañada.
El topcoat se preparará combinando los siguientes ingredientes en las proporciones que se muestran a continuación (medio litro de gelcoat, 20 ml de cera y 10 ml de peróxido de MEC).
En el caso de embarcaciones pesqueras y lanchas de trabajo, no siempre es práctico conseguir y mantener una superficie de acabado brillante, aunque estas superficies
repelen el agua con más facilidad y tardan más en deteriorarse.
El objetivo de un mantenimiento regular consiste en mantener la embarcación en buen estado y ayudar para que su vida útil sea lo más duradera posible. Los dos capítulos siguientes se centran en cómo reparar una embarcación que esté dañada, para que vuelva a estar en buenas condiciones y que su resistencia y dureza se aproximen lo más posible a las del modelo original. En el caso de que fuera necesario realizar alguna reparación, también se proporcionan recomendaciones para mejorar la embarcación,
comparada con el modelo original.
REPARACIÓN DE DEFECTOS PEQUEÑOS
Las notas siguientes se refieren a reparaciones de daños leves en embarcaciones de PRFV, cuando el gelcoat está desgastado, desconchado o presenta hendiduras, pero el
laminado no manifiesta signos de abrasión grave. Las ilustraciones 91 a 93 muestran un ejemplo de daños superficiales y los preparativos necesarios para realizar la reparación.
Si el laminado del casco por debajo de la línea de flotación se trata con varias capas de barrera de epoxi cuando la embarcación está recién construida, la absorción de agua será más lenta y el bote tendrá una vida útil más larga. El material antiincrustante que se aplica al casco para reducir la formación de incrustaciones marinas incrementa el ahorro de combustible, pero no tiene ningún efecto sobre la absorción de agua.
Es importante mantenerse vigilante para detectar nuevas hendiduras y golpes en la superficie, los cuales deberán examinarse y sellarse de forma temporal, especialmente si las grietas son profundas. Los desperfectos deberán repararse adecuadamente lo antes posible para evitar que se conviertan en daños estructurales más graves, como resultado de la fatiga de los materiales durante el continuo uso de la embarcación.
Cuando la superficie se haya desgastado demasiado, deberá desengrasarse, limpiarse y pulirse de forma apropiada, para facilitar la buena adhesión de una nueva capa de topcoat o pintura. Por encima de la línea de flotación, la solución más rápida a corto plazo es aplicar una pintura marina de buena calidad, en vez de aplicar una nueva capa de topcoat. La pintura tiene un acabado más brillante y repele la suciedad con más facilidad, mientras que el gelcoat forma una capa más gruesa y, por lo general, resiste mejor el desgaste mecánico.
Si una embarcación se deja en el agua constantemente, el laminado de poliéster absorberá agua, ya que el gelcoat, o topcoat, no impide que esto ocurra. Aunque esta absorción no es evidente, el laminado puede asimilar entre 1,5 y 2 por ciento de agua y hacerse más blando. Además, después de algunos años (entre 5 y 15), el laminado puede reaccionar químicamente con el agua y producir hidrólisis, que es comparable al óxido en el acero. La velocidad y alcance de este fenómeno depende de una combinación entre las condiciones del agua, la temperatura, el uso de la embarcación y el nivel de control de calidad durante su construcción
