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CONSTRUCCIÓN (IV): LAMINACIÓN CON PREIMPREGNADOS

Yate nº 502

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El empleo de preimpregnados en la construcción de embarcaciones permite obtener de una manera precisa las mejores propiedades mecánicas posibles para unos materiales, disposición y peso dados. Para realizar este tipo de laminación son indispensables el recurso al vacío, el control ambiental, el curado a temperatura y una gran precisión en la manufactura. Por ello estas técnicas se utilizan para situar a las construcciones de gama alta en cotas superiores de competitividad y calidad.

Los materiales preimpregnados o “prepregs” son tejidos o paños de fibras de refuerzo que han sido impregnados con la resina matriz en un estadio de precatalización. Esto puede conseguirse utilizando disolventes que al final son evaporados en un secadero o torre vertical (“drying tower”), o bien por mezcla en caliente, donde la penetración de la resina matriz entre las fibras se produce sólo con la ayuda de presión y temperatura, evitando los disolventes y la emisión de volátiles. SP (Gurit), ACG (Umeco) y TCA (Toray) son fabricantes bien conocidos que emplean el sistema “hot melt” para la confección de sus diversas gamas de preimpregnados. Los destinatarios de sus productos son la mediana industria, la aviación, la energía eólica y la náutica. El abanico de posibles combinaciones de tipos de fibras y de resinas con los que pueden fabricarse los preimpregnados es muy extenso. La matriz empleada con mayor frecuencia es la resina epoxi, mientras que determinadas configuraciones de fibras de carbono, aramida, vidrio y combinaciones de éstas son más utilizadas que otras y se benefician de unos plazos de suministro más inmediatos.
La primera diferenciación entre preimpregnados proviene de la temperatura a la que deben ser curados. Los prepreg denominados para altas temperaturas son indicados para el curado a presión que se obtiene por medio de los autoclaves y curan típicamente a una temperatura de 120 a 180 grados centígrados y a una presión de cuatro a seis atmósferas. Ejemplos de su uso en construcción naval son los componentes con altos requerimientos estructurales como pueden ser los botalones y brazos de unión de multicascos. Los prepregs denominados para bajas temperaturas pueden ser curados a rangos algo inferiores (60-100º C) y presentan la gran ventaja de que pueden ser procesados con la única asistencia de los sistemas de vacío y de unos hornos, cabinas o mesas de curado a presión ambiental. Por eso la mayor parte de la construcción de cascos, cubiertas, mamparos y demás piezas de las embarcaciones se efectúa con los denominados “low-temp prepregs”. Laminación El control de las temperaturas de trabajo y de curado resulta determinante en la laminación con preimpregnados. Para empezar, éstos deben conservarse a bajas temperaturas para que los catalizadores incorporados a la resina puedan mantenerse en estado de latencia durante el tiempo que requiera su almacenamiento y transporte. La vida útil de los preimpregnados conservados a temperaturas bajo cero puede alcanzar varios años, mientras que a temperatura ambiente se reduce a semanas o meses. Su manipulación suele hacerse en un ambiente acondicionado a una temperatura tal que éstos mantengan una ligera adhesión al tacto, aspecto que contribuye a facilitar su correcta orientación y disposición. Cuando la manufactura incorpora un número elevado de capas se realizan compactaciones intermedias con la ayuda del vacío en los que temperaturas superiores a las habituales pueden ser útiles, mientras que el curado pleno de estos materiales sólo se alcanza cuando son elevados a la temperatura prescrita durante el tiempo indicado en los hornos o cámaras construidos para tal fin.

PROS Y CONTRAS
Si hemos empezado dando cuenta de las dificultades relacionadas con la temperatura en la utilización de los preimpregnados, conviene ahora explicar las principales ventajas que ofrece el trabajo con este tipo de formulación:
- Total fiabilidad en las proporciones de fibra y resina, con un contenido de fibras muy elevado (típicamente un 60-65% de fibras por peso). Garantiza unas mejores cualidades mecánicas y permite un mejor ajuste a los márgenes de seguridad de las estructuras.
- Empleo de sistemas de resina más resistentes que los convencionales, cuya superior viscosidad está contraindicada para otras aplicaciones como el contacto o la infusión.
- Manejo de resinas sólidas que permiten manipulaciones prolongadas y por tanto elaboraciones más sofisticadas. La ausencia de disolventes o volátiles las convierte en más adecuadas para la salud de las personas y la conservación del medio ambiente. Si todo esto no deja lugar a objeciones respecto de la calidad, los inconvenientes se sitúan en el plano económico por ser prácticamente inevitable que el coste final sea superior al de otras tecnologías. Esto está motivado por la necesidad de mejores infraestructuras, por el mayor coste de los materiales (no sólo de los prepreg sino también el de los útiles de moldeo, núcleos y consumibles), por el mayor consumo energético y por algo no menos importante, la mayor cualificación del personal empleado, cuyo trabajo está más cerca del oficio de un ebanista o del de un sastre que de los de pintor o laminador impartidos hoy en nuestras escuelas profesionales.

Laminación




















*Agradecemos a Kingmarine su colaboración en la cesión de las fotos que ilustran este artículo. www.kingmarine.es

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