Anlisis sobre las innovaciones en los mtodos de produccin de materiales compuestos en el sector de las embarcaciones de recreo y su aplicacin

ndice:0.Glosario: Palabras clave y su traduccin......................................................................p71.Introduccin..................................................................................................................p3 1.1.Conceptos bsicos...................................................................................................p4 1.2.Laminado Manual...................................................................................................p5 1.3.Proyeccin simultnea............................................................................................p5 1.4.Modelo por Impregnadores....................................................................................p5 1.5.Laminado por vaco................................................................................................p72. Cuerpo: Nuevos mtodos.............................................................................................p8 2.1.Calidad de los Composites...................................................................................p10 2.2. Laminado por infusin.........................................................................................p13 2.3. Laminado por pre-impregnados...........................................................................p12

0.Glosario:Palabras Clave y su traduccin1. Vaco = Vacuum2. Laminado = 3. Material Compuesto = 4. Innovacin = 5. Temperatura = 6. Presin = 7. Precio = 8. Mercado = 9. Tejido Pelable =10. Estireno =11. Resina = 12. Fibra = 13. Estructura Textil =14. Impregnar =15. Astillero = 16. Fibra ptica =17. Aditivo = 18. Resistencia mecnica = 1. Introduccin:El inters de las tcnicas de produccin de materiales compuestos tienen una especial relevancia dentro del sector de la nutica. La gran mayora de embarcaciones de recreo estn hechas con dichos materiales, y por lo tanto sus costes, efectos y resultados resultan fundamentales. A modo de breve interrupcin se explican algunos conceptos bsicos en lo referente a los materiales compuestos y a continuacin se explica la situacin actual con especial mencin de los mtodos empleados para producirlos y sus resultados:1.1. Conceptos bsicos:a) Material Compuesto: entendemos bajo material compuesto, el conjunto que forman algn tipo de fibra y alguna resina(la resina acta como matriz y la fibra aporta las propiedades mecnicas). El material compuesto ofrece ventajas al tener buenas propiedades mecnicas aportadas por la fibra pero con un menor peso que otros materiales. Adems, ya que el material compuesto supone una mezcla de las propiedades de la fibra con la matriz, pueden conseguirse las propiedades especficas que se deseen para el material.b) Fibras: En general dentro del sector de la nutica se usan solo tres tipos de fibra : b1)Fibra de vidrio: con diferencia el tipo ms utilizado, debido en gran medida a su bajo coste. Dentro de esta categora podemos encontrar varias sub-categoras: fibra de vidrio A(Alcalina), B (Boro), C (Chemical), D (dielctrica), E (elctrica) y R (Resistente); cada una de ellas con diferentes propiedades fsicas, mecnicas y qumicas. En general la fibra de vidrio presenta altas resistencias mecnicas, elctrica y qumica (es su alta resistencia a la corrosin del agua marina la que la hace adecuada para ser til en el sector naval). Tiene poca conductividad trmica, por s sola resulta incombustible, pero sin embargo dependiendo de la matriz que se utilice puede presentar problemas a temperaturas relativamente bajas (alrededor de 200-300C). Los precios giran en torno a los 3 el metro cuadrado una vez empaquetado en forma de tejido. b2)Fibra de carbono: Tiene en general mejores propiedades mecnicas que la fibra de vidrio, permite ahorrar peso manteniendo la misma resistencia; sin embargo s precio es ms elevado. Por tanto esta fibra resulta especialmente atractiva para el sector de la nutica competitiva. Encontramos en general tres tipos: HT (high tenacity) que resulta la ms barata dentro de las fibras de carbono y presenta una buena resistencia; HM (high module) que presenta un modulo de elasticidad alto a pesar de ser rgida, eso la hace adecuada para cascos que se prevea que pueden recibir impactos y en los que se busque buena velocidad; y por ltimo el tipo IM (intermediate module) que presenta una mezcla de propiedades entre los dos anteriores. En este caso los precios giran en torno a los 45 el metro cuadrado, por lo que puede verse el claro incremento de precio respecto a la fibra de vidrio. b3) Fibras aramdicas (Kevlar) : descubiertas en 1965 por Du Pont tienen la mayor proporcin resistencia-peso; adems presentan tambin una alta resistencia trmica. Se obtiene mediante amida aromtica disuelta en cido sulfrico. Para la construccin de embarcaciones se usan en general el kevlar 49, que permite fortalecer las zonas de embarcaciones que reciben muchos impactos (tiene propiedades similares al kevlar 29 utilizado para la produccin de chalecos antibalas), como por ejemplo el casco de embarcaciones de la polica o embarcaciones que naveguen por ros con cantidades de caudal muy variables. Los precios en el caso del kevlar tambin son elevados, partiendo de mnimos de 30 el metro cuadrado, sin embargo los precios se disparan en muchas ocasiones debido al requerimiento de estructuras textiles especiales.c) Matrices-resinas: Las matrices transportan los esfuerzos entre las distinta fibras, y suponen el conjunto que mantiene el material compuesto unido. Son polmeros generalmente obtenidos de derivados del petrleo, el carbn o el gas natural (por motivos econmicos). Segn su obtencin se distinguen entre naturales y sintticos; y segn su comportamiento trmico encontramos termoplsticos, elastmeros y termoestables. La resina siempre viene disuelta en estireno o similares(que son los causantes de la contaminacin de la propia resina, ya que sta solidifica a medida que el estireno es liberado en forma de vapor a la atmsfera) Encontramos cuatro grandes categoras: c1) Resina Polister: alrededor de 10 el kilo de resina incluyendo disolvente. Se trata de la resina con menos viscosidad, y que ms fcilmente reacciona a la temperatura, aunque tambin se trata de la resina ms barata utilizada dentro del sector naval, sus propiedades no son nada despreciables. c2) Resina Vinilester: alrededor de 15 el kilo. Se trata de un punto intermedio entre las viscosas resinas epoxi y las poco viscosas polister, tiene tambin un tiempo de gel intermedio, que permite trabajar bien con ella tanto en mtodos en los que no hay prisa por que la resina solidifique, como en aquellos en que conviene que solidifique rpido. c3)Resina Epoxi: alrededor de 25 el kilo de resina. Se trata de las resinas de mayor viscosidad, generalmente tienen un tiempo de gel largo y les cuesta ms impregnar algunas estructuras textiles (ordenacin de las fibras formando un tramado); hecho que compensan con sus mejores caractersticas de sujecin de fibras y transporte de esfuerzos entre las mismas. Se trata de las resinas de mayor calidad, y por tanto de las ms caras a excepcin de algunas excepciones dentro de las resinas fenlicas. c4)Resina Fenlica: su precio oscila bastante entre los distintos tipos de resinas fenlicas. En general se obtienen de la reaccin entre grupos fenol y formaldehdo. En general son resinas que slo se utilizan en mtodos que impliquen tratamiento trmico, puesto que alcanzan buenos resultados una vez han sido expuestas a temperaturas superiores a los 120C.d)Cargas y aditivos: Las cargas y aditivos son compuestos qumicos que se aaden a las resinas para mejorar sus propiedades. Entre las cargas y aditivos ms frecuentes encontramos: -Catalizadores y disolventes: Los catalizadores son los productos que permiten transformar la resina de su estado lquido en el que se almacena, al estado slido que se persigue para la pieza; mientras que los disolventes juegan el papel contrario de mantener la resina en estado fluido. El disolvente ms usado es el estireno, que al evaporarse deja la resina seca. A continuacin se aade una tabla con el proceso tpico de solidificacin de la resina, en el que es de especial importancia el estado de gel (en la tabla se indica como "gel/slido"), en el que la resina puede fluir y moldearse, pero va endureciendo, ese tiempo es el que hay para trabajar con los mtodos que se explicarn en este anlisis. Una vez termina ese tiempo la resina es rgida y slida, y la pieza queda como est. -Adems hay aditivos que permiten aumentar la rigidez, sus propiedades reolgicas o mejorar el acabado superficial de las superficies planas e incluso hay aditivos que permiten reducir la contaminacin que produce el estireno al evaporarse.-Estructuras sndwich: utilizan el principio de Steiner para aumentar el momento de inercia, y por extensin la resistencia mecnica de algunas piezas alejando las partes ms pesadas del centro de gravedad, colocando en el centro algn material ligero. Reciben el nombre por recordar a un sndwich en el que el relleno es ligero y la parte resistente recuerda al pan. El ms conocido de los materiales ligeros utilizables es el coloquialmente conocido "panal de abeja". Si bien no es plenamente un aditivo se ha aadido en esta categora por su capacidad para mejorar las propiedades del material. A continuacin se adjunta un esquema de cmo funcionan dichas estructuras. Debe prestarse especial atencin cuando se trabaja con estas estructuras para evitar que la resina inunde la zona del ncleo, porque sino la idea de aliviar peso del ncleo se pierde, al rellenarse con el peso de la resina.

e)Gelcoat y velo de superficie: El gelcoat es la ltima capa de pintura en el caso de un molde macho, y la primera en el caso de un molde hembra. Es la capa de pintura en contacto directo con el agua, y sirve a modo de proteccin junto con la penltima capa, el velo de superficie; ste consiste en un tejido de fibras. El gelcoat y el velo de superficie no presentan tan solo una proteccin a la corrosin del agua, sino que tambin suponen una proteccin para la smosis, proceso que debido al desequilibrio de sustancias inicas formara una presin que hara entrar agua entre las distintas capas de fibra del material compuesto, lo que reducira drsticamente su resistencia. Sin embargo, especialmente el gelcoat, es una capa que puede desconcharse o agrietarse fcilmente si recibe impactos. f) Los moldes: Los moldes son un elemento clave para la produccin de composites (materiales compuestos). La primera distincin se realiza segn si son machos o hembra; se adjunta una imagen (Fig.2) que muestra cmo en los moldes machos la cara pulida se encuentra en el exterior, mientras que en los machos hembra la cara pulida se encuentra por el interior del molde; la cara pulida es la cara sobre la que se irn aplicando las sucesivas capas de laminado que acabarn formando la pieza. Ms adelante se dedicar un captulo a los moldes en concreto, dada su alta importancia dentro de los mtodos de produccin de materiales compuestos.

A continuacin se exponen brevemente los mtodos ms comunes utilizados habitualmente para la produccin de materiales compuestos dentro del sector naval. Todos estos mtodos siguen el mismo principio de ir aplicando sucesivas capas de laminado sobre el molde, impregnando cada una de ellas con resina y en algunos casos si la adherencia entre tejidos no es suficientemente buena se aaden elementos qumicos que refuercen la unin, todo ello suele requerir un compactado con tal de eliminar posibles burbujas de aire y mejorar el porcentaje de fibra en el compuesto. Por ltimo despus de cada mtodo se aade un breve vdeo en el que se muestra el proceso de laminacin:

1.2. El Laminado Manual:

El primero de los mtodos y a la vez el ms rudimentario consiste en el laminado manual. Esta tcnica consiste bsicamente en ir colocando las sucesivas capas de fibra e ir impregnndolas manualmente con un rodillo o una brocha de la resina. Ventajas: es sencillo y barato + mano de obra no cualificada + no hay lmites de tamao ni forma ni materia de trabajo + cualquier molde sirve. Contras: baja calidad + depende del trabajador + gran contaminacin + mano de obra numerosa + baja productividad y eficiencia + Requiere alta velocidad de impregnado puesto que al ser un proceso ms lento se corre el riesgo de que la resina gelifique y solidifique antes de haber terminado el proceso, por ello suelen requerirse varios trabajadores para una sola pieza o componente. Este mtodo cuenta con una alta popularidad especialmente entre los astilleros nuevos, puesto que es un mtodo que requiere una reducida inversin inicial; sin embargo las pegas son evidentes; el coeficiente de fibra-resina roza en algunos casos lo aceptable, que tal y como se indic en el apartado anterior es del 30% de fibra. Vdeo: https://www.youtube.com/watch?v=MezMmRXgmIA

1.3. Laminado por proyeccin simultnea:

El segundo de los mtodos que se analizan en este documento lo constituye la proyeccin simultnea. Para este proceso se requiere una mquina especial que corta las fibras (generalmente se utiliza roving) y la proyecta entre chorros de resina, la mezcla es ms homognea que en el caso del laminado manual y generalmente ms rpida; an as despus se debe pasar un rodillo por la zona proyectada para lograr la compactacin necesaria. No se puede sin embargo trabajar con estructuras textiles, ya que al ser proyectada la fibra va siendo cortada y queda en forma de fieltro, tal y como se muestra en la imagen siguiente: Fieltro de fibras cortadasEllo supone unas propiedades constantes en todas direcciones a nivel macroscpico; pero supone desventajas a la hora de perseguir propiedades especficas (en ese caso otras estructuras textiles aportan mayores ventajas).Entre las grandes ventajas del mtodo encontramos la minimizacin de desperdicios; el hecho de que no requiere posteriores tratados trmicos; puede utilizar los mismos moldes que el laminado manual, obteniendo mejores resultados a un coste inferior.Entre las desventajas encontramos el coste inicial de la mquina; el hecho de que las propiedades del composite final siguen dependiendo muchsimo del pulso del operario; la mquina puede obstruirse y requiere mantenimiento exhaustivo cada vez que se utiliza; el acabado superficial solo es bueno por la cara que queda en contacto con el molde y por ltimo genera una gran cantidad de estireno al ambiente, lo cual implica tambin el requerimiento de un equipo especializado para los operarios.Vdeo: https://www.youtube.com/watch?v=kMvzjwU3XoE

1.4. Modelo por impregnadores:

El tercero de los mtodos generalmente utilizados, es el mtodo por impregnadores. En este mtodo dos rodillos mecanizados y ajustables (la distancia que hay entre ellos determina la cantidad de resina que se deja impregnada en la fibra) retiran el exceso de resina de unas lminas de fibra que han sido sumergidas completamente en un tanque de resina lquida. Los propios rodillos a la vez que eliminan el exceso de resina permiten tambin la compactacin que elimina posibles burbujas de aire o imperfecciones. Entre las grandes ventajas de este mtodo encontramos una compactacin mucho ms regular que en los dos mtodos anteriores, a la vez que una menor dependencia del operario que realiza el proceso, evidentemente debido al mayor grado de mecanizacin de la operacin; la capacidad de trabajar con cualquier tipo de estructura textil (a diferencia del mtodo de proyeccin simultnea).Sin embargo este mtodo tan slo resulta til para barcos o piezas de grandes dimensiones, puesto que no aporta una gran perfeccin sino una gran velocidad a la hora de aadir resina a la estructura textil de fibra. Son los trabajadores los que manualmente deben luego aadir las diversas capas que se van produciendo y compactarlas manualmente entre s. Por otro lado para piezas pequeas o que requieran una cantidad pequea de resina en su material compuesto este mtodo no puede aportar la perfeccin necesaria. Entre sus desventajas encontramos el elevado precio del equipo; el alto grado de contaminacin, prcticamente el mismo que en el laminado manual (es ligeramente inferior porque el proceso es ms rpido, y por tanto el tiempo en el que se est emitiendo estireno al ambiente es menor); existen limitaciones en cuanto a las resinas, que no pueden ser demasiado viscosas; el equipo requiere un mantenimiento cada vez que se utiliza y una limpieza exhaustiva puesto que si no se estropea con facilidad y por ltimo requiere adaptar la planta de produccin a menos que la mquina sea mvil.Primer vdeo: https://www.youtube.com/watch?v=7HiYOyjEG74Segundo vdeo: https://www.youtube.com/watch?v=q0IMLyj4v_A

1.5.Laminado por vaco: En penltimo lugar encontramos el mtodo de laminado por vaco. Este mtodo es ya bastante ms sofisticado que los anteriores, y logra por lo tanto resultados mejores; requiere sin embargo tambin una mayor dificultad de ejecucin, un conocimiento mayor de los operarios y herramientas especializadas. En el primer sub-apartado de este mtodo se exponen los materiales especializados necesarios para la aplicacin de ste mtodo, en el segundo apartado se mostrarn el proceso de realizacin por ltimo las ventajas y desventajas que presenta dicho mtodo. Este mtodo requiere los siguientes utensilios para llevarse a cabo:a) Bomba de vaco: generalmente encontramos tres tipos de bombas para la obtencin del vaco en astilleros: a1)Bombas de paletas flexibles: producen un elevado nivel de vaco con un flujo completamente continuo. Utilizan una alimentacin elctrica para hacer girar el rotor en el interior del estrator. Las paletas actan como un ventilador, pero al estar el rotor girando generan un efecto ventosa que las adhiere al interior del estrator, lo que permite que mantengan el vaco (sino la presin re-equilibrara el desplazamiento de aire). a2)Bombas de anillo lquido: Tienen caractersticas muy similares a las bombas de paletas flexibles, aunque son un poco ms caras y permiten generar un vaco ligeramente superior. El funcionamiento es el mismo que en el caso anterior, pero entre las palas se encuentra agua. Este agua una vez entra en movimiento la bomba forma un anillo concntrico con el estrator por efecto de la fuerza centrfuga; sin embargo el anillo o crculo que queda formado por el lquido es ms grueso en la parte inferior de la cmara por efecto de la gravedad. Una vez entra el gas queda atrapado entre el agua y el centro de la bomba, y a medida que avanza hacia el inferior se va comprimiendo ms y ms, aumentando la presin. Finalmente el gas es expulsado por un conducto interno en forma comprimida.

a3)Generadores de vaco: producen el vaci mediante depresiones de aire por efecto venturi. Entre sus ventajas se encuentra el mnimo mantenimiento y el bajo coste. Entre sus desventajas el hecho de ser ruidosos, producir un bajo nivel de vaco y tener una durabilidad inferior a los otros dos modelos.

Generalmente para la produccin del vaco se utilizan adems conductos o mangueras hermticos (en algunos casos se utiliza adems seguros o uniones para cuando los conductos se intersectan), barmetros o medidores de vaco. a4)Trampas de vaco: Adicionalmente se utilizan para no estropear las bombas en caso de que entrase resina en los conductos utilizados para producir el vaco (puesto que entonces la resina entrara en el rotor y solidificara, estropeando el motor elctrico) Consisten en un espacio hermtico conectado en sus extremos por el mencionado conducto a diferentes alturas, la entrada de aire est a baja altura y la salida (es decir por donde el aire entrar a la bomba) se encuentra a una altura elevada, permitiendo que si entrase resina quedase atrapada en el fondo de la trampa. Este instrumento es necesario puesto que la entrada de resina en los conductos de vaco es muy normal.b) Tejidos pelables ("peel plies" es el nombre en ingls, y generalmente el ms utilizado): formados de nylon o fibras de polister son la primera capa que se coloca sobre el laminado. Una vez se termina el proceso esta capa se "pela" de la superficie, dejando un acabado ms igualitario y liso, facilitando a la vez posteriores procesos de pintado masillado o unin. c) Sangrador: su funcin es bsicamente la de separar el laminado de la resta de materiales fungibles. Es similar al tejido pelable, pero est dotado de agujeros que permiten que la resina pase fcilmente, para facilitar la eliminacin de excesos de resina.d) Tejidos de absorcin: son tejidos que actan como membranas que esparcen la resina de las zonas de mayor concentracin a las de menor concentracin.e) Bolsa de vaco: es la bolsa que se coloca para producir el vaco y mantener el sistema aislado del exterior; suele tener una alta elongacin, altas resistencias trmicas y qumicas. No suelen romperse, pero si se da el caso puede taparse el agujero con un parche (para detectar el agujero basta con observar el reparto de resina o escuchar por donde entra aire).f) Masilla de cierre (tacky tape) : se utiliza para "cerrar" la bolsa de vaco al molde en el que se est laminando. Por tanto implica que los moldes para laminar en vaco requieren una superficie suficientemente ancha como para cerrar la bolsa de vaco (en algunas ocasiones se utiliza una pista de vaco, hendiduras en el molde que facilitan el cierre de la bolsa).

Tras haber podido observar las principales caractersticas de los mtodos ms utilizados para la produccin de materiales compuestos, cabe llegar a algunas conclusiones: para entender la situacin actual del uso de stos y otros mtodos cabe distinguir distintas situaciones: en primer lugar encontramos pases como Espaa, donde el sector de la construccin de embarcaciones de recreo no supone un factor relevante del PIB, y por tanto no es un sector que se promueva; a todo ello cabe aadirle el hecho de que el espacio Schengen (nombre popular utilizado para denominar la normativa europea que entrara en vigor en primera instancia en 1995 y se aplicara a todos los pases europeos desde 1999; determina la libre circulacin de personas y mercancas dentro de la Unin Europea) implica la existencia de una competencia exterior bastante importante. As podemos distinguir dentro de Europa dos grandes tipos de astilleros, aquellos que tienen una elevada produccin, y aquellos que no. Esta distincin resulta fundamental para este estudio, puesto que evidentemente muchos astilleros no pueden llegar a utilizar mtodos ms innovadores ni productivos debido a la necesidad de una gran inversin inicial o el requerimiento de trabajadores cualificados (o grandes espacios) supone un serio impedimento para astilleros que produzcan menos, y por tanto cuenten con menos recursos.Primer vdeo: https://www.youtube.com/watch?v=GLAYf1bAWjgSegundo vdeo: https://www.youtube.com/watch?v=ByH8WUmo1hU

2.Cuerpo: Nuevos mtodos de produccin para materiales compuestosEn las siguientes pginas se exponen los mtodos ms avanzados que pueden utilizarse para la produccin de materiales compuestos, de forma similar a cmo se ha realizado en la introduccin; pero a diferencia de la introduccin en este apartado cada mtodo se explica con mayor detalle y tras la explicacin de cada mtodo se expone un breve anlisis de las principales razones por las cuales el mtodo no es utilizado mundialmente todava, y una previsin sobre su posible futura aplicacin. Por ltimo al final de cada sub apartado se realizar un breve balance econmico que pretende explicar qu niveles de produccin seran necesarios para que stos mtodos fueran rentables (evidentemente estos mtodos producen materiales de una mayor calidad, pero son actualmente slo accesibles para compaas con grandes producciones). En cualquier lugar antes de entrar a analizar tan directamente los mencionado mtodos de produccin se dedica un apartado a explicar cmo se mide la calidad de los materiales compuestos, con el nico objetivo de entender mejor posteriormente porqu mtodos con niveles de calidad muy similares pueden ser ms tiles en un caso u otro.2.0. Calidad de los Composites:El principal indicador de calidad de los composites es el porcentaje de fibra del total. Como se explic al principio el mnimo estipulado para embarcaciones es el 30%. Aunque como ms adelante se mostrar, los porcentajes de fibra de los mtodos ms avanzados son realmente muy altos, y por tanto se deben entrar en consideraciones menos generales. Es por ello que primero se expone brevemente cmo se comprueba el porcentaje de fibra de los composites y tras una breve tabla explicativa de qu mtodos consiguen qu porcentajes de fibra se exponen otros indicadores de calidad y sus formas para medirlos. Se realizar en este apartado una importante diferenciacin entre mtodos destructivos y no destructivos de ensayo, puesto que suponen grandes diferencias en la produccin real. Los ensayos deben realizarse en todas las siguientes fases si quiere conseguirse un resultado ptimo:-La primera inspeccin de calidad debera realizarse en cada astillero una vez se recibe la materia prima, puesto que si esta presenta ya defectos, por pequeos que sean, es probable que los mismos aumenten a lo largo de la produccin y por tanto terminen siendo problemas serios una vez finalizada la pieza.-Durante el almacenaje, especialmente en tejidos o resinas que lleven mucho tiempo almacenadas, es recomendable realizar inspecciones de calidad aproximadamente una vez cada mes y medio, y evidentemente si alguna materia prima no supera la inspeccin aparte de tirarse a la basura debe investigarse porqu se ha echado a perder dicha materia. Por ello resulta conveniente haber realizado la primera prueba una vez se recibi el material, as puede destacarse que fuese defectuoso ya de fbrica. Estas pruebas pueden ahorrar mucho dinero a astilleros, puesto que si lo que est daando la calidad de sus laminados es un mal almacenaje, seguramente tiene sencilla solucin, como cambiar la distribucin de la planta, o cambiar propiedades como la temperatura de almacenaje o la humedad.-Durante el proceso de laminado no suelen hacerse pruebas de calidad, aunque s que suele ser conveniente controlar que todo funcione segn lo normal, es decir por ejemplo que la resina vaya cambiando de color a medida que va reaccionando, o que la temperatura del laminado va ascendiendo lentamente. Es corriente entre operarios novatos por ejemplo aadir la cantidad incorrecta de catalizador a la resina, de forma que esta reacciona demasiado rpido o si se da una ausencia de catalizador, sucede que no llega a reaccionar, pero si la fibra ya ha sido impregnada esta se debe tirar a la basura porque una vez impregnada la resina le es muy difcil catalizar.-La prueba ms relevante, y por tanto la que se realiza ms frecuentemente en astilleros es la que se hace una vez se ha alcanzado el resultado final, es decir, una vez se ha laminado la pieza. Dentro de este tipo de pruebas encontramos muchas formas de medir muchos indicadores de calidad, aunque evidentemente los ensayos que suelen utilizarse con productos acabados son ensayos no destructivos, a no ser que exista una gran duda que solo puede aclarecerse mediante ensayos destructivos, en cuyo caso se realizan y despus se intenta recuperar la parte perdida durante el ensayo de alguna forma.A continuacin se desglosan los principales ensayos que pueden realizarse en astilleros, y se dan unos breves comentarios sobre los mismos. Cabe destacar que los resultados que se presentarn ms adelante en el apartado en el que se comparan distintos mtodos de produccin se basan en datos empricos obtenidos realizando los ensayos que a continuacin se muestran:a)Ensayos para materias primas: a1) Ensayos para gelcoats:-Ensayo de reactividad: consiste en determinar el tiempo de gel del gelcoat, en minutos para 100g de muestra. Se debe realizar a una temperatura de 25C y mediante un gelmetro-Ensayo de tixotropa: se emplea un viscosmetro rotativo que acte a diferentes velocidades para medir una medida adimensional siguiendo una de las siguientes frmulas dependiendo del tipo de gelcoat que se trate:*Gelcoat de proyeccin (M4): Viscosidad a 2 rpm Viscosidad a 20 rpm*Gelcoat de brocha (M5): Viscosidad a 5 rpm Viscosidad a 50 rpm-Ensayo de Viscosidad: se emplea para este ensayo un viscosmetro de torsin, que gira a velocidad constante y se miden los valores de viscosidad siguiendo el principio de la mecnica de fluidos de Newton (Ley de Newton de la mecnica de fluidos) para velocidades entre 4 y 5 rpms (revoluciones por minuto).-Ensayo de Color: esta prueba resulta especialmente importante, puesto que el gelcoat es la cara exterior de la pieza, y por tanto afecta de forma crtica a la venta del producto. Puede realizarse mediante control visual, pero es recomendable utiliza varias escalas para comparar. En caso de que existen dudas puede utilizarse una cabina de comparacin de color con diferentes fuentes de luz.-Ensayo de Poder Cubriente: se realiza colocando un cartn con motivos de contraste y dispersando pequeas cantidades de gelcoat hasta que desaparezcan los motivos de contraste y el resultado es el espesor necesario para cubrirlo.

-Ensayo de resistencia de descuelgue: se mide pegando una banda adhesiva sobre un cristal, y a continuacin se proyecta gelcoat sobre la banda adherida al cristal. El espesor de la banda debe ser de 450 m exactamente. se miden los cm que se ha corrido el gelcoat a medida que ha curado.-Ensayo de presencia de porosidad: estrictamente necesario para gelcoats, ayuda a prevenir gelcoats porosos que pueden conllevar la destruccin por smosis del laminado en s. Normalmente se lija la superficie del gelcoat y acto seguido se pinta con un rotulador y se remueve la tinta con un trapo humedecido.Se observa con una lupa los puntos donde haya posible porosidad para ver si hay secciones ligeramente coloreadas. En caso de duda se vuelve a limar la superficie y se observa si existe algn pequeo punto coloreado.a2) Ensayos a Resinas: en general se aplican ensayos muy similares al gelcoat, es por eso que no se aaden en este sub-apartado los ensayos ya mencionados anteriormente, a excepcin del ensayo de poder cubriente, ensayo que evidentemente no se realiza para la resina.-Ensayo de Extracto seco: busca medir el porcentaje de disolvente que contiene una resina, para averiguarlo basta con primero pesar la resina, acto seguido elevar la temperatura por encima de la de ebullicin del disolvente, y una vez evaporado se vuelve a medir el peso de la resina; el peso que ha desaparecido era el % de disolvente. En general este ensayo solo se utiliza para comprobar los datos que da el fabricante.-Ensayo de densidad: se coloca resina en una proveta que mida el volumen. Despus se pesa la probeta con y sin resina y se divide la masa de la resina entre el volumen ocupado. Todo ello debe realizarse a temperatura de 25C, puesto que a distintas temperaturas se obtienen distintas densidades.- Ensayo de Dureza: se determina mediante un durmetro (el ms utilizado es el Barcol) que mide la resistencia a la penetracin de una punta de aguja en el material con una escala de 0 a 100. Este ensayo se puede realizar a distintos niveles de curado, para comprobar cmo va evolucionando la dureza de la resina a medida que solidifica.a3) Ensayos para Materiales de refuerzo: en la mayora de estos ensayos se miden las propiedades mecnicas de las fibras, o propiedades directamente relacionadas con las mismas. Los ensayos de propiedades mecnicas se realizan aumentando los esfuerzos a los que se someten las fibras y anotando las elongaciones y el punto de rotura; no se entra en detalle en ninguno de los modelos puesto que son algo repetitivos. Sin embargo se destacan varios ensayos que no son de tipo mecnico y que pueden realizarse a fibras para medir o prever cmo reaccionarn con las resinas o con otras fibras (o en forma de estructura textil):-Determinacin del dimetro medio de las fibras: se separan las fibras mediante esfuerzos mecnicos y se observa en microscopio con escala el grosor medio de diez fibras, esto resulta til porque a mayor grosor de las fibras individuales, menor flexibilidad experimenta el material macroscpico.-Determinacin de la humedad: se mide la humedad de las fibras porque si estas se encuentran muy hmedas es probable que no queden bien impregnadas de resina, o que la resina que las impregne no llegue a catalizarse. Si las fibras estn hmedas debe tirarse el material.b) En este ltimo apartado se mencionan los ensayos ms comunes que se realizan a los materiales una vez se encuentran las piezas terminadas. Se utiliza la diferenciacin anteriormente mencionada de mtodos destructivos y no destructivos. Antes de pasar a la explicacin de cada una de las pruebas se debe mencionar que son estos ensayos los que resultan ms comprometedores para los mtodos de produccin, y los que nos permiten indicar que mtodos logran "mejores" resultados que otros. b1)Ensayos destructivos: Dentro de los ensayos destructivos encontramos dos grandes tipos:-Ensayos Destructivos fsicos y qumicos: de ellos el ms importante es el de determinacin de porciento de fibra, este se realiza introduciendo la pieza finalizada en un medio cido que degrade la resina, pero que no afecte a la fibra, se pesa la pieza antes de empezar, y se pesa la fibra al terminar la disolucin, la divisin de ambos nos da el mencionado porcentaje.Dentro de el mismo apartado cabe tambin mencionar la Calorimetra diferencial de barrido, que determina el historial trmico de la pieza desde temperaturas de -180C hasta temperaturas de 600C.Un ltimo ensayo frecuente dentro de esta categora es el ensayo a la resistencia a las deformaciones trmicas, que se mide aplicando un peso a una probeta de material y a medida que se va aumentando la temperatura se observa cmo va cambiando el comportamiento mecnico de la pieza.-Ensayos Destructivos mecnicos: dentro de esta categora encontramos el ensayo de traccin, el de compresin, el de la flexin aplicando fuerza a tres puntos, el de impacto, el de esfuerzos cortantes y el de torsin. No se entra en detalle a explicar cada uno de los mtodos, porque todos siguen el mismo principio de ir aumentando la fuerza que se aplica e ir anotando la deformacin hasta el punto de rotura. b2) Ensayos no Destructivos: -El primer ensayo no destructivo que siempre se realiza es el control visual. Aunque pueda parecer trivial este mtodo permite observar gran cantidad de errores que ya saltan a primera vista. Por ejemplo si existen porosidades de gran tamao, o zonas que no han quedado suficientemente impregnadas puede observarse directamente. Otro ejemplo sera el detectar zonas donde la adherencia inter-laminar no ha sido suficiente y por tanto dicha zona queda abollada.-Otro mtodo utilizado es el de los mtodos acsticos que permiten mediante la emisin de ondas acsticas y buscar defectos mecnicos por cmo se reflejan dichas ondas sobre el material. Este mtodo tiene casi la misma precisin que los ensayos destructivos, sin embargo su desventaja frente a ese mtodo es el precio, puesto que el equipo que emite las ondas y capta las respuestas para analizarlas es extremadamente caro. El ms conocido entre ellos es el de ultrasonidos, que utiliza ondas acsticas con una frecuencia de 20kHz.En la siguiente imagen se puede observar cmo se realiza el ensayo. -Otros mtodos ampliamente utilizados son los radiolgicos, que se basan en la emisin de electrones desde un nodo, a medida que los electrones y las ondas que generan son absorbidos por el material o reflejados, el ctodo al otro lado del material va registrando las ondas y la cantidad de electrones que recibe, y as distingue los diferentes materiales, sus cantidades, concentraciones y la distribucin de las fibras.-Tambin puede usarse un anlisis trmico. Este proceso consiste en someter la pieza a una temperatura constante y observar los distintos flujos de calor dentro del material, lo que permite distinguir defectos. A continuacin se aade una imagen obtenida de un laminado en la que pueden observarse algunas zonas donde la transmisin de calor es mucho mayor de la esperada, por haber en ellas una zona de fibras que no han quedado bien impregnadas de resina. -El penltimo de los mtodos utilizados es el elctrico, que consiste en generar campos elctricos o magnticos para observar imperfecciones en las piezas. Evidentemente este mtodo funciona mucho mejor si las fibras presentan propiedades dielctricas y la resina no. Tiene la ventaja de ser un mtodo relativamente ms barato que los expuestos anteriormente.-El ms novedoso de los mtodos de anlisis no destructivo es el de la fibra ptica, que consiste en incluir previamente al laminado una malla de fibra ptica distribuida regularmente. Una vez terminado el laminado se mandan seales a lo largo de la fibra ptica, y as se puede conseguir conocer los puntos en los que hay imperfecciones o roturas y adems el instrumento que manda y recoge las seales es capaz de identificar exactamente la zona donde se han producido los daos, su dimensin y tipo. Es un mtodo increblemente preciso a la hora de medir cualquier pequeo error que moviese las fibras o las torsionase es detectado, pero sin embargo es incapaz de medir si no han quedado bien impregnadas las fibras.

2.1.Los Moldes:Por ltimo antes de entrar en la descripcin y anlisis de los mtodos de trabajo ms innovadores para materiales compuestos se dedica este apartado a los moldes, que juegan un papel clave en la produccin de los mismos. Podemos encontrar moldes de diferentes calidades y propiedades, este captulo tiene como objetivo el mostrar un breve resumen del comportamiento y los aspectos claves de los moldes de cara a la produccin de materiales compuestos.Como ya se ha indicado con anterioridad, la primera distincin que se da entre moldes es si son machos o hembras, entendiendo que los mayos son aquellos que tienen pulida la cara exterior, y las hembras los moldes que tienen pulida la cara interior. La cara pulida es aquella por la que se lamina. Si el molde es macho en el caso de los barcos, el gelcoat ser la ltima capa que se aplicar, mientras que si los moldes son hembras la capa de gelcoat y el velo de superficie sern la primera. En general es ms comn trabajar con moldes hembras en el sector de la construccin de embarcaciones de recreo, puesto que es ms fcil generar primero el gelcoat. Tambin es comn por eso que existan ambos moldes, el macho y el hembra para una sola pieza, en caso de que trabajemos con ambos moldes para encerrar la pieza en el interior entre ambos, se hable de molde cerrado, esto resulta til cuando quieren mantenerse presiones respecto al exterior, o pretende mantenerse aislado el laminado del ambiente exterior. Evidentemente mantener el molde cerrado ayuda a lograr una menor contaminacin por evaporizacin de estireno, aunque implica dificultades aadidas, como la dificultad de controlar la temperatura dentro del mismo (al estar ms aislada la pieza dentro de un molde cerrado, generalmente por la reaccin exgena que implica la solidificacin de la resina se dan temperaturas ms elevadas).A continuacin se da la lista de fenmenos que constituyen la vida de un molde, este fenmeno es de una alta relevancia, puesto que la vida media de un molde determina su rentabilidad y por tanto fija tambin qu moldes pueden resultar ms tiles para cada mtodo y cules no. Por lo general en este apartado se hablar de moldes hechos de materiales compuestos y para fabricar otros materiales compuestos. Pueden darse moldes metlicos o incluso de madera (protegida con barnices y ceras especiales para resistir temperaturas), pero son excepciones a lo comn dentro de la construccin de embarcaciones de recreo, por ello se dejan a parte por ahora:-Creacin del molde: para crear el molde de un modelo de barco o de una pieza del mismo primero debe disearse el objeto que se crear en dicho molde. Entonces se crea una maqueta (macho o hembra, escogindose el inverso de lo que se desee para el molde) a partir de la cual se lamina el molde. - Prueba: una vez se ha creado el molde se le deja reposar, es comn que pase una etapa de mecanizado para eliminar posibles impurezas de la maqueta o del ambiente; esta fase es importante, puesto que los fallos que se den en el molde aparecern tambin en todos los modelos que obtengamos a partir del mismo. Una vez se ha mecanizado siempre se realizan pruebas de poco espesor sobre el molde, puesto que resulta ms barato realizar un molde nuevo que perder todo el laminado y tiempo de, por ejemplo, un casco nuevo que quede defectuoso. An as es comn que queden pequeas marcas causadas por el molde, aunque estas suelen ser tan pequeas que no suponen ninguna prdida de propiedades del material.-Uso y mantenimiento: normalmente un molde se fabrica para todo un modelo, como por ejemplo el molde del casco de un barco, que se utiliza para todos los modelos que tengan dicho casco. Es muy recomendable ir realizando operaciones de mantenimiento antes y despus de cada vez que se utiliza el molde. Antes de usarlo para laminar se recomienda que se pula y se le aplique cera, para facilitar el desmoldeo y retirar posibles partculas de polvo u otros sustancias que daaran la primera capa que se colocase sobre el molde. Una vez se ha laminado es recomendable limpiar el molde con acetona y pulirlo con un trapo, para retirar posibles pegotes de resina que quedasen adheridos al mismo, cuanto antes se retiren estos pegotes mejor, puesto que pueden llegar a endurecerse y en caso de que se laminase encima, podran llegar a quedar fundidos con el mismo molde, casi imposibilitando su eliminacin. Por ltimo, cada unos 11 o 12 usos del molde, suele volverse a pulir y mecanizar por completo la cara por la que se lamina, esto se hace, porque a pesar de que se haya hecho un buen mantenimiento pueden haberse producido pequeas imperfecciones, o puede que el molde se haya daado por cualquier choque mecnico que haya recibido, ya sea este grande o pequeo. Dentro del apartado de uso se distinguen dos partes fundamental, la primera hace referencia al proceso de laminado, durante esta etapa el molde debe poder soportar el peso del laminado y la temperatura que produzca la resina al reaccionar (o la que implique el mtodo en concreto, tal y como se ver ms adelante) y a la vez ser capaz de volver a su forma inicial sin deformarse. Para esta etapa es completamente necesario que el espesor del molde sea homogneo; puesto que en caso de que no lo fuera la distribucin de temperaturas de la pieza tampoco lo sera, y eso generara tensiones trmicas que llevaran a defectos en la pieza. En la segunda etapa se habla de desmoldeo, es decir extraer la pieza del molde. De forma general la cera que se aplica antes de empezar a laminar debera ayudar a separar el molde de la pieza, pero hay mtodos en los que el desmoldeo no es tan sencillo, por ejemplo en mtodos en los que se trabaja con altas presiones es muy comn que haga falta alguna herramienta adicional para desmoldear de forma ms suave la pieza. Esto se ver en mayor detalle un poco ms adelante, cuando se hable de los detalles de los moldes.-Desguace: cuando un molde queda obsoleto, ya sea porque la pieza que laminaba ya no se va a producir, o porque su reiterado uso lo ha dejado inoperativo este se desguaza, pero no puede lanzarse a los contenedores habituales, ni degradarse para reutilizarlo; uno de los grandes problemas de los materiales compuestos radica principalmente en este punto, y es que una vez utilizados deben depositarse en lugares especializados que cuenten con plantas de tratado de bioplsticos o similares.Adems de lo ya expuesto hay detalles de los moldes que es importante conocer de cara a trabajar con ellos, a continuacin se exponen los detalles ms importantes:a) Gradiente de desmoldeo: los moldes, ya sean machos o hembras deben contar siempre con una pequea inclinacin, como la que se muestra en la figura con tal de que el sacar la pieza del molde sea ms sencillo evitar roces o golpes durante el proceso. b) Desmoldeo: para el desmoldeo puede simplemente aplicarse una fuerza mediante ganchos en las piezas o el molde, o incluso hacerlo manualmente, pero tambin hay mtodos ms sofisticados y delicados cuando quiere tratarse con piezas que han sido sometidas a mayores presiones, o que tienen un riesgo mayor de quedarse adheridas, por ejemplo por la ausencia de gelcoat. En esos casos existen dos mecanismos muy conocidos para desmoldear la pieza, ordenados de menor a mayor suavidad, aunque requieren un previo mecanizado del molde, encontramos: b1)Por esfuerzos mecnicos: se transmite un esfuerzo cortante mediante una cua de un material ms blando que la pieza y que el molde (esto es fundamental para que no se daen ni la pieza ni el molde), golpeando la cua con una pequea maza o martillo hasta que se logra separar ambos componentes. Este mtodo requiere un espacio habilitado para colocar la cua, en el que evidentemente no se lamina. b2)Por presin generada con gases: se inyecta gas a presin en tomas de aire previamente colocadas en el molde, lo que genera una fuerza repartida a lo largo de toda la superficie de la pieza, y dificulta mucho el hecho de que se dae.

c)El color del molde: aunque este fenmeno pueda parecer trivial en primera instancia, se trata en realidad de un punto fundamental. Para los moldes siempre se eligen colores completamente distintos a los de las piezas que se van a laminar; por ello en el sector naval solemos encontrar colores chillones, como el verde, el rojo o el negro, contando que la mayora de cascos o componentes de las embarcaciones de recreo son de color blanco. Esto se hace para poder ver cuando la resina est reaccionando o cuantas capas y que espesor se va aplicando sobre el molde; a la vez que ayuda a diferenciar las piezas una vez se debe desmoldear.d) Las particiones: se encuentran especialmente en geometras complejas y n moldes de grandes tamaos, son, tal y como indica su nombre, particiones del molde, que permiten ignorar por ejemplo el gradiente de desmoldeo , ya que permite separar el molde en distintas partes, facilitando su extraccin. Para piezas voluminosas se producen moldes con diversas particiones para ahorrar espacio en el astillero o por si es necesario transportar el molde (aunque sea dentro del propio astillero). Sin embargo las particiones tienen una cara negativa, y es que se da una zona de mayor espesor de molde all donde tenemos la particin y adems puede dejar imperfecciones en el punto donde se juntan ambas partes; por ello es habitual cuando se prevn particiones que se coloquen marcas de alineado que permitan colocar ambas partes en su posicin exacta, para evitar imperfecciones o al menos reducirlas al mximo de lo posible.

e) Reservas o contramoldes: en algunos casos no conviene laminar toda una superficie, sino que interesa dejar algn agujero, o zona sin laminar, ya sea para crear ventanas, permitir el paso de cables o similares. Para ello puede utilizase un molde estandar, y despus recortar mediante herramientas especficas el trozo que se necesita; sin embargo resulta ms econmico y productivo el trabajar co reservas o conramoldes, que son simplemente piezas de madera o plstico que se colocan directamente sobre el molde, adhirindolas temporalmente al mismo. Una vez se lamina, la parte de madera o plstico al estar ms elevada no llega a laminarse, y por tanto una vez se extrae la pieza, sta ya tiene un agujero en su laminado. Sin embargo esta tcnica es importante tener en cuenta que no puede practicarse con todos los mtodos de produccin que se vern en este ensayo.f) Superficies planas: de cara al diseo de un barco e recreo fabricado con materiales compuestos conviene siempre evitar las superficies planas por una simple razn: el ojo humano percibe mejor las imperfecciones en superficies planas que no en curvadas, por ello cuando se disea una pieza y por extensin un molde se suele pensar en cmo evitar dichas superficies, o al menos cmo conseguir que sean lo menos extensas posibles, con tal de conseguir un mejor acabado ptico.

2.2. Laminado por infusin:

El mtodo de la infusin es muy similar al de laminado por vaco, por ello conviene distinguir bien antes de entrar en mayor profundidad, en las diferencias entre ambos. En el laminado por infusin se colocan todas las fibras directamente secas sobre el molde (puede aplicarse primero una capa de gelcoat y despus aplicar sobre la misma las distintas estructuras textiles secas). As como en el caso del laminado por vaco se utilizaba la diferencia de presin para compactar las diferentes capas ya mojadas en resina; en el caso del laminado por infusin se utiliza la diferencia de presin para que la resina fluya de la zona de mayor presin a la de menor presin, dejando evidentemente toda la estructura textil impregnada de resina. Este mtodo utiliza los componentes tanto para generar, como para mantener el vaco que veamos en el apartado pertinente al mtodo por vaco. Otra gran diferencia con el mtodo de laminado por vaco es que las presiones deben ser menores (entre 0,5 y 0,8 bars de presin; mientras que en el caso de laminado por vaco podamos alcanzar hasta los 0,9 bar de presin), puesto que debe ser suficiente para mover la resina y compactar, pero la adecuada para permitir que las telas se impregnen y la resina fluya hasta la salida. A continuacin, debido a la mayor complejidad del mtodo se exponen algunos elementos importantes:a) La distribucin de resina depende mucho de donde se coloquen los onductos de entrada de la misma y los conductos de aspiracin que generan el vaco. En general se siguen dos tipos de procesos: a1)La inyeccin puntual: se inyecta la resina desde el centro hacia los extremos. a2)La inyeccin perifrica: en este caso se inyecta la resina desde los extremos, y se genera el vaco en el centro de la pieza. Este mtodo es ms rpido que el primero, y permite que la resina avance ms rpido, dejando un menor coeficiente de resina y necesitando un mayor nmero de entradas de resina. Por otro lado el vaco que se necesita es ligeramente superior al otro mtodo. Lo ms importante en la colocacin de los conductos de resina y de aspiracin es que se mantengan a distancias constantes de los conductos de aspiracin.b) Otro factor especialmente relevante que aparece cuando se trata con el mtodo de laminado por infusin es la necesidad de mantener las diversas capas de fibra de vidrio unidas entre s para que no puedan moverse ni desplazarse y para impedir que se formen burbujas de aire entre ellas (efecto que disminuira demasiado la resistencia del composite). Para ello en general se utiliza un aditivo en forma de spray que se aplica tras cada capa de estructura textil.c) En el laminado por infusin no pueden utilizarse todas las resinas del mercado, puesto que se requiere un tiempo de gel bastante largo para que la resina recorra todo el tramo que debe laminar, y adems la viscosidad debe ser menor que 300Cps (centipoints) para lograr un movimiento efectivo de la resina.d) En el caso de agujeros en la bolsa de vaco o similares el problema es mayor que en el caso del mtodo de laminado por vaco, ya que no tan solo se pierde resina sino que afecta a la distribucin completa de la pieza; por ello es de an una mayor urgencia reparar posibles agujeros en las bolsas de vaco. e) Un punto que tiene en comn y sin embargo no se ha mencionado hasta el momento con el mtodo de laminado por vaco, y que experimentarn todos los mtodos a continuacin a excepcin de aquellos que usen preformas, tal y como se explicar. Ese problema aparece en los bordes de las geometras complejas, y es que en las esquinas se forman huecos entre la fibra y el molde, por la incapacidad del laminado de doblarse tanto como exija la geometra del cuerpo. Por ello en algunas ocasiones se utiliza el truco que se muestra en las siguientes imgenes, que consiste en cortar la fibra al llegar a la esquina y laminarla por ambas superficies planas, existiendo una breve zona en la que ambos laminados se sobreponen, lo cual favorece tambin la capacidad de resistencia extra que requieren las esquinas. En caso de que esto no se hiciera, quedara la esquina con un exceso de resina o deceso del mismo dependiendo de si el molde fuese macho o hembra, tal y como se muestra en la segunda imagen. En este caso cabe siempre ir con cuidado, puesto que es un error muy comn y depende del mtodo que estemos utilizando y el molde que estemos utilizando puede ser muy perjudicial, por ejemplo si estamos utilizando el mtodo de laminado manual con un molde hembra, en las esquinas nuestro barco no cumpliese los mnimos de porcentaje de fibra.

2.3. Laminado por pre-impregnados:Para entender cmo funciona el proceso de laminacin por pre-impregnados es necesario entender antes qu es un material pre-impregnado. Estos materiales se producen con el mtodo de impregnadores ya expuesto en la primera parte de este ensayo; la diferencia radica en varios puntos. Primero los rodillos que se utilizan para producir materiales pre-impregnados son mucho ms precisos que los rodillos normales que podran utilizarse en cualquier astillero. Ello conlleva para la compaa que produce estos materiales una gran inversin inicial, pero sin embargo su venta no solo se da a astilleros sino que tambin se utilizan este tipo de materiales compuestos para la construccin de trenes, aviones y otros tipos de piezas dentro del sector industrial. La gran ventaja que aportan los rodillos de gran precisin es que puede conseguirse el porcentaje de fibra y resina exactamente deseado. En segundo lugar la resina que se utiliza para impregnar estas estructuras textiles no es una resina "activa" sino que son resinas cuyo proceso de reticulacin (proceso que endurece el lquido hasta el estado de gel y de gel hasta el slido) es ms lento de la habitual. De esta forma el material pre-impregnado ya est laminado y el proceso para la obtencin de la pieza es completamente distinto a los anteriores casos; en este caso debe aplicarse temperatura y presin gradualmente (como se expondr ms adelante) con tal de lograr que las distintas capas de laminado queden adheridas entre s y la resina reaccione y solidifique.El primer punto relevante a tener en cuenta al tratar con ste mtodo de produccin es el almacenamiento de los materiales pre-impregnados. Estos materiales deben almacenarse en cmaras frigorficas especializadas, a temperaturas entre -10C y -20C para que la resina no vaya reaccionando y solidificando. stas cmaras deben adems ser hermticas para evitar cualquier tipo de humedad, que reducira la calidad del material. Por ltimo en lo respectivo al almacenaje, los rollos de material se colocan horizontalmente, evitando contacto con el suelo u otros rollos (generalmente mediante tubos metlicos que sujetan el interior de cada rollo en posicin horizontal a una determinada altura), para evitar posibles imperfecciones. En segundo lugar, a pesar de mantenerse a bajas temperaturas estos materiales no son tan longevos como la resta en estado no slido; en el caso de no hallarse a temperaturas bajo cero los materiales solo aguantan de 10 a 60 das, pudiendo aguantar hasta 6 meses en caso de que estn congelados. De todos modos como puede entenderse esto aporta grandes costes tanto por la necesidad de espacio y los mtodos para conseguir las temperaturas de almacenamiento como por la necesidad de mtodos que aporten presin y temperaturas regulables con tal de controlar al detalle la produccin. Por otro lado estos materiales cuentan con granes ventajas en cuanto a propiedades de los materiales.A continuacin se destacan algunos detalles ms relacionados con el mtodo de produccin:a) Corte del material: por lo general el material pre-impregnado se compra en lminas de forma rectangular, pero para muchas piezas es necesario que el material tenga una forma especfica, para ello se dan dos procesos para adaptar el laminado a la forma deseada: a1)Manualmente: se utilizan plantillas y tijeras o un cter para ir cortando el material de forma similar a la que se dara en el laminado manual, este proceso no es muy preciso, pero sirve por ejemplo para trabajar con piezas que se pretendan mecanizar tras su solidificacin; en ese caso no importa dejar algunos eescesos cuando se corta manualmente la lmina inicial de pre-impregnado. a2)Corte mecnico: se produce mediante mquinas de control numrico, que permiten definir la forma exacta del corte mediante funciones matemticas, despus la misma mquina o una conectada a un ordenador con un programa de control numrico realiza los cortes con absoluta precisin. A continuacin se aaden dos imgenes: la primera de un programa que permite definir funciones y editar geometras de corte; y la segunda de una de las mquinas que realizan dichos cortes. b) Los materiales pre-impregnados pueden clasificarse segn su temperatura de curado: b1) Pre-impregnados de alta temperatura: sus temperaturas de curado se encuentran por encima de los 180C; principalmente se usan para fines aeroespaciales. b2) Pre-impergnados d mdia temperatura: sus temperaturas se encuentran entre los 120 y los 180C; estos son los ms comunes y por extensin los ms utilizados en la industria. En general estos son los que se utilizan en las embarcaciones de recreo. b3) Pre-impregnados de baja temperatura: sus temperaturas se encuentran entre los 60 y los 120C; en general se utilizan para piezas de grandes dimensiones (entendindo bajo dicho concepto piezas con superficies a laminar superiores a los 30 m2)c) Ciclos de curadoo ventanas de curado: Cada fabricante estipula una tabla ideal de cmo debera descongelarse el material. Dichas tablas tienen una media de 8h hasta que el material consigue alcanzar los 0 grados. Una vez descongelado el material se debe usar la tabla de ciclo de curado que ofrece el fabricante. En esa tabla se indica cmo se debe ir incrementando la temperatura (generalmente 0,3C por minuto hasta alcanzar un punto de reposo, para luego seguir incrementndola). A continuacin se aade una imagen de la tpica tabla de ciclo de curado:

Si el ciclo de curado no se da de forma adecuada puede darse por dos razones y con diferentes resultados: c1)Si la velocidad a la que se aumenta la temperatura es mayor a la especificada, pueden quedar zonas sin suficiente impregnacin o zonas con una porosidad demasiado elevada. Lo cual implicara importantes prdidas en las propiedades del material. c2)Si por el contrario la velocidad de aumento de la temperatura es menor al que se ha especificado, es muy posible que queden zonas demasiado resecas, lo cual implicara una menor adherencia inter-laminar y por tanto una prdida de propiedades mecnicas del material.d) Los moldes: los moldes que se deben emplear requieren varias condiciones: para empezar deben poder soportar tanto la presin como la temperatura que exigen los materiales pre-impregnados. Para ello deben haber sido curados o post-curados a una temperatura mayor a la de servicio. Es comn que los detectores de presin y temperatura se aaden directamente a los moldes si lo que se pretende es que sirvan exclusivamente para este mtodo. Si las piezas son grandes se suelen aadir conductos de ventilacin en los moldes, para que la temperatura resulte homognea a lo largo de todo el molde. En caso de que las temperaturas no lo fueran se generaran imperfecciones debido a las tensiones generadas por las diferencias de temperatura. e) Por ltimo es muy importante mencionar la importancia de los compactados parciales: cada aproximadamente unos 1000gr/m2 de laminado hace falta compactar aplicando presiones de por lo menos 0,9 bar para que el material quede unido entre s.

2.4.Resin Film Infusion:Este mtodo es muy similar al anterior, puesto que utiliza materiales pre-impregnados para la produccin. Sin embargo, en este caso los compactados parciales no resultan necesarios, puesto que la propia estructura textil del laminado permite su adherencia y el flujo de resina entre capas, lo que deja un acabado ms compacto an que los materiales pre-impregnados clsicos. Para su compactacin se utilizan mtodos de vaco para aportar (tan slo una vez) una presin de compactacin y trabajo. Se consideran pre-impregnados de segunda generacin y fueron desarrollados inicialmente para la produccin de aerogeneradores. Por lo dems (almacenaje, temperatura, forma de tratar los materiales, etc.) estos materiales comparten las propiedades de los materiales pre-impregnados. Cabe tambin sealar que el precio de estos materiales el ligeramente superior al de los anteriores, puesto que su elaboracin es ligeramente ms compleja, pero en general es producido por los mismos fabricantes. Entre las estructuras ms utilizadas para este mtodo encontramos la utilizacin de pequeos huecos, de tamao diminuto, en la estructura textil que permiten que una vez la resina entre en estado lquido esta fluya entre las capas, dejando bloques slidos de resina que mantienen todas las capas completamente unidas. En general para ello se utiliza un componente no explicado hasta el momento, conocido como tejido estructural, que no es estrictamente un laminado, pero que supone una capa muy fina que facilita este proceso,tal y como se muestra en la siguiente imagen:

Debido a que la viscosidad resulta especialmente fundamental en este proceso (puesto que es necesario que la resina fluya a travs de los micro agujeros del tejido estructural, cada fabricante aade siempre una tabla en la que muestra cmo se modificar la viscosidad de la resina del pre-impregnado RFI (Resin Film Infusion). A continuacin se adjunta un ejemplo :

Este tipo de tablas resulta especialmente importante cuando se lidia con mtodos de presurizacin y de temperatura al mismo tiempo, puesto que ambas variables van relacionadas y es muy comn que se produzcan fallos en el laminado debido a esta clase de errores, es por ello que siempre que se trabaje con estas tcnicas es recomendable trabajar tambin con indicadores de presin y temperatura muy preciosos, con tal de evitar errores.Este mtodo no ha sido ampliamente aplicado, debido a su novedad en el mercado, entre otras causas, sin embargo a lo largo de su uso en el sector industrial si bien reducido se han podido observar grandes resultados, con porcentajes de fibra alrededor del 65%; que si bien no son los ms altos del mercado cabe contrastaros con los costes de ste mtodo, que al requerir exclusivamente la generacin de vaco y el almacenamiento no supone un coste tan elevado como mtodos que logran resultados similares.

2.5. Resin Transfer Molding (RTM):

Este mtodo se encuentra dentro de la misma categora que encontraramos el mtodo de laminado por infusin ya expuesto anteriormente, es decir los mtodos de moldeo por resina lquida. La gran diferencia con el mtodo de laminado por infusin es que en el caso de RTM adems de la presin para producir el flujo de resina, en este proceso tambin se utiliza el control de la temperatura para controlar su viscosidad y en general todo el proceso con mayor precisin. Todo ello pretende mejorar de por s el mtodo de infusin Sin embargo antes de entrar en detalle a exponer el procedimiento de este mtodo de produccin, debe hacerse una clara diferenciacin entre distintos procedimientos dentro del mismo mtodo, as segn cmo se transfiere la resina tenemos tres grandes modelos:a) RTM estndar: para este modelo se utilizan moldes metlicos, puesto que se utilizan presiones muy elevadas (entre 4y 10 bar, presiones que podran comprometer a moldes normales). Adems los moldes deben contar con mtodos de control de temperatura, como conductos de refrigeracin y calefaccin, para reducir al mnimo los tiempos de curado y optimizar la produccin. En general este modelo se utiliza tan solo para grandes producciones, aproximadamente de 20.000 piezas al ao. Es relativamente comn para piezas dentro del sector automovilstico; pero apenas inexistente dentro del sector nutico, evidentemente porque el nmero de embarcaciones que se producen al ao en la mayora de astilleros es menor a dicha cifra, y no resulta rentable la fabricacin de estos moldes y de la maquinaria necesaria para el proceso tan solo para la produccin de pequeas piezas.b) RTM al vaco: resulta un modelo similar al estndar, pero con presiones muy inferiores (unos 0,5 bar aproximadamente). Al ser las presiones ms reducidas los moldes pueden estar hechos de materiales compuestos; an as deben contar de todas formas con los controladores de presin temperatura. Este mtodo, debido a que reduce drsticamente los costes de los moldes requiere producciones menores para ser rentable (alrededor de 1.000 piezas al ao) lo que permite que el sector naval utilice esta tcnica, tambin conocida como VARTM (Vacuum Asisted Resin Transfer molding que en castellano se traducira como "moldeo por transferencia de resina asistida por vaco). A continuacin se aade una imagen, del astillero Archambault facilitada por Alejandro Besednjack, en la que puede observarse la fase de desmoldeo tras utilizar este mtodo de produccin:

c) RTM light: se trata de un proceso similar al VARTM, pero sin control de temperatura, con tal de reducir an ms los costes (el molde en este caso no requiere ni sistema de control de temperatura ni ser metlico), sin embargo la presin es ligeramente superior, en torno a los 3 bares. La presin a la que se cierra el molde suele ser la de vaco (entre ,06 y 0,9 bar), mientras que el desplazamiento de resina se realiza con una bomba de baja presin. Este proceso requiere una produccin superior a las 500 unidades anuales, lo que lo convierte en ideal para aquellos astilleros que pretendan acceder a los otros mtodos de RTM pero an no produzcan lo suficiente como para que les resulte rentable. Este ltimo modelo utiliza juntas dinmicas, es decir juntas que impiden el movimiento de superficies libres; esto resulta fundamental para este mtodo, puesto que sino debido a la falta de dilataciones por no aplicar temperatura y la baja presin de cierre en relacin con la presin que empuja la resina implicara un riesgo de desplazamiento del molde o de los componentes del mismo. Para prevenir dicho riesgo se utilizan juntas dinmicas que impiden que aunque se mueva ligeramente el molde la resina escape del mismo. Cabe entender que cuando se habla de desplazamientos del molde no se habla de grandes cifras sino de milmetros; pero sin embargo este ligero defecto de la tcnica aunque no supone ningn problema para piezas de pequeas dimensiones puede suponer un gran problema para piezas muy grandes.Al igual que en el caso de la infusin no puede usarse cualquier resina, sino que deben tener viscosidades menores a 250CPs con tal de fluir e impregnar la fibra (deben tambin tener una viscosidad mayor que 80 Cps, pero prcticamente cualquier resina cumple dicha especificacin). Sin embargo si se emplean los mtodos estndar o al vaco resulta necesario utilizar resinas con bajos niveles de exotermia, para evitar contracciones, deformaciones o marcas en el laminado final debido a las diferencias de temperatura. Esto se debe a que ligeras variaciones de espesor de la resina (como las que se producen al principio, antes de que la resina haya avanzado suficiente, calentando tanto por pasar mayor tiempo, como por tener un mayor espesor de resina al principio la zona cercana a la inyeccin) `pueden conllevar grandes variaciones de temperatura que comprometan la calidad de la pieza. Este requisito no siempre puede lograrse con las resinas obtenidas de fbrica, pero cabe aqu recordar que pueden aadirse catalizadores y cargas que permiten adecuar la exotermia del material. Por ltimo en lo relativo a las resinas, suelen utilizarse resinas con tiempos de gel (tiempo en el que la resina tarda en volverse slida) cortos para optimizar la produccin, puesto que sobretodo en modelos que requieren altas producciones el tiempo es una variable clave.En cuanto a las fibras y las estructuras textiles, se puede trabajar con todo tipo de estructuras y fibras, pero resulta recomendable para aumentar la calidad del material compuesto el trabajar con estructuras que faciliten la impregnacin y sean fcilmente adaptables a recovecos y formas complejas. En este apartado es comn para altas producciones la utilizacin de preformas: estructuras textiles a base de fibras que ya han sido pre-fabricadas con una forma predeterminada, lo cual elimina completamente los problemas de adaptacin que pudiesen tener estos compuestos a la hora de ajustarlos a moldes con estructuras o geometras complejas. A continuacin se dedica un breve apartado al equipo necesario para este mtodo de forma general. Para la inyeccin de resina se requiere un bomba o mquina que permita inyectarla, siempre es mejor si la presin es regulable al detalle; depsitos de resina para ir alimentando la bomba o mquina, es decir que no siempre los tanques en los que se compra la resina sirven para este propsito. Para el proceso de creacin del gelcoat, suele utilizarse una cabina de proyeccin, o una mquina de proyeccin (muy similar a la mquina utilizada para la proyeccin simultnea, excepto que no lanza fibra cortada; de hecho puede usarse la misma mquina si se le quita la alimentacin de hilos de fibra). Por otro lado se requieren los moldes especializados ya expuestos anteriormente y equipo tanto para abrir dichos moldes como para cerrarlos (este aspecto se ver con mayor detalle en el apartado de moldes de este estudio). Por ltimo suele requerirse una cabina y equipo de mecanizado posterior, en los que se liman las imperfecciones, pulen los detalles y en algunas ocasiones se realizan agujeros o cortes para el paso de componentes elctricos o similares. Este ltimo paso aparece en este mtodo de forma necesaria, mientras que en otros es opcional, puesto que en otros mtodos pueden fabricarse sencillamente piezas con agujeros si ya estaban planeados antes de iniciar la produccin de la pieza, mientras que en el caso de los mtodos con resina lquida el generar agujeros y cortes durante el laminado es sumamente difcil, por ello se opta por ignorar los agujeros y realizarlos posteriormente con equipo especializado y siempre sin daar la resta del composite.

2.6. El autoclave:

Un autoclave es un recipiente, generalmente de gran tamao, que puede cerrarse de forma completamente hermtica y generar condiciones fsicas en su interior. Por lo general son artefactos muy voluminosos y caros, as como complejos de manejar y que requieren tanto un gran mantenimiento como un gran consumo elctrico. El uso de estos instrumentos para la laminacin de materiales compuestos es de forma terica muy sencilla: se introduce todo un molde dentro del autoclave, con las sucesivas capas de fibra pre-impregnada ya colocadas sobre el molde, acto seguido se empiezan a subir la presin y la temperatura de forma muy controlada, y con la gran ventaja de estar mucho mejor repartidas ambas variables gracias al amplio espacio que hay dentro del autoclave en comparacin con la distribucin concentrada de presin que aportara por ejemplo una bomba de vaco aunque se coloquen distintos conductos de succin. La idea que persiguen los autoclaves es la de combinar las principales ventajas de los mtodos con mejores resultados para lograr algo incluso mejor. Este mtodo puede combinarse con el de VARTM si el molde que se coloca en su interior est preparado para ello. De los mtodos que van a estudiarse este tambin es el que logra mejores resultados. En el mercado pueden encontrarse desde autoclaves relativamente pequeos que utilizan alimentaciones elctricas para alimentar ventiladores que generan la presin y resistencias elctricas que por efecto Joule generan calor; hasta autoclaves de gran tamao que requieren combustible en forma de gas para hacer producir el calor y lograr temperaturas mucho ms elevadas.Otro de los elementos que aumenta notablemente la calidad del material final es cmo se logra la presin dentro de la cmara, por lo general se utilizan gases para lograr este propsito, pero dependiendo del gas pueden obtenerse mejores resultados; a continuacin se adjunta una breve lista con los tres mtodos ms comnmente utilizados, ordenados de menor a mayor calidad:- Aire comprimido de la atmsfera de trabajo, compuesto mayoritariamente por oxgeno, suele trabajarse entre los 12 y los 16 bares y alcanza temperaturas de hasta 150C.-Nitrgeno: permite trabajar a presiones muy similares a las del aire comprimido, pero con la ventaja aadida de que previene las combustiones a temperaturas mucho mayores, lo que permite en algunos casos conseguir resultados mejores, o incluso dar tratamientos trmicos post-laminado (por ejemplo para mejorar el coeficiente de elongacin de un material) dentro del mismo proceso sin necesidad de esperar tras el laminado; ganando as tiempo y productividad.-Dixido de Carbono (suele almacenarse en estado lquido): permite que los cambios de temperatura sean mucho ms suaves que los otros dos. Se puede llegar a trabajar a presiones de 20 bares.Normalmente si lo que se busca es optimizar el resultado en los autoclaves se crea una mezcla de los tres gases para conseguir ventajas de los tres, cambiando las concentraciones dependiendo del tipo de material en concreto con el que se vaya a tratar. Otra forma d mejorar la relacin entre los gases utilizados y el resultado del laminado es la utilizacin del mtodo de vaco , que permite aislar la resina en s del ambiente de trabajo, perfeccionando an ms la reparticin de presiones (evita que la capa superior tenga ms presiones que las inferiores y adems evita que las micro-colisiones de los tomos de gas contra esta capa generen una micro-rugosidad al estar protegida por la bolsa de vaco y los diferentes componentes ya mencionados en el mtodo de laminado al vaco).Los ciclos de curado que se utilizan en cada ocasin y por tanto el control de la presin y la temperatura vienen dados experimentalmente para cada material; y dependen de las siguientes variables: -Las propiedades especficas de la resina y sus requerimientos.- El espesor que se desee para el laminado final.- Si se usa estructura monoltica o sndwich (en la monoltica se emplea mayor presin)-La distribucin y el tamao dentro del autoclave.Aunque en primera instancia el proceso pueda sonar relativamente simple esto no es as, por ejemplo a la hora de aplicar presin y temperatura a la vez se diferencian dos etapas claramente diferentes, y que es importante respetar en este proceso:a) En la primera etapa no se eleva la temperatura, sino que tan solo se eleva la presin gradualmente durante un breve periodo de tiempo, hasta que se entra en la presin mnima de trabajo, a partir de ese punto empieza a aumentarse la temeperatura gradualmente de acuerdo con el ciclo que requiera el material. Debe conseguirse un punto en esta etapa en que la temperatura haya reducido lo suficiente la viscosidad como para que la resina se desplace libremente, y la presin debe ser suficiente como para que la resina mvil desplace cualquier imperfeccin o burbuja de aire que pudiese haber entre las capas de pre-impregnado hacia el exterior de la bolsa de vaco; pero ninguna de las dos puede ser demasiado elevada, porque de lo contrario las fibras no quedaran suficientemente impregnadas (hablando a nivel microscpico, no macroscpico) y por tanto hubiese una ligera prdida en la calidad del material.b) Tras conseguir las condiciones de la primera etapa, dicha situacin se mantiene un tiempo (dependiendo de varias variables como el tipo de estructura textil, el tipo de adhesivo utilizado entre las capas, etc.) para que se liberen todas las imperfecciones posibles, y entonces se vuelve a aumentar la temperatura hasta alcanzar la temperatura de curado final, a medida que aumenta tambin (aunque de forma mucho menor y no siempre necesariamente) la presin. Una vez se consigue que ambas variables se encuentren en el punto de curado ptimo se deja que la resina solidifique el tiempo que sea necesario.c) En algunos casos, si es que se requiere un tratamiento especial, generalmente de tipo trmico encontramos una tercera etapa en los procesos con autoclave. En esta etapa, a diferencia de las dos anteriores, no se aumenta la presin, sino que se mantiene, e incluso en algunos casos disminuye; para el post-curado la temperatura va elevndose de forma ligeramente ms rpida que en las dos fases anteriores, pero se incrementa en menor medida, puesto que el autoclave ya se encuentra a una gran temperatura. Los tratamientos de post-curado tienen tiempos muy variables, pero generalmente se mantiene una sola temperatura a lo largo del post-curado, hasta que se considera que todo el material compuesto ha reaccionado a la temperatura, y entonces se sigue un proceso de enfriado muy lento. En caso de que no hiciese falta un tratamiento tras el curado esta fase de enfriamiento sigue siendo necesaria, en general es mucho ms lenta en un principio que a medida que va pasando el tiempo, pero esto es necesario para evitar que diferencias importantes de temperatura creasen tensiones en el material an caliente.Por ltimo, antes de pasar a analizar los resultados obtenidos por autoclave en cuanto a calidad, cabe hacer unos breves comentarios en cuanto a los moldes que se utilizan en esta clase de procesos. Estos moldes pueden ser machos o hembras, abiertos o cerrados, pero deben poder soportan las altas temperaturas del autoclave y las granes presiones del mismo, y aunque s que se pueden utilizar moldes hechos de materiales compuestos deben haber recibido tratamientos especiales, o estar hechos con resinas con aditivos, para mejorar sus propiedades y que puedan soportar reiterados procesos de calentamiento y enfriamiento sin daarse. Por ltimo es muy importante que los moldes dentro del autoclave sean ptimos en cuanto a su tamao (aunque s que se suele aadir una ligera superficie adicional en los bordes para posibles procesos de vaco y la necesidad de cerrar las bolsas de vaco con tacky tape) debido al alto precio del autoclave, puesto que permite meter varios moldes dentro del mismo, hecho que puede resultar til para fabricar diversas piezas de un mismo tipo, como por ejemplo distintos componentes de un tren o un avin, tal y como se muestra en la siguiente figura:

2.7. Comparacin entre procesos y sus resultados:Tras haber comentado los principales mtodos que existen hoy en da para la produccin de materiales compuestos, desde los ms clsicos hasta los ms actuales, conviene pararse a compararlos entre ellos. a) El primer resultado que se compara es la presin que se aplica sobre el material de media en el proceso, y el efecto que esta genera, es decir, el espesor del material final: Presin de moldeo Peso nominal Espesor

Mat 610 gr./m2 Bar % mm

Moldeo por contacto 0,07 23 1,52

Moldeo por vaco 0,82 38 0,96

Moldeo por infusin1,03 - 2,75 41 0,88

Autoclave 1,7 - 7 48 0,71

Como puede observarse en la tabla, para la estructura textil Mat 610 (el 610 tal y como indica la tabla son los gramos por metro cuadrado del material), a medida que se sofistica la tcnica, mejora mucho el espesor, sin embargo la diferencia entre un mtodo y otro se va volviendo cada vez ms pequea.La gran diferencia en esta tabla se encuentra entre el laminado manual y el laminado por vaco, ambas tcnicas relativamente baratas y accesibles. b) En la segunda tabla se analiza para el mismo material, pero esta vez se estudia la resistencia mecnica (en mega-pascales) a distintos tipos de esfuerzos que se logra con algunos de los diferentes mtodos estudiados:Traccin Traccin Flexin Flexin Compresin Compresin Corte

Mat 610 gr./m2 Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa

Moldeo por contacto 79,97 6274 141,34 5860 116,52 6412 19,16

Moldeo por vaco 128,24 8066 186,84 8549 154,44 7997 20,82

Moldeo por infusin 134,4 8340 201,32 8894 157,2 8411 22,54

Autoclave 147,54 8480 215,11 9514 159,2 8549 23,58

De forma similar a la tabla anterior, se observan mucho mejores resultados en los mtodos ms nuevos que en los anteriores, aunque de la misma forma que en la tabla anterior, la gran mejora se encuentra una vez ms en el salto del laminado manual al mtodo de laminado por vaco.c) Por ltimo se aade una tercera tabla bastante similar, que muestra el contenido de refuerzo de cada mtodo, variable que evidentemente va ligada a las dos ya medidas, pero que supone el indicador, como ya se ha explicado con anterioridad, ms fiable de la calidad del composite final.

Evidentemente al igual que las tablas anteriores, muestra el mismo tipo de resultados y las mismas tendencias.Cabe sealar que se han mostrado todos estos resultados similares para demostrar una conclusin que poda parecer evidente, pero que necesitaba ser comprobada empricamente, y es que los mtodos ms nuevos obtienen en general mejores resultados que los anteriores. Sin embargo el progreso cada vez se vuelve ms pequeo y ms caro. Esta tendencia no slo aparece en la produccin de materiales compuestos sino que aparece en muchos sectores industriales. Pero ayuda a explicar porqu muchos astilleros llegan a utilizar mtodos como el laminado por vaco o el laminado por infusin que se encuentran aproximadamente a la mitad de la calidad obtenible, pero con unos costes muy asequibles. Es por ello que el siguiente captulo de este anlisis se dedica a intentar explicar el por qu condiciones los astilleros se encuentran atascados utilizando esas tcnicas (incluyendo las razones econmicas y otras) y no se va desplazando hacia las mejores. Por ello antes de empezarlo ya se aade la tabla de costes de cada uno de estos mtodos, aunque el resultado era ya de esperar:Tal y como era de esperar, el coste va ascendiendo a medida que la tcnica est ms automatizada. Aunque s que cabe mencionar que esta tabla ignora los gastos de personal, que supuestamente equilibraran ligeramente la tabla; puesto que los mtodos colocados ms a la izquierda de la misma son los que requieren ms personal, mientras que los que se encuentran a la derecha requieren una mayor preparacin pero con menor nmero de operarios.

2.8. Causas y Explicaciones del lento avance de la innovacin:

Como se ha visto en el apartado anterior evidentemente todos los mtodos ms nuevos implican mejores calidades finales, pero hay diversos motivos que pueden hacer perder rpidamente el inters en aplicar estos mtodos. En este sub-apartado pretenden analizarse algunos de estos motivos:a) El mercado: claramente uno de los factores ms limitantes que existe a la hora de aplicar grandes mtodos, el sector d la construccin de embarcaciones de recreo no supone un gran porcentaje de la economa de muchos pases, lo que hace que no se subvencione ni a aquellos que empiezan, ni a aquellos que quieren modernizar sus mtodos. Por otra parte el consumo es tan reducido que en muchos casos los mtodos que se han expuesto se utilizan para otros sectores, como el aeronutico o el automovilstico; pero no para el sector de la nutica de recreo. Sin embargo, el sector de la construccin naval es uno de los sectores que deja un porcentaje de beneficios mayor por unidad producida, y, especialmente en la nutica de lujo, la calidad juega un factor importante. Sin embargo aqu aparece otro factor importante que es el desconocimiento de los factores de calidad de los buques, o al menos su falta de valoracin. Con ello lo que se pretende explicar es que mucha gente compra estas embarcaciones para salir a pescar, o para practicar alguna clase de deporte, pero en ello (sin entrar en el mbito de la competicin, que se comentar en otro apartado) las diferencias de calidad no resultan fundamentales, puesto que aunque el coeficiente de resina sea ms bajo y el buque ligeramente ms ligero eso no compensa el incremento de precio respecto a otros buques. En general juega un papel ms importante de cara a la venta la mxima velocidad (que aunque depende de los materiales y el peso, depende mayoritariamente del propulsor y el motor), el tamao, o las instalaciones que pueda tener el buque. Esto implica que invertir grandes sumas de dinero para lograr grandes calidades no resulta rentable y por tanto no se hace. S que es cierto que grandes astilleros como por ejemplo Bavaria (astillero alemn) que s tiene producciones realmente elevadas utiliza plantas gigantes con produccin en cadena y procesos muy automatizados, que llevan a productos muy homogneos. Pero incluso en grandes astilleros como Bavaria, puede observarse que la gama de modelos que se ofrece no es realmente elevada; en comparacin por ejemplo el sector automovilstico ofrece un nmero de gamas similar, pero con una mayor cantidad de modelos dentro de cada gama. Por ltimo, antes de pasar al siguiente apartado cabra preguntarse qu puede hacerse para mejorar la situacin de este mercado. La respuesta resulta sumamente difcil; podra incentivarse el consumo promocionando actividades nuticas o reduciendo el precio de los productos, pero para ambas soluciones hara falta una inversin importante. En cuanto a la segunda opcin, la de reduccin de costes de los productos podra lograrse mediante otros mtodos, como la reduccin de coste de materias primas, la reduccin de plantilla laboral para lograr los mismos resultados u otros; pero todas esas posibilidades se prevn difciles, puesto que ya se ha hecho todo lo posible en el proceso de competencia entre astilleros. Entonces Qu solucin queda?.Probablemente mientras dure la recesin econmica la situacin de los astilleros en Europa variar poco, sin embargo cabe observar como fuera de Europa hay mercados navales que se encuentran mucho ms explotados que el nuestro. Seran, por ejemplo, los casos de Korea y Estados Unidos, en ambos el sector de la nutica de recreo juega papeles importantes en el PIB y por tanto en la economa nacional. Ello se debe a varias razones, algunas de ellas culturales, otras de ellas puramente econmicas. Sin embargo son ejemplos que muestran que una mejor situacin de dicho mercado es posible.b) La competicin: Uno de los principales promotores de la innovacin sin lugar a dudas en otros sectores. Suele ser un mbito en el que las compaas no slo se juegan dinero, sino tambin prestigio (que despus puede verse convertido en publicidad y/o mayor nmero de ventas) . En el caso de la nutica s que existen abundantes competiciones, y s que se mueven importantes sumas de dinero. Pero sin embargo se da un problema muy caracterstico (que tambin puede observarse en competiciones como Frmula 1, Moto3, MotoGP, etc.) y es que en algunos casos la normativa impide la aplicacin de algunos mtodos precisamente para mantener la competicin. Es decir en algunos casos, se entiende por ejemplo que si embarcaciones enteras se produjesen de fibra de carbono en lugar de fibras de vidrio, se reducira tanto el peso que el factor humano resultara casi irrelevante en algunas competiciones (afirmaciones dudables si ms no). Con estos comentarios no se pretende criticar a la normativa de competiciones, ni culparlas de la lentitud de las innovaciones en el mbito de las embarcaciones de recreo; sino sealarlas como un agente que podra agilizar el proceso, y que de hecho lo hace, aunque de forma ms lenta de la que podra. Si bien las normativas prohben durante algn tiempo algunos avances, resulta evidente para todos que las normativas no pueden oponerse al progreso eternamente; la norma general radica en permitir las grandes innovaciones una vez no son ningn secreto, y el mercado las conoce bien, de forma que todos los competidores (o al menos una gran cantidad de ellos) pueden acceder a dichas mejoras. Por ltimo cabe sealar, como se ha hecho en el apartado dedicado al mercado, que los materiales que forman el casco tan solo son un componente ms dentro de la competicin, y que por tanto es lgico que no resulte el elemento principal as como el propio diseo del barco, su instrumentacin, la tripulacin y su experiencia u otras variables.c) La profesionalizacin: a medida que ha ido aumentando la calidad de los mtodos expuestos en este anlisis, ha podido observarse cmo cada vez resultaba necesario un tipo de trabajador ms tcnico y menos manual. Podra por tanto pensarse que la profesionalizacin es un proceso para el que este sector no est listo; sin embargo resulta una suposicin bastante dudable. La cantidad de ingenieros y arquitectos navales que hay en el sector es suficiente como para aceptar e incluso mejorar las dificultades tcnicas que presentan ahora mismo los mtodos ms modernos. En cada astillero ya hay ingenieros y arquitectos, que resultan necesarios para interpretar los planos del fabricante, planos que en muchos casos pueden ser del propio astillero (diseados por el propio arquitecto del astillero). Por tanto cabe sealar que de todos los factores destacados este sea probablemente el menos relevante. S que puede jugar un papel el sueldo de los trabajadores, que es ms alto entre ingenieros y arquitectos que entre trabajadores menos tcnicos; sin embargo ese es un gasto irrisorio en comparacin con las inversiones iniciales que requieren muchos de los mtodos expuestos.d) Por ltimo uno de los factores claves, bsicamente por su componente econmico lo suponen los moldes, que como se ha explicado en el apartado dedicado a moldes son un factor fundamental. En algunos mtodos son los propios moldes los que suponen el gran factor de coste para la produccin. Sin embargo las perspectivas de futuro para los moldes no sugieren grandes cambios en sus precios, ni en la cantidad de veces que podrn usarse cada uno. Sin embargo es un factor que se retroalimenta, puesto que al ser la mayora de moldes utilizados para la produccin de materiales compuesto precisamente materiales compuestos. Es por ello que si la tendencia es a reducir precios esta tendencia se reforzar gracias a los moldes; pero si por el contrario la tendencia es a e