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Construir un tanque laminado en Epoxi (3)

 

 

Descubramos cómo fabricar un tanque en fibra de vidrio y epoxi para el combustible. Pero lo mismo puede valer para hacer uno de agua dulce, aguas grises, etc...

 

¿Cómo elegir la forma definitiva? ¿Decidir qué espesores? ¿Qué herramientas necesitamos? ¿Cómo laminar la fibra?.... y lo más importante; ¿Cómo protegernos  durante la fabricación?

En artículos anteriores hemos explicado porqué montar nuevos tanque o depósitos complementarios, para mejorar la autonomía de nuestro barco. También hablamos sobre la tipología de los tanques y topología de la instalación, y cómo mejorarla para aumentar las prestaciones de nuestro sistema de combustible.

En este artículo explicamos como crear la forma final del depósito, para poder realizar el tanque exactamente a la medida, y conseguir que encaje perfectamente en el barco. Por supuesto toca describir cómo construirlo y conseguir total estanqueidad, explicando todos los detalles, incluso la realización del registro.

Pero el paso previo a todo este proyecto, fue retirar del barco el viejo depósito, labor de por sí complicada y todo un desafío pues el peso del tanque de acero corroído era de 300 kilos,  y por sus dimensiones imposible de sacar del barco, a no ser que cortáramos la cubierta.

 

Diseñar la forma de los depósitos

La parte trasera de la ubicación de nuestros tanques de diesel, tiene forma redondeada, al seguir el arrufo del casco del velero, con refuerzos de varengas horizontales. Por si esto fuera poco complicado, los mamparos entre los que van encajados los depósitos, de ninguna manera son paralelos entre sí, y al ir este espacio dividirlo en 3 tanques menores, necesitamos darles una ligera forma de cuña en sus caras verticales, para que encajen como un guante durante el montaje.

Además queremos aprovechar los refuerzos y varengas horizontales del casco, para que los tanques se apoyen en ellas y distribuya el peso y el esfuerzo en ellas y en la base del fondo, en donde hemos instalado y montado un nuevo soporte.

 

 

En definitiva, la forma de cada tanque es diferente, única y definida a nuestras necesidades. Por ello elegimos el método de fabricación en fibra laminada con epoxi.

Lo primero que hacemos es crear unos patrones reales en forma y volumen, recortando planchas de cartón, para hacernos una idea del tamaño, y comprobar que encajen perfectamente en su ubicación de destino. Cinta de embalar, cuter, cartones y bastante trabajo, ... y un par de jornadas de trabajo, para tener listo la forma definitiva de los tanques.

 

Pieza a pieza vamos formando el volumen del depósito en cartón.

 

El siguiente paso consiste en transcribir estas formas, a unos depósitos de madera de contrachapado marino de 6 mm de espesor. Para ello cortamos pieza a pieza las diferentes caras,  para ir formando el volumen de cada tanque. Las piezas van poco a poco adoptando la forma REAL que queremos que tenga el depósito. Una vez construido el tanque en madera “simplemente” lo vamos a forrar de fibra de vidrio tanto por fuera como por dentro, en una técnica conocida como "molde perdido". 

 

Hemos utilizado tablero fenólico marino de alta calidad de 6mm de espesor, para ir formando el tanque, con la forma y tamaño real que tendrán, en el mismo barco. Imposible modelarlos de otra manera. Las distintas piezas de madera se cortan con caladora y se pegan con masilla de epoxi y atornillan entre sí con pequeños tornillos.

 

A la izquierda el depósito real en madera, va tomando forma a partir del patrón realizado previamente en cartón. Otras dos jornadas de trabajo de caladora y pegados.

 

Decidir espesores y resistencias estructurales

¿Cuantas capas de fibra por dentro? ¿Sandwith con pieles interior y exterior? ¿Qué tejido utilizar? ¿Qué espesor de fibra? ¿Poliester, Vinylester, Epoxi? ¿Pintar en epoxi o poliuretano para el acabado? ¿Cómo realizar el diseño del registro? ¿Registro en Inox o aluminio o Fibra?, Cómo montar aforadores? Cómo se fijarán al barco? ...

Si se consideran otros proyectos de depósitos fabricados en fibra, es válido diseñar una pared de 2 mm y otra "piel" exterior de otros 2 mm, pues el núcleo de contrachapado marino, además de dar forma, ayuda de forma notable a la rigidez mecánica del tanque. En nuestro caso hemos pecado por exceso y hemos montado un (3+6+2) mm.

Pero antes de tomar la decisión final, fabriqué unos escantillones realizadas en tejido cuatriaxial y otras pruebas en biaxiales, para determinar su módulo de resistencia y el peso por metro cuadrado, y así determinar aproximadamente el peso final de los nuevos tanques. Todo ello en epoxi, con pesos desde los 2 kilos, hasta unos 6 kilos por metro cuadrado en las pieles más gruesas.

 

Fabricamos varias muestras para evaluar y decidir las capas de tejido que formarán el depósito. Con el peso de cada escantillón, podemos deducir el peso por metro cuadrado y así aproximar el peso que tendrá finalmente cada tanque.

 

El tejido cuatriaxial es muy cómodo, pues de una sola "tacada" estamos laminando 4 capas de fibra de vidrio, cosidas entre sí, en los cuatro ejes direccionales (0º-180º,   45º-225º,   90º-270º,   135º-275º ). Es un tejido pesado pero al montar 3 capas de este material en la piel interior, realmente habremos laminado 12 capas de fibra de vidrio, creando una estructura de tanque muy resistente y absolutamente estanca.

 

Al final preferimos darle 3 capas al interior y dos al exterior, para ganar en rigidez y resistencia estructural, aunque con ello salgan un poco más pesados. Piel exterior de 2 capas de tejido en 4 ejes y revestimiento interior formado por 3 capas también de tejido cuatriaxial, con refuerzos en todos los bordes perimetrales del depósito.

Posiblemente MUCHO más de lo necesario y empleado en otros tanques de otros barcos, pero preferimos pecar en exceso, aunque nos lleve más trabajo, que quedarnos con la duda de si pudieran fallar en un futuro. El resultado ha sido algo más grueso de lo inicialmente previsto, quedando un sandwich de 4 + 6 + 5 milímetros y un peso por depósito de algo más de 50 kilos, lo cual es perfectamente manejable con ayuda de una persona y sobre todo... entran y salen sin problema del barco por la puerta de acceso principal!

 

Corte del depósito (aprovechando la realización del registro. 4 mm exterior + contrachapado marino de alta densidad en abedul + piel interior de 5 milímetros. Todo laminado en tejidos cuatriaxiales.

 

Decidimos Epoxi a pesar del mayor precio, por ser una resina de muy alta calidad y producir pocos olores durante la fabricación, y ser totalmente inerte tras la polimerización, lo cuál permite el diseño de tanques de agua dulce. El ratio de la mezcla es siempre el mismo y no depende de la temperatura de trabajo. Además no "apesta" toda la zona de trabajo, como si lo hace la resina de poliester.

Respecto al precio, al final en el computo global de fabricación, la diferencia es pequeña, máxime si en vez de comprar Epoxi de marca tipo West Marine y otras de tiendas náuticas, buscamos un proveedor industrial que lo suministre en garrafas de 25 kilos.

El tejido cuatriaxial además de ser pesado, requiere un buen empapado de sus fibras durante la laminación y por ello debemos utilizar un epoxi "lento" especialmente si trabajamos en temperaturas de verano.

 

 

¿Es adecuado el epoxi para construir un tanque de combustible?

Absolutamente. Para el diesel e incluso para contener gasolinas más volátiles y por supuesto para hacer tanques de agua o para tanques de aguas negras es también perfecto. Antes de lanzarnos a la aventura, previamente habíamos fabricamos un pequeño ejemplo de contenedor de epoxi, en la que pusimos gasolina (mucho más volátil y disolvente que el diesel) para probar que la resina permanecía sin sufrir ninguna reacción o reblandecimiento.

Dos meses después dimos por aprobada la prueba y cero problemas. El Epoxi elegido parece totalmente inalterable frente a los combustibles. ¡Manos a la obra!

 

Detrás de la flecha morada se encuentra el tanque de combustible viejo que tenemos que retirar del barco. Para acceder a él debemos desmontar toda la esquina del salón y hacer hueco para trabajar con comodidad.

 

Retirar los tanques viejos; Un infierno

Un trabajo tedioso que dependerá naturalmente de cada barco y del tamaño del tanque. En nuestro caso, el trabajo fue simplemente… TERRIBLE…  O rompíamos la cubierta, o hacíamos un agujero al casco o bien cortamos el tanque in situ en cachitos… Y esta fue la opción elegida. Desguace desde el interior.

Lo primero es vaciar hasta la última gota de combustible, lo cual ya tiene cierta "enjundia" por la cantidad de garrafas necesarias. En segundo lugar, y no es tarea menor, toca desmontar la zona de salón o del barco para acceder al tanque de forma clara y contundente. Esto que es muy obvio en los barcos de serie, en otros barcos lleva un buen trabajo y estudio previo, como fue en nuestro caso. En tercer lugar toca hacer un registro o cortar una sección del tanque para garantizar que no hay nada de combustible y comenzar a sacar la porquería interior.

 

Una vez vaciado el tanque, nos toca desmontar parte del salón para dejar el acceso libre al tanque de combustible que vamos a trocear para sacar en cachos de menos de 20 kilos.

 

Recordemos que vamos a desguazar desde dentro y por tanto aunque se trate de gasoil que NO se inflama con las chispas de la radial, más vale estar bien seguros. El corte con radial genera mucho calor en la chapa, que debido a la "cascada" de chispas es trasladado al casco de fibra, y por ello es FUNDAMENTAL ir enfriando a medida que vamos cortando. Para ello debemos tener a mano trapos empapados de agua y un spray para bajar la temperatura si esta sube demasiado.

 

Comienza el troceado del tanque con radial. Se puede apreciar el notable espesor de la chapa de acero, incluso la utilizada en los mamparos interiores del tanque. Un montón de metros de corte y chispas. Todos estos mamparos interiores complican mucho la operación de desgüace.

 

Por supuesto, un trabajo de este tipo genera chispas y polvo por doquier. Por ello decidimos montar una cabina dentro del salón (en la zona donde está ubicado el tanque) para confinar la zona de “chispas” y polvo. Improvisamos un extractor de humos que genere una presión negativa dentro de la cabina y así “casi” todo el polvo y humos generados salgan del barco, sin invadir el resto del barco, camarotes y zonas del velero.  El montaje de la cabina fue laborioso, pero la verdad es que resultó una buena idea, pues verdaderamente conseguimos confinar la “zona cero” de la obra de desguace.

 

Fabricar la cabina lleva unas cuantas horas de trabajo,  pero evitaremos poner el salón hecho un asco. En la pared de cartón del lateral izquierdo, vemos un tubo de extracción, también fabricado en cartón que conduce a un extractor eléctrico, situado al exterior y permite crear una presión negativa dentro de la cámara de trabajo. De esta manera logramos una circulación de aire desde el salón a la cabina de protección y desde la cabina hacia el exterior, que arrastre todo la suciedad generada.

 

Se trata de un trabajo “indigno”, para el que hay que protegerse con un mono de trabajo, dobles guantes, respirador, cascos para los oídos y por supuesto gafas contra las chispas. Preparado y protegido con tan peculiar disfraz de astronauta, hay que armarse de valor y comenzar a cortar piezas a diestro y siniestro. Labor de 3 jornadas, algo desagradables y agotadoras, en las que fuimos recortando la chapa de acero dulce de 4 y de 5 mm, impregnada de chapapote en sus caras interiores. Asqueroso, si. Pero poco a poco, conseguimos retirar todo el tanque.  En total unos 300 kilos de herrumbre esperando en la cubierta su camino al chatarrero.

 

 

Herramientas necesarias para fabricar tanques nuevos

Vamos a cortar mucha fibra de vidrio de bastante gramaje, al tratarse de tejido cuatri-axial, y aunque unas tijeras de sastrería podrían valer, hubiéramos acabado con los dedos agarrotados y las manos lastimadas. Es muy acertado hacerse con unas tijeras eléctricas que podemos conseguir en AliExpress por 20 o 30 €. Me parecieron tan cómodas, funcionales y económicas que acabé comprando otra de repuesto. Por supuesto nunca más, volveré cortar fibra de vidrio a mano. Se trata de una de las herramientas del todo imprescindibles para trabajar con tejidos tanto de vidrio, como kevlar o carbono.

 

 

En cuanto a lijadoras, la de banda del tipo mostrado en la imagen (Makita por supuesto) es otra herramienta que debemos tener a mano, por su versatilidad. Siempre hay que acabar lijando imperfecciones y con la fibra necesitamos una máquina que muerda de verdad, sin levantar las nubes de polvo de fibra de vidrio (muy perjudicial) que genera por ejemplo una radial equipada con disco multi-hojas. Se puede (y se debe) conectar a un aspirador de taller (además del extractor), para minimizar el polvo de fibra generado. SIEMPRE obligarnos a llevar respirador al utilizarla las lijas (especialmente en un espacio cerrados). También son útiles muy interesantes la lijadora por vibración equipada con una base triangular y una lijadora oscilo-orbital para regularizar superficies finales.

 

 

Los taladros de mano son fundamentales para la fijación de los tornillos en el molde madera contrachapada, o para la fabricación del registro del depósito o muchos otros trabajos con brocas tornillos y fresas. Si tiene varios mejor, pues así no tendremos que andar cambiando brocas y puntas Phillips con cada tornillo trabajado.

 

 

Además del tejido cuatriaxial (muy cómodo al laminar de golpe 4 capas de tejido) y la resina epoxi, vamos a necesitar una pequeña balanza digital para hacer bien las mezclas, y tejido pelable “Peelply”, que también considero imprescindible para rematar los bordes y las esquinas de cada zonas que vamos laminando. Y por supuesto acetona, líquidos de limpieza, trapos (un montón), envases para hacer las mezclas y muchos guantes de nitrilo para llevar las manos siempre protegidas.

 

El tejido pelable (Peal-ply) es una tela de nylon que se aplica encima del laminado con la resina recién aplicada y se retira sin problemas una vez finalizada la polimerización. Es del todo fundamental para lograr que el cuatriaxial se adapte a la forma del tanque, especialmente en los ángulos y esquinas más forzadas.

 

Protégete; material de seguridad

No es lo mismo pegar una pequeña pieza con epoxi, que mezclar 50 kilos de resina durante diferentes jornadas de trabajo. Por ello es del TODO fundamental protegernos debidamente, y para ello debemos llevar ropa que nos proteja del polvo de fibra y de las manchas de resina que inevitablemente recibiremos. Cuando laminemos piezas grandes y frotemos las manos contra los paños de fibra empapados en epoxi, para extraer las burbujas de aire, es muy probable (seguro) que los guantes de nitrilo se rasguen y por ello en algunos trabajos vamos a trabajar con doble guante uno encima del otro.  

 

 

 

Tip 5: Doble guante... Doble color

Al final he decidido utilizar siempre DOBLE capa de guantes de nitrilo pero de DISTINTO color, para así, detectar rápidamente, cuando la capa exterior se ha estropeado y toca operación de cambio.

Como vamos a consumir muchos guantes, lo mejor es comprar a buen precio en Temu o Aliexpress varias cajas de 100 unidades y en distintos colores.

Con las manos bien protegidas podremos coger los paños empapados en epoxi y colocarlos según vaya tocando en las distintas zonas de laminados. Las manos son la herramienta perfecta para apretar y extraer las burbujas de aire que quedan entre las capas de tejido. Hemos probado con el rodillo de arandelas, pero... Lo mejor es utilizar doble guante y trabajar sin miedo a pringarnos.

 

 

Los tanques en plena faena de creación. El mamparo interior es estructural y además ayuda a evitar el "oleaje" y movimiento de líquidos en su interior. Apreciar como en las esquinas de unión del mamparo va recordado por motivos estructurales y también para facilitar la libre circulación del combustible dentro de ellos. El color blanco de debe, a unas pruebas de pintura de epoxi blanca para acabados.

 

 

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