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2.016

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La magia del plexiglás en el barco

 

 

En un barco encontramos este plástico en diferentes elementos tanto en el interior como en la cubierta. Con él se fabrican puertas y panas para cerrar el barco, mesas, separadores para la vajilla, sujeta vasos en cubierta y todo tipo de elementos.

 

Se trabaja muy bien y con un poco de práctica lograremos hacer lo que necesitemos. Y a un precio muy bajo, pues el trabajo lo ponemos nosotros.

Tuve que subirme a la botavara para arreglar una toma de rizos y al bajar un mal paso me hizo pisar y romper una pieza del velero diseñada a medio camino como elemento decorativo y práctico para sujetar latas de refrescos o vasos. Toca reemplazar la pieza partida por una nueva que

tendremos que pedir al astillero y por ello esperar un buen tiempo a recibirla y pagar un buen dinero. La alternativa... Hagámosla totalmente nueva a estrenar.

El plexiglás abunda en el barco y dependiendo del modelo y astillero, podemos encontrarlo en el interior y en diversos elementos de la cocina y el salón, incluso en el exterior, como es el caso del objeto que tenemos vamos a realizar y que nos vale como ejemplo de lo mucho que podemos hacer con este conocido y útil material.

 

Colores, formas y espesores del plexiglás

El metacrilato es multiusos y bastante fácil de trabajar. Si es grueso, es perfectamente válido para fabricar acristalamientos, viseras, cierres de tambuchos, cerramientos con puertas deslizantes, entre otros elementos del acastillaje de la cubierta. En el interior de los barcos lo encontraremos en piezas de cerraduras, cierres de duchas en el cuarto de baño, en elementos de la cocina, para fabricar objetos decorativos o para hacer organizadores en botelleros entre otras muchas posibilidades.

Aunque el color “preferido” del metacrilato es transparente como el mismo cristal, este puede adquirirse en láminas de diferentes espesores, tanto transparente como en tonos tintados o en colores sólidos desde el negro al blanco pasando por toda la gama cromática.

En el caso que nos ocupa hemos adquirido un retal de metacrilato opaco blanco de 6 mm de espesor idéntico al utilizado como materia prima por el astillero en la pieza original. Viene recubierto de una película de plástico protector para evitar los rayajos durante su manipulación al crear la pieza.

Generalmente encontramos planchas del material en diferentes espesores, pero también se pueden comprar barras macizas de varios diámetros y diferentes tubos de varios diámetros y espesores. Existen igualmente piezas esféricas y cúpulas de varios tamaños con las cuales poder hacer puestos de observación en cubierta para gozar de una visón 360º quedando totalmente protegidos de las inclemencias exteriores.

 

 

Cortarlo y mecanizarlo

Si somos cuidadosos en las medidas y cortamos con “mimo” con la caladora o sierra de dientes finos, podremos llegar a fabricar lo que queramos en metacrilato. El material se mecaniza muy bien pero debemos tener cuidado con las herramientas de corte, pues si son bastas, podremos quebrarlo si ejercemos fuerzas de impacto demasiado fuertes.

El metacrilato también permite ser cortado por  láser y por ello es posible encargar el corte según un complicado esquema diseñado por ordenador en “Autocad” o cualquier otro programa informático, para que una empresa especializada nos entregue el material cortado con todo tipo de detalles y diseños de gran definición.

 

 

La magia del calor

Pero el “truco” más interesantes del Plexiglas es su capacidad de ser deformado como si se tratara de una goma elástica cuando lo calentamos por encima de 100º. Cuando se alcanza la llamada “temperatura de ablandamiento”, el material no funde, mantiene su forma pero transformado en algo muy parecido a una goma.

Como la temperatura es alta, pero tampoco abrasadora, ayudados por su baja conductividad térmica, basta protegerse con guantes de cuero para evitar quemarnos y poder manipular el material en caliente durante algunos segundos.

La pistola de aire caliente es uno de nuestros mejores aliados para calentar la zona en la que necesitemos realizar un plegado o cualquier curvatura que deseamos dar al objeto. Es importante “preparar” la pieza antes de proceder a aplicar calor, para que esta flexe justo en donde lo deseamos. En las fotos que muestran el momento del plegado, observamos como utilizamos un perfil de acero a modo de mordaza y ejercemos presión con una madera en toda su longitud, para que el plegado se haga simultáneamente a lo largo de toda la longitud de la línea de plegado.

Hemos utilizado dos perfiles de acero para sujetar el Plexiglas y delimitar exactamente la línea por la que se va a doblar el objeto. El plegado se realiza con un ángulo de unos 80º grados de tal forma que sumados a los 10º de inclinación del soporte, la pieza quede totalmente horizontal.

Si somos capaces de imaginar y diseñar una pieza en cartón, esta misma puede ser realizada en Metacrilato sin excesivos esfuerzos.

 

Fabricar un posa vasos

Y a modo de ejemplo, para duplicar esta pieza rota, lo primero que haremos es “reconstruir” la pieza rota con un par de tiras de cinta aislante para que se mantenga la forma y podamos sacar una plantilla que utilizamos para recortar la plancha que hemos adquirido como retal de Plexiglas. (tiempo invertido 15 min.)

Para ello utilizamos un lámina de plástico (PVC) transparente con la que “envolvemos el objeto por su parte exterior. Con un rotulador indeleble marcamos el contorno y los círculos que habremos de perforar para su sujeción y para que haga las veces de sujeción de vasos. (tiempo: 10 min.)

 

Una vez pasada la forma a la plancha de metacrilato, cortamos con una sierra caladora que tenga una hoja de diente muy fino como el utilizado para corte de metales. Hay que avanzar con tranquilidad pero sin forzar el corte y si es necesario pararemos de vez en cuando para que la hoja no se recaliente, lo cual hará que el material cortado se funda y vuelva a soldar el corte efectuado. No pasa nada pues volveremos a pasar la caladora por estas zonas. (tiempo: 15 min.)

Ahora utilizaremos una lija de blanda para alisar los bordes efectuados por la caladora y que parezcan cortados al “laser”. Utilizamos grano 200. (tiempo: 5 min.)

Toca el turno a los diversos agujeros que habremos de mecanizar para atornillar la nueva pieza y troquelar los huecos de sujeción de los vasos. En los agujeros pequeños lo mejor para buscar el centro es el ojo que no engaña, aunque si desea utilizar un dibujo de trigonometría para buscar su centro pues ideal, especialmente si el círculo es ya más importante. Una buena alternativa es utilizar algún disco de diámetro inferior que centramos fácilmente sobre el circulo a cortar y que nos marcará el centro buscado. (tiempo: 5 min.)

 

Para perforar los agujeros de sujeción utilizamos brocas de metal a velocidad alta y bien afiladas para evitar que salten esquirlas de metacrilato y la perforación sea perfecta. Es buena idea comenzar con una broca de 2 milímetros e ir aumentando de diámetro hasta alcanzar el necesario. Para los grandes círculos lo mejor es utilizar una corona de corte y manejarla con atención para que la perforación sea totalmente circular.  (tiempo: 20 min.)

Le toca el turno al plegado. Para ello vamos a preparar el taller con un par de perfiles de acero que sujetamos con gatos y entallar la pieza a doblar con otro perfil que "muerda" el metacrilato con dos gatos por ambos extremos. En la lámina de plástico utilizada como plantilla de corte habremos medido la distancia al borde por donde tengamos que hacer el plegado. (tiempo: 15 min.)

 

El doblado se realiza por calentamiento lineal de la pieza aplicando aire caliente en vaivén durante 2 ó 3 minutos. Solo aplicamos calor a la zona lineal de plegado y cuando la temperatura de manipulación sea correcta veremos como la lámina presenta la flexibilidad de una lámina de goma. ¡Ojo! la flexáramos sin ninguna ayuda, simplemente empujándola, el radio de curvatura sería de varios centímetros afectando a todo el material calentado. Como deseamos un radio de curvatura de a penas 1 centímetro el “truco” consiste en aplicar la fuerza de plegado a través de una superficie rígida, en nuestro caso una plancha de madera que apretamos mientras ejercemos la fuerza de plegado sobre el metacrilato.

Tenemos una decena de segundos desde que dejamos de aplicar calor hasta que el material empieza a enfriar. Por ello hay que actuar con calma pero con decisión y tener claro la operación a efectuar. Si fallamos no hay problema pues podremos volver a aplicar calor tendiendo el material a recuperar su forma original.

 

Una vez plegado el primer ala, volvemos a fijar la pieza para efectuar el segundo plegado que debe quedar perfectamente paralelo al anterior. El perfil de acero nos permite volver a fijar la pieza para este segundo plegado aunque este se encuentre cerca del anterior.  (tiempo: 10 min.)

 

Pegar el metacrilato

Desde luego, y con diferencia, es la opción más rápida, pues nos ahorraremos el buscar el retal del nuevo material y el trabajo de elaboración que hemos descrito a modo de ejemplo. Pero naturalmente, el resultado no es el mismo… A pesar de ello el metacrilato admite el pegado mediante un "pegamento" de sí mismo que fabricaremos nosotros mismos.

Aprovechamos su capacidad de ser disuelto en acetona, y por tanto un pegamento cuyo disolvente sea acetona y la base sea el mismo metacrilato, es excelente. Para fabricar este pegamento de metacrilato, debemos utilizar un tarro de cristal (cualquiera de alimentación) en donde pondremos unos fragmentos de metacrilato en un baño de acetona durante un par de días. El resultado es una pasta densa de metacrilato disuelto en acetona.

Para un buen pegado, debemos "ablandar” las superficie a pegar con un pincel y acetona pura, y pasados unos minutos aplicamos el pegamento y unimos las dos piezas con algo de presión. El resultado tras un poco de mecanizado a base de lija y pulido es bastante bueno, aunque no perfecto como el descrito fabricando la pieza desde cero.

 

 

¿Qué es el Metacrilato?

 

 

 

Plexiglas es una de sus marcas comerciales, y posiblemente la más conocida. Se trata de un material acrílico más correctamente conocido como  polimetacrilato de metilo. Es un termoplástico plástico duro y resistente, transparente, de excelentes propiedades ópticas con alto índice de refracción, buena resistencia al envejecimiento y a la intemperie.

 

Su resistencia a la rotura es unas diez veces superior a la del cristal, a igualdad de espesores, por lo que resulta más resistente a los golpes que el cristal. Su dureza es parecida a la del aluminio. El material  es liviano con una densidad de 1.19 kg/m3 y ofrece buena resistencia mecánica. La transparencia del metacrilato es excepcional con casi de un 92%, por lo que deja pasar casi toda la radiación (UVA incluido) sin ninguna difusión Sin embargo es más "opaco" a las radiaciones infrarrojas. De hecho el metacrilato es el más transparente de todos los plásticos.

 

 

En el barco diferentes tipos de soportes, copas, cocteleras, platos, vajillas  y utensilios de cocina y menaje son en la mayoría de los  casos realizados en metacrilato por ser mucho más seguro y liviano.

 

Su coeficiente de conductividad térmica es muy bajo, de sólo 0,16 comparado con los 0,64 KCal/m.h.ºC del vidrio, lo que lo hace perfecto para que los invernaderos mantengan la temperatura interior por la noche. También es un excelente aislante acústico.

 

El metacrilato aguanta muy bien el paso del tiempo y soporta estoicamente la radiación ultravioleta mucho mejor que el poliéster, pero su mayor inconveniente es su facilidad de rallar con instrumentos punzantes. Pero el Metacrilato admite ser pulido mediante pastas y pulidoras, lo cual permite su recuperación superficial. Pasados 10 años a la intemperie no ofrece ningún debilitamiento ni quemadura debido a la radiación UVA. Es inflamable aunque no produce gases tóxicos en su combustión.

 

 

 

Químicamente presenta  gran resistencia al ataque de muchos compuestos aunque es atacado por otros como la acetona, el ácido acético, el ácido sulfúrico bicromatado, el benzol, el cloroformo, alcohol amílico, o el tolueno entre otros compuestos aromáticos. ¡Por descontado que es totalmente estable a los disolventes polares como lo es el agua!

 

 

Al ser más liviano y duro que el cristal, el Metacrilato es un material perfecto para crear muchas piezas del barco especialmente en los elementos decorativos y mobiliarios del salón del barco.

 

Mediante una fresa se puede grabar el metacrilato para conseguir cualquier huecograbado con la particularidad de actuar la zona grabada como difusora de luz. Así si la iluminamos mediante Leds desde los lateralesz, conseguirremos que el grabado se ilumine con espectaculares efectos. Esta técnica es muy útil para crear carteles, logotipos o marcas utilizados en nombres  de barcos.

 

 

PROPIEDADES MECANICAS

Norma

Unidad

Colada

Extrusión

Densidad

DIN53479

g/c m 3

1.19

1.19

Resistencia al impacto Charpy

ISO 179 1/D 

kJ/ m 2

15

15

Resistencia al impacto con entalladura (Izod)

ISO 180 1/A

kJ/ m 2

1.6

1.6

Resistencia a la tracción (-40 0C) 

DIN53455

Mpa

110

100

Resistencia a la tracción (+23 0C) 

DIN53455

Mpa

80

72

Resistencia a la tracción (+70 0C) 

DIN53455

Mpa

40

35

Estiramiento a rotura 

DIN53455

%

5.5

4.5

Coeficiente de Poisson 

-

-

0.45

0.45

Resistencia a la flexión 
Probeta standard (80x10x4mm)

DIN53452 

Mpa

115 

105

Tensión por compresión

DIN53454 

Mpa

110 

103

Tensión de seguridad max. (hasta 40º C)

-

Mpa

5...10

5...10

Módulo de elasticidad E (Corto/largo plazo)

DIN 53457 

Mpa

3300/3200 

3300/3200

Módulo de torsión G en 10 Hz

DIN53445

Mpa

1700

1700

Resistencia a la fatiga en test de doblado alternativo
aprx. a 10 ciclos (probeta con entalladura/sin entallad)

-

Mpa

40 / 20

30 / 10

Dureza brinell H961/30

ISO 2039-1

Mpa

200 

190

Resistencia a la abrasión con 1.600 gr. de abrasivo

Similar 
ASTM-D673 44

%

98

98

Coeficiente de fricción plástico sobre plástico 

-

 

0.80

0.80

Coeficiente de fricción plástico sobre acero 

-

 

0.50

0.50

Coeficiente de fricción acero sobre plástico 

-

 

0.45

0.45

 

 

PROPIEDADES ELECTRICAS

Norma 

Unidad

Colada 

Extrusión

Resistencia de paso específica

DINVDE
0303,Part3

Ohm.cm

>10e15 

>10e15

Resistencia eléctrica de superficie

DINVDE
0303,Part3

Ohm

5x10e13

5x10e13

Rigidez dieléctrica (probeta de 1 mm. de espesor) 

DIN VDE 
0303,Part2

Kv./mm

30

30

Constante dieléctrica a 50 Hz

DIN VDE 
0303,Part4

-

3.60

3.70 

Constante dieléctrica a 0,1 Hz

DIN VDE 
0303,Part4

-

2.70 

2.80

Pérdida dieléctrica en 50 Hz

DIN VDE 
0303,Part4

-

0.06 

0.06

Pérdida dieléctrica en 0,1 Hz 

DIN VDE 
0303,Part4

-

0.02 

0.03

Resistencia a descargas eléctricas

DIN VDE 
0303,Part1

-

KC>600

KC>600

 

 

PROPIEDADES TERMICAS

Norma 

Unidad

Colada 

Extrusión

Coeficiente de dilatación lineal 0...50ºC

DIN 53752-A

1/K
mm/mºC

0.07

0.07

Conductividad térmica

DIN 52612

W/ mK

0.19 

0.19

Coeficiente trnsmisión term. 1 mm de espesor 

DIN 4701

W/ m 2K

5.8

5.8

Coeficiente trnsmisión term. 3 mm de espesor 

DIN 4701

W/ m 2K

5.6

5.6

Coeficiente trnsmisión term. 5 mm de espesor 

DIN 4701

W/ m 2K

5.3

5.3

Coeficiente trnsmisión term. 10 mm de espesor 

DIN 4701

W/ m 2K

4.4

4.4

Calor específico

J/g K

1.47

1.47

Temperatura aprox. de moldeo (temp.horno)

0C

160...175

150...160

Temperatura máxima en superficie (radiador IR)

-

0C

200

180

Temperatura permanente maxima de servicio

-

0C

80

70

Temperatura de recontracción

-

0C

>80

>80

Temperatura de ignición

DIN 51794

0C

425

430

Comportamiento al fuego (espesr >1,5 mm)

DIN 4102

-

B2

B2

Indice VICAT (método B)

DIN ISO 306

0C

115

102

Estabilidad dimensional al calor (Método Martens)

DIN 53458

0C

95

85

Termoresistencia de forma ISO 75 
tensión aflexión 1.8 MPa

DIN 53461

0C

105

90

Termoresistencia de forma ISO 75 
tensión aflexión 0.45 MPa

DIN 53461

0C

113

95

 

 

PROPIEDADES OPTICAS
(de tipos incoloros)

Norma 

Unidad

Colada 

Extrusión

Transmisión del material en 3 mm, campo visible (380...780mm) Iluminación standard D65

DIN 5036

%

92

92

Pérdida por reflexión en el campo visible 
(para cada superficie límite)

-

%

4

4

Transmisión total de energía (Espesor 3 mm)

DIN67507

%

85

85

Grado de absorción en el campo visible (Esp. 3 mm)

-

%

<0.05

<0.05

Indice de refracción n 20/D

DIN53491

-

1.491

1.491

 

 

PROPIEDADES ACUSTICAS

Norma 

Unidad

Colada 

Extrusión

Velocidad de transmisión del sonido (temp. ambiente)

-

m/s

2700..2800

2700..2800

Indice RW de atenuación acústica 4 mm

-

dB

26

26

Indice RW de atenuación acústica 6 mm

-

dB

30

30

Indice RW de atenuación acústica 10 mm

-

dB

32

32

 

 

COMPORTAMIENTO AL AGUA

Norma 

Unidad

Colada 

Extrusión

Absorción de agua (desde estado seco) 24 h probeta de 50x50x4 mm

DIN 53495

mg

30

30

Peso máximo obtenido durante la inmersión

DIN 53495

mg

2.1

2.1

Permeabilidad al vapor de agua

-

gcm cm2Pa

2.3x10-10

2.3x10-10

Permeabilidad al N2

-

gcm cm2Pa

4.5x10-15

4.5x10-15

Permeabilidad al O2

-

gcm cm2Pa

2.0x10-14

2.0x10-14

Permeabilidad al CO2

-

gcm cm2Pa

1.1x10-13

1.1x10-13

 

 

 

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