Reivindicando la madera

[caribdis]

Introduciendo la posibilidad de hacer vigas sandwich vemos que se pueden bajar pesos manteniendo la misma resistencia o, con muy poco aumento de peso aumentar mucho la resistencia y la rigidez.




Para entender la forma de trabajo de un panel tipo sandwich es necesario diferenciar las formas de trabajo de las pieles y el núcleo. Las pieles soportan las cargas inducidas por la flexión y el núcleo el esfuerzo cortante que actúa sobre el panel. Es decir, las pieles trabajan como laminados solicitados por cargas en su plano, soportando el momento flector que aparece sobre el panel.



Teniendo en cuenta esto, y suponiendo que el núcleo que utilizamos tiene suficiente resistencia a la cortadura (esfuerzo cortante, resistencia a la cizalla, shear strength):

En fibra podríamos hacer, equivalente a la viga de 100x100 mm inicial, de 18,5 Kg/m, otra en sandwich, de la misma altura que precisábamos para la madera, 140 mm y que tendría unas pieles de 16 mm solamente y un peso de 5,92 Kg/m (en madera teníamos 8,4 kg/m).

En carbono podríamos hacer con esa altura de 140 mm una viga con unas pieles de sólo 1 mm y un peso de 0,32 Kg/m.

Para los metales también podrían mejorarse los resultados si pegáramos pieles metálicas a un núcleo ligero (como veíamos para que ese núcleo sea apto debe tener una resistencia a la cortadura mínima y se supone que la adherencia que se puede conseguir también será buena).

Con la madera también se podría hacer facilmente una estructura sandwich. Partiendo de la viga original que teníamos de 100x140 mm (equivalente en resistencia a la de fibra de 100x100), que pesaba 8,4 Kg/m, se podría hacer una de la misma resistencia de 100x170 mm, con dos pieles de 25 mm y un peso de 3 Kg/m.

Nos vemos entonces en la tesitura de ver que pasa si limitamos la altura de la viga, por ejemplo, para una viga de fibra de 170 mm de altura, ¿que peso se podría obtener?, pues se podría hacer con dos pieles de 12 mm cada una y un peso de 4,44 Kg/m.

Esa viga en sandwich de aluminio tendría pieles de 8 mm y un peso de 4,32 Kg/m; y en acero las pieles serían de 6 mm y el peso sería de 9,42 Kg/m, mucho mejor que los 51 Kg/m de la viga de acero normal equivalente.

Vemos, claro está, que para un mismo grosor, los pesos de las vigas de misma resistencia también van en la misma relación a su ratio resistencia/densidad, la madera sigue siendo más ligera que todos los demás materiales menos el carbono.

Esto son cálculos teóricos. Las sociedades de clasificación y los organismos internacionales en sus reglamentos suelen ser bastante conservadores con respecto al uso de los paneles sandwich y lo normal es que acepten paneles de un grosor de solamente el 240% del grosor aceptable en monolítico, y con pesos por metro cuadrado que no suponen un ahorro mucho mayor al 40%. Estos grosores ya suponen también una resistencia mínima al impacto de las caras exteriores.

Lo que parece claro es que con grosores altos se pueden obtener resistencias excelentes, poco peso y un mayor distanciamiento de los refuerzos a los paneles. El caso es ¿cuales son las limitaciones de grosor en el forro de un barco?. Yo opino que son muy relativas, que podemos tener un casco de 50 mm en un barco de 10 metros sin una excesiva pérdida de espacio, es más, nos permitiría hacer el barco insumergible, una seguridad difícil de igualar.

El sandwich tiene indudables ventajas, y la primera de ellas es el ahorro en peso (u obtener una mayor resistencia con el mismo peso) y por tanto en inversión en materiales y también en los equipos que precisará el barco.


Un saludo