LA OSMOSIS EN LOS CASCOS DE POLIESTER 

Durante la década de los 60 empezó a generalizarse de forma masiva la utilización de las resinas de poliéster, reforzadas con fibra de vidrio,  para la fabricación de cascos de embarcaciones deportivas y de recreo.

Siendo el poliéster un material plástico no es afectado por la corrosión, como el acero y otros materiales, ni por la putrefacción, como la madera.  Al ser resistente frente a la radiación solar, su uso se extendió rápidamente llegándose a pensar que se había dado con el material indestructible y fácil de moldear con el que tanto se había soñado.

Pero al cabo de un tiempo se vio que, aunque de gran resistencia, el poliéster también está expuesto al deterioro, perdiendo propiedades estéticas en su exposición a la intemperie, y lo que es más grave, sufriendo un proceso de lo que llamamos osmosis en mayor o menor grado cuando se encuentra en inmersión acuosa.

Pronto se vio que los cascos de poliéster absorbían agua, en proporciones que oscilaban entre un 3 y un 4 por ciento de su peso inicial, y que cuando el porcentaje era superior a 1,5 aparecían, por debajo de la capa de gel-coat, abundantes ampollas llenas de líquido ácido, que finalmente reventaban dejando profundos cráteres.

He aquí unos ejemplos de afección por ósmosis en los que se observan abundantes cráteres:    

               

La ósmosis es un fenómeno físico muy extendido en la naturaleza y que las células de los organismos vegetales y animales utilizan en sus funciones nutritivas.  Cuando dos líquidos con diferente concentración de sales disueltas (generalmente soluciones acuosas) se encuentran separados por una membrana semipermeable que deja pasar a su través las moléculas del líquido, pero no las sales disueltas, se produce un flujo espontaneo de líquido (normalmente agua) desde la zona más diluida a la zona de mayor concentración, con lo que ésta tiende a aumentar de volumen.  Este aumento de volumen provoca una presión en la membrana que recibe el nombre de presión osmótica y que puede llegar en muchas ocasiones a provocar su rotura.

A pesar de la aparente sencillez del fenómeno osmótico, ha sido una tarea ardua y laboriosa, que ha requerido profundos estudios y amplios programas de experimentación, para llegar a conocer a fondo el porqué de su aparición en los cascos de poliéster, así como el proceso bajo el que se desarrolla y las soluciones a aplicar.

El poliéster es un material que se polimeriza in situ a partir de una resina de poliéster mezclada con estireno y mediante la adicción (en el momento de la construcción del casco) de un catalizador adecuado, normalmente constituido por un peróxido orgánico, y de acelerantes a base de sales de cobalto.

El método más utilizado para la construcción de cascos de poliéster/fibra de vidrio, consiste en la proyección de un gel-coat contra el molde, sobre el cual se va estratificando a base de aplicar capas sucesivas de resina y tela de fibra de vidrio.  El gel-coat no es otra cosa que resina de poliéster de composición parecida a la usada para estratificar pero de menor viscosidad.

El casco así construido puede presentar los siguientes defectos:

  • Retención de minúsculas (muchas veces microscópicas) burbujas de aire, formadas durante la mezcla de la resina con el catalizador, durante su aplicación o por falta de humectación de la fibra de vidrio por la resina.
  • Presencia de moléculas sin reaccionar, sean de estireno,  de catalizador o de propia resina de poliéster, debido a que la polimerización in situ no es del todo completa, factor que además, se ve agravado por la excesiva rapidez en la construcción, que no permite tiempos suficientes de polimerización o curado al estratificar.  En este proceso, es también muy importante la temperatura que a veces no alcanza los valores mínimos necesarios, que suelen estar alrededor de 15º C, durante todo el proceso de curado.  El tipo de resina de poliéster empleado también influye.  Las resinas ortoftálicas suelen dar estratificados de menor calidad que las isoftálicas, mostrando mayor tendencia a la formación de ósmosis.
  • El tejido de fibra de vidrio empleado, a menudo contiene adhesivos a base de resinas plásticas en emulsión acuosa (acetato de polivinilo) para mantener unidas las fibras.  Estos adhesivos, en presencia de humedad y de compuestos ácidos pueden hidrolizarse dando productos solubles en agua.

Las moléculas de resina y otros compuestos químicos sin polimerizar, así como los productos de hidrólisis de los mencionados adhesivos de la fibra de vidrio, tienen tendencia a acumularse en las burbujas de aire ocluidas del laminado, y son causa suficiente, por su solubilidad total o parcial en agua, para provocar la iniciación de un proceso generalizado de absorción de agua por ósmosis.

Esta ósmosis natural es la responsable de la aparición de las clásicas ampollas en los puntos de acumulación de las mencionadas sustancias, ampollas que acaban reventando por efecto de la presión osmótica , dejando en su lugar los conocidos cráteres que, si son abundantes y agrupados forman la fatídica “viruela” del poliéster.

La misión del gel-coat es formar una barrera para la impermeabilización y mejor acabado estético del estratificado,  impidiendo la absorción de agua.  Su calidad depende también del tipo de resina empleado, siendo de mejores propiedades las isoftálicas que las ortoftálicas.

Debido a su viscosidad estructural más baja, el gel-coat tiene menor tendencia a retener burbujas de aire, pero aun así,  resulta un material lo suficientemente microporoso como para permitir el paso de moléculas de agua a su través y actuar como membrana semipermeable que, aunque lo retarda, no tiene capacidad suficiente para impedir el proceso de ósmosis, sobre todo sino se aplica en los espesores adecuados de medio milímetro (500 micras), que es lo que en la práctica suele suceder.

Además, es frecuente que aparezcan en el gel-coat defectos de constitución o de aplicación, tales como agrietamientos, porosidades, fibras prominentes, etc., que lo hacen todavía más permeable.

Cuando la ósmosis ha provocado ya ampollamiento, que se produce por debajo de la capa del gel-coat, este pierde así toda su capacidad protectora.