ES2235480T3 - Un elemento de laminado estructural. - Google Patents

Un elemento de laminado estructural.

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ES2235480T3 ES99919446T ES99919446T ES2235480T3 ES 2235480 T3 ES2235480 T3 ES 2235480T3 ES 99919446 T ES99919446 T ES 99919446T ES 99919446 T ES99919446 T ES 99919446T ES 2235480 T3 ES2235480 T3 ES 2235480T3
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Abstract

Un elemento laminado estructural incluyendo: una primera capa metálica que tiene una primera superficie interna y una primera superficie externa; una segunda capa metálica que tiene una segunda superficie interna, y una segunda superficie externa, estando separada la segunda capa metálica de dicha primera capa metálica; y una capa intermedia compuesta de un elastómero situado entre y adherido a dichas superficies internas primera y segunda, teniendo dicho elastómero un módulo de elasticidad, E, mayor o igual que aproximadamente 250 MPa y una ductilidad superior a la de las capas metálicas.

Description

Un elemento de laminado estructural.
La presente invención se refiere a elementos estructurales que tienen una estructura intercalada, y en particular a elementos que se pueden usar en aplicaciones de soporte de carga, por ejemplo para sustituir a chapas de acero reforzado.
En aplicaciones tales como los cascos de barcos o cubiertas de puentes es conocido incrementar la rigidez de las chapas de acero disponiendo refuerzos alargados que incluyen además vigas de acero soldadas perpendicularmente a la chapa principal. Los refuerzos se pueden extender en una dirección o dos direcciones ortogonales, dependiendo de las fuerzas que soportará la chapa. El uso de refuerzos complica el proceso de fabricación, aumenta considerablemente el peso y hace más difícil la prevención de la corrosión y el mantenimiento de la estructura completa.
"Strength Evaluation of Novel Unidirectional- Girder-System Product Oil Carrier by Reliability Analysis" SNAME Transactions V93 1985 pág. 55-77 describe un intento de reducir las desventajas de la provisión de refuerzos en un casco de buque disponiéndolos solamente en una dirección. Esto contribuye a la fabricación y el mantenimiento del barco en cierta medida, pero no elimina otras desventajas de la provisión de refuerzos.
Se conocen laminados de metal-plástico con mejores propiedades de aislamiento acústico y térmico para uso al revestir o techar edificios, véase, por ejemplo, US 4.698.278. Tales laminados emplean en general materiales de espuma o fibrosos y no están destinados a, o son capaces de, soportar cargas significativas, es decir, considerablemente mayores que el propio peso y pequeñas cargas debidas a la acción localizada del viento o la nieve.
US 4.851.271 describe el uso de laminados de metal-plástico para revestir depósitos de aceite para proporcionar propiedades de aislamiento acústico. En tales aplicaciones de depósitos, el laminado en conjunto no soportará cargas considerablemente mayores que su propio peso y el contenido del contenedor. Además, las capas de revestimiento no contribuyen considerablemente a la resistencia estructural del laminado.
US 5.219.629 describe el uso de emparedados de aluminio con varios materiales centrales en la construcción de carrocerías de camiones. Sin embargo, las capas de aluminio son demasiado finas y los materiales núcleo insuficientemente resistentes para soportar cargas significativas en estructuras más grandes.
"Behaviour of Advanced Double Hull Sandwich Plate Systems: Experimental Investigation", tesis de Josef Linder presentada parcialmente como M. Eng., en la Carleton University, Ottawa, Canadá, consideró el uso de un emparedado de acero-espuma de poliuretano-acero para construcción de barcos, pero concluyó que no tenía suficiente resistencia a la flexión y unión ni suficiente absorción de energía.
La presente invención proporciona un elemento laminado estructural incluyendo:
una primera capa metálica que tiene una primera superficie interna y una primera superficie externa;
una segunda capa metálica que tiene una segunda superficie interna, y una segunda superficie externa, estando separada la segunda capa metálica de dicha primera capa metálica; y
una capa intermedia compuesta de un elastómero situado entre y adherido a dichas superficies internas primera y segunda, teniendo dicho elastómero un módulo de elasticidad, E, mayor o igual que aproximadamente 250 MPa y una ductilidad superior a la de las capas metálicas.
La presente invención proporciona además un método de hacer un elemento laminado estructural incluyendo los pasos de: disponer capas metálicas primera y segunda en una relación de separación de manera que se defina una cavidad central entremedio; llenar dicha cavidad central con un elastómero no curado que, cuando cure, tendrá un módulo de elasticidad, E, mayor o igual que aproximadamente 250 MPa y una ductilidad superior a la de las capas metálicas; y curar dicho elastómero de manera que se adhiera a dichas capas metálicas.
El requisito esencial de la invención es que el laminado se comporte bajo carga como un único elemento en vez de tres componentes individuales, y las propiedades mecánicas de la capa intermedia y su unión a las capas externas se deben seleccionar para lograrlo. Por lo tanto, la capa intermedia debe tener suficiente módulo de elasticidad y ductilidad de manera que sea capaz de transferir las fuerzas transversales que se encuentran o esperan en la práctica entre las dos capas metálicas. También es deseable suficiente resistencia de la unión a transferir fuerzas de corte.
En aplicaciones donde la capacidad de resistir impactos es importante, por ejemplo, la construcción de barcos, la capa intermedia también debe tener suficiente resistencia a la deformación y no romperse bajo las cargas de impacto previstas. Bajo cargas extremas, el elemento absorberá mayor energía que los elementos únicos comparables de lámina metálica mediante la disipación de la deformación, mayor resistencia a la perforación y acción de membrana inelástica del elemento en conjunto.
Preferiblemente, las resistencias y proporciones relativas de las dos capas metálicas y la capa intermedia, en particular la rigidez de la capa intermedia, se seleccionan de tal manera que el elemento, cuando se someta a cargas extremas de curvado y pandeo, se ondulará globalmente (en conjunto) en vez de antisimétrica o localmente.
También preferiblemente, la capa intermedia deberá tener ductilidad y un módulo de elasticidad que sea suficiente para esparcir una concentración de esfuerzos en la punta de una fisura en una capa metálica al transferirla a la otra de manera que se evite que la fisura se propague entre las capas. La capa intermedia también tendrá un efecto de retardo en la propagación de la fisura en la capa en la que empezó.
Las capas metálicas se hacen preferiblemente de acero y cada una de un grosor en el rango de 3,5 a 25 mm. El grosor mínimo es la hoja más fina que se puede soldar a tope efectivamente, lo que es necesario para resistencia. Las ventajas de la invención disminuyen en el límite superior. No es necesario que las dos capas metálicas sean del mismo grosor. En particular, es posible proporcionar un exceso sacrificial en el lado que, en la práctica, mirará a un entorno corrosivo.
El material plástico se comporta preferiblemente como un elastómero a las cargas esperadas en la práctica y tiene un grosor en el rango de 20 a 100 mm. El grosor de la capa intermedia puede variar a través de un elemento en algunas aplicaciones. El material es preferiblemente compacto, es decir, no espumado, aunque puede haber algunos espacios vacíos, intencionadamente o como un efecto colateral del método de fabricación usado, a condición de que no se reduzcan las propiedades deseadas del compuesto. Se estima que el espacio vacío máximo aceptable en la capa intermedia es entre 10 y 20%.
La presente invención también proporciona un método de unir un elemento laminado estructural, incluyendo capas metálicas primera y segunda y una capa intermedia hecha de un primer elastómero, a otro miembro, incluyendo el método los pasos de: disponer un margen de soldadura adyacente a una porción de dicho elemento laminado estructural por lo que dicha capa intermedia está rebajada de dichas capas primera y segunda; soldar dicha porción a dicho otro elemento; llenar dicho margen de soldadura con un segundo elastómero no curado que, cuando cure, tendrá un módulo de elasticidad, E, mayor o igual que aproximadamente 250 MPa y una ductilidad superior a la de las capas metálicas; y curar dicho segundo elastómero no curado de tal manera que se una a dichas capas metálicas primera y segunda y a la capa intermedia.
El uso de la invención en una estructura compleja, por ejemplo barcos, permite reducir la complejidad, el peso y el costo eliminando la necesidad de algunos o todos los refuerzos, eliminando o aumentando la separación de vigas longitudinales y transversales, reduciendo zonas superficiales que requieren recubrimiento y reduciendo las posiciones susceptibles de corrosión.
A continuación se describirá realizaciones ejemplares de la invención con referencia a los dibujos anexos, en los que:
La figura 1 es una vista en sección transversal de un elemento laminado según la invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva parcialmente cortada de un elemento laminado según la presente invención incluyendo espaciadores.
La figura 3 es una vista en sección parcial de un barco de doble casco construido usando el elemento laminado de la invención.
La figura 4 es un gráfico que muestra el acortamiento axial de un elemento laminado según la invención bajo una carga en plano.
La figura 5 es una vista en perspectiva de una muestra de prueba que incorpora una chapa según la invención.
La figura 6 es un gráfico que ilustra el comportamiento de la muestra de prueba bajo carga transversal.
Y la figura 7 es una vista en perspectiva de una tapa de escotilla para un barco portacontenedores construido usando elementos laminados según la invención.
En las figuras, las partes análogas se identifican con números análogos.
La figura 1 es una vista en sección transversal de un elemento laminado 10 según la presente invención. El elemento laminado 10 incluye una primera capa externa 1, una capa intermedia o núcleo 2 y una segunda capa externa 3. La capa intermedia 2 está unida a cada una de las capas externas primera y segunda 1, 3 con resistencia suficiente para transferir cargas de corte entre las capas externas para formar un elemento estructural compuesto capaz de soportar cargas considerablemente mayores que el propio peso.
La carga precisa que soportará el elemento laminado dependerá de la aplicación en la que se ponga. Por ejemplo, si el elemento laminado se ha de utilizar como una chapa de casco de buque en un petrolero de 40.000 toneladas de peso muerto, deberá ser capaz de resistir una carga en plano de al menos 10-12.000 kN en una anchura de 2 m sin pandeo o una carga transversal de al menos 100 kPa, preferiblemente 1.000 kPa o mayor, sin romperse. Para barcos más pequeños, especialmente yates, el elemento laminado no tiene que ser tan resistente.
La figura 4 muestra una curva típica de carga de acortamiento axial para una chapa de casco laminada compuesta de 2.000 mm de ancho según la invención. Muestra un acortamiento sustancialmente lineal con carga hasta una carga de 12.075 kN.
Las capas primera y segunda 1.3 se hacen de metal y la capa intermedia 2 se hace de material elastomérico. Las dimensiones absolutas y relativas del elemento y los materiales exactos empleados dependerán de la aplicación que se dé al elemento. Como mínimo, las capas externas primera y segunda tendrán un grosor de 3 mm y la capa intermedia 20 mm. La capa intermedia también debe tener un módulo de elasticidad, E, de al menos 250 MPa, preferiblemente 275 MPa, a la temperatura máxima esperada en el entorno en el que se haya de utilizar el elemento. En aplicaciones de construcción de barcos esta puede ser 100ºC. El elastómero tampoco deberá ser demasiado rígido de manera que E deberá ser inferior a 2.500 MPa a la temperatura mínima esperada, -40 o -45ºC, en aplicaciones de construcción de barcos.
Las resistencias a la rotura, compresión y tracción así como la elongación se deberán maximizar para que el laminado compuesto pueda absorber energía en eventos de carga insólitos, tal como impactos. En particular, las resistencias a la compresión y tracción del elastómero deberán ser al menos 20, y preferiblemente 40 MPa. Naturalmente, las resistencias a la compresión pueden ser considerablemente mayores que estos mínimos.
Las capas metálicas son preferiblemente de acero estructural aunque también pueden ser de aluminio, acero inoxidable u otras aleaciones estructurales en aplicaciones especiales donde la ligereza, resistencia a la corrosión u otras propiedades específicas son esenciales. El metal deberá tener preferiblemente una resistencia mínima a la deformación de 240 MPa y una elongación de al menos 20%. Para muchas aplicaciones, especialmente la construcción de barcos, es esencial que el metal sea soldable.
La ductilidad del elastómero a la temperatura operativa más baja debe ser mayor que la de las capas metálicas, que es aproximadamente 20%. Un valor preferido para la ductilidad del elastómero a la temperatura operativa más baja es 50%. El coeficiente térmico del elastómero también debe ser suficientemente próximo al del acero de manera que la variación de temperatura a través de la banda operativa esperada, y durante la soldadura, no produzca deslaminación. El grado en que pueden diferir los coeficientes térmicos de los dos materiales dependerá en parte en la elasticidad del elastómero, pero se estima que el coeficiente de expansión térmica del elastómero puede ser aproximadamente 10 veces el de las capas metálicas. El coeficiente de expansión térmica se puede controlar mediante la adición de rellenos al elastómero.
La resistencia de la unión entre el elastómero y las capas metálicas debe ser al menos 3, preferiblemente 6, MPa en toda la banda operativa. Esto se logra preferiblemente por la adhesividad inherente del elastómero a acero, pero se puede prever adhesivos adicionales.
Los requisitos adicionales, si el elemento se ha de utilizar en una aplicación de construcción de barcos, incluyen que la resistencia a la tracción a través de la interface sea suficiente para resistir la presión hidrostática negativa esperada y las fuerzas de deslaminación de las conexiones de acero. El elastómero debe ser hidrolíticamente estable al agua del mar y dulce, y si el elemento se ha de utilizar en un petrolero debe tener resistencia química a los aceites.
Por lo tanto, el elastómero incluye esencialmente un poliol (por ejemplo, poliéster o poliéter) junto con un isocianato o un diisocianato, un extensor de cadena y un relleno. El relleno se prevé, según sea necesario, para reducir el coeficiente térmico de la capa intermedia, reducir su costo y controlar de otro modo las propiedades físicas del elastómero. También se puede incluir aditivos adicionales, por ejemplo para controlar la hidrofobicidad o adhesión, y retardantes de llama.
La relación del grosor total de las capas externas al grosor del elastómero, (T_{1} + T_{3})/T_{2}, está en el rango de 0,1 a 2,5.
Se puede aplicar recubrimientos, por ejemplo, por razones estéticas o de resistencia a la corrosión, a las superficies externas de las capas metálicas antes o después de la fabricación del laminado.
El elemento de la presente invención es sustancialmente más resistente y más rígido que un elemento del mismo grosor de metal, pero sin capa intermedia. Esto es porque el elemento actúa de manera análoga a una viga tubular o viga en I, realizando la capa intermedia la función de la(s) hoja(s). Para ello, la capa intermedia propiamente dicha y las uniones con las capas externas deben ser suficientemente fuertes para transferir las fuerzas que surgirán durante el uso del elemento.
Una ventaja adicional de la presente invención, especialmente ventajosa en la construcción de barcos, es que la capa intermedia sirve para evitar la propagación de fisuras entre la capa interna y externa. La elasticidad de la capa intermedia evita la concentración de esfuerzos en la punta de una fisura en una capa externa que se transmiten a la otra como haría una conexión rígida; en cambio, la carga se esparce.
La figura 3 muestra, en parte en sección, el casco de un petrolero 30 diseñado para aprovechar el elemento laminado estructural de la invención. Los cascos exterior 32 e interior 31 del buque están construidos de elementos laminados estructurales según la invención con capas externas de acero de 10 mm y un núcleo de elastómero de poliuretano de 50 mm. Los dos cascos están conectados por vigas longitudinales de chapa de acero simple 33 y chapas de hoja transversal 35 en los mamparos transversales de pared doble 36, con chapas de acero longitudinales adicionales 38 en las zonas de regala y puntoque. Se elimina la necesidad de refuerzos longitudinales o transversales para ambos cascos.
Los mamparos transversales de pared doble 36, cubierta y vigas de cubierta longitudinales 37 también se hacen de elementos laminados estructurales según la invención. Esto elimina más refuerzos. Las vigas de cubierta longitudinales 37 se pueden sustituir por vigas transversales.
El método preferido de fabricar un elemento laminado según la invención es colar, o inyectar, el elastómero directamente a una cavidad formada por las dos capas metálicas. Si esto se realiza horizontalmente, las chapas metálicas se mantienen preferiblemente separadas por espaciadores, que pueden ser metálicos o elastoméricos. Si los espaciadores son elastoméricos, deben ser compatibles con el material que forma el grueso de la capa intermedia y ligeramente más altos que la espaciación deseada de manera que se compriman a la distancia correcta bajo el peso de la chapa superior. Los espaciadores pueden ser alargados para dividir la cavidad en espacios que se pueden llenar por separado o simplemente tapones alrededor de los que fluye el elastómero. Si son alargados, los espaciadores pueden ser rectangulares o trapezoidales en sección transversal y su altura puede variar a lo largo de su longitud para proporcionar elementos con grosor de elastómero variable. Los espaciadores se deben unir a las chapas de acero con agentes de unión o compuestos compatibles con elastómero con resistencia suficiente para mantener las chapas en posición durante el proceso de inyección hasta que el elastómero cure suficientemente.
La figura 2 muestra, a efectos ilustrativos, tres tipos diferentes de separadores que se puede usar al construir los elementos laminados según la invención. Se utiliza un tapón elastomérico cilíndrico 4A para soportar la chapa superior sin dividir la cavidad a llenar. Si la cavidad tiene que estar delimitada o dividida, se puede usar un separador metálico alargado 4B o un separador elastomérico alargado 4C. El separador de metal 4B se puede soldar en ángulo a la chapa inferior y soportar una soldadura a tope entre dos secciones de la chapa superior, o hacer de barra de refuerzo para dicha soldadura. El tapón elastomérico 4A y el separador elastomérico alargado 4C se puede adherir a las chapas metálicas antes de la colada y se puede hacer sustancialmente del mismo elastómero que se inyectará o de un elastómero diferente compatible con el elastómero a inyectar. Un elemento laminado real puede no requerir todos estos tipos diferentes de separadores.
Durante la colada, las chapas se pueden mantener inclinadas para facilitar el flujo de elastómero, o incluso verticales, aunque la carga hidrostática del elastómero durante la colada no deberá ser excesiva y se deberá optimizar el flujo del aire desplazado. Las chapas también se pueden fijar en posición en la estructura y llenarse de elastómero in situ.
Se puede unir elementos laminados estructurales a otro miembro: disponiendo un margen de soldadura adyacente a una porción del elemento laminado estructural por lo que la capa intermedia está rebajada de las capas primera y segunda; soldando la porción al otro elemento; llenando el margen de soldadura con un segundo elastómero no curado; y curando el segundo elastómero no curado de tal manera que se una a las capas metálicas primera y segunda y a la capa intermedia.
Para permitir la soldadura del elemento a otros elementos o una estructura existente, es necesario dejar un margen de soldadura suficiente alrededor de los bordes para asegurar que el elastómero y su unión a la chapa de acero no se deterioren por el calor de la soldadura. La anchura del margen de soldadura dependerá de la resistencia al calor del elastómero y la técnica de soldadura a usar, pero puede ser aproximadamente 75 mm. Si el elastómero se funde entre las chapas, el margen de soldadura se tendrá que definir por espaciadores alargados.
El número de orificios de inyección requerido dependerá del equipo disponible para bombear los componentes del elastómero y para proporcionar mínima salpicadura (idealmente sin salpicadura) y atrapamiento de aire (para minimizar los espacios vacíos) así como el tiempo de gel del elastómero. Los orificios deberán estar situados en lugares apropiados para el uso que haya de darse al elemento. Si el elemento se ha de utilizar como una chapa de casco en un barco de doble casco, los orificios de inyección se sitúan idealmente mirando el intervalo entre casco en vez del espacio del mar o de la carga. Los orificios de inyección son idealmente orificios de desconexión rápida, posiblemente con válvulas unidireccionales que se pueden rectificar después de fundirlas. Se pueden sellar con tapones que se rectifican después de la colada.
Se colocan agujeros de ventilación de aire en cada cavidad para permitir el escape de todo el aire de la cavidad y para garantizar que no quede espacio vacío. Los agujeros de ventilación de aire pueden estar roscados para permitir la introducción de tapones después del llenado o incluir válvulas u otros dispositivos mecánicos que se cierran después del llenado. Los agujeros de ventilación de aire y el tapón o la válvula se pueden rectificar después de haber fraguado el elastómero.
Los tapones introducidos en orificios de inyección o agujeros de ventilación de aire deberán ser de un material que tenga características galvánicas compatibles con las capas metálicas. Si las capas metálicas son de acero, los tapones pueden ser de latón.
El proceso de inyección se debe supervisar para asegurar el llenado uniforme de la cavidad sin contrapresión que podría originar hinchamiento y grosor no uniforme de la chapa. La inyección también se puede realizar usando tubos que se retiran progresivamente a medida que se llena la cavidad.
Después de la fabricación, puede ser necesario verificar que el elastómero se ha adherido correctamente a las capas metálicas. Esto se puede hacer usando técnicas de ultrasonido o rayos X.
Para reparar elementos dañados, o si el elastómero no se ha adherido correctamente, la región dañada de la chapa de acero se sierra (corta en frío) o corta a la llama y el elastómero se corta o arranca, por ejemplo usando un enrutador o agua a presión (limpieza con chorro de agua) hasta que queda expuesto el elastómero bueno y se crea un margen de soldadura. La superficie expuesta del elastómero restante debe estar suficientemente limpia para que se adhiera el nuevo elastómero, colado in situ.
Un método alternativo de fabricación es encolar placas preformadas de elastómero a las chapas metálicas.
Se construyó un espécimen de prueba de una quilla plana para un buque de carga a granel usando un compuesto estructural laminado de la invención como el casco exterior. El espécimen 50 se representa en la figura 5 y consta de la chapa de casco exterior 51, la chapa de casco interior 52, vigas longitudinales 53, 54 y un suelo transversal 55. También se hicieron agujeros de acceso 56 para los dispositivos de medición, pero normalmente no serán necesarios.
La chapa de casco exterior 51 constaba de capas metálicas primera y segunda de acero dulce de 8 mm y una capa intermedia de núcleo de elastómero de poliuretano de 50 mm, sustancialmente libre de vacíos.
Por razones de sencillez, el casco interior era una sola chapa de acero de 8 mm separada del casco exterior por las vigas longitudinales 53, 54 que eran 700 mm de alto. En aplicaciones reales, el casco interior también sería generalmente un elemento según la invención, pero no necesariamente de las mismas dimensiones exactas. El espécimen medía 2600 por 5000 mm en planta.
Dentro de la chapa de casco exterior se dispusieron espaciadores de cavidad longitudinales y transversales para garantizar la colada apropiada del elastómero con el equipo disponible. Se puede prescindir de estos si toda la cavidad de la chapa externa se puede colar en una operación.
Se montó el espécimen de prueba en un bastidor de reacción horizontal para representar la rigidez de la estructura circundante del barco y se aplicó carga con cuatro accionadores hidráulicos de 500 toneladas. El comportamiento del espécimen de prueba bajo carga se ilustra en la figura 6 que muestra el desplazamiento transversal frente a la carga aplicada.
Se produjo fallo por tensión de cizalladura de la chapa externa del casco exterior a una carga aplicada de 8201 kN.
La figura 7 muestra una tapa de escotilla para un barco portacontenedores que cumple Lloyd's Register Rules and Regulations, diseñado usando chapas según la invención. Las chapas 71 constaban de capas externas de acero de 4 mm y una capa intermedia de 25 mm y no requieren refuerzos. Las vigas principales 72 y la viga de borde 73 son de forma convencional, pero se reduce el número de vigas secundarias 74. Se disponen vigas terciarias 75 para la elevación de la tapa de escotilla y soportes de vigas de borde 77 permiten la extracción directa de cargas de contenedores. Se disponen chapas dobles 76 cuando es nece-
sario.
La capa intermedia recibió relleno para controlar el coeficiente de expansión térmica del elastómero de manera que se aproximase más al del acero (12 x 10^{-6} mm/mm/ºC) para evitar la deslaminación producida por cambios de temperatura.
La tapa de escotilla resultante era de resistencia equivalente, o mayor, que un diseño convencional todo de acero reforzado y de construcción considerablemente más simple, debido a la reducción de la longitud de la soldadura así como el número de refuerzos y detalles requeridos.
La presente invención se ha descrito anteriormente en gran parte con relación a aplicaciones de construcción de barcos. Sin embargo, la invención también es útil en otras aplicaciones, especialmente donde se espera altas cargas en plano y transversales, donde es deseable alta resistencia a la rotura o donde es deseable restringir la propagación de fisuras por fatiga.

Claims (28)

1. Un elemento laminado estructural incluyendo:
una primera capa metálica que tiene una primera superficie interna y una primera superficie externa;
una segunda capa metálica que tiene una segunda superficie interna, y una segunda superficie externa, estando separada la segunda capa metálica de dicha primera capa metálica; y
una capa intermedia compuesta de un elastómero situado entre y adherido a dichas superficies internas primera y segunda, teniendo dicho elastómero un módulo de elasticidad, E, mayor o igual que aproximadamente 250 MPa y una ductilidad superior a la de las capas metálicas.
2. Un elemento laminado estructural según la reivindicación 1, donde dicho elastómero tiene un módulo de elasticidad mayor o igual que aproximadamente 275 MPa.
3. Un elemento laminado estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho elastómero tiene resistencias a la tracción y compresión de al menos 20 MPa.
4. Un elemento laminado estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho elastómero es compacto.
5. Un elemento laminado estructural según la reivindicación 4, donde el espacio vacío total en la capa intermedia es menos de aproximadamente 20% del volumen total de la capa intermedia.
6. Un elemento laminado estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho elastómero es poliuretano.
7. Un elemento laminado estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha capa intermedia tiene un grosor en el rango de desde aproximadamente 20 a aproximadamente 100 mm.
8. Un elemento laminado estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos una de dichas capas metálicas primera y segunda se hace de acero.
9. Un elemento laminado estructural según alguna de las reivindicaciones anteriores, donde cada una de dichas capas metálicas primera y segunda tiene un grosor del rango de desde aproximadamente 3,5 a aproximadamente 25 mm.
10. Un elemento laminado estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la relación del grosor total de las capas metálicas primera y segunda al grosor de la capa intermedia es del rango de 0,1 a 2,5.
11. Un elemento laminado estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la resistencia de la unión entre el elastómero y las capas metálicas es al menos 3 MPa.
12. Una embarcación o barco incluyendo al menos un elemento laminado estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
13. Un método de hacer un elemento laminado estructural incluyendo los pasos de:
disponer capas metálicas primera y segunda en una relación de separación de manera que se defina una cavidad central entremedio;
llenar dicha cavidad central con un elastómero no curado que, cuando cure, tendrá un módulo de elasticidad, E, mayor o igual que aproximadamente 250 MPa y una ductilidad superior a la de las capas metálicas; y
curar dicho elastómero de manera que se adhiera a dichas capas metálicas.
14. Un método según la reivindicación 13, donde dicho paso de llenado se realiza para minimizar el atrapamiento de aire de tal manera que la proporción de espacio vacío después del curado sea inferior a 20%.
15. Un método según la reivindicación 13 o 14 incluyendo además el paso, antes de dicho paso de llenado, de proporcionar al menos un agujero de ventilación en dicha cavidad.
16. Un método según la reivindicación 15, incluyendo además el paso, después de dicho paso de curado, de sellar dicho agujero de ventilación.
17. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, incluyendo además el paso de proporcionar espaciadores para mantener la separación de dichas capas metálicas primera y segunda durante dichos pasos de llenado y curado.
18. Un método según la reivindicación 17, donde dichos espaciadores se han previsto para definir bordes laterales de la cavidad de tal manera que dicha capa intermedia de elastómero esté rebajada en al menos un borde de las capas metálicas primera y segunda para proporcionar un margen de soldadura.
19. Un método de unir un elemento laminado estructural, incluyendo capas metálicas primera y segunda y una capa intermedia hecha de un primer elastómero, a otro elemento, incluyendo el método los pasos de:
disponer un margen de soldadura adyacente a una porción de dicho elemento laminado estructural por lo que dicha capa intermedia está rebajada de dichas capas primera y segunda;
soldar dicha porción a dicho otro elemento;
llenar dicho margen de soldadura con un segundo elastómero no curado que, cuando cure, tendrá un módulo de elasticidad, E, mayor o igual que aproximadamente 250 MPa y una ductilidad superior a la de las capas metálicas; y
curar dicho segundo elastómero no curado de tal manera que se una a dichas capas metálicas primera y segunda y a la capa intermedia.
20. Un método según la reivindicación 19, donde dicha porción es una porción de borde.
21. Un método según la reivindicación 19 o 20, donde dicho paso de proporcionar un margen de soldadura se lleva a cabo durante la fabricación de dicho elemento laminado estructural.
22. Un método según la reivindicación 19 o 20, donde dicho paso de proporcionar un margen de soldadura incluye quitar una parte de dicha capa intermedia adyacente a dicha porción, por ejemplo por enrutamiento o limpieza con chorro de agua.
23. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 22, donde dicho otro elemento es un elemento laminado estructural incluyendo capas metálicas primera y segunda y una capa intermedia de elastómero.
24. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 23, donde dichos elastómeros primero y segundo son los mismos.
25. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, donde dicho paso de relleno incluye disponer al menos un agujero de llenado a través de dicha primera o segunda capa metálica o dicha capa intermedia en dicho margen de soldadura y disponer dicho segundo elastómero no curado en dicho margen de soldadura mediante el o cada agujero de llenado, y dicho método incluye además el paso, después de dicho paso de curado, de sellar el o cada agujero de llenado.
26. Un método según la reivindicación 16 o 25, donde dicho paso de sellado incluye sellar el o cada agujero con un tapón que tiene características galvánicas compatibles con dichas capas metálicas.
27. Un método según la reivindicación 18 o 19 o cualquier reivindicación dependiente, donde dicho margen de soldadura tiene una anchura de al menos aproximadamente 75 mm.
28. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 27, donde dicho elastómero, cuando cure, se adherirá a dichas capas metálicas con una resistencia de unión de al menos 3 MPa.
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