El eje de la hélice debe estar sellado en el punto por donde sale de la parte trasera de la embarcación. El ABYC exige que «los sellos del eje sean fácilmente accesibles». Se define «fácilmente accesibles» como que «se pueda acceder de forma rápida y segura para su uso efectivo en situaciones de emergencia sin necesidad de herramientas». ¡Pero a menudo no es así!
El prensaestopas forma un sello alrededor del eje para evitar que el agua entre en la embarcación a través del tubo de la bocina.
Históricamente, sólo existía una forma básica de hacerlo —enrollar lino impregnado de cera y sebo alrededor del eje y comprimirlo hasta que el goteo de agua se redujera al mínimo—, pero en las últimas décadas han aparecido múltiples versiones de juntas de eje antigoteo conocidas como bocinas secas. No podemos abarcarlas todas, pero sí podemos repasar las principales variantes y sus requisitos de instalación y mantenimiento.
Prensaestopas tradicionales
Un sello de eje tradicional, también conocido como caja de empaquetadura o prensaestopas (utilizaremos el término «prensaestopas»), puede adoptar una de estas tres formas:
Variante 1
Una pequeña cámara situada alrededor del eje de la hélice y fijada y sellada por un lado al tubo de la bocina. En el otro extremo se ajusta relativamente bien al eje de la hélice. La cámara está rellena de anillos de material de empaque, que conforman la empaquetadura. En el extremo interior cuenta con una tapa provista de un manguito saliente que encaja dentro de la cámara.
La tapa se sujeta mediante un par de espárragos roscados con tuercas en los extremos. Al apretar las tuercas, se fuerza el manguito dentro en la cámara, comprimiendo la empaquetadura que rodea el eje de la hélice. El proceso de apretado continua hasta que la entrada de agua en la embarcación se reduzca a un goteo lento cuando el eje de la hélice está girando y, con suerte, no haya goteo alguno cuando el eje esté parado. Luego se añade un segundo juego de tuercas a los pernos para bloquear el primer juego de tuercas en su sitio (si se utilizan tuercas Nyloc para el primer juego, el segundo juego no es necesario; las tuercas Nyloc deben sustituirse al cambiar la empaquetadura, ya que la fricción que induce el inserto de nailon de la tuerca se va reduciendo con el ajuste repetido de las tuercas). Tenga en cuenta que solo se necesitan llaves estándar para apretar o aflojar estas tuercas.
Variante 2
Un manguito metálico que se ajusta con bastante precisión al eje de la hélice se fija al tubo de la bocina.
El otro extremo tiene una rosca exterior de unos cinco centímetros. Ahí se enrosca una contratuerca estrecha (tuerca de bloqueo). Luego hay una tuerca hueca grande que se rellena con empaquetadura y se enrosca en el manguito, de modo que el extremo interior del manguito hace tope contra la empaquetadura dentro de la tuerca hueca y va comprimiendo la empaquetadura alrededor del eje de la hélice a medida que se aprieta la tuerca hueca.
Este proceso de apretado continua hasta que la entrada de agua se reduzca a un goteo lento cuando el eje de la hélice está girando y, con suerte, no gotee en absoluto cuando el eje esté parado. A continuación, se aprieta la contratuerca contra la tuerca de la empaquetadura para fijarla en su sitio. Tenga en cuenta que se necesitan bien herramientas grandes o especiales para apretar y aflojar estas tuercas. En espacios reducidos, este tipo de prensaestopas puede ser difícil de ajustar y mantener. El tipo con dos tuercas de ajuste es menos común hoy en día, pero es el preferido. Hay una excelente descripción de uno de estos, y de cómo volver a empaquetarlo, creada por Rod Collins en MarineHowTo.com. También hay muchísima otra información útil en su página web.
Variante 3
Se utiliza un sistema de cámara como el descrito en la Variante (1) anterior, con la empaquetadura dentro de la cámara, pero con una tuerca roscada de gran tamaño, similar a la de la Variante (2) anterior, que ejerce presión sobre un manguito para comprimir la empaquetadura dentro de la cámara (es decir, la empaquetadura no se encuentra dentro de la tuerca). Se plantean los mismos problemas de acceso y herramientas que en la Variante (2).
Rigidos y flexibles
Antiguamente, en los barcos de madera, la mayoría de los prensaestopas se atornillaban a una pieza de madera maciza situada en la parte trasera del barco (el tubo de la bocina). Se trata de prensaestopas rígidos. Hoy en día, casi todos los prensaestopas se montan en una sección de manguera la cual, a su vez, se fija al extremo del tubo de la bocina o a un accesorio de bronce fijado al pasacascos del eje. Estos son prensaestopas flexibles. La manguera debe tener una construcción resistente. Si falla, pasará algún tiempo antes de que se pueda sustituir, ya que para ello hay que desmontar el acoplamiento del eje de la hélice. Y mientras tanto, puede estar entrando una cantidad considerable de agua en el barco.
Instalando una manguera de un prensaestopas flexible en el tubo de la bocina
Colocando la caja de la empaquetadura en el extremo interior de la manguera. Fíjese que la contratuerca está bien apretada contra la tuerca de la empaquetadura. Se trata de una caja de un prensaestopas de hace 35 años. ¡Hubiera sido buena idea aflojarlo todo en el taller antes de instalarla en el barco!
Usando una herramienta con un vástago flexible para abrazaderas de manguera. Estas abrazaderas de manguera son del tipo de rosca perforada; hubiera sido mejor utilizar abrazaderas de manguera con la rosca estampada.
Si hay que cambiar la manguera (por lo general, cada 7 o 10 años), deberá buscar una manguera para prensaestopas. Se trata de una manguera resistente de cinco o seis capas, considerablemente más resistente incluso que la manguera J2006 que recomendábamos anteriormente para otros fines. A menudo verá que en Internet recomiendan usar mangueras de escape. ¡No son tan resistentes y no son adecuadas! Sin embargo, existen mangueras de varias capas a base de silicona que pueden ser adecuadas. Estas tienen la ventaja de ser considerablemente más flexibles.
Si dispone de espacio suficiente, es mejor utilizar una manguera larga que una corta, sobre todo si el eje vibra. Si además se combina con una manguera relativamente flexible, permitirá que el prensaestopas se mueva junto con el eje, lo que reducirá al mínimo las tensiones sobre la empaquetadura.
Las abrazaderas de manguera deben ser enteramente construidas en acero inoxidable 316. Aunque las normas ABYC o ISO no lo exigen y no es necesario, es habitual utilizar dos abrazaderas. No hay ningún problema siempre que ambas abrazaderas estén bien asentadas sobre el tubo de la bocina y el prensaestopas, pero a menudo no es así, en cuyo caso es preferible utilizar una sola abrazadera. Las abrazaderas de manguera deben ser del tipo con rosca estampada y no con rosca cortada, ya que esto debilitará considerablemente la abrazadera. Para más información, consulte nuestra lección sobre abrazaderas de manguera.
Prensaestopas flexible. Se fija un tramo de manguera de alta resistencia al tubo de la bocina, con el prensaestopas acoplado a la manguera. Este prensaestopas requiere de un juego de llaves especiales que se pueden adquirir al fabricante del prensaestopas.
La empaquetadura se encuentra dentro de la tuerca grande. Para ajustarla, hay que aflojar la contratuerca delgada, apretar la tuerca grande y volver a apretar la contratuerca. Es necesario disponer de las herramientas adecuadas en la caja de herramientas: una para sujetar la contratuerca y otra para girar la tuerca de la empaquetadura. En contraposición, el tipo de prensaestopas con espárragos y tuercas solo requiere de llaves normales.
Ejemplo de una tuerca de empaquetadura con la empaquetadura en su interior. Fíjese en la contratuerca situada en el extremo derecho (Cortesía de Steve Zimmerman)
Modelo similar con tuerca de empaquetadura grande y la empaquetadura antigua
Caja de empaquetadura con dos tuercas de ajuste; este tipo de prensaestopas es mucho más fácil de ajustar en espacios reducidos.
Control del calor
Los prensaestopas deben gotear algo cuando el eje de la hélice está girando. El goteo es necesario para la lubricación y la refrigeración. Si la empaquetadura está demasiado apretada, el calor se acumula rápidamente. En la época de los ejes de hélice de bronce, el cual es un buen conductor del calor, quizá se podría disipar el calor sin dañar el eje.
Pero ahora casi todos los ejes de hélice son de acero inoxidable. El acero inoxidable es un mal conductor del calor. El calor generado por un prensaestopas apretado puede acumularse hasta el punto de que se formen surcos en el eje de la hélice, momento en el que resulta difícil conseguir que la empaquetadura selle correctamente. Y puede que sea necesario colocar un nuevo eje de hélice. Una forma posible de evitar esto es darle la vuelta al eje, pero esto ya depende del cono de la hélice y de otros factores. O bien, quizá pueda cambiar la longitud de la manguera para que sea una nueva sección del eje la que ahora esté en contacto con la empaquetadura.
Si hay un pequeño montón de cera debajo de un prensaestopas, es una señal clara de que se ha apretado en exceso, y el calor ha derretido la cera de la empaquetadura.
Eje de hélice «quemado» por haber apretado demasiado la empaquetadura.
En este caso, había suficiente espacio libre para la hélice en la parte trasera de la embarcación como para acortar el eje y desplazarlo hacia delante.
Apretando la empaquetadura. Se ha aflojado la contratuerca. Resultará difícil apretar la tuerca de la empaquetadura, ya que hay muy poco espacio para introducir las herramientas. Quizá sea necesario fabricar alguna a medida. Estas abrazaderas de rosca perforada deberían haberse sustituido por abrazaderas con rosca estampada, con relieve. ¡Además, es evidente que son demasiado largas!
Extracción de la empaquetadura
La empaquetadura debería sustituirse, como mucho, cada varios años.
Cuando se construye una embarcación, el espacio libre entre el tubo de la bocina y el eje de la hélice debe ser lo suficientemente pequeño como para que, en caso de fallo del sello del eje, la entrada de agua quede limitada. Si este es el caso, en principio es posible sustituir la empaquetadura con la embarcación en el agua, aunque puede producirse una entrada considerable de agua. En la práctica, al menos la primera vez, es más seguro y menos estresante sacar el barco del agua: ¡Hay numerosas reclamaciones a las aseguradoras relacionadas con situaciones en que se intentó cambiar la empaquetadura con el barco en el agua!
Si se va a cambiar la empaquetadura en el agua, tenga listos los anillos de recambio (véase más abajo) antes de retirar los antiguos. Asegúrese de que los distintos componentes roscados que hay que desenroscar y volver a enroscar estén limpios y giren con facilidad. En el modelo de cámara (variantes 1 y 3), apenas entrará agua en la embarcación hasta que se retire el último anillo de la empaquetadura antigua; en ese momento, es posible que se produzca una entrada importante de agua, por lo que debe estar preparado para introducir un anillo nuevo. En el tipo con tuerca de empaquetadura, el agua entrará tan pronto como se afloje la tuerca y se tire de ella hacia delante por el eje. Un trapo enrollado alrededor del eje y metido a presión en el manguito de la caja de empaquetadura reducirá bastante el flujo de agua mientras se extrae la empaquetadura antigua de la tuerca y se introduce la nueva.
Antes de colocar la nueva empaquetadura, hay que retirar toda la empaquetadura antigua de la cámara de la empaquetadura o de la tuerca. Existe una herramienta —un sacacorchos con mango flexible— diseñada específicamente para ello, que es un elemento a tener en la caja de herramientas de cualquier embarcación con un prensaestopas convencional. A falta de esta herramienta, probablemente se pueda extraer la empaquetadura con pequeños destornilladores y tornillos largos para madera, pero en espacios reducidos resulta una tarea difícil y tediosa.
Sea como sea, la cámara de empaquetadura debe quedar limpia. Esto se puede comprobar con un pequeño espejo de dentista y una linterna.
En ocasiones, el motor se instala tan cerca del prensaestopas que resulta imposible sustituir la empaquetadura sin desmontar el motor de sus soportes y desplazarlo hacia delante. Esto supone una clara infracción de las normas del ABYC: «Si se instala en la embarcación un prensaestopas que utilice material de empaquetadura o juntas sustituibles, deberá haber un espacio libre a lo largo de la línea del eje que permita sustituir la empaquetadura o las juntas sin desacoplar el eje ni mover el motor».
Tarde o temprano, la junta empezará a tener fugas. Cuando el motor esté en funcionamiento y con una marcha engranada, y el eje gire, salpicará cada vez más agua salada por todo el compartimento del motor, lo que provocará una corrosión considerable. En este caso, es necesario sustituir el prensaestopas tradicional por una de las opciones sin goteo que se describen en la siguiente lección. Es posible que para ello se tenga que mover el motor.
Herramienta para extraer la empaquetadura.
No hay espacio para cambiar la empaquetadura de este prensaestopas sin mover el motor. Durante la navegación, ha estado salpicando agua por la parte trasera del compartimento del motor, lo que ha provocado la oxidación de todo lo que se encuentra en sus inmediaciones.
La corrosión galvánica entre el eje de la hélice de acero inoxidable y el prensaestopas de bronce podría haber fijado la tuerca de empaquetadura al eje con tanta fuerza que, si se arranca el motor y se pone una marcha, se rompa entonces la manguera. Primero hay que liberar y limpiar el eje y la tuerca.
Cambio de la empaquetadura
El material de empaquetadura se presenta en forma de sección cuadrada de distintos grosores. Se elige un grosor que encaje perfectamente entre el eje de la hélice y la cámara o el interior de la tuerca.
A veces se pueden comprar anillos de empaquetadura ya precortados, pero normalmente hay que cortarlos de un rollo. En este caso, enrolle media docena de vueltas apretadas alrededor del eje y, a continuación, haga un corte diagonal con un cuchillo afilado casi hasta el final. No corte completamente, ya que esto rayaría el eje. Desenrolle la empaquetadura y termine los cortes sobre un bloque de madera o similar. De este modo obtendrá al menos cuatro anillos con extremos diagonales.
Escalonando 4 anillos cada 90°
Al instalar los anillos de empaquetadura, las uniones de los anillos deben quedar escalonadas. Si la caja de empaquetadura contiene tres anillos, el escalonamiento debe ser de 120 grados; si tiene cuatro anillos, de 90 grados. En ocasiones, el prensaestopas cuenta con un engrasador; en ese caso, es probable que haya un anillo espaciador de bronce que se coloca entre los anillos de empaquetadura. ¡Asegúrese de no olvidarse de volver a colocar el anillo espaciador!
Escalonando 3 anillos cada 120°
Si una embarcación va a permanecer amarrada durante largos periodos de tiempo, aunque no tenga anillo engrasador, conviene taladrar y roscar el prensaestopas para instalar un engrasador. Inyectar grasa al dejar la embarcación parada evitará cualquier goteo. Nigel dejó así una embarcación amarrada durante meses y no entró ni una gota de agua.
Hay dos formas de instalar la empaquetadura:
Si utiliza empaquetadura de lino, tras botar la embarcación conviene esperar un día antes de realizar el ajuste final de la empaquetadura, ya que el lino se hincha ligeramente al principio y hay que darle tiempo para que lo haga. La empaquetadura de tipo sintético (véase más abajo) se puede ajustar de inmediato. El ajuste se realiza con el motor en marcha y el eje de la hélice girando. Se hallará en un espacio reducido junto a un eje de hélice que estará girando, así que asegúrese de no llevar ropa suelta ni el pelo largo suelto y de tomar todas las precauciones necesarias.
En el caso de los prensaestopas de tipo cámara, las dos tuercas se aprietan de manera uniforme, una a una, hasta que el goteo de agua se reduzca a un goteo lento (una gota cada 10 o 20 segundos). Normalmente se añade una segunda tuerca a cada espárrago para fijar las tuercas en su sitio, excepto cuando las primeras tuercas son tuercas tipo Nyloc. En el caso de un prensaestopas con tuerca de empaquetadura, la tuerca se aprieta lentamente hasta que se reduzca el goteo y, a continuación, se aprieta la contratuerca para fijar la tuerca de empaquetadura en su sitio.
En ambos casos, tras cada ajuste hay que dejar que el prensaestopas se asiente durante al menos varios minutos y, a continuación, comprobar que la pieza metálica no se calienta. Si se calienta, significa que la empaquetadura está demasiado apretada y se corre el riesgo de dañar el eje.
Compruebe la temperatura del prensaestopas después de cada ajuste
¿A partir de qué temperatura se considera demasiado caliente? Básicamente, cuando está demasiado caliente como para tocarlo. Un poco de calor es aceptable, pero si la temperatura supera en más de 10 °C/20 °F la temperatura del agua del mar, o si supera los 55 °C/130 °F, es probable que se produzcan daños. Para comprobarlo, lo mejor es utilizar una pistola de infrarrojos.
Si sale cera por la caja de empaquetadura, ¡sabrá que está demasiado apretada!
Empaquetaduras distintas al lino
Existen sustitutos de la empaquetadura de lino, entre ellos las empaquetaduras trenzadas fabricadas con diversos materiales sintéticos, en particular el PTFE (Teflón). Casi todas ellas ofrecen un mejor rendimiento que el lino. Una de estas alternativas es una cinta de grafito que se envuelve alrededor del eje para alcanzar el grosor necesario y luego se empuja hasta su posición, o un material trenzado impregnado de grafito. El grafito tiene excelentes propiedades lubricantes. En muchos casos, se puede apretar hasta eliminar casi por completo el goteo que requiere la empaquetadura de lino.
Lamentablemente, el grafito no debe utilizarse en embarcaciones. El grafito ocupa un lugar alto en la tabla de la serie galvánica (véase nuestro curso de Electricidad Marina Avanzada). En presencia de agua salada, puede generar una corrosión galvánica significativa, especialmente con ejes de hélice de acero inoxidable. El ABYC prohíbe específicamente el uso de empaquetaduras impregnadas de grafito («No se utilizará material de empaquetadura impregnado de grafito debido a la posibilidad de incompatibilidad galvánica con el material del eje»).
Nigel ha visto cómo la corrosión por rendijas o grietas provocada por el grafito perforaba casi por completo un eje de hélice de 75 mm (3 pulgadas) en un barco camaronero, lo que provocó que el eje se partiera por la mitad. Dado que la corrosión estaba oculta en el prensaestopas, no había indicios externos ni señales de advertencia del fallo inminente.
Eje de hélice de 3 pulgadas de diámetro...
...que se partió por la mitad…
...provocada por la empaquetadura de grafito.
...como resultado de la corrosión oculta...
La corrosión fue atravesando el eje...
... que se deslizó por la popa del barco y atascó el timón (¡al menos el eje de la hélice y la hélice no se cayeron del todo)!
El timón quedó inutilizado hasta que se ató un cabo alrededor de la hélice para tirar de ella hacia adelante y alejarla del timón.
Y luego está una sustancia moldeable que se presenta en forma de material algo desmenuzable y que se coloca en su sitio con un anillo de empaquetadura convencional en cada extremo. Las opiniones al respecto son muy dispares. A menudo se la conoce como «empaquetadura antigoteo». Nosotros no la hemos utilizado ni lo haríamos, aunque hace años Nigel utilizó una variante compuesta por teflón triturado que funcionaba bien, pero que parece que ya no se comercializa.
¡Sigue goteando!
Si el prensaestopas sigue goteando demasiado, es que hay algún otro problema. Cualquier factor que provoque una vibración excesiva del eje hará que la empaquetadura golpee contra las paredes de la cámara de la caja de la empaquetadura o contra la tuerca de empaquetadura, dejando entrar agua (en estos casos, puede ser útil utilizar una manguera más larga y/o más flexible). Esto podría deberse, por ejemplo, a un problema de alineación, a un soporte del motor roto, a un cojinete de arbotante de goma desgastado o desalineado, a un eje de hélice doblado, a una hélice dañada o a un arbotante suelto.
Si el motor y el tren de transmisión están correctamente instalados, un prensaestopas proporcionará años de funcionamiento sin problemas con un mantenimiento mínimo.