materiale per yacht

M A T E R I A L I  P E R   L E  C O S T R U Z I O N I    N A V A L I
legno, composito, acciaio e alluminio

 

Una piccola introduzione “teorica”: la barca trasmette all’acqua l’energia del vento catturata dalle vele o quella meccanica creata dal motore.        Parte di questa energia invece sforza a e deforma le strutture della barca per cui, a parità di peso, la barca più rigida usa meglio l’energia che ha a disposizione.Quando prendo in esame un materiale e la sua distribuzione a bordo sotto forma di rinforzi di varia forma e funzione mi chiedo se un baglio rinforzato o una squadra in acciaio o una laminazione in carbonio, pur incidendo poco sul peso non creerebbero una nave più rigida che, distribuendo meglio lo sforzo, si deformi meno e corra di più. Addirittura un grande arch. inglese aveva fatto una ricerca per misurare la frequenza emessa da una serie di dinghy in legno. Quelli col suono più acuto erano quelli che più spesso vincevano in regata.

Cerco il clavicembalo ben temperato. 

I MATERIALI

“Quale che sia il materiale di costruzione lo yacht, per potersi dire tale, “deve” dare piacere all’ uso e all’occhio, quindi non sono  tollerate  imperfezioni che non disturberebbero in una barca da lavoro.”

Il legno è un materiale vivo e per questo ci attrae, ma ci costringe anche a perdere molto tempo libero nella manutenzione, per ovviare a questo vi sono due strade a) la workboat cioè una barca con finiture da lavoro oppure b)la barca in legno lamellare imbevuto, sigillato e incollato con resine epossidiche poi protetto da tessuti di vetro.

La vetroresina è un materiale facile e spiacevole da usare durante la messa in opera , ma è resistente agli agenti atmosferici. Ha  difetti come l’osmosi , una certa mancanza di rigidità, l’aspetto del camper. Il buon design, le resine epossidiche e la costruzione in sandwich sottovuoto prima, il carbonio e i pre-impregnati e le tecniche di ricottura poi, ne hanno eliminato i difetti, ma il prezzo ne ha  risentito.

L’acciaio è il materiale principe nella costruzione navale perché da origine a strutture molto rigide e robuste. Il problema dell’acciaio è il peso che, per diversi motivi, non si riesce a ridurre abbastanza per fare delle imbarcazioni da venti leggeri. L’acciaio richiede anche una buona manutenzione e non è a buon mercato. Per ovviare ai problemi le soluzioni sono due: a)costruire in alluminio b)fare i giramondo su rotte ventose.

IL LEGNO
inizio dalle barche di legno perché il legno è il materiale più antico; sul quale l’uomo ha più esperienza.

Composito progettato dalla Natura alterna fibre durissime di lignina ad una “pasta”più tenera e leggera, la cellulosa.

Meccanicamente parlando,ha una resistenza molto elevata in relazione al suo peso.il difetto , particolarmente evidente nella costruzione col fasciame tradizionale, è quello  di lasciare passare l’acqua nelle giunture tra le tavole.(comenti) Come succede?Le tavole;quando assorbono l’umidità si dilatano,asciugandosi si contraggono. Questo continuo movimento allenta la chiodatura, crea fessure,e in definitiva, vie d’acqua, veri danni o inestetismi.

Il legno è veramente un materiale che piace;pensiamo alla bellezza della tessitura che tanto spesso viene messa in mostra con una finitura trasparente a coppale, qualunque sia il materiale dello scafo, gli arredi interni sono in legno inoltre appena ce lo possiamo permettere, sotto i piedi vogliamo un ponte in legno.Il legno  è’ un materiale molto “umano”.

All’ interno della imbarcazione però gli arredi durano perchè sono ben protetti dagli agenti atmosferici, mentre all’ esterno il ponte in teak si ingrigisce per lo smog, si consuma col calpestio, soffre il lavaggio con i detergenti troppo forti. Se usata bene_ delicatamente_ una coperta in teak (a proposito forse c’è qualcosa di più ecologico di una coperta di teack!!)  di 8 mm nominali non dura più di 15 anni.

Il legno va tenuto al riparo dagli agenti atmosferici, se si usa la coppale essa soffre il sole e va coperta o rifatta tutti gli anni, è una scelta gravosa per chi fa la manutenzione da solo. Rifare un fregio a coppale invece può essere un divertimento. Diventa invece un notevole impegno quando le superfici da coprire sono grandi, benchè oggi esistano poliuretaniche “long lasting.” (COELAN)

Un altro nemico del legno è la pioggia. Dove non vi sono teredini (animaletti che mangiano il legno sott’acqua che vivono ai tropici ) l’acqua di mare fa bene al legno l’acqua dolce no. Se l’acqua dolce ristagna sul legno con uno scarso ricambio d’aria si creano prima muffe, poi funghi che letteralmente “mangiano” il legno. In particolare la testa dei bagli e delle costole, i dormienti ed altre parti poco areate sono soggette a questa “malattia”.

Il proprietario di una bella barca di legno si trova quindi nella antipatica posizione di chi, proteggi la barca dal sole, proteggila dalla pioggia, fai le coppali, dai l’olio paglierino agli interni, stagna il comento aperto sul ponte ecco che il tempo che rimane per andare in mare è molto poco, si tratta soprattutto di un grande esercizio di bricolage o, se non si ha tempo a disposizione, di una lunga lista di lavori al cantiere.

Chi invece volesse mantenere una barca in legno di carattere

cioè più ispirata al lavoro che non al diporto si trova in una migliore posizione e, sempre che tutto il legno sia protetto dalla pittura, che mantiene più costante il livello di umidità, una mano ogni tre anni può bastare. Un discorso ancora diverso va fatto per le barche protette col West System o altre “diavolerie” della chimica moderna. Se i fianchi della barca sopra al galleggiamento, costruiti con tecnica lamellare,incrociata o strip planking, con legni protetti dalla resina epossidica (che non lascia passare nemmeno l’umidità e mantiene il legno ad un volume costante) a loro volta rivestiti da una stuoia di vetro, allora si ha una costruzione “mista” molto vicina come manutenzione alla plastica. In tutti i casi otteniamo un prodotto stabile e robusto che si comporta come il legno quanto a umanità, ma come la vetroresina in quanto resistenza agli abusi.


 

LA VETRORESINA La vetroresina è un buon materiale per la costruzione navale soprattutto nelle piccole dimensioni. Le nostre spiaggie sono disseminate di derivette che sopravvivono alle intemperie anno dopo anno, così come fanno le scialuppe sul ponte delle navi. La vetroresina non marcisce, non fa la ruggine, non teme il sole e la pioggia, certo diventa opaca e ingiallisce, ma resiste. È un materiale freddo, poco gradevole, un poco asettico al meglio ricorda la ceramica. Il tipo di costruzione è quello dei materiali compositi. Proprio come il cemento senza l’armatura la resina senza il tessuto di vetro ha ben poca robustezza. Il legno è di per sé un materiale “nervoso” le fibre danno robustezza. La vetroresina è la versione umana -cioè tecnologica- del legno. E’ l’uomo che combina i due elementi. Se il vetro è nella giusta quantità allora si ha un composto o meglio un “composito “ molto elastico in grado di resistere a colpi e sollecitazioni che non si ossida e soprattutto che non ha giunte, quindi completamente stagno. Contare su una imbarcazione completamente stagna fa molto piacere ed una imbarcazione in vetroresina che abbia passid’uomo stagni, un premistoppa di quelli moderni e l’albero in coperta può essere stagna al cento per cento. Non tutti sanno invece che la vetroresina, sia pur stagna, non è completamente impermeabile.Il gelcoat, che è la finitura esterna standard, è una resina di composizione simile alla resina di laminazione ,ma non uguale è il rivestimento stagno della barca. Quando l’acqua supera la barriera del gelcoat e penetra nella vetroresina piccole quantità di sali si sciolgono e con l’acqua salata formano acidi che attaccano ulteriormente la vetroresina: è la osmosi. L’osmosi “infradicia” la vetroresina e, per quanto sia un fenomeno lento, è dannoso.

Fra gli altri difetti delle vetroresina c’è quello di perdere parte della elasticità col tempo. Nel tempo la costruzione in vetroresina si “ammoscia”: diventa cedevole. Non è impossibile vedere vecchie barche in vetroresina con vistose deformazioni nella zona dell’albero.C’è un’altra cosa da dire ed è che una struttura a membrana, proprio come una barca in vtr, mal sopporta i tagli e le aperture. Infatti le tughe con ampie vetrate si crepano nello spigolo vicino alla apertura del vetro perché il taglio ha comportato una concentrazione degli sforzi. La barca in vetroresina non è sempre robusta quanto dovrebbe, innegabili passi in avanti sono stati fatti con le moderne costruzioni a sandwich sotto vuoto. In esse la mancanza di rigidità è stata risolta interponendo un anima di materiale leggero tra due “pelli “ di vetro o di altri materiali quali kevlar e carbonio. Così si ottiene una struttura tamburata, come una porta di casa, leggera e resistente. L’eccesso di resina nelle pelli viene eliminato compattando le laminazioni sotto vuoto, esercitando così una pressione di 6/8 t/mq difficilmente applicabile a mano. Una ulteriore indurimento della struttura si ottiene per ricottura, una specie di tempra, si ottengono così prestazioni “spaziali”come quelle dei multiscafi da competizione. Ultimamente si ricorre anche all’uso di preimpregnato nel quale la quantità di fibra è fissata al momento della tessitura del tessuto. Per consentire l’assemblaggio nello stampo la polimerizzazione viene momentaneamente inibita& a bassa temperatura e riparte quando il preimpregnato viene scaldato.

acciaio e alluminio

Molti navigatori ritengono che per affrontare sia coste inesplorate in completa autonomia sia la vastità degli oceani una barca di acciaio o di alluminio si assolutamente necessaria. I metalli infatti possono deformarsi assorbendo in questo processo grandi quantità di energia. Una barca in metallo è molto difficilmente “bucabile” e questo e un pregio incalcolabile per un involucro stagno.

Ma cominciamo dall’inizio:
Con il composito reso “rigido”dalle tecniche moderne si arrivano a costruire anche barche molto grandi. Le navi sono tuttavia tradizionalmente costruite in acciaio. Tradizionalmente, intendiamo dire da 150 anni circa. In questo secolo e mezzo, ma soprattutto nel dopoguerra con la diffusione degli elementi saldati, i cantieri navali navali hanno partorito delle vere e proprie città galleggianti come i transatlantici e le portaerei che, senza la tecnologia dell’acciaio, non si sarebbero potute costruire. Mentre per fare il composito avanzato tecnologicamente è necessario un ambiente pulito a temperatura controllata ecc. l’acciaio è un materiale che si può lavorare facilmente anche all’ aperto e, per quanto sia difficile da modellare, vi sono tutta una serie di macchine in grado di ridurre la fatica*. Inoltre è saldabile anche di testa ;cioè due pezzi di acciaio possono essere resi uno senza aumenti di spessore. L’acciaio è molto robusto, la costruzione in acciaio è diffusa in tutto il mondo. L’acciaio, robusto, elastico, isotropico e giuntato per saldatura, tende a produrre strutture di grande robustezza e normalmente è solo la concentrazione degli sforzi a creare punti deboli. L’unica cosa che rovina questo materiale è la ruggine. Le costruzioni in acciaio col tempo si assottigliano quindi è necessario lasciare dei margini di spessore per la corrosione. Un altro elemento che impedisce di costruire in acciaio con lamiere molto sottili è la difficoltà nel saldare lamiere di spessore inferiore ai tre millimetri.(*discorso sull’ isolamento termico acustico)

In definitiva, essendo la lamiera pesante e bisognosa di rinforzi ad essa perpendicolari ad intervalli brevi, è difficile trovare barche in ferro di dimensioni inferiori ai dieci metri. È difficile trovare barche in ferro di dislocamento leggero.Cosa significa? Sono particolarmente compromesse le prestazioni con vento leggero e sono molto; compromesse le prestazioni a motore dove la potenza è proporzionale al peso. Qui si aprirebbe un discorso lungo: comunque la quantità di vela è proporzionale alla stabilità la stabilità e proporzionale alla altezza del baricentro l’altezza del baricentro alla quantità di zavorra, la quantità di zavorra è inversamente proporzionale al peso del resto; Albero leggero, scafo leggero, niente interni, alzano la percentuale di zavorra qundi aumentano la possibilità di portare più tela  .Tuttavia se quello che interessa è la robustezza nelle barche in ferro ci si può sentire molto sicuri. A seguito del record sul giro del mondo controvento in solitario Chay Blight organizzò una flottiglia che ha portato centinaia di persone non professioniste in giro per il mondo a vela controvento rifacendo la rotta attorno ai tre capi.( Leween, Horn, Aghulas) e questo grazie proprio alla robustezza di questi settanta ’ (19 m) in acciaio. Riguardo la manutenzione della barca in acciaio. Ovunque l’aqua ristagni si forma la ruggine quindi è necessaria una vera e propria lotta alla ossidazione per fermarla prima che dilaghi.Oltre alla ruggine la barca in acciaio teme la corrosione dovuta alle correnti galvaniche o alle correnti vaganti è quindi necessario progettare diversamente l’impianto elettrico (a doppio isolamento) e proteggere tutta l’imbarcazione con un numero sufficiente di zinchi.(anodi sacrificali) Un ultima raccomandazione : sulla barca in acciaio l’attrezzaura subisce maggiori stress perché la barca è più rigida e trasmette tutte le sollecitazioni senza smorzarle in nessun modo.Questo ha creato talvolta danni inspiegabili e per tenerne conto bisognerebbe maggiorare l’attrezzatura.

Un breve accenno alle barche di alluminio. L’alluminio è un materiale più difficile da saldare, ma molto più leggero dell’acciaio, è un ottimo materiale per le costruzioni non di ;serie anche nelle dimensioni inferiori, l’unico problema è che l’alluminio soffre la corrosione e va quindi protetto. Comunque quasi tutti abbiamo, sulle nostre imbarcazioni, alberi di alluminio, di cui apprezziamo la resistenza e la mancanza di manutenzione. La verniciatura dell’alluminio è un procedimento molto delicato che al giorno d’oggi può comunque essere affrontato.la prima macchina per diminuire la fatica è la testa: le carene a spigolo con fasciami sviluppabili hanno consentito un gande risparmio di tempo e fatica grazie alle tecniche di proiezione geometrica e del disegno, sono infatti le proprietà di un fascio di rette che si incontano in un punto(coniche) o parallele tra loro (cilindriche ) che generano le superfici sviluppabili.

In conlusione:

La barca in legno seminuova e semplice di impianti di lunghezza fino a d 12 m presenta una manutenzione che può essere portata a termine da una sola persona nel tempo libero tra febbraio e maggio.

La barca in composito va costruita da persone esperte mentre l’acquirente deve considerare che, a parità di peso e di equipaggiamento, le costruzioni più robuste sono più costose.

La barca in acciaio è una scelta giusta quando si prendano in esame navigazioni impegnative in luoghi ventosi e non sia l’aspetto economico quello preponderante. Purtroppo il prezzo di una imbarcazione varia proporzionalmente al suo peso ed anche questo è un elemento da considerare.

La barca d’alluminio è nella maggior parte dei casi una barca di lusso costruita artigianalmente a partire da un materiale di per se costoso.

La barca da crociera in strip-planking  e compensati con legno incapsulato nella resina epossidica e protetto da tessuto di vetro, se si usano i dimensionamenti giusti senza risparmi, dà luogo ad una struttura molto robusta, monoscocca,capace di assorbire l’energia negli urti, durevole e  poco inquinante nello smaltimento-oggi questo è il modo giusto per “farsi” la barca su misura.

UN ULTIMA RIFLESSIONE
C’è una ulteriore riflessione da fare rispetto ai materiali. La tecnologia oggi ci ha spinto ad apprezzare quei filamenti robustissimi che però complicano di molto il processo  costruttivo. Ci costringono cioè all’uso di uno stampo nel quale  ricostruire il materiale partendo dalle fibre e dalla matrice quando più spesso ci servirebbe un elemento modulare come può essere la tavola di legno o la lamiera di acciaio. In campo navale per semplificare e rendere più economica la costruzione si cercano forme semplici con piccole percentuali di fasciame ad elevata curvatura e grande percentuale di lamiere piane o piegate in una sola direzione. La disponibilità di pannelli già fatti, unito allo studio delle geometrie, potrebbe portare ad evoluzioni nella produzione degli scafi costruiti senza stampi finora escluse. Voglio dire che una barca custom in esemplare unico con un 75% delle superfici formate da pannelli piani o ad una sola curvatura porterebbe ad una velocità di costruzione doppia …L’uso di resina epossidica e di nastri di tessuto di vetro per le saldature ci porta vicino alla costruzione metallica recuperando soluzioni finora impensabili come costruire il fondo scafo con i paglioli poi fare gli interni e quindi applicare i fianchi e la coperta all’assemblato.

il durakore incollato di testa.

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