Piano di costruzione degli scafi

Rappresentazione di una nave

Per rappresentare un oggetto, si deve per forza farne delle sezioni. In ambiente navale c’è uno standard a cui dobbiamo attenerci: partendo da un piano centrale longitudinale di riferimento si effettuano sezioni trasversali ed orizzontali. Ne deriva un PIANO DI COSTRUZIONE (LINES PLAN) che fornisce impostazioni solo di forma e non di reale costruzione.

La SEZIONE MAESTRA è esattamente nel mezzo tra le due perpendicolari principali; tutte le altre sezioni trasversali (ordinate), una volta stabilito quante devono essere, si fanno partire da essa verso prua(dx) e verso poppa(sx).

Nelle sezioni trasversali, essendo esse simmetriche, si disegna solo un ramo della parabola raffigurante lo scafo. Spesso vengono quindi raffigurati nello stesso piano cartesiano di riferimento, da un lato(sx) le ossature dalla sezione maestra fino a poppa e dall’altro(dx) fino a prua

Ciò che si trova sotto la DWL (design water line) è detta “Opera Viva”, viceversa, ciò che si trova al di sopra della DWL viene chiamata “Opera Morta”.

Il punto 0 viene fissato: per gli scafi plananti sullo spigolo di poppa, in corrispondenza della fine della barca; negli scafi dislocanti sull’asse del timone.

Dislocamento di progetto (DSPL)

(a)   Design displacement

Riferito al peso ed alla massa d’acqua che sposterà

TIPOLOGIE COSTRUTTIVE

(DA 15 A 40-50 m)

Esse si possono generalmente suddividere in quattro tipologie generali:

·         a motore

·         a vela

·         in metallo

·         in vetroresina e composito

 A loro volta esse si diversificano ulteriormente in base alle specifiche caratteristiche. Troviamo infatti:

1)     A vela

Scafi grandi                                                         Scafi puramente a vela  

Detti motor sailer sono scafi puramente dislocanti      Sono generalmente plananti

                                                                          di forma triangolare per

in quanto, nonostante le vele, è necessario l’ausilio    cavalcare l’onda generata.

di un motore. La poppa, se a specchio, è poco utile

in quanto poco immersa.

NOTA: Il problema dell’onda frenante negli scafi dislocanti è comune ad entrambe le tipologie (motore/vela). La spiegazione di tale fenomeno ci arriva dai molteplici studi svolti nel tempo da vari studiosi. Uno per tutti, Froude, il quale giunse a formulare un numero (Froude Number) tutt’oggi preso come riferimento per il calcolo della velocità massima raggiungibile da uno scafo dislocante in base alla sua Lunghezza al Galleggiamento.

Nel tempo, molto è stato fatto per la risoluzione del problema e, grazie all’evoluzione delle forme degli scafi, si è giunti a risultati soddisfacenti. Qualsiasi nuovo studio intrapreso, ha comunque come punto di partenza la teoria di Newton, del quale riportiamo l’enunciato.

Newton: La resistenza delle particelle fluide, a parità di ogni altra circostanza, è proporzionale alla velocità con la quale le particelle vengono separate le une dalle altre.

La resistenza d’attrito, perciò, si sviluppa nel vincere la resistenza molecolare tra le particelle dei vari strati fluidi e non dello scorrimento dell’acqua lungo la superficie del solido, come si è portati a pensare.

Tornando alle tipologie costruttive, troviamo adesso la seconda grossa diversificazione tra scafi in metallo ed in vetroresina e composito.

In metallo

Esempio di differenza peso partendo dall’acciaio (più peso)con un valore di riferimento:

Le paratie stagne hanno presso a poco la stessa locazione, nelle navi grandi. Esse, difatti, hanno una norma di sicurezza che ne regola la compartimentazione stagna, che pone come limite minimo di quest’ultima il 5% della Lunghezza al Galleggiamento.

a.       Sezione Maestra di uno scafo in metallo

Lo scopo delle diverse strutture, trasversali (bagli, costole, madieri, ecc.) e longitudinali (paramezzali, anguille, traverse, ecc.), è quello di formare un’ossatura robusta a sostegno dello scafo; mentre trincarino, cinta e torello sono lamiere puramente di rinforzo dei punti più a rischio.

Le Paratie stesse, oltre allo scopo di isolare i vari compartimenti, hanno una funzione di rinforzo di primaria importanza.

Gli scafi in metallo si costruiscono “a blocchi” a causa delle limitate dimensioni delle lamiere, mai superiori di 6000x1250mm, che vengono poi tagliate e numerate da macchine a controllo numerico per poi essere assemblate.

(i)     In Vetroresina e Composito

Per la costruzione degli stampi, che devono essere molto precisi, esistono due tipologie: di Compensato o di Schiuma, tramite Lavorazione a Controllo Numerico. Quest’ultimo procedimento utilizza frese computerizzate per dare la forma desiderata ad un “pane” di materiale espanso. Nella prima tipologia (più diffusa), si crea lo scheletro di legno che viene poi ricoperto di compensato a strisce trasversali, per una maggior tangenza. Il tutto viene poi Carrozzato, ovvero stuccato e rifinito per creare una superficie perfetta.

La creazione del modello si può riassumere attraverso sei passaggi principali:

Esempio di Stampo Femmina

A questo punto, prima di procedere alla costruzione della stampata, lo stampo ormai finito, viene cosparso con un Distaccante (apposite cere) che ha la funzione di non far appiccicare il modello alla stampata. Su di esso viene applicato il Gelcoat: una pittura-spessore dalla consistenza gelatinosa che tinge la Stampata del colore scelto.

Nella costruzione su Stampo Maschio, il procedimento si riassume nelle prime tre fasi; dove al terzo passaggio, al posto della “Costruzione Stampo Negativo”, si procede direttamente alla creazione dello Scafo.

In entrambe le tipologie di Costruzione, per la stratificazione dello scafo, si utilizza solitamente un procedimento sotto vuoto, formato dai seguenti passaggi:

A Carrozzeria finita, si procede alla stesura del primo strato di tessuto imbevuto di resina tramite macchina a rullo compressore che ne regola quantità e spessore; o applicando uno strato di PREPEG (tessuto già impregnato di resina). Il tessuto viene impregnato in maniera omogenea della giusta dose di resina; questa lo rende appiccicoso semplificandone la stesura stessa.

Completata la stesura degli strati della prima Pelle, si applica su di essi un tessuto plastico chiamato PEEPLY che ha lo scopo di render ruvida la superficie dove dovrà far presa lo strato successivo. Questo viene comunque strappato via prima della stesura di quest’ultimo.

Su di esso viene applicato del vero e proprio tessuto spugnoso (simile cotone) con lo scopo di assorbire gli eccessi di resina che trasudano in seguito al sotto vuoto.

Il tutto viene coperto con uno spesso nylon, sigillato ai bordi, con il quale si creerà, tramite aspirazione, l’effetto Sotto Vuoto. Tale effetto deve avere una durata di circa dodici ore, per consentire l’indurimento della resina.

Al termine delle “pelli”(compreso lo strato di PVC nel caso di Fasciame a Sandwich) viene messo in forno (o creata una struttura tipo serra tutto intorno) per una migliore essiccazione; in quanto la resina portata subito ad una certa temperatura, diviene più resistente a successivi stimoli termici.

Una volta finito, lo scafo viene girato e completato con Paratie e Coperta tramite Fascettatura; consiste cioè nell’applicare strati di resina da entrambe i lati delle Paratie stesse eliminando così anche lo spigolo creatosi. I mobili possono essere in legno, fissati tramite ancoraggi specifici, o di resina come lo scafo; in quest’ultimo caso vengono detti Strutturali perché contribuiscono a rinforzare l’intera struttura.