Compositi strutturali per la nautica da competizione

Decollo. Volo intermittente. Volo costante su onde e oceani. I carichi sono quasi fuori scala. Eppure, con l’aiuto della brillante ingegneria dei compositi, sta accadendo. Dalle immagini mozzafiato del Charal di Jeremie Beyou in volo, ora ci sono molte prove che questo spettacolo impressionante non è stato una passeggiata.

Per molti della flotta Imoca 60, volare in mare aperto con un 60 piedi di sette tonnellate che viaggia a ben oltre 20 nodi di onde mentre è in equilibrio su un foil gigante sottovento e una pinna per resistere al tempo è ora la nuova norma. Non sorprende quindi che gli esperti di compositi Gurit abbiano già trascorso più di 6.000 ore sui vari progetti Imoca 60 in cui sono coinvolti dall’ultimo Vendée Globe.

Progettare una struttura in grado di far fronte a prestazioni così estreme è stato raramente così importante. Gurit Composite Engineering lavora a stretto contatto con Imoca 60 da oltre 20 anni. Dai tempi del famoso Kingfisher di Ellen MacArthur, progettato in collaborazione con Humphreys Yacht Design e Owen/Clarke, l’azienda ha accumulato una notevole esperienza in questo campo che ha contribuito a sette delle otto nuove barche nella flotta Vendée Globe di quest’anno utilizzando materiali compositi Gurit, mentre 12 campagne hanno coinvolto gli ingegneri Gurit per alcuni aspetti della loro progettazione.

Delle nuove barche della flotta, Charal, Hugo Boss e DMG Mori portano la firma di Gurit Structural Engineering in collaborazione con VPLP yacht design. Anche la quantità di tempo dedicata ai singoli progetti è aumentata.

In volo sulle onde

L’immagine del Charal di Jérémie Beyou che sventola su una leggera ondata oceanica a quasi 30 nodi dà un’idea delle forze colossali che le pinne della chiglia, i foil e le strutture dello scafo di queste barche devono sopportare.

“L’ingegneria dei compositi è diventata una fonte più cruciale di vantaggio competitivo per i team Vendée Globe. Rispetto al ciclo precedente, il tempo che abbiamo dedicato a questa iterazione dei progetti della Vandea è aumentato di almeno il 50%”, afferma l’ingegnere principale di Gurit Paolo Manganelli. “Poiché i team si concentrano maggiormente sulla ricerca di un vantaggio in termini di prestazioni, stiamo dedicando più tempo alle fasi iniziali del progetto in cui stiamo lavorando su diversi concetti e opzioni di progettazione per consentire questi miglioramenti delle prestazioni”.

Negli ultimi 20 anni le velocità medie sono aumentate di circa il 30% in tutto il mondo, con velocità massime aumentate di circa il 50%, mentre le strutture sono diventate più leggere. Mentre la spinta per le prestazioni continua, il foil attuale è in grado di eseguire un bilanciamento come nessun altro dispositivo, sfidando le leggi della fisica e sfidando il pensiero di navigare su una barca da regata. Esempi simili sono rari, a parte l’America’s Cup che ha visto enormi balzi nelle prestazioni in un breve lasso di tempo.

Quindi quanto la Coppa ha influenzato o informato il nuovo look Imoca 60?

“La Coppa America ha sicuramente contribuito a sviluppare strumenti e processi di progettazione per prevedere il comportamento della barca e quindi la simulazione dei carichi”, afferma Manganelli. “È stato un grande contributo. Inoltre, è stata migliorata anche la capacità di prevedere l’assetto di volo delle barche grazie al lavoro svolto in Coppa. Mentre ci sono somiglianze e collegamenti tra le due aree, le barche Cup tornano al molo ogni giorno e hanno barche nelle vicinanze, un Imoca 60 potrebbe non tornare per un mese o più, quindi dobbiamo affrontare una serie di sfide molto diverse quando si tratta del modo in cui queste barche operano nel loro ambiente normale”.

Design, ingegneria, costruzione coi compositi

Per Imoca 60, sollevare la barca fuori dall’acqua è una cosa, ma gli effetti a catena su design, ingegneria e costruzione hanno visto cambiamenti significativi altrove che hanno richiesto una cooperazione molto più stretta che mai tra progettisti, costruttori e fornitori di materiali compositi e non.

Per esempio, l’introduzione dei foil ha cambiato le condizioni di carico, poiché, il foil sottovento lavora con la pinna della chiglia basculante per sollevare la barca a velocità, quindi “non solo dobbiamo occuparci della struttura di supporto del foil stesso, ma dobbiamo considerare i carichi aggiuntivi che vengono inseriti nella struttura della barca”.

Dove un lettore occasionale potrebbe vedere un caleidoscopio astratto di colori, ingegneri e architetti strutturisti vedono le pressioni, le sollecitazioni e le tensioni nel guscio dello scafo di un Imoca 60. La disposizione dei materiali all’interno dello scafo e delle sue strutture di supporto è progettata di conseguenza con un alto grado di precisione.

La struttura attorno alla lamina è piuttosto complessa e alcuni dei carichi di progetto sono dello stesso ordine di grandezza di quelli che abbiamo nella chiglia. Quindi in effetti abbiamo aggiunto un momento di raddrizzamento extra producendo un’appendice che aggiunge un grande momento in più alla barca. Il risultato è che hai un secondo elemento strutturale importante da affrontare su una scala simile a quella della chiglia e tuttavia non stiamo davvero raddoppiando il peso della struttura di supporto della chiglia.

Foil… di lusso

Nemesis One, l’ultimo nato tra le vele competitive rigide e sostenuta da foil sulle punte dello scafo a catamarano è l’ultimo esempio di design avanzato in compositi dei cantieri di Nemesis Yachts, Dubai.

Innanzitutto, la stazza (101 metri, pari a 332 piedi), il colore delle fibre di carbonio, la linea bifilare di spartivento geometricamente accoppiata alla randa alla base delle lamine rettangolari e trapezoidali dei prepreg post reticolati e orientabili che ne rendono l’aspetto da dominante a elegantemente fuori qualsiasi statistica, ala primordiale a vista.

Alla prova della “Solitaire”

Ventiquattro dopo che il sipario è calato sull’edizione del 50° anniversario de La Solitaire du Figaro 2020, la venerabile signora delle regate d’altura ha quindi trovato un partner importante con il dipartimento Loire Atlantique per le prossime sei edizioni.

Portato da un’eredità storia marittima e una forte ambizione, il dipartimento che ha appena ospitato una finale mozzafiato a Saint-Nazaire, ha identificato la nautica come uno dei vettori per lo sviluppo del proprio territorio. Ancorando permanentemente La Solitaire nelle sue acque, dipartimento della Loira Atlantica ha ora scelto di rafforzare la sua posizione centrale nel paesaggio marittimo francese e nel mondo nautico internazionale. Questa partnership storica non deve solo gettare le basi per una potente strategia per sostenere le politiche locali del dipartimento in materia di nautica e turismo sulla costa, ma anche coinvolgere Loire-Atlantique accanto a Sables d’Olonne, Saint-Malo, Le Havre o Brest nel circolo chiuso dei territori ospitanti di principali eventi di regata d’altura francesi.

La partenza della prima tappa de La Solitaire du Figaro 2020 è stata data domenica nella baia di Saint-Brieuc con circa quindici nodi di vento da nord e mare mosso. Prima di partire, Gildas Mahé è andato “fuori di testa” dopo lo strappo alla randa, mentre in acqua Loïs Berrehar ha preso il comando sulla distanza. Non manca l’effetto delle condizioni nel pieno delle raffiche.

La partenza della prima tappa de La Solitaire du Figaro 2020 è stata data domenica nella baia di Saint-Brieuc con circa quindici nodi di vento da nord e mare mosso.

Non possiamo tralasciare che lo skipper italiano Alberto Bona, 34 anni, è orgoglioso di essersi piazzato al sedicesimo posto sulle 35 barche Beneteau Figaro 3 le tira su come un rastrello, che è unico italiano che a sole 2 ore e 40 dal primo Armel Le Clach, vincitore per la terza volta nelle Urgo e detentore del record del giro del mondo in solitario.

“Sotto lo scafo la lama della chiglia a cui attaccato il siluro della zavorra è dritta e se ci sono alghe che galleggiano a mezz’acqua le tira su come un rastrello. Le si attaccano attorno e ti frenano. Soluzione? Fermarsi, fare un po’ di retromarcia e sperare che si stacchino”.

La sua Beneteau 3 si chiama Sebago.