osservazioni di un progettista
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osservazioni di un progettista
EVOLUZIONE TECNOLOGICA: OSSERVAZIONI DI UN PROGETTISTA Pensieri e parole del prof. Paolo Cori raccolti da Angelo Colombo [email protected] Abbiamo spesso occasione di raccogliere impressioni di designer, progettisti e ingegneri, dai quali impariamo sempre qualcosa. In questa occasione vogliamo mostrarvi il risultato di una ricerca nel settore dei superyacht, svolta da un noto progettista italiano, Paolo Cori, precursore delle teorie sul dislocamento leggero e uno dei maggiori esperti al mondo in questo ambito, specie nella progettazione di barche a vela, con il quale abbiamo avuto modo di dialogare spesso negli ultimi tempi proprio parlando di barche leggere e pesanti. Il discorso che stiamo per proporvi è stato di recente illustrato dallo stesso prof. Cori durante una conferenza che ha preso vita durante la manifestazione Alumotive, con una presentazione dal titolo “Esperienze nell’impiego di nuovi materiali e tecnologie nella progettazione di yacht”. La ricerca si basa su un’analisi tra i dati, caratteristiche e prestazioni riportate nelle schede ufficiali dei cantieri di tutto il mondo per superyacht a vela e motore da 24 a 90 metri di lunghezza fuori tutto. D’ora in poi vi proponiamo direttamente il testo di Paolo Cori utilizzato nel corso della conferenza e del suo commento rilasciato in seguito a noi nel corso di un lungo e piacevole scambio di idee. Tutto il ragionamento di Cori parte da un presupposto: “Il peso serve solo per gli schiacciasassi”. La maggioranza delle realizzazioni di superyacht è ancora basata, erroneamente secondo Cori, sull’anti- 152 designer 152-155 SY15 DESIGNER CORI.indd 152 23-11-2007 11:09:27 quata equazione peso = robustezza dovuta a superate costruzioni in acciaio. Da tempo esistono materiali compositi caratterizzati da un’elevata resistenza meccanica e da un’estrema leggerezza. Questi materiali e tecnologie sono utilizzati con successo in diversi campi tra i quali l’aerospaziale, l’aeronautico, l’automobilistico e l’edilizio. Nel segmento dei superyacht a vela, perché spinta dal mondo delle regate, l’evoluzione tecnologica legata all’utilizzo di nuovi materiali e relative tecnologie costruttive, è avviata già da tempo. Al contrario, nel mondo dei superyacht a motore, che rappresenta l’80% della produzione, la cantieristica si mostra, secondo Cori, inspiegabilmente molto conservativa, con realizzazioni di scafi superate basate su strutture in acciaio e sovrastrutture in alluminio, e limitato utilizzo dei compositi, relegati a “carbon look” come finiture di arredi. Lo scafo di un superyacht costruito in alluminio, a parità di robustezza, pesa mediamente la metà di uno in acciaio. Un chilogrammo di ottimo composito ha una resistenza doppia di un chilogrammo di allumino e uno scafo di un superyacht costruito in composito pesa mediamente il 33% in meno di uno in alluminio. “Quando parlo di composito intendo composito avanzato, cioè a sandwich, con largo uso di fili di carbonio, resine epossidiche, con tecnica del vuoto, e catalisi a temperatura e tempo controllati - afferma Cori. Il risparmio di peso sul dislocamento finale, per realizzazioni in composito, rispetto all’acciaio e sovrastrutture in leghe leggere, si aggira intorno al 35%-50%, a seconda della lunghezza fuori tutto. Un superyacht a motore di 46 metri di lunghezza f.t., ad esempio, realizzato con scafo in acciaio e sovrastrutture in leghe leggere, supporti per gli arredi e arredi in leghe leggere e legno, ha un dislocamento finale senza carburante e liquidi di 440 tonnellate (vedi grafico curva Motor-Yacht Steel/Alloy). Se realiz- CRN GiVi, 60 metri di lunghezza f.t., relizzato in acciaio e alluminio ha un dislocamento a pieno carico di 950 tonnellate. In basso a sinistra il grafico del rapporto dislocamento-lunghezza f.t. designer 153 152-155 SY15 DESIGNER CORI.indd 153 23-11-2007 11:09:31 Evoluzione tecnologica: osservazioni di un progettista E-Motion, realizzato in leghe leggere dal cantiere australiano NWBS, yacht di 62 metri di lunghezza f.t., disloca 125 tonnellate. 154 zato interamente in lega leggera il dislocamento finale si aggirerebbe attorno alle 310 tonnellate (vedi grafico curva Motor-Yacht Full Alloy) mentre se realizzato interamente in composito (compresi i supporti per gli arredi) scenderebbe tranquillamente sotto le 230 tonnellate e con un costo di produzione accettabilissimo, circa il 10-12% superiore a uno scafo in acciaio e lega leggera o lega leggera. Infine, la manutenzione degli scafi in composito è più semplice anche perché non c’è corrosione. I problemi dei compositi che si riscontravano in passato oggi sono completamente risolti e non a caso anche la Boeing utilizza fibre di carbonio e compositi per realizzare velivoli commerciali. Tutto ciò, perché sia realmente efficace, richiede un lavoro di progettazione strutturale molto più evoluto, così come evolute devono essere necessariamente tecnologie e strutture impiegate per la costruzione. Il ragionamento di Cori prosegue così: in uno yacht il minor peso, il minor dislocamento totale porta a un minor volume immerso, quindi, a un minor freno all’avanzamento in navigazione a vantaggio di migliori prestazioni raggiungibili con minore superficie velica o motorizzazione, migliore efficienza, miglior comfort in navigazione. C’è poi risparmio sui tempi di realizzazione, riduzione dei costi di esercizio e, soprattutto per i motoryacht, aumento sostanziale del range di autonomia. L’evoluzione dei megayacht, soprattutto a motore, è più verticale che longitudinale, per l’esigenza sempre più diffusa di dominare lo spazio dall’alto. Si aggiungono sempre più ponti che, anche se costruiti in lega leggera, innalzano comunque il centro di gravità verticale totale dello yacht con un’inevitabile peggioramento della distribuzione delle masse, un conseguente peggioramento designer 152-155 SY15 DESIGNER CORI.indd 154 23-11-2007 11:09:35 della stabilità trasversale e longitudinale, soprattutto in navigazione, innescando beccheggi e rollii nocivi per la marinità e il comfort. Molti tentano di risolvere questi problemi installando sistemi di stabilizzazione attiva, tramite appendici esterne alla carena e/o giroscopi e casse interne, ma in realtà questi ausili non gestiscono e non risolvono completamente il problema. Un superyacht moderno deve, invece, essere in grado di assicurare il massimo comfort di bordo anche navigando con mare formato, con qualsiasi condizione deve garantire sempre un’elevata manovrabilità, prestazioni adeguate e costi di esercizio ragionevoli. Una delle soluzioni progettuali che soddisfa tutti questi requisiti di base è il multiscafo, realizzato in composito, dove lo scafo principale lungo e snello, è caratterizzato da una bassissima resistenza all’avanzamento e da un elevato coefficiente prismatico, oltre che da una più equilibrata distribuzione dei volumi al momento del passaggio sull’onda con mare formato. Gli scafi laterali, più corti, necessari per rendere stabile lo stretto e lungo scafo centrale, assicurano che l’azione di rollio dello yacht possa essere gestita al meglio tramite forme e volumi propri. I vantaggi del multiscafo a motore, sempre secondo Cori, sono enormemente superiori ai difetti, in quanto il multiscafo è superiore in tutti gli aspetti a un classico tradizionale monoscafo. Per esempio, a parità di motorizzazione le velocità sono superiori almeno del 75%, oppure a parità di velocità la riduzione delle motorizzazioni impiegabili è almeno del 45%, garantendo un maggior comfort in navigazione sia a velocità di crociera sia durante navigazione con condizioni meteo avverse. Inoltre, la stabilità dinamica in navigazione è più armonica (comfort di bordo) e l’angolo di stabilità positiva più elevato (sicurezza), la manovrabilità è garantita in un ampio range di condizioni e la piattaforma permette lo sfruttamento di una superficie utile di coperta maggiore. I multiscafi fanno pensare a larghezze elevate, ma in realtà non è così. Se confrontiamo il rapporto larghezza su lunghezza (ad esempio per superyacht di 60 metri di lunghezza fuori tutto) quello del poliscafo è intorno al 22%, un dato che paragonato con il 18% dei comuni superyacht monoscafo non rappresenta una differenza elevata. La maggiore larghezza offre l’opportunità di realizzare una superficie di piattaforma soprattutto nella parte poppiera quasi doppia di un monoscafo tradizionale di pari lunghezza. Inoltre, la maggiore stabilità trasversale e longitudinale permette uno sviluppo verticale dei ponti che mentre sui monoscafo è un fattore negativo, nel multiscafo non comporta svantaggi. Nel caso di superyacht poliscafo a vela il discorso dei vantaggi è quasi il medesimo ma si evidenziano dei problemi di comfort in navigazione controvento soprattutto con mare formato, provocati da un elevato beccheggio dovuto alla spinta propulsiva delle vele, alta sull’acqua. Un aspetto che nel multiscafo a motore è limitatissimo in quanto la spinta propulsiva generata dall’apparato motore è vicino al pelo dell’acqua. designer 155 152-155 SY15 DESIGNER CORI.indd 155 23-11-2007 11:09:37