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Teoria della barca a vela dimensionare

Teoria della barca a vela dimensionare, uno dei termini preferiti dell’ingegnere

Teoria della barca a vela dimensionare: quale strada seguire

Il verbo “dimensionare” è senza dubbio una delle parole preferite degli ingegneri. Qualora una persona dovesse pronunciarlo in vostra presenza, potrete stare certi che quella persona nella vita fa l’ingegnere. Proviamo ad esaminarne il significato, magari con l’aiuto del dizionario:

dimensionare – Fissare le dimensioni di qualche cosa: d. una struttura, un serbatoio.

In realtà il concetto è abbastanza ampio.

Teoria della barca a vela dimensionare

Teoria della barca a vela dimensionare: il concetto

Il dimensionamento, infatti, è uno dei passaggi più importanti che il progettista deve affrontare quando si accinge a progettare un qualsiasi componente.
Dimensionare significa fissare, in maniera quantitativa, i parametri fisici e geometrici del componente, in maniera tale che esso rispetti i requisiti riportati nelle specifiche di progetto.
Tali requisiti riguardano principalmente:

  • la funzionalità
  • le prestazioni
  • l’affidabilità
  • la sicurezza

Teoria della barca a vela dimensionare: quali fattori considerare

Naturalmente anche gli elementi che costituiscono una barca hanno subito un processo di dimensionamento durante la fase progettuale, soprattutto se essi sono considerati critici ai fini della sicurezza.

Fortunatamente sono ormai lontani i tempi in cui ci si affidava unicamente all’ esperienza ed al buon senso del costruttore. Parlando di barche a vela, vediamo quali sono i componenti che richiedono un approccio un pò più “scientifico”:

  • fasciame dello scafo;
  • coperta;
  • elementi di rinforzo dello scafo: paratie, “ragni strutturali”, ecc.
  • attacco della deriva;
  • sistema di governo: asse del timone, settore, frenelli, catena, ecc.;
  • attrezzatura velica: albero, boma, crocette e sartiame;
  • lande e relativo sistema di fissaggio;
  • puntello dell’albero se esso è poggiato in coperta;
  • scassa e mastra dell’albero se esso è passante.

Chiaramente l’elenco non è esaustivo e può essere molto più ampio.

Teoria della barca a vela i dimensionare: secondo il progettista

Tenete presente, in ogni caso, che qualsiasi progettista degno di tale nome deve aver specificato dei dimensionare almeno per gli elementi citati nell ’elenco.
Per i componenti meno critici sotto l’aspetto della sicurezza non è detto che il progetto riporti dei valori dimensionali.
Sarà allora opportuno affidarsi all’ esperienza di altre figure professionali: il rigger per le manovre correnti, il velaio per le vele, il produttore del motore per l’asse e l’elica, ecc.

teoria della barca a vela dimensionare

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Teoria della barca a vela dimensionare: un componente

Vediamo, da un punto di vista concettuale, come si procede al dimensionamento di un componente:

  • si stima il carico massimo cui il componente sarà sottoposto nel corso della sua vita operativa;
  • si fissa un fattore di sicurezza;
  • moltiplicando il carico di cui al primo punto per il fattore di sicurezza si ottiene il carico massimo cui il componente deve poter resistere prima di rompersi.

Teoria della barca a vela dimensionare: facciamo  un esempio

Proviamo a fare un esempio. Supponiamo di essere alle prese con il dimensionamento di una sartia.
Attraverso l’applicazione di un modello abbiamo calcolato che la nostra sartia, anche nelle condizioni più proibitive, difficilmente subirà un carico superiore ai 1.500 kg.
Essendo la sartia un componente critico dal punto di vista della sicurezza e per fare in modo che essa non si deformi in modo permanente con l’applicazione ripetuta dei carichi, fissiamo un fattore di sicurezza pari a 3,0.
Così facendo, stiamo imponendo che la sartia debba poter resistere ad un carico pari a tre volte quello massimo calcolato.
In altre parole, essa non deve mai subire un carico superiore ad un terzo di quello che ne causerebbe il cedimento.
Il carico di rottura, pertanto, nel caso in esame deve essere pari a 4.500 kg.
A questo punto si può scegliere il diametro della sartia consultando i cataloghi dei produttori.
Il fattore di sicurezza scelto è garantito da un diametro di otto millimetri.

Teoria della barca a vela dimensionare: i fattori di sicurezza nel processo di dimensionamento

Attraverso l’applicazione di un fattore di sicurezza, si fa in modo che il componente considerato lavori sempre ben lontano dal carico che ne causerebbe la rottura.
Più il fattore di sicurezza è alto, minore è la probabilità che si possano avere delle rotture e ciò chiaramente va a vantaggio della sicurezza. Un aumento del fattore di sicurezza, tuttavia, comporta sempre anche un aumento del peso, dell’ingombro e dei costi.
Come sempre nella progettazione, si tratta di trovare il giusto compromesso ed è qui che si vede la bravura del progettista.

Può essere interessante chiedersi quale sia l’ordine di grandezza dei fattori di sicurezza utilizzati quando si progetta una barca a vela. A livello puramente indicativo, essi tendono quasi sempre ad essere compresi tra 1,5 e 6,0.
Tutto dipende dalla tipologia di barca e dal componente considerati.
In linea generale, i fattori di sicurezza tendono ad essere maggiori se:

  • il componente considerato è critico sotto l’aspetto della sicurezza;
  • i carichi cui è soggetto il componente non possono essere determinati in modo accurato o non è noto il comportamento del componente sotto l’azione dei carichi;
  • il contenimento del peso non è un aspetto prioritario.

Come giustamente affermano molti progettisti, il fattore di sicurezza rappresenta un “fattore di ignoranza”. Quando si sa poco o nulla sulle sollecitazioni cui sarà sottoposto un componente nel corso della sua vita operativa o sul modo in esso risponde a tali sollecitazioni, non si può fare altro che cautelarsi adottando un fattore di sicurezza alto. Se, al contrario, i carichi possono essere stimati in maniera accurata e si conosce bene il comportamento del componente, potrà essere specificato un fattore di sicurezza più basso, con ovvi vantaggi in termini di pesi e di costi.

Teoria della barca a vela dimensionare: le conclusioni

Sulla base di quanto detto nei paragrafi precedenti, si possono trarre le seguenti conclusioni:

  • “Dimensionare” un componente di una barca significa fissare i parametri fisici e geometrici del componente stesso, in maniera tale che esso rispetti i requisiti di funzionalità, affidabilità e sicurezza riportati nelle specifiche di progetto.
  • E’ compito del progettista nautico dimensionare le parti maggiormente critiche di una barca a vela.
  • Uno dei passaggi fondamentali nel processo di dimensionamento consiste nella scelta del fattore di sicurezza.

Il fattore di sicurezza è un numero che determina quanto un componente lavora lontano dal carico che ne determina il cedimento

Teoria della barca a vela dimensionare: i links

http://ingstampa.zxq.net/Pagine/Vela.htm

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Progettare il disegno nautico

Fonti:si ringrazia Edoardo Piasentà per aver scritto questo articolo per Yacht Sail Design

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