Alberi in Composito
di Ted Warren
per gentile concessione dell'autore
e by MHBB

 
 
 

Legno, Alluminio e carbonio : materiali attuali e competitivi per la costruzione di alberi.









Molte delle considerazioni per il disegno di un albero statico sono determinate dalla rigidità dei materiali o modulo come piace chiamarlo agli Ingegneri.
Il cedimento è solitamente nella forma di deformazione della colonna(incurvamente), sebbene siano da considerarsi picchi di stres in specifici punti e deformazioni di sezioni locali (dell’involucro) .
Qui ci sono alcuni metodi/materiali possibili candidati :


Considerando questi metodi/materiali, la loro valutazione fondamentale dovrebbe essere il loro Modulo diviso per la loro densità.
Userò come criterio di valutazione (Schema dei valori)  il Modulo Imperiale (in milioni) diviso per il peso specifico.

Schema dei valori
Materiale
Modulo 
Peso specifico
Valutazione (Modulo/P.S.)
In Carbonio ad alto modulo, preimpregnato , laminato in  sottovuoto
28,0
1,500
18.700
In Carbonio UNI (standard), preimpregnato , laminato in  sottovuoto
17.0
1.500
11.300
Stratificazione manuale di carbonio UNI (standard)
13.0
1.500
8.700
Abete Douglas
2.0
510
3.900
Cedro rosso (Western Red Cedar)
1.1
352
3.125
Alluminio
10.0
2.700
3.700

Come potete vedere, il legno e l’allumio hanno una valutazione simile e potete fare un albero in embrambi i materiali con quasi gli stessi risultati.
L’uso dell'alluminio diventa dominante poichè  i costi di produzione per una sezione estrusa sono molto minori di quello  per un assemblaggio in legno.
Gli alberi di legno, e specialmente gli alberi in strip planking, sono diventati molto interessanti nella loro combinazione con il carbonio. Sono relativamente facili da fabbricare ed il carbonio può essere selettivamente aggiunto alle aree dove è richiesta maggiore rigidità.

La tavola in alto non tiene conto del fatto che avete bisogno di forza di cerchiaggio ( resistenza nel senso del perimetro, es.il cerchio della botte) all’albero per cui è richesto materiale addizionale  a 90 gradi dell’asse longitudinale dell’albero, in tutti i casi tranne che per l’alluminio, che ha uguale resistenza in tutte le direzioni (isotropo)
La tavola vuole anche indicare che un albero in carbonio ad alto modulo può essere fabbricato ad 1/5 del peso di un albero in alluminio.
In pratica questo è difficile da ottenere per il disegno della struttura e problemi di fabbricazione
Considerate inoltre che l’attrezzatura , la ferramenta e le sartie possono aggiungere l’80% del peso per una albero high-tech.

Così cosa significa tutto ciò?

Qui ci sono le mie (soggettive) conclusioni.

  1.  Se state costruendo il vostro albero, lo strip planking e il carbonio sono un’alternativa attraente. Due dei miei disegni usano questa tecnica e un terzo è al lavoro.
  2. Gli alberi tutti in carbonio danno le migliori prestazioni per la regata o per la crociera.Anche in crociera il peso in alto è un fattore importante e se il vostro budget lo permette potete prendere in considerazione un albero  tutto in carbonio.
  3. L’alluminio è ancora un materiale competitivo specialmente per la crociera
Gli estrusi grezzi hanno un prezzo stracciato alla fonderia sebbene una volta che lo comprate dal fornitore di attrezzature possa essere molto più costoso specialmente dopo modifiche particolari e anodizzazioni.
All’alluminio si possono attaccare facilmente degli accessori ma dovete evitare alcuni acciai inox e la conseguente corrosione.

Saluti,
Ted Warren
www.WarrenMultihulls.com