Tecniche costruttive

PROGETTO GLOBALE INTEGRATO

Il progetto globale integrato (P.G.I.) è un nuovo modo di concepire i gommoni, si pone come obbiettivo quello di ridurre l’impatto ambientale, elevare gli standard qualitativi e contenere i costi.
Il P.G.I. si basa sulla sinergia di quattro aree tematiche, che quotidianamente vengono sviluppate in Motonautica Vesuviana,oggi Mv Marine: 
1.    Progettazione spinta CAD-CAM
2.    Ricerca e sperimentazione in laboratorio delle carene e dei materiali e comparazione dei dati con test in mare
3.    Implementazione massiva delle tecniche di costruzione in sottovuoto
4.    Ricerca di nuove materie prime biodegradabili

PROGETTAZIONE CAD-CAM

Per sviluppare le idee, lo studio tecnico della MV, è costituito da tre ingegneri, per di disegno CAD/CAM 3-D e un tecnico addetto al centro di fresatura a controllo numerico CNC a 5 assi.
I Software CAD 3-D consentono di: modellare la varie soluzioni stilistiche, studiandone forme e colori, ottimizzare le linee d’acqua delle carene, valutare i parametri idrostatici e idrodinamici; verificare l’ergonomia di ogni dettaglio costruttivo, ottimizzare gli spazi, verificare l’interazione con l’essere umano, ingegnerizzare i processi produttivi, valutare in fase di progettazione i materiali idonei e il loro impiego, simulare il montaggio dei vari elementi, utilizzare al massimo i benefici derivanti dalle nuove tecniche costruttive.

Con il CAD dopo aver dato forma alle idee, in ambiente virtuale si passa alla materializzazione con il CAM, mediante il centro di fresatura, che esegue i modelli con precisioni al centesimo di millimetro.

E’ qui che si pongono le basi per la riduzione dei pesi, delle polveri, dei tempi di lavorazione e della qualità del battello. Grazie a questa metodologia di progettazione si utilizzano in vasta scala le strutture in sandwich, anche le anime vengono progettate e fresate in cantiere.

Le strutture in sandwich, laminate in infusione, hanno elevatissime proprietà meccaniche e pesi ridotti, dal video si vede la prova di impatto, eseguita su varie lastre,  in alluminio da 6 mm, in vetroresina da 12 mm ed in legno da 20 mm, confrontate con  un laminato in sandwich, con pelli esterne da solo 3mm e un anima in PVC espanso da 20mm, come quello utilizzato nelle nostre carene. I risultati sono sorprendenti, tutti i campioni monolitici si rompono, ad esclusione del sandwich, che assorbe l’urto senza forarsi.

 

Le strutture in sandwich in sottovuoto consentono di eliminare il telaio strutturale, con una riduzione del peso, fino al 30%, di ridurre i V.O.C. (componenti organici volatili) in fase di lavorazione, di abbattere le polveri di abrasione, per l’assenza del telaio in terno, migliorare la qualità del lavoro e di ridurre le emissioni in atmosfera di CO2.
Queste tecniche ben utilizzate, riducono i tempi di lavorazione e aumentano ulteriormente la sicurezza per l’affondamento.

RICERCA E SPERIMENTAZIONE IN LABORATORIO DELLE CARENE E DEI MATERIALI, COMPARAZIONE DEI DATI CON TEST IN MARE

Dopo un’attenta fase di progettazione e simulazione idrostatica delle carene in ambiente CAD 3D, le varie soluzioni, si testano con modelli in scala, nel laboratorio di esperienze idrodinamiche del Dipartimento di Ingegneria Navale dell’Università Federico II di Napoli. Vengono misurati i parametri come la resistenza al moto, l’angolo di asseto longitudinale in corsa, l’innalzamento del battello in navigazione e le accelerazioni in caso di mare formato.

I dati ricavati vengono confrontati con “i parametri e le esperienze pratiche del cantiere” e solo in fine si procede con la realizzazione del modello al vero.

TECNICHE COSTRUTTIVE

Per la laminazione di un materiale composito fibroso, vetroresina e carboresina, esistono diverse metodologie costruttive, quelle di maggiore interesse per il settore della nautica sono: l’RTM Light, l’infusione e i pre-impregnati. Queste tecniche più innovative sono state sviluppate nel settore aerospaziale e dell’automotive, successivamente applicate nella nautica. Queste tecniche sono state concepite per ridurre i pesi e aumentare le proprietà meccaniche dei manufatti, indispensabili per costruire aerei leggeri con bassi costi di esercizio. 
Quando il prezzo del carburante era più basso, i cantieri non davano molta importanza al peso dell’imbarcazione. Oggi gli armatori sono molto attenti al consumo, il peso e lo sviluppo di carene ad alto rendimento, assumono un ruolo chiave nel mercato.

INFUSIONE

L’infusione, è impiegata dalla MV dal 2005, è una tecnica di lavorazione in sottovuoto utilizzata per la laminazione di parti strutturali, che devono avere elevate proprietà meccaniche, come carene, coperte, tughe, selle. Le fibre vengono adagiate a secco nello stampo, compreso le anime del sandwich, viene tutto posto in un sacco sotto vuoto, per depressione la resina è aspirata all’ interno delle fibre.

La resina entra solo negli spazi vuoti e impregna al meglio le fibre senza eccessi, si ottiene un laminato con uno spessore costante, di altissima qualità e di ridotto peso. Durante la lavorazione gli operatori non sono esposti ai vapori della resina, in quanto veicola in ambiente chiuso. Le emissioni di particelle organiche volatili (V.O.C.) in atmosfera sono ridotte del 92% il tutto a favore  dell’ambiente.

Dalle prove effettuate in laboratorio si evidenzia, che in due pannelli da 1 mq con lo stessa quantità di fibra di vetro,  un laminato a mano e l’altro in infusione, abbiamo una riduzione del peso del 32%

RTM-Light

L’RTM-Light, impiegata nel ciclo produttivo dalla MV dal 2005, è una tecnica di laminazione a stampo chiuso, in sottovuoto utilizzata per la laminazione di parti a vista ove è necessario un elevatissimo grado di finitura, i coperchi dei gavoni, i casseri, le consolle, sono lucidi su entrambe le facce. E’ una tecnica più complessa dell’infusione, si lavora in stampo e controstampo, le tolleranze sono basse. Il grandissimo pregio dell’RTM-Light è quello di realizzare parti complesse, come il portellone di poppa del Vesevus 35, completo di tutte le predisposizione per i cablaggi e gli ancoraggi, con l’anima in espanso, che lo rendono rigido e dal peso contenuto. Questa metodologia consente livelli di finitura elevatissimi e tempi di produzione ridotti. I pezzi escono già finiti e dopo la rifilatura, sono pronti per il montaggio.

PRODUZIONE ECOLOGICA IN RISPETTO DELL’AMBIENTE

Confrontando le due tecniche costruttive applicate dalla MV, l’Infusione e RTM Light, con il metodo di laminazione manuale, si evince che le emissioni delle sostanze volatili, in atmosfera si riducono del 93% e le polveri del’80 %.

 

IL RISULTATI DEL PROGETTO GLOBALE INTEGRATO (P.G.I.), UN ESEMPIO PRATICO

Il processo di costruzione del Mito 31, consente una riduzione del 93% di emissioni di sostanze organiche volatili (V.O.C.) e  del 80% di polveri.
Comparando l’MV Mito 31  con altri dello stesso segmento, concepiti  con metodi  tradizionali,  si riscontra una differenza del peso finito di circa 800 Kg. In navigazione, alla velocità di crociera di 35 nodi, sono necessari solo 65 litri /ora di carburante,  si riducono significativamente i consumi e le emissioni di CO2 del 25%.
Questi risultati sono dovuti anche all’efficienza delle nostre carene, per verificarne la bontà, va calcolato il regresso. Si eseguono prove in mare, dove si rileva la velocità reale, ai vari regimi  del motore. Conoscendo il passo dell’elica e il rapporto al piede, si calcola ai vari regimi, la velocità teorica.

Si definisce il passo teorico (PT), come la distanza che l’elica percorre, in una  rotazione di 360°, avvitandosi in un materiale solido, si definisce passo reale (Pr), la distanza che l’elica percorre avvitandosi in un liquido, il  “regresso” (r)  è la differenza in  percentuale, della distanza tra il passo teorico (Pt) e quello reale (PR).
Comi si nota dal grafico i valori del regresso, sono molto bassi, in quanto la velocità reale è molto vicina a quella teorica. L’MV costruisce battelli con carene efficienti che assorbono  poca potenza  e contengono i consumi.

RICERCA DI NUOVE MATERIE PRIME BIODEGRADABILI

L’attenzione all’ambiente è sempre elevatissima, l’impegno è rivolto anche alla ricerca. La MV in collaborazione con il  CNR e con l’Università Federico II di Napoli,  ha lavorato ad un progetto  “Biocomp-RB” per la realizzazione di gommoni, in materiale composito, mediante l’utilizzo di materie prime biodegradabili.
Si stanno sperimentando materiali  con rinforzo fibroso e resine ricavate da sostanze naturali,  anime con prodotti riciclati, quali il Polipropilene PP e Polietilene PE, completamente riutilizzabili.

Il progetto globale integrato è un modo nuovo  di concepire i gommoni, rivolto alla qualità del prodotto e all’ambiente. 
La maggioranza dei costruttori, commissionano lo scafo in vetroresina ai terzisti, che vendono i manufatti a peso. Poca fibra e molta resina corrisponde a maggiore peso e quindi a maggiori utili, a discapito della qualità. Costruire con tecniche sottovuoto in sandwich, con tessuti in multi assiale e resine di alta qualità, non può essere valutato con lo stesso parametro, più il manufatto è tecnologico e leggero, maggiore è il suo valore. 
Lo scopo di questa informativa è quella di rispondere alla curiosità degli appassionati, che vogliono  conoscere la filosofia costruttiva della MV, nel concepire il gommone del presente e del futuro.