Per 100 anni, le persone hanno utilizzato efficacemente materiali artificiali nella produzione di vele. Sono più resistenti, più costosi e pesano molto meno del loro antenato: una vela fatta di materiale. Marchi rinomati offrono materiali con una gamma di qualità. Consideriamoli in modo più dettagliato.
I fili del tessuto per la vela si incrociano lungo e trasversalmente con un angolo di 900. La trama è piuttosto fitta. Tali tessuti tollerano bene lo stress sotto forma di allungamento e pieghe. La produzione moderna ha sostituito il lino e i servi con fili artificiali, il che ha conferito al materiale ulteriori qualità utili. Per esempio…
DuPont ha inventato un tessuto chiamato Dacron®.
Questo materiale è oggi il più popolare per la fabbricazione delle vele. È stato inventato durante la seconda guerra mondiale e ha sostituito i tessuti naturali di lino e cotone. Il materiale è abbastanza leggero, resistente all'usura, durevole ed economico. Sebbene il marchio "Dacron" sia attualmente piuttosto costoso, molti velisti acquistano marche di poliestere meno conosciute e non costose per i loro yacht. Un materiale versatile utilizzato per molti tipi di vele per yacht da crociera. Inoltre, un guardaroba per barche a motore è cucito da tale poliestere.
Un materiale più leggero del dacron, ma altrettanto resistente. Il nylon è più flessibile, quindi assorbe facilmente il sovraccarico causato dal vento burrascoso. Questo materiale è ampiamente utilizzato nella fabbricazione di spinnaker e gennaker.
Questo materiale sembra molto impressionante, poiché può essere verniciato in vari colori, mentre la colorazione è molto stabile.
Il nylon ha uno svantaggio significativo: è molto sensibile ai prodotti chimici domestici e ai preparati contenenti cloro. La minima esposizione a queste sostanze danneggerà la vela. E sarà impossibile ripristinare il tessuto.
Grazie alle sue proprietà, una vela in tessuto moderno può servire da 10 a 20 anni se cucita correttamente ed efficientemente. Non sarà difficile rimodellare o riparare tali vele con le tue mani. Sfortunatamente, nel corso degli anni la vela perde la sua forma originale, il che porta ad una diminuzione dell'efficienza. Questo è uno svantaggio significativo di tali vele. La fatica si accumula nelle fibre a causa della tensione variabile e dell'allungamento del tessuto (soprattutto a causa di carichi obliqui che cadono diagonalmente alle fibre intrecciate). Di conseguenza, il graduale spostamento all'indietro della “pancia” (parte più profonda della vela) porta a un consumo inefficace di energia eolica, la barca ondeggia e lo sforzo di trazione diminuisce.
Attualmente, la tecnologia per la produzione di vele in poliestere prevede la lavorazione di tessuti con diverse composizioni, principalmente resine diverse di origine sintetica, il taglio secondo determinate tecnologie, l'unione di poliestere con diversi tessuti compositi. Sfortunatamente, questo non impedisce alla vela di allungarsi, sebbene la rallenti. Le barche da regata soffrono maggiormente l'allungamento della vela, poiché la vela è soggetta a carichi maggiori. La combinazione di vele sulle barche da regata deve essere cambiata più spesso che sugli yacht da diporto, il che rende inefficaci tutti i trucchi per mantenere la qualità delle vele. A questo proposito, è stato inventato un nuovo tipo di vela: una vela laminata.
Queste vele hanno una struttura composita. Lo strato interno del tessuto è costituito da fibre elastiche, che gli consentono di resistere a carichi forti e lunghi, e la parte esterna del tessuto è flessibile e molto resistente (laminato), da cui sono cuciti il corpo e il profilo della vela. Per proteggerlo dalle radiazioni ultraviolette, dai danni meccanici e dall'umidità, a tale vela viene talvolta applicato uno strato di fibre elastiche.
Questa caratteristica della struttura del tessuto permette alla vela di non perdere la sua efficacia in molti anni di utilizzo. Riduce gli effetti negativi dell'esposizione al vento, al sole e all'acqua salata. Finché lo strato di laminato rimane intatto, le proprietà uniche della vela rimangono intatte. Allo stesso modo, una vela in laminato può essere paragonata a una tavola da pavimento in laminato.
Nella produzione di una vela laminata vengono utilizzati anche altri materiali oltre al poliestere. Inoltre, le caratteristiche distintive dei materiali, che hanno i loro pro e i loro contro, dipendono anche dalla base scelta.
All'inizio degli anni '70 sono state inventate fibre sintetiche abbastanza resistenti da allungare il 2,5% -4% prima di rompersi. Gli aramidi sono resistenti alle alte temperature fino a 4000, così come agli effetti chimici di varie sostanze, anche gli acidi cloridrico e nitrico non li preoccupano. Ma c'è un grosso svantaggio: le aramidi sono deboli prima dell'esposizione alle radiazioni ultraviolette. Una vela con tali fibre diventa rapidamente fragile. Nella vela, gli aramidi vengono intrecciati in filamenti e rivestiti con vari composti speciali.
I tessuti aramidici più popolari attualmente sono:
Twaron® e Technora® – prodotto da Teijin (Giappone).
Kevlar® – prodotto da DuPont (USA).
Il peso delle vele realizzate con tali tessuti è molto inferiore rispetto alle semplici vele in poliestere. Si consumano meno e conservano le loro qualità utili. Allo stesso tempo, i tessuti sono soggetti a pieghe e pieghe e sono anche suscettibili agli effetti dannosi della luce solare. La presenza di questi fattori negativi porterà alla perdita delle proprietà delle fibre del tessuto e collasserà.
Il prezzo del tessuto, nonché dove verrà applicato, dipende da una serie di indicatori (peso, allungamento, elasticità). Ad esempio, per gli yacht ad alta velocità vengono utilizzati tessuti con maggiore elasticità iniziale come Kevlar 49 e Twaron 2200. Il tessuto Technora è più resistente del Kevlar, sebbene sia molto simile nei componenti chimici. Tuttavia, se esposto ai raggi UV, questa proprietà è ancora persa. Una vela realizzata con questo tessuto è ricoperta da un composto nero per proteggerla dal sole.
Recentemente ha iniziato ad essere utilizzato nella nautica da diporto, sebbene sia stato sviluppato a metà degli anni '50 del secolo scorso. Tale fibra è facilmente resistente ai raggi UV, all'umidità e tollera facilmente anche gli effetti della maggior parte degli acidi rispetto ai materiali aramidici ed è anche più leggera. Ultra PE è il 30-40% più resistente delle fibre aramidiche e del Kevlar e meno elastico. Questo tessuto è fornito principalmente dalla società americana Allied Signal e dalla sua controllata Dyneema in Europa.
I materiali Spectra® / Dyneema® sono spesso usati insieme ad altre fibre nella stessa vela e sono molto simili nelle proprietà al materiale precedente. Ultra PE è più resistente nelle pieghe e nelle pieghe rispetto al Kevlar, non teme i raggi UV, ma è meno resistente alle alte temperature e anche più estensibile. Pertanto non sono adatti per barche da regata.
Miglioramento della plastica convenzionale (PET). Il tessuto realizzato con questa fibra è molto meglio del tradizionale poliestere. È il più forte ed elastico e anche molto resistente agli acidi e ai prodotti chimici. Rispetto alle aramidi, è meno suscettibile agli effetti negativi dei raggi UV, ma meno elastico e meno resistente. Il grande vantaggio è il prezzo di una vela PEN. Il proprietario dello yacht acquista vele con un buon insieme di caratteristiche, migliori delle vele in poliestere, ma più redditizie nel prezzo rispetto alle vele in aramide.
Il tessuto Pentex® PEN proviene dagli Stati Uniti, prodotto da Allied Signal, ed è ampiamente utilizzato in alcuni modelli di barche da regata (ad esempio, One Design) se l'uso di vele in fibra di aramide è vietato a causa delle regole di classe.
Inventato negli anni '80. Molto resistente alle alte temperature, agli acidi, ai reagenti, ai prodotti chimici. Ma è anche necessario proteggere ulteriormente il tessuto dai raggi UV.
Ad esempio, una vela dell'azienda tedesca Hoechst, realizzata in tessuto Vectran, è resistente quasi quanto un Kevlar (modulo medio), resiste anche allo stiramento, tollera molto bene le pieghe ed è meno soggetta a strappi.
Negli anni '50, l'azienda americana DuPont ha inventato un film sintetico in poliestere/lavsan per sostituire i film in plastica per imballaggi. Nel 1955, il Mylar iniziò ad essere usato per cucire le vele.
La vela in mylar non ha perso il suo profilo. Con qualsiasi movimento della nave rispetto al vento, offriva una visione completa, non si deformava, non si deteriorava se esposto ai raggi UV e all'acqua. Un enorme svantaggio era l'applauso assordante quando la nave cambiava posizione. In una giornata calda, per così dire, "frigge" il timoniere, trasformando il nuoto in una tortura, creando l'effetto di una serra sul ponte. E anche le capacità tecnologiche per incollare una tale vela da varie parti ne limitavano notevolmente le dimensioni. La resistenza di una vela in Mylar è fortemente influenzata dallo spessore del film, che non può essere aumentato all'infinito.
Al giorno d'oggi, la vela in mylar viene utilizzata su piccoli yacht, ma il film in mylar viene utilizzato anche nella base nella produzione di vela laminata da utilizzare su yacht a vela per la navigazione in mare, in combinazione con varie fibre aramidiche, fibre PEN e tessuto dacron. La speciale disposizione dei fili di mylar nella direzione dei carichi previsti rende le vele quasi esenti da usura. La vela quasi non perde la sua forma ed è solitamente utilizzata dai regatanti professionisti, poiché è piuttosto costosa. Vanno evitati vari attriti su una parte dello scafo della barca, in quanto ciò può danneggiare il parsa e disabilitarlo completamente.
I suoi fili sono composti da cristalli formati da atomi di carbonio. Nella nautica da diporto, questo materiale ha iniziato ad essere utilizzato alla fine del XX secolo, sebbene sia stato inventato nel XIX secolo. Gli inventori lo hanno attorcigliato in fili flessibili, utilizzati nella fabbricazione delle vele. All'America's Cup del 1992, le vele laminate in fibra di carbonio si comportarono bene. Il loro peso si è rivelato piuttosto ridotto, mentre si allungavano meno di quelli in aramide ed erano meno sensibili alle radiazioni UV.
Ma tali vele erano piuttosto costose. Per i loro vantaggi dovevano letteralmente pagare. Il prezzo superava fino al 40% il costo delle vele in aramide. Inoltre, tali vele erano più sensibili alle sollecitazioni meccaniche. Nonostante ciò, oggi gli inventori continuano a migliorare queste fibre, poiché il loro materiale è più adatto per le barche a vela da regata. Quando si laminano le vele, viene utilizzato carbonio puro e combinato con fibre aramidiche.
Le proprietà dei tessuti di cui è fatta la vela dipendono anche dalle sue capacità. Le principali caratteristiche dei tessuti a cui dovrebbe essere prestata particolare attenzione:
La tabella riporta le caratteristiche dei materiali per facilitare il confronto:
Sfortunatamente, tutte le eccellenti qualità dei tessuti moderni non garantiscono il successo nell'uso dell'energia eolica. Anche il corretto taglio della vela gioca un ruolo importante.
Solitamente il corpo di una vela è composto da pannelli (pezzi) di tessuto, determinati composti. I segmenti hanno forme e dimensioni diverse, anche la loro posizione sul tessuto l'uno rispetto all'altro è diversa. Le opzioni di taglio più popolari:
I principali vantaggi del taglio lineare sono facili calcoli, facilità di progettazione e cucitura, pochi sprechi e poche cuciture, di conseguenza - anche il costo della cucitura è ridotto.
Il rapporto tra il prezzo di una vela e l'efficienza del suo utilizzo rimane ottimale più a lungo. A questo proposito, i proprietari di yacht da crociera utilizzano il metodo orizzontale per il taglio, che è il più popolare in questi giorni. Sfortunatamente questo metodo di taglio non può essere utilizzato su vele laminate. Per questo tipo di tessuto viene utilizzato un metodo di taglio radiale. I tagli di tessuto hanno generalmente una forma a triangolo allungato, i loro vertici sono raggruppati agli angoli della vela, mentre le cuciture divergono lungo il raggio.
I tipi di tagli differiscono per il numero di angoli utilizzati nel taglio:
I tagli divergono da un angolo (di bugna). Questo taglio è adatto per piccole imbarcazioni utilizzate per la navigazione costiera. Ideale per avvolgere le vele negli alberi e per i metodi di terzaroli convenzionali.
Le sezioni di tessuto con le loro parti superiori convergono agli angoli con i carichi più pesanti. Il dritto della vela è tagliato da tessuti più resistenti. È bene utilizzare questo tipo di taglio con un rapporto altezza larghezza di 2,5: 1, utilizzato con velocità del vento elevate e grandi angoli di inclinazione. Molto spesso è una vela posteriore.
I pannelli tagliati separatamente sono uniti da cuciture che escono da 3 angoli. Pertanto, diventa possibile utilizzare materiali più resistenti dove lo stress è maggiore, in modo che il carico sia distribuito uniformemente su tutta la vela. Questa è la migliore vela tagliata da tessuti laminati, in quanto è possibile utilizzare combinazioni di diversi tipi di fibre, mentre l'efficienza complessiva della vela viene aumentata senza aumentarne il peso. Con un rapporto altezza-base maggiore di 2,5:1, questo tipo di taglio è il più ottimale e consigliato per le barche da regata.
Vengono considerati i principali vantaggi delle vele con tali tipi di taglio: la capacità di mantenere il profilo più a lungo e utilizzarlo in modo efficace, i carichi sono distribuiti in modo più uniforme, è possibile utilizzare più materiali con proprietà diverse contemporaneamente. Ma ci sono anche aspetti negativi: rispetto ad altri metodi di taglio, tali tagli sono più difficili da segnare e raccogliere, per lo più molte cuciture, e sono più lunghi. Il consumo di materiale diventa più antieconomico. Ad un prezzo, una vela triradiale, ad esempio, è superiore del 30-35% rispetto a vele con tipi di taglio semplici, e una vela biradiale è superiore del 10-15% a parità di area.
Non dovresti inseguire nuovi prodotti e tipi alla moda di tessuti per la vela, ce ne sono molti. Per uno yacht da crociera, un set di buone vele in poliestere perfettamente tagliato orizzontalmente andrà bene, anche per lunghi viaggi ne avrai abbastanza per molti anni.
In futuro, per migliorare il tuo guardaroba, ad esempio, le vele dacron possono essere sostituite con successo con le vele PEN, che non influiranno in modo significativo sul tuo budget. Inoltre, va bene avere due o più set di vele. Ad esempio, uno per le regate e uno per le crociere in famiglia.
Stai acquisendo esperienza di successo nelle traversate marittime e oceaniche e vuoi aumentare la tua velocità? È ora di pensare a vele in laminato biradiale o triradiale, tessuti aramidici o materiali idrocarburici. Forse sono già apparse sul mercato nuove tipologie di tessuti e fibre? La frequenza dei nuovi prodotti è quasi annuale.
La cosa principale da ricordare è che il successo dipende da abilità padroneggiate e mani abili e laboriose. Ciò consentirà l'uso efficiente dell'energia eolica utilizzando la vela più comune. E la tecnologia più recente ti aiuterà in questo.