Un video de muestra con la orza en el agua

Aunque realmente es un misterio como va a navegar al final, por ahora parece que el casco al menos, si dispone de suficiente potencia vélica va a poder planear en popas siempre y cuando el freno del bulbo y los timones, junto con el empuje del velamen no hará que en lugar de iniciar un planeo, pase por ojo. Me espera un largo proceso de experimentación, con resultados inciertos...

Estructura de refuerzo de la orza

De nuevo, cuando ya el verano está terminando, he continuado haciendo la estructura que soportará la orza. Como se puede ver, mi proyecto va teniendo variaciones respecto a la idea original. Al final he priorizado la ligereza así que he terminado insertando dos varillas roscadas de inox en la orza, y he cortado la parte superior de la orza que tenía que ir insertada en el casco, quitando la pesada parte superior, y eliminando la necesidad de hacer una caja de orza que haría aumentar más el peso. Como la orza es muy larga, la estructura ha tenido que ser mínimamente larga para añadir brazo de palanca. La estructura está hecho con tubo de fibra, proveniente de una vela de windsurf. Es una estructura muy simple de forma cuadrada, soldada al casco con masilla de carbono-epoxi, que transmite su tensión a la zona de unión de casco-cubierta. Aún sin cubierta, la estructura es muy fuerte, y el peso ganado es mínimo. Como una imagen vale más que mil palabras, aquí os dejo las fotos.

Timones!!

Aunque va poco a poco, el proyecto sigue evolucionando. Ahora he dedicado algo de tiempo a hacer los timones. Para ello he reciclado a tope mucho material que tenía de aeromodelismo. Con unos ejes de acero vacios por dentro de helicoptero se han convertido en los ejes por donde correran las mechas del timón, con su cojinete incluido. Unas varillas de carbono de tres milímetros, con un pequeño trozo de varilla de barra estabilizadora de helicóptero, se han convertido en las mechas del timón. Y unas viejas palas de helicóptero de madera de balsa con su perfecto perfil NACA se han convertido en unas palas de timón. Ahora sólo falta una tela de carbono y resina de epoxi, una buena pulida y ya tendré palas de timón. Dejo las fotos de como está el timón en este momento, y próximamente colgaré las palas terminadas.

AL FIN, LA ORZA ACABADA!!

Después de haber laminado la orza, masillada con resina y polvo de silicio una y otra vez, corregidos la mayoria de errores, ya está la orza acabada. Ha hecho falta hacer un pequeño encofrado para poner hacerle la forma que irá insertada en el casco. Después pasar por diferentes lijas y lijas de agua para acabar puliendo, para conseguir un acabado aceptable. Cuando el bicho navegue, si navega bien, le dedicaré algun tiempo a dejarlo acabado como un cristal. Sólo le falta añadir el sistema de fijar la orza a su caja, que haré con el mismo sistema que las aletas de windsurf, y el bulbo. Aquí un par de fotos del trabajo terminado:

LAMINANDO LA ORZA

Parece mentira como todo al final se complica. Al final añadir un trozo de orza ha supuesto bastante trabajo, de soldar la pieza, perfilarla, laminar dos las telas de carbono, pulir las superficies... Al final ha quedado una orza muy rígida y reforzada, os dejo un par de fotos del proceso de soldar las dos partes y el laminado posterior. Decir que es fundamental el uso de la espátula para repartir correctamente la resina y poner sólo la justa y necesaria. En mi caso para curarme en salud he laminado dos tela apoyadas por el lomo de la orza. Así lleva dos telas de 200 gr por cada cara de la orza.

ALARGAR LA ORZA

Después de mucho pensar y con el asesoramiento de otros "constructores" de barcos, he sucumbido al hecho de que no hay más remedio de alargar la orza unos 20 cm, para no tener que arrastrar demasiado plomo en el bulbo. La razón de alargar la orza es conseguir el brazo adrizante que necesito(es decir que aguante hasta 18-20 nudos rizando)se puede conseguir de dos maneras:

a) Aumentando el peso del bulbo hasta unos 8 kilos: de esta manera tenemos un calado contenido(unos 55 cm) a costa de perder las lineas de agua. Es decir, que lo incapacita para poder planear, y que hundiría el espejo de popa. Uno de los objectivos del proyecto es que pueda planear.

b) Aumentando el calado: el inconveniente es que tienes que arrastrar más superficie mojada en la orza, pero tienes un desplazamiento contenido. El problema es que ahora calará en torno a 75 cm, a todas vistas antiestético, pero aguantará viento sin tener que arrastrar plomo.

EN CONSECUENCIA, MÁS TRABAJO ARTESANO:

Para conseguir alargar la orza, sin tener que hacer una orza nueva, he tenido que suplementar la que ya tengo, y para ello he laminado una placa muy fina de carbono(3 telas de 200gr), bastante apretadas, para despues poderla insertar dentro de la orza, a la que préviamente le he abierto una ranura para poder pegar el suplemento de orza. Después con dos maderas de tablero reproduciré la forma de la orza hasta conseguir un perfil homogeneo. Posteriormente, viendo la descomunal fuerza que tendrá que hacer la orza, le laminaré dos telas de carbono a modo de sandwich, deseando que la orza haya quedado rígida(sinó, al carajo un montón de horas de trabajo)

Trabajando la orza

REFLEXIONES PREVIAS SOBRE LA ORZA:

Tengo que asumir que todo no es calculable, sobre todo asumiendo mis limitados conocimientos sobre diseño naval(por algo es una carrera) Así que he de presuponer que el area de la orza será suficiente para contrarestar el abatimiento, sobre todo sabiendo que a escala real con mucha menos superficie de orza ya se evita el abatimiento. También tengo claro que el perfil de orza elegido no tiene la mejor relación de aspecto posible(Segun la teoría, los perfiles más efectivos son aquellos largos y estrechos: es decir, que tienen alta relación de aspecto). Así que seguramente debería ser algo más estrecha.

El aspecto positivo es que la forma que tiene seguro que se corresponde a un perfil NACA mucho mejor que si lo hubiese hecho yo mismo, así prefiero soportar algo más de superficie mojada, a cambio de tener un perfil de orza con una forma lo más buena posible.

PROBLEMAS DE RIGIDEZ CON LA ORZA:

El trabajo artesanal sigue. Como he citado antes, estoy utilizando un perfil de orza ya hecho,pero el problema que tiene es que es demasiado flexible para el trabajo que tiene que hacer. Así cuando estuviese navegando aparte de ser flexible en sentido babor-estribor(haciendo el barco "blando") también la orza es posible que se torsionase debido al cabeceo,(movimiento proa-popa) haciendo que el bulbo de la orza se estuviese desalineando del eje proa-popa del barco por la inercia del peso del bulbo. La consecuencia sería que se expondría un freno importante al avance, por el volumen del bulbo y superficie de la orza "torcida".

POSIBLE SOLUCIÓN AL PROBLEMA DE RIGIDEZ:

Así que para dar rigidez, estoy pensando en poner una tela en cada cara de la orza, como si fuese un sandwich. Para asegurar el agarre del epoxi en la orza(siendo un material plástico, es posible que no agarre bien el epoxi), le he hecho una serie de agujeros en su perfil para que cuando lamine la tela de carbono ésta se agarre no sólo a la unión de la tela en cada extremo de la orza, sinó también entre estos "puentes" de resina de epoxi que uniran ambas caras de carbono. Realmente son como tornillos de epoxi que unen ambas caras. Aquí un par de fotos la orza lijada y trabajada, y con los agujeros hechos. El próximo y difícil paso, laminar una tela de carbono doblada por su parte de proa, intentando que quede una superficie lisa.

Empezamos con los apendices:la orza

Hay mucha bibliografía sobre como debe ser un perfil de orza, así como su área y longitud. Existen maneras de hacerla uno mismo, pero después de buscar un poco pensé en buscar un perfil ya hecho. En mi caso una orza de tabla de windsurf moderna(una starboard), ofrece el perfil perfecto sin ningun tipo de irregularidad y suficientemente fuerte. He superpuesto el casco y la orza, y como se puede observar en la foto, queda bastante bien, aunque quizá un poco ancha. Ahora convendrá estudiar concienzudamente la mejor ubicación posible. Así, la mejor ubicación de la orza será una ecuación de tres factores a tener en cuenta:

- Centro de resistencia lateral de la orza: es el 25% de su cuerda de arco.

- Centro de resistencia lateral del casco: que he determinado de forma "manual". Es decir, empujando lateralmente el casco sin apéndices, hay un centro teórico de resistencia lateral. Uno y otro convergen en un sólo punto de resistencia lateral. A partir de este, se habrá de ubicar el:

- Centro vélico: centro de presión donde convergen la combinación de las presiones de mayor y génova.

Sin anticipar nada más, aquí está la foto del casco y la orza superpuestas: cabeza abajo para poder observar mejor la combinación orza casco

Refuerzos estructurales

• Y para acabar de reforzar, he montado tres omegas estructurales, con un ligero cordón de espuma (la misma que usé para hacer el molde)que he pegado con epoxi rápido, y después he laminado encima una o dos telas de carbono buscando conseguir rigidez. Ahora el casco es realmente muy rigido, a costa de ganar unos 180 gramos. Comentar que colocar la tela de fibra de carbono ha costado bastante, pues le costaba adherirse a la torturada forma de la espuma. En la foto teneis el detalle. Pero lo más importante: ahora es MUY fuerte.

Y vuelta a trabajar

Con los días cortos y fríos, ahora que el mar ya no invita tanto a navegar, he continuado mi pequeño velero. Después de tanto tiempo algunas zonas próximas la zona de unión de casco-cubierta, se ha deformado ligeramente. Así que no he tenido más remedio que reforzar esta zona del casco con un cordón de madera, que he precurvado en agua caliente, y mojado, lo he colocado otra vez casco y cordón, en el molde para volver al casco a su forma original. Aquí teneis una imagen:

Pruebas de lastre y flotabilidad

Por primera vez he probado el barco en el agua. Con tres kilos de plomo parece que el peso es el ideal para que el barco esté en sus lineas de agua, aunque incluso se podria lastrar medio kilo más y se mantendría en sus lineas de agua. Sorprende la gran flotabilidad del barco, costando muchísimo hundirlo, una vez que está sobre la linea de flotación. Sin más, aquí quedan un par de fotos.

Tercer paso: al fin llega el casco!!

Después de sacar el nuevo molde hembra fui descubriendo pequeños nuevos fallos, pero no fue problema. Gracias que el molde hembra tenía buen grosor de gelcoat i fibra, admitió poder pulirlo y eliminar pequeñas deformidades del volumen homogéneo. De nuevo más de 5 capas de cera Ferro, y salió el primer casco: usé... o mejor malgaste resina de epoxi y fibra de carbono, así que el primer casco fue la primera pifia, aunque reparable. El problema fue que la resina no se adhería bien al molde y me precipité colocando la tela sin que el molde tuviese adherido el epoxi, y salió un casco lleno de burbujas de aire sin resina.

Para solucionar el problema después de hablar con especialistas, pasó por conseguir que la resina fuese más densa, así que le añadí polvo de sílice (carga), y lo mezcle concienzudamente hasta conseguir una densidad parecida al aceite de coche usado. Como la resina dejó de ser transparente, la teñí con tinte de resinas estandart, con una proporción del 3%, aunque ahora estoy seguro que hubiese admitido una densidad mucho mayor, como en pruebas posteriores que hice.

A la hora de crear el segundo casco el primer paso fue poner dos capas de epoxi tintado con carga, y después una tela de fibra de carbono en todo el casco, y dos capas en las zonas de esfuerzo: proa, popa, y zona central. Fue providencial el uso de la espátula para esparcir la resina asegurando que la tela estaba bien adherida al epoxi tintado anterior, así evitando la creación de búrbujas. Además de está manera todo el sobrante de resina se podia utilizar en otras zonas evitando el sobrepeso. Hubiera sido ideal hacerlo al vacio, pero no dispongo de bolsas suficientemente grandes. Y después de este último proceso, ha salido al fin un casco satisfactorio.

Resultado final:

- Dos capas de resina tintada.

- Una tela de carbono en todo el casco.

- Doble tela en seccion central, proa y popa.

Peso: 1.332 kilos

Eslora: 1.37 m.

Manga máxima: 42.5

Segundo paso: Sacar el molde hembra

Una vez conseguido que el modelo, el molde en positivo, puede ser una buena idea pintar con una buena pintura. Pero existe el peligro que ésta reaccione con la resina de poliéster. En mi caso afine todo lo que pude el molde en masilla, después con mucho cuidado le di más de 6 capas de desmoldeante Ferro (muy importante si no quieres fastidiar todo el trabajo).

Ahora toca sacar el molde hembra. Primero gelcoat, con dos o tres gruesas pasadas para poder corregir posibles defectos. Después le puse cinco telas de mat 200, para conseguir un grosor importante con el que conseguir una buena rigidez. Ya ahorraremos material cuando saquemos el casco.

Objetivo primordial: conseguir un volumen homogéneo

Una vez pegadas las planchas de espuma entre las costillas de madera, el trabajo difícil es que al lijar la espuma tenga un volumen homogéneo respecto las costillas, pues al lijar la tendencia es que el espacio entre costillas sea liso y no un volumen redondeado. Para evitar este defecto, el truco está en lijar con un tablero flexible de medio metro, e ir dando pasadas hasta conseguir un volumen simétrico y homogéneo. Después para facilitar la adherencia de la masilla de poliéster, di una capa de resina encima de la espuma. Después lijar y masillar, y volver a masillar, intentando ya un volumen perfecto en el cual no destaquen las costillas, ni asimetrías ni imperfecciones. Este es el trabajo más largo y arduo, pero el éxito en el trabajo implicará sacar un molde lo más perfecto posible. Después ir reduciendo grano de lija y ir lijando al agua hasta conseguir un casco brillante.

Primer paso: pegar las secciones en un plano

Una vez sacados los planos, los pegué en un tablero de 3 mlm, para posteriormente introducir en el espacio entre secciones una espuma resistente a la resina de poliéster. El error que hice al respecto es que la base de las costillas era muy justa para después sacar el modelo exacto diseñado. Pero al final el error ha sido muy pequeño de 1, 1'5 mlm.

Primera fase: diseño de la carena

Para iniciar esta tan largo proyecto tuve la inestimable ayuda de mi amigo Albert, que me enseño a manejar y diseñar el primer diseño. Para ello emplee el programa gratuito Maxsurf:

http://www.formsys.com/academic/maxsurf/

Aunque las imágenes exportadas no hacen justicia al trabajo hecho, estuvimos trabajando, discutiendo y sobre todo divirtiendonos durante un mes. Sinceramente, a pesar de las variables que usa el programa, fue más un plagio de muchos barcos ya hecho, junto con intuiciones de como deseaba que fuese el barco. Y al final, perdí otros 20 días acabando de hacer nuevas versiones del diseño inicial.

Y después de este tiempo de discutir y pasarlo bien salió el siguiente diseño que veis en las imágenes.

Los orígenes del proyecto

En el momento de creación de este blog, justo acaba de salir el segundo casco del velero, a partir de un molde creado previamente... Pero el camino ha sido muy largo. Todo surgió hace ya un año, cuando el invierno ya no deja navegar tanto como uno quisiera. La idea surgió entre un buen amigo( recién estrenado ingeniero naval) y yo: diseñar y crear un barco a escala (más que nada, por una cuestión de presupuesto, y porqué experimentar a esta escala es "barato") que siguiese las siguientes premisas:

- Lo más rápido posible, aún a costa de perder rendimiento en ceñida.
- Inspirado en los veleros de la Volvo Ocean Race.
- Utilizando los materiales más ligeros posibles, pero que sea capaz de incluso navegar hasta con vientos "fuertes" (Fuerza 5) .
- Que utilizase un sistema de lastre móvil.
- Pero sobre todo, el objetivo principal es un monocasco que pueda llegar a PLANEAR.

Proximanente publicaré las imagenes iniciales del proyecto.

Salut i bon vent!