Vele – materiale si tehnologii

Ce trebuie să ştii pentru a cunoaşte, alege şi a confecţiona velele potrivite pentru propria barcă. Materialele şi tehnologia. Cum să te orientezi în această piaţă. Iată ce îţi propune să afli acest articol care te introduce în universul minunat al velelor.

Înainte de a te lansa în achiziţionarea unui set de vele e bine să cunoști barca şi programul de navigaţie dorit: croazieră de larg, mediteraneeană, croazieră regată (regate de club în weekend) sau regate de club, regate de larg. Aşa cum pentru orice mare există o barcă, această regulă de bază e valabilă, mai mult sau mai puţin, şi pentru vele. E bine să fii cu picioarele pe pământ şi să nu cauţi „miracolul” ce face barca să se mişte. Velele servesc cel mult să exprime cel mai bine atitudinile. Aşadar pe un model de croazieră de tip nordic e un pic cam inutil să insişti pe o velă high-tech, în timp ce o velă din dacron ar oferi aceleaşi performanţe, dar la jumătate de preţ. E valabilă o regulă generală bine de ţinut minte. Velele high-tec, cele mai recente, îmbunătăţesc performanţele la bulină strânsă şi permit un avantaj considerabil, dacă e vorba de o regată, unde confruntarea se dă în fracţiuni de grade şi noduri. La aliurile de croazieră, unde contează şi confortul, e greu să fie o diferenţă substanţială.

Totuşi tehnologia poate servi la altceva, atunci când dimensiunile şi suprafeţele cresc,  greutatea dacronului poate deveni o problemă pentru un echipaj redus: o randă moale din Spectra poate fi o bună soluţie de durată şi de manipulare pentru bărci peste 40 m ce caută navigări de un anumit nivel. Încredeţi-vă în velari, dar fiţi atenţi la cei ce vând tehnologii super-sofisticate sau materiale ideale pentru barca voastră. Totodată, înainte de a căuta performanţe sporite schimbând velele, e bine să schimbi elicea fixă cu una pliabilă. Aşadar, câteodată e mai bine să înveţi să reglezi velele şi să nu crezi că şcota randei e un accelerator. Cei mai importanţi producători care furnizează material velarilor sunt în principiu cinci : americanii Bainbridge, Challenger, Contender, japonezii de la Tenjin şi germanii de la Dimension-Polyant. Mai sunt şi unele mari velării ce produc propriul material având la dispoziţie un laminor.

În general doar puţine mari grupuri au această tehnologie, utilizată pentru bărci foarte competitive, ce pot necesita bugete mari, deoarece în acest caz vela se face plecând de la fir. North Sails foloseşte sistemul 3DL şi au reuşit să facă acest proces de realizare competitiv, cu unele vele triradiale realizate cu materiale alese. Alţii s-au dotat cu sisteme ce reproduc în parte tehnologia North, care e marcă înregistrată, şi reuşesc să realizeze materiale similare ca prestaţii, la care însă trebuie să aplice tăieturi. Vom vorbi mai târziu despre aceste tehnologii speciale. Odată ales programul, e bine să-ţi faci o idee despre materialul ce va fi utilizat. Există două mari familii, ţesăturile şi laminatele. Ţesăturile, în general pe bază de dacron, sunt cel mai utilizat material pentru velele de croazieră, după cum am spus deja. Laminatul este în schimb o compunere de mai multe materiale, pentru a realiza un produs cu caracteristici mecanice dorite.

Într-un laminat complex pot interveni diverse elemente : un ţesut uşor extern din dacron pentru protecţia la frecare şi lumină, la interior poate fi o peliculă de mylar pentru a stabiliza forma cu ranforsări din fire sau ţesuturi (mai rar) din kevlar, material căruia îi este atribuită rezistenţa la solicitări. Cea mai mare inovaţie la velele moderne este intuiţia lui Tom Schnackenberg conform căreia în vele era prea mult material inutil şi că cel bun trebuia orientat pe direcţia sarcinilor. Un genovez triradial al lui Schnackenberg era pe a sa Australia II, care a fost realizat plecând de la un program pentru fabricarea învelişurilor auto, ce putea descompune suprafeţele în mici triunghiuri. Efectul acestei tehnologii e vizibil la velele din Cupa Americii, puţin protejate de filtre pentru soare, care ar fi cântărit inutil. Randa unui yacht IACC poate cântări 60 kg cu totul; făcută din dacron ar ajunge să cântărească de şase, şapte ori mai mult. În acest caz se obţine un avantaj important chiar şi în termeni de redresare. Ţesăturile sunt formate din urzeală (warp) şi firele de bătătură (fill) dispuse la 0 sau 90˚ în funcţie de războiul de ţesut. Dacă sunt mai multe fire în sensul urzelii sau al firelor de bătătură, ţesătura se cheamă „fill oriented” sau „warp oriented”. În realizarea ţesăturilor din dacron s-a răspândit tipul „fill oriented” pentru velele înalte şi înguste, unde există o concentrare de sarcini de-a lungul marginii de cădere. Ţesătura, astfel orientată, lucrează mai bine.

Fill oriented este ideal la coaserea ferţelor orizontale tipice randelor şi velelor de bază. Efortul asupra velei şi ţesăturii variază în funcţie de proiect şi deci de proiectul velei, chiar dacă majoritatea sarcinilor apar la colţuri (de fungă, mură, şcotă). Forma e decisă de velar în funcţie de caracteristicile bărcii, respectând diverse exigenţe. În general o velă e definită de „burta” ei şi de poziţia acesteia în sensul longitudinal al velei (sensul prova-pupa). Aşadar burta nu este altceva decât adâncimea velei. Cine cunoaşte un pic de aeronautică ştie că profilele mai groase se pretează la viteze mici, iar cele subţiri la viteze mari. La bărci această regulă e valabilă mai mult sau mai puţin şi în general secţiunile mai subţiri sunt destinate corpurilor de regată. Există şi problema materialului, ţesăturile din dacron păstrează mai puţin forma fără să se deformeze, comparativ cu laminatele mai complexe. Pentru velele de regată, dacronul se apretează şi devine mai rigid şi impermeabil la vânt: e tipică imaginea stariştilor care, pentru a nu-şi distruge preţioasele lor vele, le înfăşoară pe un tub. Pentru a obţine burta se lucrează la croiala ferţelor, care nu sunt perfect paralele cum pot părea la prima vedere. În general, pentru a da formă unei vele se fac cel puţin patru ferţe, mai multe dacă o cere înălţimea maximă a ţesutului sau laminatului.

Cunoaşterea materialelor

• Nylon
  Uşor, neporos, se întinde un pic mai mult decât poliesterul, care deja nu se mai foloseşte. E utilizat la spinnakerele triradiale, asimetrice (MPS, Gennaker, RHD). Tinde să absoarbă umiditatea. Gramajele cele mai răspândite sunt 0,75 us OZ, sau 1,5 us OZ, adică lejer până la 10 noduri de vânt relativ sau pentru bărci sub 9 m, sau mediu 1,5us OZ, ce se poate duce până la 20 de noduri de vânt relativ.
• Dacron 
  Istoria Dacron începe demult, în timpul celui de-al doilea război mondial. Creat pentru îmbrăcăminte de tip „wash and go „, a fost folosit extensiv. Chiar şi la vele, începând cu anii ’50. Primul succes răsunător a fost cel al lui Agostino Straulino la Olimpiada de la Helsinki. Dacronul încă domină mare parte din zona de croazieră şi regată pe bărci nu prea mari, acolo unde adeseori e unicul material admis de regulament. Încă e cel mai durabil material, simplu de confecţionat şi economic. Cel mai mare avantaj îl constituie durabilitatea şi rezistenţa la soare. La baza acestui material se află o multitudine de produse cu diferite caracteristici mecanice în funcţie de modul de realizare. Se pretează la toate taliile în funcţie de modelul ales. De exemplu într-o configuraţie asimetrică ce aplică materialul pe urzeală, care devine doar un liant, e îmbinat apoi cu Mylar pentru a susţine forma şi se foloseşte chiar şi la vele de croială complexă, de croazieră, cum ar fi randa full battened (cu balene). Cu cât un material se alungeşte mai puţin, cu atât este mai bun, în cel mai rău caz e un rezultat pozitiv ca, după o primă alungire, vela să se stabilizeze. Programele velarilor, din acest punct de vedere, ştiu să aproximeze învechirea. Cu dacronul e suficient să compari diverse gramaje, pentru a înţelege imediat că cine oferă un material mai greu oferă garanţii mărite de durată şi rezistenţă, în detrimentul performanţei cu vânt slab. Durata medie e de 15 ani (prin durată medie se înţelege că velele sunt folosite aproximativ trei luni pe an).
• Pentex 
  Fibră similară mylarului, dar cu sarcini de rupere superioare. E un bun compromis pentru fabricarea de vele Club Race, preţul e uşor mai mare decât al velelor din mylar tradiţionale, dar durabilitatea mărită compensează din plin diferenţa. Construit film on film sau peliculă pe taffeta, pelicula de mylar de culoare gri protejează mai bine de razele UV.
• Kevlar
  E o fibră aramidică cu un modul de cinci ori superior celui din poliester, deci se alungeşte mai puţin la o greutate mai mică a materialului. Este folosit la mai multe părţi componente ale bărcilor, chiar şi la construcţia corpului sau a manevrelor curente. Este materialul cel mai utilizat pentru laminate. În ciuda caracteristicilor mecanice optime, se deteriorează la expunerea la razele UV şi pierde din rezistenţă dacă este îndoit. E recomandat la velele de croială triradială sau 3DL, la aplicaţii unde se poate orienta fibra după direcţia sarcinilor. Însă este foarte scump. Câteodată kevlarul este ofertat şi sub numele de twaron.
• Mylar
  Mylarul e o peliculă de poliester care în general serveşte ca suport pentru a susţine şi cuprinde alte fibre mai nobile, cum ar fi kevlarul, spectra, carbonul. Totuşi, pentru stabilitatea sa superioară unui ţesut tradiţional din dacron, poate fi găsit la bărci nu prea mari cu vele din mylar şi fibre din dacron cu rezultate bune şi preţuri accesibile. Panourile din mylar, de exemplu, se folosesc pentru a transpune planurile unei bărci la scara reală şi realizarea de şabloane. A apărut pentru prima dată în 1964 la spinnakerurile Constellation şi American Eagle. În 1977, Lowell North l-a testat pentru genovezele Enterprise.
• TECHNORA
  Realizat de japonezii de la Teijin, este o fibră aramidică (generalizând face parte din familia kevlar) produsă pentru curele de transmisie. Folosită în ţesuturi, e colorată în negru pentru a-i mări rezistenţa la razele UV.
• SPECTRA
  Are modulul de rezistenţă cel mai ridicat dintre toate fibrele, cu excepţia carbonului, având un conţinut de metal de câteva zeci de ori mai mare. Nu a avut mare succes în realizarea de vele pentru regată deoarece are proprietatea de a se alungi plastic, dacă e supusă la solicitări constante în timp. După un prim stretch se stabilizează, dar astfel se modifică forma velei, chiar dacă puţin. Joacă un rol fundamental în croazieră, unde această problemă e mai puţin vizibilă, şi la regatele oceanice. În general se alege pentru vele de durată şi care să reziste la solicitări. Buna sa rezistenţă la razele UV şi optima rezistenţă la îndoire o fac ideală pentru construcţia de vele inshore şi offshore, e mai scumpă decât kevlarul care, în schimb, suferă mai mult la îndoire şi cristalizează mai uşor în timp la expunerea la soare.
• VECTRAN
  Produsul vectran (produs de Hoechst-Celanese) e ultimul sosit în sectorul velelor. Este o fibră cu cristale lichide bazată pe poliester. Are un modul similar cu al kevlarului, dar datorită catenei sale moleculare, este mai puţin sensibil la îndoire şi la abraziune. Nu se alungeşte. Chiar dacă e mai scump decât kevlarul, e o fibră foarte interesantă pentru a fi folosită la velele de mari dimensiuni. Creată pentru uz aeronautic, are o moleculă similară celei de Cuben Fiber, devenită faimoasă la regatele din Cupa Americii.
• CARBON
  Are un modul foarte ridicat şi e considerat foarte fragil. De la primele experimente din 1992 fibra pentru vele s-a îmbunătăţit mult, dar îşi etalează cele mai bune caracteristici ale sale în aplicaţii „fixe” sau semifixe, unde nu e supusă la îndoire şi la alte sarcini decât cele de tracţiune, care sunt punctul său forte. În ultimele ediţii ale Cupei Americii a fost materialul cel mai utilizat de către toate sindicatele, putând menţiona mai ales aceeaşi velărie North care a făcut multiple încercări pentru a găsi distribuţia ideală de fire de material pentru efect optim. Ca o curiozitate, un genovez pentru Cupa Americii se consideră vechi după vreo cincizeci de volte, fluturarea provoacă pierderea calităţilor. Există şi aplicaţii interesante pentru croazieră, de exemplu un genovez înfăşurabil pentru maxiyachturi. Inutil de adăugat că asta presupune o anumită investiţie.
• DACRON sau „ţesuturi compozite” tip „sandwich” (cunoscute prin mărcile comerciale ale fabricanţilor de ţesuturi cum ar fi: DC de la Dimension Polyant, CL de la Bainbridge şi Astro Acl de la Contender) sau două straturi externe din taffeta din dacron sau Spectra, iar la interior o reţea din fibre de dacron sau Spectra sau Vectran şi un strat din Mylar (peliculă din poliester izotrop, cu alte cuvinte având aceeaşi rezistenţă în oricare direcţie de solicitare), ce rămân la interior şi sunt mai puţin expuse la rupturi şi care limitează alungirea „ţesutului compozit” pe diagonală.
  

Tehnologii

Ac şi aţă ? Doar pentru ultimele detalii. Deja totul se face cu ajutorul maşinilor, coaserea ochiurilor, a ferţelor, a grandeei, doar aplicarea unor protecţii din piele se face manual. Însă există tehnologii tot mai sofisticate şi răspândite.

Cruising Laminate

Se răspândeşte cu succes ceea ce se cheamă cruising sandwich sau cruising laminate, mai ales cele ale producătorilor Challenger şi Contender, ideale pentru croaziera rapidă sau pentru cine participă la regate de club, fără a investi sume importante în planul velic. Se pretează la croiala triradială. Cele patru straturi îmbinate fac acest material foarte rezistent în warp, mai uşor cu 25% faţă de un dacron şi destul de durabil, şi chiar mai elastic decât un dacron. Durabilitatea medie e de 5-7 ani. Fiindcă are mylar la interior, unii velari îl identifică drept „sandwich din mylar sau din dacron”.

Laminate de regată

Cunoscute prin mărcile comerciale ale fabricanţilor de ţesuturi: PX, PE, IX, KVT, SP, TS, SX de la Dimension Polyant, DIAX de la Bainbridge şi ASTRO de la Contender, formate din două straturi exterioare din peliculă de mylar şi o reţea internă compusă din fibre unidirecţionale intersectate cu fibre transversale şi diagonale. Structura e similară cu cea a sandwich-urilor de croazieră, chiar dacă se insistă mai mult pe durabilitate şi manipulare decât pe rigiditatea formei şi pe greutatea redusă a velei în primele ore de utilizare. Dacă structura de sandwich e similară cu cea a laminatelor de croazieră, diferă calitatea materialelor, mai nobile, uşoare şi rezistente. Fibrele acestor reţele interne (adeseori diferite între ele) pot fi din diverse materiale despre care am vorbit anterior, de la mylar la kevlar sau carbon.

Membrane 

Abolind panelatura clasică, acum e posibil să se realizeze vele mai uşoare şi durabile, capabile să păstreze forma originală mai mult timp decât o velă tradiţională realizată din panouri. Cum am scris mai sus, secretul proiectanţilor stă în a pune material şi greutate doar acolo unde trebuie, renunţând la tot ceea ce este inutil. Această tehnologie permite construirea membranei ce constituie „corpul velei”, ranforsându-l acolo unde trebuie cu fibre structurale orientate, utilizând poliester, pentex, kevlar, spectra, vectran şi carbon. De curând a expirat cel mai puternic copyright şi acest lucru a permis mai multor velării sau producători de materiale să exploreze sectorul cu mai multă libertate.

Membranele sunt vele compuse din două învelişuri, la interiorul cărora se inserează fibrele structurale, a căror dispunere e optimizată după distribuţia sarcinilor şi tipul de velă. Fâşiile ce compun vela se asamblează la cald şi presare pe formă. Uneori se adaugă un taffeta extern pentru o mai bună rezistenţă la abraziune şi la lumină. Cea mai originală idee e cea de la North Sails, cu modelul 3DL, un panou ce se realizează ca un corp unic pe o matriţă convexă: în practică, în timp ce se realizează materialul laminat, se realizează şi forma velei. Concurenţa a încercat să realizeze ceva similar, dar diferenţa fundamentală este că 3DL e realizat pe o matriţă ce are forma finală a velei, în timp ce concurenţa face o membrană laminată în plan căreia i se dă apoi formă prin croiala ferţelor. Diferenţa constă şi în lungimea firelor, care în anumite panouri sunt întrerupte.

În planul practic se simte un avantaj concret pentru velele foarte mari şi evoluate, de exemplu la Cupa Americii, unde 3DL este neapărat necesar şi unde lungi suprafeţe de colaj sau cusătură pot fi elemente de slăbiciune. În prezent velele au evoluat (câteodată intervin şi avocaţii). Şi velele cele mai apropiate de 3DL şi în anumite aspecte chiar mai inovative datorită metodei de realizare sub vid, par să fie velele One Sails Millenium, care obţin şi victorii în regate. Cu tehnologia panourilor orientate de mari dimensiuni se comercializează D4 Dymension Polyant, fabricate de D4 în Australia, sistemul Spidertech al Fiorenzi Marine Group şi Rox System de la Zaioli. Altă metodă e sulul de ţesut orientat Genesis, folosit de Quantum.