Tecniche di costruzione

Il legno

Vantaggi della costruzione in legno rispetto alla vetroresina

Maggior rigidezza

Maggior durata nel tempo

Facilità di riparazione

Non richiede attrezzature complesse o tecnologiche

Aspetto estetico, sensoriale ed emotivo

Non richiede modelli e stampi, risulta quindi facilmente personalizzabile in base alle esigenze

Economicamente competitivo nel one-off

Utilizza in buona parte risorse rinnovabili

Prodotto artigianale e unico


Differenze qualitative tra le varie tecniche di costruzione

LEGNO VETRORESINA ALLUMINIO ACCIAIO
Durezza bassa media elevata elevata
Resistenza a punzonatura bassa media elevata elevata
Resistenza all'abrasione bassa media elevata elevata
Resistenza a fatica elevata moderata bassa moderata
Assorbimento energia entro il limite elastico elevata elevata moderata bassa
Assorbimento energia a rottura bassa bassa elevata elevata
Resistenza raggi UV bassa bassa elevata elevata
Corrosione no no moderata elevata
Decadimento biologico si no no no
Isolamento acustico elevata moderata bassa bassa
Isolamento termico elevata bassa no no
Galleggiabilità elevata no no no
Invecchiamento lento moderato lento lento
Lavorabilità facile media difficile media
Rispetto per l'ambiente elevata bassa bassa media

Tipologie di legno in base alla provenienza

CONIFERELEGNI DOLCI
tipicamente aghiformi, sempreverdi, crescono generalmente in montagna

LATIFOGLIELEGNI DURI
tipicamente a foglia larga, crescono generalmente in collina

La classificazione non dipende dall'effettiva durezza del legno ma dal tipo di struttura cellulare

Previsione della deformazione del legno in base al tipo di taglio

deformazione

Nell'immagine sono mostrate le tipiche deformazioni che subiscono le tavole o i listelli di legno una volta tagliati. Queste deformazioni si hanno durante l'essicazione o la stagionatura naturale del legno dopo che viene tagliato.

Stagionatura ed essicazione del legno

Questo schema mostra la tipica disposizione delle tavole di legno durante l'essicazione o la stagionatura per ridurre al minimo le deformazioni. Le tavole devono essere stoccate in un luogo riparato, sollevate dal terreno, arieggiate e possibilmente non esposte a sbalzi di temperatura e umidità.

essicazione

L'umidità del legno nel tronco appena tagliato può superare il 100% (peso acqua = peso fibre)
Valore di umidità definito normale ~ 12%.

Caratteristiche meccaniche di diverse essenze di legno

Caratteristiche medie a 15% di umidità delle più comuni essenze di legno

ESSENZE d σc σf σt σc┴ σtaglio Ef
Abete bianco 480 50 78 90 9 6,7 11000
Abete rosso 450 35 72 - 8 8,1 13600
Cedro rosso occidentale 380 35 54 50 - 6 7900
Douglas 510 47 87 105 7 7,9 11500

Frassino

690 52 120 165 11 12,8 13400
Iroko 640 54 88 150 - - 10300
Larice 580 53 96 85 10 8,7 13000
Mogano Honduras 600 50 65 - - 10,5 8000
Mogano africano (Kaya) 530 40 74 - - 7 7600
Pino Silvestre 520 55 100 104 09.06.00 6 12000
Quercia 690 61 88 90 125 11 11700
Robinia 720 73 150 148 14 16 14800
Teak 640 72 148 119 21 8,3 13000

Nota: i valori forniti sono da considerarsi indicativi in quanto le caratteristiche possono variare in maniera considerevole da campione a campione.

(1 N/mm2 = 1 MPa ≈ 0,1 kgf /mm2)

d Densità kg/m3
σc Resistenza a compressione in direzione parallela alla fibra N/mm2
σc ┴ Resistenza a compressione perpendicolare alla fibra N/mm2
σf Resistenza a flessione N/mm2
σt Resistenza a trazione parallela alla fibra N/mm2
σtaglio Resistenza a taglio parallelo alla fibra N/mm2
Ef Modulo di elasticità a flessione N/mm2


Scegliere l'essenza nella costruzione nautica

OSSATURA PRIMARIA

CHIGLIA
PARAMEZZALE
DRITTO DI PRUA
DRITTO DI POPPA

QUERCIA (corrode materiali ferrosi)
OLMO (se in acqua salata)
IROKO (non vicino alla quercia)
TEAK
MOGANO

COSTOLE

LEGNI OMOGENEI
E FLESSIBILI

ROBINIA (legno nostrano)
FRASSINO (meno durevole)

RINFORZI

BAGLI
FALCHETTA
SERRETTE
DORMIENTI

QUERCIA (resistenza e durabilità),
ROBINIA (elementi curvi),
ABETE, MOGANO

FASCIAME

ESSENZE RESINOSE
LEGGEREZZA

DOUGLAS, LARICE, ABETE ROSSO,
WRC (leggerezza),
MOGANO (classica barca da diporto)
COMPENSATO MARINO

PONTE

VEDI FASCIAME
PANNELLI

VEDI FASCIAME (leggerezza)
COMPENSATO MARINO

INTERNI

LEGNI FLESSIBILI
OMOGENEI

COMPENSATO MARINO
TEAK, MOGANO, PALISSANDRO

ALBERI SENZA NODI SITKA SPRUCE, ABETE ROSSO, DOUGLAS

Nota: questo schema è indicativo e fa riferimento a un tipo di costruzione più tradizionale. Nella costruzione moderna e ancorpiù nella costruzione amatoriale non si utilizzano così tante essenze di legni ma si tende ad utilizzare prevalentemente Western Red Cedar (WRC), mogano, teak, douglas e compensati marini.

Il compensato marino

Principali vantaggi nell'utilizzo del compensato marino:

Materiale normalizzato (Direttive UNI)

Materiale stabile

Notevole resistenza multidirezionale

E' possibile effettuare il taglio a controllo numerico (CNC)

Per contro: permette di realizzare superfici sviluppabili in piano e non a doppia curvatura, ha una densità maggiore del legno massello (densità circa 600kg/mc) con conseguente aumento del peso della barca a parità di spessori.

Pannelli tipici in compensato marino

Tipologie:

comp marino okoume Compensato Marino di Okumé
mogano marino Compensato Marino di Mogano

Per la costruzione nautica si utilizzano pannelli di Compensato marino omologati RINA.
L'omologazione certifica il tipo di incollaggio (fenolico) dei vari strati e il grado di resistenza all'acqua e a bollitura.

Raggi di curvatura e di rottura ammissibili per il compensato marino

Spessore (mm) Raggio della rottura (m) Raggio pratico (m)
Longitudinale Trasversale Longitudinale Trasversale
4 0,2 0,15 1 0,7
5 0,35 0,25 1,5 1
6 0,5 0,4 1,8 1,3
8 0,65 0,5 2,2 1,7
10 0,85 0,6 2,5 2
12 1,15 0,9 3 2,8
15 1,25 1,2 4,5 4
20 6,5 6
24 7,5 7

Nota: su piccole lunghezze d’arco, si possono considerare raggi pratici inferiori di m 0,50 a quelli della tabella.

La resina epossidica

Perchè si usa la resina epossidica?

Permette incollaggi strutturali

Ottima resistenza meccanica, decisamente migliore rispetto alle altre resine

Ottima impermeabilità

Praticità d'uso, si stende e si lamina a mano facilmente

Ottimo assorbimento nella fibra del legno

Caratteristiche della resina epossidica

La resina epossidica si presenta allo stato liquido ed è composta da due elementi:
Resina + Catalizzatore.
Una volta miscelati comincia il processo di catalizzazione che raggiunge il suo punto massimo dopo circa 7 giorni.

ATTENZIONE!

richiede un rapporto di miscelazione preciso come indicato nelle confezioni.
richiede una temperatura di utilizzo (soprattutto nelle 24 ore successive alla posa) compresa fra 15°C e 30°C.
la catalizzazione scalda la miscela in base alla massa di prodotto. Non preparare grosse quantità in una volta sola.

Fasi della catalizzazione

Dopo la miscelazione si può stendere per circa mezz'ora (dipende dalla temperatura ambiente)

Nelle ore successive inizia a indurirsi passando dallo stato gommoso a duro.

Dopo circa 24 ore è già possibile lavorarla e carteggiarla.

Dopo circa 7 giorni ha assunto le sue caratteristiche meccaniche ideali.

Addensanti tipici

Un ottimo additivo di cui spesso si dispone in cantiere è la polvere di legno (o farina di legno), la sottile polvere che rimane nei sacchetti di aspirazione della levigatrice. Oltre a non costare nulla presenta il vantaggio di avere il colore adatto per essere usata sulle barche in legno laddove la stuccatura rimane a vista. Il talco si può usare, anche se ha tendenza ad assorbire umidità. Sono sconsigliati additivi come la segatura o la sabbia.

In caso di aplicazioni strutturali si consiglia di utilizzare i prodotti specifici:

MICROFIBRE DI VETRO: si prestano per incollaggi strutturali

MICROSFERE: ideali per stuccare o per riempire piccole concavità

MICROSFERE FENOLICHE: come le precedenti, ma di colore marrone bruciato. Facilmente carteggiabili.

SILICE COLLOIDALE: per produrre stucchi facilmente spatolabili e che non colino

Approfondimento

Segnaliamo due pratici manualetti (scaricabili in PDF) redatti da West System e da Cecchi sull'utilizzo della resina epossidica con descritte molte delle fasi di costruzione o riparazione sulle barche:

Manuale d'uso WEST SYSTEM - VERSIONE ITALIANA

Manuale d'uso CECCHI - VERSIONE ITALIANA

La tecnica del Cuci e Incolla

Perchè costruire con il metodo Cuci e Incolla?

Tecnica molto semplice e rapida, adatta anche a costruttori alle prime armi.

Non richiede uno stampo o particolari scali di costruzione.

Forme di carena a spigolo (il numero massimo conveniente di spigoli è 3, oltre conviene cambiare sistema costruttivo).

Minor finitura esterna rispetto a tante altre tecniche costruttive.

I pannelli delle paratie e del fasciame possono essere tagliati con taglio a controllo numerico (CNC).

Si riduce la struttura interna della barca.

Per contro: non è adatta a barche di grandi dimensioni. Oltre 6m di lunghezza, in genere, risulta poco vantaggioso.

 

Fasi principali della costruzione con il metodo Cuci e Incolla

cucitura

 

FASE 1

CUCITURA

cucitura2

cucitura del fasciame

 

 

 

 

FASE 2

LAMINAZIONE INTERNA

 

 

 

 

FASE 3

RIMOZIONE CUCITURA

nastratura

laminazione interna e inserimento paratie

 

 

FASE 4

LAMINAZIONE ESTERNA

Fotografie sulle fasi di costruzione

La tecnica dello Strip Planking

Perchè costruire con il sistema Strip Planking?

Ottenere una barca con caratteristiche meccaniche migliori grazie alla maggior rigidezza longitudinale del fasciame.

Fasciame a sandwich, con anima attiva. Si ottiene un materiale composito ad alta efficienza.

Si riducono gli ingombri della struttura interna, se costruito su costole richiede poche paratie.

Maggior leggerezza del legno massello (rispetto al compensato).

Si adatta a scafi di ogni forma, anche con doppie curvature.

Si esalta l'estetica interna con i listelli di legno longitudinali lasciati a vista.

Giuntando i listelli del fasciame si adatta ad ogni lunghezza di barca.

Per contro: richiede uno stampo di costruzione per laminare le costole o con seste provvisorie per sostenere il fasciame durante l'incollaggio (lo stampo può essere sia maschio che femmina). Si ha un maggior lavoro di finitura esterna.

Fasi principali della costruzione secondo il metodo Strip Planking

FASE 1

PREPARAZIONE SCALO DI COSTRUZIONE

laminazione chiglia

preparazione scalo di costruzione e
realizzazione della struttura interna

FASE 2

REALIZZAZIONE DELLA STRUTTURA INTERNA
(PARAMEZZALE, RUOTA DI PRUA E COSTOLE)

 

 tipi listelli

tipologie di listelli per il fasciame

FASE 3

POSA DEL FASCIAME

posa listelli
posa del fasciame

FASE 4

LAMINAZIONE ESTERNA

stesura tessuto
laminazione esterna con tessuto di fibra di vetro

Fotografie sulle fasi di costruzione