Diseño y construcción del Spare (01)

El Spare es un diseño propio utilizando el programa FreeShip, que se puede bajar gratuitamente de la red y el programa Autocad. Es un velero fácil de construir y sencillo de manejar para que los que se inician en esta faceta del modelismo navegable puedan regatear entre sí, con el único propósito de aprender la técnica de la navegación a vela.

El barco debía reunir una serie de condicionantes, tamaño medio, poco calado para hacerlo navegable en la mayoría de estanques ciudadanos, fácil de maniobrar, velamen suficiente para darle velocidad y, a poca práctica que se adquiera, tener un barco rápido y divertido, fácil de aparejar y sin reglajes para facilitar el aprendizaje de los que se inician en esta modalidad y que a las primeras de cambio no se vean frustrados por aquellos especialistas en “máquinas de correr”

Una vez finalizada la etapa de diseño el proyecto quedó un poco olvidado, pero en enero de 2013, decidí construir una unidad, así que desenterré los planos y encargué el corte del conjunto quilla, cuadernas y timón a una empresa radicada en Mataró y cuyo detalle puede verse visitando Corte CNC

Nuevamente sufrió un “parón” y hace unos días tomé la decisión de terminar el proyecto. ¿Cuándo estará listo? No puedo fijar una fecha, pues, todo dependerá del tiempo que le pueda dedicar al proyecto del escaso tiempo libre de que dispongo.

La eslora total del casco se ha establecido en 850 mm. y la eslora en flotación en 790 mm. (790,80 para ser exactos).

Podemos calcular la velocidad teórica que tendrá el Spare mediante la fórmula llamada grado de velocidad o de Froude, para ello multiplicamos la raíz cuadrada de la eslora en flotación, expresada en metros, por un Factor que depende del tipo de barco y obtendremos la velocidad en metros por segundo que podemos transformar en kilómetros hora o nudos.

Así pues, operamos:

V = F √ LF, verificándose que V = √ 0,7908 = 2,223

y

Vkh = (2,223∙60∙60)/1.000 = 8,003 kilómetros hora.

o bien:

Vn = (2,223∙60∙60)/1.852 = 4,321 nudos

Donde:
V = Velocidad en metros por segundo.
F = Factor. Para velocidades lentas suele escogerse F = 0,5, en veleros de radio control difícilmente se llega a F = 3 o a la velocidad de planeo, así pues para el Spare hemos considerado un Factor de F = 2,5.
LF = Eslora en flotación en metros.
Vkh = Velocidad en kilómetros hora.
Vn = Velocidad en nudos.

En las imágenes que siguen podemos ver las principales características del diseño así como el plano de líneas, unas imágenes virtuales del mismo y el plano de corte de cuadernas, quilla, timón, etc. Clicando sobre la imagen podemos ver esta ampliada, otro clic y volvemos al tamaño anterior.

CARACTERÍSTICAS DEL SPARE
Proyecto: Spare (clase Chapu)
Diseñado por: Toni Leanez
Comentario: Velero 850 mm. eslora total
Herramientas: FreeShip+ y Autocad2013

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Eslora de trazado:0,850 m.
Eslora total:0,850 m.
Manga de trazado: 0,210 m.
Manga máxima: 0,215 m.
Calado de trazado:0,039 m.
Posición de la sección media:0,255 m.
Densidad agua:1.025 Kg. m3
Coeficiente por apéndices:1,000

PROPIEDADES DEL VOLUMEN
Volumen desplazado:2,563 dm3
Desplazamiento:2,627 kilos
Eslora total del cuerpo sumergido: 0,7908 m.
Manga máxima del cuerpo sumergido: 0,1882 m.
Cb:0,4371 (Coeficiente de bloque)
Cp:0,6689 (Coeficiente prismático)
Cpv:0,6094 (Coeficiente prismático vertical)
Área de la superficie mojada:12,392 dm2.
Pos. longitudinal centro de flotación:0,4016 m. (Centro Longitudinal de Empuje)
Pos. vertical del centro de flotación:0,0248 m.

PROPIEDADES DE LA SECCIÓN MEDIA
Área de la sección media:0,484 dm.2
Cm:0,6534 (Coeficiente cuaderna maestra)

PROPIEDADES DE FLOTACIÓN
Eslora en flotación:0,7908 m.
Manga en flotación:0,1882 m.
Área de la flotación:10,673 dm2.
Cf:0,7232 (Coeficiente de la flotación)
XF:0,3816 m. (Centro flotación línea de agua)

ESTABILIDAD INICIAL
KMt:0,1162 m. (Altura metacéntrica transversal)
KM1:1,4744 m. (Altura metacéntrica longitudinal)

PLANO LATERAL
Área lateral:2,053 dm2.
Centro de esfuerzo longitudinal:0,4424
Centro de esfuerzo vertical:0,0238

La Ley de Froude no es perfecta, pero nos permite predecir (aproximadamente) la velocidad relativa de una embarcación.

Alguien se preguntará como se ha establecido el Factor y que es la velocidad relativa.

Bien. Vamos a explicarlo de forma muy sencilla. Conocemos la velocidad de un barco y su eslora en flotación, si dividimos la velocidad por la raíz cuadrada de la eslora en flotación obtendremos un resultado y este resultado es el Factor.

Un ejemplo lo aclarará mejor. Somos propietarios (¡ojala!) de una lancha de 8 metros de eslora en flotación que con el motor a plena potencia alcanza una velocidad de 30 nudos. Hemos hecho un modelo a escala con una eslora en flotación de 0,800 metros y con su Mabuchi RS540 alimentado a 7,2 voltios alcanza una velocidad de 9,48 nudos.

Así pues aplicamos la fórmula F=V/√LF y tenemos:

Lancha realModelo escala 1:10
F=30/√8=10,60F=9,48/√0,8=10,59

Por tanto podemos decir que la velocidad relativa de la lancha real y el modelo a escala es la misma, sin embargo en términos absolutos la velocidad de la lancha es más de tres veces la del modelo a escala. En realidad lo que se trata de saber es a qué velocidad recorre el barco su propia eslora.

La quilla, las cuadernas, la caja de orza, el timón y las brazolas de la cámara de servos y equipo radio, se han cortado de un tablero de contrachapado de 7 mm. de grosor y para la orza se ha escogido un pasamanos de aluminio de 5 x 50 mm.

Los grosores estándar de los pasamanos de aluminio en ancho de 50 mm. son 3, 4, 5, 6, 8 y 10, nos hemos decidido por el pasamanos de 5, lo que nos ha obligado a hacer un pequeño rebaje de 1 mm. a cada lado de la quilla donde va fijada la caja de orza.

La mecha del timón es una varilla de latón de 4 mm. La ranura para insertar la mecha también es de 4 mm. así pues, la mecha entra perfectamente ajustada, en el sentido proa-popa, pero no en el sentido babor-estribor, por tanto hemos de cortar dos tapas de 4 mm. de ancho y 1,5 mm. de grosor, quedando la mecha autoajustada en todos los sentidos.

El timón irá perfilado tanto en su borde de ataque como en el de salida y para darle la resistencia necesaria irá laminado, al igual que el casco, con una tela de fibra de vidrio de 25 gramos m2. y resina de poliéster que además proporcionará una estanqueidad perfecta.

Desde mi punto de vista la mejor manera de trasladar el dibujo de cuadernas, quilla, timón etc. al tablero de donde cortaremos estas piezas, es encolando el plano titulado “Panel de Corte” sobre el tablero. La cola blanca rebajada ligeramente con agua (sólo un poco) o la cola que se utiliza para el papel pintado de las paredes dan buenos resultados. Personalmente prefiero la cola blanca ya que su preparación es mucho más rápida.

El archivo “Panel de Corte.pdf”, esta dibujado a escala 1:1 y en cualquier copistería, por muy pocos euros, lo pueden imprimir a tamaño natural. Este archivo (pdf) está obtenido a partir de un archivo de tipo vectorial (dwg), por tanto aquellos interesados en hacer el barco lo pueden grabar en un lápiz (pen drive) y a partir de aquí tienen tres posibilidades, hacerlo imprimir a tamaño natural en cualquier copistería, como hemos indicado anteriormente, o utilizarlo para hacer un corte por "CNC". La tercera posibilidad, naturalmente, es cortarlo a mano.

Como información adicional puedo indicar para los que residan lejos de Mataró y quieran disfrutar de las ventajas del corte "CNC" que Studijoc3D, puede aceptar pedidos por e-mail, poniendo ellos el material (en este caso tablero de contrachapado de 7 milímetros de grosor) y enviar el producto vía mensajería. Todo es cuestión de contactar con Studijoc3D y fijar las condiciones particulares de cada caso

El archivo podrá descargarse de Internet en la próxima entrega.

Saludos y como de costumbre quedo a vuestra disposición.

Spare 02