3DI: LA TECNOLOGÍA SILENCIOSA DEL FUTURO
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a fabricación de velas es la industria más competitiva del yachting, con todos los grandes jugadores investigando constantemente en productos que se supone serán más livianos, veloces, duraderos y con mejor costobeneficio. Consecuentemente, los navegantes se ven inundados con una gran cantidad de información sobre cada innovación que revolucionará el deporte. Este es el caso de la nueva e intrigante tecnología 3Di de North Sails. Las nuevas velas 3Di de North Sails, han estado apareciendo silenciosamente en las regatas de todo el mundo, sin fanfarrias y con muy poco marketing. Desde la distancia se ven como típicas velas laminadas pero la realidad indica que son muy diferentes. Son fuertes y rígidas, características que hacen que mucha gente de North se refiera a ellas como velas rígidas. De hecho, desde la aparición de los foques de kevlar, treinta años atrás, nunca se había vuelto a lograr tal diferencia en la rigidez de las velas. Entonces, ¿cómo son hechas estas velas? ¿qué tienen de diferente? Como Manager General de la planta de North 3DL/3Di en Minden, Nevada, Dan Neri ha estado involucrado en todos los aspectos del desarrollo de las 3Di, y ofrece una primera vista a la génesis de ésta tecnología: “Hay dos áreas básicas en el desarrollo de nuestra línea de producción de 3Di, el método de producción y la maquinaria por un lado, y la estructura de la vela y el diseño por el otro. La maquinaria que utilizamos para construir estas velas simplemente no existía hace dos años. Nuestro equipo tuvo que inventarla desde cero, fabricarla y construirla.
Todo comienza en los tapes Neri explica que la primera etapa comienza con una máquina llamada “The Pregger”, o en castellano “La impregnadora”. En realidad, más que una máquina, es una línea de ensamblaje completa, desarrollada por el equipo de ingenieros en Minden. Comienza con un conjunto de rodillos cargados con bobinas de filamentos de carbono, aramida o dyneema, esencialmente los mismos materiales utilizados en las 3DL. Pero la diferencia importante entre el inventario de bobinas para las 3DL y las 3Di es que los filamentos para las 3Di no son trenzados, ya que luego serán distribuidos individualmente, mientras que los otros hilos utilizados para las demás velas de North son trenzados por la razón contraria: para mantenerlos juntos. Los filamentos son pasados por una máquina que los convierte en una fina capa de filamentos. Para poder realizar esto, los hilos son tratados especialmente, se separan en forma progresiva y se les aplica un adhesivo térmico, para ser luego depositados sobre láminas antiadherentes formando capas tan finas que llegan a los diez micrones (una décima parte del grosor de un cabello). Este material pasa a través de un horno y luego se lleva a una terminal en donde son colocados en rollos, para ser finalmente cargados al plóter especial. La vela es luego construida en secciones, distribuyendo las fibras de acuerdo al diseño. Mientras más resistencia se necesite para una sección en
Revolución en velas Nacida originalmente de la tecnología legendaria de la black sail de Alinghi, y vista por primera vez en público durante los entrenamientos en Dubai previos a la edición 2007 de la Copa América, las evolucionadas velas 3Di de North Sails están comenzando a ganar adeptos. En las próximas líneas, entenderá por qué. Texto de Ismael Ayerza 1I
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M. Talamonti
Revolución en velas
particular, más capas de fibras son unidas por el plóter. Los refuerzos en los puños y puntos de rizos también son ubicados al mismo tiempo, reduciendo la necesidad de trabajo adicional y creando una terminación más pareja sin uniones, para una vela más aerodinámica y veloz. Este complejo y compacto plóter, diseñado por la división North Sails Thin Ply Technology (TPT) en Cosany, Suiza, aplica los delicados tapes uno a uno, mientras saca la lámina antiadherente. El camino que recorre el plóter es controlado por sistemas PLC, similares a los que operan los robots que fabrican las 3DL. La etapa siguiente es termomoldear la vela completa. Con 3Di, a primera vista el proceso parece ser similar al de las 3DL, pero una inspección más cercana revela importantes diferencias. Mientras una 3DL se forma en un molde 3D, el moldeado ocurre cuando se aplica un film de mylar al vacío y se expone el laminado a un dispositivo de calor. Además, con una típica vela 3DL, la mitad de la bolsa que se utiliza para crear el vacío necesario para una correcta presión de laminado, es actualmente la misma vela. Mientras tanto, las 3Di no tienen film, la superficie es una mezcla de filamentos con resina. De la misma forma, la vela 3Di es laminada al
P. Gustafsson.
Vista de las diferentes capas de tapes, a través del software de diseño.
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TP52 Matador usando un Genoa 3Di, durante la MedCup en Marsella.
vacío, pero con una bolsa completa, similar a lo que se utilizaría para laminar un mamparo de un barco o un mástil. El termomoldeado se aplica luego para una consolidación microscópica entre los filamentos y la resina, en las distintas capas de la vela. Para la forma, los mismos moldes que se usan para las 3DL son usados para las 3Di. Sin embargo, como los dos procesos utilizan distintos sistemas adhesivos, las diferencias de temperaturas y velocidades de laminado varían enormemente. Los ingenieros en Minden tuvieron que escribir un código completamente nuevo, que dirige el dispositivo laminador a distintas velocidades y temperaturas que antes, las cuales varían en relación a la densidad de cada capa de la vela.
Resinas y fibras Mientras que el equipo 3Di se desarrollaba, uno de los cofundadores del TPT e inventores del 3Di, Gerard Gautier, distribuía su tiempo entre Suiza y Nevada, con una apretada agenda. Gautier es el líder de I&D de 3Di, trabajando con ingenieros y gente de producción en los dos lejanos países, uniendo ideas y avanzando velozmente en ambos lados del Atlántico. En orden de prioridades había que establecer las resinas correctas para las diferentes capas de la vela. Las capas interiores debían ser fuertes pero relativamente flexibles para poder doblar y guardar las velas. Las capas externas tenían que ser fuertes y resistentes, pero otorgándole a la vela una superficie suave y que soportara la abrasión. Y por supuesto, las dos resinas tenían que ser compatibles, al punto de que pudieran fusionarse en una única pieza durante el termomoldeado. Con los sistemas de resinas establecidos, North pudo crear un producto que se parecía a una vela. En ese punto, el equipo de diseño tomó control del proyecto. Todos los productos 3Di son hechos con carbono y dyneema o aramida y dyneema en sus capas estructurales, lo que ha exigido aprender lo importante de aprovechar las mejores propiedades de cada uno de estos materiales en combinación. Por ejemplo, el carbono y la aramida tienen una excelente resistencia a la elongación, y también resistencia a la compresión. El dyneema tiene alta resistencia a la elongación y también puede ser doblado, flexionado y golpeado contra el aparejo todo un día, sin sufrir. También tienen sus contras: el carbono es frágil cuando es doblado, flexionado o expuesto a muchos impactos, la aramida sufre de los misEl cabezal del colocando una capa mos problemas con una menor de tapes. “Reloj Suizo” es el proporción de roturas a bajas tensioapodo que le han colocado a este nes, mientras los filamentos de dyaparato los ingenieros de Nevada, en honor a su complejidad y el neema no tienen buenas propiedades lugar de nacimiento. a la compresión (por eso no existen los mástiles de dyneema). Con la construcción 3DL, North puede hacer velas de durable carbono y resistente aramida usando las fibras por separado, porque cuando se aplican los hilos, son cubiertos con adhesivo, pero no saturados de adhesivo. La gran mayoría de los filamentos están libres y se pueden mover dentro del laminado cuando la vela es doblada o flexionada. Pero en los tapes de las 3Di, todos los filamentos están fijos con resina. Si la vela es doblada y los filamentos se quedan en su lugar y el laminado cede, la vela puede quebrarse. Entonces, para proteger las 3Di, cada filamento de carbono o aramida está acompañado de un irrompible hilo de dyneema.
Sumado a esto, algunos de los tapes en las capas estructurales, son colocados en tres diferentes ejes. Estos tapes producen una estructura cuasi isotrópica (de forma inalterable), consiguiendo un alto grado de inmovilidad de los filamentos dentro de la vela. Con esta idea, los diseñadores pueden lograr altas resistencias con menos capas. Lo que se traduce en velas más livianas y resistentes, o en velas del mismo peso pero mucho más duraderas, con más dyneema en sus capas.
MyL Las velas 3Di son ofrecidas básicamente en dos líneas, denominadas L y M. La serie M se caracteriza por tapes estructurales que forman una capa de tres ejes. Esta capa es de aramida con orientación 90 / +45 / -45º, actúa
como membrana resistente a la compresión y provee una estructura a la cual se le aplican los demás tapes. Esta capa además permite eliminar los tapes exteriores de carbono o aramida, lo que es típico de una vela de la serie L. Al remover ese material, es posible agregar más capas de dyneema y crear una superficie más resistente. Esto le da una mayor proporción de dyneema a las 3Di M que a las L, lo que le otorga mayor resistencia a las roturas por flexión o golpes. Entonces una 3Di M es más resistente, tiene una terminación más suave y es menos crítico tener una perfecta puesta a punto en el aparejo o un trimado milimétrico. En contraste, las 3Di L son actualmente las velas de más alta performance de North, en términos de resistencia a la deformación y bajo peso. Todas las cargas de compresión son distribuidas a través de filamentos de
Seahorse.
P. Gustafsson.
“The Pregger” o la impregnadora, por la derecha entran los filamentos y por la izquierda salen los tapes con la lámina de papel antiadherente, en este caso, se ven tapes de carbono saliendo.
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J. Ranedo
Largando en Dubai los RC44 Islas Canarias Puerto Calero y Ceeref (a sotavento) con sus flamantes Genoas 3Di.
P. Gustafsson
N. Martínez
Revolución en velas
Una vela antes de ser termomoldeada al vacío sobre un molde 3D. Se pueden ver las diferentes secciones previamente construidas por el plotter.
El Bribón, probando su nueva Mayor y Genoa 3Di en aguas del Mediterráneo.
carbono y el laminado es soportado por una estructura de alta tenacidad y ductilidad de dyneema. De acuerdo con Neri, “a través de un poco de ciencia, y mucha prueba y error, hemos llegado a la conclusión de que una proporción de 70/30 es donde se obtienen los mejores resultados. A pesar de ello, no hay forma de negar que el carbono sea poco resistente a los dobleces y los golpes contra el aparejo. Es por ello que para velas con alto impacto y programas que requieren largas expectativas de duración como las de los TP52, hemos desarrollado las 3Di 860L, con una capa base de aramida”. “Estamos muy satisfechos con las pruebas de flameo que hicimos en las muestras del híbrido aramida/carbono –comenta Neri–. Nosotros anticipamos que estos dos productos L serán combinados y customizados para cubrir todo el rango de velas de regatas de barcos costeros”. Y para regatas de larga duración, 3Di 660L es el producto que North ofrecerá a los equipos de la vuelta al mundo como los Volvo70 e Imoca 60. Uno de los factores más importantes de estas flotas, es que las velas de carbono no están permitidas, ya que interfieren con la señal del satélite de comunicaciones, además de que las próximas generaciones de velas también serán menos translúcidas dada la adición de agentes bloqueadores de rayos UV y tinturas. Para la denominación, se utiliza el 6 cuando tiene cierto porcentaje de aramida, 7 cuando hay dyneema y 8 cuando incluye carbono. Así por ejemplo, una 3Di 870 está construida con carbono y dyneema, en una 3Di 880 sólo se usa carbono y en una 670 aramida y dyneema. 5I
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3Di y North Sails Sudamérica En nuestro continente, la velería con sede central en San Fernando, también ha participado en las pruebas y desarrollos de las velas 3Di, concretamente en el barco argentino Lola, un IRC52 que ganó la última edición del Circuito Atlántico Sur Rolex Cup utilizando una genoa 3Di diseñada por Juan Garay. El Matador, también de Alberto Roemmers, timoneado por Guillermo Parada, fue uno de los primeros en aprovechar las ventajas de esta tecnología en el Circuito Audi MedCup de la Clase TP52. A bordo del Matador en la última etapa, en Marsella, Maciel Cicchetti, trimmer de genoa dijo: “Nunca me había dado cuenta de lo mucho que se deformaban las genoas que usamos tradicionalmente hasta que vi un 3Di trabajando. Llevar una 3Di requiere un poquito más de trabajo con vientos calmos, pero la vela es mucho más estable y necesita menos ajustes a medida que el viento aumenta”. Irónicamente las primeras 3Di demostraron ser tan rígidas, que la compañía tuvo que esforzarse para hacerlas un poco más “estirables”, así no sobrepasaban en exceso los límites de rotura de los demás componentes del aparejo. “Estamos muy contentos con respecto al último paso tecnológico en la evolución de la fabricación de velas –dice Torkel Borgstrom, Manager de North Sails Sudamérica–. Sin embargo, esta tecnología aún está en desarrollo y sólo está disponible para algunos proyectos particulares. En cualquier caso, no importa lo que creamos o digamos, es el mercado el que decidirá si 3Di es realmente un verdadero avance”
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