05-06-2018, 12:41
Buongiorno a tutti e scusate se questo post è particolarmente pesante. Premetto che non sono ingegnere strutturale, quindi potrei avere non correttamente interpretato quanto ho letto. Vorrei dare un seguito al mio post riguardo il possibile acquisto di una barca che ha preso uno scoglio, esponendo le considerazioni che mi avevano inizialmente indotto a considerare senza conseguenze un urto a bassa velocità, basandomi su normative e calcoli. Mi scuso in anticipo per le possibili castronerie. La base tecnica per le mie valutazioni è stato lo studio "INTERNATIONAL SMALL CRAFT INDUSTRY CONSULTATION AND VALIDATION STUDY. ISO/DIS-12215 hull construction...Validation against existing boats...". Lo scopo di quest'ultimo era di ricevere un feedback dai Cantieri riguardo i dati di barche a vela a chiglia fissa e di compararli con i requisiti espressi dalla ISO/DIS. La normativa 12215 parte 9 prevede un certo numero di "load cases" da utilizzarsi per definire i parametri di progetto strutturale, in particolare, il LOAD CASE 4 (fore-aft grounding) riguarda gli urti contro la chiglia, in caso di urto orizzontale e parallelo alla direzione di moto, incidente nel punto più profondo del bulbo. Questo è un caso controverso, perché, non ostante sia stato testato a lungo, è ancora considerato "non scientifico" e deve quindi essere utilizzato con cautela. La forza risultante dall'urto viene espressa tramite la:
F = K * g * m(LDC) * [L(WL) / 10]^0.5
dove: K=fattore moltiplicativo, m(LDC)=massa imbarcazione in navigazione, L(WL)=lunghezza al galleggiamento Il fattore K può assumere vari valori: nella sua forma "enhanced" vale 0,8 per barche di 10m e 1,1 per barche di 20m. Nella sua forma "normal" vale 0,4. Il caso "enhanced" è considerato molto severo e alcune barche non lo rispettano senza opportuni rinforzi locali. Mi pare di aver capito che il fattore "enhanced" si potrebbe applicare a barche oceaniche, mentre il "normal" a barche non oceaniche, ma non è chiaro. Gli autori sostengono anche che non è scientificamente valido associare una velocità a questa forza, però concordano nell'assumere, a livello puramente indicativo, che la barca potrebbe arrestarsi in 0,5 secondi e che gli skipper tenderebbero a voler considerare come sicura una velocità di 3-4 Knt, nel senso che si aspetterebbero, urtando a tale velocità, di subire danni nulli o minori. Per la mia valutazione ho assunto il K=0,4, quindi per una barca come il GS35 di 5500 Kg e L(WL) di 8,9m si avrebbe: F = 0,4 * 9,81 * 5500 * (8,9/10)^0,5 = 20360 N
Una barca di 5500 Kg. che si muove a motore a 1 Knt (0,51 m/s) e urta lungo l'asse longitudinale, arrestandosi in 0,5 s subisce una decelarazione di: a = 0,51/0,5 = 1,02 m/s2. e conseguentemente una forza di: Fu = 5500 * 1,02 = 5610 N
Passiamo al confronto dei numeri. Il valore della forza applicata a seguito dell'urto risulta, fatta salva la raccomandazione di slegare la velocità dalla forza, comunque molto minore del valore di progetto, quindi si può assumere che un urto a bassa velocità non dovrebbe danneggiare strutturalmente la barca. Invece pare che le barche talvolta si danneggino, anche gravemente, per urti a bassa velocità. Perché? Azzardo qualche ipotesi, considerando che tale normativa non è ancora in vigore, ma in passato e al presente le barche sono comunque progettate per resistere a urti e forze esterne secondo "best practices" dei progettisti. 1) ho sbagliato i conti e capito un beneamato 2) sino ad oggi le barche sono state progettate con parametri che nulla hanno a che vedere con la normativa nuova 3) le barche sono ben progettate, ma non altrettanto ben costruite 4) viene eseguita una ottimizzazione ciclica del progetto, che porta a risultati corretti ma non più in linea con le linee guida del progetto 5) non è vero che hanno urtato a bassa velocità 6) l'urto è avvenuto con una geometria differente e particolarmente sfavorevole 7) altre ipotesi??? Riconosco che l'argomento è complesso e forse non lo ho trattato con il necessario rigore, però volevo dei numeri, anche grossolani, ai quali fare riferimento. Evidentemente qualcosa non funziona come dovrebbe o forse i casi di progetto sono per l'appunto dei casi e costituiscono unicamente dei riferimenti. Cosa ne pensate?
F = K * g * m(LDC) * [L(WL) / 10]^0.5
dove: K=fattore moltiplicativo, m(LDC)=massa imbarcazione in navigazione, L(WL)=lunghezza al galleggiamento Il fattore K può assumere vari valori: nella sua forma "enhanced" vale 0,8 per barche di 10m e 1,1 per barche di 20m. Nella sua forma "normal" vale 0,4. Il caso "enhanced" è considerato molto severo e alcune barche non lo rispettano senza opportuni rinforzi locali. Mi pare di aver capito che il fattore "enhanced" si potrebbe applicare a barche oceaniche, mentre il "normal" a barche non oceaniche, ma non è chiaro. Gli autori sostengono anche che non è scientificamente valido associare una velocità a questa forza, però concordano nell'assumere, a livello puramente indicativo, che la barca potrebbe arrestarsi in 0,5 secondi e che gli skipper tenderebbero a voler considerare come sicura una velocità di 3-4 Knt, nel senso che si aspetterebbero, urtando a tale velocità, di subire danni nulli o minori. Per la mia valutazione ho assunto il K=0,4, quindi per una barca come il GS35 di 5500 Kg e L(WL) di 8,9m si avrebbe: F = 0,4 * 9,81 * 5500 * (8,9/10)^0,5 = 20360 N
Una barca di 5500 Kg. che si muove a motore a 1 Knt (0,51 m/s) e urta lungo l'asse longitudinale, arrestandosi in 0,5 s subisce una decelarazione di: a = 0,51/0,5 = 1,02 m/s2. e conseguentemente una forza di: Fu = 5500 * 1,02 = 5610 N
Passiamo al confronto dei numeri. Il valore della forza applicata a seguito dell'urto risulta, fatta salva la raccomandazione di slegare la velocità dalla forza, comunque molto minore del valore di progetto, quindi si può assumere che un urto a bassa velocità non dovrebbe danneggiare strutturalmente la barca. Invece pare che le barche talvolta si danneggino, anche gravemente, per urti a bassa velocità. Perché? Azzardo qualche ipotesi, considerando che tale normativa non è ancora in vigore, ma in passato e al presente le barche sono comunque progettate per resistere a urti e forze esterne secondo "best practices" dei progettisti. 1) ho sbagliato i conti e capito un beneamato 2) sino ad oggi le barche sono state progettate con parametri che nulla hanno a che vedere con la normativa nuova 3) le barche sono ben progettate, ma non altrettanto ben costruite 4) viene eseguita una ottimizzazione ciclica del progetto, che porta a risultati corretti ma non più in linea con le linee guida del progetto 5) non è vero che hanno urtato a bassa velocità 6) l'urto è avvenuto con una geometria differente e particolarmente sfavorevole 7) altre ipotesi??? Riconosco che l'argomento è complesso e forse non lo ho trattato con il necessario rigore, però volevo dei numeri, anche grossolani, ai quali fare riferimento. Evidentemente qualcosa non funziona come dovrebbe o forse i casi di progetto sono per l'appunto dei casi e costituiscono unicamente dei riferimenti. Cosa ne pensate?
