Modelo Reduzido 3

Após a revisão das dimensões das peças, na qual vários erros foram corrigidos, partiu-se para o modelo final, na mesma escala 1:5, com a sofisticação adicional de se utilizar duas espessuras de papel Paraná diferentes, para reproduzir em escala as espessuras de 6mm e 10mm do compensado.

As fotos legendadas dão os passos da montagem.

Montagem inicial do casco com instalação das anteparas transversais. O banco foi realocado para evitar o corte da antepara central no cruzamento com a antepara longitudinal

O fundo é instalado. Notar a emenda e todas as marcações das iterseções entre as peças. O bacalhau do fundo é interrompido para a caixa da bolina e canaletas de drenagem laterais

Vista para a proa, com marcação do acesso ao compartimento
de depósito e interseção com as anteparas longitudinais

Os diafragmas/espaçadores da antepara longitudinal foram instalados

Montagem da antepara longitudinal

Instalação da caixa da bolina e do seu enrijecedor. Notar aberturas para guarda dos remos.

A montagem transcorre sob o olhar atento do representante da fiscalização


Instalado o banco. Colagem dos verdugos laminados.

Colagem da chapa inferior do convés frontal (t=12mm). As abas para trás servirão de apoios

para a emenda com o convés lateral. A dimensão no modelo estava com a largura errada

Vista do fundo, com a quilha dupla e a abertura para passagem da bolina

Vista superior. Notar a emenda do costado servindo de batente para o diafragma frontal. A abertura do mastro teve que ser relocada com a adição de um bacalhau. A chapa superior do convés frontal ainda não está instalada.

Detalhes das extremidades dos remos

Colagem das peças do remo

Arranjo das peças avulsas no casco. Notar os remos encaixados nas aberturas da antepara central e o espaço para acomodação na proa da bolina e leme/cana/extensão (usando também uma das aberturas da antepara central). A segunda chapa do convés frontal já está no local

Outra visão das peças acomodadas no modelo, com mastro, retranca e carangueja (estas últimas com a espessura de 8cm em vez de 7cm porque foram feitas com tubo de alumínio de sucata).

Vela de papel cortada no formato necessário, antes e

depois de "costurar" a prega que lhe dá concavidade

Vela completa com retranca, carangueja e reforços nos cantos e forras de rizo

Barco completo montado, com adriça e burro.
Falta o fechamento do convés lateral e a escota da vela

Modelo Reduzido 2

Com a evolução do projeto, já partindo para o detalhamento final das peças, achei importante fazer um novo modelo em que a espessura do compensado estivesse em escala.

A principal razão é que o projeto é feito supondo superfícies sem espessura. A existência de espessura nas peças, inclusive diferentes, exige uma compensação nas dimensões das peças, o que nem sempre é feito de forma correta.

A outra razão é verificar se as informações colocadas nos desenhos permitem realmente a execução do barco, sem indefinições ou ambiguidades.

Escolhi o papel Paraná (papelão grosso) mais fácil de curvar do que a balsa do primeiro modelo. Comprado o papelão, a escala foi definida em função da espessura real média medida com paquímetro e decisão foi pela escala de 1:5 em que o papelão representa uma espessura de cerca de 6mm.

A sequência de construção do modelo seguiu a prevista para o barco real: emenda das peças longitudinais, montagem do costado com o espelho de popa e a antepara do banco como afastadores, inclusão da antepara frontal e enrijecimento final pela colocação do fundo no conjunto.

Na foto abaixo, o início da montagem do modelo, podendo-se observar a falta de rigidez do conjunto antes da montagem do fundo entre as peças do costado.

A seguir, o costado já com todas as anteparas transversais colocadas e o fundo pronto para a instalação.

Na foto abaixo, o conjunto montado, podendo-se verificar que o fundo ficou "curto". O modelo foi abandonado neste ponto, para verificação das dimensões do projeto.

Modelo Reduzido

Há alguns meses, construi um modelo reduzido em madeira de balsa e fita-crepe que foi fotografado em todas as fases de montagem e mostrado ao vivo a algumas pessoas que acompanham esta saga. O modelo reduzido, para fazer juz ao nome, foi literalmente reduzido a frangalhos pela sanha destruidora dos operários que fizeram a pintura do meu apartamento (veja foto).



Nem me preocupei com este acidente, confiante no fato de que as fotos estariam convenientemente guardadas, até procurá-las e concluir que haviam sido formatadas juntamente com o cartão de memória da câmera digital. Recuperei o cadáver do modelo e o reconstituí, refazendo as peças destruídas ou desaparecidas.

Felizmente, as notas que havia tomado na montagem original haviam sido diligentemente protegidas do desaparecimento pela minha empregada que as colocou numa pasta que só ela sabia onde estava. A segunda montagem resultou na confirmação de alguns pontos e na observação de outros problemas não anotados na primeira montagem. Nada como uma catástrofe para acrescentar conhecimento.

Na foto abaixo estão todas as peças do modelo para ser usado a remo, exceto o fundo. Para velejar, além do mastro, retranca e carangueja, serão necessários leme, cana do leme e bolina.



Na foto fora de foco a seguir se vê a antepara do banco que serve de suporte a ele e de travamento principal do casco com as anteparas longitudinais. Durante a primeira montagem se constatou a necessidade de se fazer um encaixe do tipo meio-corte entre esta antepara e cada uma das anteparas longitudinais. Por ocasião da segunda montagem, durante o ajuste das peças, houve a quebra das duas partes que servem de diafragmas para as vigas caixão longitudinais. Na foto pode-se notar que foi necessário um reforço sobreposto. A fragilidade se deve ao entalhe e ao direcionamento das fibras horizontalmente (o reforço tem as fibras na direção vertical).

No barco definitivo pode ser adotada a solução de recortar a peça da antepara do banco de forma a ter a fibra orientada na vertical ou dividí-la em 3 peças, mantendo a continuidade das anteparas longitudinais, sem o encaixe tipo meio-corte. A desvantagem desta solução parece ser perder a utilidade da antepara do banco como molde para a montagem do casco.



Início do fechamento do casco com a proa e a antepara transversal de proa já instaladas.

Colocação da antepara do banco. Foi usado um laço espanhol de fita crepe para aproximar os costados da antepara.

Casco já fechado com a instalação do espelho de popa, aguardando o fundo.

Fundo colocado no lugar. O suporte do mastro, que havia sido colado na primeira montagem, não foi retirado. A caneta estão marcadas as interseções das anteparas longitudinais com as transversais e a posição dos diafragmas que serão instalados no interior das vigas caixão (dois em cada uma). Também se vê a marca da posição da caixa da bolina.

Instaladas as anteparas longitudinais com respectivos diafragmas. A idéia é preenchê-los com garrafas pet lacradas, de modo a preservar a flutuabilidade positiva mesmo em caso de ruptura acidental do casco. Só o compartimento frontal seria usado como depósito, instalando-se uma tampa de visita estanque no convés ou na antepara transversal (com acesso prejudicado parcialmente pelo mastro).

Vista inferior do casco, onde se pode notar a grande fresta entre o fundo e o costado que não havia na primeira montagem e que lembra a necessidade de só cortar o fundo depois de sua colocação no local definitivo. Outra constatação é a necessidade de fixação de ripas no costado para dar apoio ao fundo e criar uma superfície adequada para colagem.



Na foto abaixo nota-se a deformação da antepara transversal em consequencia da antepara longitudinal cortada com comprimento maior do que devia, provavelmente por não ter sido levada em consideração a espessura da madeira da antepara transversal. Veja-se também a quantidade exagerada de cola gasta na fixação do diafragma na abcissa +45. Na instalação da antepara longitudinal, a tendência neste ponto é de afastamento entre a antepara e o costado. Aparentemente ela trabalha tracionada horizontalmente.



Na foto a seguir, foi instalada a caixa de bolina, composta de duas laterais, a face frontal que serve de enrijecedor e a face superior. A face posterior é a antepara do banco. A face superior era inicialmente a continuação do banco mas ficava frágil com as fibras dispostas tranversalmente ao barco. Então optou-se pela construção em duas peças sobrepostas, com as fibras de cada uma orientadas na direção de sua maior dimensão.

Na foto abaixo já estão instalados o banco e o convés frontal.

Aqui estão colocados em posição a bolina e o leme com sua cana. As espessuras destas peças estão desproporcionais às medidas lineares do modelo. As vigas-caixão foram cobertas com plástico transparente para permitir a observação da estrutura de travejamento interna. O convés frontal deverá receber peças de madeira de reforço em torno da abertura do mastro. Possivelmente também será necessário incluir um quebra-ondas à frente do mastro que pode ser uma fixação conveniente para moitões ou cunhos para a adriça e o burro.



Vista posterior do barco na empopada, com a vela totalmente aberta. Mastro, vela carangueja e retranca em escala para uma vela de 6m2.



Vista lateral do barco numa situação de orça. Os comprimentos previstos do leme e da bolina foram aumentados em relação aos usados no modelo. É mais fácil cortá-los, se necessário, do que ter que laminar outros maiores.

Modelo (ou Pesadelo?) Estrutural

Tendo um passado de uns 30 anos de prática na engenharia estrutural, imaginei que a fase do dimensionamento fosse uma completa moleza.

Imaginava, como continuo imaginando, que a solução escolhida certamente estaria superdimensionada, se construída com chapa de 6mm, um mínimo na prática. A seção tem 4 almas nos trechos em que é mais solicitada, fazendo com que o cortante seja da ordem da metade da que ocorre nos barcos similares.

As mesas superiores são de bom tamanho e estão bem contraventadas pelas almas e pelos septos transversais. As duas vigas-caixão têm boa rigidez à torção e à flexão e estão contraventadas pelo banco central, pelo espelho de popa e pela antepara do compartimento frontal, dando ao barco uma rigidez global considerável para resistir aos esforços de flexão e torção que só poderia ser superada por um barco fechado com convés.

Como única incógnita a ser verificada, restaria o fundo, que talvez fique muito esbelto com a chapa de 6mm. As alternativas seriam muitas:


1- usar chapa de 10mm. (a solução força-bruta)

2- usar uma quilha longitudinal apoiada no espelho de popa e na antepara do banco (trecho de ré). Havendo necessidade de nervura também na proa, seria adotada uma segunda quilha, apoiada no enrijecedor frontal da caixa de bolina e na antepara transversal (trecho de vante).

2a- como variante desta solução, a caixa de bolina pode ser deslocada ligeiramente para o lado permitindo uma quilha contínua sem a interrupção da solução 2.

3- se a solução 2 não for suficiente, o painel do fundo pode ser dividido em 4, adotando-se mais duas nervuras longitudinais de um lado e do outro da quilha. Se forem internos, não aumentam a área de atrito viscoso e criam duas nervuras que podem servir de apoio ao calcanhar ou aos, como dizer, glúteos, quando o barco estiver sendo escorado.

4- em vez da quilha central, duas quilhas menores, laterais, dividindo o painel do fundo em 3. Esta é a minha preferida porque dá maior estabilidade ao barco em seco. A quilha central me parece frágil e vulnerável a quebras, quando o barco estiver adernado, apoiado sobre ela, no chão.

Para resolver este problema, bastaria estimar uma carga distribuída parcial, simulando uma pessoa, aplicada sobre um painel modelado do fundo, enrigecido como previsto e verificar se as tensões produzidas são aceitáveis.

Mas isso era inaceitável para um engenheiro estrutural. Resolvi fazer um modelo do barco inteiro com elementos de casca para descobrir o que já sabia. Para isso, gastei quase dois meses investigando 4 programas estruturais dos quais dois foram testados mais detidamente até ser escolhido um, no qual o modelo foi definido.

Depois de muitos problemas e desse trabalho todo, desisti desta solução por falta de confiança no programa. O modelo foi depurado, verificado e em seguida simplificado para descobrir por quê uma estrutura simétrica com um carregamento simétrico produzia uma distribuição de tensões assimétrica.

Quando cheguei a uma placa retangular, dividida automaticamente em elementos retangulares, com apoios idênticos nos quatro bordos e carga uniformemente distribuída, também gerada automaticamente, que me dava uma distribuição de tensões totalmente assimétrica, desisti do modelo. Ainda bem que não sou mais engenheiro estrutural.

Para não passar por mentiroso, ficam 3 imagens. A primeira é o modelo completo de elementos finitos onde se vê em marrom aqueles que foram considerados submetidos apenas a tensões no plano.




A segunda imagem é um modelo simplificado em que as vigas-caixão foram modeladas como elementos lineares
criando-se vínculos entre estas vigas e alguns elementos de placa.


Finalmente, a surpreendente distribuição das tensões de von Mises no topo da placa do banco sujeito a uma carga uniformemente distribuída.

Plano Vélico

O comprimento do mastro é exatamente igual ao da retranca, de 325cm, permitindo que estas partes componentes da armação do veleiro possam ser estocadas no interior do barco (ou pelo menos no mesmo espaço ocupado pelo casco).

A carangueja, que é menor, tem comprimento de 245cm.

As seções de todas estas peças ainda estão por ser definidas, em função da resistência e flexibilidade requeridas.

As áreas da vela normal (6m2) e rizada (4m2) estão indicadas em escala, na figura. Apenas uma linha de rizos é necessária para permitir que um só tripulante seja capaz de manobrar o barco em segurança com o vento máximo de projeto.

Em regiões de vento fraco, pode ser interessante aumentar ainda mais a vela para alguma coisa entre 7m2 e 8m2. Nestas condições, no entanto, será difícil manter o tamanho das peças, especialmente do mastro, abaixo dos 330cm de comprimento máximo.

Neste caso, seria recomendável tentar um mastro em duas seções, para continuar obedecendo o limite proposto para o comprimento das peças. Ver artigo sobre o mastro tipo Gunther deslisante na Duckworks Magazine, que parece ser a solução caseira equivalente ao mastro em duas seções do Laser.

Plano de Linhas

Este plano de linhas foi criado originalmente com o programa Chine Hull Designer de Gregg Carlson (www.carlsondesign.com) e, em seguida, exportado para o programa Freeship que gerou esta imagem, com melhor acabamento.

Infelizmente, o autor do Freeship, Martijn v. Engeland, mudou o seu nome para Delftship e não o oferece mais como software livre. A última versão freeware, que é a 2.6, ainda pode ser encontrada em http://sourceforge.net/projects/freeship