Explicando la 3Di


Peter Gustafsson, propietario del BLUR, un J/109, compitió en Suecia durante dos temporadas, pero decidió correr la siguiente temporada con velas 3Di de North Sails. Como responsable de uno de los blogs más populares de vela del norte de Europa, Gustafsson tenía un gran interés en saber cómo se hacían las 3Di y cuál era la tecnología detrás de ellas.

Gustafsson visitó North Sails en Minden, EE UU, para ver y comprender esa tecnología. La 3Di se hizo muy popular en la comunidad de la vela luego de varias “reimpresiones” de su artículo en otros blogs y sitios web de vela. "Ha sido una gran alianza ", dice Gustafsson. "Tengo una gran historia, velas rápidas y algunos trofeos. North Sails ha hecho un gran trabajo en la clase J/109, y se convirtió en un socio natural para nosotros".

A continuación se describen las 3Di a través de las palabras de Peter Gustafsson (y de sus fotos). ¡Disfrutelo!


J/109 BLUR, owned by Peter Gustafsson racing with a North 3Di inventory.© Peter Gustafsson

North Sails 3Di

por Peter Gustafsson


(re-printed with permission)
Estamos viendo esas velas grises características en varios barcos de clases como TP52, RC44, VO70 y nuestro J/109 Blur. Es la nueva tecnología 3Di de North Sails, que se está transformando poco a poco en un suceso transformador.
Me invitaron a Minden, Nevada, para ver todo de cerca y hablar con la producción y el equipo de ingeniería. He aquí un breve resumen.

Usted debe recordar las "velas negras" que Alinghi probó en 2007. Los suizos comprendieron cómo era la tecnología para distribuir las fibras individuales de PBO (Zylon) y cómo hacer velas con ella pero no tuvieron tiempo y recursos suficientes para darle toda la velocidad necesaria al desarrollo de esta nueva tecnología.

Al mismo tiempo, la gente de Cuben Fibera descubría la manera de hacer eso con fibras de Dyneema, pero tuvieron dificultades con el carbono. Cuando North adquirió ambas tecnologías, pudieron combinar carbono y fibras de Dyneema en la vela como se ve en la primera foto. Esos son ahora los componentes básicos de 3Di.
Todo el proceso se inicia con hilos trenzados de fibras aramidas, de carbono y de Dyneema.
Esos hilos son dirigidos a través de una máquina, llamada "Pregger”, que separa las fibras individuales. Aquí los hilos Dyneema se introducen en la máquina.
Las fibras aramidas, de carbono y de Dyneema son separadas. La máquina tiene modos y tecnologías para diferentes materiales. Josh Marhevka se asegura que las fibras sean recubiertas con una capa delgada de adhesivo termoestable para mantenerlas juntas para construir la vela y consolidar todos los componentes que forman la vela final.
Las fibras se colocan en un papel de revestimiento, secadas, enrolladas y  cortadas en rollos estrechos. Dependiendo de la mezcla de fibras, las láminas pueden ser procesadas dos o tres veces a través de la máquina.
Aquí vemos todo el proceso.
Holly Jensen comprueba continuamente el peso del material. Como las cintas se construyen con multiples capas, las tolerancias son muy pequeñas con el fin de mantener bajo el peso total.
El extremo de la cinta se coloca en la máquina y va y viene a lo largo de un plano de planta para poner a todas las cintas de acuerdo con el proyecto. Se retira el papel de soporte y se cortan las cintas.
Esta es una versión completamente nueva del equipo puesto en funcionamiento, mientras yo estaba allí. Pequeños ajustes se realizan continuamente y para hacerlo más dinámico ingenieros y desarrolladores de software están muy cerca en el segundo piso de la planta 3Di.
Aquí vemos la parte superior del tope de una mayor de Swan 601. En North han decidido producir varias partes más pequeñas para que sean más fáciles de manejar cuando se llevan a moldear. También pueden lograr una mejor utilización de los equipos por tener varias áreas más pequeñas, en lugar de unas pocas grandes. El software hace que sea más fácil de unir a las diferentes capas de cinta con el molde.

Las cintas son lo suficientemente “adhesivas” como para mantenerse juntas para que las partes de la vela se puedan mover , pero no tanto para que se puedan ensamblar las partes cuando están en el molde.
Aquí hay una buena vista de las diferentes capas de cinta. En la parte inferior una capa exterior gris, a continuación, las capas internas de la cinta antes de la capa superior en el otro lado. Hay 20 cintas diferentes, cada uno con un conjunto diferente de características .

La vela de la foto anterior parece ser muy similar a nuestra nueva vela 3Di:

La capa externa gris: superficie de poliéster sobre Dyneema unido con adhesivo termoestable con absorbentes de UV y colorantes.

Cinta negra con Aramid: fibras de Carbono y Dyneema unidos a X-aramida con adhesivo termoestable y absorbentes de UV.

Cinta negra: fibras de Carbono y Dyneema unidos con adhesivo termoestable y absorbentes de UV.

Echemos un vistazo a los componentes.

Las fibras de carbono son fuertes y resisten tanto la tensión como la compresión, pero también son frágiles; las fibras individuales no pueden ser dobladas.

Las fibras de aramida son fuertes y resisten tanto la tensión como la compresión. No son tan frágiles como fibras de carbono, pero son sensibles a los rayos UV.

Las fibras Dyneema resisten a la tensión pero no a la compresión. Dyneema es muy duradero y flexible , y mediante la combinación de estas fibras, el material puede lograr exactamente las características requeridas. El material 100 % Dyneema es suave y fácil de manejar, pero sin arrugas de tensión. El 100 % de carbono es bueno y fuerte, pero delicado y difícil de manejar. Ahora hay una combinación óptima de 50/50 y 70/30 de carbono/Dyneema o aramida/Dyneema. Pero esto cambia continuamente según los testeos de uso.

La figura también muestra que algunas cintas tienen un “scrim“ con fibras aramidas a -45/90/45 grados. Con esto se logra dar estabilidad a la estructura de la cinta y se reduce asi el número de cintas necesarias.
En total, hay alrededor de 20 diferentes cintas en producción, y el software de diseño de velas las utiliza en las diferentes capas de la construcción.

Construir las velas con las características y estructura que el diseñador desee es un paso significativo, pero puede ser difícil de explicar a los clientes. Por eso North Sails ha dividido a 3Di en categorías (esto puede cambiar con el tiempo):

3Di 780 Dyneema / Carbono, club racing

3Di 870 Carbono / Dyneema, TP52 o el Melges 32 (que contiene menos Dyneema)

3Di 670 Aramid / Dyneema, VOR o Open 60, que no pueden utilizar fibras de carbono.

(6 = aramida, 7= Dyneema, 8 = carbono )
Las piezas o partes  son transportadas a los mismos moldes que son utilizados para laminar velas 3DL y los bordes son unidos intercalando las cintas a lo largo de toda la longitud de la unión o junta tal. La forma real se consigue cuando las partes se colocan  sobre el molde y se realiza el proceso de “ curado “ mediante la aplicación de calor. Aquí vemos una 3Di que se coloca en el molde antes de la consolidación.
Toda la vela se sella en una bolsa de vacío y todas las capas se consolidan con calor en una estructura casi isotrópica (resistente a la fuerza en todas las direcciones). Hay una distinción entre la laminación (materiales de unión con diferentes propiedades, como en 3DL) y consolidación (materiales de unión con propiedades similares a los 3Di).
El software se utiliza para controlar la temperatura y el tiempo de curado  durante la consolidación de nuestra vela.
Gabe Testa es uno de los desarrolladores que trabajan con el software 3Di.
Aquí vemos una imagen de nuestra vela.
En la imagen podemos ver claramente las diferentes capas.
Hay muchas ventajas en la construcción de las velas de esta manera. Se obtienen  velas más resistentes que mantienen mejor su forma y tienen estabilidad en todas las direcciones. Además, en el proceso 3Di las fibras individuales no absorben el agua a diferencia de las demas velas construidas con hilos retorcidos y ubicados en la dirección de las cargas, que terminan absorbiendo agua por capilaridad.

Los rayos UV son por supuesto un gran problema para las fibras aramidas. Las fibras aramidas individuales ( tal como una vela 3Di ) pueden ser destruidas después de un día de exposición al sol. Esto se soluciona con una fina capa de tinta.

Trimar una 3Di requerirá un poco más de atención con poco viento, pero la vela será más estable y va a requerir menos ajustes cuando el viento aumenta.
Después que las velas se han consolidado y endurecido, son terminadas en el piso. Como las fundas de battens y refuerzos ya están dentro de la vela, esta parte del proceso de fabricación requiere de menos trabajo.
Aquí se ve una vela 3Di terminada para el V.O.R.  Puma. Richard "Scoob" Kiff (remera azul) conversa con Jeff Neri.
Scoob trabaja para Puma Ocean Racing y ayuda con los detalles de terminación de las velas. También trabajó para BMW / Oracle en la Copa América.
Link al blog de Peter Gustafsson, click aqui.