Construción Voilier según planos

[Hellmut1956]

Muy apreciados amigos

Me permito empezar aquí el reporte de la construcción de mi velero Voilier según planos comprados aquí en Alemania.

El proyecto que llamo Voilier Light, es el segundo que construyo basándome en el plano comprado. Mi hijo Andrés tenía que hacer un proyecto de duración de un año escolar y así decidimos que la construcción de la carcasa de la Voilier sería un proyecto apropiado para el tiempo disponible. Lamentablemente mi hijo no quiso seguir el proyecto y así yo lo estoy terminando.

La Voilier es un velero que resembla aquellos que se construían a al empezar el pasado centenario. El modelo tiene los siguientes parámetros:

Largo Fuselaje: 151 cm
Ancho: 32 cm
Altura del Mástil. 200 cm

El plano que provee el vth-Verlag y en el cual se basa esta construcción se encuentra aquí:

http://www.vth.de/shop/modellbau.html" onclick="window.open(this.href);return false;

Allí, a la izquierda, hay que seleccionar: 2Schiffsmodelle", después seleccionar a la derecha "Segelyachten" y después ir a la página "3", la Voilier es el quinto plano en la lista.

Yo quería un velero clásico, de quilla corrida y así la Voilier fue el que más me gusto.

El plano que vende el proveedor listado consiste solo de una hoja de formato A0 que contiene la vista lateral, la vista de adelante y la de arriba en la escala 1:3. La forma de las cuadernas se muestra en la escala 1:1, siempre una mitad de estas.
El plano originalmente es de Francia y está firmado por alguien en el octubre de 1952. El proveedor heredó este plano de otra empresa alemana y por lo tanto no existen datos de quien en Francia hizo este plano. Es un modelo de un velero de la categoría "A", una clase que oficialmente ya no existe, pues no hubo suficientes registros de esta.
Como pueden imaginar el plano es la copia de una copia y por lo tanto las proporciones están algo distorsionadas. Como consecuencia las medidas de las diferentes vistas entre sí y las medidas de las cuadernas muestran esos errores.

Lo primero que hicimos fue copiar el plano en un CopyShop, pues el plano sufre mucho durante el proceso de construcción y así se salva una reserva a la cual se puede tomar acceso en caso necesario.



Luego Andrés, que hizo la mayor parte de los trabajos bajo mí tutela como parte de su trabajo para la escuela, aplicó aceita al plano siguiendo las líneas del plano y así lograr que el papel se vuelva transparente. Luego posicionamos la parte del plano con la vista de arriba de tal modo sobre el folio de papel milímetro, que el eje central del casco se encontrara exactamente por encima de la primera línea longitudinal del papel milímetro, estando el punto más atrás de la popa sobre una de las esquinas del papel milímetro, y es aquella donde se encuentran las líneas resaltadas cada 5 cm.
Ahora Andrés transfirió las líneas de la vista de arriba, obviamente solo una mitad, al papel milímetro pinchando el plano con una aguja con cabeza de plástico grande. Esto es necesario para que el dedo no vaya a doler demasiado!
Lo mismo hizo Andrés con la vista lateral, poniendo aquella línea del plano que corresponde al plano del casco que debe quedar a la superficie del agua exactamente sobre la línea céntrica del papel milímetro en dirección longitudinal. Así que el espacio para transferir la geometría del casco debajo del agua y aquella por encima del agua.

Comentario: No sé cómo se llama eso en español, en alemán lo llamamos KWL, o la traducción literal: Línea al nivel de la superficie del agua según diseño.

Lo mismo se hizo con las vistas de las cuadernas, de las cual el plano muestra una mitad definida por el eje central vertical. Estas vistas de las cuadernas vienen en escala 1:1.

Después de este ejercicio en efecto hemos digitalizado el plano poniendo coordenadas en el papel milímetro. Andrés paso estas coordenadas a tablas de Excel, como se puede ver en la foto arriba. Es un trabajo sumamente tedioso. Los datos de la digitalización de las vistas lateral y de arriba Andrés las multiplico por tres resultando así los datos digitalizados a escala 1:1.
Como bien pueden imaginarse estos datos digitalizados contienen errores que resultan por varias razones:

1. Distorsión del plano original a razón de ser la copia de una copia.
2. Inexactitud al transferir las coordinadas al papel milímetro pinchando con la aguja.
3. A razón de la escala 1:3, lo que aumenta el error por un factor de 3.
4. A razón de errores humanos transfiriendo las coordenadas a las tablas de Excel.

Por todas estas razones usamos las capacidades del "charting" de Excel creando un chart de líneas. Este visualizo los errores permitiendo reconocer puntos que tenían que se erróneos y pudiendo así ser corregidos.
Otro beneficio de esta técnica es la posibilidad de aproximar las coordenados para las que las líneas digitalizadas formaran curvas de curvatura homogénea, también aquí me falta el término técnico es Español. Me refiero a que la forma de toda línea de be ser tal, que el ojo humano no perciba abolladuras a lo largo de las líneas en sus 3 dimensiones.

Aquí una vista de un chart de Excel mostrando las líneas ya homogenizadas en Excel:



Otro punto de referencia que tomamos fue asumiendo que las coordenadas resultantes de la digitalización del las cuadernas tienen el menor error.

Un último punto de referencia que nos ayudo encontrar aquellas coordenadas que fueran de mayor calidad posible resultan del siguiente ejercicio que hicimos sobre el papel milímetro.
Las vistas transferidas al papel milímetro las visualizamos uniendo los orificios punzados por la aguja en el papel milímetro con una línea hecha con lápiz. Después tomamos un listón al que doblamos de tal manera que siguiera la línea dibujado con el lápiz. Fijamos el menor número de puntos posibles del listón permitiéndole así seguir las curvas de forma "natural". Después de algún esfuerzo logramos aproximar el dobladura del listón un máximo sin que el listón mostrara abolladura alguna. De este modo logramos asegurar que el ancho de las cuadernas a nivel de la cubierta garantice una línea homogénea.

Una vez que esto fuera logrado nos dedicamos a la labor de transferir los datos digitalizados de las cuadernas a un programa CAD gratuito: Solid Edge 2D Drafting. Como resultado obtuvimos un polígono de una mitad de la cuaderna que une aquellos puntos del perfil de la cuaderna. Usando la función "convertir líneas en curvas" del programa y la opción que las curvas resultantes tuvieran en el lugar donde dos líneas vecinas se encuentran la misma subida, una primera aproximación de la curva resultante al perfil real tal cual aparece en el papel milímetro.
Imprimiendo el perfil del programa CAD en papel, aplicándole aceite para que el papel sea transparente y poniéndolo por encima del papel milímetro de tal forma que el eje central de la impresión del programa CAD y del papel milímetro correspondieran podíamos comprobar si la curva del perfil tuviera la forma correcta. Requirió de varias iteraciones hasta lograr el objetivo. Este es el momento en el cual podíamos reflejar el perfil de cada cuaderna por el eje central logrando así la imagen de una cuaderna estrictamente simétrica.



Ahora creamos líneas auxiliares horizontales en la imagen de cada cuaderna en el programa CAD que tuvieran una distancia de un cm en la vertical entre sí, teniendo la coordenada "0" al nivel de la KWL!

La imagen de una cuaderna arriba muestra que el casco allí está por encima del nivel del agua.

Ahora Andrés creo otras tablas de Excel poniendo las coordenadas de los puntos de cruce cada línea horizontal con la curva del perfil de cada cuaderna. El resultado son vistas de arriba del casco en el plano correspondiente a las líneas auxiliares, ósea, KWL, KWL+1, KWL +2, etc.

También aquí usamos la función de chart de líneas de Excel para comprobar que la línea del casco en cada plano tuviera una forma homogénea sin abolladuras.

También pueden ver en la imagen de la cuaderna, que esta tiene arriba una extensión a cada lado. Estas se necesitan para la construcción del casco boca abajo sobre una tabla plana. Poniendo la cuaderna sobre la tabla de construcción apoyando esta sobre estas extensiones resulta en que cada cuaderna sea posicionada de tal manera que el nivel del plano de la KWL sea paralelo al plano definido por la tabla de construcción. En el caso de la Carina resulta que la popa este 3,5 cm sobre el nivel de la tabla y la proa al nivel de la tabla.

[Hellmut1956]

Sigue:

En el proceso de la digitalización de las cuadernas también calcule la curvatura de la cubierta. Por lo genera la literatura correspondiente habla de una relación del ancho de la cubierta a la altura del centro de la cubierta por encima de los costados de 1:50. Según el libro de Curt W. Eichler: "Yachtbootsbau", un autor muy prestigioso en Alemania en materia de construcción de yates, la cubierta de yates de puede tener una curvatura de la cubierta de hasta 1:20. Yo he usado esta relación para la Carina.

El imprimir de cuadernas requiere usar un papel cartón, pues papel normal, al aplicar el pegante el papel se moja y tiende a deformarse. Usando un papel cartón el papel no se deforma por humedecerse al aplicar el pegante. Toda cuaderna que no quepa en una hoja A4 la deje imprimir en un CopyShop, requiriéndose hojas hasta el tamaño de A2.

Como material para hacer las cuadernas no utilizo triplex como se acostumbra, sino un material que en Alemania llamamos "Siebdruckplatte" de 4 mm de espesor. Este material se usa en la construcción cuando se crea revestimientos de concreto. El material, una madera especial, es un tipo de triplex con una superficie lisa de altísima resistencia a cualquier tipo de materiales químicos agresivos y humedad y a la cual casi nada se pega. Además, y esto resulto muy útil, el material es muy quebradizo. Al principio la insensibilidad del material fue la razón para elegir e4ste material, pero ahora debo decir que la facultad de ser quebradizo es la razón preponderante para el uso de este material, además de no costar realmente más que triplex normal.



En la imagen ven una tabla de este material con las cuadernas de papel cartón sobre este. La razón por la cual todas las cuadernas aparecen 2 veces, es que al principio tenía la intención de armar 2 botes en paralelo.
Lo que no se ve aquí aún, es que el interior de las cuadernas es recortado, para que estas no tengan un ancho de más de 5 a 8 mm alrededor del perfil, para que las pinzas con las cuales fijé los listones, con los cuales hice la carcasa del casco, a las cuadernas.



Aquí una vista de proa del casco con los listones de pino. Uso listones de pino de 3x5 mm, pues estas medidas permiten doblar los listones tal cual se requiere y el grosor es suficiente para crear una superficie sin el uso de material para emplastecer. Lo que aparece en esta imagen son el pegamento usado, Ponal, no el Ponal Express, pues este se seca demasiado rápido.

Otra razón por la que me gusta usar listones de pino es el veteado de esta madera. En el primer casco de un yate a base de los planos de Voilier, como no uso material para emplastecer, solo aplique con una pistola una laca de poliuretano, llamada G8 de Voss Chemie, con un aditivo colorante y un diluyente en relación de 2:1. El G8 endurece la madera y la vuelve resistente contra la humedad. Así, en caso que el laminado con fibra de vidrio y Epoxi sea dañado, agua que entre y toque la madera no es absorbida por esta.
También quiero resaltar, que use el G8 sin el aditivo colorante antes de aplicar el laminado y con el aditivo colorante después de laminar. La razón para esto es que las fisuras entre los listones absorben la laca. Si la laca tiene un colorante lo que resulta es que en aquellos lugares donde la fisura absorbe la laca queda menos colorante y se tiene regiones más claras. La única forma como logre un coloración homogénea del casco fue con pistola y aire comprimido, con el uso de brocha o rollo sobre el laminado no resulta una coloración homogénea. El resultado fue un casco color miel y con el veteado de la madera visible.

Los listones los aplique empezando a nivel de la cubierta, donde ese primer listón se pega a las cuadernas y a un listón de 5x5 mm que aplique las cuadernas siguiendo la línea e la cubierta. Cada listón siguiente se pega al listón anterior y a las cuadernas. Usando dos pinzas entre cuaderna y cuaderna y una pinza para fijar el listón a la cuaderna. En la proa los listones siguen el esquema de una cremallera. El listón de un lado se corta de tal forma, que el listón del otro lado se pegue sobre la tabla de la quilla y el primer listón. En el siguiente nivel esto se hace al revés. Los listones se pegan usando Ponal, en caso de tener que corregir algún detalle uso el Ponal Express para aprovechar que este se seca muy rápido. Así me toma 2 horas para pegar cada pareja de listones. Pegando los listones de forma simétrica, tal cual lo he describido, tiene la ventaja que las tensiones a razón de la dobladura de los listones tengan efecto de forma simétrica no distorsionado el casco.
En el futuro quiero utilizar otra técnica para fijar los listones. Primeros experimentos comprobaron que el uso de cintas velcro es mucho más ventajoso. La idea es utilizar 2 cintas velcro entre cuaderna y cuaderna y una cinta velcro en la posición de cada cuaderna. La cinta se fija en la tabla sobre la cual se arma el casco a cada lado del casco pero más al centro que la línea del la cubierta. Cuando se pega el listón, se usan las cintas velcro cruzándolas de cada lado para fijar los listones en su posición. La cinta velcro no solo asegura que cada nuevo listón este perfectamente alineado con el listón anterior y presionado contra este, sino que logra esto atreves de todo su ancho.
En contra de lo que me esperaba, las partes que consideraba las más críticas resultaron no causar problemas. Son aquellas partes, donde los listones tienen que ser fuertemente doblados y donde la superficie del casco tiene las curvaturas más fuertes.



Esta imagen muestra una de los lugares críticos. Es aquel donde termina el timón arriba, en la foto es bajo. También se puede apreciar como pego los últimos listones en la quilla. También pueden ver como las cuadernas son atornilladas a pequeños listones sobre la tabla.



Aquí se puede ver en detalle, que los listones en la popa no convergen en forma de cremallera como lo hacen en la proa, y como no representa problema alguno doblar y pegar los listones en la parte crítica mencionada arriba. Quiero resaltar, que hacer un casco según la técnica aquí descrita realmente no representa un reto demasiado grande y que cuando más esfuerzo se hace en preparar bien la labor, menos correcciones resultan necesarias. Las franjas negras que se ven en la foto arriba resultan de un cierto descuido de fijar los listones al pegar entre sí. Pero si consideran que mi hijo a la edad de 13 años fue capaz de lograr esta calidad de trabajo, pueden apreciar que la labor no es muy difícil y que la recompensa es un casco de madera, lo que tiene un atractivo único.



Otra imagen de la popa. Como puede ver los listones bien atrás no han sido cortados aún a medida. Esto ocurriría más tarde.



Aquí pueden ver a Andrés dedicándose con esmero a la ardua labor de lijar el casco. Andrés tuvo que pasar con el sudor en la frente por la experiencia de cuanto esfuerza representa lijar un casco de madera. Cada vez que creía que un lado de casco estaba perfecto, le pedí dedicarse al otro lado. Cuando terminaba este, el lado anterior le parecía áspero y así entendía que había que continuar. Pasamos por ese ejercicio muchas veces!

Importante es nunca lijar sin un bloque. Si se lija con el papel lija en la mano a la superficie del casco le ocurre lo que se ve en carreteras destapadas. Las abolladuras tienden a empeorar. Usando un bloque para lijar con una superficie plana y una convexa se logra un buen resultado tanto en partes del casco convexas, como partes cóncavas.

También pueden apreciar que la labor de lijar crea muchísimo polvo, por lo que nos decidimos lijar afuera en nuestra terraza hasta avanzadas horas de la noche!

[Hellmut1956]

Sigue:

En la próxima imagen se puede apreciar el casco completamente lijado, pero aún fijado a la tabla por el atornillado que he mostrado antes. El reflejo de la luz muestra que la superficie ha logrado obtener una calidad muy buena. También se puede apreciar, que la línea de la quilla tiene una curvatura homogénea, con solo una variación en aquel lugar, donde la quilla cruza la superficie del agua, esto es intencional!



Lo que también se puede apreciar es que el casco es de tan buena calidad, que no hubo necesidad de emplastecer para lograr una superficie sin abolladuras. Viendo esta imagen a mí casi que me gustaría dejar el casco así. Que les parece? Todo que tenga experiencia trabajando madera sabrá a que me refiero cuando digo que pasar las manos sobre una superficie así tiene algo erótico! Un casco de este tipo es una superficie sine esquinas o cantos y con una superficie que pasa de arreas cóncavas a áreas convexas y viceversa.

Si miran con detalle, pueden ver como los dos perfiles del casco, el redondo de la popa y el algo masa triangular de la proa se transforman del uno al otro a lo largo del casco, si que pierdan su identidad. Puede ver esto si miran como una cierta sombra hace que la línea de la popa continua de aquel punto donde empieza el espacio para el timón y se pierde cuando llega a la quilla aproximadamente entre el primer y el segundo tercio mirando desde la proa. La forma triangular de la proa continua en la quilla.

De este punto de vista se puede apreciar como todas las cuadernas son atornilladas a los listones transversales que a su vez han sido atornillados a la tabla. Detrás del casco pueden ver el plano del velero.

Ahora una vista de adelante de la proa donde se puede apreciar la forma de cremallera de los listones.



La próxima imagen me gusta pues muestra una perspectiva poco usual. Es una foto tomada dentro del casco invertido.



Finalmente el momento muy especial cuando suelto el casco de la tabla sobre la cual fue construido. Realmente el momento no es el más oportuno, pues habría que laminar el casco antes de quitarlo. Pero la falta de paciencia y el deseo de ver y sentir que se ha creado la carcasa del casco my que el laminado también se puede hacer más tarde se impuso!



La próxima imagen muestra el interior del casco. Se ven todas las cuadernas, aún cubiertas por el papel cartón que usamos para crearlas.



Aquí una vista general sobre el casco desde arriba.

[Hellmut1956]

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Si se mira con mucho detalle se puede ver que esta imagen muestra el casco ahora sí laminado. La fibra aún sobrepasa la línea de la cubierta. Verdad que se ve muy bonito? También pueden ver como usé los dos casquillos con una rosca interior que integré en el casco permiten fijar el casco como si flotara en el aire. Sin embargo la construcción es tan estable que se pueden efectuar todos los trabajos sin temer dañar el casco. Esto se logra derritiendo plomo y vertiéndolo en la quilla. De este modo las fuerzan que se ejercen sobre los casquillos es transportada al casco de forma óptima.



La próxima imagen muestra el casco y en el fondo se ve el plomo que derretido vertí en la quilla. Esto se logra sin dañar los listones o el laminado vertiendo al principio solo un poco, dejarlo enfriar y volver a añadir plomo. La cantidad escasa de plomo derretido no alcanza a tener suficiente energía para dañar los listones. Al volver a añadir plomo, el plomo que ya se encuentra en la quilla absorbe el calor, y por lo tanto la energía del plomo adicional, y por lo tanto los listones y el laminado no sufren.



Aquí una imagen que permite observar el plomo con más detalle.



La próxima imagen muestra el casco por dentro, ahora sin las cuadernas. Ya les había contado antes, que el material utilizado para hacer las cuadernas es muy quebradizo. Aplicando un alicate y girando este por 90 grados, permite extraer las cuadernas, ya que el material se quiebra. En la imagen del casco pueden ver las huellas claras que indican en qué lugar se encontraban las cuadernas.

Habiendo podido quitar casi todas las cuadernas facilito la labor den limar la superficie interior de forma más efectiva, aunque nunca logrando ni de forma aproximada la calidad de la superficie exterior del casco.

En la popa puede ver como llene el espacio entre las últimas dos cuadernas con madera usando Epoxi como pegante. La razón para esta labor es que en una fase ulterior fijaré en este lugar una placa de aluminio de 5 mm de grosor, usando 6 tornillos de 3 mm de diámetro y 6 casquillos con rosca exterior e interior para fijar la placa en su lugar. Todo esto en un baño de epoxi. La razón para esto es que en esta placa hago el orificio con rosca que usaré para conectar el estay posterior. Como se pueden imaginar, este tendrá que resistir una tensión considerable a razón de las fuerzas de las velas sumamente grandes del velero. Fijando esta placa de la forma descrita asegura que la fijación del estay posterior no se pueda arrancar. Detrás del la última cuaderna a popa se encuentra el bloque de madera que voy a moldar para darle el acabado a la popa. Lo que también me gusta resaltar el lo homogéneo de la curvatura de los bordes de la cubierta. En la pura proa pueden ver que también esta ha sido rellenada con epoxi. Allí sumergí una placa de aluminio con una perforación con rosca para el estay de proa.



En la última imagen de esta contribución me pueden ver aplicando con un rollo de goma espuma una capa bien delgada de epoxi sobre el interior del casco en preparación de la aplicación de la fibra de vidrio.

El casco tiene un laminado exterior e interior, porque solo así, con los dos laminados simétricos dentro y fuera del casco el laminado puede contener que la madera trabajando deprimente de la calidad de la superficie exterior del casco. En mi primer casco no laminé el casco por dentro y siempre me volví a quejar de que la madera trabajando volvía a hacer sentir los listones cuando se palpa la superficie del casco. Así allí me tome el esfuerzo de laminar el casco por entre las cuadernas que en el primer casco deje dentro del casco.

[Hellmut1956]

Sigue:

Sigue una imagen de la sección del timón. Aquí podemos ver el eje del timón y su alineación. Esto es de suma importancia para lograr un movimiento fácil del timón. La construcción la hicimos en el taller de un amigo que tiene un torno. La experiencia fue tal que ahora soy orgulloso dueño de mi propio torno. En la parte de abajo de la quilla se encuentra un tubo de latón, naturalmente que perfectamente alineado, que es accesible tanto de abajo, como de arriba para el eje del timón. En la parte de arriba contiene un buje que reduce la fricción del eje, también de latón. El eje del timón en la parte de abajo tiene una perforación con rosca de 3 mm de diámetro en el centro y en dirección longitudinal. Luego tomamos un tornillo para llave Allen de acero inoxidable, al que le trabajamos la cabeza con el torno de tal manera que esta cabeza cupiera en el tubo de latón. El resultado de este esfuerzo es, que entornillando el tornillo Allen la cabeza de este alarga el eje del timón y la cabeza del tornillo resta en el buje. Soltando el tornillo es posible sacar el eje del timón jalándolo hacia abajo, con el tornillo esto no es posible. Así logre un mecanismo que me permite quitar el timón en el caso que esto fuera necesario. Hacia arriba del timón se encuentra en la carcasa del casco un segundo tubo de latón con un buje que centra el eje del timón, tanto hacia abajo, siendo así parte del mecanismo que evita que el agua penetre y que también evita que la grasa en el tubo se escurra hacia abajo.

También pueden ver que siguiendo los bordes que serán la cubierta del velero hay perfiles de aluminio de forma U, abiertos hacia arriba. Estos forman parte de un laberinto que es parte del sistema que agua penetre al casco cuando la cubierta, completamente desmontable este fijada al casco. Ya verán más sobre este tema.



En la próxima imagen pueden ver la parte del tubo de latón superior, dentro del casco, con el buje correspondiente. Fijado sobre este buje y con el eje del timón sobrepasándolo se encuentra el tambor que uso para transferir la fuerza del servo que mueve el timón al timón. Ya mostraré más. También pueden ver que el laminado interior es relativamente áspero. Esto resulta, porque el pegante que se escurrió al interior del casco y seco allí, es casi imposible de quitarlo completamente para lograr una superficie plana que permita un laminado que también de forma visual fuera de buena calidad.



La próxima imagen nos muestra muchísimos detalles nuevos del mecanismo para activar el timón. También permite ver en detalle el perfil U de aluminio, abierto hacia arriba, y los separadores que se conocen de los computadores y en la electrónica. Estos separadores con una rosca interna de 3 mm de diámetro y un largo de 10 mm tienen la función de apretar los puntos de contacto entre la cubierta desmontable y el casco del velero para lograr la estanqueidad del casco.

Pero volvamos al timón. Como pueden ver también sobre el servo se encuentra un tambor, idéntico a aquel sobre el eje del timón. Las ranuras de ambos están a un mismo nivel. También pueden ver que sobre cada tambor se encuentra un tornillo Allen con una arandela. Junto a este tornillo sale un hueco que se comunica con la ranura del tambor. Ahora se usa un cable de acero de tal diámetro que quepa en la ranura y que se pueda introducir en el hueco y se conducen de un tambor al otro y se ajustan con los tornillos y las arandelas. Así cuando el servo gira, este movimiento se transfiere al eje del timón.



La próxima imagen también muestra mucho más de lo que aparenta a primera vista. Primero dediquémonos al Perfil de aluminio que sigue la línea de la cubierta. Podemos ver aberturas. Estas son para recibir los perfiles de aluminio del laberinto que van de un lado al otro, tal cual lo muestra la primera instalada. La cubierta tiene 4 construcciones, casillas, que a su vez también son desmontables. La abertura de cada de las 4 construcciones en la cubierta es circundada por su propio laberinto. Por tal razón marque las posiciones el perfil lateral y abrí este tal cual se ve en la imagen. Por razones de rigidez y estabilidad de las uniones, por debajo de los perfiles de aluminio que atraviesan el casco y circundan las aberturas de las 4 construcciones sobre cubierta, he fijado combinado pegante y atornillado un perfil de aluminio en forma de "T" por debajo. Esto también tiene el efecto de estabilizar aún más el laberinto. Consideren, que este velero que tendrá un peso de aproximadamente 16 kg será transportado atreves de un mecanismo que se atornilla a dos de las construcciones sobre la cubierta. En ese proceso se ejercen grandes fuerzas de torsión, presión y de tiro que son pasadas a la carcasa atreves del laberinto! también las fuerzas que va a ejercer el mástil se transfieren al laberinto!
El segundo detalle que quiero resaltar es la banda de aluminio con la perforación en el centro. En este agujero se introducirá el tubo de latón que recibe la base del timón. Esta banda solo es una parte de la construcción que recibirá las fuerzas del mástil, pero es una muy importante. Por tal razón es atornillada a ambos lados con 4 tornillos M3 a perfiles "L" de aluminio. El color amarillento resulta por un tratamiento de la superficie, pero no tengo otra razón de usar estos, más que aquella que ya tenía estos perfiles en mi taller. Estos perfiles "L" a su vez han sido atornillados a una banda de aluminio de 180x30x6 mm que pegue a la carcasa usando el pegante ALLCON 10, un pegante de muy alta calidad. Gracias al tamaño de estas bandas las fuerzas del mástil son introducidas a la carcasa de forma efectiva. Esas mismas bandas tienen do perforaciones verticales con rosca de 3 mm que cumplen la función de recibir los tornillos que fijarán los puntos de fijación de los obenques. Favor, si los términos que uso no son correctos, favor corregirme. Como los obenques reciben las fuerzas de tensión laterales del mástil estas bandas también transfieren estas fuerzas a la carcasa.
Finalmente las mismas bandas, a las cual atornille el perfil "U" del laberinto a traves del perfil "L" atornillado a estas, cumplen la función de fijar y dar rigidez al laberinto!
El último detalle de esta imagen que les quiero resaltar, son las dos bandas de aluminio que pueden ver al fondo del casco, un poco por encima del nivel actual del plomo. Como cabrestante que mueve la escota sin fin que es usada para controlar las velas, he decidido usar un motor de paso de 3 Nm. La ventaja de esta decisión es, que usando un motor de paso en vez de los cabrestantes usuales de Graupner, robbe o Hitec, puedo disponer de un torque mucho más fuerte, lo que me da las fuerzas que requiero para controlar las velas de un modelo tan grande. Otra ventaja es la habilidad del motor de paso de permitir cuantas revoluciones yo quiera y dentro de cierto límite ofrecerme la velocidad de rotación que yo quiera. Para quién conozca de motores de paso, la tensión de alimentación disponible en el modelo, no he tomado la decisión final aún de cuantos elementos "konion 2500", un tipo de batería lipo con larga vida, pondré en serie. Para empezar he asumido 8 o 9 elementos en serie y 2 en paralelo, 8S2P o 9S2P! En el caso de 9S2P la tención disponible tendrá un valor de 36,9 V, completamente cargado y 27 V descargado. Cuanto más alta la tención, mas torque ofrece el motor de paso a más altas revoluciones.
A esas dos barras atornille el motor de paso. El motor de paso tendrá un freno eléctrico, abierto con tensión aplicada, que me permitirá quitar la alimentación eléctrica del motor durante el tiempo que no gire. Para los no expertos, un motor de paso tiene una gran capacidad de torque al estar parado, pero en consecuencia un gran consumo de energía! Usando un freno eléctrico y quitándole la alimentación eléctrica al motor de paso puedo reducir el consumo de energía del motor!



Ahora una vista completa de arriba y de popa del casco completo. Se puede apreciar el perfil "U" del laberinto circundando completamente el casco y el servo para mover el timón. Quiero volver a resaltar cuan homogéneo es la línea creada por el casco y por el laberinto, este último solo en aproximación.

[Hellmut1956]

Como mi hijo tenía que presentar su tarea, construir un casco de velero, en el colegio, estuvimos obligados a colorear el casco en ese momento. la decisión fue equivocada, pues a razón de las labores ulteriores la laca del casco sufrió y no fue posible volver a lograr una calidad como aquela que muestro aquí. Mi intención desde un principio fue hacer que el casco que mi hijo construye de tal calidad que no sea necesario usar la espátula para eliminar abolladuras. Esto lo logramos, como puedierón apreciar en imagenes publicadas antes, obteniendo una carcasa que permite apreciar la belleza de los listones que se usaron para crear la carcasa. El coloreado aplicado aqui usando una pistola de aire comprimido y laca de poliuterano diluida 3:1 y agregando un aditivo para colorear permite ver la estructura de la madera. Laca con aditivo para colorear no se debe aplicar bajo ninguna circunstancia antes del laminado! Sin el laminado las fisuras entre los listones absorben la laca y con esta el aditivo resultando un area descolorido. Esto lo tuve que aprender a la dolorosa cuando construí mi primer casco. Me toco lijar hasta quitar todo el color.



Para colorear el casco tuve que aplicar la laca unas 10 veces! Únicamente durante las últimas 4 aplicaciones el casco empeso fuertemente a adquirir el tinto deseado. Al principio el efecto es mínimo.
El lijar y el polish de la superficie entre aplicación y aplicación de laca tiene que hacerse aplicando mucha agua, pues el calentamiento del laminado dana a este y nos obliga a lijar hasta quitar todo el laminado. Esto casí que no es reversible. Por favor atiendan muchísimo a este detalle, pues el número de veces que se puede lijar la carcasa es muy limitado debido al grosor de esta!

Tambien es imprtante ssaber, que entre aplicación de laca y laca la superficie tine que tener una cierta asper4eza, equivalente a un papel de lijar de 300 a 350, para que la capa posterior pueda pegarse a la anterior. El polishado, para esto usé los discos de fieltro con un valor de 3000 y 4000, solo pueden usarse después de aplicar la última capa de laca! En la próxima imagen to mada de proa, ven los 2 discos de fieltro puestos de tal manera que el casco parece un delfín!



En especial la siguiente imagen da esta impresión!



Volviendo a lo serio, la próxima imagen muestra el laberinto, la parte que corresponde al casco, completamente costruido. Las construcciones sobre cubierta las llamo "A", la primera en la proa, "b", "C" y "D" la ded mas atras. En esta imagen pueden ver 2 módulos de las construcciones sobre la cubierta posicionados sobre las aberturas "B" y "D".
En la popa pueden ver que he cubierto el espacio de más atras con listones de madera mahagoni. En estas iré a taladrar los orificios para los bujes con rosca externa y una rosca interna M3 que se usarán para fijar la placa de aluminio que usaré para fijar el punto de fijación del estay de popa. también pueden ver que he pegado listones de madera mahagoni sobre el borde de la carcasa. Estos listones seran del lado de la carcasa las superficies, que junto con la cinta aislante van a crear la estanqueidad del casco. En la proa una primera vista sobre la banda de aluminio que fije allí en un bano de epoxi y que tiene la perforacion M3 para fijar el punto de fijación del estay de proa.



La próxima imagen muestra con mayor detalle el laberinto del lado de la carcasa y la construcción de cubierta "D" en su posición en el laberinto. Como pueden apreciar aquí, la construcción tiene una estructura de bandas y perfiles "L". estas restan sobre el borde del perfil "U", abierto hacia arriba, del laberinto. ya verán más detalles más tarde, pero de este modo garantizo que agua que se vaya a escurrir por sobre la estanqueidad de la construcción de cubierta ira a fluir en el laberinto que la recibe! Si mirán con detalle, pueden ver el perfil "T" debajo de los perfiles "U" del laberinto. Tambien pueden ver el liston de mahagoni que pegue sobre el borde de la carcasa.
El interior de la construcción sera visible a traves de las escotillas que aún tengo que crear enla cosntrucción. El interior de la construcción tendra instalación e iluminación.



El mismo detalle en la abertura de la construcción "B". Aquí pueden apreciar que aún faltan los perfiles "L" y las bandas de aluminio que vieron en la construcción "D".

[Hellmut1956]

Sigue:

Esta contribución se dedica a un buen número de detalles. La primera imagen muestra en detalle la proa del modelo, con la banda de aluminio y la perforación M3 para el tornillo que fija el punto de fijación del estay de proa. También aquí, después de haber llenado completamente el compartimiento con Epoxi para fijar la banda de aluminio, he pegado los listones de caoba. Esta superficie es un 100% paralela a la correspondiente de la cubierta desmontable, pero la cinta aislante irá en paralelo al perfil "U" que vemos en la horizontal con las 2 piezas de distancia que utilizo para atornillar la cubierta a la carcasa. Algo que resulta de las experiencias que he ganado desde entonces es, que estas piezas requieren ser fijadas adicionalmente para que no puedan girar. El resultado cuando estas giran, es que resulta imposible volver a remover la cubierta. Hasta este momento resuelvo el problema usando una flex para remover la cabeza del tornillo, lo que permite quitar la cubierta. Pero una vez que la cubierta sea terminada esto ya no es posible sin causar daños considerables. Lo que voy a hacer es usar bandas de aluminio que quepan en el perfil "U" y tengan la misma forma hexagonal, fijando así estas. Para su información, aquí en las fotos estas piezas han sido fijadas usando Epoxi como pegante y tuercas de seguridad por debajo. Esto resulta no ser suficiente!



Una imagen mostrando las piezas de distancia en el perfil "U" en detalle.



La próxima imagen muestra como la cubierta es presionada sobre los listones de caoba, entre las cuales estará la cinta aislante que resulta en la estanqueidad del casco. Solo unos 7-8 mm del ancho del listón de caoba, este aquí tiene un ancho de 20 mm, quedará una vez que el listón haya sido lijado de tal manera que esté completamente alineado con la superficie externa del casco. Otro tópico que trato en la construcción de la cubierta es la capacidad de las bandas de aluminio de girar por el eje longitudinal. Esto lo haré imposible, aún cuando aquí la banda ha girado al "buen" lado!



La imagen del esquema que sigue muestra como he realizado el laberinto y la estanqueidad del casco. Estoy muy consciente, que el casco cuando el modelo se mueve en el agua tendrá una presión inferior a la ambiental por dentro y así una fuerza que intenta succionar agua al interior.

La imagen muestra la carcasa del casco a la izquierda, el listón de caoba al que se pegó el primer listón de pino de la carcasa de 5x5 mm y por debajo el pegamento ALLCON 10. Por encima está el listón de caoba que es parte del mecanismo de estanqueidad, y por encima de este la banda de aluminio de la cubierta. Bien arriba se ve la cabeza del tornillo que presiona la cubierta sobre la carcasa, y debajo de la banda de aluminio se ve el perfil "U", abierto hacia abajo, que se encuentra en el interior del perfil "U", abierto hacia arriba de la carcasa y que juntos conforman el laberinto. En el interior del laberinto vemos la pieza hexagonal de distancia utilizada para fijar la cubierta. Bien abajo se ve el tornillo de seguridad que tiene la función de fijar la pieza de distancia y evitar que esta gire, función que no cumple satisfactoriamente!



Finalmente la última de las imágenes da una vista con mayor detalle de la construcción de cubierta. Podemos ver que debajo de los perfiles "L" en las esquinas y la banda que comunica entre ellos aparece otra "caja" que cabe justamente dentro de la abertura correspondiente de la parte del laberinto de la carcasa. El interior de esta construcción, como ya dije antes contendrá el interior con muebles, cuadros e iluminación. Tengo pensado usar LEDs multicolores, RGB, que bajo control de un pequeño micro controlador darán la impresión de que dentro del bote alguien se está moviendo!

[Hellmut1956]

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Ahora nos dedicamos a la construcción de la cubierta desmontable. Como he narrado hasta este punto, la carcasa tiene una mitad del laberinto encargado de recibir agua que pueda pasar por el estanqueamiento que pudimos observar con la banda de aluminio por el lado de la cubierta y el de caoba por el lado de la carcasa.
La cubierta tiene como elemento importante una estructura a base de perfiles de aluminio "U", abiertos hacia abajo y que caben justísimamente en los perfiles "U" de la carcasa, abiertos hacia arriba, y conjuntamente formando el laberinto que tiene la función de absorber cualquier agua que pudiera sobreponer las barreras de estanqueamiento.
Para que tengan una noción que precisa que tiene que ser esta construcción, consideren que el perfil "U" de la cubierta, a lo largo de los 150 cm del casco tiene que caber dentro de los perfiles "U" del casco, eso no tolera más que una fracción mínima de un milímetro a lo largo y ancho de toda la cubierta. Adicionalmente consideren que este laberinto tiene curvas de 3 dimensiones en toda su longitud. Por tal razón to dos los trabajos de crear la estructura de aluminio tienen que tener lugar con la estructura montada a la carcasa, pues solo así es posible lograr la precisión necesaria.
En la primera imagen ven lo filigrana que es la estructura inicial de la cubierta, aquí los perfiles "U" a lo largo del borde de la cubierta y primeros trabajos para fijar los perfiles "U" que circundan las 4 aberturas para las construcciones de la cubierta.



La segunda imagen nos da una vista más detallada de la proa con la ranura para la banda de aluminio que fijamos en la proa de la carcasa. Los perfiles "U" aún no han sido fijados en su posición final, pues faltan las bandas laterales en la popa que fijaran su posición. También podemos ver el recorte de la banda de aluminio central en la que van a encajar las bandas laterales. Las perforaciones para los tornillos que fijan la cubierta aquí en la proa ya han sido puestas. Falta la perforación para un tornilla delante de la ranura.



La siguiente imagen nos muestra en detalle la construcción con bandas de aluminio. La banda central, que es primordial para fijar sin juego alguno la proa de la cubierta, ha sido atornillada sobre una banda de aluminio que he posicionado de tal forma delante del perfil "U" de la cubierta que va de lado a lado que las paredes del perfil "U" de la carcasa este perfectamente alineado con esta. Esto genera una rigidez que posibilita el posicionamiento de la estructura en la proa a fracción de milímetro.
Los tornillos Allen, de cabeza negra, son los que use durante la fase de construcción y que serán reemplazado más tarde por tornillos avellanados. Detrás de estos vemos una segunda fila de tornillos que use para fijar el perfil "U" de la cubierta en su posición final.
Hacia abajo vemos 2 perfiles "U" sobresaliendo. Estos son aquellos que se posicionan a lo largo de la abertura "A".



La siguiente imagen muestra un detalle de la construcción de la cubierta en la popa. Vemos también aquí una banda central y que aún no he montado las bandas laterales. Sin embargo aquí los perfiles "U" laterales y el de atrás ya han tomado sus posiciones finales.



La próxima imagen muestra el progreso del trabajo en la proa. Tenemos también las bandas laterales aproximadas al rastro de la carcasa. El alineamiento final se hará mucho mas tarde. También el perfil "U" de la abertura "A", ya encaja en su contraparte de la carcasa y con los 2 perfiles laterales.



Detalle de la proa que muestra que tan perfecto encaja a banda de la carcasa que tiene la perforación M3 para la fijación del estay de proa.

[Linton]

¡¡Qué trabajo más sensacional, amigo!! Enhorabuena al padre y al hijo, lo he visto por encima y esta noche me lo beberé de punta a cabo. Antes de que se me olvide, la KWL se llama en español línea de flotación.

Un saludo y felicidades.

[Hellmut1956]

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Ahora una vista detallada de las aberturas "C" y "D", aún sin los perfiles "U" laterales ni los perfiles cruzados debajo de las dos bandas sin tornillos. Pueden apreciar así, como procedo. Primero atornillo las bandas. Después pongo los perfiles "U" dentro de los perfiles "U" de la carcasa y entonces taladro las perforaciones de 2,5 mm, logrando así que estas perforaciones en los perfiles "U" y en las bandas estén exactamente superpuestas. Después corto las roscas M3 tanto en el perfil "U", como en las bandas y atornillo las dos partes. Recuerden, que pegar no es adecuado entre superficies de aluminio. La construcción hasta el día de hoy tiene varios miles de tornillos, cada tornillo significa taladrar 2 perforaciones y cortar 2 veces una rosca de 3 mm!

Al taladrar y al cortar las roscas aplico alcohol que tiene como efecto que la astilla del corte se quiebre y reduce la tendencia del aluminio a pegarse a la cuchilla. Recomiendo no usar el aluminio que se encuentra en almacenes grandes como obi, sino ir a una tienda especializada y comprar aluminio adecuado para la fresa y el taladrar. Este se pega menos a las cuchillas y las roscas tienen una mayor expectativa de vida!



La próxima imagen muestra una fase mucho más avanzada. Los perfiles "U" de la cubierta han sido completamente montados, las bandas de aluminio se encuentran en su posición y han sido fresadas y limadas para que la abertura para las construcciones de la cubierta permitan poner estas en su posición, restando sobre el borde superior, interior de los perfiles de "U" de la carcasa.

También vemos en el fondo el motor de paso de 3 Nm montado y atornillado a las 2 bandas de aluminio que he mostrado anteriormente. También vemos la estructura que implementa el engranaje que recibe la tracción del eje del motor de paso y lo redirecta a la vertical. Este eje tiene en el lado de arriba el tambor con 2 ranuras para accionar la escota sin fin que es tan habitual como mecanismo para accionar las velas de un velero modelo. Lo que no podemos ver, es que en el lado opuesto, abajo, del eje vertical se encuentra el freno eléctrico que sujeta el eje cuando la escota sin fin debe quedarse en su lugar.

Finalmente vemos que el motor de paso tiene en su lado superior la base del mástil. El tubo de latón resta en esa base y pasa por el orificio que ya habíamos visto antes.



Ahora una vista en detalle de la abertura "C". Esta imagen muestra como la abertura de las bandas de aluminio de la cubierta desmontable permiten que la estructura de las construcciones de cubierta puedan restar sobre el borde interior del perfil "U" de la carcasa. Quizá esto es un buen momento para informarlos que sobre la superficie de las estructuras de cubierta que ya hemos visto en imágenes anteriores se aplicara una lata de aluminio de 0,5 mm de espesor y que esta penetra en el perfil "U" de la carcasa completando el laberinto. Es esta la razón por la cual podemos ver el fondo de los perfiles "U" de la carcasa.



La próxima imagen muestra el "cuello" que monto alrededor de las aberturas que vimos con anterioridad. La abertura que vemos en esta imagen tiene a su alrededor un "cuello" con aberturas rectangulares. Es estas aberturas se fijarán vidrios que permitan ver al interior de las construcciones, pero que evitaran que el agua se puede escurrir al interior. En el lado superior del cuello, incluyendo los vidrios que cortaré y fijaré más tarde, se aplicará la cinta aislante. La construcción de cubierta tendrá la contraparte que así suma otra barrera para evitar que el agua entre al casco.

También vemos por primera vez, delgadas bandas de aluminio que implementan el perfil de la cubierta, este redondo, cayendo hacia los costados de la cubierta. Sobre estas bandas restará una tablilla de triplex para aeromodelismo de 0,8 mm de espesor, que es a su vez la base para fijar las tablas de la cubierta calafateadas. Otra vez podemos apreciar las decenas de tornillos!



La próxima imagen muestra la cubierta alrededor de las aberturas "A" y "B" con los cuellos, pero aún sin las bandas de aluminio que implementan el perfil de la cubierta. También podemos ver que falta el mecanismo que tengo que aplicar para evitar que las bandas laterales vayan a girar alrededor del sus ejes longitudinales y poniendo así en peligro la estanqueidad del casco.



Ahora en detalle la proa de la cubierta ya con un acabado más avanzado. Lo que falta aquí aún completamente es el listón de zócalo del casco. Esto va a ser un listón de caoba con una ranura de 4x4 mm. Voy a atornillar una banda delgada de aluminio alrededor del borde de la cubierta. Esta banda por un lado se encargará de evitar que las bandas de aluminio laterales puedan girar por su eje longitudinal, como lo explique antes, van a implementar el listón de zócalo y a formar la base del amuramiento de la cubierta. En este amuramiento integraré luces para iluminar la cubierta indirectamente realizada con LEDs de alta luminosidad amarillas para montaje en superficie en un empaque PLCC6 y cuya luminosidad puede ser controlada por un mecanismo reductor de luz variable bajo control de la emisora de RC. El amuramiento tendrá en la parte superior unos pasamanos de caoba.



Finalmente una vista completa de la cubierta, tal cual está esta ahora, ya con la primera banda de aluminio para el listón de zócalo de la cubierta atornillado en la proa. Como pueden ver, comparando con la primera imagen filigrana de la cubierta en construcción, un sinfín de horas de trabajo he tenido que invertir.
Quizá sea de interés informarles, que adicionalmente a la iluminación indirecta de la cubierta, habrá 4 irradiadores de luz muy potentes sumergidos en la cubierta usando LEDs CREE de altísima potencia, también con un circuito reductor para controlar la luminosidad por radio control. Estos iluminarán las velas para crear un fuerte efecto visual durante presentaciones nocturnas!

Las dos imágenes próximas dan detalles de la cubierta, de su perfil y de los cuellos. La primera muestra la cubierta en detalle de la popa, se ven las bandas de aluminio implementando el perfil de la cubierta



La segunda muestra la construcción de cubierta insertada en su abertura correspondiente con su cuello y las bandas del perfil de cubierta.



La próxima muestra la plataforma que recibirá la rueda del timón y la columna del compás. La rueda del timón contendrá un motor de paso de 12 mm de diámetro que bajo control hará girar la rueda del timón de tal forma como corresponda, siempre que el timón sea accionado.

La columna del compás contendrá un compás que funciona realmente, también este accionado por un motor de paso como el anterior, que recibe los datos de una componente electrónica que implementa un sensor magnético. Ahora se podría uno preguntar el porqué de un esfuerzo que solo se pueda ver en tierra. La razón es que mi objetivo es crear un modelo de velero capaz de navegar el curso de una regata de forma autónoma. El sensor magnético es una pieza de este futuro sistema que pienso implementar en este velero por primera vez! ya se pueden imaginar, que la electrónica juega un papel muy importante en este proyecto.



La próxima imagen muestra la plataforma de la base del mástil en cubierta. Esta plataforma es completamente paralela al plano del agua, el mástil por lo tanto debe estar completamente perpendicular en relación a esta plataforma.



La última imagen de esta primera serie es una vista completa de la estructura de aluminio de la cubierta desmontable con el tubo de latón indicando la posición del mástil.

Volveré a contribuir a este reporte cuando haya más que contar. No duden de preguntar si tienen algina inquietud y no duden de pedir apoyo si desean construir este velero ustedes mismos. Tengo mucho material que va a facilitarles esta labor.

Para aquellos preocupados si el peso de esta cubierta pone en peligro la capacidad de navegar de este velero, digo lo siguiente. La cubierta completa va a pesar mucho menos de 2 kilos. Los test de flotamiento han demostrado que aún tengo que añadir más de 10 kg de plomo al casco para alcanzar el nivel de flotamiento según diseño. El peso completo del velero será de aproximadamente 16 kg!

[clint1]

hola te felicito por el trabajo la verdar una obra de ingenieria.
lo seguire muy atento. hasta verlo navegar
atte :jorge

[Hellmut1956]

Estoy progresando con la construcción de las fuentes de luz que iluminarán la cubierta de forma indirecta. Estas fuentes de luz, espero instalar unas 36 de estas, podrán ser reguladas en su intensidad por radio control. Apenas complete la primera y el diseño sea verificado lo publicaré aquí. Incluirá la descripción de como realicé las placas electrónicas autograbadas incluyendo la información como lograr esto con herramientas económicas que se puede construir uno mismo.
También he podido agregar a mi taller una fresa Optimum BF20L con indicador digital y un torno de Quantum D 210 x 400. Me estoy familiarizando con las herramientas.

[Hellmut1956]

Gracias, pero estoy muy conciente de todas mis deficiencias construyendo. Pero no niego un cierto orgullo por lo logrado hasta ahora!
Hoy otro exito, logre con exito hacer derretir el estano ern mi horno reflow. Progresando construyendo las partes para crear las luzes para iluminar la cubierta!

[Francis]

Gran trabajo por lo que llevo visto hasta ahora.Enhorabuena.
Un saludo.

[Javier García]

Os esta quedando realmente genial, me encanta.

Saludos
Javier