Uma vela é feita de fibras . Os materiais tradicionais de uma vela são fibras naturais como linho , cânhamo ou algodão que, quando tecidas, formam um tecido. Desde então, o surgimento de novos materiais sintéticos melhorou o desempenho e a vida útil das velas.
As velas antigas usam materiais naturais, fibras naturais tecidas ou "pele macia e muito fina" . Lã, cânhamo e linho eram amplamente usados antes da chegada do algodão. O pato americano é um exemplo perfeito. O pato vem da palavra holandesa Doek, que evoluiu para pato em inglês. O pato é feito de algodão ou linho, e às vezes com cânhamo. Os juncos chineses usam esteiras de junco ou junco .
As fibras naturais têm pouca resistência aos raios ultravioleta e ao apodrecimento, e têm uma forte tendência para absorver água. O linho é forte, mas leve como o algodão. O linho era a fibra tradicional das velas até o surgimento do algodão. O algodão ocupou um lugar muito importante sem substituir o linho. O XX th século, a chegada de fibras sintéticas gradualmente substituído fibras naturais.
Uma vela de qualidade requer trabalho e know-how. A confecção da vela é muito técnica. A fabricação de velas tornou-se, portanto, uma profissão praticada em oficinas especializadas chamadas de fabricação de velas . Os mais antigos fabricantes de velas em operação datam de mais de 150 anos.
As fibras naturais não são os únicos elementos possíveis para fazer tecido. Slime (seda) e lã podem ser um material de véu, mas seus usos permanecem confidenciais.
Para plataformas antigas, a reprodução de velas de fibra natural permanece rara. É comum e vantajoso substituir as fibras naturais por antigos tecidos sintéticos de imitação, como o tecido da empresa Richard Hayward, o clipper canvas ou o oceanus da North Sails ou o creme clássico da Bainbridge.
As larguras tradicionais dos rolos de lona são, nos Estados Unidos, 23 polegadas ou 58 cm e no Reino Unido 24 polegadas ou 61 cm .
O peso é anotado em smoz ou Sailmakers Onça . É o legado dos véus de algodão da época. O smoz representa o número de onças por jardas Smyd ou Sailmarker . Um Smyd representa um metro de tecido enrolado no passado, os rolos tinham 28,5 polegadas de largura. Um Smyd é igual a 28,5 polegadas x 36 polegadas. Prático no passado, agora é amplamente substituído por g / m².
O denier é a unidade de medida da finura de fios contínuos ( densidade linear ). Ele mede o peso de um determinado comprimento de fio: um fio com 1 denier de finura terá uma massa de 1 grama por um comprimento de 9.000 metros. Ele é substituído pela unidade SI, o tex (1 grama / quilômetro ou 9 denier).
Para uma vela sintética, a medição mais adequada é a medição da densidade da fibra ( peso básico ). A medida é dpi, ou denier por polegada (polegada), que é a soma dos deniers para uma polegada de largura.
Historicamente, as primeiras fibras sintéticas do mundo da vela surgiram na década de 1950 com a família dos nylons . Eles foram seguidos na década de 1980 por uma nova família de fibras, as aramidas . Esta família rapidamente viu a concorrência de novatos no mundo da fabricação de velas, polietilenos , poliésteres , poliazóis e carbonos.
O desempenho de uma vela se deve ao design, fabricação e características das fibras utilizadas, fibras que são tecidas para formar o tecido da vela. A seção a seguir descreve os parâmetros que uma fibra deve ter para um bom design e construção segura. Uma fibra do véu é avaliada de acordo com seis parâmetros:
A resiliência e o cansaço também podem ser úteis na escolha dos materiais.
Ver.
Não existe fibra ideal, o melhor desempenho de um material em uma área é acompanhado por um desempenho ruim em outra. Geralmente, um material com alto ponto de ruptura é muito rígido, portanto pouco flexível e, portanto, pouco eficiente no teste de perda de flexibilidade, portanto uma vela que não resiste a muitas temporadas. Soluções existem, mas são superfaturadas.
Deve-se notar que os materiais sintéticos podem ser usados na forma de polímeros de cristal líquido (materiais ainda não cristalizados, como o vidro), sendo o Kevlar o mais conhecido, mas também o Vectran e o Zylon.
O náilon é usado como spinnaker por suas qualidades de leveza, alta resistência à ruptura, alta resistência à abrasão e flexibilidade. No entanto, sua alta elasticidade é adequada para velas altas. O náilon não é uma marca registrada da empresa DuPont (como esta empresa lembra em seu site). Assim, a DuPont decidiu permitir que a palavra se tornasse de uso comum e, por extensão, o termo náilon é o termo genérico para poliamidas alifáticas. O nylon é menos resistente a UV e produtos químicos do que o poliéster . Os moldes alteram as características técnicas do nylon.
RilsanRilsan é o nome comercial da poliamida 11 , também chamada de náilon 11 ou “náilon francês”, fabricada pela Arkema, subsidiária da Total .
Aramida (PAA)A palavra aramida vem da contração da poliamida aromática.
KevlarKevlar , é uma fibra de aramida. Kevlar tem sido a fibra mais amplamente usada para velas de competição desde sua introdução pela DuPont em 1971. Essa fibra é forte e é mais forte do que o aço para o mesmo peso, tem uma rigidez cinco vezes maior que o PET ou duas vezes mais que o PEN. Os dois Kevlar comuns são os tipos 29 e 49, o 49 é 50% mais rígido que o tipo 29, mas menos flexível. A DuPont desenvolveu outras fibras muito mais fortes, tipos 129, 149 e 159, mas raramente são usadas porque são muito rígidas. A DuPont projetou recentemente o Kevlar Edge especificamente para velejar, é 25% mais flexível e tão forte quanto o Kevlar 49. O Kevlar, como outras fibras de aramida, tem baixa resistência aos raios UV. O Kevlar perde duas vezes mais rápido e duas vezes mais forte que o PET UV. Kevlar é muito sensível à flexão e deslizamento . Uma vela Kevlar não deve ser dobrada se o marinheiro quiser garantir uma boa vida à sua vela.
TechnoraTechnora, uma fibra de aramida produzida no Japão pela Teijin . Technora tem menor resistência à tração do que Kevlar 29, mas maior em termos de resistência à flexibilidade. A fibra não é muito resistente aos UV, esta fraqueza pode ser parcialmente resolvida revestindo a fibra dourada natural com um pó preto. Technora é a fibra mais usada na tecnologia X-ply (X-ply é um tipo de tela. É uma tela de reforço colocada em ângulo, de modo que se parece com um X) de velas laminadas.
TwaronO Twaron é uma fibra de aramida produzida na Holanda pela Teijin. Esta fibra é química e fisicamente equivalente ao Kevlar da DuPont . Twaron HM (para módulo alto ) é equivalente às propriedades do Kevlar 49, com melhor resistência à tração e melhor resistência aos raios ultravioleta. Twaron SM é equivalente a Kevlar 29. Como Kevlar, esta fibra é uma cor dourada brilhante.
O Zylon é o nome comercial da PBO. PBO significa sua fórmula química poli ( p -fenileno-2,6-benzobisoxazol). Ele está na forma de um polímero de cristal líquido . PBO é um polazol que possui outro heteroátomo no anel ou oxazol . Foi desenvolvido na década de 1980 pela Toyobo, uma empresa japonesa. A fibra é de cor dourada e é a fibra mais resistente ao rompimento do mercado, superando as aramidas. Zylon é muito estável, resiste a 600 ° C , resiste bem à abrasão, é difícil de cortar, desliza pouco e resiste muito bem a flexões. É muito flexível e macio ao toque. Quase a fibra ideal, mas o Zylon é muito sensível aos raios ultravioleta e à luz visível.
O poli (tereftalato de etileno) (PET) é o poliéster mais comum. É também a fibra mais usada para tecidos de velas. PET é um polímero cuja unidade de repetição é composta por éster e etileno . PET tem excelente impacto, abrasão, resistência aos raios UV, teste de flexibilidade e é barato. O PET é substituído por fibras mais resistentes para velas de competição, mas continua sendo a fibra mais popular devido ao seu baixo custo e alta durabilidade.
Existem vários fabricantes de PET com desempenho que pode variar. O Dacron é o nome dado pela Invista Inc. (anteriormente DuPont Textiles) para seu PET. A fibra específica do véu é a fibra de alto módulo do tipo 52 . O Dacron tem uma resistência muito boa a rachaduras, fúria, rasgões e baixa tensão sobre o estresse. O Dacron é usado para velas de recreio no programa de cruzeiro. A Allied Signal produz poliéster 1W70, que é 27% mais resistente à quebra do que o Dacron. O PET também é fabricado por várias outras empresas com nomes diferentes: Tergal da Rhône Poulenc, Tétoron de Toray, Terylene da ICI, Diolen da ENKA / AKZO.
Pentex ou PENPentex é um naftalato de polietileno produzido pela Honeywell. Sua forma tecida a torna uma fibra que deforma pouco (alongamento limitado a 5% em comparação com 15% do Dacron), com elasticidade de 250 em vez de 80 a 120 para os polietilenos convencionais (alongamento limitado a 5% em comparação com 15% do Dacron ) Isso quer dizer alongamento de 40% em comparação com PET, mas o dobro do Kevlar 29. Não é afetado por dobras e resiste muito bem aos raios ultravioleta. Por ser menos flexível que o PET, não pode ser tecido com tanta firmeza, o tecido deve, portanto, ser impregnado com uma resina, resultando em velas que são mais frágeis no uso.
A Pentex (ou fibra PEN) é freqüentemente associada a um filme PET (mais conhecido pelo nome de mylar), seja como uma fibra estrutural que transmite as forças e / ou como um tafetá protetor para o filme. O Pentex é usado principalmente em regatas de um projeto. Continua a ser uma alternativa econômica atraente para velas de alto desempenho.
Poliésteres aromáticos saturados VectranVectran é um poliéster de alto desempenho na forma de um polímero de cristal líquido. É produzido pela Ticona. Sua cor natural é dourada e possui elasticidade semelhante à do Kevlar 29 . Ele tem as vantagens: resistência muito alta, baixo alongamento, característica de resistência à flexão razoavelmente boa, tenacidade muito boa, boa resistência à fluência, excelente alongamento antes da ruptura, excelente resistência a cargas repetidas. Sua resistência aos raios ultravioleta é inferior a PET e PEN, mas se estabiliza após 400 horas, ao contrário de aramidas e Spectra que continuam quebrando. Este material é usado para velas de cruzeiro.
Spectra é uma marca de fibra sintética de polietileno de super alto peso molecular produzida pela Honeywell . A fibra oferece resistência aos raios ultravioleta superior ao PET com rigidez muito maior, logo atrás da fibra de carbono . Ele também oferece alta resistência à tração e alta flexibilidade. Mas sofre de possível deformação plástica durante o uso prolongado. Esta mudança na forma da vela faz com que ela envelheça prematuramente, razão pela qual é usada principalmente para spinnakers de competição (a vela é trocada regularmente).
DyneemaEquivalente ao Spectra, Dyneema é produzido na Holanda pela empresa DSM . Amplamente utilizada na Europa para velas, a fibra oferece um alcance comparável ao Spectra. Essa fibra está se tornando cada vez mais popular na América do Norte.
CertranA Hoechst Celanese produz Certran, um polietileno semelhante ao Spectra, com metade da resistência à ruptura. É semelhante ao Spectra, mas com flexibilidade superior e resistência UV superior.
A fibra de carbono é uma mistura de átomos de carbono em uma configuração que oferece maior resistência. Não é sensível aos raios ultravioleta e oferece baixa elasticidade. A gama de fibras de carbono varia de fibras extremamente frágeis a fibras extremamente duráveis, flexíveis e pouco menos fortes do que as fibras de aramida.
A tecelagem dos fios ou fibras é frequentemente uma tecelagem formando uma trama de 148 por 160, isto é, aproximadamente 13,10 m / kg para uma largura de rolo (largura) de 102 cm . Uma trama apertada é preferida para velas spinnaker e velas altas. A qualidade da tecelagem é fundamental, é melhor tecer bem com um fio médio do que mal tecer com um fio excelente.
Muitas técnicas são usadas para tecer , o fio da trama pode não ser igual ao fio da urdidura. Isso ajuda a fortalecer uma direção do tecido. Diz-se que o tecido é orientado para a urdidura quando o fio da urdidura é mais forte que o da trama. Portanto, um tecido orientado para urdidura é mais resistente no sentido do comprimento. Por outro lado, um tecido orientado pela trama quando o fio da trama é mais forte do que o fio da urdidura. O tecido ficará mais resistente na direção da largura. Quando nenhum dos fios de teia ou trama é preferido, diz-se que o tecido é equilibrado. O tipo de orientação do tecido determina os possíveis cortes do tecido. Na verdade, as forças de uma vela são principalmente orientadas verticalmente. No ponto de fixação, a concentração de forças é máxima. Com um tecido orientado para trama, o corte é apenas horizontal com larguras perpendiculares à queda. As velas podem ser cortadas de três maneiras:
No corte horizontal, as larguras são então montadas em painéis paralelos à borda. A largura se parece com um retângulo horizontal. No corte vertical, as larguras são então montadas em painéis paralelos à rampa. uma largura parece um retângulo vertical. No corte radial, o tecido é cortado no viés. As larguras parecem um triângulo (ou um triângulo truncado). Quando todos os triângulos apontam para o mesmo ponto, a vela é considerada radial. Quando os triângulos claramente formam dois grupos:
a vela é considerada bi radial. Um corte é considerado tridário quando a vela é composta por três grupos distintos de triângulos apontando para três pontos diferentes. Os pontos em questão são os pontos de fixação da vela (amura, adriça, folha). Um corte tridarial permite que o fio forte seja aproximado das linhas de tensão da vela tanto quanto possível do que outros tipos de corte, de forma que a vela seja mais sólida, todas as coisas sendo iguais. Como a restrição é orientar o fio forte o melhor possível ao longo das linhas de restrição, um tecido orientado para a trama só pode ser usado para velas com corte horizontal. Tecido orientado para urdidura só pode ser usado para velas com corte vertical e radial.
As velas modernas geralmente usam essa técnica. Mas existem tecidos mais soltos.
corte horizontal
corte birradial
corte trirradial
Por natureza, as tecelagens são sensíveis às lágrimas. Por construção, a tecelagem consiste em passar a trama e o fio da urdidura alternadamente um por cima do outro. O fio não conecta dois pontos da maneira mais curta, em linha reta, mas de forma ondulada chamada embuvage . Com isso, quando uma carga é aplicada, o fio tende a se esticar, ou seja, a ficar mais próximo da linha reta, o tecido se alonga. Ironicamente, para diminuir esse problema de alongamento, seria necessário tecer mais apertado, ou seja, encontrar uma fibra que aceitasse mais curvatura e, portanto, mais sólida. Mas as fibras mais fortes também são mais rígidas, portanto não tecidas.
Existem tramas mais soltas. Essas tramas mais modernas se parecem mais com uma rede de arame ou treliça. Existem três categorias principais. Os Sailmasters às vezes combinam essas técnicas, por exemplo, reforçando o comportamento espacial de uma fibra orientada adicionando uma tela. Essas técnicas são muito mais difíceis e demoradas de implementar. Essas técnicas oferecem um desempenho incomparável, é o coração do negócio dos veleiros de alto desempenho . Na literatura, não é incomum abusar do termo genérico scrim para todas essas técnicas.
Fibras orientadasA ideia é orientar as fibras ao longo das linhas de força da vela. Graças ao progresso técnico, o comprimento de uma fibra não é mais limitado, então as fibras são:
Uma fibra, portanto, vai de um anexo da vela para outro anexo da vela.
Uma vela spinnaker só é mantida em três pontos:
A tela é então composta por três feixes de fibras que vão de um ponto de fixação da vela a outro:
A treliça torna-se muito mais complexa para velas em que a fixação não é mais um simples ponto, mas uma linha como, por exemplo, a guia (ou mastro) de uma vela principal bermudense, o chifre de uma vela de chifre ou a retranca.
Para manter as fibras no lugar, a cada cruzamento dos fios, os dois fios são ligados (com cola, por exemplo). Diz-se que a vela é orientada por fibra.
ScrimOs fios formam uma grade retangular. Para manter as fibras no lugar, a cada cruzamento dos fios, os dois fios são ligados (com cola, por exemplo). Todas essas fibras formam uma espécie de trama chamada tela.
FitaNeste caso, o fio é substituído por uma faixa. Duas larguras de tira podem ser usadas para fazer o tecido.
Um filme é uma camada fina de material extrudado de polímero. O filme é usado com materiais tecidos para formar teias laminadas.
PET é o filme mais utilizado. Por extrusão e reticulação sob tensão, um filme com propriedades biaxiais semicristalinas é obtido a partir do poliéster amorfo. Este filme de grande resistência à tensão, muito estável e transparente, muito bom isolante elétrico, é conhecido sob as marcas Mylar e Melinex.
O filme PEN é a versão com propriedades biaxiais da fibra PEN. Como a fibra PEN é mais forte do que a fibra PET, o filme PEN é mais forte do que o filme PET. No entanto, o filme PEN é pouco usado porque se deteriora mais rapidamente com o tempo do que o PET.
Surgiu uma nova técnica, ao invés de aplicar um filme por laminação, a vela é imersa em um banho de resina Teldar. Um filme de PVF ( poli (fluoreto de vinila) ) é então criado na secagem .
A partir da década de 1970 , os fabricantes de velas começaram a fabricar velas laminadas. As velas laminadas são velas feitas de um sanduíche de diferentes materiais sintéticos dispostos em várias camadas. O acúmulo de camadas de diferentes materiais permite acumular as vantagens de cada um.
Usando filmes PET ou PEN, o alongamento (elasticidade) da vela é consideravelmente reduzido. Da mesma forma, os fabricantes de velas foram capazes de orientar as fibras. ou seja, coloque uma tela. Camadas de tafetá também são inseridas, além de melhorar a fúria.
As velas laminadas podem ser classificadas em quatro categorias, dependendo das técnicas de fabricação utilizadas.
O filme é ensanduichado entre duas camadas de tecido às vezes chamadas de tafetá . O filme oferece maior resistência ao alongamento (deformação da vela) do que um tecido, os dois tecidos oferecem proteção ao filme, melhorando a resistência à abrasão e ao rasgo. As versões de alta tecnologia usam tecido Spectra ou tafetá Kevlar. Em desenvolvimentos recentes, fios de aramida foram incluídos no filme. Às vezes, uma única camada de tecido (ou tafetá) em vez de duas é usada para questões de custo ou leveza da vela.
Esse tipo de véu é um sanduíche de três camadas: um filme, uma tela e um filme. A tela é pressionada entre duas camadas de filme. Este método cria uma vela muito insensível ao alongamento (deformação plástica sob tensão), o que não é possível com um tecido. Um tecido se deforma com muita facilidade. Além disso, como a tela fica presa entre dois filmes, essa técnica reduz a quantidade de cola necessária para manter a tela. Em velas high-end, os fios de reforço podem ser protendidos durante a fase de montagem com os filmes, este método deve ser comparado ao concreto protendido (mais eficiente para o mesmo peso).
As desvantagens desta tecnologia são:
É a técnica madura mais sofisticada. A tela é feita de fio muito forte, mas esses fios geralmente são sensíveis aos raios ultravioleta. A tela é mantida em um filme, de fato protegida de ambos os lados dos raios ultravioleta por um filme. Os filmes são opacos tratados com UV para proteger a tela. Como os filmes são frágeis à abrasão, um tafetá é adicionado de cada lado para proteger a vela. Essa técnica combina as vantagens de cada material, mas tem um custo elevado.
A tela é cercada por uma camada de tecido sem que a tela seja envolvida por um filme. O problema é poder fazer a tela com um fio muito resistente, porque é difícil fazer coexistir dois fios diferentes, o da tela e o do tecido. Esta tecnologia ainda é muito recente, mas continua promissora.
Para melhorar a durabilidade da vela, é aconselhável reforçar os pontos de grande tensão, bem como os pontos de alto desgaste. Esses reforços deveriam ser colocados criteriosamente sem enrijecer muito a asa, o que mudaria seu perfil e, portanto, seu desempenho. O reforço mais comum é a adição de costuras, geralmente acompanhada por uma camada adicional de tecido de vela costurada à vela. No caso de um véu laminado, a montagem da camada adicional é mais delicada (costura quase excluída em velas 3D de alto desempenho).
Os reforços são claramente visíveis na vela: costura, ilhó, etc.
também visível nesta vela
Os reforços de canto são quase obrigatórios. Eles podem ser integrados na vela ou adicionados (tecidos de vela rígida possivelmente autoadesivos, ou em adesivo muito forte, adesivo reforçado, costurado). Tecido de vela colado e costurado resistirá melhor com o tempo do que o adesivo sozinho. A passagem dos lençóis e adriças é o ponto onde todos os esforços da vela são transmitidos ao cordame, portanto ao navio. O esforço é tanto que são utilizados materiais como o aço: ilhós (tipo loja de bricolagem).
Muito comum, pois é uma área com forte raiva. O melhor é um reforço de tecido de véu (ou filme), mas existem adesivos reforçados.
Raramente utilizado, pois sua instalação geralmente é acompanhada por uma deformação da vela. Eles estão disponíveis em adesivo reforçado com mylar ou Kevlar.
As ripas são reforços de vela bastante rígidos, permitindo por um lado um reforço e por outro a manutenção do perfil da vela. Eles são usados principalmente para manter a forma da queda. Muitos materiais são usados, sendo o mais comum o poliéster ou a fibra de vidro e a fibra de carbono para velas de corrida. Eles são removíveis ou integrados à vela.
Quando várias ripas fazem toda a borda, a vela é chamada de vela fullbatten.
Quando a vela não está inteira, é necessário ligar os diferentes elementos chamados larguras. Costura é o método usado para montar as larguras. Costurar velas é um campo em si.