PREMIO DESIGN NAUTICO 2017 – Progetto “NAUTILUS”

Progettisti:

Mario Russo

Mario Russo

Studente

Studente da sempre appassionato al mondo dell’arte e ad ogni sua manifestazione: pittura, scultura, musica, design, teatro, cinema, fumetto…

Si diletta a realizzare opere artistiche (illustrazioni, digital art, ceramica, fumetto, caricature) e di Design (arredamento, luxury, car design, food design,ecc…) utilizzando moderni software di grafica.

Vincitore di numerosi premi artistici nazionali e internazionali.

Relazione descrittiva.

Il Nautilus

Il Nautilus rappresenta lo stato dell’arte della progettazione nautica, perfetto connubio tra design e innovazione. Si tratta di un’imbarcazione dalle innumerevoli qualità che le conferiscono un elevato valore progettuale: robustezza unica, impermeabilità, stabilità, elevate prestazioni, ergonomia assoluta. Ideato per assolvere alle sue funzioni di trasporto di persone, ma anche adatto a svolgere le consuete attività portuali.

“L’ ISPIRAZIONE: il NAUTILUS, la spada degli oceani”

Il Nautilus è un immaginario sottomarino ideato nei romanzi Ventimila leghe sotto i mari (1870) e L’isola misteriosa (1874), frutto del mirabile ingegno visionario di Jules Verne, popolare scrittore francese anticipatore della moderna fantascienza. Deve il suo nome al sottomarino Nautilus di Robert Fulton.

Il Nautilus è progettato e comandato dal Capitano Nemo, ricco ex principe indiano e valente ingegnere. L’imbarcazione si compone di due scafi, uno esterno e uno interno, separati da compartimenti stagni, ed è in grado di raggiunge la velocità di 50 nodi. I suoi motori fanno uso di elettricità impiegando batterie di sodio-mercurio.

Il progetto si ispira a questa leggendaria imbarcazione dalle nobili virtù. Si è cercato di realizzare un natante innovativo ed ecosostenibile usando moderne tecnologie che prevedono l’uso di risorse rinnovabili. Il suo design accattivante riprende le forme del sottomarino descritto nei libri di Verne; infatti lo stesso Capitano Nemo afferma: “le sue linee sono sufficientemente allungate e la sua carena è molto affusolata, affinché l’acqua spostata scivoli facilmente e non opponga alcuna resistenza alla sua marcia”.

Il Nautilus è a manifestazione concreta di una leggenda che si impone come pioniere di una progettazione nautica innovativa.

“IL DESIGN”

Oggi, grazie all’ utilizzo di tecnologie cad-cam, e soprattutto grazie all’ esperienza progettuale, è possibile realizzare forme complesse e senza vincoli, ottenendo forme che prima potevano essere solo immaginate.

La pregevolezza del design funzionale è evidenziata dalla presenza di prese d’ aerazione ricavate ai lati dell’imbarcazione. Il tutto in proporzioni slanciate, sportive, e senza pericolosi spigoli. Lo stile, il gusto e la miglior tradizione nautica italiana la si può notare nelle linee d’acqua, negli interni, nei materiali e nelle finiture.

Viene offerto agli ospiti tutti gli elementi di comfort ritenuti indispensabili per un ottimo prodotto di design: non solo grandi capacità di stivaggio, ergonomia, qualità di tutte le superfici, ma anche grande autonomia energetica. Molto importanti sono anche gli elementi di comfort dinamico, vale a dire poco rumore, rollio e beccheggio, in porto, rada o navigazione.

“IL MATERIALE: L’ALLUMINIO”

L’alluminio è un materiale ecologico, riciclabile, leggero, insuperabile nella resistenza agli urti, inattaccabile alla ruggine o all’ osmosi , resistente alla corrosione in ambiente salino, tecnologico.

Questo materiale è sempre più usato, non sono nel naviglio maggiore, motovedette militari e patrol boats, ma è utilizzato con successo crescente nel diporto quando si richiede un mezzo di qualità elevata, durevole, dalle alte prestazioni.

Nello specifico è stato scelto alluminio marino 5083 H111 per le sue innumerevoli proprietà meccaniche quali robustezza e formabilità.

Per tutti coloro che possono permettersi maggiori spese è prevista una variante interamente in fibre di carbonio.

Lo scafo, coperta, strutture del fondo e paratie delle barche sarebbero costruite in sandwich di fibre di carbonio, unidirezionali e multiassiali, con anima in PVC espanso a densità differenziata – salvo alcune zone con laminazione “solida”. Tutte le fasi di costruzione verrebbero eseguite in matrice epossidica con tecnica del sottovuoto (vacuum-bag) e “post cura”.

Quest’ultima variante è conferirebbe un aspetto estremamente tecnologico e innovativo all’imbarcazione, incrementando il suo valore progettuale.

“LO SCAFO”

La carena è dotata di una deadrise estremamente elegante e funzionale: una V profonda, presenta volumi in entrata affusolati e comportamento wave-piercing, per privilegiare la stabilità e la bassa velocità minima di planata, che richiede poca potenza.

Il progetto della barca, dopo essere stato sviluppato al computer, viene trasmesso alla tagliatrice al plasma, ogni lamiera è divisa in un puzzle di singoli pezzi che andranno a unirsi tramite saldatrici speciali, specifiche per la lega scelta. Il risultato sono barche costruite artigianalmente con attenzione e precisione.

“LA ROBUSTEZZA”

La struttura dello scafo è interamente saldata, quindi non ci sono punti deboli . Tutto è unico, dalla struttura ad incastro dei longheroni e madieri, al fasciame di carena, fino al ponte o gli arredi interni.

La sezione trasversale garantisce la massima robustezza torsionale, mentre i longheroni principali costituiscono il non plus ultra quando si tratta di garantire una robustezza longitudinale ben oltre lo standard. La resistenza è garantita da spessori di 6 e 8 millimetri di alluminio marino 5083 H111, mentre un grigliato strutturale continuo e fitto la rendono estremamente forte e in grado di sopportare sollecitazioni oltre ogni limite.

Nonostante sia veramente difficile scalfire la spessa opera, poichè l’alluminio è materiale principe nella resistenza all’ abrasione, è realizzato in compartimenti stagni e oltre a ciò cela al suo interno riserve di galleggiamento in polistirene tagliato a caldo e incollato, in modo da rimanere a galla anche in caso di bruschi urti.

 “GLI INTERNI”

Gli interni sono eleganti, moderni e raffinati, oltre che assolutamente personalizzabili, sono progettati per offrire il miglior comfort ad un numero “giusto” di ospiti e sfruttano ogni possibile spazio per offrire la migliore abitabilità, praticità ed ergonomia.

Dal punto di vista costruttivo, gli interni sono ricavati in gran parte dagli elementi strutturali dello scafo, contribuendo così a una costruzione rigida e leggera.

Gli arredi, dal design lineare e contemporaneo, trasmettono un insospettabile senso di calore dovuto a un’attenta scelta dei materiali, dove le superfici si combinano con pregiate essenze e tessuti. Grande cura è posta in ogni dettaglio, che parte dalla selezione dei migliori materiali e termina con la finitura e il montaggio a bordo.

“UN PASSO VERSO IL FUTURO: il motore e nuovi materiali”

Un’imbarcazione del genere rappresenta un primo importante passo verso un mondo meno inquinato, in cui poter viaggiare con l’energia più pulita e rinnovabile.

Il fatto che la maggior parte delle imbarcazioni da lavoro impiegano grandi capacità di spinta a basse velocità per manovrare in spazi ristretti, comporta la necessità di installare motori con potenze molto superiori a quelle effettivamente necessarie, con gravi problemi di impatto ambientale: si produce inquinamento, sia in termini di idrocarburi incombusti (liberati in acqua e in aria) che di rumore, e viene generata un’onda elevata, responsabile dell’erosione degli argini e delle coste. Per contrastare queste problematiche è doveroso importare nella nautica idee innovative, dall’alto contenuto tecnologico ed ecologico.

Esempi di imbarcazioni eco-friendly già esistono: nel 2011 è stata presentata la HYBOAT, la prima imbarcazione ibrida italiana da trasporto secondo la nuova normativa 2006/87/CE.

Sull’esempio di questa meravigliosa iniziativa si è voluto creare un’imbarcazione ecosostenibile attraverso l’uso di motori a propulsione ibrida (diesel-elettrica), che riducono anche consumi.

La propulsione ibrida, per le sue doti di compatibilità con le regolamentazioni vigenti, caratterizzata da un ottimo compromesso costi-benefici e da un basso impatto ambientale. Per l’imbarcazione saranno adoperati propulsori azimutali elettrici (un motore azimutale è un motore che è in grado di ruotare l’elica attorno ad un asse verticale, attraverso una cerniera, in modo da orientare la spinta) installati a poppa che rendono possibili manovre come rotazioni sul posto di 360° e virate con raggi di curvatura praticamente nulli, che agli scafi tradizionali sono impossibili.

Questo tipo di propulsione non inquinante (brevettati da una società italiana, Econboard) è ecocompatibile in quanto ottimizza i consumi: il vantaggio è l’assenza di trasmissioni con coppie coniche e che comporta un bassissimo rischio di rottura. Inoltre i propulsori non necessitano di sistemi di raffreddamento, dunque può essere evitata l’installazione di sistemi che assorbono energia in più e che necessitano di manutenzione.

Siamo dinanzi ad un motore elettrico semplice, economico, leggero e robusto, capace di garantire risparmio anche nell’energia necessaria alla manovra; un ulteriore punto di forza per le imbarcazioni, ma anche la scelta ottimale per chi intende rimotorizzare im

barcazioni tradizionali. Oltre a ciò la struttura della carena offre una resistenza molto bassa all’avanzamento poiché minimizza la produzione di onde e, di conseguenza, porta ad un consumo minore di carburante e/o di energia elettrica. La bassa onda emessa è vantaggiosa per l’ambiente perché diminuisce il fenomeno dell’erosione degli argini e delle coste. Il progetto prevede il montaggio di un’aletta a prua, grazie alla quale l’assetto può essere controllato ed adattato ad ogni circostanza.

La filosofia dell’elettrico, permetterà la salvaguardia dell’ecosistema marino, senza tuttavia privarsi di alte prestazioni ed efficienza di un normale motore a benzina. Inoltre i motori elettrici sono meno rumoroso ed ingombranti dei rispettivi a diesel o benzina. C’è poi la possibilità della produzione di energia rinnovabile a bordo, installando i pannelli fotovoltaici collocabili sull’ampia prua.

Per quanto riguarda i materiali è possibile scegliere una variante costituita da polietilene multistrato completamente riciclabile che, attraverso la tecnologia dello stampaggio rotazionale, permette l’innovativa produzione di piccoli natanti da diporto. Sempre a livello strutturale è possibile sostituire la tradizionale vetroresina con il biocomposito in fibra di bamboo dal basso impatto ambientale.

Quando la passione per il mare incontra l’eccellenza del design e della tecnologia, nascono opere pregiate ed esclusive, equilibrio perfetto tra stile, comfort, prestazioni e funzionalità, capaci di offrire la massima qualità di navigazione e vita a bordo.

Scheda Progetto

“IL MATERIALE: L’ALLUMINIO”

L’alluminio è un materiale ecologico, riciclabile, leggero, insuperabile nella resistenza agli urti, inattaccabile alla ruggine o all’osmosi , resistente alla corrosione in ambiente salino, tecnologico.

Questo materiale è sempre più usato, non sono nel naviglio maggiore, motovedette militari e patrol-boats, ma è utilizzato con successo crescente nel diporto quando si richiede un mezzo di qualità elevata, durevole, dalle alte prestazioni.

Nel specifico è stato scelto alluminio marino 5083 H111 per le sue innumerevoli qualità che si adattano perfettamente agli scopi della progettazione nautica. L’alluminio consente di realizzare degli scafi che pesano circa la metà di un corrispondente manufatto di vetroresina. Il peso molto contenuto la rende ideale anche per essere abbinata a motori elettrici che notoriamente non sono prodighi di cavalli, così da poter navigare in totale sintonia con l’ambiente perché diminuiscono le emissioni inquinanti.

Una corretta progettazione della carena e della distribuzione dei pesi, ma soprattutto una corretta potenza del motore permettono di navigare in tutta sicurezza e con consumi decisamente inferiori. La ricerca sui materiali permette oggi di ottenere leghe sempre più adattabili alle diverse necessità e passi da gigante su questo fronte sono stati fatti soprattutto nel settore aereonautico e navale che hanno entrambi una precisa priorità: l’affidabilità.

Questo particolare tipo di alluminio è in grado di proteggersi autonomamente in ambiente marino dalla corrosione: ossidandosi questa lega crea una patina molto sottile e resistente che funge da protezione, dando la possibilità di evitare la verniciature del natante..

L’impianto elettrico della barca è messo in negativo sullo scafo e quindi si adottano i classici zinchi a poppa mentre l’antivegetativa viene scelta priva di metalli. Il successo delle barche in alluminio nei mari europei è ancora sconosciuto, forse perché oggi si dà grande importanza anche all’estetica di un progetto. Con l’ausilio delle moderne tecnologie si riesce a dare alle imbarcazioni una forma “plastica”, rendendo anche l’alluminio piacevole alla vista. Le barche di alluminio sono praticamente eterne: questo materiale presenta una resistenza all’urto fino a sette volte maggiore al legno multistrato e di tre volte superiore alla vetroresina.

Il materiale è assolutamente insensibile ai raggi ultravioletti e se si sceglie di lasciare lo scafo al naturale, provvede a proteggersi da solo. Se si ha il desiderio di voler cambiare colore tutti gli anni, stendere le pellicole adesive su superfici tendenzialmente piatte è facile e di grande effetto estetico. Infine l’alluminio è un materiale totalmente riciclabile: dopo qualche decennio di utilizzo si può riportare il natante a livello di materia prima, pronta per un altro utilizzo.

CARATTERISTICHE TECNICHE

Saldabilità

  • TIG/MIG: eccellente
  • Filo di apporto: AA 5183 / AA 5356
  • Per resistenza: eccellente

Trattamenti superficiali

  • Anodizzazione tecnica: eccellente

Lavorabilità

  • Buona

Resistenza alla corrosione

  • Ottima in ambiente marino

Composizione chimica

Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti+Zr
max max max 0.40 4.0 0.05 max max
0.4 0.4 0.10 1.00 4.9 0.25 0.25 0.15

Proprietà fisiche (stato T651, valori indicativi)

  • Peso specifico: 2.66 g/cm3
  • Modulo di elasticità: 71000 MPa
  • Conducibilità termica: 105-120 W/m•K
  • Conducibilità elettrica (T=20°C): 15-17 MS/m
  • Coefficiente di dilatazione termica lineare: (20°-100°C): 23.8·10-6 K-1

PROPRIETA’ MECCANICHE

Valori indicativi (stato T651 / norma EN 485-2)

Spessore (da…a) [mm] Rm [MPa] Rp0,2 [MPa] A50 [%]
7.9 – 12.5 mm 270 – 345 115 16
12.5 – 50 mm 270 – 345 115 15

 

Valori meccanici tipici per differenti spessori

Stato Fisico H111

Spessore (da…a) [mm] Rm [MPa] Rp0,2 [MPa] A50 [%] HB
7.9 – 60 mm 295 150 23 77

 

Per tutti coloro che possono permettersi maggiori spese è prevista una variante interamente in fibre di carbonio. Lo scafo, coperta, strutture del fondo e parati della barca sarebbe costruita in sandwich di fibre di carbonio, unidirezionali e multiassiali, con anima in PVC espanso a densità differenziata – salvo alcune zone con laminazione “solida”. Tutte le fasi di costruzione verrebbero eseguite in matrice epossidica con tecnica del sottovuoto (vacuum-bag) e “post cura”. Quest’ultima variante è conferirebbe un aspetto estremamente tecnologico e innovativo all’imbarcazione, incrementando il suo valore progettuale.

“LO SCAFO”

La carena è dotata di una deadrise estremamente elegante e funzionale: una V profonda, presenta volumi in entrata affusolati e comportamento wave-piercing, per privilegiare la stabilità e la bassa velocità minima di planata, che richiede poca potenza. Il progetto della barca, dopo essere stato sviluppato al computer, viene trasmesso alla tagliatrice al plasma, ogni lamiera è divisa in un puzzle di singoli pezzi che andranno a unirsi tramite saldatrici speciali, specifiche per la lega scelta. Il risultato sono barche costruite artigianalmente con attenzione e precisione. Sull’esempio dell’azienda Inoxsail si suggerisce di costruire scafi con un sandwich di lamiere in lega dall’alluminio sottili accoppiate ad un core strutturale, lavorato a controllo numerico che consente:

  • L’aumento dell’inerzia della sezione resistente che riduce drasticamente lo spessore delle lamiere e garantisce la creazione di barche leggere come quelle in vetroresina.
  • La prevenzione le deformazioni plastiche e le ammaccature.

Il risultato sono natanti:

  • riciclabili al 100%: lo scafo composto da sandwich di lamiere consente un riciclo totale e semplicissimo, con tecnologia economica e ampiamente acquisita. Questo potrà risolvere all’origine il problema del fine vita, smaltimento e riciclaggio del natante.
  • strutturalmente sicure: l’alluminio si deforma conservando quasi intatte le proprietà meccaniche invece di spezzarsi come i materiali fragili (vetro e carbonio) e l’assenza di punti di giunzione tra materiali diversi elimina la criticità della costruzione tradizionale.
  • strutturalmente omogenee e isotrope: anche in caso di sforzi imprevisti il materiale sviluppa le proprie caratteristiche in ogni direzione, eliminando le avarie determinate da sforzi in direzioni non previste in fase di laminazione.
  • durevoli: leghe speciali d’alluminio, sono materiali che non richiedono manutenzione e più durevoli in ambiente marino dei compositi tradizionali
  • veloci: linee d’acqua di moderna concezione, elevato raddrizzamento, leggerezza, attrezzatura di coperta progettata per consentire il massimo delle regolazioni e la massima efficienza in manovra.

I serbatoi acqua e gasolio, posizionati nella zona centrale della barca a livello dei paramezzali e dei madieri, sono strutturali e integrati allo scafo.

Ogni compartimento è dotato di mastra e portello imbullonato per ispezione e pulizia.

La chiglia è realizzata con centine e fasciame in lega leggera ed è collegata strutturalmente ai madieri ed ai paramezzali. Il loro compito è di generare una spinta verso l’alto, deflettendo il flusso verso il basso: in altri termini generare portanza, contribuendo alla riduzione dell’area di contatto tra la carena e l’acqua che garantisce il risparmio di energia e carburante.

Sono previsti anche pattini (poco visibili per l’estetica) che, oltre a sostentare le carene, innalzano l’intera imbarcazione, provvedono al compito non secondario di far staccare il flusso d’acqua dal fondo della barca. Se ben progettati i pattini aumentano le prestazioni, ma anche la tenuta di mare e la stabilità trasversale.

“LA ROBUSTEZZA”

La struttura dello scafo è interamente saldata, quindi non ci sono punti deboli . Tutto è unico, dalla struttura ad incastro dei longheroni e madieri, al fasciame di carena, fino al ponte o gli arredi interni.

La sezione trasversale ad anello chiuso garantisce la massima robustezza torsionale, mentre i longheroni principali costituiscono il non plus ultra quando si tratta di garantire una robustezza longitudinale ben oltre lo standard.

La resistenza è garantita da spessori di 6 e 8 millimetri di alluminio marino 5083 H111, mentre un grigliato strutturale continuo e fitto la rende estremamente forte e in grado di sopportare sollecitazioni oltre ogni limite.

Nonostante sia veramente difficile scalfire la spessa opera, poichè l’alluminio è materiale principe nella resistenza all’ abrasione, è realizzato con compartimenti stagno che celano al loro interno riserve di galleggiamento in polistirene tagliato a caldo e incollato, in modo da rimanere a galla anche in caso di bruschi urti.

“PROGETTISTI”

Le maggiori imprese italiane che realizzano imbarcazioni in alluminio sono : l’ AKEDESIGN e la MILESI GROUP SRL, solo per citarne alcuni. Mentre per gli interessati alla nuova generazione di imbarcazioni interamente in fibra di carbonio, può optare per la casa italiana MYLIUS YACHTS, che unisce alle proprie opere funzionalità ed estetica nel pieno stile italiano e incline ad un ottimo modello di Design.

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