Barche in vetroresina e barche in sandwich

Barche in vetroresina e in resina epossica - Come sono fatte

Informazioni a cura del cantiere nautico Stefano Salvo

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Piccola guida sui materiali e sulle tecniche di costruzione delle imbarcazioni in vetroresina e in resina epossidica.

Le barche in vetroresina.

Per capire prima dell'acquisto di un imbarcazione cosa si sta effettivamente comprando, e se il prezzo è congruo, bisognerebbe anzitutto capire di quali materiali essa si compone e come viene realizzata. Oggi si abusa in alcuni depliant di barche di cantieri più o meno noti del termine "composito", come se evocasse chissà quale tecnologia che possa far impallidire gli sprovveduti che hanno dei cantieri artigianali e che lavorano la vetroresina in modo tradizionale.

Beh, chiunque unisca la resina, che sia poliestere, vinilestere o epossidica e la accoppi alla fibra di vetro, sia esso mat, tessuto o qualsiasi altra forma di filato, crea un materiale composito, cioè la vetroresina stessa!!

Quindi dall'unione di due materiali (o anche più) diversi si ottiene un materiale con caratteristiche particolari che non sono la mera somma di quelle dei suoi singoli costituenti. Il composito utilizza le resine come matrice o legante per il rinforzo che è costituito dalle fibre di vetro (o di carbonio o di aramidico). E così si scopre che pure le imbarcazioni in ferrocemento sono fatte in materiale composito (matrice=cemento e rinforzo=acciaio)!

Quindi in un depliant basta scrivere che le barche sono in materiali compositi, aggiungiamoci un pò dove capita del carbonio e magari buttiamoci dentro un pò di aramidico, anzi di Kevlar (marchio brevettato che fa più scena), ed ecco che avete comprato non una barca normale ma una di quelle imbarcazioni da esperti di nuove tecnologie. Ma sarà vero?

Le barche in vetroresina piena.

Gli scafi delle barche in vetroresina si possono costruire con il sistema tradizionale, mediante stratificazione manuale piena ottenuta con vari strati di rinforzo (tessuti in fibra di vetro, roving, mat, etc) legati dalla vetroresina, solitamente poliestere o vinilestere, in più strati e inglobando i vari rinforzi (longheroni o traverse) dello scafo in maniera tale da raggiungere gli spessori e la robustezza desiderata.

Questo tipo di lavorazione, eseguita a regola d'arte da personale esperto, utilizzando buoni materiali ed i dovuti accorgimenti, e magari adoperando negli strati esterni della resina isoftalica, garantisce degli ottimi risultati e le barche possono non avere alcun problema per anni o anche per decenni.

Diverso è il discorso per gli scafi delle barche che presentano difetti di lavorazione, che possono essere causati da errori dell'operatore oppure da condizioni climatiche non corrette, o anche da materiali scadenti. Ognuna di queste cattive lavorazioni o difetti dei materiali inevitabilmente porterà nel tempo a problemi anche molto gravi, come osmosi, scollamenti o delaminazioni localizzate o diffuse.

La lavorazione delle barche in vetroresina piena pur se correttamente eseguita ha un peso elevato rispetto ad altri tipi di lavorazione che ora analizzeremo.

Le barche in sandwich

Un sistema utilizzato per alleggerire alcune strutture delle barche in vetroresina, chiamato sandwich, consiste nell'interporre tra due strati sottili di vetroresina, dette "pelli", un materiale leggero e resistente alla compressione, detto core o anima, in maniera tale da distanziare le pelli stesse, aumentare la resistenza a flessione del sandwich e ridurre la quantità di resina e fibre di rinforzo nella barca.

I materiali d'anima sono di varia natura, i più leggeri sono quelli a nido d'ape, con ridottissima superficie e con grandi spazi vuoti; vi sono anche la schiume di materiale plastico di vario tipo, a cellule chiuse o aperte, o anche materiali estrusi termoplastici di diverso tipo.

Utilizzando le schiume o i materiali plastici estrusi, solitamente materiali a basso costo, ad eccezione di alcune lavorazioni particolari ad alta pressione in ambienti controllati, bisogna tener conto del fatto che questi materiali hanno una scarsissima resistenza meccanica. Per questo motivo le lavorazioni di incollaggio delle pelli di vetroresina devono essere effettuate con cura ed attenzione, solitamente mediante adesivi strutturali e con rispetto di parametri di temperatura ed umidità specifici; pena lo scollamento quasi certo delle pelli, le quali assorbono la quasi totalità delle sollecitazioni cui sono sottoposti gli scafi delle barche.

Tra i materiali a nido d'ape ci sono quelli in alluminio e quelli aramidici che assommano alla leggerezza della struttura anche quella intrinseca del materiale stesso. Si tratta di materiali altamente tecnologici, che hanno bisogno di lavorazioni molto complesse e che necessitano di controlli dei parametri rigorosi, ma che, se le lavorazioni sono ben eseguite, consentono la creazione di barche con caratteristiche di leggerezza eccellenti.

Purtroppo però, una imperfetta lavorazione di questi materiali, porta a problemi dello scafo a dir poco drammatici, con interventi di ripristino molto costosi e difficili. A ciò bisogna aggiungere che per quanto i materiali d'anima fin qui citati siano leggeri o tecnologici, in caso di urto concentrato e localizzato, il materiale non oppone nessuna resistenza e si fora facilmente. Inoltre questi materiali hanno il difetto di non permettere il praticamente il montaggio di nessun accessorio, senza rischiare la filatura o la rottura delle pelli in vetroresina, ed è per questo che si una rinforzare queste zone con del compensato.

Le barche in sandwich di vetroresina a matrice epossidica, con core in superlamellare.

Un altro materiale utilizzabile come core nella costruzione delle barche è il lamellare o superlamellare di mogano, cioè un multistrato omologato per uso marino che, pur avendo un peso decisamente superiore ai materiali superalleggeriti o alle schiume, ed un costo più elevato, presenta degli indubbi vantaggi.

Innanzitutto è un materiale strutturale e resistentissimo; a parità di peso è fino a tre volte più resistente dell'acciaio, ed è formato da molti strati di legno sottilissimo incollati con colle ad alta tenacità e resistenti alla bollitura per oltre un ora; è un materiale composito. Può resistere da solo ai carichi e alle sollecitazioni a cui sono sottoposte le strutture delle imbarcazioni, è resistente ai carichi di taglio e di compressione, in caso di scollamento delle pelli, evento comunque quasi impossibile.

Il sistema è molto leggero in confronto alla vetroresina piena, pertanto, a parità di resistenza, nelle barche in sandwich di lamellare e vetroresina a matrice epossidica vi è un risparmio di peso di almeno il 20 o 30% rispetto alla vetroresina piena.

Ovviamente, poiché nessun materiale è perfetto, presenta l'inconveniente che può essere incollato e protetto esclusivamente a mezzo di resina epossidica, in quanto l'utilizzo di resine poliesteri o vinilesteri porterebbe in breve tempo allo scollamento della vetroresina, dovuto alla permeabilità di queste resine all'acqua, con conseguente impregnazione del lamellare.

Utilizzando invece la resina epossidica, da sola o rinforzata con fibra di vetro, si ottiene un incollaggio praticamente perfetto, grazie alla compatibilità dei materiali e alla grande forza di adesione della matrice. Ovviamente devono essere rispettati i parametri di temperatura e umidità cui necessita la lavorazione, senza bisogno di attrezzature o lavorazioni particolarmente avanzate.

Allo stesso tempo, data proprio la capacità dell'epossidica di integrarsi perfettamente col multistrato, laminando completamente gli scafi si ottengono delle barche realmente monolitiche con una coesione della matrice-rinforzo-anima eccezionale. L'assorbimento di acqua e il ritiro della resina epossidica è praticamente nullo e permette alle imbarcazioni realizzate con tale tecnologia di essere soggette ad una manutenzione pari a quella delle barche in vetroresina classica.

A questo punto verrebbe da chiedersi come mai tutti non costruiscano le barche con tale metodo: la risposta è molto semplice. Innanzitutto il lamellare e il superlamellare sono materiali molto costosi, difficilmente curvabili e, soprattutto, è impossibile farlo automaticamente tramite macchinari. La mano d'opera incide pertanto in maniera importante, e non vi è la convenienza economica per una produzione che non sia in serie molto limitata.

Non è possibile inserire il legno in uno stampo e farvelo aderire, ma bisogna forzarlo in maniera graduale e lenta su una intelaiatura, e una volta incollato, procedere alla posa e incollaggio dei rinforzi in vetroresina; ciò comporta fasi di lavoro molto lunghe.

Detto questo, ciò che ci si può aspettare da una barca in sandwich di lamellare-vetroresina epossidica è un comportamento perfettamente prevedibile, assenza di scollamenti e delaminazioni anche in caso di forte urto. Ovviamente oltre il limite di rottura c'è il cedimento di qualsiasi struttura, ma la semplicità di riparazione ed il perfetto reintegro della continuità strutturale mediante reincollaggio e rilaminazione con epoxy, depone sicuramente a favore di quest'ultima tecnologia costruttiva.

Non è nostra intenzione asserire che il metodo di costruzione in sandwich di epoxy-vetro-superlamellare sia il migliore in assoluto, ma lo scopo di questa "guida all'acquisto di una barca" è far riflettere gli acquirenti che desiderino acquistare delle imbarcazioni in vetroresina sulla necessità di conoscere le tecniche costruttive ed i materiali che compongono le barche.

Far sì in sostanza che possano valutare non solo il lato estetico di una barca, assolutamente soggettivo, ma pure l'importanza di una corretta informazione, considerato che ci si appresta a spendere cifre importanti, domandare al cantiere o al venditore che cosa si sta comprando di preciso è un Vostro sacrosanto diritto.