Progetto Ulisse

Premessa

L'area di progetto è una attività didattica interdisciplinare ricavata dal monte ore annuo delle lezioni di tutte le discipline, è realizzata durante l'intero corso di studi e si riferisce a diversi aspetti: conoscitivo, tecnologico, economico, ecc..

In un Istituto Tecnico Industriale, come il nostro, l’area di progetto non si presta a molte interpretazioni; si tratta di progettare un oggetto, una macchina, un impianto o qualsiasi altra cosa connessa con il mondo della tecnica. Il tema da affrontare deve essere coinvolgente per la maggior parte degli studenti e data l’utenza di un corso serale, potrebbe anche essere realizzato.

Nel corso degli anni scolastici trascorsi, sono stati sviluppati molti progetti; quelli più apprezzati e coinvolgenti per gli studenti, sono stati quelli che hanno visto la realizzazione di quanto progettato. Alle volte si è cercata la collaborazione, mai rifiutata, di ditte esterne, sia per particolari lavorazioni che per la fornitura di materiale. Così hanno visto la luce delle vere e proprie macchine (avvitatore pneumatico automatizzato, aerogeneratore, spaccalegna oleodinamico, ed altre realizzazioni minori).

Da alcuni anni, gruppi di studenti si sono alternati allo studio di imbarcazioni a vela, argomento affascinante e coinvolgente, del quale vengono illustrate sinteticamente le principali tappe.

anno scolastico 2002-2003

Nell’anno scolastico 2002-2003 un gruppo di studenti si pose l’obbiettivo di progettare una imbarcazione a vela, pur non avendo esperienza in questo settore, e di realizzare il modello dello scafo in materiale composito (vetroresina).

Il tema per quanto complesso fu affrontato per gradi. Si iniziò con una serie di visite ad aziende del settore nautico come i cantieri Moretti di Erbusco, Archetti di Montisola, Lievi di Gargnano costruttore sia di scafi che di attrezzature di coperta.

Numerose altre informazioni furono reperite da manuali, riviste, giornali specializzati, testi di progettazione e ricerche su Internet.

La prima scoperta fatta durante queste ricerche, fu che le industrie nautiche nella nostra provincia sono numerose, note sia a livello nazionale che a livello mondiale. Anche l’indotto, specialmente dell’industria meccanica è molto sviluppato.

Molte delle conoscenze teoriche,necessarie per sviluppare questo progetto, sono state approfondite: la statica delle imbarcazioni, i materiali compositi, le leghe leggere, il legno e la sua tecnologia, i profili alari, il disegno di superfici complesse, il design, l’economia del settore nautico, la legislazione, la sicurezza, la navigazione, lo sport, ecc.. ecc…

Ci volle l’intero anno scolastico per individuare e apprendere un CAD che consentisse il disegno di superfici complesse come quelle di una scafo a vela e si deve dire che tale sforzo diede al progetto un notevole slancio. Oggi, tutti gli allievi meccanici del corso serale conoscono almeno un CAD tridimensionale.

 

anno scolastico 2003-2004

Durante questo periodo vennero potenziate le conoscenze apprese, si definirono le caratteristiche del prodotto e dal disegno eseguito con CAD tridimensionale si ricavarono i disegni esecutivi per costruire uno stampo in scala 1:10 dal quale vennero prodotti due modelli in vetroresina per le prove di stabilità e di galleggiamento. Queste vennero eseguite nel nostro laboratorio di macchine a fluido.

Ciò dimostrò la correttezza dei calcoli eseguiti sul modello : dislocamento, posizione del centro di spinta e del baricentro e esatta posizione della linea d’acqua, stabilità laterale, ecc..

anno scolastico 2004-2005

Tutto il materiale prodotto, fu trasmesso ad un gruppo di lavoro della classe 5° che sulla base di tutto questo, realizzò un nuovo progetto di imbarcazione, questa volta supportato nelle scelte da uno studio di progettazione di barche a vela.

Utilizzando il CAM e la fresatrice a controllo numerico, in dotazione alla scuola, si realizzò il modello progettato. Questo lavoro consentì la costruzione dello scafo in modo molto più rapido e preciso di quello prodotto l’anno precedente.

I vantaggi furono notevoli; le superfici ottenute si prestarono a riflessioni sia di carattere tecnico che estetico. Il gruppo di lavoro, si propose, dopo attente valutazioni, di modificare alcune parti in particolare la coperta e di ridurre le dimensioni dell’imbarcazione lasciando il compito di completare le modifiche decise, agli studenti dell’anno successivo.

anno scolastico 2005-2006

In questo anno scolastico la 3° B, continua il lavoro lasciato dalla quinta e trovandosi davanti tre anni di tempo mette a punto un programma ambizioso.

Sviluppa in tempi rapidi un nuovo progetto di barca a vela le cui caratteristiche principali sono riassunte nella scheda alla pagina seguente denominata REQUISITI DI BASE DEL PRODOTTO.

All’interno della scheda si prevede anche la possibilità di dotare l’imbarcazione di motore elettrico a batterie ricaricate da pannelli fotovoltaici e generatore sia eolico che con elica ad immersione. Un gruppo di studenti stà portando avanti anche questo progetto.

Il preciso intento della classe che lavora compatta su questo progetto è di realizzare la barca all’interno dell’istituto.

Nella primavera scorsa, per l’approfondimento dei temi trattati, è stato organizzato un viaggio di istruzione nelle isole Eolie. Gli studenti divisi su due barche a vela hanno navigato per tre giorni nell’arcipelago prendendo dimestichezza con andature, cartine nautiche e navigatori satellitari. Si vede sopra la fotografia di una delle barche in navigazione.

REQUISITI DI BASE DEL PRODOTTO.

Descrizione del prodotto	Imbarcazione a vela da diporto
Caratteristiche generali
Lunghezza fuori tutto	7,50 m
Larghezza	2,50 m
Dislocamento	1.100 – 1.200 Kg
Superficie velica	35-40 mq
Pescaggio	1.50 max
Motore ausiliario	Elettrico a batteria
Serbatoio carburante	No
Materiali	Scafo e coperta in legno e composito Albero in alluminio Tiranterie e attrezzatura di coperta in acciaio inossidabile arredamento in legno ( panche e tavolo ) Vele: Intreccio di fibra di vetro-carbonio-kevlar
Deriva	Fissa
Impiego	Mare
Categoria del prodotto	30.000,00 - 40.00,00 euro
Equipaggio	Max 4 persone
Acqua potabile	150 l
Impianto elettrico	Si
Impianto idraulico per doccia	Si
Sistema di ricarica batterie	Rete elettrica, generatore eolico, pannello fotovoltaico, elica ad immersione
Sicurezza	Predisposizione inaffondabilità
Qualificazione del prodotto
Numero di prototipi per prove	1
Prove	Verifica al galleggiamento Verifica dislocamento Test idrodinamici
Finiture	Scafo blu e bianco , coperta bianca
Verifiche	Dimensionali, di finitura, funzionali

Data approvazione 20/05/2006

Il rappresentante 1 Il rappresentante 2 Gli insegnanti

Nuciforo Gaetano

Bogna Andrea Pasquali Marco Campesi Giuseppe

Anche in questo anno scolastico il lavoro prosegue e non sono mancate le visite di approfondimento, la prima al salone nautico di Genova e la seconda agli stabilimenti BELLOTTI che producono compensati per la nautica.

Di seguito si descrive sinteticamente il lavoro svolto.

lo scafo

Partendo dai requisiti di base del prodotto e dallo studio delle linee portanti dello scafo : sezione longitudinale, sezione trasversale, pianta della coperta e sezione alla linea di galleggiamento, dopo un tenace lavoro di successive modifiche e verifiche si è ottenuto un primo notevole risultato visibile nelle due figure.

Mediante CAM e fresa a controllo, di questo scafo è stato realizzato dagli studenti un modello in legno presso la nostra officina macchine utensili.

Dalle superfici che delimitano lo scafo e la coperta si sono determinate mediante sezioni successive le ordinate che compongono lo scheletro. Queste montate virtualmente hanno dato luogo al disegno dello “scheletro” visibile nelle due figure che seguono.

 

metodo di costruzione

Le ordinate e tutti i componenti dello scheletro, che compaiono nelle due figure precedenti, verranno tagliate da fogli di compensato strutturale, mediante una macchina a controllo numerico presso la ditta “Castellini” e portati in istituto per essere montati.

I “percorsi” per il taglio sono già stati generati mediante un CAM fornito dalla ditta costruttrice delle macchine di taglio e utilizzati dagli studenti.

In questo lavoro viene saltata la fase di tracciatura manuale tradizionale e non vengono prodotte le tavole del piano di costruzione dal quale ricavare i punti di tracciamento, che venivano eseguiti a mano anche per piccole imbarcazioni.

All’interno della scuola il gruppo di lavoro si limiterà a montare i pezzi e ad incollarli con apposite resine. Il lavoro di montaggio richiede molta precisione, pertanto verrà studiato un telaio di supporto dello scheletro (il peso è molto contenuto circa 100 Kg) che diventa il telaio portante. Questo verrà rivestito con fasciame di legno di piccolo spessore con funzione di supporto al materiale composito ( vetroresina).

La vetroresina sarà stesa in più strati fino ad uno spessore di 5 mm incollati fra loro con resina epossidica. Con questo spessore il rivestimento in vetroresina, diventa strutturale, il fasciame rimane annegato e diventa parte integrante della struttura.

Il risultato è uno scafo estremamente rigido e omogeneo nella sua struttura e resistente sotto ogni punto di vista.

Completato il rivestimento dello scafo la barca viene girata e appoggiata su un invaso di supporto per proseguire con la costruzione della coperta, sempre in legno con completamento strutturale in vetroresina.

Questo tipo di costruzione, consente un risparmio enorme e viene utilizzato per le barche in piccola serie o per prototipi. Nelle fotografie è rappresentata la costruzione di una barca presso un cantiere visitato, utilizzando questo metodo.

Nelle fotografie è evidente che è tutta la costruzione, fatta di madieri, di ordinate e di correnti, oltre che ovviamente di paratie, a costituire un telaio strutturale che, in realtà, è parte integrale dello scafo stesso, in quanto costruito con lo stesso materiale e nello stesso tempo.

All’esterno si procede poi al fissaggio delle deriva e del timone e delle attrezzature di coperta.

Nella nostra imbarcazione i mobili non vengono realizzati, sono previsti quattro posti letto , due dei quali si trasformano in panche e un tavolino posto centralmente.

Attualmente si lavora alla progettazione dell’albero, del boma, delle carrucole e dei tiranti necessari alla stabilità dell’albero.

Contemporaneamente è stato messo in produzione il timone con il meccanismo di supporto.

Sono state contattate aziende come la Bellotti e la Castellini che hanno apprezzato il progetto e sono interessate alla fornitura di materiale, di lavorazioni e di consulenza per il montaggio e l’incollaggio. Per quanto riguarda l’acquisto di altri materiali necessari per la realizzazione, gli insegnanti che propongono il progetto, sono disponibili alla ricerca di sponsorizzazioni che peraltro sono già state offerte.

Si ritiene possibile la realizzazione del progetto e si chiede pertanto la possibilità di realizzarlo all’interno dell’istituto.

Gli insegnanti

Nuciforo Gaetano

Campesi Giuseppe