Série Projeto: Superfície Desenvolvível, Uma Questão de Custo

A superfície desenvolvível (Developable surfaces) é um conceito muito importante para vários tipos de embarcações e tem um impacto significativo no preço final do produto. Neste artigo vamos explicar os motivos pelos quais isso acontece.
Uma superfície desenvolvível é uma superfície que pode ser formada por uma chapa, sem esticar enrugar, rasgar ou vincar. Podemos entender rapidamente esse conceito por meio de um rápido experimento. Pegue uma folha de papel e tente formar um cilindro. Agora tente formar um cone. Fácil, não é?

Cone e Cilindro (fonte: Cassio Neres)
Cone e Cilindro (fonte: Cassio Neres)

Agora com esta mesma folha, tente formar uma esfera (ou bola). Perceba que você terá que amassar o papel para conseguir essa forma. Você acabou de experimentar na pratica o conceito que estamos descrevendo. O cilindro e o cone são superfícies desenvolvíveis. Já a esfera, não.

Mas como isso interfere no custo final da embarcação? Um projeto que use superfícies desenvolvíveis permite cobrir grandes áreas de uma vez. Ou seja, facilita muito a construção e logo diminui consideravelmente o custo. Veja como isso acontece no exemplo deste rebocador de 93 pés e cerca de 150 toneladas construído com chapas de aço:

Washburn & Doughty, Maine, EUA
Washburn & Doughty, Maine, EUA

E este não é um benefício apenas para grandes embarcações, este veleiro de 22 pés projetado para ser construído em compensado naval, segue a mesma lógica.

Esta abordagem é muito útil para a construção com qualquer tipo de chapa. Seja compensado, alumínio, aço ou outros materiais com espuma (divinycell por exemplo) ou mesmo plástico.

Veja este outro exemplo, das embarcações produzidas pela DGS Defense no Rio de Janeiro. Eles utilizam uma chapa de plástico especial bastante resistente (compósito termoplástico industrial de alto desempenho, também usado em coletes à prova de bala) e que usa um processo de solda próprio:

DGS Defense
DGS Defense

Alguns materiais permitem certa deformação sem perder suas propriedades, logo você pode ter alguma liberdade para formar superfícies que sejam ligeiramente não desenvolvíveis. Esses limites fazem muita diferença e geralmente são definidos pela experiência do construtor ou projetista, com base na experimentação ao longo dos anos.

Mas então, qual a limitação das superfícies desenvolvíveis? Claramente há uma restrição na forma. Você não terá muita liberdade e terá que lidar com o desafio de conseguir criar uma superfície que satisfaça tanto os requisitos de superfície desenvolvível, quanto os requisitos de forma do casco que irão influenciar na navegação. Além disso, uma superfície desenvolvível não é necessariamente carenada. (veja o artigo sobre carenagem aqui)

No exemplo abaixo a parte frontal do fundo do barco é formando por um cone, logo essa superfície é desenvolvível. Já as laterais claramente não são desenvolveis. Neste caso, o aspecto estético foi colocado acima da facilidade de construção.

Casco desenvolvível (fonte: Cassio Neres)
Casco desenvolvível (fonte: Cassio Neres)

E os barcos de fibra? Beneficiam-se de superfícies desenvolvíveis? Normalmente não, ou muito pouco. Isso se dá pelo fato da necessidade de construção de um molde, que por si só já demanda um investimento inicial alto. O custo adicional de se construir um molde mais complexo acaba se diluindo uma vez que vários barcos serão produzidos com o mesmo molde. Além disso, as quinas (ou chines) que são necessários para um casco com superfícies desenvolvíveis se tornam um ponto de atenção em um molde para fibra de vidro. Cada quina ou vinco dificulta a acomodação das fibras e exigem uma atenção extra.

Neste outro caso, de um barco de praticagem de 38 pés para construção em alumínio, imprimimos um modelo 3D e os painéis em uma folha de papel para fazer uma verificação inicial do potencial das superfícies para serem desenvolvíeis, além da análise que já havia sido feita no software 3D.

Modelo 3D e “chapas de papel” moldadas ao fundo e costado (fonte: Cassio Neres)
Modelo 3D de “chapas de papel” moldadas no fundo e no costado (fonte: Cassio Neres)

O uso de softwares 3D (iremos explorar o procedimento para criação das superfícies desenvolvíveis nos softwares mais utilizados em futuros artigos) ajuda muito na construção desse tipo de superfície, mas há sempre um julgamento a ser feito. Matematicamente, a partir deum software, uma superfície é ou não é desenvolvível, mas na prática isso não se dá de forma tão exata. Cabe ao projetista avaliar os limites, além de todas as questões estruturais, de construção, navegação e estética. É uma arte. Infelizmente (ou felizmente!) os computadores ainda não chegaram lá.

Sobre o Autor  


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 Cassio Neres

É projetista de embarcações formado pela The Landing School em Maine, EUA, onde atualmente leciona e projeta. Praticante de surf e kitesurfing sempre amou o mar. Em 2015, após mais de 10 anos como co-fundador e diretor de uma empresa na área de TI, decidiu iniciar um movimento de transição em que pudesse combinar essa paixão com suas habilidades em matemática, solução de problemas, desenho e arte. Acredita no potencial náutico do Brasil e deseja contribuir para que as pessoas possam desfrutar de uma relação mais próxima com o mar. Seu portfólio pode ser acessado em http://cassions.wixsite.com/portfolio

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Quais os softwares mais utilizados por projetistas de embarcações?