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l parte terza 

Caratteristiche del “vero” gommone in sei punti:

 

1)      Utilizzo strutturale dell’aria in pressione contenuta in elementi pneumatici tubolari

2)      Murate di altezza e peso limitati, quindi baricentro complessivo molto basso

3)      Tubolari “bagnati”, sia in dislocamento che durante l’impatto sull’onda

4)      Tubolari liberi di deformarsi e di muoversi oscillando intorno alla linea di incollaggio con la carena, che diventa in questo modo a geometria varabile

5)      Forma planimetrica ad “U” con specchio di poppa avanzato rispetto all’estrema poppa, caratterizzata dalle estremità sporgenti dei tubolari

6)      Prospetto longitudinale generalmente a cavallino concavo, con qualche rara concessione ad un suo rovesciamento nella parte prodiera specialmente in scafi di notevole dimensione

 

Equilibrio di un corpo immerso

Archimede, col suo noto principio, ci dice che un corpo immerso in un fluido, riceve una spinta dal basso verso l'alto di intensità pari al peso del volume di liquido spostato; il peso del liquido spostato in caso di un corpo galleggiante come quello delle imbarcazioni, è pari al peso del corpo stesso (dislocamento).

Il problema dell’equilibrio di un corpo immerso, quindi di uno scafo, nasce dal fatto che le due forze in gioco, peso del corpo e spinta di galleggiamento, non sono applicate nello stesso punto; la prima, il peso, è applicato al baricentro del corpo “G”, la seconda, la spinta di galleggiamento, in un punto definito centro di spinta che si trova sempre sulla verticale del cosiddetto centro di carena “B” (per carena si intende la parte immersa di uno scafo). Il corpo trova un equilibrio quando baricentro “G” e centro di carena “B” sono allineati sulla verticale. (fig. 1)

Due sono le cause che possono cambiare questa condizione di equilibrio: uno spostamento di peso (di baricentro) oppure uno spostamento del centro di spinta, che deriva dal cambiamento della forma della sezione immersa dovuto ad uno sbandamento causato, ad esempio, dal moto ondoso o dal vento. (fig 2 – 3 - 4)

In pratica succede che se durante queste variazioni il baricentro si trova esterno (dalla parte dello sbandamento) rispetto al centro di carena, lo scafo si rovescia trovando un’altra posizione di equilibrio diversa da quella iniziale e sicuramente meno gradita; se invece, come normalmente avviene in uno scafo correttamente progettato, il centro di carena in caso di sbandamento si trova esterno rispetto al baricentro, l’equilibrio è stabile, nel senso che le due forze “lavorano” per trovare di nuovo un allineamento verticale; questo allineamento tornerà ad essere uguale a quello iniziale se lo sbandamento è dovuto ad una causa temporanea (onda o raffica di vento), oppure potrà trovare una nuova posizione in caso di spostamento di peso permanente o di azione costante del vento su vele o sovrastrutture.

Non è questa la sede né vi è interesse a trattare anche i casi di equilibrio indifferente, di corpi neutri o totalmente immersi, e di tutti gli altri argomenti correlati che non siano propedeutici alla corretta lettura del nostro articolo.

  

 

La stabilità

 

Parlare di stabilità senza tirare in ballo formule, grafici e grandezze fisiche adatte allo scopo non è semplice e comporta il rischio di esporre un argomento, che di per se richiederebbe un certo rigore scientifico, in modo inesatto o nella migliore delle ipotesi incompleto. La mia formazione tecnica mi porterebbe a snocciolare una serie di formule con le quali definire l’argomento in modo rigoroso e più comprensibile agli addetti ai lavori, ma mi rendo conto che per coloro che hanno sviluppato, in modo non del tutto ingiustificato, l’idiosincrasia per le relazioni matematiche anche la sola visione delle stesse li porterebbe a girare pagina senza pietà; quindi cercherò di andarci leggero, riportando le grandezze indispensabili nelle figure a margine del testo, cercando di sviluppare il discorso dal punto di vista per quanto possibile intuitivo. Proviamo: cosa si intende per stabilità di un natante? La risposta non è così banale come potrebbe apparire; cosa si direbbe di uno scafo che ha un rollio violento e quale sarebbe il giudizio su un’altro che oscillasse dolcemente? Prima di rispondere frettolosamente vi do la definizione corretta del termine stabilità: un natante è tanto più stabile quanto maggiore  è la sua tendenza a ritornare rapidamente nella posizione iniziale (piano di galleggiamento di progetto) dopo che una causa esterna ne avesse determinato l’allontanamento. In base alla definizione data diventa chiaro che lo scafo dal rollio più “duro” è anche più stabile, rispetto a quello che oscilla mollemente. In questa sede ci occuperemo di stabilità trasversale, responsabile appunto dell’entità del “rollio” dell’imbarcazione, visto che normalmente tale caratteristica è molto più critica rispetto a quella longitudinale da cui dipende il “beccheggio”.

Discuteremo solo di stabilità iniziale (metacentrica... ops...) per piccoli angoli di sbandamento, diciamo 10°, massimo 15°, in quanto la trattazione della stabilità ad angoli maggiori è argomento che interessa più il progettista navale che il lettore di una rivista specializzata. Sull’effetto che ha la velocità dell’imbarcazione sulla stabilità discuteremo in un prossimo articolo dedicato alla tenuta di mare.

E interessante invece, in questa sede distinguere fra stabilità di forma e di peso.

Stabilità di forma: Più una sezione immersa, a parità di area, è distribuita in larghezza, più darà luogo ad un comportamento stabile (caso estremo quello del catamarano);  è evidente che questo comportamento dipende solo dalla geometria della sezione per cui prende appunto il nome di stabilità di forma.

Stabilità di peso: Esaminando attentamente le figure 2-3-4 si può osservare come ad un baricentro più basso corrisponde un braccio della coppia raddrizzante (quando ci vuole ci vuole) più favorevole e viceversa, quindi baricentro basso significa maggiore stabilità (caso estremo quello di barche appositamente zavorrate per essere non capovolgibili). Essendo questa qualità dipendente dalla distribuzione dei pesi prende comunemente il nome di stabilità di peso.

Anche in questo caso non ci lasceremo prendere la mano dai mille esempi e casi possibili in quanto la sintesi riportata dovrebbe essere sufficiente ad affrontare l’argomento centrale dell’articolo.

 

Non tutti i gommoni vengono progettati secondo canoni prestabiliti, ammesso che questi esistano o siano univocamente definiti e riconosciuti. Cercherò di illustrare in alcuni articoli, il mio punto di vista, enunciando innanzitutto quali sono, secondo me, le caratteristiche che deve avere il “vero” gommone nella sua moderna accezione di battello gonfiabile semirigido. In questa terza parte mostrerò l’influenza di queste caratteristiche su una delle qualità più apprezzate del gommone, la stabilità, cercando di introdurre questo argomento fondamentale nel modo più intuitivo e discorsivo possibile.

 

La notevole stabilità iniziale del gommone

Prima di affrontare la lettura di queste righe è opportuno, per chi non fosse ferrato sull’argomento, dare una scorsa ai riquadri su equilibrio e stabilità dei corpi immersi ed alle figure complete di didascalie esplicative; questi strumenti dovrebbero, nel loro complesso, fornire le nozioni minime sufficienti ad una corretta comprensione di quanto vado ad esporre. Per non girare inutilmente intorno all’argomento comincio subito con una affermazione che considero incontestabile: sia che dipenda dalla tipica forma della sezione (fig. 4) che dal fatto di avere il baricentro in genere più basso, a parità di larghezza al galleggiamento un gommone è più stabile di una barca rigida; questo fatto oltre che intuitivo è confermato dall’esperienza quotidiana ed è, al bisogno, dimostrabile con formule e grafici; ne consegue che scrivere un articolo dedicato a comprovare o enfatizzare questo fatto non avrebbe gran senso e quindi non lo farò. Quello che invece mi preme sottolineare è che questo vantaggio è tanto più accentuato quanto più il nostro gommone sia progettato e costruito in ossequio a quelle caratteristiche che ho elencato in apertura e che costituiscono il filo conduttore di questa serie di appuntamenti.

 

Stabilità di forma del gommone

La maggiore stabilità di forma del gommone dipende essenzialmente dalle caratteristiche 1) – 3) – 5). Per la caratteristica al punto 1), ovvero la costruzione delle murate a sezione circolare, le considerazioni sono ovvie, la particolare forma della sezione implica il fatto di avere aree di galleggiamento concentrate alle estremità della stessa, con forma vagamente trimarana, il che comporta come si vede in figura 4 lo spostamento molto marcato del centro di carena quando il gommone tende ad inclinarsi da un lato; l’effetto è oltretutto accentuato dal fatto che per sua natura la geometria circolare, immergendosi per effetto dello sbandamento, determina contemporaneamente un aumento della larghezza al galleggiamento sul lato dello sbandamento; in pratica il gommone, sbandando, aumenta la sua larghezza quindi in modo progressivo anche la stabilità. La caratteristica al punto 3), ovvero quella di avere i tubolari sempre “bagnati”, quando non venga adottata, costituisce uno dei più frequenti e grossolani errori di progettazione; infatti, basta osservare il comportamento all’ormeggio di un gommone coi tubolari sollevati dall’acqua: o si adagia su uno dei due tubolari oppure oscilla mollemente fra le due posizioni di equilibrio possibili; in pratica si tratta di gommoni privi della stabilità iniziale che dovrebbero avere in rapporto alla larghezza e che assumeranno un comportamento simile a quello di una barca rigida, oltretutto più stretta; se il difetto è accentuato il gommone non riuscirà a bagnare sufficientemente i tubolari neanche in planata, assumendo in casi limite ma che si osservano non di rado, assetti irrimediabilmente inclinati o su un lato o sull’altro nonostante l’effetto di per se equilibratore delle pressioni dovute alla planata. La caratteristica al punto 5, che prevede la sporgenza rispetto allo specchio di poppa dei tubolari, sulla stabilità trasversale ha un’influenza positiva, generando un effetto “catamarano” in prossimità del motore, dove il gommone, specie se di dimensioni modeste, è più pesante e “seduto” sull’acqua; i tubolari sporgenti diventano ancora più determinanti e costituiscono un vantaggio notevole rispetto alla barca, nei confronti della stabilità longitudinale, contribuendo non solo alla riduzione drastica del beccheggio, ma anche al mantenimento di un assetto longitudinale corretto in navigazione, specie in un mezzo come il gommone, che in particolare nelle misure più piccole, ha un baricentro abbastanza spostato verso poppa.

Stabilità di peso nel gommone

La maggiore stabilità di peso del gommone dipende essenzialmente dalle caratteristiche 1) – 2) – 6). Andando a rileggere le definizioni si vede come queste determinano il fatto di avere un baricentro più basso rispetto ad una barca rigida paragonabile, sia per la particolare forma geometrica che per la leggerezza dei materiali usati per le strutture più alte che si riducono, in pratica alle murate e alla consolle di guida. Tutto ciò che è pesante nel gommone ben progettato, ed in particolare la carena con gli elementi strutturali  interni, si trova in basso. Battelli semirigidi con un eccessivo impiego di sovrastrutture in vetroresina, quasi sempre inutili, non solo hanno un baricentro più alto, ma probabilmente non soddisfano il punto 4) che prevede la possibilità di muoversi dei tubolari rispetto alla struttura in vetroresina.

Stabilità e durezza eccessive?

Se per la maggior parte delle persone che soffrono il mare formato il comportamento abbastanza duro del gommone può essere la soluzione dei loro problemi, in certi casi un’eccessiva stabilità iniziale, quindi un comportamento che da duro diventi violento, potrebbe, pur con i vantaggi connessi, arrecare un certo disturbo e diminuzione di confort; in navigazione veloce con mare formato addirittura l’eccessiva stabilità iniziale può dar luogo a comportamenti poco piacevoli e addirittura pericolosi. Più uno scafo ha un comportamento duro più sarà difficile mantenere, con mare molto mosso, specie al traverso, il piano di galleggiamento e di coperta orizzontali. Anche se in questo appuntamento non stiamo parlando del problema relativo all’impatto sull’onda, per quanto riguarda il gommone, questo aspetto è strettamente legato alle reazioni dinamiche legate al rollio. Tali forze di impatto, strettamente connesse alla durezza di comportamento derivante dalla notevole stabilità iniziale, vengono notevolmente stemperate ed addolcite se il gommone è dotato della caratteristica al punto 4) ovvero quella di avere l’accoppiamento dei tubolari alla struttura in vetroresina realizzato in modo tale da consentire l’oscillazione degli stessi rispetto alla carena. Questo effetto positivo, che nel caso di impatto sull’onda, si traduce in una dissipazione di parte dell’energia associata all’urto, è tanto più accentuato quanto più il tubolare è libero di oscillare e tanto più violento risulta il rollio. Purtroppo ormai, per le ragioni alle quali ho già accennato negli articoli precedenti, è raro vedere nuovi progetti di gommone che prevedano tale accorgimento, che è invece fondamentale per conferire a tale mezzo nautico nel suo complesso quella caratteristica di avere la carena a geometria variabile che come accennato ha anche l’influenza positiva sull’impatto con le onde; ma questo è un argomento che approfondiremo in un prossimo appuntamento. Detto per inciso, un sistema per accentuare questo comportamento positivo del gommone è quello di non gonfiare eccessivamente i tubolari.

 

Veri gommoni o ...

In conclusione, ancora una volta si può osservare come un battello semirigido non progettato e costruito secondo i canoni perda alcune delle peculiarità più importanti; se non ha i tubolari bagnati, se questi non si possono muovere rispetto alla struttura in vetroresina, se è appesantito da inutili sovrastrutture che ne alzano il baricentro, tanto varrebbe allora considerarlo come una barca col tubolare intorno... ma il discorso è molto delicato e lo affronteremo in un prossimo pezzo. Esiste infatti una zona grigia costituita da mezzi nautici ibridi, a volte progettati consapevolmente come tali, altre come gommoni malriusciti. Nel progettare un mezzo ibrido bisogna stare molto attenti a produrre un’idea complessiva che contenga il più possibile i vantaggi di entrambe le tipologie e non dia, invece, come risultato un mezzo nautico che ne assomma difetti.