Uma das ferramentas mais interessantes que eu tenho utilizado é o software de modelação de fluxo (flow model), que determina com precisão suíça o local e o tempo correto que a resina vai entrar no laminado e a quantidade ideal de fibra e resina para cada tipo de barco. Para utilizar o software, é necessário gerar as curvas de permeabilidade de cada parte do barco, o que é feito através de um teste simples colocando resina de um lado de uma placa plana e medindo a velocidade do escoamento. Depois de um certo tempo você acaba tendo um grande banco de dados com uma infinidade de padrões de laminação e ai tudo fica mais fácil.

Outro ponto importante é a quantidade de pressão. Uma coisa é a pressão medida na bomba de vácuo; outra é a pressão real dentro do laminado, e essa diferença pode significar um desastre completo. Sugiro sempre utilizar um medidor de ultrassom para procurar pequenos vazamentos, que juntos acabam inviabilizando qualquer infusão. Se a pressão inicial não for de 720mm/Hg e a queda em 5 minutos for menor que 50mm/Hg, a chance de falha será considerável.

Por fim, não é qualquer resina que seve para infusão. Mesmo entre as resinas de infusão, existe grande variação de viscosidade, molhabilidade e cura. Procure uma resina que tenha comprovado sucesso e mantenha-se nos padrões de catalisação que o fabricante recomenda. 

O pensamento popular (e incorreto) é que uma resina com mais tempo de geltime é melhor porque dá tempo de preencher os espaços da fibra. Mas, ao contrário, ela acaba gerando uma matriz sub-curada que ao invés de ficar rígida vira um plástico maleável, e aí todo mundo já sabe qual vai ser o resultado.

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Mas isto não vem ao caso, pelo menos agora. Vamos supor que você seja o gerente de laminação de um estaleiro. O problema é que quando você não tem um parâmetro para dar para seus funcionários para quanto gastar de resina em um determinado laminado então você pode rezar, acender uma vela e colocar um copo d’agua sobre sua mesa. Não que eu acredite em nada disto, mas, tem gente que só pode acreditar, pois não vai mudar em nada

O consumo de resina vai subir assim como o tempo de laminação e o custo do barco. Um laminado de dificuldade média consome 2 kg de resina por m2. Imagina se o seu barco consumir muito mais, devido a falta de meta e do desperdício que a laminação manual tem intrínseca no processo.

Durante os últimos meses fiquei tão envolvido em experiências com laminação de barcos e eu não tenho mais dúvidas que só poucos gerentes, ou mesmo donos de estaleiros, culpam o custo da matéria prima mas não veem o desperdício em sua produção.

O que mais me incomoda é saber: como ninguém pensou nisto antes? Bem, também não é assim. Muito fabricante de barcos nos USA e Europa estão transformando toda a linha de fabricação para sistemas mais “experts” como a laminação por infusão, onde você consegue medir com muito mais clareza o consumo e custo.

Então, por que ainda estamos laminando em um sistema de desperdício? Acho que o problema é cultural. Daqueles “time que está ganhando não se mexe”. Não sei não, mas todos os laminadores que eu tenho treinado, e que foram acostumados com o sistema tradicional, de balde, rolo e aquela #$%^%$ toda, não querem saber de outro tipo de trabalho. 

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Na laminação do casco 5 cm de ovelap entre as camadas são suficientes para “amarrar” as camadas, mas eu entendo que trabalhando em um casco com metas de produção estabelecidas fica difícil você ficar medindo overlaps. Por isto mesmo este aumento de peso varia entre fabricantes de 5% a 10%. Muito fabricante tem entre 10-20 cm de overlaps entre camadas na colagem de reforços. 

No processo de infusão a vácuo é mais fácil medir os overlaps, ou sobreposições, porque tudo ainda esta seco, mas quando você começa a laminar junto com maquina despejando resina sobre o laminado então os overlaps crescem. E mais ainda, a rugosidade dos laminados aumentam. Colocar fibra de vidro seca com uma máquina molhando em seguida necessita de treinamento. 

Mas o que quer dizer isto??  É simples: Não dá tempo de esticar os tecidos. Então fica muita resina presa entre as tramas, o que aumenta o consumo de resina ao extremo.

Em recente pesquisa em um estaleiro grande, o desperdício de resina decorrente do aumento de sobreposições e enrugamento dos tecidos pode chegar a 22% em peso e custo!

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Normalmente, para embarcações de passageiros se limita o valor da aceleração vertical a aproximadamente 10 m/s² (1 g), entretanto, na prática é possível navegar rápido e em condições aceitáveis com aproximadamente 3 g de aceleração vertical.  Valores maiores somente sob condições de resgate ou ações militares. Barcos deste tipo são dimensionados para velocidades superiores a 50 knots e capazes de navegar com acelerações verticais de mais de 60 m/s² (6 g).

Existe uma lista de vantagens que podem ser enumeradas quando se reduz o peso na estrutura de um barco, porém o mais importante é que este efeito é acumulativo. No caso de um veleiro mais leve, ele requer menos área vélica para navegar do que um barco semelhante mais pesado. Como resultado da economia de peso, pode se utilizar uma mastreação menos robusta e transferir menos carga para os equipamentos de convés, o que possibilitará o uso de ferragens menores e mais leves. Da mesma forma, o diâmetro dos cabos de manobra agora também será menor e, conseqüentemente, terá menos peso.  Com uma tensão global menor é possível também reduzir a quantidade de laminados do barco e diminuir ainda mais o peso final. Como resultado indireto, a utilização de equipamentos menores e mais leves, e reduções de peso na estrutura, o custo de fabricação do barco será menor. 

É lógico que isso se aplica também a barcos a motor, principalmente aqueles de maior porte, onde a idéia de supermotorizar um casco tornou-se obsessiva para muitos proprietários, que ainda insistem em colocar tudo a bordo e pensar que apenas um motor mais possante, mais pesado e com maior consumo, o fará navegar mais rápido.  Na maioria dos casos, isto não é verdade.  Construir um barco leve, com menos motorização, menos volume de tanques e quantidade de combustível é a melhor solução para quem deseja ter uma embarcação rápida e com um bom padrão de navegação. 

Embora o peso final de um barco pronto para sair do cais seja importante, não é somente isto que interessa ao construtor.  A posição de cada peso na estrutura é tão crítica quanto o peso total, pois isto irá modificar substancialmente tanto o trim longitudinal do casco quanto a sua condição de cortar as ondas. Qualquer barco, seja a vela ou a motor, irá caturrar quando estiver navegando em ondas e a energia absorvida pelo caturro é energia perdida que deveria estar movendo o barco.  Para reduzir o caturro, o peso da estrutura deve ser concentrado o mais próximo possível do centro de gravidade do barco e as extremidades da embarcação mantidas o mais leve possível.

O projeto ideal de um estaleiro seria aquele que tentasse sempre reduzir o peso estrutural na proa e na popa, concentrando o peso no centro da embarcação. O proprietário de um barco, entretanto, deve estar atento ao peso não estrutural, como por exemplo, a decoração do interior e peso excessivo de acomodações, além de outros itens que somam uma parte significante do peso total e que devem ser mantidos fora das extremidades.  A atitude de alguns estaleiros em realmente não se preocuparem com esse aspecto, alegando com toda convicção que há uma distribuição natural de pesos na popa, devido aos motores, e na proa devido ao layout de cabines, banheiros e tanques, é simplista.  

O mesmo conceito e preocupação descrita anteriormente sobre a posição longitudinal de pesos deve ser aplicada também a distribuição vertical. Em um veleiro, o peso da mastreação e quilha estão distantes do centro de gravidade vertical, o que, queira ou não, irá afetar no movimento de caturro.  Na prática, isso significa que iates com mastros, velas e ferragens mais leves terão uma amplitude menor desse movimento quando comparado a outros barcos em que não tenham prestado atenção a esses detalhes, e irão cortar as ondas com mais facilidade e perder menos aceleração.  Em barcos a motor o peso da superestrutura, flybrigde, targa e equipamentos no topo dos mastros também irão contribuir para uma navegação mais desconfortável. 

Hoje em dia existe um apelo generalizado por parte dos projetistas e construtores em usar laminados mais leves utilizando fibras de kevlar e de carbono de modo a produzir embarcações mais eficientes em termos de velocidade e consumo de combustível, entretanto barcos mais simples, utilizados para uso em águas abrigadas ou represas, podem também conseguir economia de peso satisfatória otimizando os laminados e estrutura em fibra de vidro. 

Para o construtor experiente é sempre mais fácil reduzir o peso em um projeto convencional, onde com um pouco de criatividade e engenharia a performance de um barco pode melhorar consideravelmente.  Em barcos maiores e mais sofisticados, o uso de materiais mais leves e a utilização de uma técnica de construção que possibilite o aumento de resistência com redução de peso, é a chave para criar uma dieta de pesos progressiva em um bom projeto.

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Então percebi que durante os últimos tempos, tenho recebido varias mensagens e e-mails me pedindo para escrever mais matérias onde eu descreva com mais simplicidade os segredos da construção de barcos. Curioso é que eu pensei que o meu primeiro livro tinha sido sobre a parte básica e que qualquer pessoa poderia construir um barco a partir dele. Depois eu escrevi mais 4 livros, mas as pessoas ainda continuam relutantes de suas próprias capacidades.

Costumo dizer que a informação está escrita, mas você deve arriscar e tentar. Se você começar as respostas vão aparecer. Posso garantir a todos que os maiores construtores de barcos de hoje começaram desta forma. 

Então me lembrei de um filme que vi há muitos anos atrás. “O Campo dos Sonhos”. Esta é a história de um homem que tem a coragem (e o apoio necessário) para correr atrás de um sonho.  Ray Kinsella (Kevin Costner) é um homem simples. Casado com uma mulher compreensiva e pai de uma bela filhinha, Ray parece ter uma vida perfeita, com uma pequena fazenda no interior e uma plantação de milho.

Certo dia, porém, enquanto trabalha no milharal, Ray ouve uma voz que lhe diz: ‘Se você construir, ele virá.’. Logo em seguida, ele tem uma breve visão de um campo de baseball. Para ele, é o que basta: Ray resolve derrubar parte de sua plantação para construir o tal campo. Em sua concepção, quando o campo estiver pronto, o grande ‘Shoeless Joe’,mito do baseball que ja faleceu, irá aparecer para jogar uma partida. Loucura? Pode ser, mas com o apoio da esposa, é o que Ray faz.   

E, de fato, o próprio ‘Joe Sem Sapatos’aparece. Porém, a Voz ainda tem algo a dizer: ‘Alivie sua dor.’, diz ela. Sem compreender direito o significado desta frase, Ray, um sonhador comovente e obstinado vai descobrir que para ele, nada é muito e tudo é pouco. Ele tem um objetivo e é o que basta

Talvez eu tenha me identificado tanto com o personagem de Ray Kinsella graças a uma ‘peculiaridade’ semelhante à trama: já destruí muita coisa para construir barcos.  Campo dos Sonhos: é um filme sobre pessoas que tem seus objetivos. O campo de baseball construído para o filme ainda existe hoje, e é visitado por centenas de pessoas que buscam, ali, algo que nem mesmo elas compreendem. Esta é a magia do filme. E esta magia é capaz de tocar qualquer um. O filme me tocou profundamente. E não só na primeira vez em que o assisti: desde então, já vi Campo dos Sonhos cerca de 10 vezes, e em todas às vezes cheguei ao final do filme chorando. Curioso, não?

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Decisões medíocres levam a uma lenta, mas real perda de competitividade, em uma empresa de fabricação de barcos.  Veja à nossa volta os exemplos. O negócio de construção de barcos tem mais estaleiros oferencedo produtos do que consumidores. Alguns devem ser eliminados.  

As condições geopolíticas na Europa, Ásia e USA, aliados a outros fatores sociais e econômicos, acabaram se tornando um pano de fundo nos últimos eventos prognosticar as dificuldades dos fabricantes de barcos.  O crescimento do mercado americano vai ser ou não confirmado em alguns dias se o pais se recuperar.  

Mas quantos perderão seus negócios? 

Uma das maiores preocupações deste mercado é saber como dimensionar os negócios (vendas e mao de obra) para enfrentar os desafios de uma atividade onde existe mais fabricantes do que clientes.  O quadro é bem diferente daquele em 1990, onde na 188th street em Miami, existia um estaleiro ao lado do outro e a cada semana abria um novo. Mas ninguém se importava pois havia muito mais clientes que fabricantes de barcos.  O faturamento era bom para todo mundo. 

Embora o risco de qualquer negócio em um mundo globalizado seja difícil de prever ele pode ser minimizado. Nenhum bom estrategista pode prever tudo o que vai acontecer agora e nos anos seguintes. Quase nenhum risco estrutural pode ser evitado. Em uma análise de riscos existem alguns que são previsíveis e passiveis de serem evitados ou mesmo reduzidos, mas outros são inevitáveis. O maior problema de riscos imprevistos é que eles vão drenando e consumindo os recursos de reação de uma empresa. Eles diminuem a vitalidade de competir e mesmo se preservar em um negócio.

Qualquer que seja hoje o negócio, e particularmente o de construção de barcos, que envolvem fibras de vidro, fibras de carbono, resinas poliéster e resinas epoxy, as pessoas encarregadas do gerenciamento vão precisar de uma visão holística do mundo e da sua interconectividade de riscos.  O holismo, segundo Aristóteles, e sua metafisica, enfatiza que qualquer sistema não pode ser explicado somente pela soma de seus componentes. O sistema também determina como se comportam as partes. Desta forma o todo é maior do que a simples some das suas partes. 

Pequenas empresas, ou uma série de pequenas empresas, podem começar a operar em um mercado global, com baixo custo, e oferecer riscos para grandes corporações da noite para o dia. Não existe segurança para isto. Em uma análise de riscos não se discute mais se este evento vai acontecer, mas sim quando ele vai acontecer. A maioria do perfil de risco no mundo dos negócios tem mudado rapidamente. 

Também, os negócios de hoje, não estão somente fundamentados nos riscos estáticos. Aqueles basicamente previsíveis e que sabemos que existe chance de acontecer. Mas também em uma dinâmica de eventos que podem mudar rapidamente o rumo de um negócio, aquisição ou fusão.  A história está cheia de casos de empresas sadias que em poucos meses falharam e vão desaparecer, e vao ser eliminadas. 

Hoje para uma empresa sobreviver requer que o gerenciamento dela mantenha o negócio a frente dos competidores, com um gerenciamento proativo de riscos de como incorporar mais resistência e resiliência em vários níveis gerenciais do negócio. 

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Muitos fabricantes, entretanto, não tem uma ideia de quanto tempo é necessário para se laminar um casco ou um convés de um barco. Mesmo que seja pequeno. Na maioria das vezes eles deixam a decisão para os próprios laminadores e encarregados, mas isto vira uma caixa preta para se dimensionar o tempo eficiente de produção, assim como o custo de mão de obra.

Por incrível que pareça, o rendimento de um laminador é muito baixo dentro do sistema de produção de uma fábrica. Em geral, a média de produtividade para laminação manual é de 2 quilos por hora trabalhada. Levando em conta que um operário trabalha 8 horas por dia, então ele vai conseguir laminar somente 16 quilos. Para pecas maiores, às vezes utilizando o sistema de infusão, este valor pode chegar a 4 quilos por hora. Mas quando se copta o total entre pecas grandes e pecas mais complicadas como longarinas, tampas ou convés, este número cai consideravelmente.

Então, como exemplo, um casco de um barco com 600 kgs. de peso entre fibra e resina vai consumir 200 horas de trabalho. Utilizando uma equipe com 5 laminadores vão ser necessários 5 dias de trabalho para se iniciar e desmoldar um casco de um barco de 25-30 pés.

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Em geral a produtividade de um laminador é baixa porque o processo de laminação utilizado até hoje nas fabricas de barco depende da habilidade da mão de obra que se tem disponível, porém mapear o tempo de cada etapa de construção é a primeira providencia para entender onde se pode aumentar a produtividade sem penalizar a qualidade. 

A preparação externa da laminação é um destes pontos onde se pode ganhar tempo de fabricação e reduzir o tempo de cura do laminado no molde. Dentro deste escopo o pré corte das fibras e das espumas de PVC tem um papel importante na redução do tempo total de laminação. Pré-cortar todas as fibras no comprimento e largura corretos fora do molde acelera tremendamente o tempo de laminação. As peças/rolos de fibra devem ser numeradas e identificadas para serem depositadas no molde sem ter que parar para pensar. O laminador deve decidir se a colocação longitudinal ou transversal das fibras é mais eficiente e mais rápida. 

Da mesma forma a utilização de kits pré-cortados de material sandwich é de grande importância para a otimização do processo. Muitos fornecedores oferecem as peças já cortadas e numeradas como se fossem um grande quebra-cabeças. O material de vácuo, caso o casco seja feito por infusão, também deve estar com os comprimentos e larguras definidos antes de se pensar em levar estes materiais para dentro do molde.

Infelizmente muitos laminadores tentam improvisar na hora soluções que já deveriam ser mapeadas anteriormente e não entendem que só improvisa certo quem já fez bem feito um milhão de vezes!

O post Otimizando a Produtividade apareceu primeiro em Manual de Construção de Barcos.

E até hoje se utiliza essa técnica. O que sinceramente, não tem nada de errado além da “sujeira” que uma laminação secundária faz no laminado do casco ja pronto. 

É bem difícil que um laminador utilize resina nestes locais sem deixar vestígios de falta de limpeza. O trabalho com fibra de vidro e resina poliéster é assim, sempre muito “sujo”, deixando vestígios por onde se lamina. São poucos os construtores que tem capacidade de trabalhar com estes materiais e deixar as superficies limpas. 

Há um bom tempo, comecei a utilizar uma técnica que vêm sendo aprimorada desde então: Utilizar massa de resina epoxy para colar tais elementos estruturais sem necessidade da laminação. 

Depois de muitos testes de resistência e fadiga, descobrimos que esta técnica é mais confiável e rápida do que utilizar a laminação secundária com tapes de fibra de vidro. Além de ser muito mais limpa.

Atualmente, já existem adesivos próprios para isto. Um dos que comercializamos por exemplo, é utilizado em 100% das colagens de estruturas em pás de energia eólica. Pás de 50 a 80 metros de comprimento, sem a necessidade de laminação. 

Até porque, a geometria da pá não permite o acesso para a operação. 

Não dá para entrar na pá e laminar. Então, as longarinas e os bordos de fuga e ataque são colados com o adesivo (AR345). 

O procedimento é simples: O construtor deve aplicar o adesivo (que é bem “firme” e não escorre). Depois de acomodar a antepara ou longarina, fazer um filete com uma espátula para acertar a superfície.

O método é rápido e o resultado apresenta grande resistência e durabilidade.

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Com este tipo antigo de trama sempre ficava um excesso de resina alojado nestes espaços da trama das fibras o que aumentava a quantidade de resina necessária para não somente impregnar os filamentos dos tecidos mais para preencher estes vazios da trama e que acarretava também uma redução de resistência a tração e flexão.

Com o aparecimento dos tecidos unidirecionais este problema terminou porque construtores começaram a laminar os tecidos nas direções que realmente eram imprescindíveis e a quantidade de resina aplicada era somente aquele necessária para deixar o filamento impregnado.

Mais tarde, estas fibras unidirecionais começaram a ser tracionadas para diminuir ainda mais a quantidade de resina nos espaços vazios da trama. 

Com isso, a quantidade de resina utilizada nas laminações diminuiu significativamente, enquanto a resistência dos laminados unidirecionais produzidos aumentou em 40%.

O post Otimizando a Quantidade de Fibras apareceu primeiro em Manual de Construção de Barcos.

Dependendo do tipo de superfície, seja ela plana ou curva, o construtor poderá utilizar algumas técnicas para pressionar a espuma contra a camada externa do laminado que deve  estar 100% curada. Provavelmente o uso de pressão através de uma bolsa de vácuo é a maneira mais segura de garantir uma linha de colagem perfeita e durável.

Alguns construtores utilizam adesivos a base de poliéster e o mais famoso é o Corebond 700UHV que tem baixa densidade (35% menor que a resina poliéster) e promove uma colagem perfeita em qualquer tipo de geometria da superfície. 

O adesivo é fabricado com microesferas ocas e pode ser aplicado com espátulas. Normalmente para placas planas 1.2mm são suficientes mas para placas com cortes quadriculados serão necessários 2.0 kgs dependendo da espessura da espuma.

O adesivo Corebond 700UHV deve ser catalisado com Mekp na proporção de 1.5% para um tempo de trabalho de 45 minutos. Depois de aplicado e colocada a espuma deve ser aplicado vácuo a uma pressão máxima de 0.6 atm. 

O post Adesivos Para Colagem de Núcleo Sandwich apareceu primeiro em Manual de Construção de Barcos.

Lembrando que a resistência a tração e flexão são diretamente proporcionais à quantidade de resina. Então, um laminado com excesso de resina tem propriedades mecânicas baixas. Porém, quando o laminado fica “seco” demais, tem a tendência a desenvolver baixa resistência a compressão e ao cisalhamento. Fica frágil na mesma proporção, mas com modos de falha completamente diferentes.

Assim alguns laminadores mais experientes tendem a utilizar espátulas para compactar as fibras. Certamente esta técnica vem da fabricação de pranchas de surf, onde não existe muito espaço para reduzir a quantidade de resina que o laminado precisa, e geralmente utilizando tecidos de baixa gramatura (80-120 g/m2). 

Fibras de carbono, principalmente as unidirecionais são também normalmente laminadas com o auxílio de espátulas plásticas ou de borracha. Esta técnica permite que as fibras sejam impregnadas na direção longitudinal dos filamentos aumentando o teor de fibras e criando uma compactação mais efetiva. 

Então: Qual o método que você utiliza? 

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