La tela para velas abarca una amplia variedad de materiales que abarcan desde fibras naturales, como lino , cáñamo o algodón en varias formas de lona para velas , hasta fibras sintéticas , que incluyen nailon , poliéster , aramidas y fibras de carbono en una variedad de tejidos, hilados y textiles moldeados.
Historia
Tradiciones occidentales
Los barcos vikingos usaban lana como tela para velas. La tela se tejía en una de tres formas, de acuerdo con la localidad y la tradición: tejido liso con hilos individuales que se superponen entre sí, sarga de tres ejes con dos hilos que pasan por encima y por debajo de cada hilo transversal, y sarga de cuatro ejes con hilo entretejido con dos hilos a la vez en cualquier dirección. Tal fue la práctica desde el siglo XI al XIV. [1]
Doek significa tela en holandés , que se convirtió en la palabra inglesa "pato" en referencia al lienzo de vela. El pato se hacía típicamente de algodón o lino (lino), con algún uso de cáñamo . Estas fibras naturales tienen poca resistencia a la putrefacción, la luz ultravioleta y la absorción de agua. El lino es más fuerte, pero el algodón es más ligero. El lino fue la fibra tradicional de las velas hasta que fue reemplazado por el algodón durante el siglo XIX. Al principio, el algodón se usaba como una cuestión de necesidad en los Estados Unidos, ya que era indígena y el suministro de lino se interrumpía periódicamente por guerras como la Guerra de 1812 , durante la cual la demanda de telas para velas para uso militar fue alta. A medida que aumentaba el tamaño de la vela, el lino era demasiado pesado para ser práctico, por lo que el algodón se hizo más popular. El algodón no reemplazó sustancialmente al lino en todo el mundo hasta el final de la era de la vela; sin embargo, en algunos casos se prefirió la resistencia del lino para algunos tipos de velas. No fue hasta finales del siglo XX que las fibras naturales fueron reemplazadas por sintéticas en el uso generalizado. La lona de algodón todavía se utiliza para ropa deportiva, tapicería y cortinas. El ancho tradicional de la tela para velas de algodón cardado en los EE. UU. Era de 23 pulgadas (58 cm), mientras que el estándar británico era de 24 pulgadas (61 cm). [2]
Otras tradiciones
Los wa proa de las Islas Carolinas usaban tradicionalmente esteras de pandanus como tela para velas. [3]
Fibras modernas
Las características de una vela se deben al diseño, la construcción y los atributos de las fibras, que se entrelazan para formar la tela de la vela. Las siguientes secciones discuten los atributos de las fibras asumiendo un buen diseño y una construcción cuidadosa. Según Mahr, hay seis factores clave en la evaluación de la idoneidad de una fibra para tejer una tela para velas: [4]
- Módulo inicial : la capacidad de resistir el estiramiento. Una mayor resistencia es mejor para velas de ceñida.
- Resistencia a la rotura : medida como fuerza por área de sección transversal de fibra. Cuanto más alto, mejor para las velas.
- Fluencia : describe el estiramiento a largo plazo de una fibra o tela. Un material con fluencia puede tener un módulo superior, pero perder su forma con el tiempo.
- Resistencia a la luz ultravioleta : pérdida de fuerza por exposición a los rayos ultravioleta del sol medida mediante una prueba de exposición estandarizada.
- Resistencia a la flexión - fuerza perdida debido a la flexión, plegado, o flagelación, que con frecuencia se mide con un estándar de 50 veces la prueba de la industria.
- Rentabilidad: tanto el coste inicial como la durabilidad del material definen su rentabilidad a lo largo del tiempo.
No existe una solución perfecta ya que en la mayoría de los casos el aumento de un atributo generalmente resulta en la disminución del atractivo de otro. El estiramiento reducido generalmente también reduce la flexibilidad, lo que provoca una compensación de rendimiento por durabilidad. Resolver ambos problemas generalmente envía el precio fuera del rango para la mayoría de los navegantes.
Nylon
El nailon se utiliza en spinnakers debido a su peso ligero, alta resistencia a la tracción, resistencia superior a la abrasión y flexibilidad. Sin embargo, tiene un módulo bajo que permite demasiado estiramiento para ser adecuado para velas de ceñida. El nailon es más susceptible a la degradación química y a los rayos UV que los poliésteres y sus propiedades físicas pueden cambiar debido a la absorción de humedad.
Poliéster (PET)
El tereftalato de polietileno , el tipo más común de poliéster , es la fibra más comúnmente utilizada en la tela para velas; también se le conoce comúnmente por la marca Dacron. El PET tiene una excelente elasticidad, alta resistencia a la abrasión, alta resistencia a los rayos UV, alta resistencia a la flexión y bajo costo. La baja absorbencia permite que la fibra se seque rápidamente. El PET ha sido reemplazado por fibras más fuertes para las aplicaciones de carreras más serias, pero sigue siendo la tela para velas más popular debido a su precio más bajo y su alta durabilidad. Dacron es la marca de la fibra de alto módulo Tipo 52 de Dupont fabricada específicamente para tela para velas. Allied Signal ha producido una fibra llamada poliéster 1W70 que tiene un 27% más de tenacidad que Dacron. Otros nombres comerciales incluyen Terylene, Tetoron, Trevira y Diolen.
Fibra PEN (Pentex)
PEN ( naftalato de polietileno ), comúnmente conocido por el nombre comercial de Honeywell "Pentex", es otro tipo de fibra de poliéster, que se estira solo un 40% más que las fibras de PET estándar, pero aproximadamente el doble que el Kevlar 29. Porque solo se encoge alrededor de un En tercer lugar, tanto como un buen PET, PEN no se puede tejer con tanta fuerza; por lo tanto, el PEN tejido debe estar impregnado con resina, lo que hace que las velas sean propensas a dañarse por un uso y manejo inadecuado. PEN es más adecuado para fabricar tela para velas laminada, donde las fibras se colocan rectas para mayor resistencia y se unen a láminas de película para mayor estabilidad (por ejemplo, película de PET a menudo llamada por uno de sus nombres comerciales Mylar), o como una capa exterior de tafetán de un laminado, protegiendo una película de PET. Los laminados PEN son una alternativa económica para velas de mayor rendimiento.
Kevlar
El kevlar , una fibra de aramida , se ha convertido en la fibra predominante para las velas de regata, desde que fue introducida por DuPont en 1971. Es más fuerte, tiene una relación resistencia / peso más alta que el acero y tiene un módulo cinco veces mayor que el PET. y aproximadamente dos veces más alto que PEN. Hay dos tipos populares de Kevlar: el tipo 29 y el tipo 49, este último con un módulo inicial 50% más alto que el tipo 29, pero una menor pérdida de flexión. DuPont ha desarrollado los tipos 129, 149 y 159 de módulo más alto, pero estos han tenido poco uso en velas, ya que generalmente a medida que aumenta el módulo, la resistencia a la flexión disminuye. DuPont ha presentado recientemente Kevlar Edge, una fibra desarrollada específicamente para velas con un 25% más de resistencia a la flexión y un módulo más alto que el Kevlar 49. El kevlar, junto con otras fibras de aramida, tienen poca resistencia a los rayos UV (el kevlar pierde fuerza aproximadamente el doble de rápido con la luz solar que PET) y pérdida rápida de fuerza con flexión, plegado y flagelación. Una mínima flagelación y un manejo cuidadoso pueden prolongar en gran medida la vida útil de una vela de Kevlar.
Technora
Technora es una aramida, que es producida en Japón por Teijin , tiene un módulo de resistencia ligeramente menor que el Kevlar 29 pero una resistencia ligeramente mayor a la fatiga por flexión. La menor resistencia a los rayos UV de la fibra se mejora al teñir la fibra naturalmente dorada de negro. Technora se utiliza con mayor frecuencia como soporte al bies (X-ply) en lonas laminadas.
Twaron
Twaron es una aramida, que se produce en los Países Bajos por Teijin, es química y físicamente similar al Kevlar de DuPont. Twaron HM (módulo alto) tiene propiedades de estiramiento similares al Kevlar 49, mayor resistencia a la tracción y mejor resistencia a los rayos UV. Twaron SM es similar al Kevlar 29. Al igual que el Kevlar, la fibra es de un color dorado brillante.
Espectros
Spectra es un polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) fabricado por Honeywell , que ofrece una resistencia a los rayos ultravioleta superior (a la par con el PET), números de módulo inicial muy altos (solo superado por la fibra de carbono de módulo alto), resistencia superior a la rotura y alta resistencia a la flexión. Sin embargo, también exhibe un alargamiento permanente y continuo bajo una carga sostenida (AKA: creep). Esto da como resultado un cambio de forma a medida que la vela envejece. Debido a esto, Spectra solo se usa en spinnakers en embarcaciones de alto rendimiento donde las velas se reemplazan regularmente.
Dyneema
Equivalente a Spectra, Dyneema es una fibra extremadamente fuerte producida por la empresa holandesa DSM . A menudo es utilizado por los fabricantes europeos de telas para velas, está disponible en una variedad más amplia de tamaños de hilo que Spectra y está ganando popularidad. Dyneema DSK78 estableció un nuevo estándar que combina la típica relación de alta resistencia a peso, excelente estiramiento bajo, abrasión y resistencia a los rayos UV, pero agregó un rendimiento de fluencia tres veces mejor en comparación con Dyneema SK75 y casi dos veces mejor que Dyneema SK90.
Certran
Hoechst Celanese produce polietileno Certran similar a Spectra, con aproximadamente la mitad del índice de módulo de Spectra. Tiene propiedades similares a Spectra, incluida una resistencia superior a la fatiga por flexión y la degradación por rayos UV, pero también exhibe fluencia.
Zylon (PBO)
PBO (poli (p-fenileno-2, 6-benzobisoxazol)) es un polímero de cristal líquido desarrollado por Toyobo, con sede en Japón, con el nombre comercial Zylon . Es una fibra de oro con un módulo inicial significativamente más alto que otros hilos de alto módulo, incluidas las aramidas. Entre las propiedades deseables de PBO se encuentran la alta estabilidad térmica, baja fluencia, alta resistencia química, alta resistencia al corte y abrasión, y excelente resistencia al estiramiento después de plegados repetidos. PBO también es bastante flexible y tiene un tacto suave. Pero los PBO tienen poca resistencia tanto a los rayos UV como a la luz visible.
Vectran
Vectran es un LCP ( polímero de cristal líquido ) de alto rendimiento a base de poliéster producido por Ticona. Es naturalmente de color dorado y tiene un módulo similar al Kevlar 29, pero tiene menos pérdida de resistencia con la flexión. Este es un beneficio en aplicaciones de resistencia y para velas de crucero donde la durabilidad es clave. Las ventajas adicionales de la fibra Vectran tienen una fluencia de 0.02% al 30% de la carga máxima después de 10000 horas, alta resistencia química y a la abrasión y alta resistencia a la tracción. La resistencia a los rayos UV es inferior a la del PET y el PEN, pero la degradación se estabiliza después de aproximadamente 400 horas de exposición, mientras que las aramidas y los espectros continúan degradándose.
Fibra de carbon
La fibra de carbono es una fibra sintética de alto módulo hecha de átomos de carbono. Prácticamente no se ve afectado por la exposición a los rayos UV y proporciona un estiramiento excepcionalmente bajo. Las variantes pueden equilibrarse a lo largo de un continuo desde quebradizo sin estiramiento hasta durabilidad / flexibilidad extrema con solo un poco más de estiramiento que las velas de aramida.
Costura
La tela para velas de hilo simple peinado de alta densidad se utiliza para velas de spinnaker y de proa. El recuento a menudo es de 148 por 160 y la tela tiene un acabado de 100 cm (40 pulgadas) de ancho con una relación de longitud a masa de aproximadamente 13,10 m / kg (6 1 ⁄ 2 yd / lb). [2] La calidad y el peso del tejido pueden ser más críticos que la elección de las fibras, ya que un tejido deficiente puede provocar un gran estiramiento y una mala forma de la vela. El peso se describe en onzas, por ejemplo, "un paño de 8 oz". Esto significa que un área de 72 cm × 91 cm ( 28+1 ⁄ 2 pulg. × 36 pulg.) Pesa 230 g (8 oz).
La lona se teje de dos formas: equilibrada y desequilibrada. Los hilos en la tela balanceada tienen el mismo diámetro y peso a lo largo (la "urdimbre") y a lo ancho de la tela (el "relleno"). Desequilibrado significa que se usa un hilo más pesado en una dirección. La mayoría de las velas modernas son de "corte transversal", que es una técnica desequilibrada en la que los hilos más pesados están en el relleno. Esto permite que se irradien mayores cargas desde el ovillo (esquina inferior trasera) a lo largo de la sanguijuela (borde trasero). Esto es especialmente cierto en el caso de las velas mayores y los foques de gran altura.
Las telas tejidas para velas tienen un problema inherente con la resistencia al estiramiento. En un tejido, los hilos de urdimbre y de relleno pasan unos sobre otros. A medida que se aplica la carga, los hilos intentan enderezarse, esto da como resultado el estiramiento de la tela, comúnmente denominado "rizado". Las fibras que son resistentes al estiramiento no se pueden tejer con tanta fuerza como las fibras más flexibles como el PET, por lo que la tela se ve más afectada por el rizado.
Película (s
Las películas son un material en láminas delgadas extruidas a partir de polímeros sintéticos y generalmente se usan junto con telas tejidas en un laminado (ver laminados a continuación).
MASCOTA
La película de PET es la película más común utilizada en la tela para velas laminada. Es una versión extruida y biaxialmente orientada de fibra PET. En Estados Unidos y Gran Bretaña, los nombres comerciales más conocidos son Mylar y Melinex.
Película PEN
La película PEN es una versión extruida y orientada biaxialmente de la fibra PEN. Así como la fibra PEN es más fuerte que la fibra PET, la película PEN es más fuerte que la película PET. Sin embargo, la película PEN rara vez se usa en los estilos de tela para velas estándar porque se encoge más rápidamente que el PET, es menos resistente al abuso y reduce la vida útil de la vela.
Malla y hebras
Las hebras se combinan a partir de fibras; con frecuencia se trata de bandas planas estrechas o cintas de material de alta resistencia. La malla es un tejido suelto o enrejado de hebras, generalmente unidas donde se cruzan para mantener el patrón de cuadrícula. Los hilos y mallas se utilizan para fortalecer o reforzar la tela para velas (ver laminados a continuación).
Lona laminada
En la década de 1970, los fabricantes de velas comenzaron a laminar múltiples materiales con diferentes características para sinergizar las cualidades de cada uno. El uso de láminas de PET o PEN reduce el estiramiento en todas las direcciones, donde los tejidos son más eficientes en la dirección de las líneas del hilo. La laminación también permite que las fibras se coloquen en caminos rectos e ininterrumpidos. Hay cuatro estilos de construcción principales:
Película tejida tejida
La película está intercalada entre dos capas de tafetán tejido , la película proporciona la mayor parte de la resistencia al estiramiento y el tafetán mejora la resistencia al desgarro y la abrasión. Las versiones de gama alta de este método utilizan un tafetán tejido Spectra o Kevlar. En algunos estilos más nuevos, los hilos de aramida fuera de hilo también se colocan en el laminado. En algunos casos, la segunda capa de tafetán se elimina para ahorrar costos y peso.
Film-scrim-film o film-insert-film (film-on-film)
En esta construcción, una malla o hebras (inserciones) se intercalan entre capas de película. Por lo tanto, los elementos que soportan la carga se colocan rectos, lo que maximiza el alto módulo de las fibras, donde un material tejido tendrá algún estiramiento inherente al tejido. Laminar película a película alrededor de las hebras crea una unión muy fuerte y confiable que reduce la cantidad de adhesivo necesario. En tela de alta calidad, las hebras o la malla se tensan durante el proceso de laminación.
Los inconvenientes son: la película no es tan resistente a la abrasión ni a la flexión como un tejido, no protege las fibras estructurales de los rayos UV. En algunos casos se agrega protección UV.
Película-tejida-malla-película-tejida
La tela tejida con alta protección contra los rayos UV y la abrasión se agrega a la película sobre película. Esto combina lo mejor de lo anterior, pero es costoso, pesado y rígido. Este es un método atractivo para combinar fibras de alto módulo con poca resistencia a los rayos UV.
Tejido / malla / tejido
Tejidos en ambos lados de una malla sin la capa de película. El problema es introducir suficiente hilo de módulo alto en el sándwich y aún así poder obtener una buena unión, porque las telas diferentes a menudo no se unen bien. Esta técnica es más experimental que práctica, pero puede dar resultados con el tiempo.
Referencias
- ^ "Lana para velas" . Vikingeskibsmuseet i Roskilde . Consultado el 23 de mayo de 2021 .
- ^ a b Tortora, Phyllis G .; Merkel, Robert S. (1996). Diccionario de textiles de Fairchild (7ª ed.). Nueva York: Fairchild Publications. pag. 484. ISBN 0-87005-707-3. OCLC 34019003 .
- ^ McCoy, Michael (1973). "Un renacimiento en el viaje caroliniano-mariano" . Revista de la Sociedad Polinesia . Universidad de Auckland .
En 1973, todas las canoas de Satawal usaban velas de dacrón cosidas por los propios hombres. La mayoría de las canoas de Carolina habían utilizado lonas adquiridas durante la presencia japonesa en las islas. La gente de Satawal, sin embargo, se mostró reacia a cambiar las engorrosas velas pandanus -mat, probablemente porque las canoas y los viajes estaban incluidos en el elaborado sistema de tabú precristiano. El cristianismo se apoderó de Satawal durante las décadas posteriores a la Segunda Guerra Mundial, y los isleños usaron lienzos. Cuando Gary Mount y yo, como voluntarios del Cuerpo de Paz, demostramos la obvia superioridad del dacrón sobre la lona con solo una muestra cuadrada de 4 pulgadas, los hombres acordaron comprar velas para las canoas de la isla. A medida que se difundió la noticia de la superioridad del dacrón, los habitantes de Ifalik , Elato , Woleai , Pulusuk , Pulap y Puluwat han equipado al menos una canoa en cada isla con dacrón.
- ^ Textor, Ken (1995). El nuevo libro de ajuste de velas . Sheridan House, Inc. pág. 228. ISBN 0924486813.
Otras lecturas
- Velas históricas de Balclutha y opciones de hoy por James Brink
- The Great Age of Duck , reflexiones históricas del sitio histórico nacional marítimo de Salem, sitio web del Servicio de Parques Nacionales
- Historia de los mástiles, aparejos y velas de los yates de vela: 1900-actualidad por James Gilliam
- Fabricación de fibra de carbono , Departamento de Ciencia de Polímeros de la Universidad del Sur de Mississippi
- Maximum Sail Power: The Complete Guide to Sails, Sail Technology and Performance , por Brian Hancock, Nomad Press, 2003 (extractos en este enlace)
- Kadolph, Sara J. Anna L. Langford. Textiles, novena edición. Pearson Education, Inc 2002. Upper Saddle River, Nueva Jersey
- D. Tanner; JA Fitzgerald; BR Phillips (1989). "La historia de Kevlar - un estudio de caso de materiales avanzados". Angewandte Chemie International Edition en inglés . 28 (5): 649–654. doi : 10.1002 / anie.198906491 .
- EE Magat (1980). "Fibras de Poliamidas Aromáticas de Cadena Extendida, Nuevas Fibras y sus Composites". Philosophical Transactions de la Royal Society A . 294 (1411): 463–472. doi : 10.1098 / rsta.1980.0055 . JSTOR 36370 . S2CID 121588983 .
Ver también
- Esfuerzo a vela
- Hule