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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 10 - 12 giu 2013
ISSN 2037-4801

Vita CNR   a cura di Francesca Gorini

Tecnologia

Luna Rossa più veloce grazie all'Insean 

Luna Rossa, un nome che tutti conoscono, non solo gli appassionati di vela. Pochi sanno però che, per tutte le edizioni dell'America's Cup a cui ha partecipato, l'imbarcazione ha utilizzato le infrastrutture, i ricercatori e i tecnici dell'Istituto nazionale per studi ed esperienze di architettura navale (Insean) del Cnr.

Anche questa volta, in vista della 34a edizione dell'America's Cup che si svolgerà quest'estate nella baia di San Francisco, il project team di Luna Rossa è tornato dunque nella 'Vasca navale' del Cnr, dove i ricercatori ed i tecnici dell'Insean stanno fornendo un importante contributo alla messa a punto di queste 'macchine da corsa', che però si stanno rivelando ben più pericolose di quanto si era immaginato, come ha purtroppo dimostrato la tragica scomparsa del velista Andrew Simpson avvenuta lo scorso 8 maggio a seguito del ribaltamento del catamarano Artemis AC72.

Alla grande emozione generata dall'incidente sta ora seguendo una profonda riflessione sulla pericolosità di questi enormi multiscafi, 'mostri' di 23 metri, dotati di un'ala rigida alta 46 metri e che viaggiano sull'acqua a più di 40 nodi (80 km/h). Da più parti è stato addirittura messo in dubbio lo svolgimento della stessa America's Cup per ragioni di sicurezza e intanto è stato approvato un corposo regolamento, che però potrà solo ridurre la pericolosità di questi mezzi che, nelle originali intenzioni degli organizzatori, non dovevano 'volare'. Negli ultimi mesi i progettisti hanno infatti superato alcune barriere tecnologiche riuscendo nell'impresa di farli 'decollare'.

Il project team di Luna Rossa è tornato all'Insean-Cnr per studiare alcuni aspetti dell'imbarcazione, dove già sono stati eseguiti test su grandi modelli in scala 1 a 3, lunghi circa nove metri e del peso di una tonnellata. Anche se la complessità dei fenomeni idrodinamici, idroelastici e aerodinamici che interessano gli attuali multiscafi impedisce di eseguire simulazioni su modelli, l'Insean-Cnr ha appena concluso test in vasca per misurare l'influenza, sulla resistenza idrodinamica e sulle prestazioni, dei vari tipi di finitura degli scafi e delle appendici. "Le misure effettuate nel grande bacino rettilineo dell'Insean, lungo circa 500 metri, sono in grado di cogliere differenze tra due diverse configurazioni anche minime, dell'ordine dello 0,2-0,3%, determinate da una variazione della vernice utilizzata o del trattamento superficiale effettuato", spiega Franco Di Ciò, responsabile delle prove. "Può sembrare poca cosa, eppure, quando si parla di competizioni sportive di questo livello, non è così".

La ricerca di ogni possibile miglioramento è stata effettuata anche grazie a complesse simulazioni numeriche, in particolare per valutare le diverse forme delle 'dagger foil', che permettono a queste strane barche di 'volare' sull'acqua. "Si è trattato di simulazioni complicate, perché queste due derive regolabili dotate ognuna di un'ala orizzontale sono strutture molto elastiche, progettate per deformarsi sotto l'azione del carico idrodinamico determinato dalle condizioni in cui si trova la barca, variabile in maniera significativa con la velocità e l'assetto", spiega Riccardo Broglia, del team Insean. "Di conseguenza abbiamo dovuto eseguire simulazioni in cui al modello di calcolo idrodinamico fosse abbinato quello strutturale".

"L'estrema complessità delle strutture ha reso necessario lo sviluppo di metodi di calcolo dedicati, in grado di determinare le deformazioni della pinna sotto carico in modo rapido ed affidabile", aggiunge Daniele Dessi, esperto di analisi strutturali. "L'utilizzo del nostro framework di ottimizzazione permette la valutazione di centinaia di varianti delle forme dell'imbarcazione, in modo sistematico e completamente automatico, fino alla miglior configurazione possibile", conclude Daniele Peri, dell'Insean-Cnr. "Ciò è possibile anche grazie alle strutture di calcolo dell'Istituto, che dispone di un super-computer con centinaia di processori che possono lavorare in parallelo alla soluzione di un singolo problema".

Andrea Mancini

Fonte: Marco Roccaldo , Istituto nazionale studi ed esperienze di architettura navale del Cnr, tel. 06/50299219, email marco.roccaldo@cnr.it