Peso dei materiali

[carloroma63]

Ciao, volevo condividere con voi uno studio sul peso di alcuni materiali.
Sono partito con l'esigenza di realizzare l'alberatura del Vespucci in modo che fosse il più leggera possibile, dovendo mantenere l'assetto in navigazione e senza ricorrere all'uso di zavorre esterne.
Mi è stato consigliato di utilizzare il carbonio al posto del legno ma, a conti fatti, il risparmi di peso sarebbe stato irrisorio, in quanto il carbonio ha un peso specifico di 1,6 (contro 0,6 del ramino) e questo va a rendere vano il vantaggio di avere i tondini cavi, il cui spessore delle pareti non può essere inferiore al millimetro.
Casualmente mi sono imbattuto in tubi di alluminio (peso specifico 2,7) costruiti con uno spessore delle pareti di soli 0,25 mm, il che rende questi tubi molto più leggeri del legno, arrivando a vantaggi del 172% del peso per il diametro da 10mm. Peccato invece che per diametri piccoli il vantaggio sparisca e, anzi, si trasformi in uno svantaggio.
Di seguito trovate le due tabelle con cui ho fatto i conti (perdonate la formattazione del testo, è uno copia-incolla da excel)

Carlo

Confronto legno - carbonio
P. spec. legno 0,6 Ramino
P.spec.carb 1,6
dia esterno 2 3 4 5 6 7 8 10 12
dia interno 1 2 3 4 4,1 5 6,1 8,1 10
raggio esterno 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 5 6
raggio interno 0,5 1 1,5 2 2,05 2,5 3,05 4,05 5
sezione esterna 3,1 7,1 12,6 19,6 28,3 38,5 50,2 78,5 113,0
sezione interna 0,8 3,1 7,1 12,6 13,2 19,6 29,2 51,5 78,5
Sezione totale 2,4 3,9 5,5 7,1 15,1 18,8 21,0 27,0 34,5
Volume per metro (cc) 2,4 3,9 5,5 7,1 15,1 18,8 21,0 27,0 34,5
Peso specifico (gr/cc) 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6
Peso al metro 3,8 6,3 8,8 11,3 24,1 30,1 33,6 43,2 55,3

Peso specifico legno 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Volume per metro 3,1 7,1 12,6 19,6 28,3 38,5 50,2 78,5 113,0
Peso al metro 1,9 4,2 7,5 11,8 17,0 23,1 30,1 47,1 67,8

Risparmio al metro -1,9 -2,0 -1,3 0,5 -7,1 -7,1 -3,5 3,9 12,6

Risparmio in % -50% -33% -14% 4% -30% -23% -10% 9% 23%





Comparazione legno - alluminio
P. spec. legno 0,6 Ramino
P.spec.alluminio 2,7
dia esterno 2,5 3 4 6 8 10 12
dia interno 2,1 2,5 3,5 5,5 7,5 9,5 11,5
raggio esterno 1,25 1,5 2 3 4 5 6
raggio interno 1,05 1,25 1,75 2,75 3,75 4,75 5,75
sezione esterna 4,9 7,1 12,6 28,3 50,2 78,5 113,0
sezione interna 3,5 4,9 9,6 23,7 44,2 70,8 103,8
Sezione totale 1,4 2,2 2,9 4,5 6,1 7,7 9,2
Volume per metro (cc) 1,4 2,2 2,9 4,5 6,1 7,7 9,2
Peso specifico (gr/cc) 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7
Peso al metro 3,9 5,8 7,9 12,2 16,4 20,7 24,9

Peso specifico legno 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Volume per metro 4,9 7,1 12,6 28,3 50,2 78,5 113,0
Peso al metro 2,9 4,2 7,5 17,0 30,1 47,1 67,8

Risparmio al metro -1,0 -1,6 -0,4 4,8 13,7 26,4 42,9

Risparmio in % -25% -27% -5% 39% 84% 128% 172%

[carloroma63]

Errata-corrige: le percentuali sono errate, ho "cannato" la formula in Excel. Scusate il refuso.

[carloroma63]

Scusandomi ancora per il refuso, ecco le tabelle corrette.
I pesi sono espressi in grammi, le misure in millimetri, i volumi in cc o in mmc
Dalla tabella del confronto tra legno ed alluminio ho rimosso la colonna del diametro 12, in commercio non l'ho trovato.

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Carlo