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23 Agosto 2024
10:23

Come fanno a “volare” le barche dell’America’s Cup? La tecnologia dei foil negli AC75

In questi giorni si stanno tenendo le regate preliminari dell'America's Cup nelle acque di Barcellona. Si parla molto delle imbarcazioni "volanti" che vi prendono parte, compresa l'italiana Luna Rossa. Le barche riescono a planare sul filo dell'acqua grazie a particolari foil, letteralmente ali che sfruttano la portanza che creano a contatto con l'acqua per sollevare le imbarcazioni.

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Come fanno a “volare” le barche dell’America’s Cup? La tecnologia dei foil negli AC75
ac75 come fa a volare
Luna Rossa; immagine di repertorio. Credit: Nieri.vittorio, CC BY–SA 4.0

Dal 22 al 25 agosto 2024 si tengono a Barcellona le regate preliminari della 37esima America's Cup, o Coppa America, che sarà disputata sempre a Barcellona nei mesi di settembre e ottobre 2024. Si tratta della più importante competizione velistica internazionale, a cui l'Italia ha partecipato 7 volte negli anni con l'imbarcazione Luna Rossa Prada Pirelli. Le regate preliminari di questi giorni – che possono essere seguite in streaming sul sito ufficiale dell'America's Cup – vengono usate dai vari team per mettersi in gioco e testare le incredibili barche che verranno utilizzate, le AC75. Si tratta di imbarcazioni monoscafo progettate letteralmente per volare sull'acqua grazie a due foil, appendici mobili poste lateralmente sullo scafo dell'imbarcazione che permettono alla barca di alzarsi sopra il livello dell'acqua.

Come fanno a volare Luna Rossa e le altre imbarcazioni: la tecnologia dei foil

L'America's Cup nasce nel 1851 e questo ne fa di diritto una delle più antiche competizioni velistiche internazionali. Dalla primissima edizione – tenutasi nei mari meridionali del Regno Unito e vinta da una barca di nome America, da cui il nome della coppa – la tipologia di imbarcazioni gareggianti è cambiata e evoluta tantissimo nel tempo, fino ad arrivare negli ultimi anni ai monoscafi volanti AC75.

Questi monoscafi sono caratterizzati dalla presenza di due foil – hydrofoil, in italiano “idroali” – poste sul lato dell'imbarcazione, una per lato, in grado di sollevarsi o immergersi in acqua a seconda delle esigenze, cioè a seconda della posizione dell'imbarcazione e del vento, e a seconda della manovra che si vuole eseguire.

I foil possono essere definiti letteralmente come le ali della barca. Si tratta di appendici mobili a forma di T smussata, composte cioè da un braccio che le collega alla barca e da una struttura ad esso ortogonale. Vengono regolate tramite un sistema idraulico e poste alla giusta inclinazione, si comportano in modo similare alle ali di un aeroplano. Questo significa che, quando sono immerse in acqua, sfruttano il flusso del fluido in cui sono immerse per sollevare l'imbarcazione, e questo avviene grazie al loro profilo alare: una "goccia" più spessa ad una estremità che grazie alla sua forma, fa sì che sia maggiore il flusso di acqua inferiore rispetto a quello superiore, generando così una differenza di pressione che spinge verso l'alto. Questa specifica forza è detta portanza.

Hydrofoils - NickDonny, CC BY-SA 4.0
Credit: NickDonny, CC BY–SA 4.0

La presenza di queste due ali consente all'imbarcazione di non essere dotata di chiglia, cioè la deriva, componente fondamentale per controbilanciare l'inclinazione dovuta alla forza del vento e alla presenza della vela. In questo caso, il ruolo della chiglia è delegato ai due foil che, con l'aiuto di un tipo di timone anch'esso a forma di T, riescono a fornire la leva necessaria a mantenere in equilibro l'imbarcazione e soprattutto le consentono di mantenere la rotta.

Oltre alle ali, sono imbarcazioni imponenti ma "leggere"

Gli AC75 sono poi imponenti ma molto leggeri rispetto ad altre imbarcazioni, caratteristica che rende il lavoro dei foil sufficiente per portare la barca sopra il livello del mare: si tratta di un'imbarcazione di 75 piedi di lunghezza – poco meno di 23 metri – e 16 di larghezza, con un totale di 6,5 tonnellate e 200 metri quadrati. Inoltre, per migliorare le sue prestazioni con vento leggero, l'equipaggio è stato proprio in questa edizione ridotto da 11 a 8, inoltre i membri dell'equipaggio sono "relegati" in appositi pozzetti, e non si muovono più lungo il ponte come avveniva in precedenza.

foil ac75 america's cup
Credit: Geoff McKay, CC BY 2.0

L'assetto di queste imbarcazioni permette di raggiungere picchi intorno ai 50 nodi di velocità, cioè circa 93 km/h. Si tratta di velocità estremamente elevate e, dunque, estremamente pericolose. Dobbiamo immaginare che a tali velocità, se malauguratamente un membro dell'equipaggio dovesse cadere dall'imbarcazione, l'impatto con l'acqua potrebbe essere fatale. Anche per questo motivo, imbarcazioni così veloci presentano pozzetti singoli che consentono agli atleti di non doversi muovere lungo l'imbarcazione.

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Maria Bosco
Creator
Sono laureata in Matematica e Ingegneria Matematica, con la grande convinzione che sia possibile rendere la matematica divertente e comprensibile. Ex-pallanuotista, amante dello sport, dopo aver lavorato nella consulenza informatica, in piena crisi dei trent’anni sono finita a lavorare in televisione per poi finalmente approdare in Geopop.
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