Appunti sul sistema di compenso per multiscafi (parte 2)

Lorenzo Bergamini

Nella prima parte di questo articolo abbiamo iniziato ad elencare alcuni degli aspetti su come si potrebbe migliorare il sistema di calcolo dei tempi compensati nelle regate tra multiscafi. In questa seconda parte, che non può essere assolutamente esaustiva, si continua l’approfondimento di alcuni degli argomenti introdotti nella prima parte e se ne aggiungono altri.

Fig.1 – Alcuni multiscafi alla partenza di una regata

Vele

L’area della vela di prua considerata da MOCRA è il valore maggiore tra l’area delimitata dallo strallo e dall’albero e quella effettiva del fiocco. L’extra area di un genoa, fino al 130% di sovrapposizione, non viene per niente conteggiata. Gli altri metodi alternativi a MOCRA, ossia MULTI2000, Texel e OMR, considerano invece l’area effettiva della più grande vela di prua infieribile sullo strallo. Quindi tengono conto della non trascurabile differenza di prestazione che si ha con venti medio/leggero tra un piccolo fiocco e un genoa con sovrapposizione.

Per il calcolo dell’area della randa, MOCRA adotta in parte il metodo ORC/IMS eccetto per la parte più alta della randa dove usa una formulazione diversa. Con questo metodo la determinazione delle altezze di misura delle larghezze induce una altissima percentuale di errori di misura quando a fare le misure sono non esperti. Questo aspetto non è molto compatibile con il carattere di metodo “self declared”, ossia dichiarato dall’armatore senza ausilio di stazzatori. MULTI2000, Texel e OMR usano metodi più semplici ed ugualmente accurati. In generale si dovrebbe aderire alle linee guida internazionali IMS ma, data la peculiarità della applicazione (non presenza di stazzatori esperti) è preferibile riconsiderare questo caso particolare.

Altro aspetto mancante nel metodo MOCRA è il caso, non inusuale sui multiscafi, di inclinazione verso poppa dell’albero. Le regole ORC/IMS infatti assumono che la base randa (E) sia sempre ortogonale all’albero. I metodi alternativi a MOCRA prendono invece in considerazione questa evenienza nella misura dell’area della randa per cui è opportuno intervenire in questo punto.

Il metodo MOCRA non prende in considerazione l’effetto dell’uso di altre vele di prua oltre allo Spinnaker/gennaker come per esempio screecher, drifter, code0 nonostante ne siano richiesti i dati in fase di certificazione. MULTI2000, Texel e OMR invece le considerano nel calcolo del rating con effetti tutt’altro che trascurabili. Sarebbe quindi importante valutare l’inclusione anche di queste vele nel calcolo del rating. Questa modifica invoglierebbe alla partecipazione alle regate anche chi non ha un numeroso set di vele ma scoraggerebbe l’investimento in vele aggiuntive chi invece vorrebbe farlo. Quindi per massimizzare l’efficacia del metodo bisogna trovare il giusto equilibrio tra le due esigenze. Ossia un approccio intermedio tra quello MOCRA e quello degli altri metodi.

Materiali vele

Assodato che sia necessario in qualche modo attenuare il vantaggio derivante dall’uso di materiali avanzati per le vele rispetto a quelli più economici, l’unico riferimento con cui confrontarsi è il metodo ORC in quanto tutti gli altri metodi dedicati ai multiscafi non prevedono questa compensazione. ORC, essendo basato su un VPP, introduce una differenziazione della polare del profilo delle vele (+2% portanza +12% resistenza) delle vele in dacron a fronte della quale ricalcola le prestazioni teoriche della barca nelle varie condizioni di vento. La proposta è quella di introdurre un coefficiente calcolato facendo una media delle differenze di performance in diverse condizioni e su un campione di configurazioni.

Correzione del tipo di piano deriva

Questa è una richiesta di armatori di multiscafi più datati. MOCRA non distingue tra derive a baionetta (daggerboards) e quelle basculanti in una scassa (centerboards). La correzione è invece fatta da OMR e MULTI2000 con un fattore correttivo che peggiora le prestazioni dell’1% rispetto a quelle di una deriva a baionetta. Si propone quindi di introdurre un fattore di penalizzazione di questa entità per tener conto della maggiore resistenza dovuta alla fessura, se rimane aperta, e del maggiore peso corrispondente al volume delle scasse riempite d’acqua.

Infine per le chiglie fisse, MOCRA non considera l’effetto della loro profondità ed estensione come invece viene fatto da MULTI2000 e da Texel. Il pescaggio massimo è un parametro facilmente reperibile per cui, questa aggiunta non è affatto una complicazione. Si propone quindi di usare una funzione correttiva come quella di MULTI2000.

Peso dell’equipaggio

MOCRA considera un valore di peso standard funzione della lunghezza. Gli altri metodi considerano il numero effettivo di membri dell’equipaggio imbarcati in assetto da regata e tale valore deve essere inferiore ad un massimo.

Nella figura 2 si confrontano questi valori. Si evidenzia che, soprattutto per MOCRA, per barche di lunghezza minore di 10 metri il peso standard corrisponde a meno di 3 persone e sotto gli 8 metri a meno di 2 persone. Su queste dimensioni di multiscafo l’influenza dell’effettivo peso dell’equipaggio è molto grande e questa potrebbe essere una penalizzazione rispetto a barche più grandi. Un metodo di compenso per multiscafi dovrebbe incentivare l’imbarco di equipaggi numerosi invece che scoraggiarlo. Cosa che sembrano fare gli altri metodi di compenso.

Fig.2 – Confronto peso equipaggio standard MOCRA e pesi massimi altri metodi

Confronto tra metodi di compenso

Per effettuare questo confronto è stato preso un campione di 12 multiscafi italiani che hanno partecipato a regate negli ultimi anni e per ciascuno è stato calcolato il rating con quattro metodi diversi. In figura 3 sono riportate le foto di alcuni multiscafi del campione considerato per lo studio e di cui si fa anche menzione.

Fig.3 – a-Evoluzione; b-Sapore di Sale; c-Asià; d-Nikawa; e-Turbolenta

Ciascun valore riportato nel grafico di figura 4, “rating normalizzato”, è il rapporto tra il valore di un tipo di rating per un multiscafo ed il valore medio dello stesso tipo di rating di tutti i multiscafi presi in considerazione nel campione. In questo modo è possibile fare confronti in maniera più omogenea.

Fig. 4 – Confronto dei rating ottenuti con quattro metodi su un campione di 12 multiscafi

Per esempio, considerando il trimarano “Sapore di Sale”, un Mattia T11 che ha un rating normalizzato intorno a 1.2, si può dedurre che avrà velocità medie del 20% più alte di quelle del catamarano Evoluzione (un LH37 sport) che ha invece un rating normalizzato vicino a 1. Quest’ultimo avrà velocità medie rappresentative della media della flotta considerata. Un altro esempio per chiarire come leggere il grafico, è il confronto tra il catamarano Asià, un Outremer 55L, che ha un rating normalizzato di circa 1.05, ed il catamarano Nikawa, un Privilege 465 con un rating normalizzato di circa 0.95. Ci si aspetta che il primo avrà velocità medie circa il 10% superiori rispetto a quelle ottenibili con il secondo multiscafo.

Interessante notare come il metodo francese MULTI2000 (MK2) preveda prestazioni più alte rispetto agli altri metodi di compenso per i due trimarani parte del campione (Sapore di Sale e Turbolenta). Probabilmente MK2 si riferisce a condizioni di vento più leggere dove i trimarani sono avvantaggiati rispetto ad un catamarano di pari lunghezza, peso e superficie velica. Potrebbe anche riferirsi a trimarani di ultima generazione che possono sfruttare tutto il loro momento raddrizzante, maggiore di quello di un catamarano di pari lunghezza e peso, infine potrebbe includere il vantaggio di poter avere vele di prua più efficienti in bolina grazie alla placcatura dello scafo.

Anche il metodo TEXEL ha un coefficiente che tiene conto delle differenze di prestazioni tra trimarani e catamarani a parità di altri parametri ma sembra avere un effetto meno marcato rispetto a quanto faccia MK2. Probabilmente è un metodo tarato su condizioni di vento medie o su una tipologia diversa di trimarani. L’argomento è da approfondire per la scelta tra i diversi approcci.

Le differenze tra MOCRA e gli altri metodi (fino al 5%) sono principalmente dovute a come vengono considerate le superfici veliche delle vele di prua, alle differenze del peso dell’equipaggio ed infine all’effetto delle dimensioni di chiglie e derive ma ci possono esser anche altri motivi di base da approfondire.

Sorge spontanea la domanda su quale metodo risulti più accurato. Ammesso che esista una sola risposta a questa domanda, per trovarla si dovrebbe disporre di una notevole base statistica di dati. Una alternativa più fattibile è quella di confrontare le prestazioni teoriche di ciascun multiscafo ottenute con un codice VPP per multiscafi. A tale scopo sono state simulate le prestazioni teoriche dei 12 multiscafi campione usando il VPP a disposizione di AIM. Le polari sono state calcolate per una serie di sette velocità del vento (6, 8, 10, 12, 14, 16, 20 nodi). Per ogni velocità del vento è stata calcolata la velocità media che sarebbe ottenibile percorrendo una rotta circolare di 1 miglio di diametro. Ovviamente, per un settore di circa 90°, corrispondente alla bolina, il percorso è costituito da due segmenti tangenti al cerchio.

Le velocità medie del multiscafo così ottenute sono state rapportate alla corrispondente velocità del vento, poi è stata fatta una media di questi sette rapporti ed infine il risultato diviso ancora per la media dei valori ottenuti nello stesso modo per gli altri multiscafi. In questo modo si sono ottenuti dei rating normalizzati confrontabili con quelli calcolati a partire dagli altri metodi di compenso.

Riportando sull’asse X di un grafico i rating normalizzati provenienti dal VPP e sull’asse Y i valori corrispondenti di uno dei metodi di compenso si può visualizzare meglio il confronto. Lo scostamento verticale dei punti rispetto ad una linea a 45° evidenzia che il metodo sovrastima o sottostima rispetto all’altro metodo riportato sull’asse X.

In figura 5 c’è il confronto con il metodo MOCRA. Ogni punto rappresenta un multiscafo. Le linee grigie sopra e sotto la linea tratteggiata blu delimitano una banda del +-5% rispetto a questa. Si nota che MOCRA tende a sovrastimare le prestazioni di multiscafi con basso rating, rispetto a quanto farebbe il VPP. Viceversa per i multiscafi con alto rating. Si nota anche una dispersione dei punti oltre le bande del +-5%.

Fig.5 – Confronto tra rating normalizzati MOCRA e rating ottenuti da VPP

In figura 6 c’è l’analogo confronto con il metodo TEXEL. Si nota una minore dispersione dei dati (entro la banda del +-5%) indice di un maggior accordo tra i due metodi a confronto.

Fig.6 – Confronto tra rating normalizzati TEXEL e rating ottenuti da VPP

Anche gli altri due metodi danno risultati analoghi a quello TEXEL che mostrano quindi di essere basati su previsioni in qualche moto correlate a risultati di VPP. La peculiarità dei risultati MOCRA indica che usa un approccio diverso. Tornando alla domanda alla quale cercavamo risposta, ossia se si riesce a capire quale metodo sia migliore, tutto dipende dalla accuratezza del codice VPP con cui ci sin confronta e che nel nostro caso è ancora in fase di taratura con le misure effettuate sulla flotta campione. Il campione è il migliore di cui si possa disporre essendo estratto proprio dalla flotta che userà il metodo di compenso.

E’ interessante il confronto tra le previsioni del VPP usato per i calcoli e la curva teorica delle prestazioni alla base del metodo TEXEL. In figura 7 sono confrontate le due curve tra l’altro usabili per i metodi PCS. Ogni punto della curva ottenuta dalle polari del VPP è una media su un percorso circolare come già definito prima. Ovviamente ci sono molti modi fare le medie rispetto a spettri di frequenza di direzione e velocità del vento e questo potrebbe spiegare molte delle differenze tra metodi.

Fig.7 Esempio di velocità medie in funzione del vento per un cat da 13m

Effetti dinamici

Nel confronto dei diversi rating con i risultati del programma VPP non si sono considerati gli effetti della dinamica sulle prestazioni ossia ci si è basati sull’assunzione che le condizioni di vento siano costanti e non ci siano effetti della presenza di moto ondoso. Si trascura anche l’effetto dei tempi persi nell’effettuare virate e strambate. Questi sono fattori complessi da includere nelle valutazioni ma bisognerà in qualche modo tenerne conto.

Un interessante esempio da considerare è il metodo OMR che ha introdotto qualche anno fa un fattore correttivo che compensa, a parità di rating complessivo, il maggior decadimento delle prestazioni di scafi di minor lunghezza a causa del moto ondoso. In figura 8 è riportato l’andamento di questo fattore in funzione della lunghezza dello scafo. In base agli autori è stato ottenuto basandosi sull’esame statistico dei risultati di molte regate tra multiscafi australiani. Quindi la correzione si basa su situazioni di vento, mare e tipi di multiscafi tipici di quella realtà. I valori di compensazione non sono affatto trascurabili (>1%) per scafi di lunghezza inferiore ai 9 metri per cui questa correzione è un ottimo riferimento da prendere in considerazione per i miglioramenti che vogliamo apportare al nostro sistema.

Fig.8 – Fattore correttivo OMR per effetti dinamici

Velocità del Vento

Come notato nella prima parte di questo articolo il metodo MOCRA è tarato su prestazioni in campi di regata con velocità del vento mediamente molto più alte rispetto a quelle presenti nei mari che circondano l’Italia. Questo ha molto probabilmente l’effetto di favorire multiscafi più pesanti o meno invelati rispetto a quelli più leggeri o più invelati ed è un altro motivo che spinge a cercare miglioramenti. Per esempio introducendo sistemi che tengano conto in qualche modo della condizione di vento che mediamente si è verificata durante la regata. Come accennato nella prima parte di questa serie di articoli, la proposta è quella di valutare l’adozione di un metodo PCS (Performance Curve Scoring) anche per i multiscafi. A tale scopo sarà necessario scegliere un VPP semplice da usare, per ridurre i costi, e che con il minimo numero di parametri in ingresso produca previsioni di accuratezza sufficiente allo scopo e comunque migliore di quella dei metodi di compenso basati su un singolo numero.

Conclusioni

La finalità di questi appunti è quella di supportare la discussione e le decisioni degli armatori nella scelta comune del metodo, o metodi, con cui potersi confrontare nei mari italiani con i propri multiscafi. Si spera con la maggior soddisfazione possibile o il minore scontento a seconda del posto in classifica.

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