EMBARCAÇÕES OU PRANCHAS PARA DESPORTOS AQUÁTICOS, PROCESSO DE

OBTENÇÃO E SEUS USOS

Domínio técnico

[0001] A presente divulgação diz respeito a um método de fabrico de superfícies irregulares aplicáveis a fundos de pranchas para desportos aquáticos e a fundos de embarcações para desportos aquáticos em que a parte da prancha ou da embarcação que está em contacto com a água, em particular o fundo da prancha ou da embarcação, compreende uma pluralidade de elementos hidrodinamicos em que os referidos elementos são côncavos em formato circular e/ou oval e/ou com 3 ou mais lados, como por exemplo triangular e/ou quadrangular e/ou pentagonal e/ou hexagonal e/ou com a forma de um polígono com mais de 6 lados.

[0002] A presente divulgação tem aplicação, por exemplo, em pranchas de surf, windsurf, longboard, stand-up paddie, kneeboard, skimming, bodyboard, jetski, wake board, wake surf, wake skim, wake skate, ski aquático, kitesurf nas suas variantes e em embarcações, caiaques (kayaks), catamarãs, barcos a remo, barcos a vela, canoas (i.e, canoagem modalidade olímpica), barcos a motor, iates, nas suas variantes, entre outros.

Antecedentes

[0003] São conhecidos no estado da arte pranchas de surf nas quais as suas estruturas estabilizadoras, designadas de quilhas, apresentam elementos hidrodinamicos. Este é o caso apresentado nos documentos WO2009/070852 Al e WO2013/177612 Al.

[0004] No entanto, os documentos referidos referem-se exclusivamente a quilhas de pranchas de surf, não mencionam qualquer outro tipo de pranchas ou elementos das mesmas e não descrevem o método de produção ou fabrico dos referidos elementos. [0005] As modernas teorias da mecânica de fluídos mencionam de uma maneira geral, que os fluxos laminares geram maior atrito que os fluxos turbulentos. Desta forma, para gerar menos atrito, é necessário criar uma turbulência na zona de fronteira, reduzindo assim o fenómeno de separação de superfícies. Esta noção é hoje em dia ensinada nas universidades nos cursos que lecionam estes temas e globalmente aceite pela comunidade científica.

[0006] Estes documentos ilustram o problema técnico a resolver pela presente solução.

Descrição geral

[0007] De forma a resolver os problemas anteriormente definidos foi desenvolvida a prancha da presente divulgação e respetivo método de fabrico.

[0008] Para que seja possível a criação de turbulência na zona de fronteira de um objeto e, por consequência, para que seja possível reduzir o atrito, é necessário construir superfícies irregulares que estão em contacto com o fluido no momento de deslocação. Contudo devido a características dinâmicas das pranchas e casco, até agora não se encontrou nenhum método economicamente viável capaz de produzir pranchas com esta característica no fundo da prancha.

[0009] A atual construção e design de equipamentos de desportos aquáticos, nomeadamente pranchas de surf, compreende apenas a incorporação dos elementos hidrodinâmicos anteriormente referidos nas quilhas das pranchas e não mencionam, referem ou sugerem a introdução de elementos hidrodinâmicos em que os referidos elementos são côncavos em formato circular e/ou oval e/ formato circular e/ou oval e/ou com 3 ou mais lados, como por exemplo triangular e/ou quadrangular e/ou pentagonal e/ou hexagonal e/ou com a forma de um polígono com mais de 6 lados, ao longo do fundo das pranchas ou cascos de embarcações que se encontram em contato direto com a superfície da água. [0010] A introdução de elementos hidrodinâmicos que é atualmente conhecida no estado da arte apresenta várias desvantagens/problemas, nomeadamente os documentos referidos nos antecedentes apenas tentam encontrar uma relação eficaz entre o número de quilhas que uma prancha pode apresentar, uma vez que quantas mais apresentar maior é a estabilidade que confere, e o atrito que é gerado pelo aumento do número de quilhas da prancha e apenas dizem respeito a quilhas para pranchas de surf.

[0011] Tendo em consideração as desvantagens mencionadas no estado da arte, a presente divulgação permite:

• utilizar materiais compósitos, em particular fibra de vidro, fibra de carbono, fibra sintética de aramida e suas combinações, em substituição de materiais comos espuma semi-rígida, filmes plásticos e/ou termoplásticos na construção do casco da embarcação ou da prancha;

• manipular os referidos materiais compósitos de modo a criar uma pluralidade de elementos hidrodinâmicos dispostos ao longo de toda a superfície do casco da embarcação ou da prancha em contacto com a água, em que os referidos elementos são recessos de secção côncava e em que cada um dos elementos tem um contorno definido na superfície do casco ou da prancha;

• reduzir o atrito entre o equipamento de desporto aquático, em particular a parte inferior do equipamento que se encontra em contacto direto com a superfície do fluido, no caso da água e garantir a resistência desejada;

• aos praticantes de desportos aquáticos poderem praticar desporto com um equipamento que permite atingir velocidades maiores às velocidades que os equipamentos atuais permitem, não afetando ao resistência e duração do material;

• aos praticantes de desportos aquáticos com embarcações a motor poderem navegar com embarcações que permite reduzir o atrito no fluxo na água, melhorando a eficiência do motor e/ou reduzindo o consumo de combustível relativamente às embarcações atuais. [0012] Desta forma, a presente divulgação descreve um método para a construção ou fabrico de superfícies irregulares para a aplicação em embarcações ou pranchas para desportos aquáticos e que faz recurso à utilização de uma pluralidade de elementos hidrodinâmicos em que os referidos elementos são côncavos em formato circular e/ou oval e/ou triangular e/ou hexagonal e/ou com a forma de um polígono com 3 ou mais lados e em que estes elementos estão presentes na parte inferior do equipamento que se encontra em contacto direto com a superfície da água. Como consequência, o efeito da embarcação ou prancha é diferente do que tem sido fabricado e comercializado até ao momento.

[0013] A presente divulgação descreve um casco para embarcações ou uma prancha para desportos aquáticos em que a superfície da prancha ou casco em contacto com a água compreende uma pluralidade de elementos hidrodinâmicos dispostos ao longo de toda a superfície em contacto com a água, em que os referidos elementos são recessos de secção côncava e em que cada um dos elementos tem um contorno definido na superfície da prancha ou casco que é circular, oval, hexagonal, ou poligonal com mais de 3 lados em particular: triângulos, quadrados, pentágonos, hexágono, ou poligonal com mais de 6 lados; em que o casco ou a prancha compreende um material selecionado da seguinte lista: fibra de vidro, fibra de carbono, fibra sintética de aramida e suas combinações.

[0014] Numa forma de realização, casco ou a prancha da presente divulgação pode ainda ter uma distribuição dos elementos hidrodinâmicos é de 20 - 80 elementos hidrodinâmicos por decímetro quadrado da superfície em contacto com a água, de preferência 30 - 50 elementos hidrodinâmicos por decímetro quadrado da superfície em contacto com a água, em particular 35 - 40 elementos hidrodinâmicos por decímetro quadrado da superfície em contacto com a água.

[0015] Numa forma de realização, o casco ou a prancha da presente divulgação pode apresentar uma área dos elementos hidrodinâmicos de pelo menos 60% da superfície em contacto com a água, em particular pelo menos 70% da superfície em contacto com a água, mais em particular pelo menos 73%, 78%, 79% ou 80% da superfície em contacto com a água. [0016] Numa forma de realização, a superfície do casco ou da prancha em contacto com a água é o fundo do referido casco ou fundo da referida prancha.

[0017] Numa forma de realização, o casco ou a prancha pode compreender fibra de vidro ou fibra de carbono ou fibra sintética de aramida, em particular benzeno-1,4- diamina ou Kevlar™.

[0018] Numa forma de realização, o casco ou a prancha pode compreender resina de poliéster, vinil éster, de epóxi, e suas combinações.

[0019] Numa forma de realização, a prancha da presente divulgação é uma prancha de surf ou windsurf ou longboard ou stand-up paddle ou kneeboard ou skimming ou bodyboard ou jetski ou wake board ou wake surf ou wake skim ou wake skate ou ski aquático ou kitesurf.

[0020] É ainda parte da presente divulgação uma embarcação que compreende um casco descrito na presente divulgação.

[0021] Numa forma de realização, a referida embarcação pode ser: um caiaque, ou catamarã, ou barco a remo, ou barco à vela, ou canoa, ou barco a motor ou, iate.

[0022] É ainda parte da presente divulgação a descrição de um método para o fabrico de uma prancha ou embarcação, que compreende os seguintes passos:

• preparação de um molde com protusões com a forma dos elementos hidrodinâmicos pretendidos,

• colocação de uma cera desmoldante no molde;

• colocação de um filme de resina em cima do molde;

• colocação de uma ou mais camadas de fibra de vidro;

• colocação de uma camada de placa de espuma ou pedaços de placa de espuma (no caso da aplicação requerer um enchimento);

• colocação de pelo menos mais uma camada de fibra de vidro seguida de resina;

• fusão dos materiais utilizando um dos processos de fusão de materiais

compósitos em particular: laminação manual à pressão atmosférica, laminação a vácuo, infusão, ou infusão molde contra molde. [0023] N uma forma de realização, o método descrito pode ainda compreender a adição de uma camada decorativa em conjunto com uma ou mais camadas de fibra de vidro, em particular em que a referida camada decorativa é uma camada têxtil.

[0024] Ao longo da descrição e reivindicações a palavra "compreende" e variações da palavra, não têm intenções de excluir outras características técnicas, como outros componentes, ou passos. Objetos adicionais, vantagens e características da divulgação irão tornar-se evidentes para os peritos na técnica após o exame da descrição ou podem ser aprendidos pela prática da divulgação. Os seguintes exemplos e figuras são fornecidos como forma de ilustrar, e não têm a intenção de serem limitativos da presente divulgação. Além disso, a presente divulgação abrange todas as possíveis combinações de formas de realização particulares ou preferenciais aqui descritas.

Descrição das figuras

[0025] Para uma mais fácil compreensão da divulgação juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais da presente divulgação que, contudo, não pretendem limitar o objeto da mesma.

[0026] Figura 1: Exemplo de um fundo de uma prancha de skimming.

[0027] Figura 2: Exemplo de um fundo de uma prancha de surf.

[0028] Figura 3: Exemplo de um fundo de uma embarcação caiaque (kayak).

[0029] Figura 4: Exemplo de um fundo de uma embarcação catamarã.

[0030] Figura 5: Exemplo das sessões das protusões.

[0031] Figura 6: Exemplo das sessões das formas das protusões. Descrição detalhada

[0032] Deve entender-se que a descrição detalhada e os exemplos específicos são indicadores de realizações preferidas da divulgação, sendo fornecidos apenas com carácter ilustrativo, não estando esta divulgação limitada às referidas aplicações.

[0033] O presente pedido compreende a manipulação de materiais compósitos e de moldes que utilizados em conjunto no processo de fabrico dão lugar a superfícies com irregularidades em baixo relevo, compreendendo uma pluralidade de elementos hidrodinâmicos em que os referidos elementos são côncavos, isto é protusões, em formato circular, oval, hexagonal, ou poligonal com mais de 3 lados, ou com mais de 6 lados.

[0034] Os materiais compósitos podem ser resinas de poliéster, vinil éster ou epóxi, fibras de vidro, ou fibras de carbono, ou placas de espumas ou outros materiais que possam ser utilizados como base.

[0035] Os moldes são superfícies que possuem a forma e o relevo que se pretende dar; nesta aplicação concreta. Os materiais compósitos são sujeitos à ação de forças de pressão ou outras quando em contacto com o molde e enquanto ainda são moldáveis por forma a tomarem a forma e o relevo do molde utilizado.

Preparação da placa de espuma

[0036] Numa forma de realização, a prancha poderá ser obtida a partir de uma placa de espuma de policloreto de vinilo (PVC) de alta densidade desenhar, com 1,50 m de comprimento por 0,55 m de largura, a forma da prancha pretendida.

[0037] Cortar a placa de espuma por fora do risco, utilizando a serra elétrica e ajustar ao risco utilizando uma régua com lixa para acertar o "outline", de preferência uma lixa n.s 40.

[0038] Virar a placa de espuma ao contrário e do "outline" para dentro marcar um risco com 1,5 cm para desenhar o "rail". Desbastar as arestas utilizando uma rebarbadora e corrigir utilizando um taco com lixa para que o "rail" fique com a forma de ¼ de círculo. [0039] Lixar as superfícies em cima e em baixo para retirar alguma eventual rugosidade.

Preparação da mesa contendo o molde

[0040] Numa forma de realização, de preparação da mesa/molde poderá ter a curvatura específica consoante a prancha, bem como o molde com o negativo da pluralidade de elementos hidrodinâmicos que pretendemos conferir.

[0041] Preferentemente, limpar a superfície contendo o molde com um pano limpo para remover poeiras e sujidades; e ainda untar o molde com cera de desmoldar, utilizando de preferência com uma esponja própria; e de preferência deixar secar uns minutos e polir com um pano microfibras.

[0042] Numa forma de realização, colocar mistura de "gelcoat" nas proporções de 200 g de "gelcoat", 1% de acelerador (2 g) e 2% de catalisador (4 g). Aplicar uniformemente sobre a mesa contendo o molde utilizando uma trincha. Deixar secar ½ hora.

[0043] Numa forma de realização, cortar uma tira de fibra de vidro de 6 onças com l,40m por 0,55m; aplicar sobre a mesa.

[0044] Numa forma de realização, preparar a mistura de resina de poliéster nas proporções de 250 g de poliéster, 1% (p/p) de acelerador (2,5 g), 2% (p/p) de catalisador (5g) e 15 g a 20 g de corante (6% a 8% (p/p)) consoante a opacidade da cor (define-se aqui a cor do fundo da prancha). Aplicar uniformemente a mistura de resina poliéster sobre a fibra de vidro utilizando uma espátula de borracha.

Preparação do sistema de vácuo

[0045] Numa forma de realização, colocar junta de vácuo a toda a volta da mesa; cortar um filme de plástico com um excesso de 15% do tamanho da mesa; colar o filme de plástico num dos lados da mesa.

[0046] Numa forma de realização, ligar um tubo da bomba de vácuo ao reservatório de segurança e outro do reservatório à mesa; colar o tubo de entrada de vácuo na mesa, ligando um "T" e fazendo uma sobreposição com uma tira de junta de vácuo; no "T" colocar duas mangueiras de espiral de modo a distribuir o vácuo ao longo da mesa.

Processo de laminação em vácuo

[0047] Numa forma de realização, cortar três tiras de fibra de vidro de 6 onças com 1,40 m por 0,55 m; reservar.

[0048] Numa forma de realização, cortar mais uma tira de fibra de vidro com a forma da prancha com um excesso de 2 cm a toda a volta.

[0049] Numa forma de realização, colocar a placa de espuma num cavalete virada com o fundo para cima; colocar a tira de fibra de vidro com a forma da prancha em cima da espuma.

[0050] Numa forma de realização, cortar uma tira de "peelply" com 1,40 m por 0,55 m.

[0051] Numa forma de realização, preparar a mistura de resina; pesar 800 g de resina de poliéster, 0,5% (p/p) de acelerador (4 g), 2% (p/p) de catalisador (16 g) e entre 5% (p/p) (40 g) e 10% (p/p) (80 g) de corante (consoante a opacidade da cor).

[0052] Numa forma de realização, aplicar 250 g desta mistura sobre a placa de espuma (que contém a fibragem inicial), deixar impregnar a resina e dobrar o excesso de fibra sobre o "rail" de modo a fazer um "overlap".

[0053] Numa forma de realização, preparar a colocar 50 g sobre a mesa, espalhar bem, colocar a placa de espuma sobre a mesa, colocar as 3 tiras de fibra de vidro que estavam reservadas sobre a placa de espuma, aplicar a restante resina espalhando bem, deixar impregnar e ajustar a fibra ao "rail".

[0054] Numa forma de realização, preparar colocar a tira de "peelply" sobre as camadas de fibra de vidro, esticando bem evitando as dobras, colocar o filme de plástico por cima colando-o à junta de vácuo e deixando pregas de 5 cm em cada canto; ligar a bomba de vácuo e utilizando uma espátula de plástico rígida ajustar todas as camadas ao "rail" de forma a evitar a formação de bolhas e/ou poros. [0055] Numa forma de realização, deixar secar durante 8h a 12h; a pressão que o vácuo vai exercer sobre os materiais leva à fusão com a resina, confere a curvatura da prancha conforme a posição na mesa, uniformiza a laminação e confere o padrão do fundo da prancha consoante o negativo do molde.

Acabamento

[0056] Retirar o filme de vácuo, e ainda, se aplicável, a entretela "peelply". Utilizando uma cunha de madeira descolar a prancha da mesa.

[0057] Cortar o excesso de material junto ao "rail" utilizando a rebarbadora.

[0058] Utilizando uma lixadeira elétrica, lixar o "rail" utilizando a lixa n.^ 80, acertando o "outline"; colocar o "interface" (esponja) na lixadeira e remover eventuais irregularidades do "rail".

[0059] Remover todo o pó limpando com a pistola de ar comprimido; colocar uma tira de fita de papel de pintor no fundo da prancha deixando um excesso; cortar esse excesso com uma lâmina de x-ato.

[0060] Preparar o logotipo impresso em papel de arroz ou papel de seda; preparar 200 g de mistura de resina de acabamento com as seguintes proporções: 200 g de resina de poliéster, 1% (p/p) de acelerador (2 g), 2% (p/p) de catalisador (4 g) e 3% (p/p) de parafina (6 g).

[0061] Com uma trincha de 150 mm aplicar a mistura de resina de acabamento e espalhar uniformemente; colocar o logotipo na posição pretendida; deixar secar 4h a 5h.

[0062] Após a secagem de preferência lixar a prancha ou casco com lixa adequada e utilizando ainda massa de polir, para polir a prancha uniformemente.

[0063] Numa forma de realização desta divulgação, o método anteriormente descrito pode ser aplicado à construção de pranchas para embarcações em que a parte inferior da prancha ou embarcação apresentará, após a sua construção, superfícies com uma pluralidade de elementos hidrodinamicos em que os referidos elementos, por exemplo, côncavos em formato circular e/ou oval e/ou triangular e/ou hexagonal e/ou com a forma de um polígono com mais de 3 lados e/ou com a forma de um polígono com mais de 6 lados.

[0064] Desta forma, a presente divulgação pode ser ainda aplicada a pranchas, nomeadamente de surf, windsur longboard, stand-up paddle, kneeboard, skimming, bodyboard, jetski, wake board, wake surf, wake skim, wake skate, ski aquático, kitesurf nas suas variantes, e/ou a embarcações, nomeadamente a caiaques (kayaks), catamarãs, barcos a remo, barcos a vela, canoas (canoagem modalidade olímpica), barcos a motor, iates, entre outros.

[0065] Ainda que na presente divulgação se tenham somente representado e descrito realizações particulares da divulgação, o perito na matéria saberá introduzir modificações e substituir umas características técnicas por outras equivalentes, dependendo dos requisitos de cada situação, sem sair do âmbito de proteção definido pelas reivindicações anexas.

[0066] As realizações apresentadas são combináveis entre si. As seguintes reivindicações definem adicionalmente realizações preferenciais.