La fabricación aditiva también compite en La Copa América de vela
19/07/2024CATEGORíA: General MARCA: Renishaw
Renishaw, la empresa mundial de ingeniería, es socio técnico oficial del equipo de vela británico, INEOS Britannia, a quien suministra soluciones de codificador magnético y piezas fabricadas aditivamente, además de experiencia en medición de posición y espectroscopia Raman.
Liderado por el ex campeón olímpico Sir Ben Ainslie, el equipo intentará convertirse en el primer yate británico en ganar la Copa América en sus 172 años de historia. La competencia se lleva a cabo en Barcelona, España, entre agosto y octubre de 2024. Renishaw ha apoyado al aspirante británico a la Copa América desde 2016. Para la campaña actual, Renishaw suministra a INEOS Britannia soluciones de codificador magnético y piezas fabricadas aditivamente, además de experiencia en medición de posición y espectroscopia Raman.
Sir Ben lidera ahora su tercer desafío británico consecutivo en la Copa América y espera con ansias la Challenger Selection Series (Copa Louis Vuitton) en septiembre de 2024, donde la élite de la vela mundial competirá para determinar quién se enfrentará a los campeones defensores, el Emirates Team New Zealand. , en el último partido de la Copa América que comenzará el 12 de octubre de 2024.
Barcos AC75
El AC75 es un yate de carreras compuesto avanzado utilizado en los partidos de la Copa América desde 2021. El monocasco con foils de 23 metros cuenta con tres hidroalas montados en el casco, una vela de ala blanda y sin quilla.
Desafío
En la Copa, los equipos competirán en AC75 a velocidades de hasta 60 millas por hora. Para mostrar la innovación sostenible, todos los equipos involucrados han adaptado sus barcos de acuerdo con los objetivos de sostenibilidad compartidos escritos en las reglas de la Copa América.
Por ejemplo, INEOS Britannia ha reducido su consumo de nueva fibra de carbono en la construcción del barco de carreras 'Britannia' utilizando carbono reciclado de la planta de recuperación británica ELG Carbon Fibre.
Las normas de sostenibilidad han reducido el tamaño y el peso de los barcos de la Copa América en comparación con la mayoría de las generaciones anteriores. Ahora, los equipos solo pueden construir un barco y, dado que la misma clase se utilizará para la próxima Copa América en 2027, existen oportunidades para que los equipos reutilicen componentes en el próximo ciclo de la Copa.
Michel Marie, director de fabricación de INEOS Britannia, explica: “Antes de esta competición, nos hemos centrado en gran medida en la sostenibilidad y nos hemos comprometido a utilizar materiales reciclados para dar ejemplo en el mundo del deporte. Saber que Renishaw también se ha comprometido con amplios objetivos Net Zero y está tomando medidas para reducir las emisiones nos da la confianza de que podemos seguir mejorando la sostenibilidad en nuestros esfuerzos por ganar la Copa”.
Solución
Para la campaña anterior, el ingeniero principal Dr. Finlay Evans y su equipo en Renishaw diseñaron sensores giratorios especiales con codificadores magnéticos integrados en los controles del timón del barco.
Esta vez, INEOS Britannia quería una versión mucho más pequeña del sensor para su barco de regatas y el Dr. Evans comenzó con mejoras electrónicas para miniaturizar el codificador y, al mismo tiempo, mejorar la resistencia eléctrica general.
Estos cambios incluyeron la sustitución del codificador de chip RLS RM08 por el último chip RLS AM4096, la adición de protección contra voltaje inverso y sobretensión y el aumento del nivel de protección contra descargas electrostáticas (ESD). El equipo también cambió el diseño de la PCB a un diseño de PCB flexible y rígido, lo que redujo el tamaño total del paquete y permitió agregar un indicador de estado LED.
El nuevo sensor compacto también está completamente encapsulado y es hermético para garantizar la protección contra golpes y eliminar el riesgo de entrada de agua salada. Como en la versión anterior, el sensor utiliza el protocolo de comunicación CAN bus, una tecnología estándar de la industria que proporciona una comunicación sólida en condiciones difíciles que permite un cableado simplificado y eficiente en el barco. El firmware mejorado del sensor mejora la funcionalidad del codificador para incluir retroalimentación de velocidad y posición giratoria.
El indicador externo brinda una confirmación visual simple del funcionamiento correcto para ayudar en la instalación y configuración. Además, el sensor también se puede reconfigurar sobre la marcha utilizando la estructura de mensajes del bus CAN, lo que hace que los cambios de configuración en el barco sean más rápidos y sencillos.
Acerca del codificador rotatorio RLS AM4096
Fabricado por RLS, la empresa asociada de Renishaw con sede en Eslovenia, el codificador AM4096 se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones de medición de velocidad o posición sin contacto, como control y conmutación de motores, robótica, posicionamiento de cámaras y otras aplicaciones exigentes de alta resolución.
Las características y beneficios del codificador incluyen medición de posición angular sin contacto, resoluciones seleccionables de 12 bits, posición cero programable, opciones de paquete de chip SSOP28 o QFN32, operación de alta velocidad y EEPROM integrada (un tipo de memoria programable).
Andy McLean, ingeniero jefe de sistemas de INEOS Britannia, explica cómo los codificadores controlan la embarcación:
"Hay treinta puños giratorios en el barco, cada uno con un codificador; ese es nuestro método principal de control. Hemos dividido el sistema de control en controles hidrodinámicos y aerodinámicos. Cuatro marineros usan los puños giratorios para controlar el balanceo, el cabeceo, el oleaje y la aceleración del yate.
Un gran cambio ha sido la aerodinámica. La última vez, los marineros estaban de pie en el barco [AC50] e inclinados por la borda. Ahora, todos se sientan en cabinas estrechas con carenados aerodinámicos a su alrededor. Todo está empaquetado en un tamaño más pequeño; el volante y los controles son más pequeños. Por lo tanto, también hubo un gran impulso para reducir los codificadores".
Resultados
Andy McLean quedó impresionado por el apoyo que el Dr. Evans y su equipo brindaron durante el transcurso de la 37ª America's Cup: “Renishaw se encuentra fundamentalmente en la interfaz entre el navegante y el yate. Todas nuestras señales de control pasan a través de estos codificadores hacia el sistema de control. Esta es una pieza importante de nuestro rompecabezas y en la que debemos confiar, porque los barcos pueden volcar y la entrada de agua es uno de nuestros mayores desafíos. La verdadera ventaja del nuevo diseño del sensor es que el tamaño del embalaje se ha reducido mucho. Nos permite crear una mejor ergonomía para los navegantes, de modo que los controles sean más naturales”.
Andy continúa destacando el papel vital que desempeñan los codificadores para garantizar la seguridad de las embarcaciones: "La regla de clase no es indulgente, todo lo que hacemos tiene como objetivo reducir la masa. La estructura compuesta del barco está altamente optimizada. Por ejemplo, si un codificador falla y el marinero pierde el control del timón, el barco podría caer en picada y ser cancelado. Al impactar con el agua, es equivalente al pedal del freno de un coche de Fórmula Uno".
Los sensores de giro más ligeros y pequeños del barco de regatas INEOS Britannia han ayudado a minimizar el espacio necesario para el timón y los controles de vuelo, lo que mejora la aerodinámica y ahorra peso.
La regla de la sostenibilidad
Una 'Versión 2' actualizada del Protocolo y la Regla de Clase AC75 especifica los requisitos más recientes para los competidores de la Copa América e incluye: permiso para construir solo un barco AC75, incentivos para iniciativas de sustentabilidad en la construcción del casco, limitaciones en la cantidad de foils y componentes que se pueden utilizar para el diseño del AC75, una reducción en el número de tripulantes a bordo de once (en la clase AC72) a ocho regatistas y el uso del barco de la clase AC75 en regatas para la 38ª Copa América.
Más información en https://www.renishaw.com
