Lona

Los barcos vikingos utilizaban lana para las velas. La tela se tejía de tres maneras, según la región y la tradición: ligamento tafetán con hilos individuales que se cruzaban, sarga de tres lizos con dos hilos que se cruzaban en cada punto, y sarga de cuatro lizos con hilos entrelazados de dos en dos en cada dirección. Esta práctica se mantuvo desde el siglo XI hasta el siglo XIV. ^{[ 1 ]}

Doek es la palabra holandesa para tela, que evolucionó al inglés "duck" en referencia a la lona de las velas. El duck se fabricaba típicamente con algodón o lino , aunque a veces se utilizaba cáñamo . Estas fibras naturales tienen poca resistencia a la putrefacción, la luz ultravioleta y la absorción de agua. El lino es más resistente, pero el algodón es más ligero. El lino fue la fibra tradicional de las velas hasta que fue reemplazado por el algodón durante el siglo XIX. Al principio, el algodón se usaba por necesidad en Estados Unidos, ya que era autóctono y el suministro de lino se veía interrumpido periódicamente por guerras como la de 1812 , durante la cual la demanda de lona para velas para uso militar era alta. A medida que aumentaba el tamaño de las velas, el lino resultaba demasiado pesado para ser práctico, por lo que el algodón se hizo más popular. El algodón no reemplazó sustancialmente al lino a nivel mundial hasta el final de la era de la navegación a vela ; sin embargo, en algunos casos, la resistencia del lino se prefería para ciertos tipos de velas. No fue hasta finales del siglo XX que las fibras naturales fueron reemplazadas por sintéticas en el uso generalizado. La lona de algodón para velas todavía se utiliza para ropa deportiva, tapicería y cortinas. El ancho tradicional para la lona de algodón cardado en los EE. UU. era de 23 pulgadas (58  cm), mientras que el estándar británico era de 24 pulgadas (61  cm). ^{[ 2 ]}

En las antiguas tradiciones marítimas de los pueblos austronesios del Indo-Pacífico , las velas se fabricaban tradicionalmente con paneles tejidos de hojas de pandano (pandano) y se ataban con cuerdas generalmente hechas de fibra de coco . Estas velas fueron fundamentales en las migraciones posteriores ( c. 3000 a 1500 a. C. ) de los austronesios desde Taiwán , al sudeste asiático insular , Micronesia , Melanesia insular , Polinesia y Madagascar . ^{[ 3 ] [ 4 ]} Algunos ejemplos de velas de estera de pandano estaban tan finamente tejidos que los españoles los compararon con " lino tosco" y los holandeses con " piel de oveja curtida " . ^{[ 5 ]}

Ejemplos específicos de velas hechas de esteras de pandano en regiones de habla austronesia incluyen las velas de las balsas fayang del pueblo Amis en Taiwán , ^{[ 6 ]} los diversos bangka de Filipinas , ^{[ 7 ]} el kabang del pueblo Moken , ^{[ 8 ]} el wa de las Islas Carolinas y Yap , ^{[ 9 ] [ 10 ]} el tepukei de las Islas Taumako , ^{[ 11 ]} las velas oblongas de las canoas de las Islas Ninigo , el baurua de las Islas Gilbert , el drua de Fiji , ^{[ 12 ]} y el waʻa kaulua de Hawái , ^{[ 13 ]} entre otros. La tecnología de las velas de esteras de pandano también se introdujo a pueblos no austronesios a través del contacto, como a los Yolngu de Australia . ^{[ 14 ] [ 15 ]}

Las velas también podían fabricarse con esteras tejidas de otras hojas y fibras de plantas similares, incluidas las de las palmas de azúcar , las palmas buri y las palmas nipa . ^{[ 16 ]}

El nailon se utiliza en los spinnakers por su ligereza, alta resistencia a la tracción, excelente resistencia a la abrasión y flexibilidad. Sin embargo, su bajo módulo de elasticidad provoca una excesiva elasticidad que lo hace inadecuado para velas de ceñida. El nailon es más susceptible a la degradación por rayos UV y agentes químicos que los poliésteres, y sus propiedades físicas pueden alterarse debido a la absorción de humedad.

El tereftalato de polietileno (PET) , el tipo más común de poliéster , es la fibra más utilizada en la fabricación de velas; también se le conoce comúnmente por la marca Dacron. El PET posee una excelente elasticidad, alta resistencia a la abrasión, alta resistencia a los rayos UV, alta resistencia a la flexión y bajo costo. Su baja absorción permite que la fibra se seque rápidamente. Si bien el PET ha sido reemplazado por fibras más resistentes para la mayoría de las aplicaciones de regatas de alto nivel, sigue siendo la tela para velas más popular debido a su menor precio y alta durabilidad. Dacron es la marca de la fibra de alto módulo Tipo 52 de Dupont, fabricada específicamente para velas. Allied Signal ha producido una fibra llamada poliéster 1W70 que tiene una tenacidad un 27 % mayor que el Dacron. Otros nombres comerciales incluyen Terylene, Tetoron, Trevira y Diolen.

El PEN ( polietileno naftalato ), comúnmente conocido por la marca comercial "Pentex" de Honeywell, es otro tipo de fibra de poliéster que se estira solo un 40 % de lo que se estiran las fibras PET estándar, pero aproximadamente el doble que el Kevlar 29. Debido a que se encoge solo un tercio de lo que se encoge un buen PET, el PEN no se puede tejer tan apretado; por lo tanto, el PEN tejido debe impregnarse con resina, lo que hace que las velas sean propensas a dañarse por un uso y manejo inadecuados. El PEN es más adecuado para la fabricación de lonas laminadas, donde las fibras se colocan rectas para mayor resistencia y se adhieren a láminas de película para mayor estabilidad (por ejemplo, película de PET, a menudo llamada por uno de sus nombres comerciales Mylar), o como capa exterior de tafetán de un laminado, protegiendo una película de PET. Los laminados de PEN son una alternativa económica para velas de mayor rendimiento.

El Kevlar , una fibra de aramida , se ha convertido en la fibra predominante para velas de competición desde su introducción por DuPont en 1971. Es más resistente, tiene una mayor relación resistencia-peso que el acero y un módulo cinco veces mayor que el del PET y aproximadamente el doble que el del PEN. Existen dos tipos populares de Kevlar: el tipo 29 y el tipo 49. Este último tiene un módulo inicial un 50 % superior al del tipo 29, pero una menor pérdida de flexión. DuPont ha desarrollado tipos de mayor módulo (129, 149 y 159), pero su uso en velas ha sido escaso, ya que, por lo general, a medida que aumenta el módulo, disminuye la resistencia a la flexión. DuPont ha presentado recientemente Kevlar Edge, una fibra desarrollada específicamente para velas con un 25 % más de resistencia a la flexión y un módulo superior al de Kevlar 49. El Kevlar, al igual que otras fibras de aramida, presenta una baja resistencia a los rayos UV (pierde resistencia aproximadamente el doble de rápido bajo la luz solar que el PET) y una rápida pérdida de resistencia al flexionarse, doblarse y azotarse. Un azote mínimo y un manejo cuidadoso pueden prolongar considerablemente la vida útil de una vela de Kevlar.

Technora es una aramida producida en Japón por Teijin , con un módulo de elasticidad ligeramente inferior al del Kevlar 29, pero una resistencia a la fatiga por flexión ligeramente superior. Su menor resistencia a los rayos UV se mejora tiñendo de negro la fibra, que es naturalmente dorada. Technora se utiliza con mayor frecuencia como refuerzo transversal (X-ply) en lonas laminadas para velas.

Twaron es una aramida producida en los Países Bajos por Teijin, química y físicamente similar al Kevlar de DuPont. Twaron HM (alto módulo) presenta propiedades elásticas similares a las del Kevlar 49, mayor resistencia a la tracción y mejor resistencia a los rayos UV. Twaron SM es similar al Kevlar 29. Al igual que el Kevlar, la fibra es de color dorado brillante.

Spectra es un polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) fabricado por Honeywell , que ofrece una resistencia superior a los rayos UV (a la par con el PET), un módulo inicial muy elevado (solo superado por la fibra de carbono de alto módulo), una resistencia a la rotura superior y una alta resistencia a la flexión. Sin embargo, también presenta una elongación permanente y continua bajo carga sostenida (también conocida como fluencia). Esto provoca un cambio de forma con el paso del tiempo. Por este motivo, Spectra solo se utiliza en spinnakers de embarcaciones de alto rendimiento donde las velas se reemplazan con regularidad.

Equivalente a Spectra, Dyneema es una fibra extremadamente resistente producida por la empresa holandesa DSM . Es frecuentemente utilizada por fabricantes europeos de lonas para velas, está disponible en una mayor variedad de grosores de hilo que Spectra y su popularidad va en aumento. Dyneema DSK78 estableció un nuevo estándar al combinar la típica alta relación resistencia-peso, una excelente baja elasticidad, resistencia a la abrasión y a los rayos UV, pero con un rendimiento de fluencia tres veces superior al de Dyneema SK75 y casi el doble que el de Dyneema SK90.

Hoechst Celanese produce polietileno Certran , similar a Spectra, con aproximadamente la mitad de su módulo de elasticidad. Posee propiedades similares a las de Spectra, incluyendo una resistencia superior a la fatiga por flexión y a la degradación por rayos UV, pero también presenta deformación por fluencia.

El PBO (poli(p-fenileno-2,6-benzobisoxazol)) es un polímero de cristal líquido desarrollado por la empresa japonesa Toyobo bajo la marca comercial Zylon . Se trata de una fibra dorada con un módulo inicial significativamente superior al de otros hilos de alto módulo, incluidas las aramidas. Entre las propiedades deseables del PBO se encuentran su alta estabilidad térmica, baja deformación por fluencia, alta resistencia química, alta resistencia al corte y a la abrasión, y excelente resistencia al estiramiento tras repetidos pliegues. El PBO también es bastante flexible y de tacto suave. Sin embargo, presenta una baja resistencia a la luz ultravioleta y a la luz visible.

Vectran es un polímero de cristal líquido (LCP) de alto rendimiento a base de poliéster , producido por Ticona. Su color es naturalmente dorado y posee un módulo similar al del Kevlar 29, pero con menor pérdida de resistencia al flexionarse. Esto representa una ventaja en aplicaciones de resistencia y para velas de crucero, donde la durabilidad es fundamental. Otras ventajas de la fibra Vectran incluyen una deformación por fluencia del 0,02 % al 30 % de la carga máxima tras 10  000 horas, alta resistencia química y a la abrasión, y alta resistencia a la tracción. Su resistencia a los rayos UV es inferior a la del PET y el PEN, pero la degradación se estabiliza tras aproximadamente 400 horas de exposición, mientras que las aramidas y los espectros continúan degradándose.

La fibra de carbono es una fibra sintética de alto módulo compuesta por átomos de carbono. Es prácticamente inmune a la exposición a los rayos UV y ofrece una elasticidad excepcionalmente baja. Existen variantes que abarcan desde materiales frágiles sin elasticidad hasta materiales extremadamente duraderos y flexibles, con una elasticidad ligeramente superior a la de las velas de aramida.

La película de PET es la más común en la fabricación de lonas laminadas. Se trata de una fibra de PET extruida y biaxialmente orientada. En Estados Unidos y Gran Bretaña, las marcas comerciales más conocidas son Mylar y Melinex.

La película de PEN es una versión extruida y biaxialmente orientada de la fibra de PEN. Así como la fibra de PEN es más resistente que la fibra de PET, la película de PEN es más resistente que la película de PET. Sin embargo, la película de PEN rara vez se utiliza en los estilos estándar de tela para velas porque se encoge más rápidamente que el PET, es menos resistente al desgaste y reduce la vida útil de la vela.

La película se intercala entre dos capas de tafetán tejido ; la película proporciona la mayor parte de la resistencia al estiramiento y el tafetán mejora la resistencia al desgarro y la abrasión. Las versiones de alta gama de este método utilizan tafetán tejido de Spectra o Kevlar. En algunos estilos más recientes, también se incorporan hilos de aramida fuera de la línea de la trama al laminado. En algunos casos, se elimina la segunda capa de tafetán para ahorrar costes y peso.

En esta construcción, una malla o filamentos (insertos) se intercalan entre capas de película. De esta forma, los elementos portantes se disponen rectos, lo que maximiza el alto módulo de elasticidad de las fibras, mientras que un tejido presenta cierta elasticidad inherente. La laminación de película sobre película alrededor de los filamentos crea una unión muy fuerte y fiable, reduciendo la cantidad de adhesivo necesaria. En tejidos de alta calidad, los filamentos o la malla se tensan durante el proceso de laminación.

Las desventajas son: la película no es tan resistente a la abrasión ni a la flexión como un tejido, y no protege las fibras estructurales de los rayos UV. En algunos casos, se añade protección UV.

Se añade tejido de punto con alta protección UV y contra la abrasión a la película sobre película. Esto combina lo mejor de lo anterior, pero es costoso, pesado y rígido. Este es un método atractivo para combinar fibras de alto módulo con baja resistencia a los rayos UV.

Tejidos en ambos lados de una malla sin la capa de película. El problema radica en introducir suficiente hilo de alto módulo en el sándwich y, al mismo tiempo, lograr una buena adhesión, ya que los tejidos disímiles no suelen adherirse bien. Esta técnica es más experimental que práctica, pero podría dar resultados con el tiempo.