Meten is weten – maar niet altijd bij een zeilboot

Over een uitdaging gesproken: zelf een boot bouwen en dat ook nog eens met je wederhelft. Velen moeten er niet aan denken, maar Mark en Sandra Couwenberg wel. Het stel is druk bezig om hun droomboot eigenhandig te realiseren. Hoe dat project, dat zijzelf ‘een krankzinnig plan’ noemen, verloopt? Dat lees je hieronder.

Klik om deel I, deel II, deel III, deel IV, deel V,  deel VI, deel VII, deel VIII, deel IX, deel X en deel XI te lezen.

{{ trans('customs.newsletter_signup.responsemsg') }}

{{ trans('customs.buttons.signup') }}

Vul een geldig emailadres in. {{ errors . email[0] }}

Of je nu een zeilboot, een raceauto of een werkschip bouwt, het gewicht speelt altijd een cruciale rol. Het bepaalt niet alleen de kosten, maar ook de sterkte, stabiliteit en prestaties van wat je bouwt. En voor alles wat beweegt, zeker als het met beperkte paardenkrachten (of beter gezegd: windkracht) vooruit moet, is gewicht nog belangrijker.

Het belang van gewicht

Bij het bouwen van een werkschip is gewicht meestal niet het belangrijkste; dan draait het vooral om sterkte en robuustheid. Desondanks is het wel belangrijk om te weten wat het gewicht werkelijk is. Bij een zeilboot is dat niet anders, ook daar is het van belang om goed te weten hoe zwaar de boot is.

“We willen vlot kunnen varen, niet met race tempo, maar met een zekere elegantie en efficiëntie. Een te zware boot zeilt wat langzamer maar beweegt misschien wat comfortabeler. Een lichte boot zeilt sneller, ook bij licht weer, maar de bewegingen zijn misschien wat minder prettig. We zoeken dus het midden tussen snelheid en comfort,” aldus Mark en Sandra.

Nu het casco volledig klaar is, werd het tijd om eens te kijken of al onze gewichtsberekeningen kloppen. Want zoals elke bouwer weet: vroeg of laat wil je weten of wat op papier stond ook in werkelijkheid zo uitpakt.

De spreadsheet der waarheid

Het begint allemaal met een spreadsheet. Daarin staat ieder onderdeel van de boot, van kiel tot mast, van romp tot het kleinste beslag, met zijn geschatte gewicht en positie.
Die lijst wordt tijdens de bouw voortdurend bijgewerkt: wat lichter uitvalt wordt aangepast, wat zwaarder uitvaltwordt ook genoteerd. “Om die cijfers visueel te maken, maakte ik een grafiek met stippen. Elke stip vertegenwoordigt een onderdeel, en hoe groter de stip, hoe zwaarder het onderdeel. De kiel, romp en mast springen er direct uit,” legt Mark uit.

Het is een handige controle: als er ergens een stip van 800 kilo verschijnt waar je een schot van 80 kilo verwachtte, weet je dat er waarschijnlijk een nulletje te veel of te weinig in de berekening zit.
En geloof me: iedereen heeft weleens een komma met een punt verward...

Kruiscontroles en houtmonsters

Mark vertelt verder: “Naast de spreadsheet had ik een 3D-model gemaakt in Rhino, vol details. Zo’n model is een goudmijn aan informatie: oppervlaktes, volumes, en dus — met een beetje rekenen — ook gewicht.

Maar cijfers in een computer zijn niet genoeg. Daarom deed ik praktische metingen: ik hield stukjes over van het cedarhout waarmee de romp is gebouwd en mat daarvan nauwkeurig de afmetingen en het gewicht. Dat deed ik meerdere keren; bij levering van het hout (toen het nog kurkdroog was), en later nog eens, vlak voor het lamineren met epoxy. Het bleek dat het hout na een paar maanden wat vocht uit de lucht had opgenomen — en dus wat zwaarder was geworden. Met die informatie kon ik het werkelijke gewicht van al het hout in de romp berekenen.
Hetzelfde deed ik voor de sandwichpanelen: ook daar hield ik stukjes van over om te wegen. Omdat de meeste schotten op dezelfde manier zijn opgebouwd, kon ik met een paar metingen een goed beeld krijgen van het geheel. Lang verhaal kort: tijdens de hele bouw heb ik geprobeerd het gewicht van alle onderdelen zo nauwkeurig mogelijk te volgen”.

Tijd voor de waarheid: de weging

Op een gegeven moment wil je weten of al dat rekenen klopt.
Niet alleen het totaalgewicht, maar ook de langsscheepse ligging van het zwaartepunt (LCG), oftewel: waar in de boot zit het gewicht gemiddeld?
“Dat was belangrijk, want ik stond op het punt om het ontwerp van de loodballast in de kielbulb af te ronden. Als ik het zwaartepunt wist, kon ik dat ontwerp nog iets verfijnen”.

Via een collega kon ik een loadcell lenen — een soort elektronische weegschaal voor zware lasten. De huurprijs: Een hazelnoottaart van de plaatselijke bakker. “Niet de meest gebruikelijke huurconstructie, maar beslist de lekkerste,” zegt Mark met een glimlach.

Meten met één loadcell

“Er was één klein detail: ik had maar één loadcell tot mijn beschikking. En eerlijk gezegd had ik weinig zin om de complete boot op te tillen — met alle risico’s en het gedoe van hijsbanden, bokken en gereedschappen die daarbij komen kijken”.

De oplossing? Twee metingen, elk aan één kant van de boot.

Met die twee krachten en een paar bekende afstanden kun je met wat basismechanica het totaalgewicht en het zwaartepunt berekenen.

De metingen leverden de volgende tabel op:

Wie zin heeft om een beetje te rekenen: uit deze waarden kun je het totale gewicht W en de LCG bepalen.

Meten is weten… of juist niet

We zeggen vaak: Meten is weten. “Maar ik begin steeds meer te denken dat het in de praktijk eerder is: Meten is weten dat je het eigenlijk nog niet precies weet.”

Mark legt uit: ”Ik heb tientallen metingen gedaan: voor, achter, weer voor, weer achter. Een dag later nog eens, met net wat andere resultaten. Het bleek ongelofelijk lastig om herhaalbare waarden te krijgen. De loadcell reageerde extreem gevoelig op kleine scheefstanden, zelfs een millimeter verschil in hoek leverde merkbare afwijkingen op.
Omdat de onderkant van de boot niet vlak is, maar in alle richtingen helt, was het bijna onmogelijk om de cel steeds precies hetzelfde te plaatsen.”

Na veel experimenteren denk ik dat ik redelijk accurate berekeningen heb gekregen. De resultaten voor het zwaartepunt waren opvallend consistent. Het totaalgewicht daarentegen bleek iets hoger dan verwacht: ik had mijn volledige veiligheidsmarge uit de gewichtsberekening opgebruikt. Niet rampzalig, maar wel leerzaam.
De conclusie: dit was een aardige indicatie, maar geen absolute waarheid. Voordat ik harde conclusies trek, wil ik ook nog eens een andere meetmethode gebruiken. 

Elke bouwfase brengt weer iets nieuws om te leren. Deze keer leerde ik vooral dat wegen niet zo eenvoudig is als het klinkt.