Innovación en aletas de tabla de surf: diseño impreso en 3D, hecho con Onyx, orientado al rendimiento

Nota del autor: Trabajo en Markforged como becario de ingeniería eléctrica. Mientras revisaba aletas de prueba en la oficina antes de un viaje a Australia, me inspiré para crear aletas de tabla de surf impresas en 3D usando la impresora Markforged Mark Two. Este artículo detalla el diseño, la impresión y las pruebas en agua de estas aletas personalizadas.

Sobre las aletas de tabla de surf

Antes de los años 30, las tablas de surf dependían de cascos muy convexos o del rudimentario acto de arrastrar los pies en el agua para controlar la dirección. La adición de aletas revolucionó el surf al estabilizar el guiñeo, amortiguar el balanceo y generar sustentación durante los giros —funciones análogas a un ala o cola de avión. La mayoría de las aletas presentan una sección transversal aerodinámica, que maximiza la sustentación minimizando la resistencia comparada con una forma rectangular simple.

Sección transversal de una aleta de tabla de surf de titanio.

Como se ve, la forma de una aleta típica es sorprendentemente similar a un ala de avión simétrica.

A pesar de la optimización de perfiles aerodinámicos, muchas aletas comerciales aún adoptan la clásica forma «delfín» —bonita, pero no ideal para la sustentación. La teoría aerodinámica muestra que la forma de ala más eficiente es una elipse porque la sustentación se distribuye en un patrón elíptico. Un ala larga y estrecha ofrece mayor eficiencia de envergadura, es decir, más sustentación con menos resistencia. El Rutan Voyager, un avión que circunnavegó el globo sin repostar, ejemplifica este principio con sus alas ultra-largas y estrechas.

¿Por qué, entonces, la mayoría de las aletas de surf tienen un diseño barrido hacia atrás? En la práctica, el barrido reduce la probabilidad de que una aleta se enrede en algas —no hay flujo supersónico que optimizar, a diferencia de cazas o aviones de línea.

Adición de winglets

Uno de los mayores contribuyentes a la resistencia en una aleta es el vórtice que se forma en el borde inferior. Al añadir pequeños winglets en la parte inferior de la aleta, podemos suprimir estos vórtices, mejorando significativamente la eficiencia de resistencia. Los aviones de pasajeros modernos emplean winglets similares con gran efecto.

Los winglets sirven a un doble propósito: reducir la resistencia y proporcionar estabilidad de cabeceo adicional. Cuando el surfista coloca los pies demasiado adelante, la tabla pica hacia abajo; los winglets generan fuerza descendente para contrarrestar esto. Por el contrario, si el surfista se coloca demasiado atrás, los winglets producen sustentación, ayudando a mantener el equilibrio. Aunque la colocación correcta de los pies sigue siendo esencial, los winglets actúan como una valiosa red de seguridad.

Renderizado CAD de la aleta personalizada; los bloques superiores sirven como puntos de montaje para la tabla.

El conjunto de prueba consistió en tres aletas impresas en Onyx puro —sin refuerzo de fibra— para imitar la flexibilidad de las aletas de acrílico fundido. A pesar de su delgadez (espesor máximo 4 mm, borde de fuga de dos capas), las impresiones fueron robustas. El grosor de dos capas de los winglets aguantó bien durante el envío y las pruebas.

Aletas hidrodinámicas de tabla de surf impresas en Onyx.

Las aletas se enviaron a Australia para evaluación en agua. Usé una tabla de 7 pies 3 pulgadas equipada con aletas de 120 mm de profundidad para comparación.

Aletas estándar transparentes de forma delfín.

Aleta Onyx comparada con una aleta estándar de forma delfín.

Las aletas de surf son intercambiables mediante un sistema de llave hexagonal; cajas de plástico se moldean en la tabla de fibra de vidrio. Una caja de mi tabla se agrietó, afectando la curvatura.

Usando una llave de aleta para cambiar aletas; la base negra es la caja de aleta.

Las aletas impresas en 3D encajaron perfectamente según especificación, demostrando la alta resolución de la impresora Mark Two. Con las nuevas aletas instaladas, era hora de coger olas.

Tabla con aletas Onyx instaladas.

Surfeando con las aletas

Las aletas se probaron en olas de aproximadamente 3 pies —pequeñas para la mayoría de estándares. Incluso en la primera ola, las aletas permitieron giros limpios y ofrecieron una estabilidad de cabeceo notablemente mayor que el conjunto estándar. Aunque no soy un profesional experimentado, encontré la sensación de las nuevas aletas muy satisfactoria.

Tras la primera sesión, las aletas permanecieron prácticamente intactas, a pesar de algunas características de 2 capas de espesor. Aparecieron marcas menores donde los tornillos de montaje contactaban los tapones de fijación de la aleta.

Aleta después de surfear, aún totalmente intacta.

Marca del tornillo de montaje en la parte superior de la aleta.

El segundo día, la aleta en la caja agrietada falló en torsión. Las causas probables incluyen un torque repentino por una caída y un apriete insuficiente de los tornillos. Aproximadamente, una ola de 10 km/h puede ejercer unos 3 kg de fuerza sobre una aleta, traduciéndose en una carga sustancial sobre los tapones de montaje. Aunque la rotura de aletas es común, una aleta reforzada con fibra podría mejorar la durabilidad y permitir una rigidez ajustable —un parámetro clave de diseño para aletas de tabla de surf.

En general, las aletas Onyx impresas en 3D funcionaron de forma impresionante, demostrando tanto resistencia como precisión.

Nota del editor: Los archivos .stl de estas aletas están disponibles para descarga —¡pruébelas! Si está interesado en colaborar en proyectos como este, envíe un correo a social@markforged.com.