La vela

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L'Hydroptere, entre la Mar y el Cielo.

-C: Mira lo que entra ahí, Nando… ¿Precioso no?

-F: Pues si Cote, y siempre he dicho que no hay nada más bonito y elegante que las líneas de agua que determinan el casco de un velero.

-C: Además de que los cascos de esos barcos son de una finura y con una hidrodinámica, muy difícil de superar en otros tipos de cascos.

-F: Hombre, hay que contar con que hay cascos que por su función o el trabajo al que se dedican, sustituyen o sacrifican unas formas más eficientes, por otras mas prácticas para ellos, apoyándose en la potencia de los motores que se les acople.

-P: Por lo tanto, en los veleros, que acostumbran a llevar muy poco motor, tiene que aprovechar la finura del casco basándose en su diseño, para aprovechar lo mejor posible las fuerzas que los vientos ejercen sobre sus velas.

Orza de un gran velero

-T: Es curioso el principio por el que funciona una vela, y en algunos casos algo difícil de entender, porque en un “viento portante” (el que entra por la popa), si colocas la vela en sentido perpendicular a la dirección del viento, por ejemplo abriendo a tope la botavara al mismo tiempo que sueltas y abres la génova sobre la otra banda, son las llamadas “orejas de burra”, hace que el viento incida sobre ellas ejerza una presión de empuje lo suficiente para que se produzca el movimiento hacia adelante sin más problemas, pero, eso de navegar contra el viento, eso ya es otra historia ¿No lo creéis así?

-P: Por supuesto, y aunque la vela se usa de muy antiguo, no creas que hay muchos que se han preocupado de saber por qué y cómo funcionan.

-F: Mirar, los egipcios fueron los primeros constructores de barcos de vela de los que se tiene noticia, y hace al menos cinco mil años que los fabricaban para navegar por el Nilo y más tarde por el Mediterráneo.

Las embarcaciones de vela fueron los primeros medios de transporte a través de largas distancias de agua (ríos, lagos, mares). Actualmente tienen un uso de carácter recreativo, deportivo o educativo. Sin embargo, en algunas zonas del Océano Índico y Gran Pacífico siguen utilizándose con un sentido comercial.

Ganando barlovento

Las embarcaciones de vela también tuvieron un uso militar, especialmente en naciones con un fuerte desarrollo colonial transoceánico (Inglaterra, España, Holanda, Francia), hasta el siglo XIX.

Hay muchos tipos pero todas tienen ciertas cosas básicas en común. Todas las embarcaciones de vela tienen un casco protegido por la quilla, aparejo, al menos un mástil para soportar las velas y una orza para no derivar y compensar la fuerza lateral del viento.

Las embarcaciones de vela fueron siendo progresivamente reemplazadas a lo largo del siglo XIX por embarcación a vapor.

-R: Eso es otra historia, pero… ¿Podríamos hablar de cómo funcionan?… ¿Qué principio físico hace que un barco de vela pueda navegar contra el viento?

-F: Vamos por partes, y empecemos por decir que un velero nunca puede navegar totalmente en contra del viento, siempre tiene que usar una estrategia, que le permita enfrentarse lo más posible a esa dirección, pero no enfrentarle a ella pura u duramente, entonces no podría navegar.

-T: ¿Pero entonces como lo hacen?… ¿Qué estrategia es esa?… ¿Cómo se puede navegar contra el viento?

-F: Probablemente la mejor manera de explicarlo es con el “Principio de Bernoulli” (matemático, estadístico, físico y médico neerlandés-suizo, que hizo importantes contribuciones en hidrodinámica y elasticidad), comparando lo que le sucede a una vela. El viento circula más rápido por la banda exterior de la vela (la que queda por fuera del barco) y más lento por la interior, por donde se hincha la vela. Al ir más rápido por el exterior, no puede empujar con tanta fuerza la vela, pero en cambio si produce un efecto de absorción, que “tira” de la vela aunque sea con una fuerza relativa, mientras que en la parte interior se genera una fuerza de presión más grande contra la vela, debido a la compensación del hecho de circular el viento más lento. Por lo tanto, la vela recibe una fuerza más grande por el lado interior que es la que hace avanzar el velero, ayudado en cierta medida, por la fuerza de absorción del que circula por el exterior de la misma.

Daniel Bernoulli (1700-1782)

Así lo demostró en 1738 el físico Daniel Bernouilli cuando dijo que esa diferencia de velocidad produce una diferencia de presión, cuando aumenta la velocidad, la presión de un fluido disminuye y cuando la velocidad se reduce aumenta la presión. La diferencia de presión entre las dos caras de la vela hace que se genere una fuerza cuya dirección irá de la alta presión a la baja presión, produciendo el movimiento, que en el caso que nos ocupa, sería el que moviera barco. Una vela que flamea no produce empuje, ya que el flujo de aire sobre la misma es laminar.

De hecho, fijaros que es lo mismo que pasa con un paraguas en un día de lluvia y viento, cuando todo y llevándolo plano, entra un poco de viento y notamos que el mango se nos va hacia arriba como si el paraguas se quisiera elevar solo, y eso es debido al empuje del viento que pasa por su parte inferior, aunque no es un viento que vaya de abajo hacia arriba, y a la absorción del viento que pasa por su parte superior.

-P: ¡Oye!… ¿Y ese “Principio de Bernoulli” que has nombrado, como lo podemos ver?

-F: Con unos sencillos experimentos podemos comprobar fácilmente el “Principio de Bernouilli”. El primero seria cogiendo suavemente una cuchara por el mango y colocando su parte convexa debajo del chorro de agua de un grifo, observaremos como la cuchara es atraída hacia el chorro, pero si la ponemos con su parte cóncava debajo del chorro, comprobaremos como la cuchara es expulsada del mismo. El segundo experimento, seria que manteniendo ante la boca una tira de papel, si soplamos rozando su cara superior, la cinta tiende a elevarse, lo mismo que si soplamos sobre su cara inferior, la cinta tiende a colocarse en la horizontal.

-C: Con lo cual quieres demostrar que cualquier fuerza ejercida sobre la parte cóncava “empuja”, y sobre la parte convexa “tira”… ¿No?

-F: Pues sí, así es, y es más, este principio fue posteriormente aprovechado en el estudio de las alas de los aviones.

-R: Hasta ahora todo bien según vosotros, pero ¿Por qué el barco anda hacia delante y no de costado como los “cámbaros”?

-F: Verás, el barco para moverse utiliza la energía del viento, a la que transforma en una fuerza de propulsión, por lo que con rumbo de ceñida, los veleros modernos, no solo pueden navegar contar el viento, si no que en algunas ocasiones pueden ser más rápidos que el propio viento.

Para conseguir este efecto, el velero se coloca en la posición ideal para que el viento circule entrando por el “gratil” (el lado de la vela que va unido y sujeto al mástil en el caso de la vela mayor y al “estay” en el caso del foque), hasta la “baluma” (el lado posterior de la vela, va desde el puño de driza al puño de escota), quedando dividido este flujo de viento por las dos caras de la vela, el lado de barlovento y el de sotavento. El viento corre más deprisa por la parte convexa de la vela o parte de sotavento que por la parte cóncava o lado de barlovento. Por lo tanto, cuanto mayor es el embolsamiento o curvatura de una vela, mayor es la diferencia de presión y  mayor es la fuerza e impulso generado. El viento es un recurso inagotable de energía.

Cuando estamos navegando, nos aparecen dos figuras de vientos, el viento real, que es el que sentimos cuando estamos parados, mientras que a medida que el barco avanza genera su propio flujo de viento debido a su propia velocidad, este viento generado se suma o resta al viento real y la resultante es lo que llamamos viento aparente. Un barco a medida que aumenta su velocidad genera un mayor viento aparente, que combinado con el viento real, hace que vuelva a aumentar su velocidad y así sucesivamente hasta alcanzar el límite de  velocidad del barco por su resistencia aerodinámica e hidrodinámica. Es por este motivo que diseños modernos de barcos a vela, así como trimaranes y catamaranes, son capaces de alcanzar velocidades muy superiores a la velocidad del viento. Como un ejemplo de esto, os puedo hablar del trimarán “L’Hidroptere”, que en Septiembre de 2009, en Hyères, (Francia), su patrón Alain Thébault y su tripulación, lograron romper el récord absoluto de velocidad en 500 metros con 51,36 nudos (rozando los 100 km/h) empujado por un viento de sólo 28 nudos, al aprovechar el efecto de “viento aparente“, navegando perpendicularmente a la dirección de la que soplaba.

Abatimiento (A) es la diferencia entre el ‘Rumbo de superficie’ (Rs) y el ‘Rumbo verdadero’ (Rv)

-P: ¿51 nudos? Mucha tela es esa… ¿No? Pocas lanchas conozco yo que los den.

-F: Ya os he comentado muchas veces, que dentro de unos límites, y a esloras parecidas el comportamiento y estabilidad de un velero con vientos fuertes y Mares torpes, creo que es mejor que el de una motora.

-R: Estoy de acuerdo y es fácil de entender, pero vuelvo a la pregunta de antes y es ¿Por qué el barco no se desplaza lateralmente, si el viento le viene por un costado?

-F: Efectivamente, si sólo interviniera esta fuerza, el barco se desplazaría lateralmente, por lo cual nos hace falta una fuerza que compense este abatimiento provocado por el viento. Esta fuerza la obtenemos gracias a la quilla y las orzas, que situadas en la obra viva del barco, trabajan bajo el agua y contra ella, para resistir las fuerzas laterales provocadas por el viento, y evitar en todo lo posible este desplazamiento lateral, al cual se le denomina “abatimiento”, y es en navegación marítima, el desvío de una nave respecto al rumbo inicial motivado por la acción del viento sobre la estructura u “obra muerta” de la embarcación. Se mide con respecto a la dirección de la línea de crujía en sentido semicircular es decir a estribor o babor. En navegación aérea no se aplica el término abatimiento porque el avión está inmerso dentro del medio de sustentación que es el aire, y como tampoco tendría abatimiento un submarino por la misma razón.

No hay que confundirlo jamás con la “deriva”, que es el desplazamiento lateral de la nave debido al efecto de la corriente sobre la “obra viva” del barco.

-P: ¿Las lanchas a motor sufren de deriva?.

-F: Hombre si, y lo has visto muchas veces cuando andas a calamares, como a lancha parada la corriente te va llevando de un lado a otro. Esa es la deriva, y que por cierto también la sufrirían los veleros en las mismas condiciones.

-R: Total, que el final es lo mismo montar en una lancha que en un velero, salvando las diferencias de gobierno.

Quilla corrida en un velero

-F: Verás, hace muchos, muchos años, estando un día con Pin “el Chulu” en la cabezona del Sablín, vimos salir a una “canoa automóvil”, que era como llamaban entonces a esas embarcaciones deportivas, la cual en cuanto dobló la “Cabeza del Caballo”, puso motores a tope y salió como una exhalación, doblando la Barra hacia el Oeste.

Me quede “amomiau” viendo aquella exhibición de fuerza motriz, por lo que no pude por menos decirle a mi acompañante… ¿Qué te parece como anda?, a lo que con la socarronería propia de las gentes de la Mar, sentenció más que dijo, “Mira mi criu, esto ye viajar, no ye navegar”.

-C: En eso tenía toda la razón del mundo

-F: Completamente de acuerdo. Yo siempre he comparado y defendido, que el ir en lancha a navegar en velero, es como viajar en moto a montar a caballo, En el primer caso dominas el motor, e estas pendientes de la carretera y la Mar, pero en el segundo caso, ya no es lo mismo, pues además de la carretera y la Mar, hay que contar con el caballo, y sus reacciones, su temperamento, si es nervioso o tranquilo, asustadizo o no, y con el viento, su intensidad, dirección, sus roladas más o menos bruscas e intensas, en fin, que de lo que estoy plenamente convencido, es que cada barco tiene su alma, y eso les hace ser a todos diferentes.

-C: ¿Bueno, andamos para la Barra?

-F: Venga, y luego marchamos para “La casa del Mar”, que nos convida Ramonín a tomar “las 11”

-R: ¿Qué yo quééééééé?… ¿T’as tu fatu, o chiflaste?

-T: Anda vámonos, que aunque protesta mucho, ya verás cómo termina convidando.

-R: ¡Y dale!

Hasta la vista

Fernando Suárez Cué

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