Transformación del flujo del aire en empuje vélico

Una  vela,  por  estar  hecha  de  materiales  mas  o  menos  flexibles,  cuando  está hinchada por el viento se hace cóncava.

Para gobernar  un  barco,  hay que entender  las consecuencias  de  modificar  la orientación de una vela en relación con el viento.  Una  vela  que  flamea  no  produce  empuje.  Por  lo  tanto  si  queremos  parar  nuestro barco, es suficiente con dejar que la vela flamee libremente.  

Su pongamos  que  el  barco  se  encuentra  con  el  viento  que  sopla  de  través.  Si  se  orienta  la  vela  hacia  el  lado  que  sopla  el  viento  aquella  empezará  a  recogerlo.

Al  principio  se  ensanchará  el  borde  de  salida,  y  si  cazamos  mas  se  hinchara  la  porción  media  de  la  vela  hasta  que  a  los  finales  se  hinche  el  último  trocito  cerca  del  borde  de  ataque  o  de  entrada.  En  este  momento  que  la  vela  desarrolla  el  impulso  máximo,  ya  que  el  flujo  de  aire  sobre  la  misma es laminar.  Para situar adecuadamente la vela  se cazan las escotas  y notamos  que  el  impulso  aumenta  porque el barco escorará  y empezara a  moverse hacia delante.

Cuando la  vela  se  encorva  al  viento,  con  un  flujo  de aire  laminar  se  logra  un impulso en el lado de barlovento y una tracción o succión a sotavento.

 Si  cazamos  mas  la  escota,  el  flujo  de  aire  no  logra  seguir  regularmente  el  cambio  más  brusco  de  dirección  y  se  hace  turbulento  sobretodo  a  sotavento. Con un flujo de aire turbulento el empuje es reducido porque no  hay tracción. Solo existe impulso

Cuando el viento es de popa resulta difícil evitar que esto suceda.  

“Por regla general las dos velas se regulan aproximadamente en el  mismo ángulo de incidencia para que las dos mantengan un   deslizamiento laminar del flujo de aire”

Al  cazar l as velas se debe tener en cuenta lo siguiente

“Como arrancar y disminuir la velocidad”

Anteriormente  vimos  el  concepto  de  que  una  vela  cóncava  desvía  el  flujo  del  viento  de  su  trayectoria  normal. Imaginando  los  hilos  del  aire  que

intentan  recobrar  la  posición  primitiva:  de  este  modo  empujan  la  vela  en  dirección  desviada con  respecto  a la propia.  Cuanto  más  veloz es  el  viento  y  cuanto  más  grande  es  la  vela,  tanto  mayor  es  ese  impulso.  Pero  si  se

empieza  con una  vela que  flamea libremente  y  se despliega gradualmente,  el  impulso  obtenida,  seria  gradualmente  creciente  hasta  alcanzar  el  máximo cuando la vela sea hinchada por el viento.  Pero hay otro efecto fundamental del flujo del aire sobre las velas cóncavas  que  actúa  sobre  el  lado  de  sotavento.  Hemos  dicho  que  si  podemos  establecer una  conexión  laminar  a  lo  largo  de  lado  se  sotavento  en  el  mismo  momento en que la  vela esta hinchada por el viento a barlovento, la  fuerza del viento sobre esa vela aumenta mucho.

Es  problema  para  una  persona  que  recién  empieza  es  determinar  cuando  el  aire es  laminar  y cuando  hace remolinos.  Existe una norma  valida  para  cada  tipo  de  vela:  empezando  cuando  la  vela  flamea  y  cazando gradualmente  las  escotas,  el  borde  de  salida  se  llena  primero  y  la  zona  hinchada se ensancha gradualmente hasta llegar al gratil. Es en ese punto  cuando  se  establece  finalmente  el  flujo  de  aire  laminar  y  ese  en  ese  momento cuando  se  obtiene  el  impulso  máximo  porque  el  flujo  de  aire  laminar  sotavento  ejerce  una  tracción  qu e  se  añade al  impulso  a  barlovento.

Recordemos  que  si  se  cazan  todavía  mas  las  escotas  llegamos  a  un  punto  en  que  el  flujo  de  aire  a  sotavento  no puede  seguir  mas  el  brusco  cambio  de dirección y  hace  remolinos, entonces  el efecto de tracción no se verifica.  Por lo tanto es necesario darnos  cuenta de donde viene el viento e intentar  siempre tener la sensación visual  del flujo de aire que es invisible. Hay que  pensar  continuamente  en  la  dirección  del  viento  e  imaginar  como  corre  encima y detrás de las velas.

“Acción de las velas”

Su poniendo  un  barco  clavado  en  el  fondo  por  una  prolongación  del  palo  hacia  él  que  funcionase  como  eje  de  rotación,  si  colocamos  únicamente  una  vela  de  proa  y  la  cazamos  para  que  porte  al  viento,  la  proa  de  la embarcación  tenderá  a  alejarse  del  mismo,  ósea  derivar  (centro  vélico  desplazado a proa). Por el contrario si se colocase solamente una mayor,  la  tendencia  de  la  proa  del  barco  será  la  de  buscar  o  acercarse  al  viento,  es

decir,  orzará  (centro  vélico  desplazado  a  popa)  .  Se  entiendo  por  centro  vélico al punto donde actúa la fuerza generada por el viento en la vela.

Por  lo  visto  recientemente  sabemos  que  las  velas  de  proa  hacen  que  el  barco  derive,  la  mayor  y mesana harán  orzar  la  embarcación.  El  conjunto  de  ambas  en  un  velero  puesto  correctamente  a  punto,  permite  que  con  vientos constantes  y  el  timón  a  la  vía,  navegue  sin  desviarse  hacia  barlovento  y sotavento sin obligar al timonel a efectuar correcciones. (Nota:  en aparejos a tope la vela más importante es la genoa y en los fraccionados  la más importante es la mayor).  Hay  que  recordar  que  el  viento  actúa  sobre  cada  uno  de  los  puntos  de  superficie  y  cuyo  conjunto determina  un  punto  resultante  al  centro  de  la  vela ( centro vélico), desde donde se puede descomponer esas fuerza en dos  vectores: uno  perpendicular a  la cuerda del arco  de la bolsa de la vela que  nombraremos (a) y otro paralelo al mismo que nombraremos (b).

Entonces,  si  se  calcula la resultante  R1, ósea la combinación y  sumatoria  de  todos los  vectores (a), considerando  la  curva  del paño  nos da  que  dicha  resultante  es  mas  o  menos  perpendicular  al  plano  de  crujía  apuntando  ligeramente  hacia delante.  Esta  acción  del  viento  sobre  la  vela  se  descompone  en  dos:  la  escora  lateral  del  barco  y  un  empuje  lateral del  casco sobre el agua que se desplaza hacia sotavento (ronza). Calculando  ahora  la  resultante R2   de los  vectores  (b), paralelos a  la  vela,  obtenemos un vector perpendicular a la resultante R1  que  apunta  hacia  la  proa  ligeramente desplazado  a  barlovento  del  plano  de  crujía.  Es  este  vector el que permite el avance de la embarcación con una suave tendencia  a buscar el viento.  Luego  con  la  combinación  y  sumatoria  de  la  R1  y  R2  llegamos  a  la  resultante  final  Rf, que  marca  la  tendencia  definitiva  del  barco  hacia  delante y ligeramente hacia sotavento

R2 resultante de (b)

R1 resultante de (a)

“Centro vélico”

Uniendo el punto medio de cada uno de los lados de una vela con el vértice del  ángulo  del  puño  opuesto  de  obtienen tres  líneas  que  se  cortan  en  un  punto  al  medio  de  la  vela,  este  es  el  centro  vélico  de  la  misma  o  punto resultante  de  su  trabajo.  O  para definirlo  mejor, el punto  de  aplicación  de  la fuerza del viento ejercida en todos los puntos de la vela.

Si  unimos  los  centros  vélicos  de  cada  una  de  las  velas  se  obtiene  una  línea,  y  si  a  esta  la  dividimos  en  dos segmentos  proporcionales  a  sus  respectivas  superficies se  llega  a  la  obtención  del “ centro  vélico  total  “ del

barco, de  él arranca la Rf. El centro vélico total debe coincidir con el mástil  para u barco correctamente puesto a punto.