Re: Barcelona World Race 2007-2008
Buen artículo para los que todavía no tienen claro que es eso de las orzas pendulares ( http://www.barcelonaworldrace.com/de...on=0&sid=12272):
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La quilla inclinable, la médula de los 60 pies
Las recaladas técnicas del Temenos II y del Muta Madrileña ha sacado a la palestra la importancia de las actuales quillas pendulares tanto en el diseño y la técnica de navegación como en la seguridad pasiva y activa del barco.
Desarrollada en los 60 pies hace 12 años, la quilla inclinable - (rigurosamente "orzas" pendulares, aunque el lenguaje popular ha adoptado el término - equivocado - de "quilla" definitivamente) - constituye un elemento fundamental en los actuales barcos oceánicos y de regata de altura. En la actualidad todos los monocascos de regata oceánica, como los 60 pies IMOCA y los VOR 70 de la Volvo Oceran Race, y también los modernos supermaxis incorporan la quilla inclinable como característica ineludible en su diseño.
Hugo Boss
Las primeras quillas inclinables
Como todos los desarrollos realmente innovadores, la quilla inclinable despertó desconfianza en sus inicios. En 1991, Michel Desjoyeaux se presentó en la Mini-Transat con un barco con quilla inclinable con la finalidad de poder prescindir de los tanques de lastre laterales, un sistema de cotrapeso que también se había introducido por vez primera en los minis en 1979. La idea del “professeur” era aumentar el par de adrizamiento cuando el barco escoraba, a base de desplazar el bulbo de la quilla a barlovento (ver dibujo). De este modo, se podía teóricamente prescindir de los tanques de agua o reducir notablemente el volumen de agua embarcada en los mismos, por lo que se lograba un incremento del par de adrizamiento sin aumentar el peso. En realidad la idea no era nueva y hacía años que se habían desarrollado algunos prototipos, pero Desjoyeux fue el primero en adaptarla en un barco de regatas. Frente a los detractores, que dudaban de que su aplicación fuera realmente práctica y fiable para la seguridad del barco, el navegante francés demostró su viabilidad y efectividad ganando la segunda etapa de aquella Mini-Transat.
Al inclinar la quilla se obtiene mayor par de adrizamiento.
Uno de los problemas de la quilla inclinable era la pérdida de superficie efectiva de antiabatimiento que se producía al levantar la quilla y que hacía perder barlovento y gobernabilidad. Esto impuso añadir orzas para aumentar la superficie antiabatimiento y contrarrestar esta pérdida. En 1993, el arquitecto Jean-Marie Finot diseñó el primer mini con orzas laterales asimétricas, una solución adoptada por prácticamente todos los 6.5 unos años más tarde. Las orzas mejoraban el rendimiento en ceñida y dan así también más libertad a los diseñadores para dibujar carenas más planeadoras. (Ver la animación sobre el efecto antiabatimiento de la orza)
Los 60 pies IMOCA pronto se beneficiaron del nuevo sistema. En la Vendée Globe de 1996 cuatro barcos se presentaron con una quilla inclinable: el PRB de Isabelle Autissier, el Budapest de Nandor Fa y el Geodis de Augin y el 50 pies Aqua Quorum de Pete Goss. Excepto en el caso del Geodis, las quillas llegaban a inclinarse hasta 37 º respecto al eje vertical del barco con un lastre en el bulbo pesaba unos 3.000 kg. Aquellos modelos lograron ahorrar hasta 3.800 kg de agua embarcada en los momentos de necesidad del máximo momento de adrizamiento, lo que en un barco que desplazaba 8.500 kg, significa navegar con un 20 % menos de peso que los demás, lo que, en función del promedio meteorológico establecido por ordenador en las 25.000 millas de la regata, significaba alrededor de un día y medio de ganancia respecto a un barco de las mismas características y quilla fija convencional.
Todos aquellos barcos disponían de un sistema de pistones hidráulicos para graduar la inclinación, a excepción del Budapest de Fa que incorporaba un sistema manual a base de un aparejo desmultiplicador 8:1 accionado con winch desde la bañera; Fa consideraba que este sistema era más fiable y ligero que el hidráulico, aunque fuera más costoso de manipular con precisión y rapidez. Con el sistema hidráulico la quilla tardaba unos 40 segundos en inclinarse de 0 a 35º, tiempo sensiblemente menor al que se requería para llenar un tanque lateral de agua de mar, por lo que se ganaba también en capacidad de respuesta en las maniobras. (Ver la animación del funcionamiento del sistema hidráulico)
Las actuales quillas inclinables
En aquella Vendée Globe ni Isabelle Autissier ni Nandor Fa pudieron demostrar la efectividad de sus quillas inclinables pues se vieron obligados a abandonar en una regata que registró nueve retirados. Ganó Augin, cuya quilla tan sólo se inclinaba hasta 21º, pero todos los diseñadores adoptaron la idea para la siguiente generación de 60 pies. Desde entonces la quilla inclinable no ha hecho más que mejorar sus prestaciones y fiabilidad, aunque, como cualquier innovación, ha conllevado otros problemas que han requerido nuevas soluciones y cambios en las técnicas de navegación.
En los actuales diseños que hemos podido ver en la Barcelona World Race, todos los barcos presentan quillas inclinables con sistemas electrohibráulicos. Los bulbos presenta aproximadamente el mismo peso, unos 3.000 kg, y los ángulos de inclinación llegan a 40º a cada banda. Los sistemas electrohidráulicos actúan mediante dos pistones que se encargan de “subir” la quilla a barlovento, mientras que ésta “baja” por gravedad. Bajar y subir la quilla en su máxima amplitud puede durar, según la potencia de los sistemas, entre 1 y 2 minutos.
La adopción de la quilla inclinable ha supuesto un notable avance en las prestaciones de los actuales 60 pies IMOCA. En primer lugar ha permitido prescindir ya definitivamente de los tanques de contrapeso laterales y aprovechar este ahorro de peso para desarrollar los longitudinales. Éstos, que pueden ser de 3 a 4 unidades, se distribuyen de proa a popa y permiten regular el asiento longitudinal del barco. Esto es de gran importancia en las prestaciones finales en todos los rumbos y ha permitido a los diseñadores dibujar carenas cada vez más avanzadas. En ceñida, y en función de la fuerza del viento y del estado de la mar, se carga más el tanque de proa; con vientos portantes y, en función de la altura de las olas y de la dinámica de los planeos, se carga más el peso a popa para levantar la proa.
Dominique observa la quilla del Temenos II
Pero la adopción de la quilla inclinable también ha conllevado algunos problemas. Los pistones electrohidráulicos pesan, ocupan espacio y consumen electricidad, por lo que han incrementado la dependencia de los barcos de los sistemas generadores de energía. Por otra parte, el sistema de giro ha introducido unos mecanismos más complejos que, por por esto mismo, incrementan las posibilidades de fallo mecánico - caso del Temenos II - que en los anclajes tradicionales de las quillas fijas; también los propios electrohidráulicos pueden fallar - caso del Muta Madrileña -, con lo que se pueden dar situaciones que obliguen a la retirada de una regata. También se ha tenido que rediseñar la estructura del pozo de la quilla para soportar los mayores esfuerzos que se generan cuando la quilla se encuentra totalmente levantada y cuando se da la circunstancia de que, en una escorada, la quilla queda totalmente fuera del agua.
Virar con una quilla inclinable y orzas asimétricas
Los cambios de amura con quillas inclinables incrementan las maniobras a realizar por el solitario, especialmente si se dispone de orzas de sable complementarias. El proceso de una virada por avante con el sistema hibráulico es el siguiente:
1. Amollar la mayor y llevar la quilla inclinable al centro (0º). Ésta baja por gravedad.
2. Calar la orza de barlovento. Mediante un winch en la bañera.
3. Virar por avante y trimar las velas de un modo general.
4. Llevar la quilla a barlovento a la inclinación deseada. Mediante el sistema electrohidráulico.
5. Levantar la orza de barlovento.
6. Trimar las velas.
Un proceso largo que puede durar entre 5 y 10 minutos y que, de realizarse en condiciones duras de mar y viento, precisa seguir cuidadosamente todos los pasos.
La quilla inclinable como elemento de seguridad
Las quilas inclinables son también un elemento de seguridad activa del barco en el caso de vuelco, ya que ayuda al adrizamiento de una forma definitiva. En la Vendée Globe de 1.996-97 se registró el vuelco de cuatro barcos que quedaron en equilibrio estable totalmente volcados; algunos de ellos incluso sin el palo. Esta cadena de accidentes provocó una reforma de los requerimientos de establidad que hizo posible que ya ningún 60 pies volviera a volcar desde entonces. La quilla inclinable fue una de las armas contra el vuelco estable que más se comentaron en las reuniones técnicas de 1997 a raíz de aquella nefasta Vendée Globe (ver la animación de esta acción de la quilla inclinable en caso de vuelco).
En la actualidad, la quilla inclinable es un elemento imprescindible en todos los barcos de regatas de altura. Su inclusión en los cruceros famliares está limitada, sin embargo, por el espacio que ocupa el sistema hidráulico, por lo que ha quedado restrigida a las unidades de gran tamaño.
Santi Serrat
santiserrat@barcelonaworldrace.org
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