Creo que en este vídeo se ven muy bien los equilibrios automáticos que se producen en un velero, que podemos repasar plano por plano:
Visto desde la dirección de avance, el equilibrio es claro, hay una fuerza producida por el viento sobre el aparejo que intenta escorar el barco y hacerlo derivar. Aparece debido a ello una fuerza contraria en la carena que se opone a la deriva, pero esas dos fuerzas producen un par de escora, que es compensado por el par adrizante que se forma al desplazarse hacia una banda el centro de carena. La fuerza escorante disminuye con la escora porque la superficie vélica proyectada en la dirección del viento cada vez es menor, y el par adrizante aumenta, por lo menos hasta los 60º de escora... el efecto es de equilibrio automático, el barco escora hasta que la fuerza del viento se compensa con la estabilidad del barco, y se obtiene una escora de equilibrio.
¿Sobre que punto gira el barco? yo creo que sobre el centro de carena. Un avión gira sobre su centro de gravedad, pero un barco gira sobre su centro de carena, que se va moviendo a medida que el barco escora. El balanceo del barco es estable porque las fuerzas se compensan, cuando el viento crece, el barco escora, esa fuerza disminuye y la adrizante aumenta por la misma escora.
En el plano transversal al avance:
La fuerza sobre el aparejo y la reacción a esta fuerza sobre la carena producen un par que quiere hundir la proa. Lo consigue, pero como la estabilidad longitudinal es muy alta, con un muy pequeño ángulo, de menos de un grado, ya se obtiene un par adrizante longitudinal que equilibra la situación.
¿Sobre que punto pivota el barco? Yo opino que sigue pivotando sobre el centro de carena. Se obtiene un equilibrio automático en el cabeceo del barco similar al del balanceo..la fuerza sobre el aparejo tiende a clavar la proa, al clavar la proa el centro de carena se desplaza a proa y aparece un par adrizante longitudinal entre la posición del centro de gravedad, que es fija y la nueva posición del centro de carena. A mayor fuerza sobre el aparejo, más movimiento hacia proa del centro de carena, que produce un enorme par adrizante longitudinal..otro equilibrio automático.
El plano que falta, la vista de pájaro:
Imaginemos el barco completamente quieto, le llega viento en la dirección del viento real, que produce sobre las velas una fuerza que se puede descomponer en fuerza lateral y fuerza de avance..la fuerza de avance encuentra en principio poca oposición y el barco comienza a moverse, pero también a ser desplazado lateralmente. La carena opone a estos desplazamientos una fuerza lateral que va aumentando y una resistencia al avance que también aumenta a medida que sube la velocidad. Al mismo tiempo, la propia velocidad del barco altera el ángulo en que recibe el viento y también su intensidad, se obtiene un equilibrio de fuerzas con el viento aparente. La carena evita el desplazamiento lateral y la tracción del viento se equilibra con la resistencia al avance de la carena...
Pero creo que es importante apuntar que la fuerza que actúa en primer lugar es la fuerza del viento, provocando una escora (alejando con ello el punto de aplicación de la fuerza de crujía) y provocando una orzada, que provocará que el barco aumente el ángulo con respecto al agua, con lo que la fuerza sobre la carena aumenta a la vez que la de las velas disminuye porque el ángulo de incidencia del viento se hace demasiado pequeño.
Esto provoca que el barco vuelva arribar disminuyendo de nuevo el ángulo de incidencia de la carena y sus apéndices y aumentando el ángulo sobre el plano vélico, por lo que el barco va buscando su posición de equilibrio. Sube el viento, el barco escora más y orza, hasta que la orzada hace disminuir la fuerza sobre las velas y aumentar la que se ejerce sobre la carena.
Y estos tres equilibrios estables suceden a la vez...
¿Sobre que punto pivota el barco a vista de pájaro? Sigo opinando que básicamente sobre el centro de carena, pero si caláramos una orza en proa, el punto de giro se iría a la proa, o si metemos el timón 15º, ese punto de giro se iría a la popa.
Vamos a dejarlo por ahora aqui
Un saludo
