Para ilustrar el tema con un ejemplo pongo una discusión de otro hilo sobre distintas potencias a instalar en un velero de 41 pies, sus prestaciones y que pasos y diámetros serían óptimos en cada caso:
La resistencia al avance con calma chicha y mar plano es muy baja, aumenta mucho conforme nos acercamos a la velocidad de casco, pero estamos hablando de resistencias en torno a los 1.000 N, sobre los 100 Kg fuerza.
Es la curva inferior. Con mar y viento las resistencias aumentan mucho, la curva superior es la que corresponde a mar de cuatro metros y viento de 30 nudos.
Estas serían las curvas de potencia necesaria para cada condición y velocidad:
Aqui está representada la potencia del Yanmar 1GM10, que tiene una potencia nominal de 6,6 Kw a 3.600 rpm (9 CV), a la que recortamos un 10% debido a las pérdidas de transmisión, quedan 5,94 Kw efectivos.
Con esta potencia, nos permitiría alcanzar una velocidad de 6,35 nudos, con un consumo de 2,25 litros/hora. Me parecen unas prestaciones bastante decentes.
Es más, yendo a 2.500 vueltas aún se puede llevar una velocidad de 4,5 nudos, con un consumo de 0,8 litros hora.
Para el motor de 29 Cv que pensaba antes, iríamos a 6,35 nudos a 2.200 vueltas con un consumo de 1,5 litros, mejor que con el 9 CV, pero no estoy seguro de cuanto es lo mínimo que consume, al ralentí ya se obtendría más velocidad que los 4,5 nudos del motor pequeño a 2.500 vueltas.
Con los 300 litros de gasóleo previstos, a 0,8 lt/hora se harían 375 horas a 4,5 nudos, ni más ni menos que 1.687 millas...me parece difícil hacer eso con un motor más grande.
En cuanto al diámetro y paso ideales, me salen 0,37 m (entre 14 y 15 pulgadas) y 0,18 (7 pulgadas), habrá que ver que hélices hay que sean similares a esta proporción o encargar una específica.
Se podría utilizar una reductora más desmultiplicada, pero me salen diámetros bastante mayores, 37 cm me parece una medida razonable.
Con el motor pequeño, evidentemente, las prestaciones con mar y viento son discretas. Se podría ir a 4,19 nudos con mar de 1 metro y viento de 15 nudos o a 2,86 nudos con mar de 2 metros y viento de 22 nudos. Aqui hay una diferencia grande con un motor de 29 CV, pero estamos hablande de condiciones en las que hay viento, y lo suyo es ir a vela. No entenderé nunca que el motor sea el elemento último de seguridad en un barco, para mi siempre debe ser la vela, un barco equilibrado puede aguantar 60 nudos con una costa a sotavento, son elementos muy simples los que lo hacen, un mástil, unas velas y un timón, en un motor influyen cientos de factores, suciedad en el gasóleo, algas en la refrigeración, fallos eléctricos o electrónicos, escora, posible agua en sentina...
Por viento solo no hay problema. La mayor parte de la resistencia al avance la aporta la ola y es energía desperdiciada en los movimientos de arfada y cabeceo sobre todo. Es la llamada resistencia residual y en ella influye muchísimo lo centrados o no que estén los pesos.
Con mar plana, la resistencia al viento de casco y jarcia no llega a ser nunca de una enorme magnitud. Por ejemplo, para 40 nudos de viento en los morros, la velocidad del barco con el Yanmar 9 CV sería de 5,95 nudos en vez de los 6,35 nudos de la calma chicha. Es la curva de potencia en rojo:
