Porque navega un barco de vela? 1/2

[nihao]

Un barco velero navega debido a la acción del viento sobre las velas, sobre la obra muerta y por el efecto de la obra viva y la orza en el agua, teniendo que ser factible la gobernabilidad del velero desde la propia embarcación o mediante mandos a distancia. Navegar significa por lo tanto poder gobernar una nave.
Por lo tanto, no puede navegar una embarcación sin propulsión o sin respuesta al gobierno, ya sea por ir la nave medio hundida, demasiado escorada o la razón que sea.

En primer lugar un barco puede navegar porque flota.
El metro cúbico de aluminio se hundiría en el mar. Pero este volumen cortado en rajitas y posteriormente moldeadas, soldadas con sentido, producirían un barco de vela de unos 9(?) m de eslora. Gracias Arquímedes.

Imaginarse un trozo de alambre recto, de unos 20 cm de longitud. A partir del primer tercio y hacia adelante, doblar ese alambre progresivamente hasta que presente una suave curva cerrándose según llegue al final. Doblar ahora también los dos últimos tercios, pero mucho más suavemente. El 'medio' ala de avión está terminado. En vez de llamar a esta figura media ala de avión, la llamamos sección de una vela con embolsamiento horizontal. Esta figura nos ayudará a comprender el rendimiento de las velas partiendo de las fuerzas originadas sobre las innumerables cuerdas en altura de las velas y su resultado, nos ayudará a comprender el surgir y la orientación de la fuerza resultante, Fr, en ceñidas o descuartelares.
Uniendo mentalmente los extremos de la sección de ese vela, (medio ala de avión), obtendremos una linea recta, cuerda. Hay un incontable número de cuerdas en altura en una mayor y en los foques. La acción del viento, y aún en ocasiones de muy poco viento, pero con la ayuda de la gravedad, da forma a la bolsa en la vela. Con el barco adrizado y desde un punto en una cuerda 'C', situado más o menos a un 20% a popa del palo, y hacia un tercio de la altura de la vela con respecto a la botavara, parte un vector, paralelo al mar y con un ángulo menor de 90 grados desde la cuerda imaginada 'C' hacia proa. Este vector supone la suma de todos los empujes que acumula la vela en todas sus cuerdas = Fr. Fr es el resultado de todas las innumerables resultantes parciales sobre cada una de las cuerdas a lo largo de toda la vela.
Las fuerzas parciales en altura de la vela, (tabla de gratil, puño de driza), están peor orientadas hacia proa, al recibir la parte alta un viento más abierto, más hacia el través. Pero debido;
a que la curvatura del primer tercio de la vela sobre la botavara es más pronunciada que en los dos últimos,
a que la superficie vélica embolsada sobre la que actúa el viento es aquí abajo proporcionalmente mayor y,
a que el viento en superficie se cierra más hacia crujía por la disminución de velocidad que produce el roce con el agua,
Fr puede orientarse hacia proa, contrarrestando las fuerzas parciales peor orientados en altura. Para orientar mejor el viento en altura hacia la mayor, existen la tabla de gratil y la contra o trapa. La tabla tiene su razón de existencia en :
1º Reforzar el puño de driza mecánicamente; [son primordialmente los puños de driza, de amura y de escota los que transmiten la fuerza que se origina en la vela al palo, y de ahí, gracias a la jarcia, finalmente al casco. La transmisión de esta fuerza al palo se mejora a través de los patines o la relinga en palo y botavara].
2º El viento en altura entra en la vela de forma más abierta que a la altura de la botavara, dado que hacia la superficie del mar pierde velocidad al rozar el agua.
Es por tanto necesario regular la caída de la balumade la vela, a partir de la tabla de gratil: a) tensando la trapa para llevar la botavara horizontalmente con respecto al agua; b) tensando la escota de la mayor, con el mismo fin que en a), además de inmovilizar el paño de la vela y c) regulando el ángulo de la mayor con respecto a crujía, mediante el escotero = orientar la vela mayor al mejor ángulo con respecto al viento aparente.
En ceñida y con el barco adrizado todos los vectores originados en el velamen se pueden imaginar en una sola fuerza resultante, paralela a la superficie del mar, y con un cierto ángulo hacia proa de, por ejemplo, unos 20 - 30 grados partiendo de la cuerda 'C'. Sumados estos a unos otros 30 que forma la botavara con crujía, obtenemos la orientación de Fr, ( unos 60 grados), aún no paralela a crujía, sino divergente con el eje longitudinaldel barco en unos 30 grados. Descompuesta esta Fr, ahora sobre un plano, el plano1,( horizontal con respecto al agua), en dos vectores, obtendríamos un paralelogramo de fuerzas. Un vector nos daría la fuerza propulsiva,(Vfp), y el otro la fuerza lateral, (Vplano lateral). Esta última ha de ser compensada por la orza y la obra viva. De aquí se entiende, que:
a) En popa cerrada la componente lateral podría oscilar alrededor de cero grados y la fuerza propulsiva cruzar ligeramente crujía en función de donde se sitúen los bajos obenques, topes para con la botavara, así como la posición y magnitud de la bolsa.
b) Navegando al través, la fuerza propulsiva mejora en orientación y magnitud. La fuerza lateral disminuye asimismo, (si el velamen va equilibrado!), pero no las repercusiones al iniciarse una imprevista salida de rumbo, golpe de mar, aceleraciones.
El través es una alura inestable, por lo que reparaciones, cocina y demás actividades, deberían de ser reprogramadas. Las fuerzas que actúan sobre un velero en ceñida siempre estabilizan mejor a la embarcación que otras aluras.(Aluras: Galicismo que indica el ángulo de entrada del viento en zonas definidas con respecto al casco.)
Un velero adrizado tiene un rendimiento óptimo en cuanto a la transformación de la energía; viento sobre el velamen - velocidad del barco sobre el agua. Mientras la escora se mantenga por debajo de los 15 grados no hay variaciones de importancia en cuanto a las prestaciones de velocidad y rumbo de la embarcación, dado que la fuerza propulsiva, (Vfp, ahora Fp ), paralela a crujía, y la Fr, están relacionadas mediante el coseno del ángulo. Si por el contrario la nave navegara escorada, el velero sería 'uno diferente' desde la óptica física por las siguientes razones:
1ªAl estar la embarcación escorada sus velas recibirían otro viento real, 'menos' viento, por incidir este de forma inclinada sobre el plano vélico, patinando. Recibiría menos viento efectivo. Fr1 es menor que Fr. La fuerza propulsiva1 ha disminuido con respecto a la originada por Fr. Se instala la velocidad v1.
2ª La escora se transmite a la orza, por lo que esta no puede hacer frente al derivar como lo haría estando perpendicularmente sumergida en el agua, con velocidad en un medio 'duro'. El velero derivaría, patinaría sobre un medio ahora tal vez ya 'blando'. El rumbo empeoraría con respecto al fondo, resultando en rumbo1.(Ver entrada: Porqué arranca a navegar un velero)
3ª La Fr1 volvería a disminuir por el efecto de la escora al apuntar hacia 'dentro' del mar. Hay que abandonar plano1 para obtener la (nueva) fuerza resultante 2, paralela al mar. Hay que pasar del plano1,ahora inclinado con respecto al mar por el ángulo de la escora, al plano2, y de ahí obtener la fuerza resultante dos. Hay que proyectar el paralelogramode plano1 hacia arriba, hacia paralelo a superficie, por el importe del ángulo de la escora, aunque el barco siga escorado.Fr1 vuelve a disminuir = Fr2, fuerza resultante2, resultando en v2.
4ª La roda dejaría de cortar el agua. 'Cede' parte de este trabajo a la amura. De aquí resulta, que la efectividad de la fuerza resultante 2 disminuye por la resistencia mayor al avance, tiene menos eficacia para el avanzar. Fr2 sólamente puede producir una v3.
5ª Al aumentar la ola de proa producida por la amura Fr2 disminuye aún más, produciendo v4.
6ªAl ser menos eficaz la fuerza propulsiva por 5ª, la embarcación avanza más lentamente, hay por lo tanto 'más tiempo' en la unidad de tiempo para que el velero derive. El rumbo vuelve a empeorar, ahora a rumbo2.
7ªAl ir escorado el velero, los embates de las olas sobre su obra viva de barlovento,
por definición ahora obra muerta, facilitan el 'aupar' la embarcación hacia sotavento, con lo que la deriva vuelve a aumentar. El rumbo vuelve a empeorar, ahora a rumbo3.
Está claro que escorar el barco habiendo viento no trae ventajas, pero como siempre en la vida hay grados. Este grado es casi inexistente, manteniendo la escora por debajo de los 20 grados; pero es especialmente importante durante la ceñida, donde la pérdida de barlovento, se manifiesta en la(s) virada(s) por avante suplementaria(s) que hay que intercalar, para llegar al destino en barlovento. De ahí que en la terminología náutica aparecieran dos nuevas definiciones.
Si navegando escorado más allá de los 30 grados, la regala se situara poco por encima del agua, el velero navegaría a la alura de cubierta ganando sotavento.
En el caso de que la regala estuviera sumergida o la escora anduviera por los 45 grados o más, la embarcación navegaría a la alura de arando mar a sotavento.
Para evitar la navegación con escora, lo suyo es reducir el velamen. Primero se reduce la vela de proa en aproximadamente un tercio de su superficie en un génovaenrollable; ....se pasa sencillamente del génova al foque uno. Si la escora fuera aún demasiado pronunciada se iría al primer rizo. A continuación se reduce otra vez la vela de proa en aproximadamenteun tercio y posteriormente se pone el segundo rizo, etc. Esta aparente pérdida de 'motor', de input de energía, se compensa con el adrizamiento del barco y la desaparición de los puntos 1ª a 7ª, ganándose además un importante plus al desaparecer la excesiva presión de la obra viva sobre el agua, así como reduciendo superficie mojada. La embarcación se vuelve boyante, toma las olas flotando con ligereza. Los rociones de agua al entrar quilla y amura en el agua, son lanzados lejos a sotavento.

Este apunte, como tantos otros en la vela en general, no tiene por que ser cierto en cuanto al grado exacto de la escora. Hay diseños de obras vivas que permiten mantener un rumbo y velocidad correctos con escoras que obligarían a reducir velamen en otras embarcaciones, independientemente de que los veleros de crucero presenten una orza que desplace alrededor de un tercio del total, mientras que embarcaciones dedicadas a la regata pura presentan un desplazamiento de la orza cercano al 50% del desplazamiento total.

La orientación de la Fr depende en gran medida del corte de la vela y de la posición de la botavara con respecto a crujía, por lo que es necesario mencionar que:
!!!Cada cambio de rumbo pide un cambio en el reglaje del velamen!!!
Como a bordo quien obliga es el viento aparente, será deseable mantener constante el ángulo de incidencia del catavientos, sobre la vela mayor en unos 20 grados, porque a estos ángulos el motor del velero, la vela, produce su mayor rendimiento, (sin olvidar el reglaje del foque), y esto hasta que la botavara comience a acercarse a pocos cm del bajo obenque; cuando el viento incida poco por detrás del través. Más allá, lo que cuenta, tiene peso en cuanto a la propulsión, es la superficie vélica expuesta al viento.
El catavientos se sitúa en los obenques altos; a un tercio de la altura de la caída del gratilde la mayor y medido desde la botavara.
Nota:La botavara no debe rozar el bajo obenque, ni las mataciones enredarse con las crucetas!
En cuanto a la bolsa pronunciada, excesiva?, justo encima y todo su largo de la botavara, útil para tomar el sol o echar una siesta, decir que; es necesaria en ventolinas para acumular aire en lento movimiento, presión en la mayor, aunque por naturaleza oriente el vector resultante de las fuerzas que actúen sobre el velamen más verticálmente hacia el agua. Esto en combinación con una ceñida suave, suave, procura mejores resultados de velocidad, que pretender ceñir lo que diera el barco con fuerza 3. A partir de fuerza dos el nuevo reglaje de pajarín y driza, o toma de rizo de fondo no permite la siesta.

Relación caida de gratil- pujamen.
El rendimiento de una vela tampoco depende únicamente de su corte en cuanto a la curvatura de su forma en horizontal. En el rendimiento de una mayor influye y mucho,
la relación entre la caída de gratil– y el pujamen. Cuanto más alto se sitúe el puño de driza, manteniendo iguales 2 superficies vélicas a comparar, mejor será el rendimiento de la mayor de caida de gratil larga y pujamen corto. El beneficio de la bolsa, (presión y succión) es mejor aquí, en mayor1, por haber más bolsa horizontal en altura de la que hubiera en mayor2, envergada en palo más corto y con un pujamen más largo.
Es sabido que las golondrinas, ( mayor1), son más ágiles navegando que las águilas,(mayor2). [Navegar, lo que se dice navegar, lo hacen aviones, pájaros y submarinos; a nosotros no nos hace falta la tercera dimensión para movernos sobre la superficie]. Por esa razón, un palo alto con botavara corta se desenvuelve mejor en el continuo cambio de resultados producidos por la dualidad ola – viento. (continuará).nihao