primeras líneas

[caribdis]

Todos los análisis de fuerzas que he intentado exponer antes se referían unicamente a la ceñida, importante, pero evidentemente es sólo uno de los rumbos que puede tomar un barco.

Para empezar a analizar otros rumbos podemos empezar con la popa cerrada, en la que las velas ya no funcionan como alas en las que la diferencia de presiones en sus dos caras producía una fuerza de "aspiración" o "succión" sino que funcionan por empuje directo y en su cara posterior se producen una serie de turbulencias no laminares.

Volvemos a cuantificar a grosso modo las fuerzas que intervienen con el método de G Hazen, el método base utilizado para las VPP del rating ORC, y lo que nos encontramos en primer lugar es que para 180º de aparente las velas producen sustentación cero, lo único que producen es arrastre (drag), de valores diferentes según la vela, al foque le adjudica arrastre cero, por estar normalmente detrás de la mayor, para la mayor sería un 90% de la fuerza de presión pura debida a su superficie, para un spi sería un 66%, y para la mesana un 80%, adjudicándole a ella la sombra de viento que producirá sobre la mayor.

El resultado es que tenemos una fuerza considerablemente más pequeña que las que veíamos en ceñida:



En ceñida las fuerzas eran poderosas relativamente, pero se compensaban y eran mayormente laterales, las laterales de las velas se compensaban con las opuestas de la carena, dejando solo una pequeña fuerza de avance que era compensada por la resistencia al avance creada por la velocidad adquirida por el barco.

En la popa ya sólo vemos un empuje puro que hace alcanzar al barco una velocidad tal en la que la resistencia al avance (de múltiples tipos) se equilibre con el empuje...y la velocidad suele ser mayor que en ceñida..

En la siguiente imagen se ve el cambio de intensidad de las fuerzas involucradas con respecto a los diferentes aparentes:



Lo primero que resulta evidente con estas fuerzas que se hacen menores a medida que se acercan a la popa cerrada, es que la fuerza que las contrarreste en la carena deberá estar cada vez más atrás, hasta el caso de la popa cerrada en que, si no se abre una vela por la banda contraria, la fuerza sobre el plano vélico siempre tenderá a hacer orzar el barco, no es posible compensarla sin meter timón.

Parecería que un barco muy bien equilibrado para ceñida tiende a ser bastante exigente en portantes (sin modificar velas ni plano de deriva).

Pero el hecho de que las fuerzas se hagan cada vez menores facilita mucho la cuestión y realmente compensar la tendencia a orzar de un barco en una aleta se hace con bastante facilidad con el timón sin necesidad de arriar mayor y dejar solamente las velas de proa.

Pero también es claro que aqui no se produce ningún equilibrio automático como el que se producía en ceñida..si el barco tiende a orzar y lo equilibramos metiendo un poco de timón y dejamos el timón atado, ese equilibrio es practicamente indiferente, en un momento u otro el barco, por cambio en la intensidad del viento o por efecto de una ola, orzará o arribará, y aunque la posición del centro vélico tienda a compensar la orzada o arribada, es muy difícil que ese equilibrio se mantenga mucho tiempo sin una intervención "inteligente" de un caña, un piloto automático o una escota de foque atada al timón..y peor claro, cuanto más afinado esté la posición del centro de resistencia lateral con respecto al centro vélico para la posición de ceñida.

O cuando intervienen otros factores, como pueden ser un barco con popa estrecha que hunde su popa en su propia ola al acercarse a su velocidad límite de casco o cuando la falta de estabilidad de formas hace entrar en sincronía el balanceo del barco con las olas..

Los barcos con orza abatible resuelven aparentemente con brillantez este tema, al subir la orza, el centro de resistencia lateral se retrasa y le da predominancia absoluta al timón, y al mismo tiempo evitan que la quilla haga orzar al barco, que va a preferir derivar..

¿El precio?: dificilmente obtienes un centro de gravedad tan bajo como en un quilla fija y posiblemente necesites más peso para obtener una estabilidad suficiente..o un complejo mecanismo para subir una orza lastrada, con el handicap también de poder encontrarte sin estabilidad suficiente con la orza levantada..

Un descanso, hay más cosas..

[caribdis]

El equilibrio del plano vélico si, pero lo relativamente pequeñas que son las fuerzas en portantes aún magnifica más la importancia de las otras fuerzas siempre presentes y que deben estar en equilibrio, el peso de la embarcación y su empuje de flotación. Si para un 40 pies estamos hablando de un empuje debido al plano vélico del orden de los 50 Kg para 15 nudos de viento, el desplazamiento y su fuerza contraria son del orden de los 8.000 Kg, la diferencia es brutal, y no interviene como componente de empuje en la mayor parte de los casos, pero hay que tener mucha atención con los que sí interviene.

Una cuestión previa, en las olas pasa esto:



El movimiento circular de las partículas de agua con las olas hace que tengan una aceleración perpendicular a la superficie.

Y esa aceleración, combinada con el peso del barco, provoca que el barco se acelere por su propio peso al bajar una ola, tal como le sucede a un surfista, y se vea frenado al subir la siguiente:



Se ve bien en este último esquema como el peso W está cortado para indicar que realmente su fuerza es proporcionalmente mucho mayor y si se representara a escala apenas apreciaríamos Fr, el empuje vélico..

La magnitud de la fuerza de empuje o freno de esta bajada o subida de ola puede ser facilmente del orden de 10 veces la fuerza de empuje del plano vélico y será importante que lo tomemos en consideración para mantener el control del barco en posibles bajadas de grandes olas.

Aqui la fuerza ya no se aplica en el centro de presión del plano vélico, se va a aplicar directamente en el centro de gravedad del barco, y para que el barco no pierda el control ante esa fuerza está claro que el centro de resistencia lateral de la carena debe estar por popa del centro de gravedad del barco, del mismo modo que en un dardo el peso está en su morro y las plumas en su cola..

Le agradezco al forero U25 haber traído este efecto al campo náutico hace ya algunos años, realmente, a pesar de su evidencia, no es algo normal que se hable de esto en arquitectura naval. [IMG]https://**************.net/images/smilies/gracias.gif[/IMG] [IMG]https://**************.net/images/smilies/gracias.gif[/IMG]

Y hay otro efecto importante más, la fuerza sobre el plano vélico, a pesar de ser pequeña en portantes, puede ser paralela a la dirección del viento, vista lateralmente, (el viento va básicamente paralelo a la superficie del mar), o puede tener, por la propia configuración del aparejo, un efecto sustentador, o sea hacia arriba, evitando que la proa se clave, situación que en estas bajadas de ola puede ser tremendamente peligrosa..

¿Como se consigue que el aparejo tenga efecto sustentador? a lo largo de la historia, la arquitectura naval ha propuesto diferentes soluciones, una vela cuadra, claramente, tiene más efecto sustentador que una vela marconi; las velas latinas también tienen ese efecto, por poder atravesarse en portantes, y por el ángulo de su entena; las velas de windsurf tienen efecto sustentador al inclinar el palo hacia popa, necesitan ese efecto sustentador porque no hay jarcia que la sujete, se equilibra con el peso del windsurfista; el kitesurf lo necesita...



Posiblemente en nuestros barcos costeros se había olvidado bastante el tema, obsesionado como estuvo el yachting durante más de 100 años en ceñir, ceñir, ceñir...

No todos, la América, la goleta que inició la copa América, tenía entre otras virtudes, entre las que seguramente habría que destacar su manga, o sus planas y tupidas velas de algodón, la de darle una gran caída a sus mástiles y tener unas velas de proa con stays de gran ángulo con la vertical..



Aunque posiblemente esa última característica tenga más efecto en rutas oceánicas de portantes que en las abrigadas aguas del Solent..

La gran caída de mástiles la han vuelto a recuperar los barcos oceánicos de portantes, los stays muy angulados son muy importantes para que las velas de proa proporcionen sustentación...se ve de maravilla a partir del minuto 2 en las archiconocidas imágenes del Hugo Boss pasando las Kerguelen:




Seguimos en la vista lateral de barco, el punto de giro es su centro de carena, y el que las velas puedan permitir sustentación evita que la proa se clave. Para las distintas velas podemos ver que el que haya una componente sustentación en las velas de proa es mucho más importante que en las de popa, en proa ayudan a levantar la proa y en popa no, producen un momento o par de fuerzas contrario.

A la derecha un aparejo más vertical y a la izquierda uno más inclinado a popa:




Personalmente nunca me había gustado dar caída al palo si no fuera por absoluta necesidad al pensar en que un mástil con caída, en popas con poco viento dificulta a la mayor hincharse, al caer por gravedad hacia popa, pero bien pensado, ese efecto lo tienes siempre en las velas de proa y no se le da tanta importancia, es importante solamente en ventolinas muy ligeras y en cambio la caída puede ser muy beneficiosa en portantes con viento fuerte y bajadas de ola.

Y a ver si esto es todo de rollo teórico por ahora... [IMG]https://**************.net/images/smilies/sorry.gif[/IMG] [IMG]https://**************.net/images/smilies/sorry.gif[/IMG]

[caribdis]

El tema es que le he dado una repensada general al plano vélico/carena del SR2 aprovechando tener la maqueta operativa para hacer pruebas de navegación.

En primer lugar, asegurarme de que el centro de resistencia lateral de la carena estaba por popa del centro de gravedad. Con las orzas laterales que ya tenía estaba asegurado, y además tenía el requerimiento personal de que quiero que el barco mantenga el equilibrio longitudinal sobre su quilla y de que quiero una orza de bajo aspecto (poco calado con respecto a su eslora) y una entrada muy tendida para intentar evitar enganches, tanto de redes como en un banco de arena o una roca.

Lo del equilibrio longitudinal lo quiero para esa cosa tan antigua que es amarrarse a unos postes para carenar con la marea, y para no hacer demasiados números para apuntalar bien el barco en un varadero.

He hecho, no obstante unos pequeños cambios, he aumentado la eslora de la orza principal unos 20 cm y he retrasado las orzas laterales haciéndolas más pequeñas. Al retrasarlas, aumentan su fuerza respecto al eje de giro del barco, que estará en el centro de carena, y por lo tanto se pueden hacer más pequeñas, ahorrando superficie mojada. aumentar ligeramente la eslora de la orza principal ha sido por ampliar un poco la base sobre la que asentará el barco en tierra y por reforzar estabilidad de rumbo, que me parece fundamental para el crucero de altura, aún a costa de maniobras más perezosas.

Con la configuración de orzas decidida, ajustar el centro vélico. He probado a retrasarlo y las pruebas en la maqueta han sido satisfactorias en ceñida, en portantes el barco se desequilibra más, deja de ser tan "cómodo", pero se me ha planteado una posibilidad que resuelve alguno de los problemas que le veía al aparejo anterior.

Convierto la trinqueta en la vela principal de proa, subiendo su arraigo en el mástil hasta un poco más arriba del arraigo de los obenques altos (y retrasando ligeramente el mástil y dándole 3,6 º de caída), con lo que elimino las burdas volantes de la trinqueta y sigo manteniéndola como autovirante, con lo que llevo la principal vela de proa autovirante (antes llevaba como autovirante el tormentín como trinqueta hasta la segunda cruceta), y evidentemente llevo el tormentín al stay principal, al que va a la roda.

Me convence más el tormentín en el stay de la roda, por tener mayor palanca para poner el barco en popa con vientos de más de fuerza 8.

Por otra parte, la proa queda más despejada para las maniobras de anclas, puedes llegar hasta el fondeo o salir del fondeo con la trinqueta izada sin que interfiera con las anclas ni su limpieza cuando suben de un fondeo en fango.

Más, me voy a plantear una botavara de trinqueta al estilo de los Island Packet, con giro alrededor del eje que marca el stay de trinqueta, será de unos 3 m y va a girar por encima de los candeleros, haciendo las funciones de tangón para la trinqueta. La función autovirante queda asegurada, aunque creo que también voy a mantener el carril autovirante a proa del mástil, y voy a montar una retenida a cada banda que me permita llevar la botavara/tangón incluso por proa de su stay, para utilizarla a modo de tangón de muy fácil uso.

Esa botavara permite también prescindir de enrollador y utilizar una vela de garruchos, incluso con alunamiento y sables, si así se deseara...eso supone un ahorro importante de peso en altura, de resistencia permanente al viento incluso en fondeo y un ahorro económico, por supuesto. La vela se puede estibar arriada sobre la botavara y con una buena funda, al ser una vela única para ese stay, la vela no sufre. No lo he decidido en firme todavía, la desventaja con respecto al enrollador (que se podría utilizar también), es que hay que ir a proa antes de izar y al arriar, pero las ventajas también son evidentes, una vela de tanto aspecto como esta, con sables, es muy efectiva, en el SR1 era el Solent que llevaba, autovirante, e iba bien desde los 10 nudos hasta los 30. En este caso, al ser mayor el barco, podría ir incluso hasta los 35, y con poco viento puede coordinarse muy bien con la mayor, que es proporcionalmente mucho más grande que en el SR1, y ya con muy poco viento, utilizar el código cero o génova ligero en almacenador montado en el bauprés, con muy poco viento ya no nos importa mucho hacer un magnífico ángulo, nos importa andar.



La mesana la sigo manteniendo relativamente pequeña, por ser una vela que debe funcionar bien con mucho viento, y creo que ahora se combina mucho mejor, en ausencia de mayor, con la trinqueta o con el tormentín en el stay de roda, que será de unos 12 m2. La mayor queda pues con 36 m2, la trinqueta con 20 m2, la mesana con 12,5 m2 y el código cero con 50 m2, un verdadero "motor" para ventolinas.



El tormentín, sobre todo para traveses y largos se podría utilizar a modo de yankee, desplazando el centro vélico a proa, que veíamos que podía ser necesario en según que condiciones, aunque creo que las posibilidades de trimado de un queche son tan grandes que creo que el barco va a estar muy equilibrado en todos los rumbos, y las pruebas con la maqueta lo corroboran.







Hablamos de las pruebas en otro mensaje para no saturar (más) este...

[caribdis]

Un par de vídeos:







La configuración ya es la de las imágenes del anterior mensaje. Se puede apreciar como el barco busca permanentemente orzar, hasta que las velas se aproan de más y el barco vuelve a arribar, en una de las orzadas el foque comienza a flamear, pero normalmente no llega al flameo.

Si que se ve como se para al orzar, el timón de la maqueta es fijo y para esta intensidad relativa de viento (recuerdo que dos nudos de viento para la maqueta son como 15 para el barco a tamaño real), ya habría que estar metiendo permanentemente algún grado de timón para mantener el punto correcto de ceñida, aparte de un ajuste fino que en esta maqueta y con estas velas no tiene mucho sentido intentar lograr.




Es de hacer notar que aunque el barco se pase de escora y saque las orzas del agua, el rumbo que mantiene, apoyado sobre el costado es también de ceñida, con mayor deriva, claro está, pero recuperando el barco él solo el rumbo tan pronto baja la racha y el barco se adriza.



Las pruebas en otros rumbos fueron también satisfactorias, sobre todo con la botavara/tangón abierta y a orejas de burro, a Hippie intenté convencerlo de que se va mejor en rumbos de aleta que de popa cerrada, y realmente los tangones me parecen insufribles e incluso peligrosos en crucero, pero la opción de la botavara de trinqueta elimina el engorro de montar tangones y su peligrosidad, pudiendo volverse a ceñir por cualquiera de las dos bandas sin perder ni un segundo.

[caribdis]

Unas imágenes con la nueva configuración más o menos actualizada de todo:

[caribdis]

Prefiero el autovirante para la vela que más utilices, el tormentín lo vas a usar menos y vas a hacer menos viradas con él, me importa menos hacerlas a mano, y es una vela que pasa bien por el stay de trinqueta.

Yo creo que era por seguridad y por tener más control sobre el tormentín, pero solía meterle como extra las escotas del génova, que me permitían mejor ajuste y me daban más seguridad, y en las viradas o trasluchadas había que largarlas y volverlas a ajustar si qiuerías, y no me resultaba mayor incomodidad.

En las pruebas que hice con la maqueta, con la mesana entera y el tormentín donde está ahora, la tendencia a orzar era casi excesiva, lo que quiere decir que irás con la mesana rizada o poco cazada. Si la trinqueta estuviera más retrasada sería peor y habría que rizar aún más la mesana, se equilibra mejor con el tormentín en el stay de roda o con la trinqueta entera, para algo menos de viento.

Para que la botavara pase por encima de los guardamancebos, lo mejor es elevar la fijación de la botavara en proa. Se puede hacer una torreta con dos tubos inox. Es más sencillo hacer eso que un tintero, y la botavara queda más fuerte.

Esa pequeña elevación no es negativa, puede permitir pasar a una ola por debajo, y no comprendo lo de que moleste al paso, puedes pasar entre el mástil y la vela o por proa del stay de trinqueta, por debajo de la vela tampoco ibas a pasar nunca. Y su utilidad como tangón es clara. Los Island Packet la llevan todos, abres vela, pasas el génova a la banda contraria de la mayor, metes una retenida, que ya puedes llevar siempre montadas y reenviadas a bañera y ya estás atangonado...tienes que ceñir, largas retenida y ya puedes ceñir, en segundos a una banda o a otra, seguridad total y maniobra hipersimple...







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[Questionsailing]

Hola Santi, !que de info has publicado en esta actualización! Se hace complicado de comentar tantos detalles...

A mi las nuevas formas me gustan mucho, y lo veo que va muy a juego con el nuevo aparejo con trinqueta esbelta. Para el estay principal yo te propondría un génova ligero enorme (160-170%) para mover el barco con poquito viento, de garruchos, y un spi asimetrico allround con calcetín por precio (los enrolladores planos con cabo sin fin son más caros y la vela sufre más). Incluso una pequeña entrepalos... pero son 12m, no un maxi whitbread igual sale más barato gastar gasoil para salir del calmazo y no tantas "velisas"...

Y bueno, como ya comentamos hace años, yo sigo sin ver lo de llevar tantos apéndices y tanto arrastre. Como que desluce el buen trabajo en plano vélico y casco. Para varar yo creo que con 2 timones con unos skeg muy reforzados puedes tener un mejor compromiso. Y en el centro el hidrovane, que quedaria desprotegido, ciertamente... serian 4 cosas arrastrando por el agua, y no 5.

Por otro lado, no se si con las formas llenas habría que pensar en pasarse al concepto "deriveur integral"... los franceses son muy adeptos en "grand voyage".