Vela Vela de proa y escora

[jonam52]

respecto a la botella de cerveza, si lo piensas un poco, tu no empujas directamente la botella sino un cable que esta unido a la botella por arriba y por abajo... da igual donde pongas el dedo que el empuje se transmite a la botella siempre por arriba y por abajo.

[jonam52]

respecto a las consideraciones aerodinamicas es algo sobre lo que no he encontrado informacion, pero creeme que yo lo he probado con una trinqueta y 25 nudos de viento y no he notado diferencia...

[Questionsailing]

Que no hayas notado diferencias no es más que te faltan herramientas de medición.

[jonam52]

Originalmente publicado por Questionsailing

Que no hayas notado diferencias no es más que te faltan herramientas de medición.

Me has puesto un esquema de una mayor y yo estoy hablando de la vela de proa, ya se que con la mayor es diferente y eso lo he dicho desde el principio

[jonam52]

lo he expuesto deliberadamente de una forma simple, pero tambien se puede complicar si quieres (por lo de los instrumentos de medicion)
Cuando los ingenieros navales van a diseñar un velero, el calculo de la resistencia del mastil respecto a la mayor o a la vela de proa son muy diferentes puesto que para la mayor se tienen en cuenta los rizos y una serie de complicaciones añadidas.
Si te lees una memoria de calculo de algun ingeniero o arquitecto naval ( yo me he leido unas cuantas) cuando llegan a la vela de proa lo ventilan en unas pocas lineas porque dividen el par de adrizamiento (que es la mayor fuerza que puede hacer la vela sobre el velero) entre la altura desde la linea de flotación hasta el tope del palo, entendiendo que es una fuerza de compresion que actua en todo el palo por igual, sea cual sea el tamaño o la forma de la vela de PROA...
Por otra parte, quedarse solo con el "centro velico" esta bien para ciertas cosas, pero para otras no... el centro velico es un concepto intelectual y una simplificación util, pero en la realidad no te olvides que "todo el viento" actua sobre "toda la vela" y cuando simplificas te dejas fuera detalles que en ciertos asuntos pueden ser muy importantes.

[Xenofonte]

Originalmente publicado por Carlostrab

cuanto más arriba, mayor es la fuerza del viento sobre el trapo, aunque su tamaño siga siendo el mismo.

Originalmente publicado por Questionsailing

Evidentemente, y además, desde mi punto de vista:

No es tanto una cuestión de fuerzas como del efecto de la presión sobre el extremo superior ó el inferior de un tentetieso, del momento de giro sobre el eje de crujía, de por dónde se deja escapar el viento, si a lo largo de la baluma, en dirección popel, si con un vector cenital por la mitad superior de la baluma ( ó como puede haber sucedido en tu caso, con una trinqueta en posición alta, por la mitad posterior del pujamen de la vela); en éste tema, es importante fijarse en la dirección que llevan las sufridas lanitas de la trinqueta en cada posición de la vela.

El ángulo de la escota por otra parte también va a varíar. Cuánto y como porte la vela es muy relevante. Eso lo sabemos bien en kite-surf: la regulación de la potencia depende principalmente de cuánto aire dejamos escapar.

Una interesante discussión, sin duda, la iniciada por el cofrade. Yo digo lo que pienso, pero me hubiera gustado verlo en navegacion, pues entiendo que jonam52 ha tenido una experiencia en una situación concreta, que no tengo porqué pensar que fué distinta de como él la ha descrito

Saludos cordiales

[caribdis]

Un cable tenso, a los efectos de fuerzas laterales es igual que si fuera totalmente rígido, si actúas cerca de la perilla, el barco escorará más que si actúas cerca del cadenote de stay.


Tal vez el poco efecto que notó el cofrade en la escora fuese debido a que los foques, debido a la inclinación proa popa del stay, tienen una componente sustentadora en la fuerza que ejercen en portantes, y menos, pero también en ceñida. Cuanta mayor inclinación tienen los stays mayor es esa fuerza.


Se puede apreciar en el increíble vídeo del Hugo Boss en las Kerguelen en el 2016.





En mi opinión es una de las razones por las que existe una tendencia imparable a retrasar el mástil de los veleros de regata y obtener mayores ángulos de stay.

[Questionsailing]

Originalmente publicado por jonam52

Me has puesto un esquema de una mayor y yo estoy hablando de la vela de proa, ya se que con la mayor es diferente y eso lo he dicho desde el principio

El diagrama de fuerzas es exactamente igual.

En vez de un cv, es una resultante...

[jonam52]

Dejo aqui estos parrafos cogidos del proyecto de un Ingeniero Naval para transformar un Ketch en Sloop. Es facil encontrarlos en internet asi que no pongo mas.

"Las fuerzas a aplicar sobre el mastil provienen de la presión que el viento ejerce sobre las velas y las fuerzas dinámicas creadas por el viento y el mar. Aquí se consideran dos casos distintos de cargas :

En el primer caso la jarcia está cargada solamente por la acción del viento sobre la vela de PROA. : La fuerza transversal será independiente de la forma de la vela que se utilice y será sencillamente el momento adrizante dividido por la distancia entre la línea de agua y el lugar donde queda fijado el stay de proa al mástil.
T1 = RM/a

En el segundo caso la jarcia está cargada por la VELA PRINCIPAL habiendo tomado rizos (se suponen unas condiciones meteorológicas muy duras).




fig.6
Segundo Caso
: La fuerza transversal en este caso también se obtiene dividiendo el momento adrizante por la distancia entre la línea de agua y el centro de presiones de la mayor (aproximadamente a 1/3 de la altura de la vela a partir de la botavara). fig.7
T2= RM/a2

fig.8 Esta fuerza (T2) se descompone entonces en dos fuerzas, una aplicada al tope de la vela (Thead) y otra aplicada a la botavara (Tboom)."


Como podeis ver, al calcular la fuerza transversal, o par de escora o llamalo X cuando trata la mayor si que tiene en cuenta donde esta situado el centro vélico de la misma, pero cuando trata la vela de Proa no, porque divide el par de escora entre toda la longitud "independientemente de la forma de la vela que se utilice".... otros dicen "independientemente de la forma y superficie de la vela que se utilice"

El"maximo momento adrizante" es lo mismo que el "maximo momento de escora" ya que ninguna vela puede ejercer un momento de escora mayor que el maximo momento adrizante puesto que el mastil caeria al mar quedando a 90º y el viento ya no ejerceria ninguna fuerza sobre él.

Aunque intuitivamente parece que al aplicar la fuerza más arriba por estar la vela de proa más arriba deberia aumentar la escora, al leer esto y al probarlo en el mar parece que sea cual sea la altura de la vela la fuerza se transmite siempre por igual entre la linea de flotación y el punto de unión del estay con el mastil... ¿no será que se ha cojido lo que se aplica a la mayor y se ha transladado a la vela de proa siendo casos diferentes?

Podeis encontrar más proyectos de ingenieros navales en internet y vereis que todos dicen lo mismo sobre la vela de Proa.

[Icarus]

Originalmente publicado por jonam52

Dejo aqui estos parrafos cogidos del proyecto de un Ingeniero Naval para transformar un Ketch en Sloop. Es facil encontrarlos en internet asi que no pongo mas.

"Las fuerzas a aplicar sobre el mastil provienen de la presión que el viento ejerce sobre las velas y las fuerzas dinámicas creadas por el viento y el mar. Aquí se consideran dos casos distintos de cargas :

En el primer caso la jarcia está cargada solamente por la acción del viento sobre la vela de PROA. : La fuerza transversal será independiente de la forma de la vela que se utilice y será sencillamente el momento adrizante dividido por la distancia entre la línea de agua y el lugar donde queda fijado el stay de proa al mástil.
T1 = RM/a

En el caso de una vela de proa fijada al stay, la fuerza escorante que esa vela ejerce sobre el palo se transmite al mismo por el único punto de unión entre ambos que es la encapilladura del stay al palo. Cuando esta haciendo el calculo del palo, parte de un ángulo de escora que produce el máximo par adrizante porque ese el el esfuerzo máximo que tiene que soportar (a parte de los esfuerzos dinámicos) y dice INDEPENDIENTEMENTE DE LA VELA DE PROA QUE SE UTILICE, porque el máximo esfuerzo se produce con esa escora sin importar como llegas a ella.

Esto NO significa que para las mismas condiciones los esfuerzos sean los mismos independientemente de la forma, tamaño o altura de la vela de proa, NO, en absoluto.

Para el calculo se usa ese ángulo de escora pero a ese ángulo se puede llegar con un genova 150% y 25 nudos o con una trinqueta anclada en cubierta y 40 nudos o con la trinqueta mas elevada y 35 nudos.

Con la vela mas elevada el par de escora es mayor, es el principio del par de fuerzas como ya han dicho y por tanto escora mas, otra cosa es que al elevarla solo un metro, la diferencia sea pequeña y navegando en un velero que cabecea y con un viento que no es de intensidad perfectamente constante seas capaz de apreciarlo.

Piensa que sujetas una bandera grande un día de viento con un mástil de bandera de varios metros, si pones la bandera en la parte baja del palo podrás mantener el palo vertical con las dos manos, si subes la bandera varios metros en el palo, te costará mucho o te será imposible aguantar el mástil vertical porque el par de fuerzas es mucho mayor. Lo mismo pasa en el barco con la vela de proa.

[Galatea Nautica]

Originalmente publicado por Questionsailing

Que no hayas notado diferencias no es más que te faltan herramientas de medición.

Buenas,

Una imagen vale mas que mil palabras. Con que miréis detenidamente el esquema que ha puesto el amigo Questionsailing, y apliquéis la teoría básica de equilibrio de Newton, tenéis la solución.

Recordad, la ingeniería naval es una física aplicada, un buen ingeniero naval tiene que tener una solida base de matemáticas y física, con esto se soluciona la discusión.

Cuando hacemos un proyecto nos vamos a calcular la máxima área que encierran los triángulos que forman las velas. Planteamos el equilibrio, y definimos la distribución de pesos. Lo demás lo hacemos con un reglamento de sociedad de clasificación que nos dan las inercias del palo, en función de la configuración elegida y generalmente del Par de Despl x GZ a 30º.

Como bien has apuntado lo del calculo del palo es un chorradilla que los ingenieros navales realmente no dedicamos mucho espacio en los proyectos, no es de los mas critico de calcular.

Siento decir que el amigo Jonam52, no tiene razón en su apreciación. Cuanto mas alto esté el centro velico (cv), manteniendo constante los demás parámetros del buque, el par escorante será mayor, al no cambiar el par adrizante (no cambia configuración de pesos ni condiciones de carga), su punto de equilibro estático (OJO no hablamos de dinámico) se producirá en un punto mas alegado del cero en la curva GZ y por lo tanto la escora será mayor, esto es así en un barco de regata, crucero, o de vela ligera.

Cualquier libro de teoría del buque de capitán de yate explica este fenómeno.

Salud

[napoleon]

Una cuestión que no tengo clara amigo Galatea Náutica.

El brazo del momento que genera la fuerza aplicada en el centro vélico, se mide desde el centro de gravedad, o desde al centro de deriva?

Nunca lo he tenido muy claro esto, aunque intuyo por física que es con respecto al centro de gravedad y no con respecto al centro de deriva, como indican algunos autores.

[Xenofonte]

Originalmente publicado por napoleon

Una cuestión que no tengo clara amigo Galatea Náutica.
El brazo del momento que genera la fuerza aplicada en el centro vélico, se mide desde el centro de gravedad, o desde al centro de deriva?
Nunca lo he tenido muy claro esto, aunque intuyo por física que es con respecto al centro de gravedad y no con respecto al centro de deriva, como indican algunos autores.

Hola
Desde el centro velico al centro de deriva, eso he entendido siempre.

Saludos cordiales.

[Tasio628]

Creo que estais obviando las diferencias entre dos tipos de velas diferentes .. La vela mayor tiene multiples puntos de aplicacion sobre el palo a lo largo de el .
Una vela de proa , su punto de aplicacion max es la perilla, o a 3/4 si asi esta aparejado.

[Galatea Nautica]

Originalmente publicado por napoleon

Una cuestión que no tengo clara amigo Galatea Náutica.

El brazo del momento que genera la fuerza aplicada en el centro vélico, se mide desde el centro de gravedad, o desde al centro de deriva?

Nunca lo he tenido muy claro esto, aunque intuyo por física que es con respecto al centro de gravedad y no con respecto al centro de deriva, como indican algunos autores.

Buenas

Voy a tener que hacer videos en mi canal sobre conceptos de Teoría del Buque y Construcción Naval, por que esto es muy difícil explicarlo en unas líneas.

Veamos, Fijándonos en el diagrama del cofrade, tenemos que:

La fuerza del viento FAT, se aplica en el centro velico CV.

La resistencia de la carena a la escora FRL se aplica en el centro de deriva CD.

Imagínate que tenemos el mar y viento en calma, el barco esta en equilibrio (hipótesis):

Entonces FAT = FRL = 0 Hasta aquí claro, no?

Salta una racha de viento, la cual produce una presión sobre la superficie expuesta de valor P, y una fuerza ejercida sobre el centro velico que si consideramos placa plana podría ser de:

F= 0084 Área x Velocidad del viento al cuadrado. El resultado nos daría en Kilogramo Fuerza. Esto es FAT

Entonces el barco intenta escorar, y la carena de este, que esta para oponerse a la escora produce una fuerza igual a F, pero de sentido contrario, esta fuerza es FRL.

Entre este par de fuerzas que distancia hay, volviendo a la figura de antes:

La distancia d= LD + L, con esto contesto a tu pregunta.

Pero imaginemos que el viento es constante y le produce al buque una escora permanente de G grados. entonces el par escorante debido al viento es:

FRL x d x coseno de G elevado al cuadrado = Par escorante

Con esto queda contestado la duda del cofrade que inicio el hilo. Si subes las velas, aumentas d, y por ende, el par escorante.

De regalo, .... todos sabemos que cuando aumentas ese ángulo de escora, el centro velico se mueve disminuyendo el par escorante debido al viento, correcto?
Pues bien la realidad del diseño del palo de un velero, es que se aplican unos pares constante de Fxd, y generalmente nos dan unas reglas y cargas mínimas de diseño en función de la configuración del aparejo (función de la SS.CC que utilices). Como he comentado anteriormente, un calculito que no se lleva mas de un par de folios en un proyecto.

Me he explicado bien ....

Salud

[Avante]

Originalmente publicado por napoleon

Una cuestión que no tengo clara amigo Galatea Náutica.

El brazo del momento que genera la fuerza aplicada en el centro vélico, se mide desde el centro de gravedad, o desde al centro de deriva?

Nunca lo he tenido muy claro esto, aunque intuyo por física que es con respecto al centro de gravedad y no con respecto al centro de deriva, como indican algunos autores.

Al centro de deriva a la hora de calcular el par de orzada / arribada; al centro de carena a la hora de calcular el par de escora.

[Icarus]

Originalmente publicado por Avante

Al centro de deriva a la hora de calcular el par de orzada / arribada; al centro de carena a la hora de calcular el par de escora.

Coincido plenamente

[napoleon]

Originalmente publicado por Avante

Al centro de deriva a la hora de calcular el par de orzada / arribada; al centro de carena a la hora de calcular el par de escora.