Vela Conversaciones entre Newton y Bernouilli

[Zephyros]

Voy a contar una historia, ficticia por supuesto (o quizás no), que trata sobre conversaciones que mantuvieron, tiempo hace ya, un veterano y un joven, ambos científicos de renombre: Isaac (de apellido Newton) y Daniel (de apellido Bernouilli), en dichas conversaciones trataban de explicarse mutuamente cómo trabaja una vela cuando se la orienta en la dirección cerca del viento, cosa novedosa pues hasta entonces la tecnología naval en cuanto a las velas no iba más allá del aprovechamiento de los rumbos portantes, es decir, por empuje. Serán 3-4 entradas las últimas más técnicas, la primera más amena para abrir boca, así que mejor vayamos pidiendo algo al Tabernero para aclarar el gaznate


En 1720 Isaac, ya mayor, viajó a Suiza concretamente a Basilea para visitar a su amigo Johann Bernouilli cuyo hijo Daniel, estudiante de último curso de medicina, destacaba en matemáticas e ingenio como pocos según su padre. Tras un suculento almuerzo los tres decidieron dar un paseo en un pequeño velero de la familia Bernouilli por el lago de Basilea, hacía un día estupendo con temperatura ideal y ligera brisa del Sur-Este. Johann llevaba el timón mientras que Daniel presto y ágil trimaba velas. Newton observaba atento y disfrutaba del paseo.

La embarcación era un poco extraña para Isaac, nunca había visto un velero con dos velas dispuestas longitudinalmente, lo que ahora venimos llamando vela mayor y foque, una especie de raquero o de pastinaca, algo parecido. Con viento de largo se adentraron en el lago sin nada más que pudiera llamar la atención al genio inglés que la propia embarcación y las bondades del paisaje suizo.

Ya recorridas un par de millas Johann cortó la conversación banal que mantenían en ese momento indicando a Daniel la necesidad de virar a estribor y que iban a tomar rumbo de ceñida a partir de ese momento, dicho y hecho como un equipo sincronizado de regatas padre e hijo procedieron a realizar la maniobra de forma natural como habían hecho tantas veces en el lago. Una vez establecido el nuevo rumbo, Isaac al que no se le escapaba nada se quedó estupefacto!! oye, ni cuando le cayó la manzana encima se había llevado tanta sorpresa. ¿Cómo es posible? navegamos casi contra el viento!!!

Johan miró a su hijo por un momento y ambos estallaron en una enorme y conjunta carcajada. Daniel, dijo su padre, explícale a Sir Isaac tu teoría sobre cómo funciona esta vela. Yo también a veces pienso que es magia pero el chaval tiene una explicación muy convincente que ha ido mejorando y completando con el tiempo. Trata sobre algo que llama flujo laminar o algo así. Cuenta, cuenta...

Continuará...

[sakamura]

Por favor no olvidar en la disertación que siga, que veleros como por ejemplo Laser, Optimist y otros que seguro existen. navegan tambien contra el viento, y eso, con una sola vela, echando por tierra la teoría del flujo laminar.

[Zephyros]

Originalmente publicado por sakamura

Por favor no olvidar en la disertación que siga, que veleros como por ejemplo Laser, Optimist y otros que seguro existen. navegan tambien contra el viento, y eso, con una sola vela, echando por tierra la teoría del flujo laminar.

pssssshhh quién ha dicho que Bernouilli estaba en lo cierto? todavía no he empezado, deja que lo cuente!!

[Manu-Okavango]

Buen titulo. Buen hilo. Estoy impaciente por ver si el relato le hace honor.
Permanezco a la escucha.

[naval9010]

Originalmente publicado por Manu-Okavango

Buen titulo. Buen hilo. Estoy impaciente por ver si el relato le hace honor.
Permanezco a la escucha.

El título te hace tomar interés, y el tema empieza muy bién. Estoy atento a la continuación que promete ser amena e ilustrativa sobre el funcionamiento de las velas.
Tomaremos unas a la espera de la continuación.

[Zephyros]

Uhmmm, después de arrancar el hilo me ha dado por bucear un poco en la Taberna y veo que este tema ya ha ocasionado en otras ocasiones alguna que otra tensión entre los distintos partidarios de unas y otras teorías.

Nada más lejos de mi intención sería llegar a una situación así. Pretendo con este hilo explicar de forma amena y si es posible divertida, los fundamentos físicos básicos del trabajo de la vela. Y cómo no, animar a un posterior debate, por supuesto amigable y si no lo fuera yo sería el primero en cerrar el hilo.

A ver si esta noche puedo avanzar un poco en las conversaciones planteadas entre nuestros amigos que, como comprobaréis, primero iré explicando tesis erróneas o incorrectas que haré propias de ellos mientras con las preguntas adecuadas irán perfilando una teoría o dos que explique el funcionamiento de la vela, a ver si al final del relato podemos tener unas líneas generales "ciertas" al menos por consenso, eliminando alguna que otra leyenda urbana.

No voy a defender con tesón una postura u otra porque realmente me la refanfinflan , yo ajusto las velas y mi barco anda y anda muy bien así que con eso me vale pero que la gente ajena a la Física pueda tener una idea de este tema pues me gusta y me satisface participar en ello. Luego abriremos debate si os parece, no pienso sentar cátedra y menos en la "catedral" de la marinería

Respecto el número de velas de nuestro barquito de recreo en Basilea, pues da igual para las pretensiones del hilo, si lo preferís hablamos sólo de una vela así no desviamos atenciones.

[doctaton]

Yo lo que no entiendo es, por qué cada vez que salen temas parecidos y algún cofrade hace un aporte que no se corresponde con el parecer general, se lo increpa o incluso ridiculiza.
Creo que es una discusión muy interesante, que debe ser razonada, por lo que las opiniones viscerales están fuera de lugar.
También creo que lo que opina el cofrade Garbinet es muy interesante y puede, al menos en parte, explicar este fenómeno de interacción vela-viento.
Termino con una pregunta.
Garbinet, comentas que la resistencia mesa-cuña, es el símil a la ejercida por la orza, sin embargo, no termino de verlo claro. En tu ejemplo, la resistencia cuña-mesa tiene un vector perpendicular al del viento (90° con el viento de través) que se opone al avance de la cuña sobre la mesa (para entendernos, tu soplas de arriba a abajo y la resistencia de la mesa es de izquierda a derecha).
En el caso del velero, eso no es así. La resistencia de la orza, tiene el mismo vector, pero con sentido opuesto (180° con el viento de través), por lo que no se opone al avance del velero, sino a su deriva (el viento sopla de derecha a izquierda digamos, y la orza genera una resistencia de izquierda a derecha).
Seguramente soy yo, quien no acaba de verlo.
Podrías explicarlo?
Gracias por tus aportes.
Hyundai

[Garbinet]

Gracias por tu apoyo.

Trato de responderte. En el croquis de la cuña es como si estuviéramos
mirando el barco desde la punta del mástil hacia abajo. La hipotenusa
es la vela, su punto más alto es la zona del grátil y el más bajo el
de la baluma. El cateto de abajo seria la orza.

En el video es lo mismo, excepto que al soplar estamos viendo el barco
de través. Ahi he escrito donde estaría el grátil y la baluma.

Pues eso: al soplar la interacción "cateto de abajo/mesa" evita
que la cuña se hunda en la mesa y sólo deja libre para moverse
la dirección horizontal. Por tanto: hace de orza.

Por otro lado el rozamiento cateto de "abajo/mesa" también
frena a la cuña, pero no lo suficiente. Igual ocurre con
el rozamiento entre el conjunto orza+casco y agua en los barcos.

(En relación con esto, en vela ligera en rumbo de popa, tenemos
que levantar la orza, ya que ahí no hay ninguna deriva que evitar
y así se reduce el rozamiento).

Saludos

Originalmente publicado por doctaton

Yo lo que no entiendo es, por qué cada vez que salen temas parecidos y algún cofrade hace un aporte que no se corresponde con el parecer general, se lo increpa o incluso ridiculiza.
Creo que es una discusión muy interesante, que debe ser razonada, por lo que las opiniones viscerales están fuera de lugar.
También creo que lo que opina el cofrade Garbinet es muy interesante y puede, al menos en parte, explicar este fenómeno de interacción vela-viento.
Termino con una pregunta.
Garbinet, comentas que la resistencia mesa-cuña, es el símil a la ejercida por la orza, sin embargo, no termino de verlo claro. En tu ejemplo, la resistencia cuña-mesa tiene un vector perpendicular al del viento (90° con el viento de través) que se opone al avance de la cuña sobre la mesa (para entendernos, tu soplas de arriba a abajo y la resistencia de la mesa es de izquierda a derecha).
En el caso del velero, eso no es así. La resistencia de la orza, tiene el mismo vector, pero con sentido opuesto (180° con el viento de través), por lo que no se opone al avance del velero, sino a su deriva (el viento sopla de derecha a izquierda digamos, y la orza genera una resistencia de izquierda a derecha).
Seguramente soy yo, quien no acaba de verlo.
Podrías explicarlo?
Gracias por tus aportes.
Hyundai

[AXN]

http://es.m.wiki2.org/wiki/Archivo:Karman_trefftz.gif

A mi el efecto ventury me convence. Mayor separación de las moléculas en el extradós significa menor presión.

[Zephyros]

Originalmente publicado por AXN

http://es.m.wiki2.org/wiki/Archivo:Karman_trefftz.gif

A mi el efecto ventury me convence. Mayor separación de las moléculas en el extradós significa menor presión.

El caso del efecto Venturi es que es distinto al del ala y al de la vela. Venturi se explica como resultado de las ecuaciones de Bernouilli pero en el caso de fluidos dirigidos dentro de conductos cerrados, simplemente no es el caso aunque parecido y tiene todo su valor físico, pero aplicado a otras cosas.