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Aunque
todos ellos están interrelacionados y se hace complicado saber cuando
hacer un corte para simplificar
la explicación, iniciaré
esta serie con las
consideraciones que hacen a
la estabilidad, los pesos y contrapesos. Huelga decir que del presente
artículo se ha eliminado voluntariamente todo lo relacionado con el
tema del “rating” un aspecto del diseño de
yates de vela mas ponderado en barcos de regata.
DE
PESOS Y CONTRAPESOS - ESTABILIDAD
Después
del caliente y tempestuoso año pasado (2002) vamos a referirnos una vez
mas a los pesos, aunque no a los pesos atrapados por los bancos que provocaron y provocan justificadamente tanto revuelo. Hay un
peso fundamental en los
veleros monocasco que se lleva
la mayor cotización en seguridad, es justamente el peso utilizado como
lastre o contrapeso, bajo
todas las formas y diseños conocidos
de: quillotes fijos, quillotes
oscilantes, quillotes alares, quillotes con bulbo,
lastre móvil en sentina, lastre interno, lastre líquido en
tanques, orzas lastradas, tripulante en el trapecio en los barquitos mas livianos, o
simplemente el clásico y antiguo recurso de adrizar con el recurso que
sale con la frase “muchachos todos a sentarse a una banda”. Son estos los métodos
que se disponen en
los monocascos para contrarrestar el efecto del par o momento escorante
que impone la vela cuando
está portando viento en su
misión de propulsar
al barco.
Vamos
a repasar rápidamente las expresiones matemática que nos definen
la estabilidad que
posee el barco y poder así comprender claramente las formas de las que
se valieron históricamente los diseñadores navales para optimizar el
adrizamiento o - lo que es decir lo mismo - poder disminuir el ángulo
de escora y mantener así mas vertical el área de velas expuestas al
flujo de aire. En la Figura
Nº1 definimos los elementos que caracterizan
la estabilidad y el equilibrio entre Momento Escorante y Momento
Adrizante.
Todos
los métodos son sistemas de lastrado o de contrapesos que aumentan la
capacidad de portar mas velamen, por ende impulsarnos mas y mejor con la
fuerza del viento y, consecuentemente darle mayor velocidad al barco.
Cuanto mas vertical pueda permanecer el área de las velas expuestas al
viento, para obtener mayor fuerza de propulsión eólica, tanto mejor
será. A los barcos que están
en los extremos del análisis
de estos criterios de estabilidad se los describe en la jerga
vulgarmente como: “barcos tiernos” o “barcos duros”. Esto es, un
barco que se acuesta cuando aumenta el viento o, simplemente un
barco que se banca todo.
Hay
otra consideración que debemos incorporar a este comentario. Cuanto
mayor es la escora del barco (digamos superior a 10º o 15º) la geometría
del casco o de la “cuña emergente” de
la obra viva que “sale” del agua (en la banda de barlovento que
sube) es normalmente
diferente de la formas del
casco o cuña de la obra
viva que se sumerge (en la banda de sotavento) o “cuña sumergida”.
Como para mantener el equilibrio hidrostático de la carena (u obra
viva) ambos volúmenes de
las dos cuñas deben ser iguales (pues el barco no cambia su
desplazamiento por el hecho de escorar), la única forma posible de que
eso se produzca (si
las formas de las cuñas
emergente y sumergida no
son simétricas como sería si las secciones de la popa fuesen un arco
de círculo) se hará automáticamente
con la variación del ángulo de escora y
un corrimiento del eje o plano de simetría
hacia la banda a la que
se inclina el barco. En otras notas futuras interrelacionaremos también
estos aspectos de las formas del casco con la “resistencia de formación
de olas”.
El
plano de crujía se
define visualmente en el dibujo del barco con la forma del mayor perfil
lateral del barco derecho (con ángulo 0º de escora), si pudiéramos
ver esta nueva geometría del barco escorado y el
área resultante del plano de flotación en el
dibujo en su vista en planta (ver Figuras
Nº5 y Nº6), observaremos que
con popas muy anchas (tendencia de los dibujos mas modernos) el
área que se sumerge es mayor que el área que emerge y por lo tanto la
simetría del plano de flotación del barco escorado rompe equilibrio o
balance en navegación
entre el CV centro
vélico y el centro
de deriva CD (plano lateral de la obra viva
barco sumergido) que se establecía
en la línea de crujía balanceando
las áreas
del semi plano de flotación a cada banda. La línea central ya
no se encontrará en ese lugar de simetría y equilibrio con barco
adrizado, sino que se habrá desplazado
(mas en popa particularmente en los barcos modernos) mucho mas hacia la
banda o zona de la aleta de
popa sobre la que el barco escora. Esta asimetría del plano de flotación
escorado produce una tendencia de “ir a la orza”. Cuando el barco va
a la orza (acción de
disminuir el ángulo de incidencia de la proa con la dirección del
viento) naturalmente escorará mas y mas hasta cuando finalmente se
enfache o presente su proa en la misma dirección del
viento, momento en el cual (al no proyectar sus velas con ninguna
incidencia al viento), se levanta o endereza quedando el mástil en
posición absolutamente vertical con las velas gualdrapeando.
En
los barcos de regata “bien dibujados” esta secuencia de orzar
ardientemente hasta enfacharse les dará una condición de seguridad,
velocidad y agilidad fundamental
para cambiar de amura virando por avante y también de seguridad, puesto que ante cualquier desatención del timonel habrá
garantía que el barco automáticamente evitará quedar acostado o
tumbado. En los barcos de crucero no será tan notable esta tendencia de
ir violenta y rápidamente a la orza sino que se ponderará una situación
de mayor estabilidad en el rumbo, lo que se buscará en ellos entonces
es que sean mas equilibrados.
Estas
diferencias se marcan muy fuertemente con la distancia que haya entre CV
y CD (centro vélico y centro de deriva)
y se expresa en un porcentaje de la eslora en flotación y también
será motivo de una explicación particular en otra nota.
La
incidencia en velocidad que tendrá una popa mas fina o mas ancha en el
diseño es mas difícil de predecir y su resultado obedece mayormente a
ensayos de modelos en canal de pruebas. En los barcos de esloras menores
quillotes finos y timón espada esta tendencia “ardiente” o
“nerviosa”que define a los pura sangre de regata habrá
que complementarla con un buen timonel que se anticipe con la
posición de timón de “deriva” a cualquier racha o incremento de
viento para mantener el barco portando con buena velocidad y rumbo a la
marca. En muchos barcos esa tendencia se ve incrementada por los
movimientos que le impone al
barco un oleaje mayor, entonces eso
no alcanza siquiera para
evitar que el barco orce fuertemente. En tal situación
un barco desequilibrado de
pequeña eslora se parece mucho a un caballo desbocado en el
que se hace imposible volver
a un rumbo estable si no es variando el área del velamen portado
y también
tratando de adrizarlo por todos los métodos
disponibles -es decir -procurando que
tenga menos escora para que vuelva a un plano de flotación
balanceado en áreas a ambos lados de la crujía.
En
ese esfuerzo por mantener al barco mas derecho (el mástil mas vertical)
a fuerza de timón y, cuando la pala del mismo sale de la mejor situación
lógica de balanceo hidrodinámico por estar alineada en el mismo plano
de crujía (timón a la vía), se le estará
aplicando al barco una componente de frenado (que es lo que
ocurre cuando cambiamos de rumbo, girando la pala del timón). Frenado
que será mayor cuanto
mayor sea el ángulo de incidencia de la pala del timón respecto al
plano de crujía.
Para
sacar esa apreciación del plano de análisis subjetivo y ponerlo en números
concretos, y saber el
ángulo de escora límite que
aguanta el barco en cada situación de incidencia y fuerza del viento
con los metros cuadrados de
velas que son expuestos, durante
el diseño
calculamos y graficamos en
un diagrama polar estas variables, pero como decía Kippling “eso será
motivo de una próxima historia”.
Por
estos días nos quedamos absortos viendo en la primer regata al barco
neocelandés defensor de la Copa América inundarse violentamente por
sotavento con miles de litros de agua, en lo que
pareció que debería haber sido una ceñida ordinaria.
Recordamos entonces los
millones de dólares que fueron invertidos en analizar tácticas y
disponer de información computarizada abordo para los mas capaces tácticos
y trimmers del mundo, mientras se recurría a la misma vez al milenario
recurso de achicar a balde. Parecía asombroso que tal situación no
hubiese tenido previamente una resolución
en el diseño.
Pero
si por una acción distinta a la de poner timón de deriva, pudiéramos
regresar al barco al equilibrio entre el área de las velas expuestas al
viento y el área del plano de deriva - disminuyendo la escora - también
estaríamos regresando a una posición de equilibrio entre los volúmenes
de las cuña emergente y sumergida de la obra viva y por ende a un plano
de flotación mas simétrico respecto a la misma línea. El barco
mantendría entonces un rumbo mas estable sin tendencia a orzar. Esa
acción de balancear al barco se logrará
con un adecuado lastre o contrapeso.
Vamos
ahora a representar con dibujos
las afirmaciones anteriores para interpretarlas mejor. En la Figura
Nº 1 definimos los parámetros de análisis que hacen a la
estabilidad. En la Figura
Nº 2 observamos un recurso moderno de quillote oscilante que
permite aumentar la estabilidad por corrimiento de un peso
significativo. En la misma figura vemos el viejo recurso de mandar los
tripulantes a adrizar, recurso divertido en regatas cortas en tiempo de
verano pero improcedente y peligroso en barcos que aspiren a competir en
regatas de crucero largas. En la Figura
Nº 3 se observa la incidencia negativa en la estabilidad de un
barco con menor calado, o el efecto equivalente que significaría elevar
una orza o quillote lastrado para darle al barco menor calado.
Seguiré
compendiando en futuras notas los demás parámetros necesarios de
considerar en el diseño de un buen barco. Hasta la próxima.
Ing.
Roberto R. Alonso
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