En toda máquina propulsada a vela existen varios factores sumamente complejos que inciden de manera determinante en la dirección de su desplazamiento, todos ellos asociados a la “mecánica” de los fluidos. En el caso que nos ocupa, los fluidos en cuestión son “el aire” y “el agua”.
Principio de funcionamiento del velero
La acción del viento
Las velas de un barco actúan de manera similar a las alas de un avión. La diferencia reside en que en el avión es justamente este el que se mueve, generando en las alas una fuerza de sustentación en el aire, mientras que en el velero lo que se mueve es el fluido, generando en las velas un impulso motriz.
Al interponer un obstáculo (vela) al viento, dicho obstáculo genera una fuerza para desviar al mismo, y este último ejerce sobre el primero una fuerza igual y opuesta a la anterior, que es la que a nosotros más nos interesa.
Se genera de esta manera una zona de presión en el lado cóncavo de la vela y una zona de depresión o succión en el lado convexo, lo que puede representarse vectorialmente como se indica en la figura 1.
Como resultante de todas las fuerzas aplicadas, se obtiene otra fuerza de gran magnitud y perpendicular a la vela, denominada “fuerza aerodinámica”. Recordemos que toda fuerza ejercida por un fluido en movimiento (aire) sobre un plano cualquiera, será siempre perpendicular a dicho plano, sea cual fuere el ángulo de incidencia.
La fuerza antes mencionada estará aplicada directamente en un punto denominado centro vélico, que a los efectos prácticos puede considerarse como el centro geométrico de la vela. En el caso de barcos con más de una vela, se obtendrá calculando el centro vélico total (fig. 2).
“FA” es entonces la “fuerza aerodinámica” aplicada perpendicularmente a la vela desde ”C” (centro vélico). Podemos entonces descomponer esta fuerza en otras dos: una a la que llamaremos “P” y que va en el sentido de la crujía del barco, y otra perpendicular a la misma a la que denominaremos “A”. La fuerza “P” (fuerza propulsora) es la que más nos interesa, ya que será la encargada de propulsar el barco. “A” (abatimiento) es la que desplazará la embarcación en sentido lateral, y será precisamente esta la que trataremos de contrarrestar (fig. 3).
La acción del agua
Un efecto similar, por no decir idéntico al producido por la interacción de las velas y el viento, se genera entre el “quillote” y el agua.
Como vimos en la definición de quillote, desarrollada en el capítulo anterior, una de sus funciones es la de evitar el abatimiento lateral producido por la acción del viento. Para utilizar términos meramente prácticos, diremos que éste actúa como una aleta sumergida en el agua con el fin de “frenar” dicho desplazamiento lateral.
Podemos decir entonces que se genera una “fuerza hidrodinámica” (FH) exactamente opuesta a la “aerodinámica”, la que a su vez podremos también descomponer en otras dos: una que se opone al desplazamiento lateral, a la que llamaremos “resistencia al abatimiento” (RA), y otra que se opone al avance y a la que llamaremos “resistencia a la propulsión” (RP) (fig. 4).
El efecto de ambas fuerzas
El efecto resultante entre la propulsión y el abatimiento producto de la acción de las velas y el quillote, da como resultado algo similar a lo descripto en la figura 5.
Dada la forma particular que tiene el quillotede una embarcación a vela, la resistencia al abatimiento será de mayor magnitud que la resistencia al avance, por lo tanto A’ será la resultante del abatimiento (A) y de su resistencia (RA), mientras que P’ será la resultante de la propulsión (P) y su resistencia (RP). De la resultante de ambos se obtiene el vector “R”, que será en definitiva el “rumbo” que tomará la embarcación.
