Efectos del viento sobre el balance


El viento, incluso soplando de forma continua, puede tener efectos apreciables sobre el movimiento de balance del barco. Ya se había observado que cuando un barco navega con el viento por la aleta se produce un incremento del movimiento de balance producido por el paso de las olas, mientras que cuando un barco navega ciñendo al viento disminuye el movimiento de balance debido a las olas.

En primer lugar vamos a suponer que el barco navega ciñendo, con un viento aparente, vA , por la amura de babor, como se indica en la figura. Si el barco tiene un movimiento de balance debido al paso de las olas, se pueden dar los dos siguientes casos:

1 - Cuando el barco oscila hacia barlovento, con una velocidad angular wB , en una sección de la vela a una distancia "r" del eje de giro, la velocidad será  vB = r . wB  , lo que equivale a una velocidad adicional del viento vB hacia sotavento, tal como se ve en la figura. Por tanto, el nuevo viento aparente debido al movimiento de las velas, será vAB , con un ángulo de ataque respecto a las velas mayor que el de vA .

Este aumento del ángulo de ataque, aumenta la fuerza de sustentación de las velas, LS , y la fuerza de resistencia, DS , por tanto aumenta la fuerza resultante de estas fuerzas y el momento que tiende a escorar el barco hacia sotavento, disminuyendo el movimiento de balance del barco hacia barlovento.

2 - Si se supone ahora que el barco oscila hacia sotavento, con una velocidad angular wS , en una sección de la vela a una distancia "r" del eje de giro la velocidad será, vS = r . wS , lo que equivale a una velocidad adicional del viento vS hacia barlovento, como se muestra en la figura. Por tanto el nuevo viento aparente debido al movimiento de las velas será vAS , con un ángulo de ataque respecto a las velas inferior al de vA .

Este disminución del ángulo de ataque, disminuye la fuerza de sustentación, LS , y la fuerza de resistencia, DS , por tanto disminuye la fuerza resultante de estas fuerzas y el momento que tiende a escorar el barco hacia sotavento, lo que contribuye a disminuir el movimiento de balance cuando el barco oscila hacia sotavento.

En resumen, cuando el barco navega ciñendo, la acción del viento sobre las velas actúa como amortiguador del movimiento de balance, ya que se genera siempre un momento adicional que tiende a disminuir el movimiento de balance, hacia barlovento o hacia sotavento.  

En segundo lugar, vamos a suponer que el barco navega recibiendo el viento por la aleta, con una velocidad aparente, vA , como se indica en la figura. Si el barco tiene un movimiento de balance debido al paso de las olas, también se pueden dar los dos siguientes casos:

1 - Si el barco oscila hacia barlovento, con una velocidad angular wB , en una sección de la vela a una distancia "r" del eje de giro, la velocidad será  vB = r . wB  , lo que equivale a una velocidad adicional del viento vB hacia sotavento, como se ve en la figura. Por tanto, el nuevo viento aparente debido al movimiento de las velas será vAB , con un ángulo de ataque respecto a las velas inferior al de vA .

Cuando se navega con el viento por la aleta, debido al gran ángulo de ataque, α , del viento aparente, la fuerza de sustentación, LS , está dirigida normalmente hacia la banda contraria que la fuerza de resistencia de las velas, DS , como se ve en la figura.

Entonces, con grandes ángulos de ataque y según las curvas de los coeficientes de sustentación y resistencia, al disminuir el ángulo de ataque disminuye la fuerza de resistencia, DS , y aumenta algo la de sustentación, LS , que está dirigida hacia la otra banda. La fuerza transversal sobre las velas, que tiende a escorar el barco hacia sotavento, disminuye y el momento de esta fuerza, que tiende a oponerse a la escora del barco hacia barlovento, también disminuye y por tanto el efecto equivale a incrementar el movimiento de balance.

2 - Si se supone ahora que el barco oscila gira hacia sotavento, con una velocidad angular wS , en una sección de la vela a una distancia "r" del eje de giro la velocidad será, vS = r . wS , lo que equivale a una velocidad adicional del viento vS hacia barlovento, como se muestra en la figura. Por tanto el nuevo viento aparente debido al movimiento de las velas será vAS , con un ángulo de ataque respecto a las velas mayor que el de vA .

Entonces, con grandes ángulos de ataque y debido a la forma de las curvas de los coeficientes de sustentación y resistencia, con un incremento del ángulo de ataque aumenta la fuerza de resistencia, DS , y disminuye algo la de sustentación, LS , que está dirigida hacia la otra banda. La fuerza transversal sobre las velas, que tiende a escorar el barco hacia sotavento, aumenta y el momento de esta fuerza, que tiende a escorar el barco hacia sotavento, también se incrementa, es decir actúa aumentando el movimiento de balance.

En resumen, cuando el barco navega con el viento por la aleta, la acción del viento sobre las velas actúa como excitación del movimiento de balance, ya que se genera siempre un momento adicional que tiende a incrementar el movimiento de balance, hacia barlovento o hacia sotavento.

 

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