Navegando contra el viento: las fuerzas en presencia (I)

En muchas ocasiones nos preguntan sobre algo que ocurre cada vez que salimos a navegar a vela y conseguimos remontar barlovento: ¿cuáles son las fuerzas que permiten esa realidad?

Partiendo de que casi todos los aficionados conocen -aunque en muchos casos sea producto de argumentaciones equivocadas- que al navegar contra el viento se genera una fuerza denominada “sustentación”, lo que se pretende conocer es, cómo, a partir de ahí, trabajan las fuerzas involucradas para conseguirlo.

En este Post trataremos de dar una respuesta basada en componentes gráficos que permitan visualizar fácilmente esas fuerzas, componentes, resultantes y antagonistas.

Sabemos que la fuerza de sustentación es la fuerza generada por el campo de presiones y velocidades alrededor del perfil aerodinámico al oponerlo al flujo. Es una fuerza siempre perpendicular al flujo aparente:

 

 

Pero la generación de la sustentación tiene un coste en forma de resistencia. Actúa, lógicamente, en la dirección del flujo y minora, por tanto, a la fuerza de sustentación:

 

La resultante de esas dos componentes -sustentación y resistencia- es la denominada “Fuerza vélica”, que es, en realidad, el verdadero motor del velero.

Es, a partir de esa fuerza, cuando podemos observar cómo se produce el equilibrio del sistema:

 

La fuerza vélica, obtenida a partir de la sustentación y de la resistencia, la descomponemos en otras dos: una componente longitudinal, en el sentido del avance del barco, que llamamos “Fuerza de propulsión”, y en una componente transversal, que denominamos “Fuerza de deriva o abatimiento”:

Evidentemente, lo que interesa es la fuerza de propulsión y lo no deseable es la de abatimiento. Es aquí cuando la orza del barco y también la pala del timón actúan como antagonistas de esa fuerza transversal, tratando de anularla con mayor o menor fortuna según la embarcación:

 

 

Finalmente, las fuerzas transversales, anuladas entre sí, dejan como única operativa, la de propulsión.

 

Hemos averiguado ya, por tanto, por qué se produce la fuerza específica que hace avanzar el barco.

¿Y con eso está todo?: no, todavía. En un próximo Post: Navegando contra el viento: las fuerzas en presencia (II), lo completaremos con la resistencia al avance, el par de orzada, las fuerzas hidrodinámicas y el equilibrio final. Tendremos así todos los elementos necesarios para comprender, con todo detalle, por qué un barco de vela puede avanzar contra el viento.

2 comentarios en “Navegando contra el viento: las fuerzas en presencia (I)”

  1. Francamente impresionante. Me lo habían explicado alguna que otra vez, pero nunca de una forma tan clara, seria y profesional. Enhorabuena. Los gráficos, por sencillos y claros, impagables.
    Estoy inquieto ya, esperando la segunda parte.

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