Funcionamiento y trimado de velas

INTRODUCCIÓN.

Muchas veces al correr regatas y no obtener los resultados deseados o inclusive comentando después comentando con los amigo o compañeros de navegación, nos preguntamos cuáles son las causas que hacen que los barcos de punta obtengan esa diferencia fundamental, tanto de velocidad como de capacidad de orzar, que les permite liderar regatas. 

En realidad, ese éxito es la resultante de la suma de una extensa lista de factores, que combinados de una manera efectiva producen esos buenos resultados.

Dentro de esta lista de factores podríamos incluir, el tener una tripulación bien entrenada que actúa bien coordinada ganando segundos en cada maniobre, un timonel hábil y un táctico que toma las decisiones acertadas en el momento justo, etc.. Así podríamos hacer una lista muy extensa de factores que contribuyen a obtener buenas prestaciones al barco, pero uno de los factores más importantes y del cuál nos vamos a ocupar es el trimado  de las velas.

De nada sirve tener la mejor tripulación, el mejor táctico y el mejor barco si no somos capaces de sacarle la mayor velocidad posible en cada condición. 

Comenzaremos revisando algunos principios teóricos básicos que nos ayudarán a entender por que las cosas funcionan de la manera que lo hacen, veamos:

COMO FUNCIONA UNA VELA.

Básicamente una vela funciona de dos formas diferentes, dependiendo del ángulo de incidencia del viento, es decir de donde recibe el viento. En ángulos cerrados (ceñida, través hasta un largo) la vela trabaja por sustentación, con una corriente de aire que la recorre por ambas caras.

En condiciones de vientos francos (popa redonda o casi) la vela trabaja por simple resistencia al viento, es decir la fuerza de empuje que se produce por la presión del aire sobre la vela, en este caso no hay una corriente de aire recorriendo sus caras, sino pura resistencia y empuje.

Veamos con más detalle como funciona:

• Flujo.
  

El aire recorre la vela por ambas caras. A mayor velocidad de circulación del aire tanto menor es su presión. Dado que la vela siempre tendrá un perfil curvo, el camino que recorre el aire por la cara de sotavento será más largo que el que recorre por la cara de barlovento. Pero la vela es en realidad una lámina, por lo que no debería de haber diferencia entre ambos recorridos, pero el tema es que sobre la cara de barlovento se produce un colchón de aire que hace que el flujo de aire no circule pegado a la vela, generando un espesor ficticio que se conoce como capa límite o boundary layer en inglés. 

De esta forma, para que ambos flujos de aire puedan encontrarse al final del camino (en la baluma) necesariamente el flujo de sotavento deberá circular más rápido que el de barlovento. Esto hace que, por diferencia de sus velocidades ambos flujos tengan consecuentemente distintas presiones.

Así en cada punto de la vela se produce una fuerza perpendicular al paño, la sumatoria de cada una de estas fuerzas es el empuje. Recordemos que como la velocidad de circulación del aire de barlovento es menor, la presión que se ejercerá sobre la vela será mayor que la de sotavento.

Esta fuerza de empuje tiene una dirección bastante atravesada al barco, y al descomponerla veremos una pequeña fuerza que empuja hacia adelante y hace que el barco avance u una gran fuerza hacia el costado, que es la que genera la escora y el abatimiento.

La relación entre estas dos fuerzas varía de acuerdo con la forma que les demos a las velas, dado que modificamos los perfiles que recorre el flujo de aire y con esto la extensión del camino que recorre el aire por uno y otro lado de la vela.

De esta forma vemos que el secreto del trimado será encontrar la forma de la vela que nos proporcione la relación más eficiente entre estas fuerzas, en otras palabras que el barco escore menos y camine más.

Cuando ambas corrientes de aire no vuelven a encontrarse y unirse en la salida de la baluma, por que el flujo de sotavento no llegó, la vela entra en perdida y flamea, esto es por que el flujo de barlovento (recorrido corto) se mete hacia la cara de sotavento al llegar a la baluma para compensar el vacío que se había creado.

• Efecto sinérgico entre mayor y foque.

Si bien ambas velas son perfiles que funcionan por el mismo principio aerodinámico, veremos que al operar de forma conjunta generan una fuerza de empuje mayor a la suma que la que cada una de ellas genera de forma individual.

La causa de esto es la siguiente: el aire comienza a desviarse antes de llegar a las velas, dado que estas modifican el sistema de presiones circundante, desviándolo antes.

Como consecuencia de este desvío del aire, el foque navega más prestado, y esto explica por que cazamos el mismo más a barlovento que la mayor. Así, el foque produce un empuje que apunta más a proa, adicionalmente el canal que se forma entre foque y mayor (debido a la distinta forma en que cazamos uno y otro) hace que el aire se acelere al pasar por el mismo, aumentando el empuje de esta última (mayor velocidad de aire que recorre la cara de sotavento de la mayor). Como vemos la combinación de ambas velas es mayor a la suma de sus partes.

• Escora.

Ahora bien, hasta aquí hemos visto como funciona el aparejo y que es lo que hace que el barco se mueva, pero no hay que olvidar la escora y como es contrarrestada.

• Ángulo de incidencia del viento.

La relación sustentación / resistencia no solo es afectada por la profundidad, sino también varia con el ángulo de incidencia del viento.

Cuando orientamos una vela de forma paralela al viento, la misma flameara irremediablemente, y decimos que está en pérdida, es decir genera solo resistencia y ninguna sustentación.

A medida que cazamos la vela, aumentamos el ángulo de incidencia del viento, la vela comienza a portar, y comienza a producirse sustentación.

Si seguimos cazando la vela, llegaremos a un punto de máxima sustentación, a partir de este punto si seguimos cazando la misma caerá abruptamente y entrará en pérdida. Este punto es conocido como "ángulo de pérdida", que es el ángulo crítico u óptimo donde la relación resistencia / sustentación es óptima.

¿POR QUÉ ES IMPORTANTE LA FORMA DE LA VELA?

Toda la cuestión del trimado pasa esencialmente por lograr la forma más adecuada de las velas de acuerdo a las condiciones de navegación que tenemos en cada momento, por este motivo es importante repasar algunos conceptos básicos referente a la forma:

• Profundidad de la vela.
  

Es la curva que describe la vela, normalmente suele hablarse de la profundidad como un porcentaje con relación a la cuerda. La cuerda es la distancia desde el grátil hasta la baluma medido en línea recta, entonces la profundidad es la distancia entre el punto de máxima profundidad de la vela y la línea imaginaria que es la cuerda, expresado como porcentaje de la misma, el 10% en la imagen inferior.

Una vela profunda produce mayor potencia, dado que genera mayor diferencia de presiones entre los flujos de ambas caras, en consecuencia genera también sustentación y resistencia. Al cambiar la profundidad de una vela, modificamos la relación entre estas dos fuerzas, existiendo una profundidad óptima para cada condición, en la que la relación sustentación / resistencia es máxima.

Cuando el viento es leve, la única variable es encontrar ese punto óptimo y a medida que el viento aumenta entrará a jugar la estabilidad y el control del barco. Con vientos fuertes si bien la profundidad de la vela da potencia, veremos que agrega mucha escora, por lo que hay que buscar una profundidad que nos de la potencia necesaria con el máximo de escora que el barco aguante sin perder velocidad y control.

Con vientos francos (popa) el concepto cambia totalmente, la vela deja de actuar por sustentación y la resistencia es lo que empuja el barco en vez de frenarlo. En estas condiciones si bien la profundidad es deseable hay que tener en cuenta que la misma se logra acercando el grátil a la baluma, lo cuál reduce la superficie vélica expuesta al viento. Este último criterio debe ser el que manda, es decir debe primar la superficie al viento sobre la profundidad.

• Ubicación de la bolsa.
  

Hay que tener en cuenta, no solo cuál profunda es la vela, sino también donde está ubicada esa zona de máxima profundidad (llamada bolsa). Es decir, no solo es importante cuanta potencia genera la vela, sino en que parte la vela está. Esto tendrá gran impacto en la prestación del aparejo.

La ubicación es medida también en relación a la cuerda, en la imagen anterior vemos que la bolsa está ubicada ligeramente delante del punto medio de la vela, en este caso decimos que la posición de máxima profundidad es del 45%.

• Forma del grátil.
  

 Un grátil plano (driza filada, bolsa más atrás) es óptimo para orzar, dado que mejora el ángulo de incidencia del viento respecto a la vela. Al mismo tiempo esta forma del grátil hace que la condición para timonear sea mas critica, menos permisiva, el timonel tendrá un rango más chico para derivar y orzar antes de que la vela entre en pérdida. Esta condición es ideal para condiciones de viento medio y poca mar para orzar al máximo.

Un grátil redondo (driza cazada, bolsa más a proa) dará al timonel una condición menos crítica, se podrá orzar y derivar con mayor libertad antes de que la vela entre en pérdida. Esta forma da más potencia a la vela pero menor capacidad de apuntar. Es ideal para condiciones de marejada que no permiten al timonel mantener un rumbo muy constante y le exige abrir rumbo para subir la ola y cerrarse para bajarla.

• Forma de la baluma (Twist).
  

Es la variación del ángulo de ataque de la vela con la altura. La vela suele ir más filada arriba que abajo, sobre todo en vientos flojo, dado que en esta condición arriba el viento es un poco más fuerte. En condiciones de vientos medios el twist podrá ser reducido, mientras que con vientos fuertes habrá que dar twist para permitir que la baluma se habrá y la vela descargue el exceso de aire que produce la escora.

• Viento aparente.
  

Su dirección e intensidad es la resultante de la combinación del viento real (el que realmente sopla) y el viento relativo. El viento relativo es aquél que genera el barco por su propia velocidad de avance.

LOS CONTROLES BÁSICOS.

En esta sección haremos una breve descripción de cuales son los controles que tenemos a mano para modificar el trimado, veamos:

• Escota.
  

Modifica el ángulo de incidencia del viento. En este caso la vela de proa al filarla, no solo modificamos el ángulo en cuestión sino también el twist dado que el puño se desplaza hacia arriba y también la profundidad ya que el puño de escota se desplaza hacia adelante, generando más bolsa. En el caso de esta vela, la interdependencia de todos los controles es mayor, dado que es una vela que esta tomada por solo dos puntos (amura y driza).

En el caso de la mayor la escota controla principalmente el ángulo de incidencia del viento y el twist en menor grado, dependiendo de como esté situado el carro de escota. Si este está a barlovento las escota tira de la botavara de forma más horizontal, por lo que los ajustes en la misma modificarán principalmente el ángulo de incidencia; si el carro esta en medio la escota tirará del penol de la botavara en sentido más vertical, afectando al desplazamiento vertical de la botavara y consecuentemente el twist en mayor grado; si el carro está a sotavento modifica el ángulo de incidencia del viento en forma pareja para toda la mayor.

• Driza / Cunningham.
  

Como vimos antes, la tensión de la driza modifica la posición de la máxima profundidad desplazándola en sentido proa-popa. La driza cazada lleva la bolsa más a proa y amollada la bolsa se lleva mas a popa.

• Tensión del stay de popa / burdas.
  

Afecta a la profundidad de las velas. Al dar tensión al stay de popa el mástil se curva afectando a la profundidad de la mayor y del génova, veamos:

• Carro del génova.
  

Corre en el sentido proa - popa y permite regular la forma de la baluma en la vela de proa. Si desplazamos el carro a proa, la escota tirará más hacia abajo cerrando la baluma, ideal para vientos flojos. Por el contrario si desplazamos el carro a popa, la escota tira del puño de forma más horizontal , abriendo la baluma lo que permite descargar el exceso de aire en condiciones de viento fuertes.

• Contra o trapa.
  

Permite controlar el desplazamiento vertical de la botavara, en ceñida permite regular el twist, y con vientos francos permitirá bajar la botavara para maximizar  la superficie vélica  proyectada al viento, dado que la escota no es capaz de bajar la botavara.

• Pajarín o escotín.
  

Permite controlar la profundidad en la parte inferior de la mayor. Si amollamos damos profundidad y si cazamos disminuimos la profundidad.

• Catavientos.
  

Si bien no es un elemento sobre el cuál no podemos actuar directamente, son un indicador de como está fluyendo el aire por la vela.

Foque o génova.

Catavientos a sotavento.- Si está horizontal es correcto; si oscila moviéndose de arriba / abajo es por que la corriente de aire por la cara de sotavento se ha desprendido. Es debido a que el ángulo de incidencia es muy elevado (arribado en exceso), es necesario orzar hasta que se estabilice en horizontal.

Catavientos de barlovento.- Si se desengancha la incidencia de la vela es muy reducida (orzado en exceso). En general éste sube, pero también puede suceder que caiga hacia abajo, co lo cuál hay que abatir hasta que el catavientos de balovento estabilice en horizontal.

PONER SIEMPRE LA CAÑA DEL LADO DEL CATAVIENTOS QUE FLAMEA QUE FLAMEA

La torsión.- Dado que el viento alarga en altura, la vela deberá estar torsionada. Para ver si la es la buena, después de abrir rumbo, cierre rumbo suavemente hasta quedar aproado, observando siempre los catavientos de barlovento. Si cuando sobrepase el límite de la ceñida los catavientos flamean simultáneamente, tanto el de arriba como el de abajo, la torsión es correcta. Pero si:

Catavientos de arriba antes que el de abajo.- Torsión excesiva, avanzar carro de escota.

Catavientos de abajo antes que el de arriba.- Defecto de torsión, retrasar carro de escota.

Vela mayor.

Las lanillas de baluma que suelen llevar las velas mayores, no son de barlovento ni sotavento, pero su función es la misma, avisarnos de cuando se rompe el flujo de aire por las caras de la vela, en este caso en el borde de salida.

Si las lanillas se esconde a sotavento, mayor demasiado cazada. Si se esconden los altos hay que torsionar la mayor, llevando el carro de escotero a barlovento y si no lo hay dejar la contra floja. Tensar el cunningham adelanta la bolsa y abre la baluma y puede ayudar. Para destorsionar la mayor, carro hacia la botavara o bien cazar la contra, e incluso tensar la driza (lo que adelanta la bolsa igual que el cunningham y en cambio cierra la baluma algo).

CUADRO ORIENTATIVO DEL TRIMADO DE VELAS.

RUMBOS DE CEÑIDA

RUMBOS DE TRAVÉS