Polares de un velero.

La información publicitaria que los representantes de los astilleros nos ofrecen en los Salones Náuticos para dar a conocer los nuevos modelos de embarcaciones a vela, en ocasiones contiene unas gráficas denominadas curvas “Polares” cuyo significado explicaremos.

Cuando un barco navega a vela, recibe al viento con una velocidad y un ángulo de incidencia aparente, obteniéndose lo que se denomina triángulo de velocidades. Esta acción del viento genera un empuje y crea una situación de equilibrio dinámico con las fuerzas hidrodinámicas.

bavaria-56

Bavaria 56

Viento aparente. Triángulo de velocidades.

El barco se mueve a una velocidad VS siguiendo su rumbo y la composición de los vectores velocidad de viento real, el que “sentiría” el barco parado, Vr y velocidad del barco VS genera por diferencia un vector de viento aparente, que es el que “siente” el barco, Va .

El Ángulo de Viento Aparente β (ó AWA en inglés) es el determinado por los vectores VS y Va , y se denomina Ángulo de Viento Real, γ (TWA en inglés) al ángulo formado por los vectores VS y Vr.

 

Triángulo de velocidades

Triángulo de velocidades

Distribución en altura del viento.

La fuerza aerodinámica producida por el viento varía aproximadamente con el cuadrado de la velocidad del viento aparente, cuya distribución en altura no es constante.

No es una magnitud uniforme y depende del ángulo de ataque del viento real, de su velocidad y de la velocidad del buque, dependiendo también de los movimientos de cabeceo y del balance del barco.

El ángulo de ataque del viento real es un parámetro muy importante, pues una escora elevada hace que la configuración de la superficie marina altere sustancialmente el viento incidente sobre la vela.

Teniendo en cuenta además, que el viento real rola en altura y disminuye su velocidad al acercarse a la superficie marina, según una ley aproximadamente parabólica.

 

 

Distribución 3D de plano vélico y viento incidente, con mar en calma

Distribución 3D de plano vélico y viento incidente, con mar en calma

Variación con el rumbo.

Como los movimientos del barco según los diferentes rumbos alteran el viento recibe, y que miden la instrumentación abordo, tanto en intensidad como en dirección, un modo sencillo de obtener el viento aparente es dibujar el triángulo de velocidades en su posición relativa al rumbo obteniéndose una figura similar a la siguiente:

Triángulo de velocidades según el rumbo

Triángulo de velocidades según el rumbo

 Curvas polares.

Si se representa en un diagrama polar la posición relativa del buque respecto al viento real, se tiene la siguiente figura denominada “Polar del velero”, que permite conocer la velocidad del barco según el rumbo (respecto al viento real).

 

 

Diagrama polar de un velero

Diagrama polar de un velero

 

En este diagrama polar las curvas representan los valores de la velocidad del barco VS (en cada punto de la curva, la velocidad es el valor del radio de la circunferencia a la que corta) según su posición angular respecto al viento real (señalando el tipo de navegación en empopada, largo, través o ceñida) y la intensidad de este (la curva roja corresponde a una velocidad de viento menor que la velocidad del viento de la curva azul).

VPP. Velocity Prediction Programs.

Existen programas, denominanados V.P.P. (Velocity Prediction Programs) que sistematizan el cálculo de las curvas polares para distintas velocidades de viento (TWS) en la fase de diseño del barco para optimizar su rendimiento.

VPP

VPP

VPP-ETSIN programado por el Grupo de Vela del Canal de Ensayos de la Escuela T.S. de Ingenieros Navales de Madrid.

 

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