La propulsión por el viento, con o sin velas

Estamos tan acostumbrados a ver veleros como aquellos barcos que se mueven gracias al viento, que no nos paramos a pensar que el viento puede mover barcos sin necesidad de velas.

Solo por poner un ejemplo. Podríamos idear un barco con dos o tres mástiles poblados por generosos aerogeneradores, que se encarguen de producir la electricidad para mover un motor eléctrico de propulsión. ¿Se lo imaginan?

Pero existen también otras maneras. Ya en 1.926 el "Baden Baden", una antigua goleta a la que se había eliminado la arboladura, navegaba con un curioso aspecto de engendro con gruesas chimeneas gracias a un efecto físico descubierto algunos años antes por el físico Alemán Heinrich Gustav Magnus. El efecto Magnus explica que, si por frotamiento alteramos la velocidad en dos caras de una superficie expuesta al viento, se produce un empuje en el lado en el que el viento se mueve más rápido.

En otras palabras, si por ejemplo giramos un cilindro expuesto al viento, el rozamiento por fricción de la superficie del cilindro con el aire, acelera la capa de aire en una cara y ralentiza la contraria. Lógico si pensamos que toda superficie tiene una rugosidad y ésta actúa como si en un lado estuviéramos empujando el viento y en el otro ralentizándolo.

Esto es fácil. El tema a entender es que si en un lado aceleramos el aire y en el otro lo detenemos, se origina una diferencia de presión entre ambas caras, y esta diferencia de presión es la que ‘chupa’ y produce un empuje propulsor. Más finamente hablando tendríamos que recordar la ecuación el genial Francés Bernoulli, que en el fondo viene a decir que si el aire se mueve más rápido sus moléculas, tienen menos tiempo para chocar y ejercer presiones en su entorno, o lo que es lo mismo disminuye la presión.

El Alemán Antón Flettner (que también fue uno de los primeros en fabricar un helicóptero) montó un par de cilindros de 15 metros de altura y 3 metros de diámetro en la vieja "Baden Baden" y los puso a girar a 11 vueltas por segundo. El éxito fue total ya que el barco andaba bien y podía remontar el viento hasta 25º mientras en esas épocas los veleros sólo ceñían hasta un tope de 45º con el viento.

En este caso la fuerza de empuje es mayor cuanto mayor sea el viento y cuanto más rápido sea la velocidad del cilindro. Para más detalle podemos escribir que la fuerza de empuje es:

siendo r el radio del cilindro, p la densidad del aire, L la altura del cilindro, V la velocidad del aire y N la rotación en vueltas por segundo. 

En 1.980 dos ingenieros diseñan para Jacques Cousteau la ‘Turbovela’ que funciona de forma parecida, pero en vez de girar el cilindro, este tiene unas aberturas por las que se aspira aire, creando de esta forma una diferencia de velocidades.

Más futuro tienen los perfiles de ala rígidos como ya se han probado en barcos como el trimarán "Blue Nova". El ingeniero aeronáutico John Walker directamente puso un perfil de ala de avión en vertical sobre una crucera giratoria, consiguiendo empujes muy importantes. La idea se basa en que un perfil de ala es en torno a un 50% más efectivo que la superficie única de una vela tradicional moderna. Los perfiles rígidos aguantan vientos huracanados sin romperse (el ala de un avión recibe vientos a 1.000 kilómetros por hora sin problemas!) pero son mucho más pesados que una simple vela de dacron.

Lo que está claro es que según vemos aparecer nuevos materiales más rígidos, baratos y ligeros, veremos nuevas propuestas que a la larga harán evolucionar mucho los barcos movidos por el viento tal y como los entendemos hoy en día. Tiempo al tiempo…

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