Se tratan del verdadero "motor" del barco, capaz de generar el
equivalente a muchos caballos de potencia. Y aunque su
funcionamiento parece en un principio obvio, existen diversos fenómenos físicos se manifiestan en ellas.
Las velas se comportan como el ala de un
avión en vuelo.
Muchos sabrán que las velas producen un empuje debido
a que en la cara del lado del viento se produce una sobre presión
por la fuerza del viento. Otros sabrán que en la cara contraria
además, se forma una depresión o lo que es lo mismo, un efecto de
succión. Todo depende del ángulo sobre el que indice el viento en
ellos. En determinadas situaciones, esta succión es
más importante que el efecto de empuje sobre
la cara al viento.
Si pudiéramos teñir el viento en bandas con
tonalidades distintas al llegar a la vela, veríamos como en la cara
del viento los "paquetes" se van frenando respecto a la
circulación general del viento y lo contrario pasa en la cara
posterior de la vela. El hecho de que se frenen se puede entender
fácilmente si pensamos que las partículas de aire al ser desviadas
por la forma de la vela y por tanto rozarse contra su superficie
pierden velocidad en su desplazamiento, es decir disminuye la
velocidad.
Pero, ¿por qué se aceleran las de atrás? Debemos
entender que el aire está formado por partículas de gas que pesan y
por tanto tienen inercia. Las partículas de aire al intentar seguir
la forma exterior de la vela curvada y por culpa de la inercia se
van separando del perfil, como le ocurre a un coche que toma una
curva a demasiada velocidad. En estas zonas se produce una depresión
y por tanto una succión. Las partículas de aire tienden a separarse
de la vela y por tanto generan un enrarecimiento local. Este "vacio"
provoca que el aire de la cara al viento que acaba de llegar al
borde de salida tienda a "colarse" en la zona enrarecida, empezando
a girar y generando un torbellino.
Este torbellino que se va quedando atrás pero que
continuamente es sustituido por otro que se forma en la cara
posterior de la vela actúa como si fuera un engranaje de piñones
respecto al otro "engranaje" que es la movimiento del aire alrededor
de la vela. Actúa como un engranaje debido a las fuerzas de fricción
y produciendo una "tendencia" a que el aire de la cara posterior se
acelere y la anterior se ralentice. Esta tendencia es "‘muy real" y
es lo que los ingenieros aeronáuticos conocen como "circulación"
del ala.
¿Qué no se lo creen? Hagan el experimento para verlo!
Recortamos un cartón encerado de un "tetrabric" y lo curvamos para
darle el aspecto de una vela. En una bañera con algo de agua
espolvoreamos polvos de talco para que luego podamos ver las "lineas"
de agua al mover el perfil dentro de ella. Desde un extremo
empezamos a desplazar el cartón y observamos como se forma un ligero
torbellino en la salida de la vela. También veremos que en la parte
de ‘proa’ las líneas de agua se deforman como anticipándose al
movimiento de esta vela acuática. Este efecto es lo que se conoce
como "Upwash". Si de repente sacamos el cartón de la bañera
veremos como permanece un movimiento circular de agua que es la
famosa circulación. Esta circulación es la que se suma al movimiento
general del aire para dar las velocidades finales del aire en las
dos cara de las vela.
La circulación general que envuelve al ala produce
una desviación del aire hacia la cara anterior en el borde de salida
y lo contrario en el lado del palo. Los ingleses lo llaman el
‘Upwash’ y es muy importante para entender el funcionamiento del
conjunto Vela Mayor + Vela de Proa.
La circulación es la que finalmente produce la
potencia de la vela y que puede ser expresada como el producto de la
densidad del aire, por la velocidad de la masa de aire que llega a
la vela, y por la CIRCULACIÓN
(naturalmente esto da la potencia por cada unidad de longitud de
altura de la vela).
Otras personas
preferirán explicar el funcionamiento de las velas como consecuencia
del efecto "venturi", según el
cual al producirse un movimiento de aire más rápido (en la cara
posterior) esto provoca una depresión (como consecuencia de aplicar
el principio de Bernoulli, y por tanto se genera la succión. Todo
ello es bien cierto, pero la primera explicación que hemos ofrecido
es la que mejor explica el porqué se mueven nuestros queridos
veleros.
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