Principios de aerodinámica

El manejo del primero y segundo axioma requieren de fórmulas con propiedades específicas, en vez de una, con propiedades generales. En pocas palabras, algunos postulados en boga, convertidos en letanía, resultan insatisfactorios para demostrar un objeto válido como argumento de Estado, en negociaciones limítrofes. Un ejemplo de estas generalidades serían:

1. Los buques a vela del Apostadero de

Cartagena de Indias no podían navegar hasta el golfo de Venezuela por causa de los vientos, lo que determinó los límites marítimos hasta Cabo de la Vela. 2. El uso de piernas en la derrota contra el viento, influyó decididamente en los tiempos empleados en la navegación, y en consecuencia, sobre el anterior postulado.

Estas generalidades son válidos para la tribuna, poca cosa más.

El desarrollo de una hipótesis general desde una unívoca metodología histórica, tropieza con consideraciones que excenden los límites de la disciplina, cuando de delimitaciones marítimas se trata.

La historia marítima proporciona herramientas de mayores alcances, pero no las suficientes, de tal manera que importantes elementos de la arquitectura naval, y de la cinemática, resultan indipensables.

Tales disciplinas permiten establecer propiedades o fórmulas específicas, que apelan a principios más fuertes

20

Navegando a un largo

En esta explicación, no incluiremos los cálculos de vientos reales y aparentes.

Figura I. Física de la navegación a un largo

La maniobra de las velas en razón del arrumbamiento, 2 señalado para una derrota simple o compuesta, dependerá del ángulo con que el viento corte la quilla. Estos ángulos se dividen en cuartas. Una cuarta tiene 11º 15. Ocho cuartas correponden a 90º .

Navegar con un ángulo de incidencia de los vientos, mayor a 8 cuartas, significa navegar a un largo, para ángulos menores a 8 cuartas o 90º , sería navegar de bolina, bolinear o ceñir vientos.

2 Rumbo.

De acuerdo a la figura (I), la vela se ha colocado para recibir el viento en cualquier dirección ABM, esto es, con α > 90º . En propiedad, navegar con ángulo de 7 cuartas sería a un descuartelar. Navegar al pajaril, con ángulos entre 8 y 9 cuartas. Para ángulos de 10 cuartas, sería navegar a un largo o con la escota larga.

22

Navegando de Bolina

El concepto está asociado a los cabos de las balumas, 3 cuando se navega a barlovento. 4 En otras velas, es el cabo que tira la relinga5 de barlovento hacia sotavento, 6 para ceñir el viento, y que éste entre en la vela sin flamear.

Navegar de ceñida, de bolina, o barloventear significa dirigirse a barlovento en el menor ángulo posible contra el viento. El barco de vela se desplaza en zigzag contra vientos no favorables, cambiando de amura 7 según las circunstancias, lo que implica constantes viradas por avante. En otras palabras, dando bordadas para mantener el rumbo.

El fenómeno que permite el movimiento de un cuerpo sumergido en un fluido, se fundamenta en las aplicaciones de los principios de Bernouilli. 8

3 Caída de popa en las velas latinas y trapezoidales. 4 De donde viene el viento. 5 Vaina o lugar donde el paño de la vela que une al cabo o driza de labor. 6 Hacia donde se dirige el viento. 7 Los ángulos que forman la proa, entonces, tenemos amura de babor, y amura de estribor. 8 Principio relacionado con la dinámica de los fluidos, expuesta por Bernouilli en 1736.

El flujo de aire que circula por la vela ocasiona una diferencia de presiones. La curvicidad de la vela incide en los vectores del aire por sotavento de la vela, que circula con menor velocidad que la parte cóncava. Aquí habrá menor presión, esto ocasiona una fuerza de aspiración perpendicular a la acción del viento, lo que hace avanzar la embarcación.

El tipo de barco, jarcias de labor y muerta, así como la combinación de velas, influyen en el rendimiento en la ceñida.

En la navegación de bolina, cuanto mayor sea el ángulo y la fuerza con que el viento hiere las velas, la deriva será mayor.

Ceñir el viento implica el concurso de momentos de vectores distintos.

La navegación de bolina tiene varias acepciones: a bolina ancha, a bolina abierta, a bolina desahogada, a bolina de golfo, a bolina franca, a bolina larga, navegar a la relinga. 9

9Enciclopedia General del Mar. Madrid, Ediciones Garriga, 1958, T. IV, pp. 820.

24

La acción del viento sobre la vela se representa por el vector AB de la figura (II). Éste se descompone en AC y CB. La fuerza CB se desplaza a lo largo de la vela sin ejercer efecto. La presión AC se convierte en las fuerzas AD y AC. La fuerza AD hace avanzar el buque. La fuerza CD, es la que produce el abatimiento, 10 un fenómeno, cuyos problemas derivados, tardaron en ser resueltos. 11

Figura II. Física de la navegación de bolina

Los cálculos sobre la presión de la fuerza eólica, los efectos vectoriales sobre el decaimiento, o abatimiento, la escora, 12 la orzada13 en razón del ángulo de incidencia, fueron desarrollados en el siglo XVIII de la mano de Juan Bernoulli (Nueva Teórica de las maniobras de navíos, Hidrodinámica), M. Bouguer ( Traité du navire), y Jorge Juan y

10 Caer a sotavento a una posición deventajosa, saliéndose de la ruta. 11Enciclopedia General del Mar...,T. VI, pp. 754-755. 12 Ángulo en que cae el buque por acción del viento. 13Dar al timón la posición necesaria para que la proa pase de sotavento a barlovento.

25

Santicilia (Exámen Marítimo), entre otros. Complicados cálculos geométricos permitieron una aproximación a resultados satisfactorios.

Éstos científicos determinaron que en el deplazamiento, la nave de madera sufría de momentos, resistencias horizontales y verticales (arzada y quebranto) en varias direcciones según los ejes de incidencia y de rotación. En los momentos horizontales, uno de ellos va de popa a proa, conocido como aguante de la vela, el otro momento, que es perpendicular a la horizontal popa - proa, es la resistencia lateral. El grueso de la tablazón, el calado, los momentos de la quilla, la roda, el codaste, timón y tajamar, son considerados en los cálculos. 14

El metacentro es considerado para saber el grado de escora o inclinación, por lo tanto, de la estabilidad de la nave, por el efecto vectorial del viento.

Cuanto más bajo es el centro de gravedad, habrá mejor aprovechamiento, mayor estabilidad,

14Jorge Juan y Santicilia, Examen marítimo teórico práctico, o tratado de mecánica, aplicado a la construcción, conocimiento y manejo de los navíos y demás embarcaciones. Madrid, Imprenta de Francisco Manuel de Mena, 1751. T. II, pp. 186-208.

26

menor quebranto y arzada, pero incidirá desfavorablemente en el balance.

27

Las bordadas

Hacer piernas es un término impropio. Bordadas es el correcto.

Figura III. Física de las bordadas

Si el buque pretende desplazarse desde el punto A al B según la figura (III), y el viento forma un ángulo α tal, que sobrepasa la máxima capacidad de braceo de las vergas para ceñir, entonces, deberá hacer una derrota indirecta (AC, CD, DB), en lo que los ángulos α1, α2 y α3 sean mayores que el ángulo límite. La influencia sobre el abatimiento es evidente. 15

Hemos mostrado modelos teóricos con una vela, ahora tenemos el caso de un barco con dos palos, como los bergantines, de uso común en la vigilancia en nuestras costas en el siglo XVIII.

15Enciclopedia General del Mar…, p. 755.

El buque tiene largado foque, mayor y mesana, ciñe el viento por estribor, éste rebota y busca una salida, que en razón de la curvicidad no sigue las leyes de la reflexión perfecta. La salida del viento influye sobre la vela que está a popa. Puede hacerla flamear y deformarla, o ejercer succión sobre ella por presión negativa, y aumentar la velocidad. Todo dependerá de cómo se orienten las velas.

Si el viento viene a un largo, casi los 180º , y tiene todas las velas deplegadas, el efecto también será perjudicial por la superposición, en este caso, debe abrir a bandas o navegar a oreja de mulo. 16

El tipo de barco, jarcias de labor y muerta, así como la combinación de velas, influyen en el rendimiento en la ceñida.

16Posición de las velas de un buque latino visto desde popa, cuando aquella quedan aseguradas en bandas contrarias.

29