Un punto de vela es la dirección de desplazamiento de una embarcación a vela en relación con la dirección real del viento sobre la superficie .
Los puntos principales de la vela corresponden aproximadamente a segmentos de un círculo de 45°, comenzando con 0° directamente contra el viento. Para muchas embarcaciones de vela, 45° a cada lado del viento es una zona prohibida , donde una vela no puede movilizar la energía del viento. Navegar en un rumbo lo más cercano posible al viento (aproximadamente 45°) se denomina batir , un punto de vela cuando las velas están ceñidas . A 90° del viento, una embarcación se encuentra en un tramo de través . El punto de la vela entre el rumbo y el alcance de la manga se llama alcance cercano . A 135° del viento, una embarcación se encuentra en un amplio alcance . A 180° del viento (navegando en la misma dirección que el viento), una embarcación navega a favor del viento . [1]
Un punto determinado de la vela (batido, alcance cercano, alcance de manga, alcance amplio y navegación a favor del viento) se define en referencia al viento verdadero: el viento que siente un observador estacionario. La fuerza motriz y, por tanto, la posición adecuada de las velas, está determinada por el viento aparente : el viento relativo a un observador a bordo de la embarcación. [1] [2] El viento aparente es el efecto combinado de las velocidades del viento verdadero y de la embarcación. [1]
Una vela con el flujo de aire paralelo a su superficie, mientras está en ángulo hacia el viento aparente, actúa sustancialmente como un ala con sustentación como una fuerza que actúa perpendicular a su superficie. Una vela con el viento aparente perpendicular a su superficie actúa sustancialmente como un paracaídas con el arrastre de la vela como fuerza dominante. A medida que una embarcación de vela pasa de ceñida a navegar a favor del viento, la fuerza de sustentación disminuye y la fuerza de arrastre aumenta. Al mismo tiempo, la resistencia al movimiento lateral necesaria para mantener la nave en rumbo también disminuye, junto con la fuerza de inclinación lateral. [1]
Hay una zona de aproximadamente 45° a cada lado del viento verdadero, donde una vela no puede generar sustentación, llamada "zona prohibida". El ángulo abarcado por la zona prohibida depende de la eficiencia del perfil aerodinámico de las velas de la embarcación y de la resistencia lateral de la embarcación en la superficie (desde hidroalas , estabilizadores o una quilla en el agua, patines sobre hielo o ruedas en tierra ). Una nave que permanezca en su zona prohibida reducirá la velocidad hasta detenerse: quedará "con grilletes". [2]
Los puntos de vela reconocidos se juzgan en relación con la dirección real del viento. Incluyen:
El rango de direcciones en contra del viento, donde una embarcación de vela no puede navegar, se denomina zona prohibida. [3] Una embarcación de vela no puede navegar directamente contra el viento, ni en un rumbo demasiado cercano a la dirección desde la que sopla el viento, porque las velas no pueden generar sustentación en esta zona prohibida. Una embarcación que pasa por la zona prohibida para cambiar de rumbo de un lado al otro debe mantener el impulso hasta que sus velas puedan atraer potencia al otro lado. Si permanece en la zona prohibida, reducirá la velocidad hasta detenerse y quedará con grilletes . [4] Esto se llama estancias faltantes . Para recuperarse, esa embarcación normalmente debe volver a su rumbo original y adquirir suficiente velocidad para completar la maniobra. [5] [6] La duración de la zona prohibida depende de la eficiencia de las velas de una embarcación de vela y su resistencia al movimiento lateral en el agua (usando una quilla o láminas) sobre hielo o en tierra, generalmente en un ángulo entre 30 y 50 grados del viento. [4]
Se dice que una embarcación detenida en la zona prohibida está encadenada. Un barco con aparejos cuadrados y grilletes queda sorprendido por accidente con las velas reventadas contra el mástil [7] o arrinconadas si lo desea. [8] En cualquier caso, el barco detenido será empujado hacia atrás, lo que con la colocación adecuada del timón le permite al barco apuntar fuera de la zona prohibida y reanudar el movimiento hacia adelante, una vez que las velas puedan extraer energía. [9] Los barcos de hielo suelen estar estacionados con grilletes y un freno aplicado al hielo para evitar el movimiento. Para comenzar a navegar, la embarcación se guía hacia un lado y se aborda, una vez que la vela puede generar energía. [10]
Se dice que una embarcación de vela navega de ceñida cuando sus velas están bien ajustadas y actúan sustancialmente como un ala , confiando en la sustentación para impulsar la embarcación hacia adelante en un rumbo tan cercano al viento como la vela puede proporcionar sustentación. Este punto de vela permite que la embarcación se desplace contra el viento, en diagonal a la dirección del viento. [4]
Cuanto menor es el ángulo entre la dirección del viento verdadero y el rumbo de la embarcación, se dice que más alto apunta la embarcación . Se dice que una embarcación que puede apuntar más alto o navegar más rápido en ceñida es más resistente al clima . [11] El pellizco se produce cuando la punta de la vela de una embarcación se acerca a la zona prohibida y su velocidad cae bruscamente. [4]
Para navegar contra el viento, la embarcación debe zigzaguear en la dirección del viento contrario, lo que se denomina batir a barlovento . Cuanto más alto sea un barco que pueda apuntar contra el viento, más corto será su "rumbo" hasta un destino a barlovento. [12] Al navegar contra el viento, un barco alterna entre tener el viento en el lado de babor y estribor (el amurado de babor y estribor). Cambiar de una virada a otra, gobernando en la dirección del viento, se llama virar o virar. [13]
Una embarcación que navega con el viento verdadero de costado (dentro de unos límites) está alcanzando . [4] El viento fluye sobre la superficie de la vela, creando sustentación (como un ala) para impulsar la embarcación. Debido a que la sustentación es más poderosa que la resistencia en este punto de la vela, las embarcaciones de vela alcanzan sus velocidades más altas en un tramo. [12] Una variedad de embarcaciones de vela de alto rendimiento navegan más rápido en un amplio alcance con las velas ceñidas a velocidades varias veces superiores a la velocidad del viento real. Dependiendo del ángulo del viento verdadero con respecto al rumbo navegado, un alcance puede ser cercano , de través o amplio , de la siguiente manera:
Navegando con el viento o navegando a favor del viento , las velas generan energía principalmente a través del arrastre (como un paracaídas) con el viento verdadero directamente desde detrás de la embarcación. [4] Una embarcación de vela que navega más a favor del viento que un alcance amplio no puede alcanzar una velocidad más rápida que el viento real.
Sin embargo, las embarcaciones de vela de mayor rendimiento logran una mayor velocidad a favor del viento, navegando en cualquier alcance amplio que sea más eficiente en esa embarcación en particular y trasluchando según sea necesario. El recorrido más largo se compensa con la velocidad más rápida. Por ejemplo, si un barco navega alternativamente en direcciones de 45° desde la dirección del viento, navegará √ 2 (≈1,4) veces más lejos que si navegara a favor del viento. Sin embargo, siempre que pueda navegar a más de 1,4 veces su velocidad a favor del viento, la ruta indirecta le permitirá llegar antes al punto elegido. [14] [15]
Las embarcaciones que navegan a favor del viento aumentan la potencia de las velas al aumentar el área total presentada al viento siguiente, a veces colocando velas que se adaptan bien al propósito, como un spinnaker en una embarcación con aparejo de proa y popa. Otra técnica consiste en colocar el foque a barlovento (opuesto a la vela mayor), lo que se denomina "ala sobre ala" o uno de varios otros términos, para una embarcación de proa a popa que navega a favor del viento. [4] Con vientos suaves, ciertas embarcaciones con aparejos cuadrados pueden colocar velas con tachuelas , velas que se extienden hacia afuera desde los penoles , para crear un área de vela más grande para los puntos de vela, que van desde a favor del viento hasta un alcance cercano. [16] [17]
Velas para aparejo de proa y popa y aparejo cuadrado en uso a favor del viento
El viento verdadero ( V T ) se combina con la velocidad de la embarcación ( V B ) para ser la velocidad del viento aparente ( V A ); la velocidad del aire experimentada por la instrumentación o la tripulación en una embarcación de vela en movimiento. La velocidad aparente del viento proporciona la fuerza motriz de las velas en cualquier punto determinado de la vela. El viento aparente es igual a la velocidad del viento real para una embarcación detenida; puede ser más rápida que la velocidad real del viento en algunos puntos de la vela, o puede ser más lenta, por ejemplo, cuando una embarcación navega a sotavento. [18]
El velero A es de ceñida. El velero B está en un tramo de través. El velero C tiene un amplio alcance.
La velocidad del barco (en negro) genera una componente de viento aparente igual y opuesta (no se muestra), que se suma al viento real para convertirse en viento aparente.
La velocidad de los veleros en el agua está limitada por la resistencia que resulta del arrastre del casco en el agua. Los barcos de hielo suelen tener la menor resistencia al movimiento hacia adelante de cualquier embarcación de vela; [2] en consecuencia, un velero experimenta una gama más amplia de ángulos de viento aparente que un barco de hielo, cuya velocidad suele ser lo suficientemente grande como para que el viento aparente provenga de unos pocos grados hacia un lado de su rumbo, lo que requiere navegar con la vela escotada. en la mayoría de los puntos de navegación. En los veleros convencionales, las velas están configuradas para crear sustentación en aquellos puntos de la vela donde es posible alinear el borde de ataque de la vela con el viento aparente. [4]
Para un velero, la punta de la vela afecta significativamente la fuerza lateral a la que está sometido el barco. Cuanto más alto apunte el barco hacia el viento, más fuerte será la fuerza lateral, lo que resultará en un mayor margen de maniobra y escora. El margen de maniobra, el efecto del movimiento del barco de lado a través del agua, puede contrarrestarse con una quilla u otras láminas submarinas, incluidas la orza, la orza, el skeg y el timón. La fuerza lateral también induce la escora en un velero, que es resistida por la forma y configuración del casco (o cascos, en el caso de catamaranes) y el peso del lastre, y puede ser resistida aún más por el peso de la tripulación. A medida que el barco se aleja del viento, la fuerza lateral y las fuerzas necesarias para resistirla se reducen. [19] En los barcos de hielo y los yates de arena , las fuerzas laterales se contrarrestan mediante la resistencia lateral de las palas sobre el hielo o de las ruedas sobre la arena, y de su distancia entre sí, lo que generalmente evita la escora. [14]
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