A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

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Moderador: Mariano García

constantino luengo
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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por constantino luengo » Jue 11 Feb 2010 17:55

Hola.
Puedo prometer y prometo..... que en mi cerebro antes del mediodía de hoy, la paradoja existía y su contraexplicación no .... (llevo así desde que leí la noticia hace ya días) pero si las explicaciones venidas de expertos (yo no lo soy) , no "me" la aclaraban con ser buenas, .... ¿entonces? .... Pues,... vámonos a comer y reflexionaremos sobre lo bueno que se me ha dicho, pensé. Llené el estómago, me senté a digerir, ... y me dije .... ¡ Coño claro !....
Os prometo, porque puedo prometer y prometo, que levantéme con la clave resuelta Y es tan simple su desarticulación, que es por eso que pasa desapercibida...... ¿ Aunque quizás es que está mal planteada la pregunta ? ¡ O la paradoja ? vosotros juzgareis.

Cuando a la vuelta al trullo leí que Mariano escribía sagazmente < Tienes que irte a la Física >.... pensé "acertó él también"..... pero .... ¡si está chupao! ¡ En los triángulos sobran todas las fuerzas menos una ! << La del viento Real >> que es la única "real" que existe como tal fuerza "propulsora"; las otras se definen para explicar gráficamente el fenómeno, pero sin existencia real, no sirven para desmontar la paradoja.

Luego, hay que desligar el comportamiento del velero en su conjunto con la razón o el principio que hace que la velocidad del Aparente pueda superar en 3 , 10 , o N veces a la del Real. Es decir, se mueva a una velocidad mayor que la del medio que la provoca.

¿Cazáis la cuestión? ¿ Cual entonces es la clave ?

Doy una pista..... un tal Isaac tiene que ver con ella (si él no se niega, claro)

Gracias y saludos

Constantino

Pd. Patache, un saludo tambien para tí y gracias por tu sentida historia.

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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por seafarer » Jue 11 Feb 2010 18:35

Caramba, Patache! Qué informe! Y muy sentido también.
Me imagino que el recibir un SOS de angustia y saber que no puedes hacer nada por el buque en peligro debe ser desesperante.

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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por la sirena » Jue 11 Feb 2010 19:12

:D Buenas,veamos si va por aqui la cosa,en mi modesto entender las razones fisicas de avanzar mas que la fuerza impulsora
Presión y depresión: Aunque a simple vista pueda parecerlo, no es el empuje directo del viento sobre las velas lo que genera la fuerza propulsora. En realidad, la técnica de la vela consiste en orientar éstas de tal forma con relación al viento que produzcan y ligero cambio en su dirección, de forma que este circule a lo largo de ellas (sin producir turbulencias).
La masa de aire, deslizándose a lo largo de una vela curvada, produce un aumento de presión en su lado convexo y una succión o depresión en la cara opuesta o lado cóncavo. Como resultado de ello, en todos y cada uno de los puntos de una vela, se producen pequeñas fuerzas, prácticamente perpendiculares a ella. Estas fuerzas pueden considerarse en una sola resultante, a la que se denomina empuje vélico.
Viento real y viento aparente: El viento que recibe el barco se combina con su movimiento propio, dando lugar a lo que se llama viento aparente , de distinta dirección e intensidad que el real y, que es el que reciben, en realidad, las velas de la embarcación.
Despues para consegir un mayor avance tendriamos que ver la cuestion del equilibrio entre el centro vélico y el centro del plano de la carena,el abatimiento y las fuerzas que la orza(sin la cual los veleros no avanzarian) produce en el empuje.Espero que se entienda mas claro que como al final me salio,aunque os aseguro que en mi cabeza yo lo veia clarisimo :mrgreen: :mrgreen: pero posiblemente la capitana tenga razon cuando me dice lo que me dice :mrgreen: :mrgreen:
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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por Mariano García » Jue 11 Feb 2010 19:51

Y como dice Constantino gracias a los estudios que comenzó Newton en el siglo XVII.

Gracias Patache por recordarnos el "Pamir" que yo conocí cuando estaba estudiando Náutica. Fue una mala suerte. La derrota que seguía era la correcta: Evitar los alisios y la media milla de la corriente de Canarias de ese mes, para cruzando el Atlántico coger la media milla de fuerza de la corriente del Golfo de aquellas latitudes y asegurarse los vientos del oeste de las borrascas. Nadie esperaría el coletazo de un "hurricane" tan temprano y tan alto en latitud; pero si te soy sincero, yo me inclinaría por decir que lo que causó el hundimiento fue el corrimiento del grano que traía de Argentina.
Un lustro después se hundiría uno o dos cargueros españoles; uno de ellos de la Naviera Aznar por la carga del grano que traíamos a España desde USA.

Afortunadamente los yanquis se dieron cuenta del riesgo que corríamos los españolitos al atravesar el Atlántico en aquellos candrays, y nos empezaron a obligar a montar arcadas para evitar los corrimientos.
Quizás gracias a esa medida, algunos todavía lo podemos contar.

Buena proa.
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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por la sirena » Jue 11 Feb 2010 22:00

Vamos que lo que queria decir es el efecto Bernouille,creo se escribe asi,aunque despues de la cena y pensando en lo dicho por constantino tambien podriamos aplicar la 2ª ley de Newton,pero esto no lo tengo tan claro en lo que se refiere a la nautica y un cuerpo flotando,ya que aqui la fuerza que se aplica(viento) sino tenemos orza lo que hace es tenernos girando,como por ejemplo un bote salvavidas,no se,recuperare los viejos apuntes y libros :D
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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por constantino luengo » Vie 12 Feb 2010 18:22

Hola. Queridos todos.

La Sirena, Caliente Caliente....

Como dije, creo que la Física tiene la respuesta a la citada Paradoja ....

Porque el viento representa una fuerza que puede considerarse constante. Y la segunda Ley de Newton nos dice que "Una fuerza constante sobre un móvil le produce una aceleración tal que se cumple ( F= m.a ) y siendo "F" y "m" constantes, se desprende que "a" también lo es y el movimiento queda definido como < Uniformemente acelerado > lo que implica < un incremento de la velocidad INDEPENDIENTEMENTE de la Fuerza "F">

En nuestro caso, eso ya sería suficiente para cargarnos la paradoja pero.....

¿ Y para buscar la fórmula que se cargue al triangulito usado hasta la fecha ?

Estoy intentando hacerlo utilizando además el efecto Venturi y, o, el teorema de Bernouilli ..... pero no quedo convencido del todo ¿ Os animáis a echar otra mano ?

He dado ésta orientación al tema:

Empuje Total = Empuje Estático + Empuje Dinámico ( Provocado en la vela únicamente ) - [ Fuerzas de resistencias ]

Empuje Estático = Presión unitaria del viento por Superficie Expuesta por Sen @
Empuje Dinámico = Dif. Presión (Venturi) por Superficie Expuesta por Velocidad real del viento (¿aparente?) por "g". (Bernouilli)

Y es precisamente por tal aceleración "g", que mientras que no se anule por el motivo que sea, el velero seguirá aumentando su velocidad, es decir "acelerando" y por supuesto pudiendo superar a la del viento referido al empuje estático, incluso a las 10 veces de Gonzalo Herrán.

Como veis, el Empuje Dinámico dependería solo de las diferencias de presión a un lado y otro de la vela (Venturi) y esa diferencia está en función de su perfil, rigidez, orientación etc. y no depende para nada del Estático que sí es función exclusiva del Viento Real.

Navegando en empopada el dinámico prácticamente desaparece, la "g" por lo tanto también, y en consecuencia lo que priva es la Superficie Vélica y la optimización del ángulo "@"

Lo que me despista es que no se si la "g" que me sale, es la de la gravedad o debe ser modificada teniendo en cuenta las fuerzas de resistencia. Pero entonces ¿ cual es su valor ?

Todo esto es demasiado para mi edad. La próxima vez me pregunto la tabla del dos y prou.

Gracias de antemano, perdón por la insistencia y voime.

Saludos

Constantino

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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por la sirena » Vie 12 Feb 2010 20:17

:D Buenas,veamos,solo navegando de ceñida tenemos el aparente pues de aleta o en popa no se supera el viento real ni utilizando un spy de 20000m,claro esta mientras el buque siga en el agua,si despega pues no se :mrgreen: ,el efecto venturi o el de Bernouilli ya lo tenemos claro y como logra que la vela(o ala de avion) sea capaz de superar por la 2ª ley de newton la velocidad de la fuerza de empuje o viento real,pero he que aqui sucede que el barco al ser empujado por el viento, escora hacia sotavento cambiando su centro velico,es entonces cuando la orza produce una fuerza contraria al abatimiento creando el punto de centro de resistencia lateral,CRL,las 2 fuerzas,centro velico CV(a la altura de las crucetas) y CRL(en la orza) deben anularse bien trimando las velas o con la orza si es pivotante ,esto es el par de escora.
Si el CRL esta mas a popa que el CV la popa cae a sota, para mantener la ceñida tenemos que estar metiendo timon a barlo,esto de forma continua por tanto nos vamos frenando.
Si el CRL esta mas a proa pues al reves,asi que tenemos que conseguir que el barco navegue derecho con el timon a la vía.Y todo este rollo es para conseguir que el rozamiento sea igual y constante,para que el centro de carena y el par addrizante se igualen,asi intentamos que el volumen casco sumergido sea la propicia para tener menor rozamiento(en monocascos incluso ponemos a la tripulación en la banda contraria),y (los catamaranes y trimaranes con sus patines delgados y finosy manga anchisima pueden sacar ventaja).
Asi pues trimando adecuadamente y escorando lo adecuado,sacamos de 3 nudos de vr una velocidad de X,pero en todo este ladrillo no he podido dar con la solucion o formula que pedia el compañero,bueno al menos lo intente.
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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por PATACHE » Sab 13 Feb 2010 10:21

Este tema no va dirigido a nadie en concreto, si no, a algunas personas que leen en estos foros cuestiones de náutica. Aquí se supone que profesionales de la mar, y muchos aficionados también, están ya al cabo de la calle en estos temas, yo solo con esto intento aportar mi granito de arena dentro de un tema tan complejo que rige y estudia esta especialidad de la vela como son Hidrodinámica y Aerodinámica. Saludos afectuosos para todos los componentes de este foro.
Patache

Comencemos por el pricipio:

CÓMO SE GENERA LA FUERZA DEL AIRE
Meteorológicamente, el viento se genera como consecuencia de la diferencia de presión entre dos zonas: el aire fluye de una zona de presiones altas, que se define como anticiclón, a una zona de presiones bajas, llamada depresión. Esta compensación de presión no sólo se produce a gran escala, es decir; entre el Atlántico Norte y el continente europeo, si no también localmente sobre nuestras cabezas, por ejemplo, cuando un frente tormentoso con sus típicas formaciones de nubes.

Existe viento en todos los lugares del planeta porque la Tierra está envuelta en una capa de aire; para ser más exactos, estamos envueltos en una masa compuesta de gases. El aire como masa tiene peso y densidad (1.225 es la densidad del aire a 15° de temperatura y 101.300 N/m o 101 3 hPa al nivel del mar) y, puesto que el aire llega hasta una altura muy elevada, ejerce sobre la Tierra una presión determinada. Cuando medimos la presión estamos pesando la columna de aire en el lugar de observación medición se realiza a gran escala en diferentes estaciones meteorológicas, pero también en puntos determinados de nuestra vela cuando se efectúan los correspondientes ensayos con diferentes porcentajes de embolsamiento (*) o entre la vela de proa y la mayor y en el canal de aire entre ambas.
Con la mínima diferencia de presión el aire fluye de inmediato y con la velocidad correspondiente desde la zona de mayor presión hacia una de menor presión. Fluye hasta que se ha producido un equilibrio de la presión y, si se hace fluir por una vela con la forma adecuada, pude crear empuje y, en combinación con el casco del barco, obtener fuerza, de avance o propulsión.

La masa de aire genera una presión que se corresponde con el estado de su movimiento: una masa inmóvil genera una “presión estática” y una masa en movimiento, una “presión dinámica”. En cada estado el aire dispone de una energía determinada y, puesto que puede pasar de un estado inmóvil a un estado móvil (y viceversa), también cambia la distribución de su porcentaje energético intrínseco. Según la ley de la conservación de la energía, ésta no puede crearse ni destruirse, sino únicamente pasar de una forma a otra. La energía global es a misma.

Para los navegantes de un velero esto significa que en un día de calma el aire inmóvil sólo dispone de energía estática. Sin embargo, el viento como aire en movimiento posee energía cinética más un determinado porcentaje de energía estática. Cuando colocamos nuestras velas al viento aprovechamos la presión dinámica del flujo de la masa de aire y (principalmente) el porcentaje de energía cinética. Cuanto más sopla el viento, es decir cuanto mayor es el flujo de aire, más aumenta el porcentaje de energía cinética y se reduce el porcentaje de energía estática.

Una advertencia: Para veleros Standard, mas o menos entre 10 y 11,50m no deben rebasar la velocidad del casco en nudos mas de aquella que nos de la formula (2,43 multiplicado por la raíz cuadrada de la eslora de flotación en metros).
Para un barco de desplazamiento normal lo importante es frenar rizando justo antes de llegar a la velocidad del casco en la zona crítica, tanto para la técnica de navegación como para el comportamiento marinero del barco.

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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por whitecat » Sab 13 Feb 2010 18:31

constantino luengo escribió: Como dije, creo que la Física tiene la respuesta a la citada Paradoja ....

Porque el viento representa una fuerza que puede considerarse constante. Y la segunda Ley de Newton nos dice que "Una fuerza constante sobre un móvil le produce una aceleración tal que se cumple ( F= m.a ) y siendo "F" y "m" constantes, se desprende que "a" también lo es y el movimiento queda definido como < Uniformemente acelerado > lo que implica < un incremento de la velocidad INDEPENDIENTEMENTE de la Fuerza "F">
Estimado Constantino,

La 2ª ley de Newton dice :

“la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo”.

En un barco en movimiento no podemos considerar únicamente una fuerza impulsora (viento real) , ya que aparece otra provocada por el movimiento del barco. El sumatorio de esas dos fuerzas es la resultante de la fuerza total aplicada .(viento aparente)

constantino luengo escribió:
¿ Y para buscar la fórmula que se cargue al triangulito usado hasta la fecha ?

Estoy intentando hacerlo utilizando además el efecto Venturi y, o, el teorema de Bernouilli ..... pero no quedo convencido del todo ¿ Os animáis a echar otra mano ?
En física, las fuerzas se representan por vectores, cuando tenemos más de una fuerza, tenemos que sumarlas para obtener la fuerza resultante. No veo otra forma de representar una suma de fuerzas que no sea con el "triangulito".

Analizar físicamente cómo navega un velero es bastante complejo, y daría para muchos post.
Habría que estudiar las fuerzas impulsoras sobre el agua, y también bajo ella, ya que un velero se mueve en dos fluidos .Tan importante es el efecto Bernouilli en las velas como en la quilla o el timón.
Un saludo

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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por Mariano García » Mar 16 Feb 2010 8:04

Hablando de vela, ¿no tenéis ningún comentario sobre la contundente victoria del "Oracle" en la Copa América?

En concreto, ¿visteis el éxito de la vela rígida con 9 flaps tipo avión?. Ahí se puede ver el efecto práctico de la teoría de la que se hablaba más arriba.

¡Más que triplicaron la velocidad del viento en algunos momentos! y se superaron los 30 nudos.

La Copa de las 100 Guineas se va de Europa y la competición casi seguro de Valencia.

Saludos.
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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por constantino luengo » Mar 16 Feb 2010 12:30

Hola a todos.

¡Hombre Gonzalo que todo lo que me dices ya me lo sé!

El caso es que el fenómeno que me faltaba por registrar y que completa la dinámica de la navegación a vela es el definido por la variable CIRCULACIÓN ( Efecto Prandtl ) que dicen los expertos resuelve el por qué incluso navegando en empopada, el velero puede mantener una velocidad también superior a la del viento real siempre que se permita esa CIRCULACION. Y ahora sí queda justificado el producto (x3) y por más; por supuesto con el límite impuesto por las fuerzas de resistencia.
Mariano. El Oracle superó al Alinghi al disponer de una vela más cercana a un ala de avión y por lo tanto mejor dispuesta a aprovechar el efecto CIRCULACION debido, pienso, a que en los túneles de viento se cuenta con mejores datos sobre ella que sobre la vela clásica.

Saludos

Constantino

Pd. Paradoja resuelta salvo e.u.o de un servidor respecto a las explicaciones que me dieron.
Última edición por constantino luengo el Mar 16 Feb 2010 20:38, editado 1 vez en total.

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Re: A vela...... ¿ Velocidad del viento X 3 ?

Mensaje por PATACHE » Mar 16 Feb 2010 17:01

Con referencia a Newton, a grandes rasgos tenemos:

Si un cuerpo avanza en línea recta y a velocidad constante a través de un fluido, necesita vencer una fuerza que se le opone. Dicha fuerza es llamada de resistencia a al avance de un cuerpo. Es indiferente para el estudio si el cuerpo si el cuerpo es el que avanza y el fluido se encuentra en reposo o viceversa; los fenómenos de la resistencia serán idénticos. Una embarcación fondeada en lugares con fuertes corrientes, sufrirá una fuerza de tracción sobre la cadena del ancla igual a la resistencia que tendría si avanzara en aguas quietas a una velocidad similar.

En nuestro caso, nos ocuparemos principalmente de la resistencia originada por el agua, y adicionalmente, de la resistencia causada por el aire.

La ley fundamental sobre la resistencia al avance, formulada por Newton, expresa que, la resistencia es proporcional a:

La densidad del medio
La superficie presentada
El cuadrado de la velocidad


Con referencia a la victoria del "Oracle"

El “Crossbow I” era un proa aparejado en catamarán de 1 8,29 kn de eslora y un saliente de 9,57 m a barlovento en cuyo extremo final se encontraba un flotador en el que trabajaba la tripulación. La manga del casco principal sólo era de 0,55 m. La altura del aparejo era de 22, 80 m. Con una velocidad del viento real de l0 kn el “Crossbow I” alcanzaba 20 kn de velocidad. Es decir, doblaba la velocidad del viento. Alcanzó su velocidad máxima de 26,3 kn en 1972 a lo largo de un recorrido de 500 m.
Por las mismas fechas, El “Crossbow II” con dos cascos de la misma eslora llegó a los 31,8 kn de velocidad en las mismas condiciones. Como vemos el “Crossbow II” alcanzó ya en aquellos lejanos tiempos 1,8 kn más de velocidad que el sostificado “Oracle”de la sostificada "Copa Ámerica" actual.
Patache
Nota: Nada de lo que se escribe aquí es copiado de "Google", pertenece a mis apuntes sobre el tema de la vela en el mundo de la náutica deportiva.

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