¿Cómo Funciona un Barco de Vela?

barco de vela

Los barcos de vela son una de los primeros transportes hechos por el hombre y sin duda uno de los más revolucionarios. Movido principalmente por el viento, estas simples pero increíbles máquinas abrieron nuevos caminos para el comercio internacional, exploración e intercambios culturales, lo cual ha formado el mundo moderno.

Aunque nadie sabe cuando se construyó el primer barco de vela, algunos arqueólogos han encontrado restos de primitivas canoas que datan de los tiempos del antiguo Egipto y Mesopotamia. Desde entonces, los diseños de barcos han evolucionado mucho para mejorar la velocidad, maniobrabilidad y cantidad de carga, haciendo que fuera un claro reflejo de la innovación tecnológica. Para poner un ejemplo, los para diseñar los reconocibles barcos con cabeza de dragón, los vikingos usaban hachas en lugar de sierras para cortar piezas de madera más grandes que les permitiera viajar más rápido.

Estos largos y grandes barcos vikingos dominaron los mares al aprovecharse de los vientos con sus velas cuadradas para recorrer largas distancias y remeros para sus rápidos ataques. Más tarde, los barcos chinos con sus distintivas velas, fueron tan bien hechas que llegaron a las costa este de África y el golfo pérsico más de cincuenta años antes que los exploradores europeos. Hoy en día, los yates de carreras especializados cruzan las aguas a velocidades increíbles que superan a los de aquellos tiempos.

partes de un barco de vela

Mientras que estas impresionantes naves varían en tamaño y capacidad, todas están enlazadas por los elementos fundamentales de un barco de vela común. Ya sea grande o pequeño, las embarcaciones del pasar y el presente comparten la misma flotación y habilidades de movimiento. Es interesante explorar las partes básicas de un barco de vela, como funcionan sus principios físicos que les permiten flotar y mover, y como el diseño de los barcos de vela continúan evolucionando.

Un barco de vela común se compone de varias partes esenciales: casco, timón, vela mayor, mástil, botalón, foque y quilla. El caso es la coraza del barco, el cual contiene todos los componentes internos. Su forma simétrica equilibra el barco de vela y reduce arrastres o movimientos causados por las fricciones que puede haber al moverse por el agua.

Dentro del casco y en la parte de atrás del barco (popa), está el timón, el cual esta conectado con el agua la parte móvil que controla la dirección del barco. Podemos pensar en estas dos piezas como el volante de un coche y los neumáticos.

Si piensas que el timón es el volante del barco, entonces las velas y la quilla son el motor. La vela mayor es la vela más grande que captura la parte más grande del viento necesario para propulsar el barco de vela. Su parte vertical está conectada al mástil, que es una larga polea. Su parte horizontal se asegura al botalón, una polea paralela a la cubierta.

Los marineros pueden rotar el botalón 360 grados horizontalmente desde el mástil para permitir a la vela mayor coger todo el viento que sea posible. Cuando ponen el pivote del botalón perpendicular al viento, la vela mayor empuja hacía afuera. Hace lo mismo al otro lado cuando el viento sopla en sentido contrario. Esta libertad de movimiento permite a los marineros coger el viento independientemente del ángulo en el que sople.

El foque es la vela más pequeña y triangular que añade una potencia adicional a la vela mayor. La quilla, es un tablón largo y delgado que sale del fondo del casco, y provee el equilibrio y fuerza debajo del agua que impide que el barco vuelque. En barcos de vela pequeños, una orza tiene el mismo propósito que una quilla, pero puede ser alzada o bajada en el agua para permitir la navegación en aguas poco profundas. De todos modos, antes de que un barco se pueda mover en el agua, primero tiene que flotar.

¿Cómo es la flotación de un barco?

barcos vela

La flotación depende de dos cosas: desplazamiento y densidad, El principio de Arquímedes, el cual explica el concepto de flotabilidad, dice que para que un objeto se pueda mantener a flote, debe desplazar una cantidad de agua igual a su propio peso. Según un barco de vela empuja hacia abajo y mueve el agua que tiene debajo, una fuerza emergente igual a ese peso mantiene el barco en la superficie. Aquí es donde la densidad entra en juego.

Para desplazar suficiente agua para mantenerse a flote sin sumergirse, un barco tiene que tener un promedio de densidad menor que el agua. Por esa razón, el caso del barco es hueco. Independientemente de que el barco esté hecho de hormigón o fibra de vibrio, su promedio de densidad es menor que el del agua.

Piensa de la siguiente manera: Si pones un balón de baloncesto y una bola de jugar a los bolos en una piscina, el aire que hay dentro del balón de baloncesto tiene un promedio de densidad menor que el del agua., por lo que flotará. Sin embargo, la sólida bola de jugar a los bolos se hundirá inmediatamente. Este es porque un barco de vela o un trasatlántico pueden mantenerse en la superficie del agua. La superficie del área ayuda también a mantener el barco a flote. Una mayor cantidad de área de superficie le dará al objeto una mejor oportunidad de mover la suficiente agua para sobreponerse a su propio peso.

Por ejemplo, una pequeña bola de arcilla probablemente se hundirá antes de poder mover la cantidad de agua que pueda igualar su peso. Sin embargo, si aplanas la bola de arcilla hasta dejarla como si fuera una torta, habrá más superficie para distribuir el peso y mover el agua, por lo que flotará. Para investigar como funciona la flotación, podemos hacer un sencillo experimento en casa.

Necesitarás una lata de una bebida dietética y una de un refresco normal. Llena la bañera de agua y pon las latas de pie en el agua. Verás que la lata de refresco de dieta flota mientras que la normal se va al fondo. ¿Cómo puede esto pasar si las dos latas son del mismo tamaño, material y tienen la misma cantidad de líquido?

La respuesta es por los factores nutricionales. Una lata de refresco normal contiene mucha más cantidad de azúcar, lo cual aumenta el promedio de densidad. La lata dietética solo contiene edulcorantes artificiales. Estos edulcorantes están más concentrados que el azúcar por lo que le lleva menos tiempo endulzar el refresco. Como resultado, el promedio de densidad de la bebida dietética es menor que la norma. Esa ligera diferencia permite que pueda flotar. 

¿Cómo navega un barco de vela?

barcos de vela

Navegar en un barco de vela es simple cuando estás navegando con el viento a tu espalda. Dejas la vela principal perpendicular al viento para capturar el máximo de energía posible. Según el viento presiona directamente en las velas para hacer que se hinchen, esta fuerza natural propulsa el barco hacia adelante. Navegar con el viento de frente es algo más duro. Puedes hacer la prueba y comparar la diferencia entre correr a favor del viento y en contra.

Se necesita más energía para ir contra el viento, en lugar de aprovecharse de el para que nos ayude a avanzar. De hecho, es imposible navegar directamente contra el viento. El barco será empujado hacia atrás y no podrá continuar. Para llegar al destino cuando el viento está de contra, los marineros usan un método llamado “tacking”. Es básicamente hacer maniobras de zig-zag para evitar enfrentarse directamente al viento.

Mientras que el viento empuja el barco cuando lo tenemos a nuestra espalda, ocurre lo contrario cuando vamos de frente. Realmente en lugar de ser empujado, se está tirando del barco por la fuerza del viento. Por este motivo, se debe hacer un movimiento de virado continuo contra el viento. Haciéndolo de este modo, el viento golpea contra la vela en un ángulo cruzado en lugar de dar de frente. Cuando se está haciendo tacking, las velas actúan como el motor del barco, recogiendo la energía del viento. Sin embargo, al estar el barco moviéndose en ángulo con respecto al viento, esa energía empuja al barco de lado.

Hay que recordar que el viento no es el único elemento con el que el barco interactúa. También hay que tener en cuenta el agua. Según el barco se ladea a un lado, la larga quilla sumergida debajo del casco pivota hacía arriba con el movimiento del barco, creando una fuerza lateral en la dirección opuesta por la cantidad de agua que desplaza al moverse. Cuando se hace tacking, estas fuerzas laterales iguales se cancelan entre si. 

Sin embargo, la potencia del viento recogida tiene que ir a algún sitio, por lo que es liberada en un empuje frontal  – no puede ir a ningún otro sitio. Este es el mismo tipo de efecto que pasa cuando lanzas una canica. Tu dedo y pulgar presiona igual ambas lados de la canica, causando que vaya hacia delante.

Cuando esto ocurre, el marinero alterara el curso y girará a la dirección opuesta para ir gradualmente moverse contra el viento.

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