En la era de la electrónica disponer a bordo de un piloto automático que no dependa de una batería puede significar la diferencia entre perder nuestro barco o llegar a puerto. Entenderemos bien los conceptos de Equilibrio y Viento Aparente, y construiremos un piloto de viento de bajo presupuesto.

Así expresado podemos pensar que estamos arriesgando demasiado cuando zarpamos del puerto para una navegación de unas pocas horas a nuestra cala favorita. No es el caso. Pero sí puede serlo en caso de navegaciones de varios días con tripulaciones cortas o en solitario, donde el cansancio juega una baza importante en el devenir de los acontecimientos.

Problemática actual

Nos hemos acostumbrado de forma sorprendentemente rápida a todo tipo de dispositivos electrónicos que nos hacen la vida más fácil a bordo. Muchos de ellos relacionados con la navegación: GPS, plotter, piloto automático, AIS, y así podríamos seguir enumerando durante un buen rato.

Cualquiera que tenga un número considerable de millas bajo la quilla de su embarcación sabe que el ambiente marino y la electrónica no son buenos compañeros. La técnica que empleamos todos para anticiparnos al fallo, que siempre sucederá, es duplicar los sistemas críticos. Un buen ejemplo es duplicar el sistema electrónico de cartografía y posicionamiento. O incluso el VHF. Pero llega un momento en el que el bolsillo se resiente y comenzamos a priorizar. ¿Llevar 2 AIS? ¿2 radiobalizas de emergencia?

Rara es la embarcación de recreo que lleva duplicado el sistema de piloto automático electrónico. Si bien es cierto que muchos navegantes oceánicos optan por un timón de viento (windvane self steering en inglés) que complemente a su piloto automático electrónico, no es menos cierto que cada vez se ven menos. Un motivo es que son caros. Otro que son voluminosos, y, en función de quien opine, incluso antiestéticos. Tampoco es fácil instalarlos en las popas de los veleros modernos.

Piloto automático de viento sencillo. La especificación.

No es el objeto de esta entrada hablar de complejos pilotos automáticos. Voy a explicar paso a paso los fundamentos y la elaboración de un sencillo piloto automático de viento . No estoy inventando nada nuevo. Ya hace muchos años Joshua Slocum utilizó un sistema en su velero Spray que le liberaba de la servidumbre de tener que estar continuamente a la caña en la primera circunnavegación en solitario que se conoce. En terminología anglosajona, se conoce como sheet-to-tiller (escota al timón, en una traducción muy libre). La base de este tipo de pilotos la estableció John S. Letcher, en su estupendo libro Self-Steering for Sailing Craft (se puede conseguir en pdf, en inglés, por ejemplo en la web del Jester Challenge, una web muy recomendable por cierto)

El piloto automático de viento sobre el que versa esta entrada debe cumplir unas reglas básicas o requisitos:

• Debe ser sencillo y económico. Se tiene que poder elaborar con material que habitualmente llevamos a bordo
• Tiene que ser fácil conectarlo y desconectarlo del gobierno de la embarcación
• Permitirá mantener un rumbo respecto al viento
• Debe ser eficaz tanto en rumbos de ceñida como portantes, ajustándose con facilidad al rumbo deseado

Los fundamentos del piloto de viento

¿Por qué no pasar directamente a la acción? Manos a la obra y construir el piloto ¿no? Bueno, como siempre recomiendo, hay que tratar de comprender los sistemas que llevamos a bordo por un doble motivo. Si no lo comprendemos, en caso de fallo no seremos capaces de encontrar una solución para repararlo. Pero además, sin comprender el sistema, es más difícil proporcionar el mantenimiento adecuado. Y esto es la clave para prevenir fallos.

Como voy a entrar en cierta profundidad en la explicación de los fundamentos teóricos (lo que constituye mi aportación personal, ya que como decía anteriormente, esto ya está inventado), si alguien no está interesado en la teoría o simplemente ya la conoce, o quiere pasar a la experimentación y después volver sobre la teoría, puede pasar directamente a su construcción en esta entrada de esta serie.

Hay 2 principios que hay que tener muy claros para la elaboración de un piloto de viento de este tipo:

• Equilibrio (o también llamado balance)
• Viento aparente

Equilibrio de una embarcación a vela

Barcos blandos y barcos ardientes

Un barco lo definiremos como ardiente cuando su tendencia natural (sin tocar la caña) sea a orzar. Por el contrario, un barco será blando cuando su tendencia natural sea a arribar.

Pero, ¿de qué depende que un barco sea blando o ardiente? Para entender bien por qué se produce este comportamiento en los barcos de vela, es necesario introducir dos conceptos: el centro vélico y el centro de resistencia lateral.

Centro vélico (CV)

El viento ejerce presión sobre cada punto de la vela, pero si quisiéramos simplificar el efecto del viento sobre una vela para, de la misma forma, simplificar el estudio de su comportamiento, podemos calcular un punto en el cual, si aplicásemos la fuerza total del viento, el comportamiento de la vela sería el mismo.

Este punto depende esencialmente de la geometría de la vela (aunque también del trimado). Haciendo un sencillo cálculo gráfico podemos aproximarnos bastante al CV. Si tenemos más de una vela, podemos calcular el CV del resto de las velas y posteriormente calcular el CV de todo el plano vélico de la embarcación.

En las embarcaciones actuales, donde la mayor predomina sobre la vela de proa en cuanto a superficie, el CV se sitúa ligeramente a proa del medio de la vela mayor.

Centro de resistencia lateral (CRL)

Es relevante profundizar un poco en el comportamiento de la quilla de un velero. Más allá de que suela estar lastrada y que ayude a que un barco mantenga su posición vertical (o se mantenga adrizado en la jerga náutica), también constituye un plano antideriva lateral.

Dicho de forma sencilla, si los veleros no tuvieran este plano bajo el agua, un viento que soplase por el través lo empujaría en la dirección del viento como si estuviera en una pista de hielo. De alguna forma, este plano antideriva se opone al empuje lateral del viento sobre las velas. Si no existiera la quilla, los veleros no podrían navegar hacia donde viene el viento (es decir, no podrían ganar barlovento). Una vez explicado esto, la definición de CRL es fácil: es el equivalente al CV pero en este caso la geometría a considerar es la de la superficie sumergida (obra viva de la embarcación) teniendo en cuenta los apéndices sumergidos (quilla y timón). El CRL se suele situar en un punto de la quilla, más arriba o más abajo dependiendo del lastre de esta.

Podemos hacer una aproximación razonablemente buena, y que nos ayudará visualmente a entender mejor el concepto de equilibrio. Podemos suponer que el mástil atraviesa el barco y lo “pincha” en el agua, y el barco gira en torno al mástil. El mástil suele estar apoyado sobre la quilla o ligeramente adelantado sobre esta, por lo que estará próximo a la vertical del CRL.

Si este barco “pinchado”, con su mayor y foque izados y su caña a la vía, lo situamos sobre la esfera de un reloj con la proa apuntando a las 12 y comienza a soplar un viento procedente desde las 3, ¿hacia dónde girará la proa?

Bien, si suponemos que el mástil es el eje de giro, al aplicar una fuerza sobre el CV (recordar que el CV está aproximadamente en el medio de la mayor) la proa girará hacia la derecha, apuntando a la 1, a las 2 hasta situarse apuntando al viento, a las 3. Este es el comportamiento de un barco ardiente. Ha orzado, ha apuntado su proa al viento sin intervención del timón.

Si en la misma situación, arriamos la mayor y sólo dejamos arriba el foque, el CV se habrá situado aproximadamente en el medio del foque, a proa del mástil. Cuando comience a soplar el viento desde las 3, la proa comenzará a girar en este caso hacia la izquierda, hacia las 11, las 10 para quedarse apuntando hacia las 9. El comportamiento ha dejado de ser ardiente, ahora el barco sin actuar sobre el timón ha arribado, ha tenido un comportamiento blando.

En la siguiente ilustración, sobre un velero con mayor y génova izadas y navegando con viento de través, se representan las fuerzas del viento sobre el CV, y también la resistencia que ejerce el agua sobre el CLR oponiéndose al desplazamiento lateral del velero (abatimiento). Estas dos fuerzas opuestas (par de fuerzas), aplicadas una más a proa que la otra, además de la escora, van a provocar un efecto de giro en el velero.

Si conseguimos que ambas fuerzas apliquen en la misma vertical, el velero sólo escorará pero ni orzará ni arribará. Estará en equilibrio.

Normalmente los veleros se suelen diseñar ligeramente ardientes (con tendencia a orzar, a aproarse al viento). Para equilibrar el barco, basta una pequeña presión en la caña (o giro en la rueda) para llevar el timón a sotavento. Esto provocará que el barco quiera arribar ligeramente, y se compensará por la tendencia ardiente del barco, provocando el equilibrio.

Resumiendo

Un piloto de viento es una pieza bastante útil, sobre todo para aquellos que os dediquéis a navegaciones de cierta envergadura. El piloto de viento conocido como sheet to tiller es una forma económica de autogobierno de la embarcación. Su diseño se basa en los conceptos de equilibrio y de viento aparente.

Aunque la explicación del concepto de equilibrio o balance es un poco larga, lo importante es la conclusión. La base para que funcione un timón de viento, y ya sea dicho de paso, para que uno electrónico no consuma excesiva batería, es ser capaces de equilibrar la embarcación.

Esto, de forma empírica, supone ser capaz de llevar el barco con un par de dedos sobre la caña o timón. Es decir, gobernar sin apenas esfuerzo. Para conseguirlo, necesitaremos tener izado foque o génova y mayor.

Si el barco se comporta excesivamente ardiente, tendremos que aumentar el plano vélico en la proa (más foque o génova) o bien reducirlo en la popa (rizar mayor). Si el barco es excesivamente blando, será justo al revés.

Con el concepto de equilibrio claro, podemos pasar a la siguiente entrada donde explicaremos el segundo concepto de capital importancia para la construcción del piloto de viento: el viento aparente.