En la entrada anterior hemos visto la importancia del balance de una embarcación para poder ser gobernada por un piloto automático. En esta entrada me centraré en el segundo concepto esencial para entender bien cómo funciona un piloto de viento: el viento aparente.

Viento aparente

El viento aparente es el segundo concepto fundamental que tendremos que entender para comprender cómo funciona el piloto de viento.

Para entender este concepto con facilidad es útil emplear un símil al que todos estamos habituados, como es montar en bicicleta. Quizá antes de comenzar la marcha sentíamos una leve brisa por un lado de la cara, pero una vez comenzamos a pedalear y ganamos velocidad sentiremos que el viento viene cada vez más hacia el frente de nuestra cara. ¿Ha cambiado la dirección del viento original? No, pero ahora el viento que recibimos en la cara es el viento aparente, que es la suma del viento real, el que percibíamos originalmente, y el viento que estamos “generando” como consecuencia del movimiento. Este “viento generado” será igual a la velocidad de la bicicleta pero en el sentido contrario de la marcha de esta.

Por tanto, cuando hablamos del viento que incide en las velas, siempre nos estamos refiriendo al viento aparente. O lo que es lo mismo, los catavientos ubicados en las velas reflejan el viento aparente.

Reflexiones importantes sobre el viento aparente

La primera conclusión que podemos obtener es que en un barco navegando a vela y avante, el viento aparente siempre lo sentiremos más hacia proa que el viento real (exceptuando el caso en que el viento lo tenemos justo por la popa).

Este hecho tiene importantes implicaciones. Cuando navegamos hacia barlovento, con el viento real viniendo por la proa, el viento aparente es un viento reforzado respecto al real por la propia velocidad del barco. Sin embargo, si abrimos rumbo o arribamos y navegamos con viento portante, apreciaremos una importante reducción en la fuerza del viento aparente.

La presión que ejerce el viento sobre las velas no aumenta de forma lineal, sino con el cuadrado de la velocidad. Navegando con un viento aparente en portantes de 10 nudos se puede convertir perfectamente en más de 15 navegando en ceñida. La presión sobre las velas en ceñida se habrá doblado frente a la que teníamos con el viento a favor.

Uniendo conceptos

A estas alturas es probable que muchos os preguntéis qué tiene que ver toda esta teoría con un piloto de viento. Pero vamos a unir los hilos de los conceptos que hemos ido tratando en la entrada, y todo empezará a cobrar sentido.

El piloto de viento que vamos a diseñar siempre tratará de mantener un rumbo fijo respecto al viento aparente, a diferencia de un piloto automático electrónico que es capaz de determinar donde se encuentra el norte geográfico (con un girocompás).

Si el barco parte de una posición de equilibrio (es decir, mantiene el rumbo por sí solo con la caña o rueda afirmada) este equilibrio se podrá ver alterado por un cambio en el viento, bien en su magnitud o dirección, o una ola impactando en el casco de la embarcación. En aguas interiores, el problema se simplifica a variaciones en el viento.

Las alteraciones en el viento aparente provocarán un efecto inmediato en las velas del barco. En la mayoría de los veleros, esto supondrá que no sean capaces de mantener el mismo rumbo que llevaban respecto al viento aparente, orzando o arribando. Si quisiéramos volver al rumbo original, será necesaria por ejemplo la acción del timón para corregir el rumbo.

Necesitamos diseñar un sistema que sea capaz de detectar cuándo ha variado el rumbo de nuestro barco, y corregir la orzada o arribada para devolver al barco a su rumbo original.

¿Cómo detectar si el velero orza o arriba?

La respuesta la vamos a encontrar en el viento aparente. Veamos un ejemplo de un velero navegando al través (viento aparente entrando perpendicular por la amura de estribor en este ejemplo, imaginar que el velero es Vbarco), y lo que sucede con el viento aparente si orza o arriba.

En el dibujo de la izquierda el velero está navegando a un través, amurado a estribor. Se representan el viento real, el aparente y la velocidad del barco (recordar que viento aparente = viento real + velocidad del barco). En el dibujo del centro el velero ha orzado. Se puede apreciar porque la dirección del vector que nos marca la dirección que lleva el barco (Vbarco) ha disminuido su ángulo respecto al viento aparente. Sin embargo, en el dibujo de la derecha, el velero ha arribado.

Pero lo que más nos interesa es la variación de la magnitud del viento aparente. En la orzada el aparente aumenta, mientras que en la arribada disminuye. Ya tenemos la respuesta a la cuestión que planteaba anteriormente: la presión sobre las velas aumentará en la orzada y disminuirá en la arribada. Y sucederá lo propio en las escotas. Si sujetamos la escota de foque con la mano (con un viento flojo, o no nos será posible), podemos experimentar esta sensación. Al arribar nos tirará menos de la mano (menos presión en la vela), y al orzar tirará más. También lo podemos experimentar con la escota de mayor.

Ya tenemos por tanto todas las claves para diseñar el piloto de viento. Nuestro sistema deberá ser capaz de medir la tensión de las escotas, y comportarse de la siguiente manera:

• Si la presión sobre la escota aumenta, eso quiere decir que el viento aparente es mayor, es decir, estamos orzando. Y tendremos que arribar para volver al rumbo original
• Si la presión sobre la escota disminuye, estamos arribando y tendremos que orzar para volver al rumbo original.

Conclusiones

Si has llegado hasta aquí, enhorabuena. La entrada es muy densa en cuanto a conceptos. Pero el entendimiento adquirido es fundamental, no sólo para la elaboración de un piloto de viento, sino para la navegación a vela en sí misma.

Hemos definido los requisitos que debe cumplir nuestro sistema de piloto automático de viento. También hemos revisado los conceptos de equilibrio y viento aparente. Ahora resta lo divertido. En la siguiente entrada abordaremos la construcción y el ajuste del piloto.