Estabilidad de rumbo

Equilibrio entre casco y timón

Solo un sistema de fuerzas capaz de volver el barco a su rumbo, cuando cualquier agente exterior lo hace salir de su camino, permitirá hablar de estabilidad de rumbo.

En un velero, la quilla y especialmente el timón tienen esta utilidad. Un forma de entender el problema es equiparar el barco a una flecha que vuela por el aire.

Si imaginamos el camino de esta flecha al volar, nos daremos cuenta de la importancia de las plumas o alerones situados en su popa. Sin ellas, sería imposible mantener el rumbo. Cualquier empuje lateral significaría un desvío, ya fuese una racha de viento, o el hecho de no lanzar la flecha con una quimérica rectitud absoluta. Al salir de su rumbo, la proa de la flecha se desvia hacia un lado, mientras que la popa se va hacia el otro. Las plumas dejan de estar paralelas al flujo del aire y trabajan con un ángulo de incidencia, produciendo una cierta cantidad de empuje lateral destinado a devolver la popa a su lugar original.

La flecha es el objeto más adaptado para el movimiento a través de un fluido, pues casi no tiene volumen. Un barco, en cambio, debe tener volumen si su diseñador quiere que flote, aguante el mástil, tenga capacidad interior y desplace el peso que todo ello conlleva. Es pues el casco el responsable de la inestabilidad de rumbo del barco, debido al freno que representa en las secciones delanteras. Si además se le añade la escora, los movimientos debidos a las olas, las corrientes, el desplazamiento de los pesos o el influjo del viento sobre su obra muerta se tienen juntas la mayoría de las causas desestabilizantes.

La quilla también contribuye a la inestabilidad de rumbo, pero lo hace en menor grado. Como se ve en el dibujo, tiene el mismo efecto que las plumas situadas a medida longitud de una flecha, debido a su posición cercana al centro de gravedad. Sin ayudar a que el barco recupere su rumbo, afecta poco en su pérdida.

Es el timón pues quien se ocupa de mantener el rumbo. Cuanto más atrás del centro de gravedad esté, mayor será su brazo de palanca al intentar devolver el barco a su rumbo. No es de extrañar que los diseños modernos tengan los timones cada vez más hacia popa. El gran tamaño que han alcanzado éstos en los barcos de regatas indica asimismo su gran importancia en el control del rumbo.

Estabilidad de rumbo
Estabilidad de rumbo

 

 

Comentario imagen

A) En un barco, como en la flecha, la estabilidad direccional se produce cuando las plumas o el timón están colocadas suficientemente atrás. Cuanto más a popa, más brazo tendrán para recuperar el rumbo. El problema se entiende mejor si se imagina que tanto la flecha como el barco pivotan alrededor de su punto de gravedad, que normalmente coincide con la posición de la quilla. Como en otros casos de equilibrio, el uso del punto de gravedad permite priorizar y hacer esquemas que serían imposibles sin usar este punto.

B) Un barco direccionalmente inestable sería aquel que tuviese los alerones a proa del centro de gravedad, como ocurriría en una flecha con las plumas situadas delante. Aquí lo que ocurre es lo contrario que en el caso anterior: si el objeto se desvía del rumbo, los alerones dejan de correr paralelos al flujo y trabajan con ángulo de incidencia; el momento que producen contribuye a aumentar el desvío y por tanto el desequilibrio.

C) Un objeto en equilibrio neutral es, en física, el que no tiene tendencia alguna a cambiar ni, por otro lado, ni presenta resistencia cuando algún agente exterior lo cambia. El ejemplo clásico es una bola estacionada sobre una superficie plana. En el ejemplo de la flecha o velero, no existiría impedimento al cambio de rumbo, pero tampoco nada que lo produjese. Mientras ningún efecto exterior cambiase el rumbo, el barco seguiría recto. Sin embargo, al ser afectado por algún cambio de dirección sería imposible devolverlo al rumbo original. Un barco sin timón no se puede gobernar.