Centro vélico y de deriva

El contacto del viento con las velas es lo que permite el desplazamiento del velero. La posición de empuje del viento con respecto al centro de antideriva es lo que establece la tendencia de orzar o arribar del velero.

Aquí no se trata de hacer un estudio sobre como actuan las fuerzas aerodinámicas en las velas y la acción de las fuerzas hidrodinámica sobre el casco y apendices, sino conocer estos dos puntos y ver como influye en la forma de navegar de un velero. 

Si exponemos un objeto al viento, da igual la forma de este, el viento ejerce una presión repartida sobre toda su superficie. Pero existe un punto de presión medio que coincide con el centro geométrico, en el cuál si aplicamos todos los puntos de presión el resultado sería el mismo. 

En una vela de un barco el viento ejerce su presión repartida por toda su superficie. Entonces el centro vélico es el punto donde podriamos concentrar todos esos puntos de presión y el resultado sería el mismo, es decir este punto sería el punto de aplicación de la resultante de la suma de todas la fuerzas aerodinámicas de empuje y succión que inciden sobre la vela. 

En el caso de tratarse de un velero con dos velas, mayor y génova el centro de empuje estará situado entre las dos velas, teniendo en cuenta que ambas velas no son de igual tamaño y forma geométrica. 

El centro vélico es el punto donde confluyen todas las fuerzas de empuje que el velero recibe del viento y este punto puede variar en función de que vela reciba más presión de empuje. Nosotros podemos variar este punto bien disminuyendo o aumentando la superficie de cualquiera de las velas, amoyando la vela para que el viento no carge tanto o lo contrario cazando para calgar más viento y también variando la posición del mastíl.

Existe un método gráfico para calcular el centro vélico que trae nuestro barco por diseño. Este consiste:

• Hallamos el centro vélico de cada vela, que coincide básicamente con el centro geométrico.
• Calculamos la superficie vélica de cada una de las velas.
• Se une con un segmento los centros vélicos de cada vela.
• Se traza una perpendicular a este segmento en cada uno de los extremos del segmento.
• En la perpendicular que parte del centro vélico del foque se le da escala el valor del área de la mayor.
• En la perpendicular que parte del centro vélico de la mayor se le da a escala es valor del área del foque.
• Se unen los extremos de estas dos perpendiculares y donde corta el segmento que une los centros vélicos de cada vela ese es el centro vélico de nuestro barco 

Para evitar que un velero navegue de costado debido a la acción del viento, este dispone de la orza y todas las partes sumergidas del mismo, obra viva y timón. Al desplazarse el barco de costado toda la superficie sumergida se encuentra con la fuerza hidrodinámica que ejerce el mar en sentido opuesto, repartida por toda la superficie sumergida del mismo, estos puntos de fuerza se denominan puntos de presión antideriva. 

Todos estos puntos que representa a cada punto antideriva o fuerzas hidrodinámicas, cuya resultante es un punto situado normalmente en la orza en el centro del velero proa-popa. A este punto se le llama centro de deriva. También llamado CLR (centro de resistencia lateral) es el punto donde se puede considerar aplicadas la resultante de todas las fuerzas hidridinámicas que contrarrestan la fuerza lateral de las velas y permiten que el barco navegue hacia adelante, cuando se navega contra el viento.

La posición de este punto se puede variar, distribuyendo los pesos de forma que se sumerja más la proa o popa. En barcos con orza abatible al ocultar parte de la orza, la supercie sumergida cambia e incluso la propia escora del velero hace que el centro de deriva cambie de posición.

Por lo tanto este punto depende en gran medida de toda la superficie sumergida del velero. Modernamente y solo para calcular la posición de este punto no se tiene en cuenta la parte sumergida del casco, solo se considera la orza y  los apédices aunque para compensar esto se prolonga la dimensión de la orza hasta la línea de flotación. 

La posición del centro de deriva es muy importante en un velero, y esta ligada a la posición del centro vélico, ya que entre la fuerza lateral de las velas y la resistencia hidrodinámica se genera un momento de fuerzas si estas no se encuentran alineadas, como veremos en el siguiente punto 

• Que el centro vélico se desplace a proa del centro de deriva. Para hacer esto basta con amollar la mayor. Entonces notaremos que el velero tiene una tendencia de abrirse al viento. Esto es debido que al separarse del mismo eje el centro vélico con respecto al centro de deriva, se genera un monento de fuerzas contrarias. En el centro vélico tenemos la fuerza aerodinámica del viento y a popa de este en el centro de deriva actua en sentido contrario la fuerza hidrodinámica con lo cuál el barco tenderá a girar en el sentido delas fuerzas. 

• Que el centro vélico se desplace a popa del centro de deriva. Para hacer esto basta con amollar el génova. Entonces notaremos que el velero tiene una tendencia de buscar al viento. Esto es debido que al separarse del mismo eje el centro vélico con respecto al centro de deriva, se genera un monento de fuerzas contrarias. En el centro vélico tenemos la fuerza aerodinámica del viento, y a proa de este en el centro de deriva actua en sentido contrario la fuerza hidrodinámica con lo cuál el barco tenderá a girar en el sentido de las fuerzas. 

A modo de conclusión de todo lo visto hasta ahora, que la mala distribución del centro vélico con respecto al de deriva genera que el velero tenga una tendencia a cambiar el rumbo, con lo que estamos constantemente obligados a corregir esto de forma continua con el timón. El velero navega ligeramente de costado, aumentando así el volumen de agua que desplaza que trae como consecuencia una reducción de velocidad considerable. El timón incluso puede llegar a convertirse en una especie de tablón atravesado por su dureza en el manejo del mismo.

El correcto cazado de las velas, la correcta distribución de los pesos y acertar en la superficie de vela que deberemos de llevar en cada momento así como su distribución son esenciales para una navegación fluída y segura. Los veleros modernos se diseñan de manera que tengan una ligera tendencia a orzar, con lo cuál es recomendable en el caso de tener que reducir la superficie de vela, empezar siempre reduciendo a popa y pasar al final a proa.