Calculadora de fuerza del viento en las velas: presión, escora y cuándo rizar
Estima la fuerza del viento sobre las velas según su velocidad, la superficie y el coeficiente aerodinámico, la presión en Pa, el momento escorante, cuándo rizar y la carga en la escota.
Cómo funciona
q = ½ × ρ × V² (ρ del aire ≈ 1.225 kg/m³, V en m/s; 1 nudo = 0.514 m/s) · F = q × A × C · momento escorante ≈ F × 0.85 × altura del centro vélico · carga en la escota ≈ superficie (m²) × V² (nudos) × 0.021 kg (fórmula de Harken)
La fuerza que genera una vela es la presión dinámica del viento, proporcional a la densidad del aire y al cuadrado de la velocidad del viento aparente, multiplicada por la superficie de la vela y por un coeficiente que depende del ángulo de ataque y de la forma, de 1.0 a 1.5 en una vela bien trimada. Por esa ley del cuadrado, pasar de 15 a 20 nudos suma casi un 80% de fuerza; por eso la necesidad de rizar llega de golpe y por eso quitar potencia (aplanar, abrir la baluma, bajar el carro) funciona reduciendo el coeficiente antes que la superficie. Aplicada a la altura del centro vélico, la fuerza crea el momento escorante que el momento adrizante de la quilla debe equilibrar; cuando se igualan a 30° de escora, el barco va sobrepasado. La misma presión carga escotas y drizas, y de ahí salen los números que usan los fabricantes para dimensionar winches.
Ejemplo resuelto
Con 20 nudos de viento aparente (10.3 m/s), la presión dinámica es ½ × 1.225 × 10.3² ≈ 65 Pa. Sobre 56 m² de vela con un coeficiente de 1.2 eso da 65 × 56 × 1.2 ≈ 4,360 N (4.36 kN, unos 445 kg de fuerza). Con el centro vélico a 6.7 m, el momento escorante es de unos 445 × 0.85 × 6.7 ≈ 2,530 kg·m, el 72% de un momento adrizante de 3,500 kg·m: hora del primer rizo, y el aparejo sobrepasaría al barco hacia los 24 nudos. El génova de 32 m² carga su escota con unos 269 kg.
Preguntas frecuentes
¿Viento real o aparente?
Aparente: es el viento que siente la vela al pasar sobre ella. En ceñida, el aparente es entre un 30 y un 50% más fuerte que el real, y por eso se riza antes ciñendo que navegando al través.
¿Qué coeficiente debo usar?
En ceñida, la combinación de mayor y génova da un coeficiente total cercano a 1.0–1.3; un spinnaker al través puede pasar de 1.5, y una vela en pérdida navegando en popa tiene un coeficiente de arrastre de alrededor de 1.2. Como número general de diseño, usa 1.2.
¿Por qué el momento escorante aparece en m·lb?
La tabla viene de una fórmula en pies y libras que se convierte a metros; multiplica esos valores por 0.4536 para pasarlos a kg·m y compararlos con el momento adrizante de tu barco.
Calculadoras relacionadas
Estas relaciones de diseño son indicadores comparativos de la práctica publicada en diseño de yates (Brewer, Gerr, US Sailing), no certificaciones de navegabilidad. Usa los datos del diseñador, las curvas de estabilidad (STIX/AVS) y el desplazamiento real del barco cargado; el estado del mar, la tripulación y la preparación importan más que cualquier relación.