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Cuánto más largo
sea un barco, más puede correr. Es decir, por mucho que pongamos
enormes velas o motores, cada barco tiene un tope de velocidad
que está determinado por su eslora
de flotación (salvo si éste se pone a planear).
Una vez alcanzada la velocidad
límite, si añadimos más potencia, ésta originará olas más grandes
creadas por el barco, pero no más velocidad.
Y
esto sólo ocurre con los barcos, y no con los aviones o los
submarinos! De modo que la razón debe estar en esta capa que actúa
de frontera entre el cielo y el mar; La superficie del mar.
Efectivamente, cuando un submarino avanza, en su resistencia al
avance, el agua que empuja y desplaza, rodea el submarino por todos
lados. Pero en un barco, el agua desplazada por el avance que pesa
mucho más que el aire, en vez de rodearlo (por encima!) crea una ola
conocida como ola de proa. El agua desplazada por el casco, al no
encontrar resistencia por encima (ya que aire casi no opone
resistencia) sube y genera dicha ola. En la popa el casco empuja el
agua para abajo y esta sube por detrás del barco por la misma razón,
generando otra segunda ola conocida como ola de popa.
En cualquier
tipo de onda, y una ola lo es, se relacionan su velocidad de
propagación y su longitud de onda a partir de la siguiente relación;
Velocidad= 2,4 SQR(Landa). En donde
la Velicidad viene expresado en nudos y Landa
es la longitud de la ola o la onda en metros, y SQR es la
función raíz cuadrada.
Como la ola es continuamente generada por el propio desplazamiento
del barco, tenemos que a velocidades pequeñas la onda será también
pequeña. Por ejemplo a 2,4 nudos la ola es de un metro. En la
longitud total del barco vemos que se aprecian varias olas de un
metro una tras otra. Lógico.
A medida que aumenta la velocidad la longitud de onda de la ola va
creciendo, hasta que alcanza la eslora de flotación del barco.
En ese momento,
por ejemplo a unos 7 nudos con un barco de 10 metros, la parte final
de la ola de proa coincide con el espejo de popa, y con el
nacimiento de la ola de popa, lo que refuerza el efecto al
combinarse estas dos olas. Por esta razón aparece un gran hueco tras la
popa que muchos de nosotros habremos observado al navegar a
cierta velocidad.
Supongamos ahora
que metemos más motor o potencia en las velas y la velocidad aumenta. Entonces
también lo hace la velocidad de propagación de la ola y el tamaño de
su longitud de onda. Esto hace que al final se forme una especie de montaña
de agua que el barco tiene que escalar para lo cual el barco
necesita mucha más potencia, y si lo logra entonces empieza a
planear. Al lograrse el planeo, el casco no desplaza agua en su
movimiento, y ya no se genera ola de popa ni de proa, y la velocidad
crece mucho más al no gastarse energía en la creación de estas dos
molestas olas.
Pero para
escalar esta montaña de agua el casco del barco tiene que estar
diseñado para que pueda trepar la ola lo cual es imposible para por
ejemplo un casco de desplazamiento. Con un casco típico de
desplazamiento es imposible y es entonces cuando decimos que hemos
alcanzado la velocidad límite. Por ejemplo en un velero de 12 metros, su velocidad límite es de unos
8,4 nudos.
Pero y si a pesar
de todo y tozudamente montásemos en el espejo de popa del velero (solo
por imaginar) 3 motores fuera borda de 300 caballos,… ¿Qué pasaría…?
Más allá de la
velocidad límite, y si el casco no está pensado para el planeo, los
esfuerzos y cargas que soportan la estructuras del casco son terribles. Incluso en este caso es muy
probable que lo único que lográramos es generar un pedazo de ola
brutal. Cuando un barco navega a poca velocidad su resistencia
se debe principalmente al rozamiento de la capa de agua sobre el casco, y
solo un
poco de energía es gastada en generar una pequeña ola en la
proa y en la popa.
A medida que aumenta la velocidad, la energía de
rozamiento aumenta con el cuadrado de la velocidad, lo cual es
muy importante. Es decir para ir
el doble de rápido tenemos que meter 4 veces más de potencia.
Pero
lo terrible es que cercad e la velocidad límite, la energía que se pierde en
generar la olas creadas crece
con la potencia sexta de la velocidad! Es decir si al ir a 5 nudos
de velocidad utilizamos 20 caballos de potencia, para ir a 10 nudos, el doble
de velocidad y por encima de la velocidad límite,
necesitaríamos 64 veces más de potencia, es decir, la
friolera de 1.280 caballos!
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