Introdução.
Para navegar de forma eficiente, aproveitando ao máximo as velas em qualquer situação de vento, o nosso veleiro precisa de estar equilibrado. Neste terceiro capítulo do livro online “MANEJO E REGULAÇÃO DAS VELAS”, examinaremos este equilíbrio de forças num veleiro sob três pontos de vista importantes.
O primeiro equilíbrio afeta as forças aerodinâmicas geradas pelas velas e as forças hidrodinâmicas produzidas debaixo de água. Examinaremos também o equilíbrio global entre a força de adernamento e a força antideriva, que resultará no adernamento do barco e também na folga de deriva; efeitos que devem ser minimizados.
Por fim, neste capítulo, iremos abordar brevemente o equilíbrio da vela que deve ser estabelecido entre os momentos de rotação gerados por cada uma das velas que içamos, para evitar arfagens ou balanços indesejados do nosso veleiro.
Equilíbrio entre as forças aerodinâmicas e hidrodinâmicas
No primeiro capítulo deste livro online, vimos como é gerada a força da vela (ou a resultante das forças aerodinâmicas geradas por uma vela) e como essa força pode ser decomposta em duas forças ou vetores: a força propulsora na direção do movimento do barco para a frente e a força de adernamento perpendicular à primeira.
A força hidrodinâmica é gerada de forma semelhante à força da vela, e aplicam-se os mesmos princípios teóricos. Além disso, quando o barco se desloca para a frente, o casco e a quilha central deslocam-se na água num determinado ângulo de incidência, que depende do adernamento e da margem de manobra.
Como podemos observar na figura acima, num ponto de equilíbrio, a força da vela é compensada pela força hidrodinâmica, que é a resultante das forças geradas debaixo de água e aplicadas no centro de resistência ou centro do casco. Esta força hidrodinâmica, por sua vez, pode ser decomposta em duas: a força de resistência, que se opõe à força de propulsão, e a força antideriva, que se opõe à força de adernamento.
Força de aderência e anti-deriva
Quando estas forças estão equilibradas, o barco terá uma determinada inclinação, e o rumo será afetado por uma determinada margem de manobra, que é a diferença entre a direção da proa e o rumo real que o barco está a seguir na água.
Esta inclinação e margem de manobra fazem com que o casco e a quilha central (e o leme quando na proa) atinjam a água num determinado ângulo, o que também afetará as forças hidrodinâmicas geradas, à semelhança do que acontece com a potência da vela.
Além disso, a capacidade de puxar a vela em direção ao vento está diretamente relacionada com a forma do casco, da quilha central, do leme e de outros elementos subaquáticos, bem como com a distribuição do peso; estes serão responsáveis pelas forças hidrodinâmicas geradas debaixo de água, precisamente para limitar tanto a inclinação como a margem de manobra.
O design moderno dos barcos de corrida concentra-se precisamente em concentrar o peso a favor do vento e em projetar a quilha central e outros elementos (foils, etc.), que também são móveis, para gerar uma força antideriva que reduza a inclinação e o adernamento ao mínimo. As fotos mostram a quilha central e um foil de um VO65 que participa na Volvo Ocean Race. A quilha central também pode rodar, precisamente para controlar o ângulo de incidência e tirar o máximo partido das forças hidrodinâmicas e da sua componente antideriva.
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O equilíbrio velico
O equilíbrio da vela, na minha opinião, é o aspecto mais importante da navegação à vela, e também o mais fácil de compreender, como veremos de seguida. Para isso, vamos primeiro considerar cada vela do barco (vela grande e genoa, por exemplo) de forma independente; imaginemos também que o vento está a través.
Se um barco navegar apenas com a genoa, ocorrerá um momento de viragem que fará com que o barco se arqueie (com o leme a favor, tenderá a cair para sotavento).
Da mesma forma, um barco que navegue apenas com a vela grande içada tenderá a orçar; é, com o leme a favor, tenderá a arfar ou a cair para barlavento.
Esta tendência para arfar ou arfar só pode ser compensada deslocando o leme para um lado ou para o outro. Este ângulo do leme, por sua vez, cria arrasto, reduzindo a velocidade do barco e prejudicando a geração da referida força antideriva.
Com as velas dimensionadas adequadamente, equilibradas umas com as outras e corretamente aparadas, podemos atingir um equilíbrio de vela tal que o centro total da vela (resultante de todas as velas içadas) esteja alinhado e aproximadamente vertical ao centro de resistência.[/ihc-hide-content]
Com esta compensação dos momentos de vela, o barco não terá tendência para balançar ou arfar, o que significa menos esforço para o timoneiro (e para o piloto automático), e o barco mover-se-á na água com mais suavidade e equilíbrio. Desta forma, teremos conseguido o equilíbrio da vela, essencial na navegação à vela.
Em relação a este equilíbrio da vela, considero importante acrescentar duas considerações:
– Uma das manobras mais perigosas a bordo, sobretudo com mau tempo, é a cambada ou adernamento. Assim sendo, um barco nunca deve ser compensado com tendência para arfar, pois se negligenciarmos inadvertidamente a direção ou o piloto automático falhar (se se desligar, por exemplo), podemos produzir uma cambada involuntária, com os riscos associados.
– Ter uma ligeira tendência para arfar, no entanto, pode ser benéfico por questões de segurança; se não manobrarmos a direção, o barco tenderá a arfar e, portanto, perderá velocidade, sendo também mais fácil recuperar o controlo. Em qualquer caso, o leme que permanece na posição de sotavento (para compensar esta tendência de elevação) não deve ser superior a 5 graus.
Consideração final
Por fim, é de salientar que estes três equilíbrios que abordamos neste capítulo devem ser monitorizados frequentemente a bordo, pois quando o vento muda, aumenta ou diminui de intensidade, os centros das velas alteram-se, podendo ser necessário reduzir ou aumentar o cordame das velas, bem como modificar a posição dos lastros e dos elementos subaquáticos.
Alcançar um equilíbrio de forças num veleiro é essencial. Com o ajuste adequado das velas e o ajuste de todos os elementos, as forças aerodinâmicas e hidrodinâmicas recém-geradas acabarão por atingir um novo equilíbrio.
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