|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
La estabilidad de un velero esta fundamentalmente determinada por las cargas aplicadas a la jarcia. Cuando se navega en ceñida, con las velas bien trimadas, las fuerzas laterales en las velas causan que el barco escore un determinado ángulo. Un monocasco típico alcanza una escora optimizada de 20 –30 grados, dependiendo de la forma del casco. Los catamaranes alcanzan su máxima estabilidad justo en el momento en que el casco de barlovento despega del agua ; los monotipos , con el barco totalmente adrizado. Estas estas fuerza laterales, determinantes del RM (righting moment o momento de inercia). Son transmitidas a la jarcia a través de la mayor y el Genoa. Las fuerza laterales y la de la escota de Genoa generan la comba del estay proel ,y esta comba minimizada por la tensión del estay proel , creada a su vez por la escota de mayor ,el popel o las burdas. La cantidad aceptable de esta comba depende de muchos factores que incluye la forma de la vela y la rigidez del barco. Normalmente 1,2 % de comba (como porcentaje de la longitud del estay de proel) es un objetivo a alcanzar. Hay una ganancia decreciente al querer reducir aun más la comba con tensión, después de cierto limite. Querer hacerlo resulta costoso en términos de peso (Kg.) y dinero. La elección del diámetro del estay proel se toma muy en cuenta en el resto del diseño, porque es uno de los mayores contribuyentes a la compresión del mástil.
CLAVE NUMERO UNO: la compresión del mástil La resistencia del mástil a la compresión determinada la elección del número de crucetas, sección del mástil y materia a emplear. Una vez que el material es elegido, viene la cuestión de la cantidad de crucetas versus la sección. Menos crucetas implican paneles más largos. Paneles mas largos obligan a elegir una sección con mayor rigidez lateral para prevenir el pandeo entre crucetas (fórmulas de Eluer). El pandeo es un fenómeno relativamente fácil de producir con la formula: Pcr = E .I.C / (L)@2 Donde: E = modulo de young ( es la rigidez del material ) I = momento de inercia (determinada por la sección del mástil) C = constantes determinada por las condiciones limite del panel y el factor seguridad . Pcr = Pcritical = es la fuerza de compresión para el momento en que el panel curvara fuera de su columna. Distribución típica de la fuerza de compresión para un mástil de 3 crucetas en línea. Proel: 31 % - burda: 19 % - escota de mayor: 11 % - driza de Genoa: 6 % burda baja: 3 % - diagonal 1: 11 % diagonal 2: 4 % diagonal 3: 4 % -diagonal 4: 11 % Luego, conociendo la compresión, numero de cruceta y material, la sección requerida (mayormente el ancho) es resultado de esta formula. Este es un proceso interactivo basado en la rigidez proa popa requerida. CLAVE NUMERO DOS :la rigidez proa popa Por que un mástil curva una determinada cantidad. La curva proa popa no esta en modo alguno predefinido Los mástiles curvan por un montón de razones y la curva puede ser controlada de varias maneras: tensión de escota de mayor, popel, burda baja, cruceta atrasadas, jarcias pretensada, burda –proel compensado, posición de la carlinga, diamante con crucetas atrasada etc. Con todos estos controles las puestas a punto pueden ser infinitas. Por supuesto, la tendencia de un plano a curvar de un cierto modo, depende de la geometría global proa –popa. Veremos 2 aparejos diferentes: a) fraccionado con crucetas en líneas (fcl), con burdas oponiéndose al popel y b) fraccionado con crucetas atrasadas (fca),con popel al tope. El numero de crucetas es mayormente independiente de la rigidez proa popa y solo tiene una pequeña influencia en la curvatura proa popa. Con cualquier tipo de jarcia, la magnitud de la tensión de la escota de mayor y del estay de proel son el resultado directo del momento de inercia, por lo tanto, conocer el correcto momento de inercia es uno de los primeros pasos en el proceso de diseño. a) fraccionado con crucetas en línea. En la amarra, el aparejo fcl apenas tiene una tendencia a curvar proa popa , cuando una precomprensión es aplicada (hidráulico de base de mástil). El mástil no curvara proa popa en la amarra si los asientos de obenques, tope de crucetas Landas, carlingas y fogonadura pasan todos por un mismo plano y a través del plano neutro de la sección. Si el proel esta sin tensión, en la amarra, cuando se repica la burda para dar tensión al proel, aparecerá una “precurva “en la jarcia. Por supuesto se puede mover la caída proa popa para hacer que la poca tensión del estay proel quede suelta o apenas tensionada bajo la completa precomprensión por medio del hidráulico de base de mástil. Vamos a asumir que el mástil esta perfectamente derecho y el proel apenas tensado en la amarra .que pasa si aplicamos tensión burda ? El proel comienza a estirarse y el mástil empieza a curvar apoyándose en la fogonadura y dando curva positiva al mástil. En navegación .con esta puesta a punto, las únicas fuerzas adicionales que afectan la curva del mástil son la tensión de la escota de mayor, la curvatura por compresión (drizas) y la burda baja. Para este aparejo, la tensión de la escota de mayor es por mucho la que mas contribuye a la curvatura del palo. La escota de mayor debe ser trimada suficientemente fuerte para reducir la caída de la baluma a una medida aceptable para que la vela trabaje eficientemente . esto es muy similar a la caída del proel donde las fuerza laterales en la mayor causan que la baluma caiga a sotavento . Esto se reduce solamente a través de la tensión en la escota .La mayoría de esta tensión va directamente al tope del mástil, contribuyendo significativamente a su curvatura. La longitud del mástil por encima del arraigo del proel es variable . Es un Copa América es del 20 %, en IMS oscila entre 14 % y 16 % . Cuando mayor es la longitud del fraccionado, mayor es la tendencia a curvar. La curvatura por compresión es otra fuente de curva . Es un simple arco y flecha, a mayor compresión, mayor curvatura. Las burdas bajas restringen la curva positiva, permitiendo un ajuste fino y restringiendo cualquier curva dinámica. Es importante notar que la forma de la curva y su intensidad no es función exclusiva de la rigidez del mástil. La forma final de la curva es una combinación del diseño de la vela y de la necesidad o deseo del trimer, siendo la tensión de la burda baja, el diamante y la caída los controles primarios de un aparejo fraccionado en línea. b) fraccionado con crucetas atrasadas . En la amarra, el aparejo FCA tiene un comportamiento completamente diferente . El hidráulico de la base de mástil inmediatamente produce una curva que puede ser restringida con los obenques diagonales y la posición de la carlinga. El estay proel se tensiona con incremento de compresión , porque los verticales se oponen al estay proel . La jarcia esta mucho mas bloqueada (aparejo típico de los monotipos), navegando la característica mas distintiva de este aparejo es el hecho de que no hay burdas , por lo que la mayoría de la tensión del proel deriva del popel . El largo brazo de un mástil fraccionado implica un montón de fuerza de curvatura en el tope, concentrada en el arraigo del estay popel y siendo transmitida hacia abajo . Para generar alguna tensión significativa, estos mástiles necesitan ser mucho mas rígidos que los FCL , incluso porque no tienen burda baja para restringir la curvatura dinámica . El popel pasa a ser el control primario, tanto para el proel como para la mayor. La puesta a punto de este aparejo antes de navegar es mucho mas critica. Una alta pretensión de la jarcia permite para vientos fuertes mayor tensión del proel con menos curvatura del mástil . La mayoría de los IMS50 ‘han optado por este aparejo y en los últimos años también para los one design, debido a su simpleza y a la conveniencia en la medición del sistema IMS. Suena obvio, pero sin importar el tipo de jarcia ,la vela y el mástil deben trabajar juntos . Se puede modificar la puestas apunto del mástil para adaptarse a la vela o se modifica la vela para un determinado mástil. La caida del proel es parte de esto . Si el mástil solo es capaz de soportar cierta tensión, entonces la vela de proa debe ser diseñada para una mayor caida del estay INSTALACIÓN Y PUESTA A PUNTO DEL MASTIL Cuanta precomprensión es suficiente? Para un aparejo FCL solo se necesita suficiente pretensión de modo que los obenques de sotavento queden sin tensión en la escora máxima esperada . Un método practico es no darle mas que el 100 % de la tensión de rotura del asiento del obenque alto, o si el asiento esta sobredimensionado ,el RM máximo divido por la separación de las langas mas 10 % . Recuerde que es muy difícil obtener un valor seguro de la real precomprensión usando cilindros de base de mástil .Últimamente, para un aparejo FCA , la mejor manera es chequear la tensión en el vertical de sotavento . Con la máxima escora de navegación ,debe estar firme Los obenques diagonales de sotavento, especialmente el D1, deben estar tan ajustados como sea posible ,sin poner curvas a barlovento en el mástil . Normalmente ser recomienda que el D1 de sotavento debe estar justo sin tensión para vientos normales de proa . Mucha gente confunde presión con fuerza .La unidad de fuerza es kg., libra o NEWTON . La de presión es PSI( libras por pulgadas cuadradas ), NEWTON / M2 O BAR. Asumamos que queremos alcanzar una carga de 21.000lbs (9.5 ton)de compresión .Un pistón Típico tiene un área de 2,24 inch2 .Siempre hay 2 pistones, o sea que el área es de 4,48 inch2 La presión requerida será de 21.000lbs/4,448 inchs2=4,690 PSI. Si se tienen pistones mas grandes la presión será menor.
Gentileza Revista Barcos Oct/2002
|
