O princípio físico do velejar

Quem já viu uma vela içada sabe que ela é muito diferente de um pedaço de tecido chato. Quando bem cortada e costurada, possui uma forma (shape) parecida com uma gota d’água cortada ao meio. Mas, como esse triângulo de tecido curvo, que a maioria dos leigos imagina como um saco para pegar o vento, impulsiona o barco na direção que desejamos?

A idéia de que “o vento bate e empurra o veleiro” só é verdadeira quando velejamos a favor do vento (popa rasa). Em todas as outras situações devemos regular (trimar) nossas velas para que o ar possa fluir suavemente pelos dois lados de sua curvatura. O fluxo de ar em volta do pano curvo da vela cria uma zona de baixa pressão no lado externo da vela para a qual o veleiro é sugado.

Fica mais fácil visualizarmos como isso acontece se imaginarmos duas linhas de bolas de ping-pong voando aos pares. Quando essas linhas de pares de bolinhas chegam na frente da vela (testa) os pares se separam, uma linha de bolas corre pelo lado externo da vela e outra pelo seu lado interno. Para que os pares de bolas se reencontrem na saída da vela (valuma), as bolas do lado externo devem aumentar sua velocidade enquanto as do lado interno devem desacelerar. As bolinhas de fora se afastam uma das outras e as de dentro se agrupam, resultando em um maior número de bolas por centímetro quadrado de área vélica na parte interna da vela (maior pressão de ar) e um menor número de bolas por centímetro quadrado de área vélica na parte externa da vela (menor pressão de ar).

Figura 1/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela

Podemos também imaginar o fluxo de ar como duas colunas de soldados marchando lado a lado. Para se manterem aos pares ao se aproximarem de uma esquina (curvatura da vela), os soldados do lado externo da curva devem acelerar o passo e se afastar um dos outros, enquanto os do lado interno da curva devem diminuir a velocidade e ficar mais próximos.

Figura 2/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela

Substituindo as bolas e os soldados pelo vento, teremos uma maior quantidade de moléculas de ar por centímetro quadrado de área vélica na parte interna e, conseqüentemente, uma pressão de ar maior na parte interna do que na parte externa da vela. É essa diferença de pressão que gera a força que impulsiona o barco.

Essa força é muito parecida com a força gerada na asa de um avião, sendo que no avião a força é predominantemente vertical e no veleiro horizontal.

Figura 3/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela
Figura 3a/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela

Vamos chamá-la de força de sustentação (Fsu) e, por razões didáticas, vamos decompô-la em duas componentes menores, perpendiculares entre si, que chamaremos de força avante (Fav) e força adernante (Fad). A força avante impulsiona o barco para a frente enquanto a força adernante impulsiona o barco para os lados e o faz inclinar (adernar).

Como a força de sustentação se estabelece em uma direção quase que perpendicular à linha que une testa (frente) e valuma da vela (parte de trás), podemos pensar que um veleiro no contravento — quando as velas devem se situar próximas da linha central da embarcação (linha proa-popa) — vai andar mais para o lado do que para a frente, uma vez que a força adernante é maior que a força avante. (veja FIGURA 4)

Figura 4/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela

Isso não ocorre porque o casco e principalmente a quilha de um veleiro bem desenhado fornecem resistência a esse movimento lateral e, numa certa dimensão, transformam a força adernante num componente avante. O vento empurra o veleiro para um lado e a água reage empurrando-o de volta, o resultado é um movimento para a frente. (Veja FIGURA 5)

Figura 5/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela

Infelizmente, no contravento nem toda a força adernante pode ser absorvida pela quilha do veleiro, essa força residual se manifesta num certo movimento lateral (abatimento) e na inclinação do veleiro. Quanto mais eficiente for a quilha e o casco, menor será o abatimento e o adernamento da embarcação. E aqui se dissipa mais um tabu: o de que um veleiro adernado (inclinado) é mais rápido. O veleiro aderna pois não foi possível absorver toda a força adernante e transformá-la em forca avante. Adernar é um mau necessário.

Velejar com o vento mais próximo do través da embarcação (perpendicular à linha proa popa) é mais tranquilo. Nesta situação, as velas estão mais folgadas (afastadas da linha propa popa) e a quilha consegue anular totalmente a ação da força adernante. (Veja FIGURA 6)

Figura 6/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela

Quando o vento se estabelece um pouco para trás do través, as velas adquirem sua eficiência máxima e o veleiro sua velocidade máxima. (Veja FIGURA 7)

Figura 7/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela

Quando o vento se situa exatamente pela popa da embarcação (popa rasa) o ar não flue por ambos os lados da vela e esta se comporta como o saco de vento que os leigos imaginam. Isto está longe de ser a situação ideal, a expressão “velejar de vento em popa” foi cunhada para a situação do paragráfo anterior.

Toda essa teoria funcionará se as velas estiverem bem trimadas, isto é, reguladas corretamente para o vento do momento. Teremos então um fluxo de ar livre e desimpedido em ambos os lados da vela. Caso isso não ocorra, o ar se descolará de um dos lados da vela, os pares de soldados não permanecerão lado a lado e os pares de bolas de ping-pong não se encontrarão na valuma da vela.

Na prática existem três possibilidades para a regulagem das velas.

1. Muito folgada — Nesta condição, ou as velas estão muito mais distantes da linha proa-popa da embarcação do que deveriam ou o barco esta sendo timoneado muito próximo da linha do vento. O resultado é que o fluxo de ar se “quebra”, particularmente no lado externo da vela (sotavento), e a valuma da vela bate (paneja).

2. Corretamente trimada — Aqui as velas estão trabalhando com eficiência máxima, o fluxo de ar não é interrompido nem quebrado.

3. Muito caçada — Esta é a pior situação, quando as velas estão mais próximas da linha central do veleiro do que deveriam ou o barco está sendo timoneado muito longe da linha do vento. Neste caso, as velas produzem pouca força avante e uma overdose de força adernante, o barco carangueja, aderna em demasia e sofre um stress desnecessário para o qual ele não foi projetado. Para evitar que isso aconteça é sempre bom dar uma folgada nas velas para checar se elas não estão muito caçadas.

Figura 1/Imagens de Sérgio Caetano/Ilhavela

Em regatas, a atenção à trimagem das velas é constante e orientada para a busca de velocidade. Já, na vela de cruzeiro, a vigilância à regulagem das velas depende das circunstâncias e da experiência do capitão e da tripulação. É necesseario fazer um compromisso entre conforto, segurança e velocidade.
Com o tempo, o trimar das velas passa a ser um ato natural. O simples pensar em turbulência nas velas a poucos centímetros do convés, aonde tudo deveria ser harmonia e prazer, é motivo para tirar o sono de qualquer marujo que se preze.

Sergio Caetano, formado em geologia, é skipper profissional, proprietário e instrutor da Ilhavela – Escola de Vela Oceânica. Para mais informações veja: www.ilhavela.com.br

4 Comentários»

[...] This post was mentioned on Twitter by Francisco França, Ubirajara Carratu. Ubirajara Carratu said: O princípio físico do velejar: http://wp.me/pGJXd-7k [...]

  ricardo barbosa escrito @

Caro Sérgio. boa tarde.
Sou velejador de finais de semana, aqui no Nordeste do Brasil. expecificamente Natal RN.
Possu-o um velamar albatroz 27″ de quem tenho o maior carinho.
Recentemente, com o objetivo de melhorar o desempenho de velocidade/conforto em nossas pernadas no mar, adquirí um jogo de velas novas que mandei fazer em sao paulo sob encomenda.
Me surpreendí com os resultados alcançados pelo conjunto. Aumentei em 2 nós a velocidade média de meu pequeno veleiro e isso foi muito bom.
Na equação proposta pela velaria, deveria reduzir drasticamente a esteira de minha mestra ( a retranca era enorme ) e investir numa genoa bem maior.
resolví apostar na orientação e funcionou muito bem. Meu veleiro hoje anda muito mais no berço ( aderna muito pouco ) e consegue aproveitar muito mais o vento transformando-o vem velocidade avante.
Já que o tema é desempenho, que tal falar de “traveller e sua importancia”
bons ventos
Ricardo Barbosa
Diretor de velas do Iate Clube do Natal

  paulo cavalcanti escrito @

Olá Ricardo,

Parabéns pelos estudos náuticos. Ainda estou em tratamento, mas desejo voltar às velejadas.
Perdi seu telefone e não tenho seu e-mail. Por favor, entre em contato (paulonatal@yahoo.com.br)

Paulinho (ex-ciganinho)

  Marcos Fonseca escrito @

Presado Ricardo, boa noite!

É impressionante a diferença de desempenho do veleiro quando se trocam as velas velhas pelas novas. É como se trocasse o motor velho de um carro por um novo já amaciado.
Muitos se resistem em trocar o velho jogo de barrigudas velas por um novo e bem cortado por ser caro, mas trocam o motor do barco.

Com relação ao uso do traveler, ele serve para aliviar a pressão na vela grande sem ter que mexer na regulagem da valuma.
Quando se está orçando e o vento aumenta nas rajadas ao invés de folgar a escota, o mais acertado seria aliviar a pressão nas velas abrindo o plano vélico com o uso do traveler. Depois que a rajada passou, volta-se com o carro do traveler a sua posição anterior. Se folgarmos a escota da grande na rajada, mudamos a configuração da valuma, fazendo com que se perca a potencia quando a rajada passar, perdendo tempo no ajuste fino da mesma que estava pronto antes da rajada entrar. No meu antigo barco o trilho da escota era curto e muitas vezes insuficiente para em determinadas condições de vento ser efetivo. Nestas condições eu deixava o traveler em seu lugar e aliviava folgando a escota pois era contra producente mover o carro do traveler e ele se mostrando insuficiente, ainda ter que folgar a escota para depois da rajada ter que buscar ineviltavelmente o ponto ótimo da valuma. Na condição de vento anterioprmente descrita e durante a velejada se eu não tivesse um rigor em relação ao rumo a seguir eu preferia não mexer em nada e aproveitava a rajada para “subir” no vento com um sutil movimento no leme levando o barco a barlavento e arribando quando essa força exta expirava, é muito divertido! Em qualquer caso, é bom que o timoneiro esteja sempre atento e não agir quando o barco começa a dar aquela adernada. O timoneiro tem sempre que ser “pré” e nunca “pós” ativo, só assim ele vai conseguir uma melhor performance tanto em regata com em cruzeiro.

Um abraço e bons ventos,

Marcos Fonseca

Catamaram Policat


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