Un velero es una embarcación en la cual la acción del viento sobre su aparejo constituye su forma principal de propulsión.
Los egipcios fueron los primeros constructores de barcos de vela de los que se tiene noticia. Hace al menos cinco mil años que los fabricaban para navegar por el Nilo y más tarde por el Mediterráneo.
Las embarcaciones de vela fueron los primeros medios de transporte a través de largas distancias de agua (ríos, lagos, mares). Actualmente tienen un uso de carácter recreativo, deportivo o educativo. Sin embargo, en algunas zonas del Océano Índico siguen utilizándose con un sentido comercial.
Las embarcaciones de vela también tuvieron un uso militar, especialmente en naciones con un fuerte desarrollo colonial transoceánico (Inglaterra, España, Holanda, Francia), hasta el siglo XIX.
Hay muchos tipos pero todas tienen ciertas cosas básicas en común. Todas las embarcaciones de vela tienen un casco protegido por la quilla, aparejo, al menos un mástil para soportar las velas y una orza para no derivar y compensar la fuerza lateral del viento.
Las embarcaciones de vela fueron siendo progresivamente reemplazadas a lo largo del siglo XIX por embarcación a vapor.
Contrariamente a lo que suele suponerse, la propulsión de la embarcación no se produce por el mero empuje del viento sobre las velas. Si así fuera los veleros serían muy poco maniobrables y sólo podrían navegar en la dirección del viento.
Esta circunstancia fue cierta durante la utilización exclusiva de velas cuadradas -y efectivamente, con una limitación seria de la maniobrabilidad, lo que llevó a combinar durante siglos la vela con los remos, para poder avanzar cuando el viento era desfavorable-, pero la aparición de nuevos aparejos con velas triangulares o trapezoidales unidas al palo por un solo borde (llamado gratil) permitió ampliar la capacidad de maniobra de los barcos al aprovechar otras fuerzas, que serían descritas por el físico Daniel Bernoulli en 1738.
Cuando un velero recibe viento de través o en ceñida, el aire recorre la curvatura de la vela. El flujo de aire que atraviesa por la parte convexa de la vela (lado de sotavento) encuentra un canal más estrecho, y, para poder atravesarlo, sufre una aceleración respecto del aire circundante, que produce al mismo tiempo una disminución de la presión. Por el contrario, el flujo de aire que pasa por la parte cóncava de la vela (lado de barlovento) encuentra un canal más amplio y sufre una desaceleración respecto del aire circundante, al mismo tiempo que un aumento de la presión.
Cuanto más viento llega hasta la vela, más potente es este efecto: al disminuir la presión del lado de sotavento, mayor caudal de aire recibe cuando se divide el flujo que llega hasta la vela, debido a que el aire es atraído por las zonas de baja presión.
El efecto exactamente contrario sucede en el lado de barlovento: a mayor presión, menor aire que es atraído y que debe recorrer el espacio ampliado por la concavidad de la vela; más disminuye la velocidad y más aumenta la presión; hasta que se llega a un punto de equilibrio que es cuando se alcanza la máxima velocidad para esas condiciones de viento.
La fuerza total producida por la acción del viento sobre la vela, como puede apreciarse en el esquema, es oblicua respecto de la dirección de la embarcación, y la descomposición de esa fuerza determina que la fuerza mayor es perpendicular a la dirección del barco. Esa fuerza es compensada por la acción de la quilla, del quillote o de la orza, y del timón, que reducen (aunque no eliminan) la tendencia a navegar de costado hacia sotavento y limitan la inclinación del velero (denominada escora).
Es la tendencia que debe tener el barco a recobrar su posición inicial, cuando es apartado de ella por la acción de fuerzas exteriores como pueden ser la mar y el viento. La estabilidad transversal, o resistencia a la escora, es la más importante en los veleros. Al producirse la escora se genera un par de fuerzas: por una parte el peso del barco que está aplicado en el centro de gravedad del barco y por otra la fuerza de empuje o flotación que está aplicada en el centro de carena. Un barco será más estable cuando la resultante de este par de fuerzas lo lleve a su posición original. Podemos conseguir que un barco sea más estable por una parte mientras más bajo esté el centro de gravedad, y por otra cuando el centro de carena se desplace más lateralmente al producirse la escora. Por esto los barcos de vela llevan peso en la quilla o lastre y cuanto más anchos sean, es decir, con mayor manga también serán más estables. Pero un exceso de estabilidad no es bueno, debido a que somete a esfuerzos innecesarios a todas las estructuras de cubierta, diciéndose entonces que el barco es duro. Un defecto de estabilidad conlleva a que el barco sea "flojo" o "dormilón"; es decir, que tarda mucho en adrizarse tras un golpe del mar o tras cualquier otra causa que saque al barco de su condición inicial. Esta característica es típica de los buques de pasaje, para que los pasajeros viajen cómodos sin ser sometidos a grandes balanceos.
Esquema de fuerzas.
Todos los buques tienen quilla, que es la espina dorsal del casco. En la construcción tradicional es la estructura sobre la cual depende todo lo demás. Los diseños modernos monocasco incluyen una quilla virtual. Incluso los multicasco tienen quillas. En un velero la palabra quilla también se utiliza para referirse a la zona que se agrega al casco para mejorar su plano lateral. El plano lateral es lo que impide margen de maniobra y permite navegar hacia el viento. Esto puede ser una pieza externa o de una parte del casco.
La mayoría de los veleros son más grande que un bote y requieren de un lastre, según el lastre de diseño será de 20 a 50 por ciento de los desplazamientos. El lastre se integra a menudo en sus quillas como grandes masas de plomo o hierro fundido. Esto asegura el lastre y se sitúa lo más bajo posible para mejorar su efectividad. Las quillas externas están ensambladas según la quilla principal. En un velero monocasco de quilla se hace efectivo mediante una combinación de peso, la profundidad y longitud.
Las quillas de los veleros más modernos tienen una aleta. Los yates tradicionales llevaba una quilla corrida que es generalmente la mitad o más de la longitud de la embarcación. Una característica de los últimos es un quilla alada, que es corta y poco profunda, pero lleva mucho peso en dos "alas" que van hacia los lados de la parte principal de la quilla. Aún más reciente es el concepto de quilla pivotante, diseñado para mover el peso en la parte inferior de un velero al lado del viento, permitiendo al barco llevar más velas.
Multicascos, por el contrario, tienen una necesidad mínima de lastre, ya que dependen de la geometría de su diseño, la amplia base de sus cascos múltiples, por su estabilidad. Los diseñadores de multicascos de rendimiento, tales como el mar abierto rendimiento sesenta, hacen todo lo posible para reducir el peso del barco en general tanto como sea posible. Esto lleva a algunos a comentar que el diseño de un multicasco es más similar al diseño de una aeronave.
La orza es, en esencia, una quilla muy ligera, que no está permanentemente montada y puede ser levantada para dar cabida a aguas poco profundas. Algunas embarcaciones deportivas están diseñadas para funcionar como un avión en la superficie del agua, ya que cuentan con orzas o quillas.
Velero en Puerto Madryn, Argentina.
PARTES DE UN VELERO, NOMENCLATURA BÁSICA
En el gráfico podemos ver y aprender todas las partes de un velero. Definimos a continuación los elementos principales en el manejo de un velero como la orza, la botavara, las drizas, toda la jarcia y las partes principales de la vela, la baluma, el grátil y el pujamen.
Mástil: Es el palo vertical en un velero que sirve para sujetar las velas
Botavara: Es un palo o percha horizontal que unido al mástil sirve para sujetar y orientar la vela mayor.
Orza: La orza es una pieza habitualmente retráctil que está situada debajo del casco o de la quilla, tiene la función de evitar la deriva de la embarcación por efecto del viento. El efecto de la deriva es máximo en ceñida, reduciendo su efecto según vamos hacia el través y con efecto nulo en rumbo de popa. Es por este motivo que se hace retráctil, para poder retirar la orza en rumbos portantes.
Jarcia firme: Es el conjunto de cables y cabos fijos, que no se tocan o varían de posición en un uso normal de un barco. Sirven para sujetar los palos. La jarcia firme lo forman los estáis y los obenques.
Estáis, stays o estayes: Son cabos o cables de acero que se utilizan para sujetar el mástil impidiendo que caiga hacia proa o popa. Forman parte de la jarcia firme de la embarcación.
Obenques: Son los cables o cabos de la jarcia firme que sujetan los palos o mástiles lateralmente. Se afirman a los costados por unas piezas denominadas cadenotes.
Jarcia de labor: Son los cabos y aparejos que utilizamos para orientar las velas y manejar la embarcación. Lo forman las drizas, los amantillos, las escotas, trapa y las contras o retenidas.
Drizas: Cabos o cables que se utilizan para izar o arriar las velas.
Escotas: cabos que se hacen firmes en el puño de escota de las velas o en la botavara para orientar y manejar las velas.
Amantillos: Son los cabos cuya función es la de sujetar la botavara desde lo alto del palo cuando la vela no está izada.
Trapa: Cabo o cable que sujeta desde la base del palo la botavara para impedir que se levante especialmente en vientos portantes.
La contra o retenida: Son cabos que se utilizan para sujetar la botavara y evitar una trasluchada involuntaria cuando navegamos en rumbos portantes.
Puño de driza: Es el vértice superior de la vela utilizado para hacer firme la driza. También es conocido como puño de pena.
Puño de amura: Es el vértice delantero de la vela triangular de un barco, es el vértice que se encuentra más próximo a las amuras. En la vela mayor va fijado a la parte baja del mástil y en el foque va unido a la proa del barco.
Puño de escota: Es el vértice inferior más a popa de la vela, donde van afirmadas las escotas en el caso del foque y a la parte posterior de la botavara en la vela mayor.
Sables: Son unas varillas o tubos laminados normalmente de fibra de vidrio o carbono que se utilizan para dar forma y rigidez a la vela. Evita también que se formen arrugas verticales.
Grátil: El grátil es el lado de la vela que va unido y sujeto al mástil en el caso de la vela mayor y al stay en el caso del foque.
Baluma: Es el lado posterior de la vela, va desde el puño de driza al puño de escota.
Pujamen: Es el lado inferior de la vela triangular. En la vela mayor el pujamen va unido a la botavara.