Densidade do ar X Velocidade do vento
Complementando a matéria referente ao Vento Aparente, seguem algumas contribuições interessantes vindas do mundo da ciência. A equação que rege a força do vento é:
P = ½Apv3, onde P = força do vento, A = área (velica) sobre a qual o vento está agindo, p = densidade do ar e v = velocidade do vento.
Isto significa o seguinte:
1. Quando dobra a velocidade do vento (v), a força do vento (P) aumenta 8 vezes! Para aclarar (ou complicar?):
– Vento de 15 nós gera aprox. 2,3 vezes mais força que um vento de 10 nós;
– Vento de 20 nós gera aprox. 8 vezes mais força que um vento de 10 nós;
– Vento de 30 nós gera aprox. 3,5 vezes mais força que um vento de 20 nós;
– Vento de 30 nós gera aprox. 27 vezes mais força que um vento de 10 nós;
2. Então, quando passamos de um vento de 10 para 30 nós, porque razão a vela não é 27 vezes menor? Parte da resposta está na moderna configuração das velas de abrir a zona de escape do ar na valuma próximo ao tope da vela (twist). Quanto mais aumenta a força do vento, mais abre o tope da vela (aumenta o twist), fazendo o vento “escapar”. Esta característica faz sua vela efetivamente diminuir conforme o vento aumenta. O tope da vela deixa de funcionar para fornecer Power à vela, pois ele abrindo, o vento passa direto por ele.
3. Velejadores mais antigos, que chegaram a utilizar velas de configuração mais antiga sem o aspecto de twist instalado, devem se lembrar o quanto era difícil “segurar” esta vela quando a velocidade do vento aumentava apenas alguns nós. Velas com twist conferem um range de vento muito maior porque a área funcional de pressão diminui conforme aumenta o vento.
4. Caçando a vela na base, tendemos a abrir mais a valuma no tope. Esta ação aumenta o efeito de twist. Além disto, também achata o perfil da vela tornando-a um aerofólio menos eficiente, diminuindo o power da vela e a tornando mais controlável nas rajadas.
Por esta razão, caçar a vela na base quando o vento aperta, equivale a montar uma vela menor.
5. Caçar a vela na retranca aumenta a área funcional da mesma, aumentando seu power. O aumento do Power nesta condição em teoria prejudica a resposta do conjunto pelo achatamento da vela, que a transforma num aerofólio menos eficiente.
Sabemos que caçar a vela na base achata a vela em seu perfil e aumenta o twist no tope. Isto significa que caçar na base é normalmente mais efetivo que caçar na retranca para reduzir o Power de uma vela.
6. A grande maioria dos velejadores não possui extensões ajustáveis que permitem ajustes enquanto estão velejando (exceto competidores profissionais de slalom/speed). Mas ajustes variáveis de retranca são mais comuns e fáceis de serem utilizados. Podem representar um meio muito efetivo de aumentar o range de utilização de sua vela.
7. Outra parte da explicação de porque não precisamos diminuir de vela 27 vezes no seu tamanho quando o vento aumenta de 10 para 30 nós, tem a ver com a mudança do ângulo de ataque da vela. Ângulo de ataque é o ângulo formado entre o vento e a vela. Em ventos fracos, o vento tende a incidir contra a vela num angulo maior. Isto gera um grande poder de Lift (força que tira a prancha da água e faz iniciar o planeio) e Power na vela. Quando o vento aperta e a velocidade aumenta, este ângulo de ataque normalmente tende a diminuir, diminuindo o Power gerado pela vela (e permitindo o controle da mesma).
Segue uma explicação um pouco mais técnica: O “vento real” é o que você sente em seu rosto se você estiver parado na beira da praia. Mas quando está velejando, o vento que você e sua vela sentem é o “vento aparente”, não o vento real. O vento aparente, como visto numa das matérias anteriores, resulta do fato de você se deslocar para a frente , gerando seu próprio vento que na realidade sopra exatamente em direção contrária.
É como o vento que você percebe no seu carro. Digamos que no momento o vento real é zero.Mas se você acelerar seu carro até atingir 100Km/h e colocar sua mão para fora da janela, você sentirá um vento “aparente” que é gerado pelo movimento de seu carro. O vento aparente sopra em direção exatamente contraria ao deslocamento do carro.
Então, se você se move para a frente em sua prancha, o vento aparente atuando na vela, é uma combinação do vento real (ou verdadeiro) e o vento resultante do deslocamento à frente de sua prancha. Quanto mais rápido você for, mais vento aparente você sentirá. E quanto mais vento aparente você sentir, menor será o angulo de ataque entre sua vela e o vento, e em consequência, menor o power da vela.
Novamente, significa que ir mais rápido é igual a velejar com uma vela menor, pois a área total da vela que está perpendicular ao vento (“A” na equação inicial) diminui. Um implicação direta disto (que poderá até parecer contra-intuitiva), é que em ventos mais fortes, quanto mais rápido você se deslocar, mais fácil é o controle para suportar a vela.
8. O vento no inverno é mais frio e portanto, mais denso que o vento nos meses quentes de verão. De acordo com a fórmula do início do texto, isto significa que ventos frios são mais fortes em qualquer que seja sua velocidade. Por exemplo, a 4,4ºC o vento é 10% mais denso que o vento a 32,2ºC, sendo portanto, 10% mais forte em qualquer velocidade que esteja soprando. Isto também pode afetar a escolha da vela que você irá utilizar no inverno ou verão.
Complicou ainda mais? Esta parte final relacionada à densidade do vento, bate exatamente com o fato bastante conhecido por alguns velejadores da região, que afirmam que o vento na região de Ibiraquera (região fria no sul do Brasil) soprando a 16 nós, é mais forte que um mesmo vento de 16 nós soprando em São Miguel do Gostoso (NE).
Materia originalmente escrita por Jeffrey MacIntosh e retirada de http://www.windsurfcanada.com/phpbb3/viewtopic.php?f=1&t=2241
Grande abraço e Bons Ventos,
Carlos Jürgens
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