La calibración del instrumental a bordo, VMG, VMC, AWA, y otros acrónimos.

Autor: Alex Oucinde
 

Situación no del todo inusual: nos convocan a bordo a revisar instrumentos que "no funcionan bien".

Una rápida observación nos permite determinar la causa: nunca fueron calibrados.

Se ha invertido en el mejor equipamiento pero luego de instalado no se han ajustado los parámetros inherentes a los sensores y las características propias del barco. Probablemente hemos asumido -o nos han hecho creer- que por su sofisticación no requerían mas que instalarlos, encenderlos y salir a navegar, pero una rápida mirada al manual nos hubiera prevenido de lo desaconsejable de esta actitud.

Algo similar a llevar las velas mal trimadas, el instrumental sin calibrar es garantía de baja perfomance.

Esta tarea no involucra ninguna mística ni arcanos, mas bien un buen entendimiento de las características del instrumental y el uso de la data disponible para una mejor perfomance, que es en definitiva lo que buscamos.

Pero cual es esa data? En una configuración mínima, para obtener datos relevantes de dirección y velocidad del viento verdadero , el VMG, y  rumbo Tack (bordada) necesitamos disponer de estos cuatro datos en tiempo real:
 

• velocidad del barco

• datos de Compás

• Angulo del viento

• Velocidad del viento
   

En términos de instrumental: corredera, piloto automático e instrumento de viento, interconectados de algún modo, Seatalk, Network, Canbus, Navbus, dependiendo del fabricante. Los datos de compás pueden provenir de un instrumento especifico, pero el piloto es un buen reemplazante en el caso de Raymarine ya que es usual encontrarlo a bordo conectado por Seatalk al resto del instrumental. Otros instrumentos como el GPS pueden aumentar las prestaciones (por ejemplo VMC=VMG al Waypoint), útil para largas piernas donde el VMG al Waypoint no es necesariamente una línea directa como vemos en el grafico.

De todos estos datos, probablemente el mas importante es el de la corredera, ya que de ella se infieren los datos de ángulo, velocidad y dirección del viento verdadero, el VMG para calcular la perfomance, log total y parcial de millas recorridas en la pierna. Y es el parámetro contra el que se evalúa en definitiva el rendimiento del barco.

Se puede usar el SOG del GPS como reemplazo pero tenemos que entender que es la velocidad sobre el fondo y no considera la corriente ni el abatimiento, en casos de fuerte deriva los datos de viento serán muy imprecisos.  Además se actualiza con menos frecuencia, es preferible usarlo como backup en caso de falla de la corredera.

De todo esto deducimos en principio la necesidad de una óptima calibración de la corredera y el manejo de otro parámetro muy útil, el Damping o Response, que funciona como un filtro de "ruido" en circunstancias inestables o duras. Funciona de la siguiente manera:  sobre un periodo de tiempo, si aumentamos su valor suavizamos la lectura de data, y de esa manera veremos cualquier efecto de cambio con mas lentitud. Si lo disminuimos, la respuesta será mas rápida y los cambios mas bruscos. Se deduce asi que no es lo mismo determinado valor de Response para correr un largo donde necesitamos una lectura precisa pero estable (damping alto) que si estamos tirando bordes donde necesitamos datos precisos en tiempo real (damping bajo). La serie Raymarine ST60 puede ajustar valores de Response entre 1 y 15 para la Corredera, Angulo  y Velocidad de Viento y VMG independientemente.

 Revisemos ahora los términos viento aparente, real, VMG y sus significados para entender mejor la importancia de un buen ajuste.

La dirección y velocidad del viento aparente son simplemente los que atraviesan la cubierta y se utilizan para deducir los valores de dirección y velocidad verdaderos (TWA, TWS) y también por si mismos para evaluar la selección de velas a utilizar.

 El viento verdadero es calculado por los vectores de un triangulo compuesto por la dirección y velocidad del  viento aparente (AWA, AWS), el angulo de viento verdadero es el angulo entre el rumbo del barco y el viento verdadero como vemos en la figura:

El VMG es un dato de velocidad que es calculado entre el ángulo de viento verdadero y la velocidad del barco y puede medir la perfomance mejor que la velocidad de corredera en una ceñida o un largo, ya que mide cuan cerca del angulo de viento lo hacemos. Sin embargo no va a ser posible timonear hacia el debido a las fuerzas que componen el  "momento" del barco, cuanto mas nos cerramos al ángulo del viento, el VMG se elevará debido al sostén de la velocidad y la energía del "momento" . Al continuar cerrándonos para aumentar el VMG llegará un punto donde enfrentados al viento el barco se detiene y el VMG cae.

Debido a esto, la técnica es analizar la perfomance  para encontrar las velocidades para el mejor VMG. Una vez conocidas, la optimización a una ceñida o un largo es posible.

 Esto constituye una parte de lo que conocemos como Tablas Polares, que describen la perfomance del barco para todas las condiciones de Velocidad y Angulo de Viento Verdadero. Ploteando radialmente la Velocidad de Corredera contra el Angulo Viento Verdadero (TWA) y cada Velocidad Viento Verdadero (TWS) obtenemos la Curva Polar de Viento:  

Las curvas Polares pueden deducirse teóricamente por diseño predictivo, por certificación IMS o por análisis de perfomance del barco. De esta manera obtenemos la Velocidad del mismo, el lugar donde una perpendicular desde Viento Cero toca la curva determina el primer punto de óptima Velocidad para esa dirección del viento. Para esa velocidad de viento ésta se convierte en la mejor velocidad del barco asi como el Angulo de viento se convertirá en  el Angulo optimo. Su combinación nos dará el VMG permitiéndonos calcular el tacking (borde).

 Ahora intentemos la calibración del ángulo y la velocidad del viento en nuestros instrumentos, y digo intentar porque nos vamos a enfrentar a dos efectos que nos van a complicar la cosa: gradiente y borneo del viento. Estos se originan en la masa de aire que en contacto con la tierra se desacelera y cambia de dirección. La intensidad varía de acuerdo a la “mezcla” de vientos a nivel de suelo y los de altura, si están bien mezclados el efecto se minimiza. Como ejemplo, la brisa de mar que comienza casi totalmente sin mezcla, con lecturas de 40 a 50 grados de diferencia entre el tope del palo y la superficie del agua. Al avanzar el dia y  aumentar su intensidad estas diferencias comienzan a mezclarse y desaparecer. Todo esto complica el ajuste de nuestro instrumento y nos puede llevar a un estado de total confusión, por lo que es recomendable encarar esta tarea en un dia apacible con poco borneo y vientos estables. Como saber que el borneo es mínimo? Si vemos que en una ceñida fácilmente obtenemos mejor velocidad en un borde que en el opuesto sin mediar lógica, probablemente el viento este borneando.

Las gradientes de viento por su lado, nos darán problemas en la lectura de la Velocidad de Viento Verdadero. Puede haber 12 nudos de viento al tope y 4 nudos a nivel del agua. Sentiremos una suave brisa y un bajo poder de empuje de las velas, diferente a tener 12 nudos de Verdadero toda la distancia del tope al agua.

No es recomendable buscar un ajuste del sensor de velocidad del viento ya que este viene calibrado en túnel de viento desde fábrica, salvo que se haya cambiado el instrumento o el sensor con una versión de software diferente.

Cuando nos resulte difícil obtener el objetivo de velocidad del barco para una determinada lectura del instrumento, tengamos estas variables en cuenta y no recalibremos los valores ya que probablemente en buena medida se trate de reinterpretar los datos en base a lectura y observación.  

 Como encontrar el error de alineación del ángulo de viento?

Dos métodos: el primero consiste en enfachar el barco de proa al viento, si la lectura es diferente de cero, tenemos un error. Si este se encuentra unos grados a estribor, digamos 5° deberemos restar esos 5° (-5) para volver la aguja a cero, de la misma manera pero con un coeficiente positivo (+5) si la diferencia se encontrara de babor.

El segundo método involucra una prueba de vela, como el que muestra la figura:

 
1.ponga la embarcación en un óptimo ángulo de ceñida sobre una banda

2.monitoreando el instrumento de viento, cuando las condiciones se estabilicen, anote la lectura

3.tire el borde opuesto

4.monitoreando el instrumento de viento, cuando las condiciones se estabilicen, anote la lectura

5.repita dos o tres veces para obtener un promedio de lectura

6.divida la diferencia entre babor y estribor y reste/sume la diferencia al valor de calibración de la veleta dependiendo de donde esta el menor/mayor error

Sin embargo ( siempre hay un “sin embargo” ), tan pronto comencemos a navegar, la necesidad de seguir ajustando se va a hacer ver. Este es un motivo por el cual soy consultado a menudo (junto con el de la diferencia en la velocidad del viento): en una ceñida el ángulo a un borde no coincide con su complementario a la otra banda, nos sentimos tentados a pensar que hay una falla de instrumental o calibración.

Lo que hay que entender es que el Viento Verdadero puede cambiar de borde a borde, independiente de borneos del mismo. Este fenómeno se da en llamar “tacking” del Viento Verdadero y la razón reside en  una serie de errores en el cálculo derivado de la medición del  Angulo de Viento.

La figura siguiente nos muestra como el Viento medido se deflexiona del angulo “real” de donde necesitamos deducir el Viento Verdadero:

 Agregue a esto, la torsión del mástil y la base del sensor para comprender las variables en juego. En un largo, otro problema que afectará la lectura de velocidad del viento es la tendencia del instrumento a aumentar los valores de velocidad debido a la aceleración aerodinámica de la masa de aire sobre el tope del mástil.

Como vemos, pareciera necesario un ajuste casi a diario y de acuerdo a cada variable en las condiciones del tiempo. Ni tanto ni tan poco, consideremos que solamente los instrumentos mas sofisticados permiten tantas variables de ajuste, y generalmente están destinados en exclusiva a la optimización en regatas.

Para el crucerista y navegante nuestro de cada dia, una calibración inicial realizada por técnico calificado, y el entendimiento de las variables inherentes a todos estos factores será suficiente para obtener lo mejor de sus instrumentos.

 ©2007 Alex Oucinde

Nota: partes de la información presente en esta nota están basadas en el manual Hercules 2000 de B&G ©Brookes & Gatehouse Ltd.2003 , la Fig. 31 tomada del documento MDY´04: Racing Bravo, sistema de navegación para alta competición. Se aprecian asimismo los aportes y comentarios del Piloto de Yates Luis Liberal.