Tendencia y futuro juntos.
Resuenan actualmente en la mayoría de los grandes estudios de diseño del mundo, y parece que buena parte de la industria náutica liviana y la navegación deportiva ya lo utilizan.
Los hidrofoils resuenan actualmente en la mayoría de los grandes estudios de diseño del mundo, y parece que buena parte de la industria náutica liviana y la navegación deportiva ya los utilizan.
El principio físico en el cual se basa el funcionamiento de las hidroalas (término que encuentra alguna raíz en el inglés hydrofoil, de ‘hydro’: agua, ‘foil’: lámina) es la obtención de una fuerza capaz de elevar el casco de una nave gracias a la sustentación que genera un ala (lámina o foil), sumergida en el agua.
La embarcación clásica de este tipo es el alíscafo, cuyo casco sobresale del agua cuando la velocidad es lo suficientemente elevada, gracias a la acción del plano de sustentación. Funciona según el mismo principio que las alas de un avión, aunque es este caso interactuando con un medio líquido, que es mil veces más denso que el aire. Esta tecnología permite al barco aumentar su velocidad gracias a la disminución de la fricción entre el casco y el agua, al evitar la resistencia a las olas.
A baja velocidad, el hidroala se comporta como un barco convencional. Pero a medida que la velocidad aumenta, la presión del agua bajo el ala genera una fuerza de sustentación opuesta al peso de la nave.
Una vez que alcanza cierta velocidad, esta fuerza es suficien- te para elevar completamente el casco sobre el agua. De esta forma, la única parte del barco que permanece sumergida, además de las alas, son las hélices y el timón. Con el casco ya elevado, la única resistencia al avance es la que ofrecen las alas, mucho menor a la que ofrecería el casco sumergido navegando a la misma velocidad.
Sistemas
Según el tipo de sistema elegido, los hydrofoils pueden ser planos, inclinados, operar como puntales (verticales) o una combinación de sistemas. Pero ge-
néricamente y sin profundizar en el cálculo o complejas cuestiones técnicas, se tiene que en todos los casos lo que se busca al levantar el casco de un barco del agua es eludir las limitaciones que imponen la fricción de onda y la resistencia a la fricción casco/agua cuando se navega a altas velocidades.
Pero cuando la nave se eleva y su peso queda tota l mente sopor tado por los hydrofoils, ya no se puede depender del casco para generar las fuerzas de recuperación necesarias para mantener la navegación y la estabilidad. Por lo tanto, estas fuerzas deben ser generadas por el sistema de elevación.
¿Cómo se logran estas fuerzas? Mediante el control activo de las superficies de elevación, o bien a través de un control pasivo, que estará predeterminado por la propia configuración de
los foils, de una manera estable.
En estos sistemas parcialmente sumergidos, la sustentación que genera el foil varía en forma proporcional a su inmersión y velocidad. En otras palabras, a medida que avanza más rapidamente en el agua, mayor será la fuerza de elevación que se hace efectiva, aumentando la fuerza ascendente y llevando al barco a su altura de equilibrio.
La otra configuración básica de un hydrofoil es el sistema totalmente sumergido, de esta forma los foils quedan desacoplados de la superficie. Así es que se vuelve imprescindible algún tipo de control para mantener la altura de vuelo del casco y su posición relativa a la superficie del agua. Con esta complejidad añadida, ¿por qué optar por un sistema de hidroala totalmente sumergido? Porque con el control automático de la elevación el sistema puede sustentarse sobre la superficie del agua, haciendo que la embarcacion no golpee contra las olas en mar grueso.
Configuración de los foils
En l a con f ig u ración t ipo Canard, por ejemplo, la mayor parte de la carga es soportada por grandes foils situados a popa de la sección media. Otro foil ligeramente cargado y más pequeño se ubica hacia adelante. En esta distribución se define arbitrariamente que el 65 % de la carga, o más, se concentra en el conjunto de alas de popa.
La disposición opuesta se conoce como el avión o convencional, en la que la mayor parte de las hidroalas o foils se ubica hacia delante de la sección media. Finalmente, la disposición de hidroalas en tándem se encuentra entre las dos anteriores. En este caso la carga es soportada por igual por los foils situados en proa y popa.
Cualquiera sea el sistema elegidos para el hydrofoil, en términos generales mantendrá un comportamiento de deslizamiento satisfactorio. La distribución de las hidroalas está, por lo tanto, determinada principalmente por factores como la localización de los componentes principales, los requisitos de la navegación, la retracción del sistema y el tipo de propulsión.