Una de las preguntas más frecuentes de quienes ven por primera vez un catamarán volar a 30 nudos frente a un monohull que navega a 8 es: ¿por qué? ¿Qué hace que dos cascos unidos por una red sean tan superiores en velocidad a un casco único con quilla? La respuesta está en la física, y es más elegante de lo que parece.
La escora y su coste
Cuando el viento sopla sobre la vela de un monohull, la fuerza aerodinámica tiene dos componentes: una hacia adelante (propulsión) y una lateral (deriva, que la quilla convierte en escora). La escora es energía desperdiciada: el barco que escora no está convirtiendo toda la energía del viento en propulsión.
Además, un barco escorado tiene más resistencia hidrodinámica: la superficie de casco bajo el agua aumenta cuando el barco se inclina, y el perfil del casco ya no es el óptimo para cortar el agua.
El catamarán elimina prácticamente la escora. Con la vela cazada para el máximo rendimiento, la fuerza lateral del viento levanta el casco de barlovento pero no inclina el barco más de unos pocos grados. Toda la energía del viento va hacia la propulsión.
El momento adrizante: la clave de la estabilidad
La resistencia de un barco a la escora se llama momento adrizante. En un monohull, este momento viene del lastre de la quilla: cuanto más pesada sea la quilla y más lejos esté del centro de gravedad del barco, más resistencia ofrecerá a la escora. Pero el lastre pesa, y ese peso hay que moverlo en el agua.
El catamarán genera momento adrizante de una forma completamente diferente: de la separación entre los dos cascos. Cuando el viento empuja la vela, el casco de barlovento tiende a levantarse. Para que se levante completamente, la fuerza del viento debe superar el peso del casco de barlovento multiplicado por la distancia entre ese casco y el centro de gravedad. Con 2-3 metros de separación entre cascos, ese momento adrizante es enorme sin necesitar ningún lastre.
El resultado: el catamarán puede llevar mucha más vela —y por tanto aprovechar mucho más el viento— sin volcar, en comparación con un monohull de peso equivalente.
La superficie mojada y el foiling
Cuando un catamarán navega en desplazamiento, tiene dos cascos en el agua. Eso es más superficie mojada que un monohull equivalente, lo que genera más resistencia por fricción. Esta es la razón por la que en viento muy ligero, los catamaranes no siempre son tan superiores a los monohullos.
Pero cuando el catamarán foiling levanta ambos cascos del agua, la situación cambia radicalmente: solo cuatro pequeñas aletas (los foils) están en contacto con el agua. La superficie mojada se reduce en un 95%. La resistencia por fricción cae en picado. El barco puede seguir acelerando porque la energía del viento ya no lucha contra la fricción del agua sino principalmente contra la resistencia aerodinámica del aparejo y los tripulantes.
Este es el “truco” del foiling: eliminar la resistencia hidrodinámica más grande (la fricción de los cascos en el agua) para llegar a velocidades que simplemente no son posibles en desplazamiento.
El viento aparente: el ciclo de retroalimentación positiva
El concepto de viento aparente es fundamental para entender por qué los catamaranes foiling pueden ir más rápidos que el viento verdadero.
Cuando estás quieto, el viento que sientes es el viento real. Cuando corres en la misma dirección que el viento, el viento que sientes (el aparente) es más suave porque tu velocidad hacia adelante compensa parte de la velocidad del viento. Si corres en dirección contraria al viento, el aparente es más fuerte.
En un barco de vela en portante, cuando el barco gana velocidad, el viento aparente se desplaza hacia proa (viene más de frente). Esto permite al barco apuntarse más al viento y usar la vela de forma más eficiente. Al usar la vela más eficientemente, el barco gana más velocidad. Al ganar velocidad, el viento aparente se desplaza aún más hacia proa…
Este ciclo de retroalimentación positiva es más poderoso en los barcos más rápidos. Un catamarán foiling que navega a 25 nudos con viento verdadero de 15 nudos puede tener un viento aparente de 30+ nudos viniendo de un ángulo muy cerrado (casi de proa). Esto le permite apuntarse al viento verdadero a 120 grados o más y seguir generando propulsión eficiente, mientras que un monohull en la misma ruta navegaría a 180 grados (directamente con el viento en popa) a 8 nudos.
La curva polar: el lenguaje de la velocidad
Los diseñadores navales usan la curva polar para comparar el rendimiento de diferentes barcos. En la curva polar, el eje horizontal representa el ángulo respecto al viento verdadero, y la distancia desde el centro representa la velocidad del barco en ese ángulo.
La curva polar de un catamarán moderno foiling es radicalmente diferente a la de un monohull convencional:
- En portante abierto (120-150 grados), el catamarán puede alcanzar velocidades de 2 a 3 veces la del viento verdadero
- En ceñida (45-50 grados), el catamarán va significativamente más rápido que el monohull
- La velocidad máxima del catamarán se produce en ángulos de través (90 grados) y portante (110-130 grados)
La implicación táctica es que para ir de A a B contra el viento, un catamarán puede hacer una ruta más larga en términos de distancia pero más rápida en tiempo porque sus velocidades en ceñida son muy superiores.
El precio de la velocidad
La velocidad de los catamaranes tiene un coste: la dificultad de manejo. Un barco más rápido tiene menos tiempo para reaccionar a los cambios, más inercia en las maniobras y consecuencias más graves en los errores. La vela de catamarán es más exigente técnica y físicamente que la de monohull, y los accidentes a 30 nudos son potencialmente más graves que a 8 nudos.
Este equilibrio entre velocidad y dificultad es parte de lo que hace al catamarán de regata uno de los deportes más apasionantes y desafiantes de la vela olímpica.