La revolucionaria vela flexible de North Sails

Burns Fallow y Michael Richelsen lideran el equipo de trabajo de North Sails, Emirates Team New Zealand y Luna Rossa para desarrollar el concepto de vela flexible y la Regla de Clase AC75. El North Design Suite, herramienta clave para analizar el monocasco volador con el que se competirá por la 36 America’s Cup.

North Technology Group cuenta con una larga y productiva historia en la America’s Cup. Tanto la velería North Sails como la firma de aparejos Southern Spars han sido fundamentales en el desarrollo de barcos de Copa durante años, más recientemente con la introducción de la revolucionaria tecnología 3Di y los innovadores catamaranes foileadores de ala rígida. El anuncio del nuevo concepto de barco con el que se competirá por la 36 America’s Cup debe mucho del trabajo, los recursos, la experiencia y la creatividad al corazón del Grupo North. North Sails y sus herramientas de diseño han vuelto a ser parte clave para el desarrollo de los monocascos que volarán en Nueva Zelanda en 2021.

El Defender Emirates Team New Zealand y el Challenge of Record Luna Rossa tenían claro que querían crear algo nuevo, emocionante y diferente cuando sugirieron las primeras pinceladas de cómo sería la defensa en Auckland. Para ello, no dudaron en recurrir a North Sails, el indiscutible líder mundial de diseño y fabricación de velas.

Desde el inicio de la colaboración, en septiembre de 2017, los expertos de North Sails Burns Fallow y Michael Richelsen fueron conscientes de que debían implicar el North Design Suite, la serie de programas informáticos utilizados por arquitectos navales, diseñadores y regatistas de todo el mundo. Entre los componentes del Suite, iba a ser determinante para el desarrollo del nuevo concepto el software Membrain©, que equilibra presión de viento, forma de la vela y fuerzas del aparejo.

Según Fallow: “Iniciamos este proyecto en septiembre y no tuvimos mucho tiempo para valorar si esta idea iba a ser viable o no, así que había muchas preguntas esenciales que requerían respuesta. Preguntas como cuál será la diferencia de cargas entre la superficie de barlovento y de sotavento de la vela, cómo trabajará la interacción entre sables y mástil, o cuál será el beneficio aerodinámico de todo esto. E iba a resultar arriesgado dar una respuesta. Informé a Michael (Richelsen) sobre lo que tratábamos de lograr, y apenas dos meses más tarde, tras un exhaustivo desarrollo informático, logramos una versión del Membrain que nos ayudó a responder esas preguntas. Desde entonces, hemos añadido más y más funciones para lograr modelos más perfeccionados. Es uno de los proyectos más emocionantes y progresivos en los que he estado involucrado en mis 30 años con North Sails”.

Membrain se utiliza en paralelo con Flow©, que inicialmente aplica presión de viento al conjunto de velas y aparejo, y devuelve un mapa de presiones, fuerzas y momentos generados sobre los mismos. Membrain utiliza estos resultados de Flow para calcular la deformación virtual de la combinación aparejo/vela como estructura unificada. Este proceso se repite hasta que se consigue un equilibrio estable.

El ingeniero jefe de desarrollo de software en North Sails, Michael Richelsen, explica: “Sabíamos que Membrain iba a resultar clave para llegar a una conclusión para el concepto de barco que buscaban Emirates Team New Zealand y Luna Rossa Challenge. Ajustando variables en diseño de velas y aparejo, podemos utilizar Membrain para refinar y optimizar formas del ala, diseño del mástil, configuración del aparejo y más. Trabajando con análisis de aerodinámica e hidrodinámica para los catamaranes de vela rígida de la anterior Copa (2017), adaptamos Membrain al concepto de vela flexible para crear una simulación para el análisis completo del nuevo barco, cargas, aparejo, velas”.

Rígida, flexible o convencional
El sistema de doble elemento de vela rígida utilizado en las ediciones 34 y 35 de la America’s Cup (2013 y 2017) dio lugar a un nivel inédito de trimado. Un ala dividida en segmentos puede ser configurada con una profundidad mayor que una vela convencional, logrando así una fuerza de sustentación mayor cuando se necesite. En segundo lugar, los brazos de control rígidos pueden forzar la inversión de las secciones superiores, lo que crea un momento de adrizamiento, requerido en condiciones de exceso de potencia, al invertir la fuerza de sustentación. Pero un ala rígida es complicada, cara y poco práctica para la navegación en general.

La vela flexible es un híbrido entre una vela convencional y una rígida. Los pares de sables (uno en cada sección) controlan activamente el twist en el área superior. El control de estos sables puede cambiar la forma de la vela y consecuentemente las prestaciones. Aunque la inversión de sección de una vela flexible no puede ser tan dramática como lo sería en un ala rígida, si es mucho mayor que la de una mayor convencional. Mucho del desarrollo reciente de North Sails en Membrain se ha centrado en modelar la interacción entre pares de sables.

A diferencia de una mayor convencional, un ala rígida no se desventa. La vela flexible conserva esta característica gracias a los pares de sables, por lo que puede liberar potencia mejor que una vela convencional, algo muy beneficioso y aprovechable. Por su parte, la superficie 3Di actúa como esencial receptor de cargas, colaborando con los pares de sables para lograr una vela flexible efectiva.

JB Braun, jefe de diseño e ingeniería en North Sails, explica que las consecuencias de esta investigación trascenderá el nicho de la America’s Cup: “Tras 20 años de investigación y desarollo en diseño de velas convencionales y rígidas, podemos trabajar junto a Emirates Team New Zealand y Luna Rossa Challenge para ayudar a evolucionar nuestro deporte con la nueva regla para la 36 America’s Cup. En un período de tiempo reducido (meses frente a años), hemos trabajado unidos utilizando North Design Suite para guiar la próxima generación de barcos de America’s Cup Class. Como ya comprobamos desde el nacimiento de la tecnología 3Di con Alinghi, que hoy es utilizada tanto en competición como en crucero, los beneficios de este trabajo para el deporte de la vela son enormes”.