Resistencia de superficie
Es la que se produce al mover la superficie del casco en el agua, ocasionada porque las moléculas de agua más cercanas al casco se le adhieren y se mueven con él; pero a una cierta distancia, unos 5 mm, el agua ya no se mueve con el casco. Hay una transición de velocidades entre las moléculas pegadas al casco y las que permanecen inmóviles. Se produce una cizalladura y se rompen las fuerzas intermoleculares entre las moléculas de agua (fezas de Van der Waals), de carácter eléctrico. Aunque las fuerzas son muy pequeñas, el elevado número de moléculas hace que la fuerza total sea considerable, frenando el barco. Es importante darse cuenta que este tipo de resistencia no es el rozamiento que se produce entre dos superficies sólidas al deslizar una sobre otra, ocasionado por las rugosidades de la superficie. Es cierto que un casco sucio produce resistencia, pero sobre todo debido a la formación de turbulencias.
La resistencia de superficie en régimen laminar (o sea, sin turbulencia) es proporcional a la superficie húmeda. Por eso los catamaranes apenas la sufren: su superficie húmeda es muy pequeña comparada con la de un monocasco.
La resistencia de superficie también explica porqué el barco tiende a orzar cuando escora. La banda de sotavento tiene más superficie mojada que la de barlovento, y por lo tanto ofrece mayor resistencia. El resultado es que la fuerza que hace avanzar el barco es mayor en la banda de barlovento que en la de sotavento y el barco orza. Pensad en un carro tirado por una pareje de bueyes: si uno tira con más fuerza que el otro, el carro girará hacia el lado de ese buey.
Resistencia de forma
Se produce por la fuerza que debe hacer el casco para apartar el agua de su camino, produciendo la ola que acaba determinando la velocidad de casco. Para minimizarla, se da a los cascos formas estilizadas. Sin embargo, eso aumenta la superficie mojada para un mismo volumen sumergido. Como siempre, hay que alcanzar equilbrios. El consenso hoy en día es que la mejor forma es una proa estilizada, una popa ancha y un fondo plano. El diseño también es distinto según se pretenda un barco de regatas o un crucero. Este último necesita más espacio y altura, lo que supone mayor volumen (y superficie) sumergido.
Resistencia parásita
Es la que se produce como efecto de la turbulencia a lo largo del casco y en la popa. En las turbulencias se forman remolinos, para cuya creación hace falta energía, que se detrae de de la que se usa para hacer avanzar el barco.
Cerca de la proa, el régimen es laminar: las moléculas se mueven en líneas paralelas que siguen la forma del casco. Luego, dependiendo de la velocidad, la forma del casco otros parámetros se separan, aparecindo la turblencia. Cuanto antes se separen, mayor es la turbulencia. Los grifos, mejillones y otros artefactos que sobresalen del casco contribuyen a que la turbulencia sea mayor. Esa es la razón fundamental para tener un casco limpio y liso. En la imagen se ve este fenómeno en un perfil de ala de avión.
La popa deja un vacío tras de si, que se llena con agua, y al llenarse se produce turbulencia. Para disminuirla se diseña la popa de manera que no tenga un corte vertical. En la imagen se ve lo que ocurre con un cilindro moviéndose en un fluido.Resistencia inducida
Es debida a turbulencias que se producen en la punta de la quilla y el timón, pero para explicar su origen hay que conocer como se produce empuje en velas, quilla y timón, lo que dejo para otro día.
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