Introducción
A menudo se escucha esta pregunta: “Porqué los catamaranes son mas rápidos que los monocascos?”
Es complicado dar una respuesta sencilla a esta pregunta que está mal puesta.
En parte la velocidad dependerá del rumbo, de las condiciones del mar y del tipo de barcos. No es lo mismo comparar, por ejemplo, un catamarán de crucero con un monocasco de altas prestaciones y desplazamiento ligero, que planea sobre las olas la mayor parte del tiempo. Comparado a este tipo de monocasco el catamaran tipico de crucero resultaría mucho más lento.
Por este motivo vamos a comparar aquí los típicos barcos de crucero, es decir, catamaranes y monocascos desde los 40 hasta los 60 pies, que son los que habitualmente se utilizan para la navegación de recreo.
En este caso, a paridad de eslora, especialmente en rumbos desde el través hasta la popa, los catamaranes tienen una ventaja con respecto a los monocascos en relación a las velocidades que pueden alcanzar.
Porque pasa esto? Lo veremos a continuación.
La hidrodinámica de los catamaranes
Vamos a explicar el fenomeno de una forma sencilla, sin utilizar complicadas ecuaciones, lo que permitirá entender de forma conceptual las razones del diferente comportamiento hidrodinámico de los catamaranes respecto a los monocascos.
El perfil del casco, o de los dos cascos en el caso de los catamaranes, es la clave principal. Recordemos que la resistencia idrodinamica total (RT) de un casco tiene dos componentes.
RT = Rf + Rr
Una componente (Rf) se debe a la resistencia viscosa del agua y depende del roce de las superficies en contacto con el agua. La otra parte de resistencia (Rr) se debe a la energía disipada en la formación de olas. En particular en el caso de un monocasco que se mueva en el agua “por desplazamiento” (lo que significa que no está planeando) su velocidad máxima está limitada por su misma eslora según la siguiente relación:
Vmax monocasco = 1.34 √L (con Vmax en nudos y la eslora L en piès)
(Para más detalles sobre la hidrodinámica del barco se vea el libro "Teoria de la Vela: Aerodinámica y Técnica")
Por ejemplo la velocidad máxima de un monocasco de crucero de 46 piés seria, en base a este limite teórico, de 9 nudos.
Un monocasco en condiciones normales (de no planeo) nunca podrá superar este límite teórico. Cuando el monocasco alcanze este límite estará "apoyado" dentro de la ola más grande que pueda generar, cuya longitud es exactamente igual a la eslora. En la práctica, esto significa que el barco estará asentado dentro del valle de una ola cuyas crestas están una en la proa y la otra en la popa. El barco no se puede sobresalir de la ola máxima que el mismo genera y la relación de arriba expresa también la velocidad de esta ola de longitud L igual a la eslora del barco.
Lo que ocurre es que cuando la relación entre eslora y manga de un casco es mayor de 8:1 ya no vale esa limitación teórica máxima. Ya el casco no esta limitado en su velocidad por su longitud. Hay todavía resistencia del casco, pero ya principalmente por fricción y no hay el límite teóricamente insuperable expresado arriba.
Esto es exactamente lo que pasa en los catamaranes. Debido al hecho de que la habitabilidad y estabilidad del catamaran esta determinada por el espacio entre los dos cascos, es posible hacer los dos cascos muy finos, con una relación entre eslora y manga, en la obra viva (parte sumergida del casco), igual o mayor de 8:1. Mientras que en los monocascos de cruceros modernos esta relación es alrededor de 3:1.
En los monocascos no es posible hacer los cascos màs sutiles por dos razones. La primera es que un casco de este tipo no tendría casi habitabilidad. El segundo es que casi no habría estabilidad de forma y el barco escoraría hasta con el minimo viento. Otra desventaja es que seria necesario hacer una quilla aun más pesada para evitar demasiada escora y contrarrestar la limitada estabilidad inicial.
La necesitad de una quilla pesada es además otra limitación de los monocascos. Los monocascos son intrínsecamente más pesados que los catamaranes a paridad de eslora porque requieren de una quilla que representa típicamente un tercio del peso total del barco. Esto es un factor que aumenta aun màs el desplazamiento de los monocascos con respecto a los catamaranes, haciendo aún mas difícil superar por planeo el limite teorico (esto es a vez posible parcialmente en rumbos portantes y en la pendiente a bajar de la ola).
Naturalmente esta comparación se refiere al barco de crucero moderno "medio". El diseño de los monocascos modernos de altas prestaciones está basado en un concepto distinto al de los catamaranes, que por los motivos mencionados seria impracticable. De hecho en los monocascos de altas prestaciones se alcanzan relaciones eslora-manga aún más pequeñas de 3:1, especialmente desplazando la manga máxima hacia popa. Esto junto con materiales constructivos ligeros y resistentes hace que sea posible llegar a tener un casco de bajo desplazamiento capaz de planear con más facilidad, superando el limite teorico descrito antes y alcanzando grandes velocidades.