Le creste

Per capire come funzionano spere e ancore galleggianti vanno comprese le forze in gioco quando vengono usate. Lo studio più completo apparso sin'ora è il rapporto CG-D-20-87 "Investigation of the use of drogues to improve safety of sailing yachts", del 1984 preparato dalla Coast Guard statunitense con la consulenza di Donald J. Jordan, un ingegnere aeronautico, che colpito dal dramma del Fastnet del 1979 volle capire i motivi di così tanti incidenti. Il rapporto contiene uno studio dettagliato delle forze che agiscono su una barca colpita dal frangente e i risultati di prove in mare e in vasca. Per la completezza dei dati si può considerare lo studio più attendibile fatto sino ad oggi.

Il rapporto è in inglese e di non facilissima lettura, qui cercherò di fornirne gli elementi essenziali.

In breve se ne evince che:

• il vento, da solo, non provoca danni significativi a una barca, sono solo le onde a creare situazioni di pericolo.
• tra tutte le varie onde, solo le onde frangenti possono rappresentare una situazione di grave pericolo per le barche.
• se una barca senza spera viene colpita da un'onda frangente abbastanza potente da capovolgerla, non vi è scampo, nessuna condotta del timoniere può riuscire ad evitare il capovolgimento. L'aspetto positivo è che onde di questo tipo si producono raramente e quindi la probabilità di incontrarle è bassissima
• non risulta che barche con lunghezza superiore ai 60' vengono rovesciate dai frangenti
• le spere sono molto utili nell'impedire alla barca di traversarsi e capovolgersi

Va tenuto ben presente che in assenza di frangenti la barca in mare ondoso viene semplicemente sollevata e abbassata, il moto relativo della barca rispetto al mare resta lo stesso sia in presenza di mare piatto che di onde. In assenza di frangenti l'acqua non si sposta in direzione del vento.

Talvolta però il vento riesce ad accelerare la cresta di alcune onde particolarmente alte e questa cresta acquista velocità portandosi a viaggiare a velocità vicine alla velocità di spostamento dell'onda.

Teniamo presente che una barca viaggia in genere a velocità dell'ordine dei 5 nodi, mentre un'onda con vento forte può viaggiare anche a 20 nodi o più. Quindi un frangente è una massa d'acqua molto grande, di diverse tonnellate, che può colpire la barca a una velocità relativa dell'ordine dei 15 nodi: un impatto devastante.

Se la velocità della cresta in movimento resta inferiore a quella dell'onda, la cresta produce schiuma ma non cade in avanti, viene più o meno lentamente sorpassata dall'onda e si spegne. Se invece la velocità della cresta supera quella dell'onda, questa cade in avanti formando una vera e propria cascata d'acqua.

Sono questi i frangenti pericolosi.

La velocità della cresta può diventare maggiore della velocità dell'onda e frangere  anche in assenza di vento, quando il fronte dell'onda viene rallentato per qualche motivo, per esempio quando l'onda viene frenata da un basso fondalei, ma si può formare anche in alto mare quando l'onda viaggia in senso contrario a una corrente o quando viene rallentata da un'onda trasversale secondaria.

Figure: Le creste

Un mare con onde che viaggiano a 20 nodi e con durata di 18 ore, colpisce ben 9600 volte, se le onde sono frangenti produrranno sforzi notevoli alla barca.

Non tutte le onde sono frangenti e solo una certa percentuale si innalza sopra le altre con rischio di frangere. Aivasovsky, un artista russo che ha dipinto il mare tutta la sua vita ha fatto uno splendido quadro ``La nona onda'' che ci dice che i marinai nell'800 ritevano che una su nove è pericolosa.

Figure: La nona onda

Per capire quanto può essere distruttivo un frangente, basta calcolare la pressione che una massa d'acqua in movimento crea contro un elemento fermo: stiamo parlando di circa 5000 kg al metro quadro con velocità relativa frangente-barca di 20 nodi e di circa 3000 kg/mq per una velocità relativa di 15 nodi.

Una barca di 36' che offra il fianco ad un frangente, anche con 15 nodi di differenza, si prende una spinta di circa 30-40 tonnellate!

Comunque come si vede dal quadro di Aivasovsky (e dal vero), un frangente non è mai larghissimo, inoltre non dura molto, quindi in pratica le probabilità di prendere un frangente distruttivo è molto bassa, ma ricordatevi che ne basta uno solo per mettervi in guai seri.