Manual del Vuelo a Vela
Wolf Hirth
1942
Las ascendencias
por
WOLF HIRTH
Ascendencia
orogr�fica
La
ascendencia m�s conocida es la orogr�fica, la cual se presenta all� donde una corriente
horizontal de aire encuen�tra el obst�culo de una monta�a que, desviando el aire, le
fuerza a elevarse. Con esta ascendencia vol� ya Otto Lilienthal y fue la que hizo posible
los primeros grandes vuelos a vela en el Rh�n y en otros lugares en los a�os de 1920 a
1925. Aunque este g�nero de ascendencia no representa hoy el im�portante papel de ser el
�nico manantial de energ�a del vuelo a vela como en aquellos a�os representaba, es, sin
embargo, el campo en el que se zarandean los principiantes del vuelo a vela, y en el que
tambi�n se encuentran a gusto los antiguos pilotos de velero.
La
intensidad de la ascendencia depende no solamente de la velocidad horizontal del aire,
sino tambi�n de la altura de la monta�a: de su forma, seg�n que sea c�nica o una
cadena extensa; de la pendiente de las laderas; asimismo de la clase de vegetaci�n, prado
o bosque; de la posici�n del sol y consiguiente influencia t�rmica; adem�s de la clase
de terreno que haya ante la monta�a.
La
mejor ascendencia y mejores condiciones para el vuelo, es decir, el terreno ideal para
producir una ascendencia orogr�fica se hallar� all� donde, en una gran llanura, sin
otras colinas u obst�culos, se levante una hermosa cadena de monta�as, poco m�s o menos
como se representa en la figura 109. Aqu� el viento sopla libremente y es recogido en
toda su extensi�n por el terreno que se eleva formando como una cazuela o ensenada,
mientras que si se tratase de un monte c�nico al aire le rodear�a por ambos lados y
solamente se producir�a una ascendencia peque�a.
Hay que
fijarse especialmente en la formaci�n de torbe�llinos que pueden presentarse en un
terreno de vuelos y que precisamente puede ser en la parte dedicada al envuelo y
aterrizaje. Muchas veces no se puede evitar que las zonas de terreno destinadas a esos
fines y, m�s a�n, la destinada al aterrizaje, est�n situadas en regiones de la masa de
aire en donde se producen torbellinos. Esto dificulta las operaciones de vuelo, cuando se
trata de alumnos; pero para pilotos con pr�ctica no significa m�s que poner atenci�n en
ello durante unos segundos (fig. 109).
Fig. 109. Terreno favorable para la ascendencia orogr�fica. En la zona de envolar y aterrizar cerca del cobertizo, la uni�n de meseta y ladera es suave, con una curvatura adecuada para facilitar las � maniobras de envuelo �, permi�tiendo f�cilmente el � correr � del equipo de envuelo, cuando se da esa voz, mien�tras que el resto de la ladera es m�s empinada y su uni�n con la meseta es cor�tada; todo lo cual refuerza la ascendencia. Los aterrizajes son posibles de hacer cerca del cobertizo, tanto contra el viento como con el viento, ladera arriba. Adem�s, se puede aterrizar sin peligro alguno en el valle y luego envolar otra vez por remolque de avi�n o de torno, o bien, en el caso de viento flojo, instalar el torno arriba, cerca del cobertizo y envolar ladera arriba, con lo cual se puede llegar a alcanzar gran altura sobre el valle, pues el cable de remolque s�lo tiene los 0� de inclinaci�n cuando el aparato llega al nivel de la meseta.
Como en otro
lugar se ha explicado, una inversi�n muy marcada impide los movimientos ascendentes del
aire. (Se alude a una inversi�n de temperatura en la atm�sfera. Seg�n se ha visto, el
r�gimen de temperatura en la atm�sfera es, generalmente, ir descendiendo con la altura.
Inversi�n se presenta cuando, en lugar de descender, la temperatura aumenta con la
altura. Si la estratificaci�n es ya estable desde que el descenso de temperatura es
inferior a 1� por 100 m. se comprende que aun ser� mayor la estabilidad si, lejos de
disminuir, la temperatura crece. Una in�versi�n es como una barrera infranqueable para
el aire ascendente. - N. del T.)
Fig. 110. Modo de producir la ascendencia orogr�fica en una ladera empi�nada (Experimento de Bachem). El viento que viene de la izquierda es desviado hacia arriba por la monta�a. Se observa el torbellino formado detr�s del borde de las mesetas. (Fotograf�a de un canal hidr�ulico de ensayo, haciendo visibles los filetes l�quidos por medio de polvo de aluminio)
Esto ocurre
no s�lo en las grandes alturas, sino tambi�n muy frecuentemente junto al suelo. Si
suponemos que en el valle, delante de la mon�ta�a, hay una masa de aire fr�o, hasta una
altura, por ejemplo, de 80 m., enton�ces en esta masa apenas ha�br� movimientos de
aire, y si existe una monta�a que tenga 100 m. de altura, el efecto del viento que sople,
pasando por encima de la masa fr�a, ser� como si una monta�a de s�lo 20 m. de altura
recibiese el viento que sopla libremente (Fig. 111).
Este caso es
mucho mas frecuente de lo que se cree, especialmente en los meses de oto�o, invierno y
primavera. En invierno, incluso, ocurre que masas enormes de aire fr�o permanecen sobre
una co�marca semanas enteras, y esta situaci�n s�lo cambia cuan�do fuertes corrientes
de aire van llev�ndose poco a poco el aire fr�o. A veces esto puede ocurrir en un d�a o
en un plazo muy corto, as� que, acaso, en un terreno de vuelo a vela no es posible el
vuelo en las primeras horas de la ma�ana, a pe�sar de comprobarse la existencia de
viento favorable, mien�tras que a mediod�a, si el aire fr�o ha sido ya expulsado del
valle, son extraordinariamente buenas las condiciones para volar. (En la mayor parte de
nuestro pa�s ser� mejor decir la estaci�n fr�a; aun en la vertiente cant�brica ocurre
el fen�meno tambi�n en primavera y hasta en verano, en las primeras horas de la ma�ana.
El aire enfriado en las cumbres de las monta�as desciende a lo largo de las laderas, y se
acumula en el valle. En la estaci�n y comarcas en las que el enfriamiento nocturno no es
bastante para producir ese efecto, no se presentan las condiciones apropiadas para que
tenga efecto el fen�meno que se analiza en el texto. - N. del T.)
Yo
mismo he encontrado tales circunstancias en las mon�ta�as del Jap�n, donde en el oto�o
tuvimos durante catorce d�as, d�a por d�a, el mismo tiempo, solamente que varias veces desfasado
de una a dos horas. Antes de las diez o las once era imposible hacer nada; entre once
y trece horas ya se pod�a empezar a mantenerse bien en el aire, y a la ca�da de la tarde
aun volaba a vela en las monta�as.
Lo
mismo que ocurre en algunos casos de vuelo t�rmico, que la inversi�n limita las
ascendencias, puede suceder tam�bi�n que una inversi�n sobre la ladera limite la
ascendencia orogr�fica.
Por las
razones dichas resulta claramente que el anem�metro es un instrumento muy imperfecto
para el vuelo a vela orogr�fico; lo que se habr�a de tener es un instrumento medidor de
ascendencias, el cual, desgraciadamente hasta hoy, no existe, aunque tal vez no ser�a
demasiado dif�cil construirlo.
El
vuelo en la ascendencia orogr�fica es el m�s sencillo de ejecutar para los j�venes
pilotos de velero, porque se puede saber muy exactamente en d�nde se presentar�n tales
ascen�dencias, que ser� en el lado de la monta�a de donde viene el viento o lado de
barlovento. Mucho m�s dif�cil es el en�contrar la ascendencia cuando la corriente
vertical del aire es � invisible � completamente, como veremos despu�s en las
ascendencias t�rmicas de altura. El vuelo orogr�fico tiene tambi�n algunos
inconvenientes, especialmente el de que la zona de ascendencia es de anchura muy reducida,
de modo que cuando hay gran actividad de vuelo excita mucho particularmente a los
espectadores, ver pa�sar planeando tan cerca unos de otros, diez, doce o aun m�s veleros
(fig. 112).
Fig. 112. Vuelo con apoyo orogr�fico. Se envue�la
contra el viento desde el borde de la meseta y al virar se va siempre huyendo de la
monta�a
Frente tormentoso
Despu�s de
ser durante muchos a�os la � ascendencia orogr�fica � el �nico � proveedor de
gasolina � de los pilotos de velero, consigui� Max Kegel, de Kassel, el a�o 1926
aprove�char un � frente tormentoso � para ganar altura. Una turbo�nada que pas� sobre
la Wasserkuppe, se lo llev�, a medias contra su voluntad, y Kegel desapareci� entre la
niebla y las nubes durante horas y se le estuvo buscando por los alrededores de la
Wasserkuppe, hasta que una llamada telef�nica desde lejos trajo la noticia de que todo
hab�a ido bien y de que un hombre, por primera vez, se hab�a librado de las monta�as y
de sus ascendencias. Max Kegel volvi� a la
Los
frentes tormentosos son irrupciones de aire fr�o que, casi siempre con gran velocidad,
avanzan del Oeste al Este y ocasionan la r�pida ascendencia de las capas de aire con
es�tratificaci�n l�bil que van encontr�ndose ante s�. Se puede decir, por
consiguiente, que el frente tormentoso es una especie de fen�meno inverso al de una
ascendencia orogr�fica.
En
�sta la cu�a permanece fija y el aire, al chocar contra ella se convierte en
ascendencia. Por el contrario, en el frente tormentoso la cu�a, que es de aire fr�o, es
la que se mueve y choca contra el aire en reposo obligando a �ste a elevarse. La causa de
que este efecto sea m�s intenso es debida a que la ascendencia es principalmente de
origen t�rmico porque el choque del aire determina la resoluci�n de la estratificaci�n
l�bil de las masas de aire sobre las que irrumpe a masa fr�a (Fig. 113).
Fig. 113. a) Un frente
con superficie de ascendencia lenta
b) Un frente de irrupci�n. El piloto vuela en la zona entre las flechas en blanco,
delante de la tormenta
Un frente
tormentoso suena a peligro y, sin embargo, no es as� en la mayor parte de los casos. As�
como el princi�piante al volar a vela en la ladera tiene la monta�a como base de la
ascendencia en que se apoya, en el frente tormentoso, el piloto sabe que delante de la
nube cuenta con una ascen�dencia tranquila. Yo puedo atestiguar, con mi propia
experien�cia, que el vuelo delante de una nube tempestuosa es uno de los modos m�s
impresionantes y, sin embargo, m�s sencillos de volar a vela. Que con las tormentas son
posibles los gran�des vuelos es bien sabido desde que G�nther Groenhoff hizo en 1931 su
c�lebre vuelo de marca. Pero el hecho de que desde entonces no se haya vuelto a hacer
nada sobresaliente en un frente tormentoso, es una prueba de que estos frentes, por
presentarse raras veces, no desempe�an hoy un gran papel en la vida del piloto de velero.
El vuelo en la
ascendencia t�rmica
La
ascendencia
t�rmica es hoy pr�cticamente la m�s im�portante para el vuelo a vela. El tiempo
atmosf�rico y el viento son debidos a causas t�rmicas, que es como decir, en �ltimo
extremo, a la radiaci�n solar. En el Ecuador terres�tre, en donde la radiaci�n solar es
la m�s intensa, existe per�manentemente una corriente ascendente de las masas de aire
caldeadas y por eso m�s ligeras, mientras que en los Polos, por faltar la acci�n intensa
de los rayos solares, reinan grandes fr�os. El viento que por estas causas ir�a de los
Polos al Ecuador y a grandes alturas cerrar�a el circuito en sentido contrario, es
desviado por la rotaci�n de la tierra, convir�ti�ndose en viento del Oeste, por lo cual
los fen�menos del tiempo se mueven hacia el Este. Lo que antecede no est� expuesto con
todo rigor cient�fico, pero as� resulta m�s com�prensible para los que practican el
vuelo a vela.
Lo que
sucede en grandes proporciones entre el Ecuador v los Polos se reproduce en todas partes
pero en menor escala. All� donde el sol calienta el suelo en�rgicamente se calienta
tambi�n, en poco tiempo, el aire que est� encima y, haci�ndose m�s ligero, toma un
movimiento ascensional, por lo cual basta generalmente con que el aire tome una
temperatura de pocos grados m�s que el aire circundante. Pero es un hecho conocido que
una porci�n de aire que as�ciende se enfr�a y, precisamente, si es aire seco se
enfr�a, en n�meros redondos, 1� cent�grado por 100 m. de elevaci�n. Este fen�meno
depende de las relaciones mutuas entre pre�si�n, temperatura y volumen, cosa que, con el
nombre de teor�a del calor, constituye una ciencia. Pero nosotros, para comprender el
vuelo a vela t�rmico, s�lo necesitamos saber que el aire ascendente se enfr�a y que una
porci�n de aire que a la altura de 500 m. tuviese una temperatura de 10� C., a 1000 m.
de altura s�lo tendr�a 5�
de
tem�peratura. Debe hacerse constar de un modo claro que se trata de una porci�n de aire
que asciende, no de las tempe�raturas que puedan tener realmente las distintas capas de
aire (La disminuci�n
de temperatura con la altura en aire en reposo puede ser, por ejemplo, de 0,5�
por
100, distinta completamente de la del aire que as�cienda. De aqu� viene el que el aire
caliente de una ascendencia, como pasa al ini�ciarse el t�rmico, puede llegar a estar en
equilibrio de temperatura con el aire circundante, especialmente si hay inversi�n
de temperatura, y entonces cesa el movimiento ascensional. - N.
del
T.).
Estas no tienen
por qu� seguir la ley del enfriamiento progresivo y regular con la altura, sino que por
la acci�n de los fen�menos dependientes de la situaci�n general meteoro�l�gica,
presentan una estratificaci�n de temperaturas com�pletamente irregular. Por tanto, puede
ocurrir que la tem�peratura del aire sea en un cierto lugar 20�
C.
a 500 m. de altura; a 600 m., 19�;
a 700, 18�,
y
as� sucesivamente hasta 1200 m.
A esta
altura, si se siguiese cumpliendo la ley deber�a haber 13�
C.,
mientras que bruscamente se presentan all�, por ejemplo, 15�.
Entonces se
tiene una inversi�n, es decir, sobre una masa de aire fr�o (a 1100 m. de altura, 14�),
a 1200 una masa
de aire m�s caliente (15�).
Seguramente
todos habr�n aprendido en la escuela que los primeros hombres que se elevaron en el aire
lo hicieron con ayuda del aire caliente, que tiene menor peso y por eso sube, como pasa
con el agua caliente que se eleva si la que la rodea est� m�s fr�a. Por consiguiente,
comprenderemos que, en nuestro ejemplo, una zona de aire recalentado hasta los 22�
C.
a 500 m. de altura empezar� a elevarse, puesto que el aire de su alrededor s�lo tiene en
esa altura 20�.
Pero
tambi�n es f�cil comprender que el aire, gracias a su visco�sidad se � adhiere � al
terreno, a los prados, a los campos de cereales y que antes de iniciar su ascensi�n tiene
que reca�lentarse suficientemente ; si no fuese por esa circunstancia, el aire empezar�a
su ascensi�n con s�lo tener un exceso de temperatura de 1/10 de grado, con relaci�n a
sus alrededores. En la realidad ocurre ser necesario que la radiaci�n solar obre bastante
tiempo sobre un lugar antes de que se desprenda del suelo un invisible globo de aire
caliente, la pompa t�rmica, y emprenda su ascensi�n hacia el cielo. Seg�n sea la
diferencia de temperatura, as� ser� el movimiento ascen�dente m�s o menos r�pido,
dependiente despu�s la velocidad de la estratificaci�n de temperaturas en la masa de
aire. Es f�cil ver que una pompa t�rmica cuya temperatura difiera en 2 grados de la de
su alrededor dejar� de elevarse en cuanto desaparezca esa diferencia de temperatura, lo
que ocurrir� si llega a una capa de inversi�n que corresponda precisamente a un salto de
temperatura de 2 grados.
Este
caso se presenta muchas veces en la pr�ctica. Siem�pre hay inversiones, unas veces
grandes y otras peque�as, que no solamente reducen la ascendencia de una t�rmica, sino
que pueden frenarla por completo. Esto lo nota el piloto en que su vari�metro le va
marcando, por ejemplo, un metro de velocidad ascensional y de repente ve que s�lo marca
0.
Esto
significa que aunque el aire siga todav�a elev�ndose lo hace con tan peque�a velocidad
que el velero s�lo puede conservar altura, pero no seguir gan�ndola.
Entraremos
ahora algo m�s en el detalle de este fen�me�no de la ascensi�n y descensi�n del aire
libre. Cada avi�n sin motor tiene una cierta velocidad de descenso; por ejem�plo, un
velero monoplaza pierde altura con un metro por segundo de velocidad ; por consiguiente,
llegar�a al suelo, en un aire completamente en reposo, al cabo de sesenta se�gundos, si
tuviese 60 m. de altura inicial. Digamos de paso que �sta es la velocidad pr�ctica de
descenso de un velero de escuela, mientras que en los buenos veleros de concurso esa
velocidad es de 60 a 80 cm. Tan pronto como la veloci�dad ascensional de nuestra
ascendencia sea igual a la de des�censo del aparato, �ste podr� volar sin perder
altura.
Pero la
velocidad de subida de las pompas t�rmicas es frecuentemente mayor ; de 2 a 3 m. por
segundo, en algunos casos raros hasta de 5 m/seg. Si hemos llegado a atrapar una
ascendencia de esas condiciones, nuestro velero llegar� a tener tambi�n velocidad
ascensional, que se calcular� f�cilmente sin m�s que restar de la velocidad de la
ascendencia la de des�censo del velero. Si, por ejemplo, la ascendencia es de 3 m /seg. y
la velocidad de descenso del velero es de 1 m/seg., subir� a raz�n de 2 m/seg. (Fig.
114).
Fig. 114. Formaci�n de una pompa t�rmica sobre un cortijo. Junto a las ascendencias, la mayor parte de las veces existen descendencias. Nivel de con�densaci�n es la altura en la cual la humedad se condensa en forma de gotas, cuyo conjunto es la nube
Como la
definici�n del vuelo planeado es vuelo sin motor perdiendo altura, resulta
parad�jico afirmar que volar a vela es planear, puesto que vuelo a vela es un vuelo sin
motor conservando o hasta ganando altura. Se debe observar que se trata de un fen�meno de
movimiento relativo, porque una vez se considera el fen�meno con relaci�n a un punto
fijo en el suelo y la otra vez con relaci�n al aire.
Hasta
aqu� hemos hablado de movimientos del aire en d�as despejados, sin nubes: un tiempo en
que no pueden formarse nubes o por tratarse de masas de aire secas o porque existen
inversiones a muy peque�a altura.
Las
nubes se forman cuando hay masas de aire con sufi�ciente cantidad de vapor de agua, que
toman un movimiento ascensional de la amplitud necesaria para llegar a enfriarse hasta el
punto de condensaci�n del vapor de agua que con�tienen. Es el mismo fen�meno que ocurre
si en casa se pone agua a cocer en el fog�n y as� se transforma en gas, es decir, en
vapor invisible. En seguida, en el aire fr�o que rodea a la vasija, se condensa una parte
en forma de gotas finas, que son visibles y constituyen lo que se llama la nubecilla de �
vapor �.
As�
como nosotros para producir el vapor, es decir, para cocer el agua, debemos proporcionarle
artificialmente calor, en la condensaci�n del vapor para formar agua, o sea en la
formaci�n de las nubes, ocurre lo contrario: se produce calor. Esto es, para nosotros,
pilotos de velero, un fen�meno muy favorable, pues esta cantidad de calor que queda libre
al formarse la nube, origina una nueva y reforzada ascenden�cia, la ascendencia de la
nube, cuya existencia como energ�a din�mica ascendente, de suficiente intensidad, fue
descubierta y aprovechada para el vuelo a vela antes que la ascendencia pura y simplemente
t�rmica. La ascendencia de la nube tiene para nosotros la ventaja de que es � visible
�. No hay raz�n alguna para que la intensidad de la ascendencia de la nube sea mayor que
la simplemente t�rmica, pues todo depende de la estratificaci�n de temperatura que
existe en el aire circun�dante. Sin embargo, se han encontrado frecuentemente en las
nubes de gran espesor intensidades de ascendencia que, sin nubes, s�lo se han encontrado
en contados casos.
La
ascendencia de las nubes desempe�a papel especial en el vuelo de altura. S�lo en casos
muy contados una corriente ascendente puramente t�rmica puede penetrar a trav�s de una
inversi�n fuerte y llegar hasta una gran altura, mientras que eso ocurre siempre en una
nube tormentosa.
Antes
he llamado la atenci�n sobre la gran importancia de la � estratificaci�n de la
temperatura �. Si la temperatura del aire en reposo vertical disminuye con la altura m�s
r�pi�damente que la del aire que asciende, se ve f�cilmente que en estas circunstancias
no es necesaria la radiaci�n solar para que existan corrientes ascendentes t�rmicas.
La masa de
aire, entonces en equilibrio l�bil, s�lo necesita un choque
para tomar su
movimiento ascensional, y no es preciso que llegue a estar m�s caliente que el aire
circundante. Si por alguna causa, tal como, por ejemplo, el efecto orogr�fico del
terreno, llega a iniciarse su movimiento vertical, entonces asciende r�pidamente hasta
que su movimiento sea frenado por una inversi�n. Esto explica la serie de ascendencias �
mis�teriosas �, tales como la t�rmica de invierno, la t�rmica noc�turna, etc.
La m�s
conocida de estas ascendencias es la t�rmica del anochecer. Todos los pilotos con
pr�ctica han visto que des�pu�s de un d�a bueno de ascendencia orogr�fica, el viento
cae completamente al anochecer. Si alguien se lanza al aire desde la ladera, aunque sea
con el mejor velero, es � chu�pado � por el valle despiadadamente, mientras que los que
envolaron m�s pronto siguen all� arriba, volando sobre las laderas m�s pobladas de
bosque, con un simple � cacharro �. Esto es debido a una estratificaci�n l�bil de
temperatura. El calor almacenado durante el d�a en el bosque h�medo da lugar a una
ligera ascendencia que no basta por s� para volar, pero s� para servir de acci�n
perturbadora del aire l�bil, que toma una ascendencia creciente hasta cierta altura.
As�, se ha llegado a comprobar la existencia durante la noche de ascendencias de m�s de
6 m. por segundo que llevaron los veleros hasta m�s de los 1000 m. de altura (en el
�frica del Sur, en junio de 1937, en la desembocadura del Swakop). Pero tambi�n en
nuestra Europa, en d�as de invierno, con cielo completamente cubierto y con d�biles
vientos horizontales, hemos visto volar horas y horas con t�rmico sobre terreno de
colinas, mientras que en el terreno llano inmediato no se encontraba la ascendencia m�s
m�nima, porque en �l el aire l�bil no recib�a � choque � alguno que determinase
movi�mientos verticales y hasta acaso estuviesen frenados por la existencia de una ligera
inversi�n a bajo nivel.
El
afamado viento
t�rmico
de los
concursos del Rh�n de 1934 y 1935 no es otra cosa que la combinaci�n de gran velocidad
horizontal con movimientos verticales de masas de aire l�biles que, adem�s, eran muy
h�medas, es decir, que al elevarse hab�a en seguida fen�menos de condensaci�n y
determinaban la formaci�n de neforrutas, a lo largo de las cuales pod�a volarse horas y
horas en la misma direcci�n.
Aun se
podr�an hacer m�s divisiones de los g�neros de ascendencia, dados a conocer en la
anterior exposici�n; sin embargo, me parece que para la pr�ctica actual del vuelo a vela
basta con las clases de ascendencias se�aladas y s�lo queda por tratar una nueva clase
de ascendencia, que va a ser el objeto del cap�tulo siguiente.
A esta
ascendencia la design� yo mismo en 1933 con el nombre de onda larga. Como despu�s
del vuelo que me per�miti� descubrir el fen�meno, abandon� Grunau y, por tanto, las
estribaciones de los Montes Gigantes, mi compa�ero Steinig, que como yo era profesor de
vuelo en Grunau, fue el que continu� las observaciones de la onda larga y la nube
originada por ella, llamada � Moazagotl �. Steinig escribe en el cap�tulo siguiente
sobre tan interesante tipo de ascendencia, que a �l mismo le dio ocasi�n para llegar a
su brillante marca de altura de 5760 m., conseguida el 22 de mayo de 1937.