Una pregunta recurrente entre los navegantes de alta mar novatos es cómo optimizar su ruta cuando navega. La práctica es conocida entre los navegantes con el nombre francés de Routage o el nombre en inglés de Weather routing. No queremos escribir un artículo que sea demasiado técnico aquí porque depende en parte del software de navegación que utilice. Sin embargo, intentaremos comprender los fundamentos para que pueda optimizar su ruta con cualquier sistema.
El software para optimizar la ruta
Para optimizar la ruta, inevitablemente necesitará un software dedicado. Es por eso que este suele ser un tema para los navegadores de larga distancia. Las aplicaciones móviles también han aparecido recientemente, por lo que puede probarlas para ver si se siente cómodo con ellas. Los software de navegación más conocidos entre los navegantes profesionales son los siguientes:
- Adrena
- TimeZero (MaxSea)
- Expédition
- SailGrib (aplicación)
- qtVlm (código abierto gratuito)
Optimización de la ruta: comprensión del problema a resolver
Tratemos de entender cómo se hace el «Enrutamiento meteorológico» o «Weather routing» paso a paso. En primer lugar, preguntémonos cuál es el problema que debemos resolver para optimizar la ruta. Tenemos que ir del punto A al punto B en el menor tiempo posible. Las variables son la intensidad y dirección del viento y obviamente nuestro barco. Inicialmente podemos verlo como un problema instantáneo. Es decir, en relación a las condiciones climáticas que estamos observando en ese preciso momento.
Sin embargo, a menos que tenga que ir a una marca de redondeo, el problema no es instantáneo. En una ruta larga, los detalles del rendimiento del barco son la única variable que permanece constante (salvo por daños a las velas, etc.), pero las variables de dirección e intensidad del viento cambian con el tiempo. Por esta razón, tenemos que dividir nuestra ruta potencial en muchos pasos. A partir del punto A podremos navegar en varias direcciones que se abren en abanico frente a nosotros. Todos los puntos que pude alcanzar con mi barco en un período de tiempo definido se definen como isócronas. Por simplicidad decimos que la primera isócrona define todos los puntos a los que puedo llegar después de una hora de navegación.
En ese punto, el software, partiendo de una serie de puntos en la isócrona, repite el ejercicio desde cada punto. Desde cada punto se abrirá un abanico de nuevas rutas posibles. El límite de distancia máximo dado por la suma de la navegación en la primera y segunda hora define la segunda isócrona. Continuando por pasos sucesivos, el software de navegación llegará a su destino. Trabajando hacia atrás a través de la serie de segmentos que definieron la ruta más rápida, tenemos el esquema de la ruta óptima. Es una solución empírica al problema, porque intentar una solución matemática sería imposible.
Los factores de entrada para optimizar la ruta
Para realizar este cálculo empírico de la ruta óptima existen algunos datos de entrada esenciales.
- Dirección y fuerza del viento
- La velocidad del barco en relación con el viento
Luego, para mejorar el resultado, podríamos agregar datos de entrada avanzados.
- Corrientes superficiales
- Estado del mar
- La elección de velas
- El equipo
Algunos de estos factores son exógenos, como la corriente de superficie que se suma o se resta de la velocidad del barco. Otros son factores que afectan la velocidad del barco. Si el mar está embravecido no podremos mantener la velocidad máxima que tendríamos en un mar llano. Del mismo modo, si hemos rasgado una vela que necesitamos, podríamos ser penalizados. La tripulación también es importante, por ejemplo, es posible que tengamos que disminuir la eficiencia esperada si navegamos en solitaria. Necesitamos estos factores adicionales para optimizar la ruta y obtener un resultado más confiable.
Dirección e intensidad del viento para optimizar la ruta
Es obvio que estos datos son fundamentales para optimizar la ruta, es decir, para realizar «Weather Routing» o «Routage«. Los archivos de entrada que se proporcionarán a nuestro software de navegación se denominan GRIB (GRIdded Binary). Este es un formato específico utilizado en meteorología, que define cuadrículas espacio-temporales. Para cada punto de tiempo, y cada punto de la cuadrícula, se indica la intensidad y la dirección del viento. El archivo GRIB en su representación visual es un mapa eólico del que hablamos en otro artículo.
Un archivo GRIB es específico de un área de la superficie terrestre y contiene un número definido de instantáneas. Muchos sistemas que se pueden utilizar para descargar los archivos, como por ejemplo Saildocs que te permite definir con precisión qué datos quieres descargar. Saildocs fue creado para conexiones de ancho de banda bajo a través de radio SSB y le permite reducir el tamaño del archivo requerido reduciéndolo al mínimo omitiendo información menos importante. Otros servicios, en cambio, descargan grandes áreas con muchas instantáneas, creando archivos que son demasiado grandes para descargarlos vía satélite. Con Saildocs, por correo electrónico, envías una solicitud especificando los parámetros de la solicitud, y recibes el GRIB como respuesta.
Puede especificar los extremos del rectángulo del área geográfica de interés, así como la precisión o la definición de la cuadrícula. Por ejemplo, indicando si la cuadrícula debe tener un punto cada grado, medio grado o cuarto de grado. A continuación se indica la secuencia temporal del análisis y de las previsiones a recibir. Por ejemplo, indicando 0 (el análisis) seguido de 3,6,9,12,15,18,21,24 (horas). Esto nos da una foto cada 3 horas durante 24 horas. Pero Saildocs es muy flexible y podemos adaptarlo a nuestras necesidades.
Velocidad del barco en la optimización de la ruta
La velocidad del barco está definida por otro archivo de entrada que describe nuestros Polares. Esto no es más que una tabla en formato de texto plano con la extensión «pol«. La tabla indica para cada fila nuestro rendimiento en ángulos crecientes con respecto al viento real. Para cada columna tenemos una intensidad de viento creciente. La referencia es siempre el viento verdadero, por lo que el software encontrará un punto para nuestro ángulo de viento de 60 grados con 10 nudos de aire.
Es importante que el archivo polar represente las velocidades reales esperadas para los vientos indicados. El diseñador de la embarcación suele proporcionar datos teóricos calculados denominados VPP. El acrónimo significa Velocity Prediction Program y generalmente sobreestima las velocidades promedio reales. El barco recién sacado del molde es mucho más ligero y el programa se basará en su peso en vacío con equipamiento básico.
Para ello deberías adaptar o incluso calcular mejor tus propios Polares. Para calcularlos necesitas registrar los datos de navegación, el software de navegación como Adrena tiene paquetes para hacerlo. Los polares, si se representan visualmente, son curvas, una para cada intensidad del viento con una línea interpolada que conecta los puntos en el archivo
Corrientes superficiales en la optimización de la ruta
En el Mediterráneo puedes ignorarlos pero las corrientes superficiales son muy importantes en muchas partes del mundo. Podemos dividirlos en dos tipos, corrientes permanentes y corrientes de marea. Las corrientes permanentes son, por ejemplo, las de la Corriente del Golfo.
En cambio, las corrientes de marea dependen de la atracción lunar del agua terrestre. Su ciclo es regular y matemáticamente predecible con una excelente aproximación. Por esta razón, es posible comprar archivos que se pueden integrar con nuestro software de navegación para las áreas en cuestión. Hay que decir que las corrientes varían ligeramente con la presión atmosférica pero sería un nivel de detalle difícil de integrar.
La elección de las velas y el estado del mar
Solo algunos programas de navegación muy avanzados como Adrena permiten tener en cuenta la elección de las velas. De hecho, si registramos nuestros polares indicando nuestra configuración de las velas y el estado de la mar al software de navegación, podríamos crear varios archivos. Cuando vayamos a optimizar la ruta podremos indicar al software de navegación qué condiciones del mar esperamos. Si hemos desgarrado una vela, es posible indicarlo y si nuestro rendimiento se resiente tenerlo en cuenta.
La tripulación en la optimización de la ruta
El factor tripulación es un factor que complementa la experiencia. Todos los softwares de navegación te permiten indicar un factor de eficiencia con el que utilizar los Polares. Por ejemplo, podríamos indicar que navegamos solos al 90% de los polares en comparación con cuando estamos completamente tripulados.
La suma de todos los factores
En este ejemplo vemos cómo optimizar la ruta entre Bermuda y Newport. El resultado tiene en cuenta el viento, el barco y la Corriente del Golfo. Posiblemente se pueda corregir con velas elegidas y tripulación.
Optimización de la ruta: un ejemplo práctico
El primer paso para optimizar la ruta es superponer los polares en punto de partida del barco. Dado el punto de partida, calcule el primer rango de rutas posibles hasta lo que hemos llamado la primera isócrona. Desde cada punto de llegada repetimos el ejercicio llegando a calcular la segunda isócrona.
La ruta óptima no será otra que la serie de segmentos que llegue primero al waypoint de destino. Hablo de segmentos porque en el cálculo tendremos que definir un intervalo de tiempo de las isócronas. Cuanto menor sea el intervalo de tiempo, mayor será la precisión en la optimización de la ruta. Sin embargo, la potencia de cálculo necesaria para obtener un resultado también es mayor. En una ruta corta esto no importa mucho, pero en las simulaciones de larga distancia hay que tenerlo en cuenta. Para optimizar la ruta en un largo recorrido, las isócronas pueden ser cada 6 horas. En ruta corta cada media hora o cada hora como máximo.
Optimización de la ruta: las principales limitaciones
La optimización de la ruta adolece de toda una serie de limitaciones que el experto podrá tener en cuenta:
- Inexactitud de las predicciones de archivos GRIB
- Polares poco realistas
- Interpolación espacio / tiempo de archivos GRIB
- Condiciones medias frente a condiciones instantáneas
- Cualquier fenómeno local no modelado
- Datos no disponibles sobre corrientes superficiales
→ La ruta calculada es solo una indicación
Ejemplos de limitaciones de datos de entrada
El software de navegación se basa en los datos de entrada que le pasamos, por lo que, inevitablemente, cuanto peor es la calidad, peor es el resultado. En otro artículo discutimos las limitaciones de los mapas de viento o archivos grib. En particular, hablamos de problemas relacionados con vientos suaves, que a menudo son estimados por el modelo. También hablamos de interpolación espacio-tiempo. Con esto queríamos enfatizar que los campos de viento no indican cambios de viento cuando pasa un frente. En cambio, nos presentan datos en rotación progresiva que no se corresponden con la realidad. Cuando vamos a optimizar una ruta tenemos que tener esto en cuenta.
Estrategia pasiva
Sin ninguna información sobre la previsión meteorológica, viajando de A a B tendremos que seguir una estrategia pasiva. En el ejemplo de la mitad de nuestra ruta, el viento gira de sureste a suroeste. Esto sucede de repente cuando pasa un frente cálido. Si no intentamos optimizar la ruta, navegaremos al través en la primera parte de nuestro tramo. En la segunda parte nos encontraríamos con el viento en popa teniendo que trasluchar repetidamente.
La ruta calculada por el software de navegación
En un ejemplo como este, el software observará una rotación progresiva del viento a partir de los datos de entrada y sus posibles interpolaciones. Esto se indica con las flechas más pequeñas mientras que las más grandes indican el viento real que, como se mencionó, gira repentinamente cuando pasa el frente. Con estos datos, el software de navegación calculará una ruta óptima que definirá una curva hacia la meta. Si lo seguimos exactamente, nos preguntaríamos por qué el viento no gira progresivamente como se predijo. Si no hemos estudiado el mapa sinóptico difícilmente entenderemos que se nos debe ver el paso de un frente.
Está claro que seguir a ciegas la ruta indicada por el software de navegación sería un error. Si hemos estudiado el cuadro sinóptico ya sabríamos lo que el software está tratando de decirnos. Si no lo hemos estudiado, podemos hacer una deducción instantáneamente observando la ruta óptima sugerida.
La ruta optima
Con un cambio de viento como el indicado, ta ruta óptima es de hecho una ruta con dos tramos interrumpidos. Es decir, para no encontrarnos con el viento en popa en la segunda mitad de la regata, es mejor ir más a la izquierda inicialmente. Haciéndolo en el paso del frente tendremos un excelente ángulo al viento para llegar a meta. El marinero experimentado entenderá lo que significa el software con su ruta optimizada, pero no lo seguirá literalmente. Al comprender la dinámica del paso del frente, el skipper interpretará el resultado y optará por mantenerse a la izquierda en la primera mitad de la etapa.
La estrategia general también debe tener en cuenta lo que están haciendo los otros. No debe partir en vuelo, sino quedarse con el grupo de botes que han anticipado el paso del frente y han comenzado el tramo alejándose ligeramente de la ruta a sotavento. Una estrategia relativa, ni pasiva ni absoluta, teniendo en cuenta la regata y los competidores.
Cómo mejorar los datos de entrada
Para conseguir un resultado fiable podemos intervenir para intentar minimizar el error de cálculo:
- Archivos GRIB actualizados (y alta resolución)
- Polares realistas sobre los datos obtenidos durante la navegación real
- Más polares para diferentes condiciones del mar
- Más polares para tripulación o navegación con en solitaria
- Software con gestión de elección de velas
- Datos relacionados con corrientes conocidas y corrientes de marea
- Verificación de datos de salida y «back testing«
Interpretar los resultados del software
El resultado proporcionado por el software siempre debe interpretarse. La diferencia entre un gran marinero y un principiante radica en la capacidad de interpretar los datos. En la navegación, siempre me pregunté «¿qué es lo que el software está tratando de decirme»? Es decir, al observar el resultado de la ruta óptima debes hacer el esfuerzo de entender por qué te desvías de la ruta más corta.
Además, no podemos hacer las regata sin tener en cuenta lo que están haciendo los otros. Depender totalmente del software y tomar una ruta diferente a la de todos los otros rara vez vale la pena. Cuando vale la pena, a menudo es la suerte del principiante, porque el corredor experimentado tenía la misma información disponible. Si no han elegido tu ruta tienes que preguntarte por qué no. Aquí hay algunos consejos para tener siempre en cuenta en cada regata:
- Verificar el posicionamiento de los competidores
- Evita rutas extremas
- Quédate con el grupo
- Elija una estrategia en relación con otros
- Evaluar el riesgo / beneficio de las opciones
Es el skipper quien marca la diferencia
A pesar del software muy avanzado a la hora de optimizar la ruta, sigue siendo el skipper quien marca la diferencia. Aquí hay algunos consejos resumidos después de muchas situaciones de la vida real, muchos errores y más de 60,000 millas de regatas:
- Conocer la climatología y la gestión óptima de la embarcación en relación a la misma
- Saber gestionar los recursos disponibles (barco, energía, sueño)
- Saber gestionar la información disponible
- Sepa cómo aprovechar al máximo las instrumentos a su disposición, como el software de cálculo de rutas
- Conozca en profundidad las limitaciones de los datos de entrada, los modelos y los instrumentos
- Saber identificar la ruta con mejor riesgo / beneficio
- Saber posicionarse con respecto a la competidores, estrategia relativa y cómo cubrir a los otros
- Sepa cómo cambiar de estrategia minimizando las pérdidas si la situación cambia
- Ser capaz de identificar las señales de un pronóstico meteorológico incorrecto
- Capacitar y prepararse, también en el uso de software y preparación de datos polares
- Etc.
Si no estas seguro
→ tomar la ruta más corta
→ navegar rápido
