ESTABILIDAD DE LOS BUQUES A VELA (CAPÍTULO 2)

ESTABILIDAD DE LOS BUQUES A VELA (CAPÍTULO 2)

TODO LO CONTENIDO EN ESTE CAPÍTULO, SE REFIERE SOLAMENTE A LA ESTABILIDAD DEL BUQUE EN AGUAS TRANQUILAS.

DESPLAZAMIENTO: Peso del volumen de agua desalojado.
Si, insisto en esto, porque aunque su valor es igual al peso del barco, el concepto es diferente. Una cosa es el barco y otra el agua que desaloja.

CARENA: También se refiere al volumen sumergido, pero esta vez, el punto de vista es geométrico. Cuando nos referimos a la Carena, estamos hablando de la forma, centro geométrico, superficie … etc. Es decir, vista estrictamente como un cuerpo geométrico.

OBRA VIVA: Es toda la parte sumergida del casco. Puede usarse este término en lugar de Carena, aunque ya veremos que no es exactamente lo mismo.

OBRA MUERTA: Toda la parte emergida del casco.

LINEA DE FLOTACION: Es la línea que resulta de cortar el casco con la “lámina” de agua, lo que es lo mismo, la superficie del agua, que, en AGUAS TRANQUILAS es plana (no hay olas).

De la línea de flotación hacia arriba, Obra muerta, de la línea de flotación hacia abajo, Obra viva.

Si el barco está inclinado a una banda, se dice que está ESCORADO, a babor o a estribor.
La escora se mide en unidades angulares. Ejemplo: ESCORADO 10º a estribor.

Si no tiene escora, se dice que está ADRIZADO.
Tanto ADRIZAR como ESCORAR también son verbos e indican la acción de ir de un estado a otro.

Ahora que tenemos un vocabulario básico con el que comunicarnos ….
Las propiedades, prestaciones y características de un casco, están determinadas  por la Obra Viva. Para hacerse una idea de cómo es un barco, hay que saber cómo es esta zona (CARENA). Solo con la Obra muerta, no tendremos ni idea de qué clase de barco es el que estamos estudiando.

 

PROPIEDADES DE LA CARENA

Volumen –>  Es igual al volumen de agua desalojado, NO al peso, se mide en m³.

Superficie -> Es el área de la Carena en contacto con el agua. Su nombre técnico es Superficie Mojada. Ya veremos que es uno de los factores a tener en cuenta a la hora de optimizar la velocidad del casco. Se mide en m²

Centro de Carena: Es el centro Geométrico de la Carena.
Coincide con el centro de aplicación de todas las fuerzas de empuje que actúan sobre ella.
Es decir, algo parecido al Centro de Gravedad, pero aplicado a la fuerza de flotación, o Empuje.

FORMA Y DEFORMACIÓN DE LA CARENA:

Mientras el buque está adrizado (sin escora), ambas bandas, a ambos lados de la quilla, se sumergen por igual. Por lo tanto, la forma de la Carena es SIMÉTRICA.

estabilidad-carena recta

 

 

 

 

 

Pero cuando por acción de una fuerza (el viento, mala estiba …) el casco escora, una banda se sumerge, mientras la otra emerge y la simetría se rompe.

NOTA: En caso de inundación, además de la escora, se produce una pérdida de flotación, que equivale al embarque de un peso, y por lo tanto, la carena resultante, deja de ser ISOCARENA.

estabilidad-carena inclinada

 

 

 

 

 

Hay que hacer notar, que como el peso del buque no varía, el empuje tampoco lo hace (Principio de Arquímedes) y por lo tanto que, aunque varíe la forma de la carena, el volumen se mantiene constante.
Decimos en construcción naval que las Carenas “inclinadas” son ISOCARENAS, es decir, solo varía la forma, pero no el volumen sumergido.

 

¿Qué ocurre cuando la Carena se inclina ?

Una banda del casco se sumerge mas que la otra. ¿No habíamos dicho que la flotación se debe a la inmersión del casco (volumen sumergido)?

Entonces ….. una banda, flota más que la otra.

La que tiene más volumen, flotara más que la que tiene menos. O lo que es lo mismo, la banda sumergida flota más que la banda emergida y, por lo tanto, obligará al barco a ADRIZARSE.

Este es el principio básico que gobierna la estabilidad de los cuerpos flotantes.

 

FORMA

Ahora, resulta evidente que la forma del casco es determinante en la estabilidad del navío.

Imaginemos dos cascos diferentes. Escoramos los dos barcos hasta el mismo ángulo. ¿Cuál será mas estable ?

Pues ….. aquel en el que la diferencia de volumen entre las dos bandas, sea mayor.

 

Aquí tenéis dos cascos con secciones diferentes. Uno es un casco rectangular (de costados rectos), y el otro triangular (casco en V)

Al primer vistazo ya se nota que el casco de costados rectos es mucho más estable que el casco en V. La diferencia de volúmenes a uno y otro costado es enorme en el primer caso y pequeña en el segundo.

estabilidad-secciones cascos

 

 

 

 

 

 

 

¿No pasaría lo mismo entre dos buques de costados rectos si uno es más ancho que el otro ? El más ancho (mayor manga), será mas estable que el estrecho.

Es decir, la manga de un buque (y la forma de su carena), determinarán el grado de estabilidad del navío.

Aún podemos extraer más ideas de este simple estudio ….

estabilidad-secciones cascos 2

 

 

 

 

 

 

 

En este caso comparamos un casco de costados rectos con uno trapezoidal.

 

¿Cuál es más estable ?

¿En cuál son más diferentes los volúmenes a ambas bandas?

 

Gana el trapecio. ¿Por qué ?

A medida que el casco trapezoidal escora, la manga de la Carena o MANGA DE FLOTACIÓN, aumenta mucho, mientras que en el rectangular aumenta a una banda pero disminuye a la otra.

Si la manga aumenta mucho, en general, la diferencia de volúmenes, también lo hará, así que la ESTABILIDAD será mayor.

 

En conclusión:

No solo el valor de la manga y el volumen son determinantes en la estabilidad de un navío, sino CÓMO VARÍA LA MANGA cuando aumenta la escora.

Si al aumentar la escora también lo hace la manga, la estabilidad irá aumentando y, por lo tanto, será más difícil seguir escorando el buque.

Pero si a pesar de variar la manga, el volumen cambia poco (casco en V), la estabilidad aumentará poco también.

 

Es decir:

La variación de manga nos dará la variación de estabilidad.

La variación de volumen, nos dará el valor de ésta.


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