Desplazamiento de un barco

desplazamiento

Hoy hemos estado aprendiendo acerca del desplazamiento de un barco en el agua, las prácticas las estamos haciendo en carril, el siguiente puesto de prácticas náuticas  será en las baleares y pasaremos por el club vela brava. Ahora pasemos a la temática aprendida, sobre desplazamiento de los barcos.

Si el cuerpo está formado por un conjunto de materiales de diversas densidades, el centro de gravedad (G) ocupará un lugar que nada tiene que ver con el centro geométrico de su volumen, sino que estará situado en un punto acorde con la distribución de los distintos pesos cuyo conjunto conforman el cuerpo.

Una embarcación está constituida por una serie de materiales de densidades distintas (casco de fibra de vidrio, orza lastrada con plomo, palos de aluminio, jarcia de acero, motor de fundición, tanques de neopreno, etc.). El conjunto de todos estos componentes y su distribución espacial da lugar a que la embarcación tenga un punto llamado centro de gravedad, cuya situación es de vital importancia para su comportamiento en la mar.

Esta situación ha sido cuidadosamente estudiada por el diseñador al objeto de que ocupe la posición deseada. Este centro de gravedad es el punto de aplicación de la fuerza de la gravedad que actúa sobre todo el conjunto La posición de G debe ser perfectamente conocida con respecto a: la quilla, la cuaderna maestra (sección central) y el plano de crujía.

Cuando una embarcación en aguas tranquilas y sin viento se encuentra adrizada, G está siempre sobre el plano diametral. Si en iguales condiciones la embarcación presenta una ligera escora es que G se encuentra desplazado a partir del plano de crujía hacia la misma banda de la escora.

El centro de gravedad permanece invariable siempre que no se alteren los pesos o su distribución a bordo.

Empuje: Arquímedes demostró que todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba equivalente al peso del volumen del líquido desplazado. Luego, para que una embarcación flote, su volumen sumergido desplazará un volumen de líquido en que flota, cuyo peso ha de ser igual al peso de la embarcación. De ahí que al peso de la embarcación se le conoce también como desplazamiento El punto de aplicación del empuje, llamado centro de carena (C), se encuentra siempre situado en el centro geométrico del volumen sumergido de la embarcación, también llamado carena

El centro de carena se desplaza cada vez que debido a cualquier causa se modifique el volumen sumergido de la embarcación. Valor del momento de un par de fuerzas: es el resultado de multiplicar el valor de una de las fuerzas que forman el par por la distancia (brazo), medida en sentido perpendicular a las fuerzas que fuerzas se expresan en toneladas y la distancia en metros, el momento resultante se expresará en tonelámetros. A efectos de los gráficos explicativos, los valores de las fuerzas debidas al desplazamiento y empuje se representan por vectores (flechas) Estas apuntan en el sentido en que dicha fuerza actúa y su longitud es proporcional al valor de dicha fuerza Estabilidad estática transversal: veamos en las figuras las distintas posiciones de las fuerzas y de los valores de los brazos adrizantes, según las diferentes escoras. En la figura A se muestra una embarcación en reposo y en situación de equilibrio. Los vectores que representan el desplazamiento y el empuje están situados en la misma vertical, por tanto, no existe par adrizante por ser su brazo cero

Cuando por una causa externa la embarcación se escora 15 (figura B), el centro de carena C” se ha desplazado hacia la banda de la escora debido a la variación experimentada por el volumen sumergido. Los vectores desplazamiento (D) y empuje (E) ya no están en la misma vertical, dando lugar a la aparición del brazo adrizante (d) y por tanto del par adrizante de valor Dxd. Este par lleva a la embarcación a recuperar su posición inicial de equilibrio o, siempre que el par productor de la escora persista, a buscar el equilibrio en una escora permanente cuando dichos momentos se igualen. Esto es lo que ocurre con un velero al cual el efecto del viento sobre las velas le produce una escora. Cuando el par escorante y el par adrizante que acabamos de ver se igualen, la embarcación se estabiliza en dicha escora y sigue navegando con seguridad. La naturaleza del par productor de la escora, antes mencionado, será analizado con posterioridad al tratar el capítulo de propulsión vélica. Si la embarcación alcanzase una escora de 60 (figura C) vemos que el momento del par adrizante aumenta por incrementarse el valor del brazo “d” y la embarcación tenderá a recuperarse Si la escora alcanzase los 90°, (figura D) y siempre que permaneciese estanca, todavía podemos ver la existencia de un par adrizante. Si la embarcación llegase a ocupar la posición mostrada en la figura E, de nuevo los vectores D y E se encontrarían en la misma vertical, y el valor del par de estabilidad se hace nulo. El ángulo de escora correspondiente a esta posición se conoce con el nombre de ángulo límite de estabilidad A partir de esta escora, (figura F) el par se invierte, haciendo que la embarcación progrese en su movimiento de escora, para alcanzar de nuevo la posición de equilibrio mostrada en la figura G.

Para que una embarcación supere una escora mayor de 900, forzosamente lo habrá hecho debido al impacto de una ola de gran tamaño, por tanto, una vez alcanzada la posición de equilibrio mostrada en G, el impacto de la siguiente ola puede dar lugar a la aparición nuevamente de un par adrizante, siempre y cuando se haya mantenido la estanqueidad, que lleve a la embarcación de nuevo a su posición vertical. Esto ha ocurrido ocasionalmente en travesías oceánicas

En el caso de las embarcaciones de vela ligera, la aparición del de facilitarse con el desplazamiento del peso de los tripulantes. Por ser embarcaciones abiertas, al embarcar agua su ángulo límite de estabilidad es mucho menor.

En el caso de los multicasco su estabilidad inicial se ve incrementada por su mayor manga y su estabilidad se mantiene en valores positivos hasta escoras de 90°, tal como se aprecia en las figuras de estabilidad de multicascos. Las embarcaciones de motor obedecen a la misma mecánica y su estabilidad está condicionada a sus características de formas, estanqueidad y distribución de pesos. Estabilidad estática longitudinal: en este caso, interesa estudiar las posiciones de los puntos de aplicación de los vectores (D y E) con respecto al plano longitudinal. Por ser la eslora considerablemente mayor que la manga, para escoras el miento del centro de carena da lugar a la aparición de un momento adrizante considerablemente mayor, por lo cual esta estabilidad no alcanzará nunca valores críticos.