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Originalmente publicado por Sebasbcn
Gracias Galatea Nautica.
Aun sin conocimientos ad hoc mas alla de mi condicion de navegante aficionado de placer, entiendo todas tus amables y detalladas explicaciones.....
Por supuesto que me referia a un mástil alto y relativamente pesado (aluminio vs fibra de carbono) "combinado" con poco calado y lastre....... el extremo seria un barco a motor con mástil para velas, sin lastre ni más calado..... por lo que la altura del mástil, su peso y su distrubución o centro de gravedads del mástil deben ser un factor en la ecuación de estabilidad, entiendo.
Como anécdota, cuando navegaba en veleros de regatas, recuerdo que los "ratings" penalizaban los barcos "duros", con mucho calado y/o lastre, que sin duda navegaban mejor pero al compensar tiempos al final les "lastraban" en la clasificación final que elaboraba un ordenador frente a los más "blandos"... el arte de diseñadores y armadores era sacarle partido a la fórmula de compensación, encontrar el "punto óptimo".
En los veleros que suelo navegar cuando tengo ocasion, ya de puro recreo, el lastre suele ser desde un 20% alto -cercano a 30% hasta un 30% alto e incluso 40 % del desplazamiento total. Entiendo tambien que no sólo es importante ese dato en % sinó "dónde" está alojado el lastre en mayor medida, el calado y centro de gravedad de la quilla (ej quilla con bulbo en la parte de mayor calado frente a una tipo "orza")...
Sé que en los veleros grandes estos ratios disiminuyen, lo he leído aquí, pero la verdad es que no entiendo por qué..... siendo datos relativos (%), no entiendo lo que afirmais -y por supuesto que me creo- que veleros grandes son mas estables aun con mismos ""ratios" lastre/desplazamiento/calado, o mejor dicho, que continuan siendo igual de estables con estos datos o "ratios" notablemente menores.....
Gracias de nuevo y saludos
p.d. me quedo aqui leyendoos para intentar aprender un poco con vuestro permiso  |
Buenas
A mi que me gusta enseñar, y si tengo auditorio interesado, pues..... El niño con hambre y la madre dándole de comer
Todo el peso que se considera a bordo es condicionante de la estabilidad. Mástil incluido.
El desplazamiento rosca, y el peso muerto (desplazamiento del buque en cada condición) son los componentes de las condiciones de carga.
El desplazamiento rosca es fijo, una vez finalizada la construcción y terminada la prueba de estabilidad, donde se determina de forma fehaciente el rosca del buque y la posición del centro de gravedad del mismo.
En el caso del velero que nos ocupa, el mástil pertenece al rosca, por lo que forma parte integrante de la estructura fija del buque.
Si haces una condición de rosca, y compruebas la curva de estabilidad, una buena practica es que el barco cumpla los criterios de estabilidad en esa condición.
El velero que tengo ahora entre manos, en esa condición tuvo un ángulo de perdida de estabilidad de 95º. El barco es un poco peculiar, por lo que decidí que el ángulo de perdida de estabilidad estuviera alrededor de 130º. Cosa que se hace sin variar el desplazamiento, formas, solo distribución de pesos, es decir aplicando un ecuación tan facil como la de equilibrio de Newton.
Para ello debes contar con:
Las curvas hidrostáticas (algunos no saben para que sirven) son determinantes para el calculo de la estabilidad inicial. Son valores geométricos del buque, no interviene para nada la masa, fenómenos gravitacionales ni dinámicos.
Las curvas KN, o curvas de carenas inclinadas, de la misma forma que los datos anteriores, estos solo dependen de la geometría del buque. Tambien son determinantes para la obtención de la estabilidad del buque.
La ecuación que gobierna la estabilidad inicial es: Angulo menor de 8 grados, Algunos lo consideran hasta 10º. Pero esta estabilidad es mentira, en cuanto los valores de inclinación varían infinitesimalmente de cero grados.
Es decir, esta ecuación solo es cierta cuando el diferencial del ángulo de inclinación tiende a cero. Pero para facilidad de calculo, y como parámetro de control nos vale, desde el punto puro de física aplicada no cumple (evoluta metacéntrica)
GZ= Desplazamiento x GM x Seno (del ángulo de inclinación)
Para el calculo de GM, ¿Qué necesitamos?, el KM, y este de donde se obtiene de la curvas hidrostáticas (aunque algunos crean que es como el senado, que no sirven para nada
GM= KM - KG
KM= Distancia de la quilla al metacentro. Dato de curvas hidrostáticas.
Pero si no os creéis eso, lo podéis obtener vosotros mismos. KM = I/V (probad con el calculo del KM de una pontona. El area de flotación es rectangular, por lo que la inercia es igual 1/12 x Eslora x la manga al cubo. Y el volumen de carena es, pues el volumen de un cubo rectangular en el calado que determinéis.
I = inercia en función de eje longitudinal (inercia transversal) del área de la flotación en la condición de carga estudiada.
V= Volumen de carena, valor geométrico que tambien se obtiene de las curvas hidrostáticas. O lo calculamos integrando la curva de areas, anda que hay que saber integrar, no importa tenemos las hidrostáticas.
Va tomando importancia eso de tener claro las curvas hidrostáticas....... eeeeeh.
KG, distancia vertical del centro de gravedad de la condición. Recuerda que ya tenemos el KG del rosca, solo es componer los pesos de la condición, consumibles tripulación etc y listo, comprobamos los criterios de estabilidad, el primero el GM.
Haced la prueba del calcular el GM de una pontona con un KG de de 1/2 del puntal, e id aumentando el calado. colocándoles pesos de tal modo que no varíe el KG.
Fijaros que ...... Cielos, al aumentar el desplazamiento, y el calado, aun sin variar el KG, disminuye la estabilidad el buque, cosa contraria a los que siempre se os han hecho creer. Es decir el buque pierde estabilidad inicial.
Barcos mas pesados no tienen porque ser mas estables
La tangente a la curva GZ en el origen pierde inclinación
Y esto es lo primero que determina el primer punto a aclarar.
- Barco blando
- Barco duro
Barco blando, GM bajo ejemplo de buques blandos los cruceros
, pero que me dices, un barco de crucero con cinco mil almas a bordo tienen un GM relativamente bajo, pues si. Es determinante para la perdida de estabilidad
No!!.
Barco duro. Barcos con GM altos, ejemplo buques de guerra, capacidad operativa y maniobrabilidad. Otros la pontona del ejemplo anterior, barco muy duro, pero con una estabilidad pésima
Por lo que según el diseño del buque, el que un barco sea duro o blando no determina su estabilidad, solo dice como es su GM. Estabilidad primera, como dicen los ingleses
Como bien dices el diseñador, o mejor dicho el ingeniero naval, ya que para eso hace falta ingenio, es el que obtendrá el punto optimo de proyecto para mejorar los parámetros que le interesa en cada momento y diseño especifico que le hayan enviado. (Diferencia entre diseño, proyecto, optimización y calculo)
Pero queremos ver que ocurre a partir de los 10º, Donde entra en juego el KN (aunque algunos digan que no sirve para nada, como el senado
GZ= KN - KG x Seno del ángulo - LG x Coseno del ángulo (Fijaros que el KN Valor geométrico, entra sumando, cuanto mayor KN, mayor GZ
)
Mañana echo un ratito mas y sigo con esto. Mientras no haya noticias nuevas podemos distraernos con estas tontadas.
Ya te cuentos sobre el valor real del KN, eso que comentas de los porcentajes.
Salud