Discusión: Catenaria y fondeo
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Predeterminado Re: Catenaria y fondeo

Correo recibido de Oceánico anoche, aunque lo he leído esta mañana:

Hola. Estamos espectantes ante tus sugerencias sobre el fondeo “ideal” para nuestro barco y con nuestro equipo de fondeo y no debe de ser facil al comprobar que la inmediatez con la que nos contestaste las anteriores veces, no ocurre en esta ocasión... jejejeje. Quizás te hayas cansado de nosotros... Estas últimas horas hemos podido acceder a internet y en una ocasión que lo conseguimos abrió la pagina de La Taberna pero no cargó...sin embargo los emails, al menos, salen con facilidad. Asi que no podemos saber las consideraciones y reacciones de nuestros queridos colegas tabernarios... esperamos que sean indulgentes. Y claro, a raiz de tu encomiable trabajo, nos hemos cuestionado de nuevo todo el tema del fondeo, de nuestro fondeo, ya que para nosotros es de vital importancia al estar “descansando” sobre una cadena de acero de 10 m/m la ilusión de toda nuestra vida. Como resultado de todo ello nos planteamos varias cosas y entre ellas el peso que llevamos en la proa de proximadamente 270 kg y la posibilidad de estibar la cadena en un lugar bajo y centrado del barco para futuras, grandes y comprometidas travesias, aunque hasta ahora no hemos detectado un paso de ola pesado y comprometido... También cuestionamos el ancla por su peso (por su diseño está claro que, por ejemplo, la Rocna la supera con creces...)ya que según se desprende de tus calculos y creemos interpretar, 10 kilos más (en el caso de cambiar la nuestra por una de 30 kg...) en un aparejo de 270 kilos en total, es una “pecata minuta” de efectos poco apreciables...¿o no?...supongo que mucho más importante el diseño que el peso ¿no?. Y por lo tanto nuestro peso de 15 kg engalgado en la cadena...¿se suma de alguna manera al peso del ancla?...¿que es más deseable aumentar el ancla en 10 kg. o colocar el peso en un lugar X a tal o cual distancia del ancla?. Por otro lado la experiencia que hemos tenido aquí en Curaçao con el Omar al estar fondeados en un lagoon llamado Spanihs Water, se dió en condiciones de mucho viento, entre 30 y 40 nudos durante dos dias con sus noches, pero con una mar prácticamente plana al no existir fetch para su formación. En otros fondeos, que son más expuestos, y son la mayoría, suele entrar mar de fondo y aumentar drámaticamente con la altura de las olas de viento cuando se cierne sobre nosotros el chubasco, y no es dificil encontrarse en medio del fregado con olas de más de un metro y con un periodo extraordinariamente corto, lo que origina que la embarcación adopte un brusco movimiento de cabezada que produce a su vez un efecto de sincronismo longitudinal, que sin duda repercute sobre el aparejo de fondeo de manera alarmante. Suponemos que este parámetro será dificil de integrar en tus cálculos, pero bueno...es un dato más con el fin de estudiar el fenómeno que nos ocupa desde todas sus vertientes y sobre todo llevandolo a la realidad. Bueno, por hoy nada más....jejejeje...esperamos con “ansiedad” tus consideraciones sobre el fondeo ideal para el Tin Tin. Espero que estos apuntes que hacemos sirvan para englobar la problemática del fondeo y como puedes ver estamos muy interesados sobre el tema....será porque te escribimos desde nuestro fondeo, antes de cenar y una vez que ya se ha cernido la noche sobre el paraje...aunque brillan las estrellas y el viento es poco...pero nunca se sabe...jejejeje


A última hora de esta mañana les mando los post de LORDRAKE y mío y les respondo:

No, no me he ni cansado ni olvidado de vosotros, de hecho como no habías respondido antes pensé que igual estabais en travesía a Cartagena de Indias, en todo caso no ha habido mucho movimiento en el hilo y tampoco quería saturar vuestro correo sin necesidad. Os mando un post de LORDRAKE y otro mío, de anoche sobre las 22:15 para que los vayais digeriendo, jeje. Esta tarde lo tengo mal pero en cuanto pueda respondo a este correo vuestro.


Y ahora trataré de responder a su correo por aquí:

Con lo de vuestro "fondeo ideal" me imagino os referís a la cuestión de buscar la profundidad para unas ciertas condiciones de viento y longitud de cadena. Bueno, no es tan difícil, pero si que me parece interesante el enfoque, como ya dije, aunque pienso que quizás no sea tan fácil en muchos casos el encontrar esa profundidad sin perder parte del resguardo que nos ofrece la configuración de la costa en un fondeo determinado. En cualquier caso, si partimos de la ecuación de la catenaria que ya hemos visto anteriormente y que nos relaciona fuerza de viento Fv, longitud de cadena largada Lc y profundidad (+altura roldana) a, siendo p el peso por unidad de longitud de nuestra cadena, tenemos:

Fv= (p/2a).(Lc²-a²)

poniendo esta ecuación en función de a, que es lo que queremos calcular, queda:

pa²+2.Fv.a-p.Lc²= 0

que es una ecuación de 2º grado que se resuelve por:

a=[-Fv+[Fv²+(p.Lc)²]^(1/2)]/p (la otra solución no es válida)

Representando esta ecuación en función de la velocidad del viento y la longitud de cadena sale el gráfico de la figura:





La utilización es como sigue:
- entramos por el eje horizontal de velocidad de viento que queremos soportar.
- desde ese punto bajamos en vertical hasta dar con la curva de la longitud de cadena que queremos largar.
- desde ahí en horizontal hacia la izquierda hasta el eje vertical de profundidad (altura de fondeo).
- esa altura de fondeo será la máxima a la que podemos fondear para aguantar ese viento con esa longitud de cadena largada.

Por ejemplo, si queremos aguantar hasta 40 nudos con 110 m de cadena la gráfica nos da aproximadamente 10 m de altura de fondeo (10,4 para ser exactos). Es decir tenemos que fondear a no más de 10 m de altura, cualquier profundidad menor nos dará mejores prestaciones.

Otro ejemplo, queremos fondear con 60 m de cadena para un máximo de 25 nudos. La gráfica de Lc= 60 m nos dice que debemos fondear a como máximo 8 m.

He incluído en las gráficas las curvas de la fuerza de viento y las tensiones máximas para el factor de sobrecarga calculado para el Tin Tin (FS= 1,6).

Ahora trataré de responder a la cuestión de los 10 Kg más en el ancla respecto a los 270 (243 Kg de 108 m de cadena+30 Kg de ancla imagino que calculas) del total del aparejo. Bueno, yo diría que son dos cosas distintas, me explico, la catenaria es la catenaria y el ancla el ancla, dicho de otra forma aparte de esta verdad de perogrullo, el ancla no forma parte de la catenaria, la catenaria está formada exclusivamente por la cadena largada que esté por encima de fondo y en último instante, antes de ejercer fuerza vertical sobre el ancla, por toda la cadena largada. Todo lo que hemos estudiado hasta ahora se basa en la cadena, en la curva catenaria que forma para que la fuerza del viento se transmita al ancla de manera que no tire de ella hacia arriba. Consideramos el ancla como un punto, eso, anclado, es decir fijo y que no se mueve. Por decirlo de otra manera el ancla debe aguantar lo que le echen... pero debemos facilitarle el trabajo y esto es labor de la catenaria, distribuyendo la fuerza de manera que el ancla trabaje en tracción horizontal que es para lo que el ancla ha sido diseñada. Aunque, dicho sea de paso, de hecho las anclas también se diseñan para que, dentro de unos límites, sea posible sacarlas del fondo, que zarpen, aplicándoles una fuerza vertical, de otra manera la labor de levar el ancla sería mucho más dificultosa.

Dicho esto ahora hablemos del ancla en sí, su fuerza de agarre va a depender fundamentalmente del diseño como bien dices, pero también del peso ya que éste facilitará un buen fondeo al facilitar que el ancla profundize en el fondo, incluso el que sea capaz de penetrar en él, a la hora de fondearla, y también contribuirá a que no se levante del fondo a la mínima fuerza vertical aplicada. O sea, que el aumento de 10 Kg más de peso en el aancla sí importan. Pasar de 20 a 30 Kg representa un aumento en peso del 50%, desde luego seguramente eso no quiere decir que su fuerza de agarre aumente un 50%, no lo sé, igual hasta aumenta más, pero creo que se puede decir que siempre será un aumento apreciable.

Así que, respondiendo concretamente a tus preguntas:

... según se desprende de tus calculos y creemos interpretar, 10 kilos más (en el caso de cambiar la nuestra por una de 30 kg...) en un aparejo de 270 kilos en total, es una “pecata minuta” de efectos poco apreciables...¿o no?. NO, cosas diferentes según he tratado de explicar.

...supongo que mucho más importante el diseño que el peso ¿no?. SI, de acuerdo con esto. Aunque si pudiéramos fondear por ejemplo un cubo de 1 Tn poco nos importaría el diseño.

Y por lo tanto nuestro peso de 15 kg engalgado en la cadena...¿se suma de alguna manera al peso del ancla?. NO, un peso engalgado a la cadena se suma a... la cadena.

...¿que es más deseable aumentar el ancla en 10 kg. o colocar el peso en un lugar X a tal o cual distancia del ancla?. Aumentar el peso del ancla, por lo que ya dije y también por lo que explico a continuación.

Voy a tratar de analizar ahora el efecto de un peso, pongamos esos 15 Kg del eje de acero, engalgados en la cadena. Supongamos que conseguimos que el peso esté siempre por encima del fondo (el metro que parece indicar para el Buddy Anchor por ejemplo). Fijáos que el peso lo que hace es aumentar eso, el peso, pero no la longitud de la catenaria que forme la cadena. Cuando hay poca fuerza de viento la mayor parte de la cadena estará en el fondo por lo que habrá poca longitud de catenaria y por tanto poco peso de la cadena en si, el peso añadido tendrá entonces mucha importancia porque su peso será alto comparado con el de la cadena sin él, así que bajará el punto de tiro y disminuirá mucho el radio de borneo. A medida que aumenta la fuerza de viento y por tanto hay más cadena que se despega del fondo, hay más longitud de catenaria (recordad el mayor efecto de la longitud que el peso) y también más peso de la propia cadena, con lo que la influencia relativa del peso colgado en la cadena sobre el total cada vez va a ser menor. Al formarse la catenaria límite, cuando toda la cadena está por encima del fondo, la longitud que hemos largado de cadena es lo que cuenta. Si hemos largado 20 m de cadena de 10 mm, con un peso de 45 Kg, 15 Kg más de peso (un 33% más) lo vamos a notar, haciendo un cálculo rápido y abstracción de que se forma un arco de catenaria más una catenaria completa en lugar de una sola catenaria, podríamos decir que es como si el peso unitario pasara de 2,25 Kg/m a 3 Kg/m (esto no es verdad, pero bueno) lo que daría un 33% más de fuerza de aguante al viento. Si hacemos el mismo cálculo para 50 m de cadena tendremos un 13% más de aguante. Y si lo hacemos para 100 m y fondo 20 m un 6,6% más. Repito que estos cálculos son erróneos pero en todo caso máximos ya que, al no estar el peso repartido, la contribución al efecto catenaria es mucho menor, me atrevería a decir que como mucho la mitad, por decir algo jeje (bueeno, si puedo intentaré calcularlo mejor).

Entonces direis, ¿y si esto es así, por qué es aconsejable engalgar un peso a la mitad en una línea de remolque?. Pues sencillamente porque las líneas de remolque van estar formadas, casi en todos, por no decir en todos los casos, por cabo y no por cadena, fundamentalmente porque su carga de trabajo es comparativamente mucho mayor que la de una cadena, además de su elasticidad (que permite absorber tirones que romperían una cadena que no es elástica, o casi nada) y sin embargo su peso es mucho menor que el de una cadena. No puedo mirar los datos ahora, pero comparar el peso de los 15 Kg de que hablamos frente a un un rollo de 100 m de cabo de 14 mm y frente a 100 m de cadena de 10 mm.

Y esto me lleva a una última consideración. Cuando las fuerzas de viento son muy altas en magnitud y estamos en los límites de la carga de trabajo de la cadena, como sería el caso de los 40 nudos que hablamos sobretodo teniendo en cuenta las sobretensiones, creo que sería mucho más aconsejable largar una buena cantidad de metros de cabo ( y ya no hablo del trozo con el que debemos sujetar siempre la cadena a una cornamusa para liberar de carga al molinete), para absorber este exceso de tensión.


Bueno ya acabo, que conste que me da nosequé el ser prácticamente el único que escribe ya en este hilo, echo un poco en falta las opiniones y comentarios de cofrades con más, seguramente mucha más, experiencia que yo, por mucho que parezca que me haya atribuído el nombramiento de Catedrático de Teoría del Fondeo , no ya solo sobre lo que yo pueda decir, igual mal, sino sobre las aportaciones de Oceánico, que me parecen mucho más interesantes por la carga de experiencia que llevan.

Saludos.
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Ex-MasBarco
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