Catenaria y fondeo

[Mascocó]

Originalmente publicado por LORDRAKE

Me reafirmo en felicitarte, agradecerte que compartas las experiencias reales del Tin Tin, hemos logrado unir teoria con practica.
Me habias preguntado la manga del barco y son 4 m. Creo no obstante que para calcular la superficie expuesta necesitarias tambien la altura o francobordo que en nuestro caso es elevada, además las brazolas y la carlinga. También creo que en el calculo de las acciones del viento y en el calculo de las fuerzas ejercidas por este sobre las superficies expuestas habria de tenerse en cuenta el coeficiente de mayor o menor rozamiento debido a las formas aerodinamicas o no de estas.
En nuestro ancla de arado de 22Kg le solde unos 3 k. de plomo en el conves de la puntera dopandola para facilitar el agarre y el efecto "uña" para que aumentase la penetración en el fondo y tambien para que el ancla siempre al caer se orientase con la punta hacia abajo. La cadena de 8mm la voy a dejar para el ancla de popa y pondre 10mm. Despues de leer la experiencia del Tin Tin y ya que pretendemos prepararnos para lo mismo buscaremos disponer de al menos 100m de 10mm.
Una ultima cuestión es cómo influiria en la catenaria el usar lineas mixtas cadena-cabo y que efectos tendria , ya has explicado que en caso de alargar cadena no es proporcional la relación de resistencia a aumentos de velocidades del viento en esa proporción.
Buenas noches
Gracias
LORDRAKE

Hola LORDRAKE, veo que tu barco y el Tin Tin tienen la misma manga de 4 m que en los dos casos prima sobre la eslora para el cálculo de la fuerza ejercida por el viento sobre un barco-tipo, 400 libras para 15 nudos, así que las curvas que hice para el Tin Tin, para 10, 20, 25 y 30 m de profundidad (altura), también serían aplicables a tu barco. No las cargo aquí para no embrollar el hilo pero si te interesa las puedes descargar:

http://foro.latabernadelpuerto.com/c..._Fondeo_17.png
http://foro.latabernadelpuerto.com/c..._Fondeo_18.png
http://foro.latabernadelpuerto.com/c..._Fondeo_19.png
http://foro.latabernadelpuerto.com/c..._Fondeo_20.png


Tienes razón en lo que dices sobre superficies y coeficientes y demás. Ya que sale el tema, trataré de desarrollarlo en la medida de mis posibilidades.

La fuerza que ejerce el viento sobre una superficie viene dada por:

Fv= q.Cd.Ac

donde:
Fv la fuerza que ejerce el viento (en libras o Kg)
q es la presión dinámica (lbrs/pie² o Kg/m²)
Cd es el factor de arrastre (el coeficiente de rozamiento al que te referías)
Ac el área característica del objeto (pies² o m²)

a su vez:

q= (r/2).V²

donde r es una cierta cte. (0,002378 slugs/pie² a nivel del mar) y V la velocidad del viento en pies/seg o m/seg.

Creo que claramente se escapa del objetivo de este hilo, aparte de que yo tampoco soy ningún experto en el tema, el tratar de profundizar más en estas ecuaciones, solo decir que el factor de arrastre Cd va a depender de las formas, que para los barcos se tiene en cuenta la jarcia, antenas, palos etc... y que para calcular el área característica (que en principio es la superficie frontal al viento) en los barcos también se tiene en cuenta la tendencia de éstos a quedarse desplazados hasta 30º del eje del viento cuando están fondeados.

Asi que, partiendo de la base de que las tablas de la ABYC contemplan estas cuestiones para barcos-tipo, sólo nos queda tenerlas en cuenta para saber que no dejarán de ser aproximaciones a nuestro barco en particular, pero suficientes para nuestro objetivo en mi opinión.


Por otro lado, hay una cosa bastante interesante que me gustaría añadir respecto a lo que ya hemos hablado de las sobrecargas. Bueno, parece que, debido a la complejidad de fuerzas y variables implicadas, no hay estudios, ni teóricos ni empíricos, que definan sus efectos sobre la línea de fondeo, pero parece claro que la mayor influencia que crea estas sobretensiones momentáneas se debe al efecto de las olas y aquí entra en juego fundamentalmente el desplazamiento (mayor desplazamiento más sobrecarga) como ya habíamos comentado y también la eslora (mayor eslora menor sobrecarga) debido a que los efectos de una cierta altura de ola en el cabeceo disminuirán con la eslora.

Se define entonces un ratio desplazamiento/eslora en flotación:

D/L= (desplazamiento en long tons)/(0,01xLWL, eslora de flotación en pies)^3

A partir de esta relación se ha tabulado un factor de sobrecarga FS. Este factor es por el que habría que multiplicar la fuerza del viento para obtener las máximas tensiones, más o menos momentáneas, sobre la línea de fondeo.

No voy a presentar este gráfico, pero representa una línea recta que podemos definir aproximadamente, para monocascos, como:

FS=(D/L)/400+1

Si no lo he entendido mal 1 Tm= 1,016 long tons así que para el barco de LORDRAKE (suponiendo una eslora en flotación de 11 m y 14 Tm) saldría:

D/L= (14x1,016)/0,36^3= 305
luego FS= 305/400+1= 1,76

Para el Tin Tin, suponiendo una eslora en flotación de 12,5 m y 16 Tm saldría:

D/L= (16x1,016)/0,41^3= 236
FS= 305/400+1= 1,60

Este factor de sobrecarga multiplicado por la máxima fuerza de viento esperada nos daría las máximas tensiones momentáneas.


Ahora que tenemos definido ese cociente D/L y volviendo al tema de la fuerza ejercida por el viento sobre un barco fondeado, si alguien tiene el empeño de calcularla más exactamente que por las tablas de la ABYC para su barco en concreto, el libro de Earl Hinz presenta una tabulación del factor de arrastre Cd (drag coeficcient) en función de la relación D/L que aproximadamente sigue la recta:

Cd=(D/L)/400+0,19

Con este Cd y tomando q= 3 (lbrs/pie²) para 30 nudos de viento bastaría con calcular el área presentada por el barco al viento, para una desviación de 30º, A30 (en pies cuadrados) y aplicar la fórmula:

Fv= q.Cd.Ac

Fv(30 nudos)= 3.Cd.A30 (en libras)

Si alguien lo hace que nos diga qué le da, Hinz lo hace para un barco que llama "Uniflite Coastal Cruiser" y obtiene unos resultados muy similares a los de la tabla de la ABYC (1.020 frente a 1.060 lbrs para 30 nudos) o sea que no será tan malo el cálculo por tablas, ni su método (de no ser que haya hecho trampas ). Así que ánimo.

Saludos.