Por qué fondear en aguas poco profundas puede ser peligroso si sólo se utiliza cadena

[MathiasW]

Así que esto me llevó un poco de tiempo componerlo...

He vuelto a leer el muy buen trabajo de Alain, que está calculando la carga de anclaje - también en presencia de cargas dinámicas - en el dominio fuerza-tiempo:

http://alain.fraysse.free.fr/sail/ro...ces/forces.htm

Modela una ráfaga como una fuerza de viento más fuerte que se activa en un momento determinado y se mantiene activa "para siempre".

Empieza analizando el caso lineal (como un cabo), en el que la racha provoca un rebasamiento de la posición que adoptaría el barco si la racha hubiera sido un viento estático. Como habla del caso lineal, el punto de máximo rebasamiento es exactamente un punto especular del punto estático inicial, donde la posición en la que la racha y la tensión del cabo se equilibran está exactamente en el medio.

El primer diagrama muestra lo que ocurre. Es un gráfico del desplazamiento del barco (alejándose del ancla) en función de la carga. Así, cuando integro bajo el área (fuerza por distancia), obtengo directamente la energía almacenada en el cabo elástico. Es simplemente el área cuando se mira el gráfico de lado.

Las zonas en rojo claro son energías que (aún) no se cargan en el cabo (la zona en rojo oscuro), sino que pasan a la energía cinética del barco. En el punto amarillo, la fuerza de retroceso del cabo es igual a la carga de la ráfaga. Pero como el barco tiene cierta velocidad, se sobrecarga hasta alcanzar el punto rojo, la tensión más extrema del cabo. Las dos zonas marcadas con "E" deben ser iguales, si no se pierde energía en alguna parte.

Observa las cargas en los puntos verde, amarillo y rojo. La diferencia entre el verde y el amarillo es la misma que entre el amarillo y el rojo. Este es el mejor escenario posible y conduce a la tensión máxima de rebasamiento más pequeña posible.

La no linealidad empeora el resultado. El siguiente diagrama es el mismo que antes, pero ahora no con un muelle ideal, sino con una cadena actuando como muelle. De nuevo, la racha sigue soplando incluso cuando el barco ha alcanzado la posición extrema con el mayor desplazamiento lejos del ancla. Pero ahora la distancia entre el punto amarillo y el rojo es mucho mayor que la distancia entre el punto amarillo y el verde. De hecho, el punto más extremo, el punto rojo, tiene ahora unas 4 veces la carga del viento estático. ¡Eso es mucho!

En realidad, hay dos gráficos en este diagrama. Uno para aguas profundas y otro para aguas poco profundas. No hay grandes diferencias entre los dos.

Por último, muestro los mismos gráficos, pero ahora suponiendo que la ráfaga sólo sopla durante unos segundos, lo que da lugar a este "pico de energía" a la derecha. En este caso, el barco sigue retrocediendo cuando la racha ya se ha detenido.

En general, los puntos rojos están mucho más a la izquierda que en los gráficos anteriores, lo cual es obvio, ya que la energía total transferida al barco es menor. Pero ahora también se puede ver que en aguas poco profundas el punto rojo está mucho más a la derecha que en aguas profundas.

Ese era mi punto inicial cuando empecé este hilo. Las aguas poco profundas pueden ser peligrosas en presencia de rachas. Pero un cabo muy elástico puede ayudar a solventar esta deficiencia de la cadena.

Pero, como vemos ahora, depende de la naturaleza de la ráfaga. Cuando se trata simplemente de la activación de una fuerza de viento superior, entonces no importa si es poco profunda o no. Pero cuando se trata de una ráfaga de viento breve y repentina, sí importa.

La realidad está, como tantas otras veces, en algún punto intermedio...

BTW - Este último gráfico también explica por qué los grandes buques comerciales no ven este efecto en absoluto. Debido a su gran masa m, de acuerdo con F = m * a, su aceleración en una ráfaga será mucho menor, y por lo tanto el desplazamiento hacia atrás lejos del ancla es también mucho menor. El resultado es una transferencia de energía E muy pequeña y, por tanto, un rebasamiento muy pequeño.

Las embarcaciones de recreo más antiguas, que son bastante pesadas para su superficie aerodinámica, también se ven menos afectadas por estas cargas dinámicas, precisamente por la misma razón. Apenas se mueven en una ráfaga.

Saludos, Mathias