El Tanque Antibalance "Flume"

[TXELFI]

El tanque antibalance "Flume" es un gran tanque de chapa de acero que ocupa toda o casi toda la manga del barco según se ubica (casi siempre a popa) a ras de cubierta principal en cuyo caso es un parelelepípedo, o bajo la cubierta principal en cuyo caso pierde efectividad a esloras iguales puesto en este caso el tanque tiene las formas del casco en sus aletas.

El funcionamiento es muy simple y efectivo a la vez y tiene 2 vertientes. Sabemos que un barco con exceso de estabilidad se balancea tan rápido que puede llegar a hacerse inhabitable. Este fenómeno se agudiza cuando dejamos al través, barco parado a la deriva atravesado en el mar, no es necesario que las olas sean grandes, el barco llega a sincronizar su período de balance con el período de las olas y se convierte en un tentetieso infernal.
Pues bien, si el barco tiene exceso de estabilidad hay que reducirla de alguna manera simple y eficaz. Sabemos desde muy antiguo que las superficies libres o carenas líquidas que hay en un tanque parcialmente lleno de líquido
debido a su inercia causa un efecto desestabilizador en un barco puesto que el líquido contenido se desplaza con cada movimiento del barco, si ese tanque lo completamos de líquido o lo vaciamos este efecto desaparece.

Pues bien, se construye un tanque que tenga la misma manga que el barco, ¿porqué?, porque la inercia del líquido aumenta en metros a la cuarta con respecto de la manga del mismo. Para que os hagáis una idea, si ese tanque lo dividimos longitudinalmente por la mitad automáticamente la suma de la inercia de las 2 mitades resultantes es la cuarta parte que la entera.
Y si dividimos longitudinalmente el tanque original en 4 partes iguales ahora la suma de las inercia pasa a ser 1/16 del original.
Sigamos, si hacemos el suelo del tanque a la misma altura que la cubierta principal y los mamparos son todos rectos el tanque será un paralelepípedo,
igual que una caja de zapatos gigante colocada atravesada a la quilla, es decir, su lado más largo es la manga, su lado intermedio es la eslora del tanque y su lado menor es la altura.
Si ese tanque lo llenamos de líquido justo hasta la mitad obtendremos el máximo rendimiento de ese tanque antibalance puesto que al balancearse el barco la superficie del líquido será máxima hasta que dicho líquido confluya en el vértice de costado con techo en una banda y vértice de costado con suelo en la contraria. Una diagonal trazada en un rectángulo.

Como es obvio el líquido moviéndose libremente en el interior de este inmenso tanque que en un atunero grande tiene 16 Mt de manga por 5 de eslora y 3 de altura desestabiliza el barco haciéndole perder estabilidad por cuanto que hace subir al centro de gravedad "G" mucho más que si esas mismas toneladas de peso las hubiéramos colocado en estado sólido sobre el techo del puente.
Pero hay más aún, al principio os he puesto que el funcionamiento de un tanque flume tiene 2 vertientes. Ya os he explicado la primera.
La segunda tiene también su aquel. Ahora supongamos que al tanque de marras le hacemos interiormente justo en el centro de la manga, o sea sobre la línea de crujía un fuerte mamparo de acero que comenzando casi en el techo baja hasta 1/4 del puntal del tanque.
Ahora supongamos que llenamos el tanque justo hasta la mitad, que es la forma de conseguir el rendimiento máximo del tanque. Si el barco está en el mar balanceándose en el momento del balance a Br el agua se desplaza a Br pero no de golpe como antes, tiene un semimamparo en medio que frena el desplazamiento del agua en el interior del tanque, pero inmediatamente después cuando el barco quiere balancearse a Er su ímpetu se ve reducido porque la mayor parte del agua ya se ha desplazado a Br. Se trata de retrasar 1/4 de período de balance el período del movimiento del líquido contenido en el tanque con respecto del del barco.

Es un sistema cojonudo de verdad pero he de hacer algunas puntualizaciones.
En los barcos que han estado utilizando este tipo de tanques con agua de mar tarde o temprano han tenido que cortar todo con soplete y volver a construir de nuevo porque la chapa estaba completamente podrida. Lo he vivido.
Los barcos que utilizan combustible para el antibalance no han tenido problemas que yo sepa a lo largo de muchos años. Los suspiros tienen que estar alejados de escapes, colillas, etc como es obvio.
Un tanque de estos manejado por ineptos es un peligro muy grande por cuanto que si a algún iluminado se le ocurre llenarlo con el barco vacío o se olvida vaciarlo en puerto antes de comenzar la descarga de la pesca o mercancías la pérdida de estabilidad originada por el susodicho tanque puede causar un buen susto. No conozco ningúan caso de barco volcado por esta causa, pero sí alguno que se ha quedado "acostado" sobre una banda.

Y ahora viene la pregunta del millón ¿De qué tamaño debe ser el tanque "Flume"?. Ese importante apartado lo calculan los ingenieros del astillero y el plano del mismo y la experiencia de estabilidad correspondiente se refrenda por parte de inspección de buques.
No obstante he navegado en barcos con un tanque mayor que el necesario y no había necesidad de llenarlo hasta la mitad para que el barco se estuviera quieto, y por el contrario en otros se habían quedado cortos y el barco se balanceaba en exceso. En este último caso teníamos que usar subterfugios como consumir en primer lugar el combustible de los tanques de doble fondo que están sobre la quilla y dejar llenos los tanques altos hasta el final.
Cuando el astillero entrega el barco lo hace acompañado de varios juegos completos de todos los planos del mismo, incluido el plano de curvas hidrostáticas, el plano del tanque antibalance con su correspondiente tabla de pérdida de estabilidad por agua contenida en su interior en varios niveles.
Un cuaderno de "Condiciones de carga y estabilidad". Un cuaderno de experiencia de estabilidad.
Y se entrega también un cuaderno llamado "Instrucciones al Capitán" cuyo contenido son consejos a seguir en el manejo del barco con mención especial al tanque flume por el que por ejemplo ordenan vaciarlo justo antes de entrar en puerto, aconsejan llenarlo solo parcialmente cuando el barco comienza a balancear por haber ganado estabilidad por causa de la pesca capturada y no llenarlo en su máximo rendimiento si con menos es suficiente.
Como sabéis Inspección de Buques somete a cada barco a una experiencia de estabilidad al barco antes de su entrega definitiva al armador. Es fácil de hacer, básicamente se trata de mover transversalmente un peso conocido colocado en cubierta y medir la escora que ha producido. Después mediante un sencillo cálculo matemático se obtiene GM.
La experiencia se hace con el barco en rosca y si GM es menor de 350 mm se lastra el barco con un peso fijo sobre la quilla.

Y finalmente, su manejo no es nada complicado, se sale de puerto con el flume vacío, combustible y agua potable lleno total y 2 o 3 pares de cubas llenas de salmuera. En esta condición el barco se balancea lo razonable y tiene estabilidad más que suficiente para temer ningún mal, puesto que tendremos una altura metacéntrica siempre superior al mínimo que establece la Ley que es de 350 m/m.
Si a pocos días de salir capturamos mucho pescado como las cubas donde está almacenado el mismo están todas por debajo de la flotación el barco ganará estabilidad y comenzará a balancear más de la cuenta.
¿Cómo podemos precisar hasta qué punto ha bajado el centro de gravedad del barco y si tenemos exceso?, fácil, cogemos el cuaderno de condiciones de carga y estabilidad, con el barco parado medimos el período de balance con un cronómetro y consultando en el cuaderno descubriremos la altura metacéntrica del barco en ese momento porque el cuaderno recoge varias condiciones distintas de carga y en cada una de ellas se refleja estabilidad y período de balance para esa condición.
Si el capitán o patrón se molesta en leer el cuaderno una vez ya sabe cómo está su barco de estabilidad para los restos. Por ejemplo si vemos que en una condición de estabilidad buena tanto para trabajar, navegar y vivir el barco tiene un período de balance de 12 segundos (un atunero mediano) y sin embargo un día observamos que el período se ha reducido a 9 segundos significa que hemos ganado mucha estabilidad y el balance se va a hacer muy molesto. Solución: cargar más el antibalance, y si ya está en su nivel máximo trasegar gasoil de los tanques bajos a los altos. No hay otra que tirar salmuera al mar pero eso es casi inviable.
Si el período nos ha aumentado a 14 segundos ¡ojo!, significa que hemos perdido estabilidad y debemos recuperar, ¿cómo?, vaciando el tanque antibalance y si ya estuviere vacío llenando un par de cubas de agua de mar.

Jooooobar, vaya ladrillo me has hecho escribir nada más poner los pies en casa, esto lleva tiempo

[Alf_on]

Jobar Capi, menuda lección sobre inercias, estabilidades de los barcos según carga, sistemas antibalances de tanques flume, y demás detalles.



Solo me queda una duda, ¿que son o que significan esos 350 m/m de mínimo legal para la altura metacéntrica del buque?

Y una ronda para que te remojes el gaznate.

[TXELFI]

Originalmente publicado por Alf_on

Jobar Capi, menuda lección sobre inercias, estabilidades de los barcos según carga, sistemas antibalances de tanques flume, y demás detalles.
Solo me queda una duda, ¿que son o que significan esos 350 m/m de mínimo legal para la altura metacéntrica del buque?

Y una ronda para que te remojes el gaznate.

El centro de gravedad "G" del barco es un punto imaginario sobre el cual convergen todos los pesos del barco en un momento determinado.
El metacentro "M" es el punto donde convergen todas las fuerzas hidrostáticas de sustentación que hacen que el barco se mantenga a flote. Huelga añadir que la suma de estas fuerzas equivale al desplazamiento del barco. Lógicamente cuanto más manga tiene el barco más arriba estará M y viceversa.

En un barco medianamente bien distribuido M está siempre más arriba que G, recordemos que M empuja para arriba y G lo hace para abajo porque en caso contrario el barco volcaría. A la distancia vertical que hay entre ambos puntos se llama altura metacéntrica o GM. Obviamente cuanto más grande sea esta distancia el barco tendrá más estabilidad porque el brazo de par adrizante es mayor y viceversa.

La Ley establece desde hace muchos años que el mínimo legal de altura metacéntrica GM para cualquier barco debe ser como mínimo de 350 milímetros y no pone límite.
Algún no avezado puede quedar sorprendido que el GM mínimo requerido sea igual para un barco de 10 Mt que para uno de 300, pero es así y tiene su motivo.
En un barco de 10 Mt con 350 mm de GM el par de adrizamiento transversal que es la fuerza con la cual el barco se resiste a ser escorado por una fuerza externa puede ser de 200 kilográmetros y no necesita más, sin embargo en un barco de 300 Mt el par de adrizamiento puede ser de 200.000 kilográmetros con el mismo GM que el barco pequeño porque su volumen de carena es muchísimo mayor, y también en este caso se ha demostrado que no necesita más. Normalmente el par a partir de barcos de cierto porte se mide en tonelámetros.
Ese número no se ha obtenido porque sí, es el producto de un estudio de muchos años de cálculos casi interminables que desembocaron en el mismo, y que de hecho es el aceptado por los legisladores navales del mundo entero.

Un detalle, he puesto antes lo que es el metacentro, pero claro, el barco en puerto con el agua como una balsa de aceite no se mueve, pero un barco en el mar balanceándose o cabeceando a causa de las olas su carena está en continuo cambio de formas y lógicamente M está en continuo movimiento.
A la trayectoria que describe M en sus movimientos se llama "Evoluta Metacéntrica".
Cuando un barco navega con grandes olas de proa o de popa se suceden 2 momentos básicos que conviene recordar. En un momento dado la carena puede estar encajonado entre 2 olas con la proa y la popa hundidas y el centro de eslora con poca agua, a esto llamamos Arrufo. En ese momento el M sube las formas del barco son más anchas cuanto más arriba de la flotación original, el barco gana estabilidad.

El caso contrario se produce cuando la carena se encuentra sobre una sola ola en el momento que ésta coincide con la maestra. En ese instante nos hemos quedado sin calado en proa y popa y sin embargo en el centro de flotación el calado ha aumentado ostensiblemente. Es lo que llamamos Quebranto. Pero es que además la carena es más llena en el centro que en los extremos del barco M baja rápidamente y puede llegar a aproximarse a G por mucho que de puerto salíamos con un GM igual o superior a 350 mm.

Si esto sucede navegando proa a las olas no sucede absolutamente nada porque la ola pasa tan rápido que al barco no le da tiempo a hacer ninguna cosa rara.
Pero ojo, es peligrosísimo navegar a gran velocidad con grandes olas de popa porque si nuestra velocidad es igual o parecida a la de la ola significa que estaremos una eternidad "montados" sobre una ola y cuando suceda el Quebranto perderemos estabilidad. Solución: con grandes olas de popa navegar al mínimo de velocidad o capear según tipo de barco.

No sé si me dejo algo, ya estoy medio mareado

[Alf_on]

Zenkiu maestro, 350 mm, es que con el m/m me tenía un poco desnortado

Perfecta la explicación del arrufo y el quebranto y si que sorprende que sea el mínimo de altura esos 350 para cualquier tamaño de barco.



También lo importante de que con mar formada de popa haya que restringir la velocidad para no aumentar el quebranto y que el metacentro baje demasiado, con la consiguiente pérdida de estabilidad.

En fin, un buen aplauso por estas clases de estabilidad de buques perfectamente explicadas.

[Juan St780]

Muchas gracias, me queda CLARISIMO lo del tanque flume. Magistral.

[TXELFI]

Se me olvidó añadir que el tanque antibalance no siempre es un paralelepípedo porque a veces por cuestiones de espacio se construye en popa de forma que su techo está a ras de cubierta principal, o sea sobre la bocina. Lógicamente en este caso el tanque es más estrecho por abajo porque está entre ambas aletas de la carena y por ende a tamaños iguales será menos efectivo que el otro.
Este detalle debe ser corregido costruyéndolo más grande en sentido longitudinal.
En este caso concreto el nivel de rendimiento óptimo está siempre un poco por encima del nivel medio del tanque.
El que va sobre cubierta principal tiene además la ventaja que para su vaciado no son necesarias bombas de trasiego. Se dota al tanque de 2 grandes desagües 1 a cada banda con válvulas de cierre rápido.
Y finalmente, en barcos con poca capacidad de combustible en tanques puede ser un aporte importante a los tanques estructurales porque un aumento de 100 o 200 M3 por ejemplo no es baladí.
Se admiten preguntas

[Juan St780]

Originalmente publicado por TXELFI

Se me olvidó añadir que el tanque antibalance no siempre es un paralelepípedo porque a veces por cuestiones de espacio se construye en popa de forma que su techo está a ras de cubierta principal, o sea sobre la bocina. Lógicamente en este caso el tanque es más estrecho por abajo porque está entre ambas aletas de la carena y por ende a tamaños iguales será menos efectivo que el otro.
Este detalle debe ser corregido costruyéndolo más grande en sentido longitudinal.
El que va sobre cubierta principal tiene además la ventaja que para su vaciado no son necesarias bombas de trasiego. Se dota al tanque de 2 grandes desagües 1 a cada banda con válvulas de cierre rápido.
Y finalmente, en barcos con poca capacidad de combustible en tanques puede ser un aporte importante a los tanques estructurales porque un aumento de 100 o 200 M3 por ejemplo no es baladí.
Se admiten preguntas

Entonces en vez de agua salada pueden ir con gasoil,??
Y que significa 100 o 200 M3 no es baladí??, No entiendo esa palabra.

[Alf_on]

Originalmente publicado por Juan St780

Entonces en vez de agua salada pueden ir con gasoil,??
Y que significa 100 o 200 M3 no es baladí??, No entiendo esa palabra.

Baladí quiere decir poca cosa, algo sin importancia.
Y si, se puede emplear agua o gasoil indistintamente, los dos líquidos trabajan parecido y hacen el mismo servicio de contrarrestar el balanceo del barco.

[TXELFI]

Originalmente publicado por Juan St780

Entonces en vez de agua salada pueden ir con gasoil,??
Y que significa 100 o 200 M3 no es baladí??, No entiendo esa palabra.

Muchos barcos, por ejemplo en la flota americana todos, utilizan el tanque flume con gasoil por 3 razones. La primera es que llenarlo de agua de mar supone cargar un peso inútil a bordo. La segunda es que los barcos americanos se construyen aprovechando el máximo posible la capacidad de almacenamiento de pescado, y por ende tienen poca capacidad de gasoil en tanques estructurales en proporción del tamaño del barco. De ahí que ganar 100.00 o en un barco grande 200.000 litros de capacidad de combustible supone tener que cargar 2 0 3 cubas de pescado con combustible menos porque cuando se consume hay que limpiar la cuba con pulcritud porque posteriormente albergará pescado. Gasto en detergentes y mano de obra para la marinería. Nosotros con mi último barco y sus 8.000 jacos salíamos de puerto con 1.000.000 de litros y si digo que no es baladí quiero decir que el aporte del antibalance es importante. A ver si me explico, si llenamos el antibalance con combustible saldremos de puerto sin gasoil en cuba alguna, pero si usamos el flume exclusivamente con agua de mar tendremos que llenar 2 cubas de congelación con gasoil. Las cubas son grandes tanques de congelación que van de proa a popa en 2 filas separadas longitudinalmente por el túnel central.
Un barco pequeño tiene 12 o 14 cubas de 20 a 40 M3 y uno grande 24 o 26 de 100 a 150 M3. (metros cúbicos).
La tercera es la que puse al principio, tanque de chapa de acero con agua de mar llena, vacía, llena, vacía, al cabo de 20 años hay una avería producida por el óxido de pronóstico reservado.
Se han hecho pruebas de forrar con poliéster el interior del tanque e incluso capa de brea pero no han dado resultado.
A día de hoy posiblemente merezca la pena hacerlo en chapa inox. porque con el correr de los años el precio de la chapa negra y la inox. no es tan lejana como antaño, y la mano de obra es la misma.
Los grandes atuneros congeladores que es lo que conozco tienen toda la popa en inox. rompeolas incluido, así es que por un poco más........

El tanque antibalance funciona con cualquier líquido, pero evidentemente su efecto no es el mismo con agua de mar de densidad 1,025 que con gasoil de densidad 0,856. La inercia del agua de mar es mayor y en consecuencia su efecto será también mayor.
La legislación española prohíbe cargar combustible en el tanque antibalance, aún así algunos lo hacen. En el Pacífico todos.
No conozco ningún caso de incendio o explosión debido a esto.