CY - Teoría del buque

[Mascocó]

Hola a todos los sufridos estudiantes y para todos, que el nos permita ver las cosas más positivamente. También para los maestros que anden por aquí con ganas de ayudar.

Propongo inicialmente concentrar las cuestiones, dudas etc... de cada asignatura en hilos separados, con un título concreto como éste. Creo que esto puede facilitarnos las cosas a la hora de tratar cada asignatura.

Quizás el hilo se haga demasiado largo, pero eso querría decir que tiene su utilidad ¿no?.

Con vuestro permiso comienzo yo en mi siguiente post.

Saludos y buen estudio

[Mascocó]

Mi primera cuestión es respecto a pesos suspendidos.

Reproduzco el problema del libro de J.B.Costa, pág.619:
......................
Un barco de desplazamiento = 200 Tm., GM = 1,20 m. suspende un peso de 2000 Kg. con su grúa cuyo penol está a 10 metros sobre la quilla. Calcular la nueva altura metacéntrica.

Solución:
Calcula GG'=p.dv/D=2x10/200=0,10 metros
luego G'M=GM-GG'=1,20-0,10=1,10 m.
......................

Por más vueltas que le doy me parece que esta solución sólo es válida en el caso de que el peso g de 2 Tm. que levantamos tenga su c.d.g. justo sobre la quilla, en cualquier otro caso la distancia dv que lo trasladamos verticalmente será dv=K(grúa)-Kg=10-Kg, y no conocemos Kg.

Como en el problema anterior del mismo libro se utiliza el mismo método para el cálculo de la nueva altura metacéntrica, en este caso añadiendo un peso, me extraña que Costa esté equivocado, pero no soy capaz de ver dónde está el error de mi razonamiento.

¿Cómo lo veis?.

para las neuronas.

[mmorans81]

Originalmente publicado por MasBarco

Mi primera cuestión es respecto a pesos suspendidos.

Reproduzco el problema del libro de J.B.Costa, pág.619:
......................
Un barco de desplazamiento = 200 Tm., GM = 1,20 m. suspende un peso de 2000 Kg. con su grúa cuyo penol está a 10 metros sobre la quilla. Calcular la nueva altura metacéntrica.

Solución:
Calcula GG'=p.dv/D=2x10/200=0,10 metros
luego G'M=GM-GG'=1,20-0,10=1,10 m.
......................

Por más vueltas que le doy me parece que esta solución sólo es válida en el caso de que el peso g de 2 Tm. que levantamos tenga su c.d.g. justo sobre la quilla, en cualquier otro caso la distancia dv que lo trasladamos verticalmente será dv=K(grúa)-Kg=10-Kg, y no conocemos Kg.

Como en el problema anterior del mismo libro se utiliza el mismo método para el cálculo de la nueva altura metacéntrica, en este caso añadiendo un peso, me extraña que Costa esté equivocado, pero no soy capaz de ver dónde está el error de mi razonamiento.

¿Cómo lo veis?.

para las neuronas.

Pues estoy contigo, MasBarco...

El desplazamiento del c.d.g, G, viene dado por el desplazamiento de un peso. Pero en la fórmula indicada, como bien dices dv es lo que se ha desplazado en vertical dicho peso. Con lo que si el peso está a 10 m sobre la quilla, y está tomando dv = 10, no queda otra que inicialmente el peso estuviese directamente sobre la quilla.
Resulta un poco raro, pero yo tampoco lo veo de otra forma.

Un saludo, y unas

[Drago]

Originalmente publicado por MasBarco

Mi primera cuestión es respecto a pesos suspendidos.

Reproduzco el problema del libro de J.B.Costa, pág.619:
......................
Un barco de desplazamiento = 200 Tm., GM = 1,20 m. suspende un peso de 2000 Kg. con su grúa cuyo penol está a 10 metros sobre la quilla. Calcular la nueva altura metacéntrica.

Solución:
Calcula GG'=p.dv/D=2x10/200=0,10 metros
luego G'M=GM-GG'=1,20-0,10=1,10 m.
......................

Por más vueltas que le doy me parece que esta solución sólo es válida en el caso de que el peso g de 2 Tm. que levantamos tenga su c.d.g. justo sobre la quilla,
.

Hola MasBarco.
Efectivamente, en este caso el peso que se suspende está sobre la quilla, aunque el ejercicio no lo especifica; aunque sí se trata de un ejemplo del caso en que el peso forma parte del desplazamiento del buque.

En el caso de pesos suspendidos, para calcular el desplazamiento vertical que sufre G, hay que distinguir dos casos:

1. Que el peso se encuentre dentro del barco, en cualquier bodega, en ese caso desde el momento que se inicie la suspensión, el efecto es el mismo que si se suspendiese el peso en el penol de la pluma. Luego es como si el peso se hubiese trasladado una distancia vertical (dv) igual a la que existe entre el penol y el c.d.g. del peso, esté éste sobre el plan o en cualquier otra posición.

2. Que el peso se encuentre inicialmente fuera del barco (sobre el muelle), entonces se trata de una carga en el penol de la pluma y la distancia vertical a considerar será, la diferencia entre la altura del penol sobre la quilla y el KG del buque (Kg - KG).
Este es el caso del ejercicio de la página 622, que citas, si bien al calcular la alteración mediante la fórmula a= P·d/Mu, utiliza la distancia desde el peso a la cuaderna maestra, en lugar de la existente desde el peso al centro de Flotación (F), como sería lo correcto.

Saludos.

[Mascocó]

Originalmente publicado por Drago

Hola MasBarco.
Efectivamente, en este caso el peso que se suspende está sobre la quilla, aunque el ejercicio no lo especifica; aunque sí se trata de un ejemplo del caso en que el peso forma parte del desplazamiento del buque.

En el caso de pesos suspendidos, para calcular el desplazamiento vertical que sufre G, hay que distinguir dos casos:

1. Que el peso se encuentre dentro del barco, en cualquier bodega, en ese caso desde el momento que se inicie la suspensión, el efecto es el mismo que si se suspendiese el peso en el penol de la pluma. Luego es como si el peso se hubiese trasladado una distancia vertical (dv) igual a la que existe entre el penol y el c.d.g. del peso, esté éste sobre el plan o en cualquier otra posición.

2. Que el peso se encuentre inicialmente fuera del barco (sobre el muelle), entonces se trata de una carga en el penol de la pluma y la distancia vertical a considerar será, la diferencia entre la altura del penol sobre la quilla y el KG del buque (Kg - KG).
Este es el caso del ejercicio de la página 622, que citas, si bien al calcular la alteración mediante la fórmula a= P·d/Mu, utiliza la distancia desde el peso a la cuaderna maestra, en lugar de la existente desde el peso al centro de Flotación (F), como sería lo correcto.

Saludos.

Veo que ya somos tres que estamos de acuerdo en lo que yo planteaba.

Sin embargo, en lo que se refiere al ejercicio que citas de la pág. 622: "Un barco con Cpr=3,40 m ..."

Yo también entiendo que se iza un peso de 22 Tm externo al barco, se deduce porque aumenta el desplazamiento de 4580 Tm a 4602 Tm. pero creo que en este caso la resolución es correcta.

Para calcular la alteración total utiliza la distancia longitudinal (18 m) del penol a la cuaderna maestra (en mi opinión correctamente), a=22x18/86,5, luego ya considera que el centro de flotación no está en la cuaderna maestra al repartir los asientos a proa y popa.

Y cuando calcula cuánto se mueve el cdg del barco lo hace considerando (en este caso sí) la distancia vertical entre el penol y el cdg : GG'=22x(14-7,22)/(4580+22)=22x6,78/4602.

Yo me refería al ejercicio que comienza en la pág.617 en que se carga un peso a 5 m. sobre la quilla pero dónde no se conoce el KG.

Saludos

[Mascocó]

Pués he estado dándole vueltas al problema ese de la pág.622 del Costa y ya no sé que pensar.

Copio los datos relevantes:
Situación inicial: Cpr=3,40m Cpo=3,50m
Peso (externo) que se iza: g=22 Tm, Lg=18m
De las curvas hidrostáticas se obtiene, Cm=3,45m:
D=4580 Tm
Lf=-1,55m
Lc=-2,22m
Mu=86,5 Tm.m
Tci=14,9 T/ci

Según como yo lo entiendo, Tropelio lo plantea así:

- Situación inicial del barco, la que nos dan las curvas con el barco en aguas iguales (Cm=3,45 m) es Lc(coordenada longitudinal del centro de carena)=-2,22m
- Barco en aguas iguales implica vertical del cdg en la vertical del centro de carena, luego LG(coordenada longitudinal del cdg)=Lc=-2,22 m.
- Eso sería con el barco en aguas iguales, como nos dicen que el barco está con asiento apopante a=3,5m-3,4m=10 cm se habrá producido un desplazamiento de pesos que origine un momento a.Mu=10x86,5=865=Dxbrazo=4580xbrazo luego brazo=865/4580=0,19m, que es lo que se habrá desplazado el cdg respecto al centro de carena, a popa, luego el cdg estará en Lg=-2,22+0,19=-2,03m

Ahora cargamos el peso de 22 Tm en Lg=18m
- Se ha producido un aumento de desplazamiento D'=4602 Tm
- Se ha producido un aumento de calado Ic=22/14,9=1,5 cm=0,01m

- Calculamos la nueva coordenada longitudinal del cdg al cargar el peso: LG'=(-4580x2,03+22x18)/(4580+22)=-2,11m.

Quizás en este punto, ya que disponemos de las curvas hidrostáticas habría que calcular los nuevos datos de Lf, Lg etc... pero creo que, dado el pequeño aumento de desplazamiento podemos dejar los mismos.

- Según esta posición final del cdg Lg=-2,11 y la inicial del centro de carena Lc=-2,22m el brazo respecto a aguas iguales será (2,22-2,11)=0,11m y el momento del par será: 4602x0,11=506,22, apopante (ya que el cdg se desplaza a popa del de carena, luego la alteración desde aguas iguales será: a=Mto/Mu=506,22/86,5=5,85 cm.
- Ahora habría que repartir el asiento a proa y popa considerando la situación del centro de flotación y sumarle la inmersión.

La diferencia de alteración es pequeña respecto a como lo calcula Costa, pero a mi me parece éste el método correcto.

Ya no sé qué pensar, ni de Costa, ni de mis conocimientos, ni de ná, cuando llegue al examen veremos si me aclaro de algo.

A ver qué pensais vosotros.

[Drago]

Hola MasBarco

Reproduzco el problema del libro de J.B.Costa, pág.619:
......................
Un barco de desplazamiento = 200 Tm., GM = 1,20 m. suspende un peso de 2000 Kg. con su grúa cuyo penol está a 10 metros sobre la quilla. Calcular la nueva altura metacéntrica.

En ese ejercicio no necesitas KG, es el caso 1º, de un peso que se encuentra ya en el barco, la distancia vertical es la distancia del penol al centro de gravedad del peso, es decir dv = 10 m.

En cuanto al ejercicio de la página 622, se trata de izar (cargar) un peso que se encuentra en el muelle, caso 2º.

Para calcular la alteración total utiliza la distancia longitudinal (18 m) del penol a la cuaderna maestra (en mi opinión correctamente), a=22x18/86,5, luego ya considera que el centro de flotación no está en la cuaderna maestra al repartir los asientos a proa y popa

Cuando se carga un peso, fuera de la vertical del centro de Flotación, el buque pivota alrededor de dicho punto y para calcular la condición de equilibio se tomarán momentos respecto a ese punto (F). Por lo que las distancias se han de tomar respecto a F y no a la cuaderna maestra.
Te remito al problema de la página 617, que citas, cuando al calcular la alteración producida por la carga de un peso de 20 Tm, utiliza correctamente la fórmula: a= p·dF / Mu. Siendo dF la distancia desde el peso al centro de Flotación.

Hay una ligera diferencia entre un traslado y una carga, en un traslado, se toma la distancia trasladada y no necesitamos hacer referencia a un origen para dichas distancias (pues la distancia entre dos puntos es la diferencia de las distancias respectivas respecto a un origen común y al hacer la direfencia el origen es indiferente).
Mientras que en una carga a proa o a popa, necesitamos una referencia que será F.
Saludos

[Mascocó]

Originalmente publicado por Drago

Hola MasBarco

En ese ejercicio no necesitas KG, es el caso 1º, de un peso que se encuentra ya en el barco, la distancia vertical es la distancia del penol al centro de gravedad del peso, es decir dv = 10 m.

En cuanto al ejercicio de la página 622, se trata de izar (cargar) un peso que se encuentra en el muelle, caso 2º.

Cuando se carga un peso, fuera de la vertical del centro de Flotación, el buque pivota alrededor de dicho punto y para calcular la condición de equilibio se tomarán momentos respecto a ese punto (F). Por lo que las distancias se han de tomar respecto a F y no a la cuaderna maestra.
Te remito al problema de la página 617, que citas, cuando al calcular la alteración producida por la carga de un peso de 20 Tm, utiliza correctamente la fórmula: a= p·dF / Mu. Siendo dF la distancia desde el peso al centro de Flotación.

Hay una ligera diferencia entre un traslado y una carga, en un traslado, se toma la distancia trasladada y no necesitamos hacer referencia a un origen para dichas distancias (pues la distancia entre dos puntos es la diferencia de las distancias respectivas respecto a un origen común y al hacer la direfencia el origen es indiferente).
Mientras que en una carga a proa o a popa, necesitamos una referencia que será F.
Saludos

Hola Drago, creo que no viste el post que escribí anoche unos pocos minutos antes que éste último tuyo, lo he ampliado y corregido hoy, así que puedes repasarlo si te parece.

Pero hay una cosa en la que me parece que no estamos de acuerdo. Creo que lo fundamental es el momento que se crea, sea cuando se desplaza o cuando se carga o descarga un peso. Y el momento se crea si se desplaza el cdg del barco, que deja de estar en la vertical del centro de carena, ese momento va a hacer girar el barco alrededor del centro de flotación.

Cuando se desplaza longitudinalmente un peso está claro que se va a desplazar el cdg, luego se crea un momento, apopante o aproante según el nuevo cdg esté más a popa o a proa del de carena. Una vez el barco en el nuevo equlibrio cdg y centro de carena volverán a estar en la misma vertical.

Cuando se incorpora un peso, si lo cargamos sobre el cdg, no se crea momento alguno, en este caso sólo se produce una inmersión (Ic) y Cpr'=Cpr+Ic, Cpo'=Cpo+Ic y no importa dónde esté el centro de flotación, no hay momento, no hay giro. Si lo cargamos fuera de la vertical del cdg habrá momento de giro y el barco girará alrededor de su centro de flotación, pero lo que importa para el momento creado es la distancia respecto al cdg en dónde se carga el peso, no la distancia respecto al centro de flotación. De hecho, si lo cargamos sobre el centro de flotación y éste no está sobre el centro de carena, habrá giro del barco, siempre alrededor del centro de flotación, alteración y se modificarán los calados a proa y popa.

En resumen, a ver si podemos ponernos de acuerdo, el barco pivota alrededor del centro de flotación, pero lo hace según un momento que se crea respecto al cdg.

Saludos