Conceptos Clave de Estabilidad y Flotabilidad Naval: Principios y Coeficientes

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE FLITABILIDAD Y ESTABILIDAD

PRINCIPIO DE Arquímedes:

TODO CUERPO SUMERGIDO EN UN FLUIDO EXPERIMENTA UN EMPUJE VERTICAL HACIA ARRIBA IGUAL AL PESO DEL VOLUMEN DE LIQUIDO DESALOJADO. A ESTA FUERZA SE LE DENOMINA EMPUJE Estático Y SI EL CUERPO ESTA EN REPOSO ESTE EMPUJE Estará EQUILIBRADO CON EL PESO DEL CUERPO, CUYO PUNTO DE APLICACIÓN ES EL CENTRO DE GRAVEDAD DEL MISMO “G”.

PARA QUE EL CUERPO ESTE EN EQUILIBRIO AMBAS FUERZAS Tendrán QUE SER IGUALES. EL VOLUMEN DEL FLOTADOR POR LA DENSIDAD DEL FLUIDO DEBE SER IGUAL O MAYOR QUE EL PESO DEL FLOTADOR SINO SE Hundirá.

FLOTABILIDAD:
ES LA CUALIDAD QUE TIENE EL CUERPO PARA NO HUNDIRSE.

RESERVA DE FLOTABILIDAD

EN UN FLOTADOR ES EL VOLUMEN ESTANCO SITUADO FUERA DEL LIQUIDO, Y EN UN BUQUE ES EL VOLUMEN DE LA OBRA MUERTA ESTANCA.

EL FRANCOBORDO:

ES UNA MEDIDA APROXIMADA DE LA RESERVA DE FLOTABILIDAD.

COEFICIENTE DE FLOTABILIDAD (Cf):

ES LA Relación EXISTENTE ENTRE LA RESERVA DE FLOTABILIDAD Y EL VOLUMEN SUMERGIDO. O LA Relación ENTRE EL VOLUMEN DE LA OBRA MUERTA Y EL VOLUMEN DE LA OBRA VIVA DEL BUQUE.

Cf= RESERVA F/VOLUMEN DE CARENA

CENTRO DE CARENA:

ES EL CENTRO Geométrico DE LA Porción DEL CASCO SUMERGIDA Y SE SUPONE SIEMPRE QUE ES EL PUNTO DONDE SE APLICA LA RESULTANTE DE LAS PRESIONES QUE EL AGUA EJERCE SOBRE LA CARENA.

KC= Cm-1/3(Cm/2+Vs/Sf)

Cm=

Calado medio.

Vs=

Volumen de la carena.

Sf= Área de superficie de flotación.

CENTRO DE GRAVEDAD:

PUNTO EN EL QUE PUEDE SUPONERSE ESTA CONCENTRADO EL PESO TOTAL DEL MISMO.

EL CENTRO DE GRAVEDAD DE UN BUQUE SE REPRESENTA POR LA LETRA “G”, Y SE NECESITAN PARA SITUARLO 3 COORDENADAS:

DISTANCIA VERTICAL DESDE LA QUILLA A “G”, DISTANCIA HORIZONTAL DE “G” AL CENTRO DE LA ESLORA, Y DISTANCIA VERTICAL DE “G” AL PLANO DISMETRAL DEL BUQUE.

A MEDIDA QUE AUNMENTA EL CALADO MEDIO AUMENTA EL VOLUMEN DE LA CARENA Y POR LO TANTO EL DESPLAZAMIENTO.

D= Vs*d

LAS CURVAS Hidrostáticas:

(También CURVAS DE FORMAS) SE LEVANTAN A LA ENTREGA DEL BUQUE AL ARMADOR, EN ELLAS SE CONDENSAN TODAS LAS Características DE ESTABILIDAD DEL BUQUE.

• LAS CURVAS Están EN Función DEL CALADO AL MEDIO DEL BUQUE (EJE DE COORDENADAS)
• EL EJE DE ABSCISAS REPRESENTA UNA ESCALA Y MAGNITUD DIFERENTES PARA CADA CURVA ACORDE CON LA Función REQUERIDA.

COEFICIENTES DE AFINAMIENTO:

Relación ENTRE EL VOLUMEN DE LA CARENA Y EL PARALEPIPEDO CIRCUNSCRITO QUE TENGA POR DIMENSIONES LA ESLORA EN LA Flotación Y EL CALADO EN LA Flotación.

Coef. Afi. Carena= Vs/L *M*Cf

COEFICIENTE DE AFINAMIENTO DE LAS LINEAS DE AGUA O SUPERFICIAL:

ESLA Relación ENTRE EL Área DE LA Flotación Y LA DEL Rectángulo CIRCUNSCRITO A LA MISMA, POR LO TANTO LAS DIMENSIONES DEL Rectángulo SON LA ESLORA Y LA MANGA.

Coef. Sup= Área Flotación/ L*M

COEFICIENTE DE AFINAMIENTO DE LA CUEDERNA MAESTRA:

ESLA Relación ENTRE EL Área DE LA CUEDERNA MAESTRA Y LA DEL Rectángulo CIRCUNSCRITO, CUYAS DIMENSIONES SEAN EL CALADO Y LA MANGA DE TRAZADO.

Coef.Af. Cuad. Maestra= Acm/C*M

ESTE COEFICIENTE ES EL MAYOR DE TODOS LOS COEFICIENTES DE AFINAMIENTO SU VALOR ETA Próximo A LA UNIDAD.

COEFICIENTE DE AFINAMIENTO Prismático, Cilíndrico, O LONGITUDINAL:

ES LA Relación ENTRE EL VOLUMEN DE LA CARENA Y EL DE UN PRIMA CUYA Sección CONSTANTE SEA IGUAL A LA DE LA CUADERNA MAESTRA Y SU ALTURA IGUAL A LA ESLORA DE Flotación

Coef. Af. Pris= Vs/ Área Cm *L

COEFICIENTE DE BLOQUE SE PUEDE EXPRESAR EN Función DE LOS Coef. COLINDRICO Y DE AFINAMIENTODELA CUADERNA MAESTRA.

Coef. Afi. Care= Coef. Af. Cuad. Maes* Coef.Af. Pris

SABEMOS QUE:

D=Vs*d

SUPONGAMOS QUE EL BUQUE PASA A FLOTAR EN AGUA DE DENSIDAD d´, PERO NO POR ELLO VARIA EL PESO O DESPLAZAMIENTO DEL MISMO, Así QUE:

D=V´s *d´ IGUALANDO Vs*d= V´s* d´

Así TENDREMOS:

Vs/V´s= V´s *d´

ESTO DEMUESTRA QUE EL VOLUMEN SUMERGIDO DEL CASCO ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA DENSIDAD DEL LIQUIDO EN QUE FLOTA, POR TANTO, AL PASAR EL BUQUE DE LA MAR A UN RIO DE DENSIDAD MENOR, TIENE QUE AUMENTAR SU VOLUMEN DE CARENA, Y ESTE AUMENTO SE HACE INCREMENTANDO SU CALADO EN UNA CANTIDAD DC.

EL BUQUE AL PASAR DE UN RIO AL MAR SU CALADO DISMINUYE.