Estabilidad en Buques: Factores Clave y Cálculo del Metacentro

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Efecto de Superficie Libre

Cuando un buque con sus tanques llenos se escora, el líquido que lleva dentro del tanque actúa como una masa sólida, y su centro de gravedad se mantiene constante y no provoca ningún cambio en la altura metacéntrica.

Cuando un buque con un tanque parcialmente lleno se escora, el líquido tratará de mantenerse paralelo a la línea de flotación. Su centro de gravedad se trasladará con el líquido y puede tener un efecto considerable en la altura metacéntrica.

Como los tanques parcialmente llenos tienen ese efecto desfavorable en la altura metacéntrica, se utiliza una división de tanque en dos partes iguales mediante mamparos estancos que reduce a 1/4 ese efecto desfavorable con respecto a un tanque sin división.

Hay que tener cuidado al corregir la inclinación de un buque cuando se utilizan dos tanques a medio llenar. Se recomienda llenar primero el tanque que esté en el costado más bajo y luego el tanque del lado más alto.

Desplazamiento en Rosca

Peso real de un buque cuando está vacío.

Peso Muerto

Es la cantidad real de peso que puede transportar un buque cuando es cargado hasta su calado máximo permisible.

Desplazamiento en Carga

Desplazamiento en rosca + peso muerto = desplazamiento en carga.

Buques Blandos o Buques Celosos

Cuando se agrega peso a un buque, su centro de gravedad se traslada en dirección del peso agregado y varía también la altura metacéntrica (peso arriba, sin altura metacéntrica).

  • Cuando un buque tiene poca o ninguna altura metacéntrica es un buque blando o celoso (M G B).
  • Cuando un buque tiene una gran altura metacéntrica es denominado buque duro, y este es más difícil de escorar y se balanceará de un lado a otro muy rápidamente y tal vez en forma violenta (M G B).

Influencia de la Forma y Pesos del Buque en la Estabilidad

La estabilidad transversal inicial depende de la posición relativa de dos puntos independientes entre sí: el metacentro y el centro de gravedad.

El metacentro depende solo de la carena y el centro de gravedad solo depende de la distribución de pesos a bordo.

Valores Normales de GM en la Práctica

El valor de GM varía enormemente según el tipo de buque y su condición de carga.

Tipo de buque -------------- GM en % de la manga

  • Buque de pasajeros -------- 4 a 5 %
  • Buque de carga ------------- 5 a 7 %
  • Petroleros ------------------- 8 a 9 %
  • Remolcadores --------------- 10 a 12 %
  • Pesqueros ------------------ 10 a 12 %
  • Cerqueros ------------------- 13%

Propiedades del Metacentro

  • El metacentro transversal inicial M de un buque es un punto invariable para escoras pequeñas, que no pasan de 8 a 12°, pero no para escoras mayores.
  • La posición de M es una propiedad exclusivamente geométrica de la carena y para un buque dado solo depende el calado.
  • La posición de M solo queda fijada por una sola coordenada: la altura de M sobre la línea de construcción (KM), dada por una curva en función del calado, ya que M está siempre sobre la vertical de B.

Posibilidad de Equilibrio de un Buque

Estable:

El desplazamiento (Δ) y el empuje no son fuerzas opuestas sobre la misma vertical, sino que forman una cupla. Esta cupla tiende a adrizar nuevamente al buque.

Inestable:

El empuje está en una posición que forma una cupla, en cuyo caso tendería a seguir escorando al buque y el equilibrio sería inestable.

Indiferente:

El desplazamiento (Δ) y el empuje siguen siendo fuerzas opuestas y el buque continúa en equilibrio en la nueva posición, siendo pues equilibrio indiferente.

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