Lección 9.1 Estabilidad

1. Balance

a. Balance.

El balance es el movimiento transversal de la embarcación, escorándose alternativamente de un costado a otro; efecto que se produce con mayor intensidad si se navega cruzado a la mar.

El mejor modo de gobernar para disminuir el balance es llevando el oleaje por la aleta o la amura.

El período de balance es el tiempo que tarda la embarcación en realizar un movimiento completo de oscilación, por ejemplo entre el instante en que está en su inclinación máxima a  babor, y el instante en que vuelve a estar en esa posición, después de haber pasado por su máxima inclinación a estribor.

b. Sincronismo Transversal.

Cuando el período de balance del barco es igual al de la ola, se dice que existe sincronismo. Cuando este se da, la amplitud del balance tiende a aumentar progresivamente y por tanto la escora que el buque alcanza hacia los costados, pudiendo superar el límite de estabilidad y  llevar a zozobrar a la embarcación. 

El sincronismo transversal se anula modificado el rumbo.

2. Cabezada

a. Cabezada.

Es la oscilación longitudinal del barco, producida por recibir el oleaje por una marcación distinta al través, mayor si llega la mar por la proa o la popa.

Cuando la oscilación longitudinal, al paso de la ola, hace que parte del casco quede en el aire, a su posterior caída y golpe sobre la superficie del agua se le llama pantocazo. Para evitar el pantocazo de proa, que es el más violento, hay que apartar la proa de la dirección en la que viene la mar.

Pantocazo.

b. Sincronismo Longitudinal.

El sincronismo longitudinal , aunque menos frecuente, resulta con mayores efectos al crear grandes tensiones. Se reduce modificando la velocidad o el rumbo.

3. Golpe de mar

Se produce cuando una ola rompe contra el casco de buque.

La proa recibe mejor los golpes y embarca menos agua. Un golpe de mar puede ocasionar importantes averías a la embarcación.

Para evitar o reducir los golpes de mar se debe de llegar a un compromiso entre rumbo y velocidad, jugando un papel importante la pericia del patrón.

Golpe de mar por la proa.

4. Formas de gobernar a la mar

Proa a la mar:

• El barco se frena con cada ola y con mala mar el casco soporta violentos esfuerzos.
• Se producen fuertes pantocazos con mala mar.
• La cabezada puede hacer que la hélice y el timón salga del agua, con la pérdida de gobierno que conlleva.
• Puede pasarse por ojo (hundir la proa en el seno de la ola).
• Se embarca agua por proa.

Atravesado a la mar:

• Aunque los balances son menos perjudiciales que la cabezada, existe riesgo de que se produzca sincronismo lateral.
• Rotura de accesorias mal trincados, posible movimiento de la carga.
• La mar puede romper a lo largo de la eslora.

Popa a la mar:

• Se hacen precisos los movimientos suaves del timón.
• El barco gobierna mal, la hélice y el timón salen del agua. Se producen guiñadas, que pueden llegar a cruzar el barco a la mar.
• La mar puede romper en la popa, con el consiguiente riesgo de averías.

Oblicuo a la mar:

• Bien por la amura en rumbos próximos a proa a la mar, o por la aleta en rumbos próximos a popa a la mar.
• Disminuyen los efectos de navegar proa o popa al oleaje.
• Es el mejor rumbo para navegar en caso de mala mar, pues gobierna mejor el barco y se controlan mejor los efectos desfavorables.

5. Estabilidad

a. Introducción y clasificación.

Estabilidad es la capacidad que tiene un barco de recobrar la posición de equilibrio (barco adrizado) cuando la pierde por causas externas.

Dependiendo del sentido del movimiento del buque, se clasifica en:

• Estabilidad longitudinal: referente al sentido proa –popa.
• Estabilidad transversal : referente al sentido babor – estribor.

Dependiendo de las fuerzas que se consideren, se clasifica en:

• Estabilidad Estática: Aguas en reposo.
• Estabilidad Dinámica: buque afectado por viento y oleaje.

Dependiendo de la tendencia que generan los pares de fuerzas (Peso y Empuje), la estabilidad se clasifica en:

• Estabilidad positiva, cuando tiende a adrizar el barco, y es la condición normal que debe mantener toda embarcación.
• Estabilidad negativa, cuando hace aumentar su escora del barco, con riesgo de zozobrar.
• Estabilidad nula o equilibrio indiferente cuando el barco queda escorado de modo permanente.

b. Estabilidad Estática Transversal.

Cuando un buque no está afectado por la mar ni el viento su posición es la de  adrizado  (sin escora) y  sobre él actúan solo dos fuerzas, el peso (P) del buque, que se supone concentrado en su centro de gravedad (G),  y el empuje (E) del fluido en el que está sumergido, que se supone concentrado en el centro de carena (C), que es el centro de gravedad de la parte sumergida.

Cuando el buque se encuentra adrizado, sin escora, el peso (P )es igual al empuje (E) y ambos centros (G y C) se sitúan en la misma vertical (Fig 1)

Figura 1.

Cuando por efecto de un balance, el buque se escora,  la forma de la parte sumergida varía, variando su centro de gravedad, con el mismo efecto que si el centro de carena (C) se trasladase horizontalmente hasta el nuevo punto de aplicación del empuje (C'). 

Al punto de corte de la vertical del empuje con el plano de crujía se le denomina Metacentro (M). Dependiendo de su posición relativa respecto al centro de gravedad, la estabilidad resulta positiva, negativa o nula.

b.1. Estabilidad Positiva

Cuando el Metracentro (M) está por encima del Centro de Gravedad (G) (Fig 2), el par que producen P y E es positivo y tiende a adrizar el barco hacia la posición inicial. Se dice entonces que la estabilidad es positiva.

Figura 2.

b.2. Estabilidad Negativa.

Cuando el Metacentro (M) está por debajo del Centro de Gravedad (G), (fig 3) el par que se produce es negativo y tiende a aumenta la escora, pudiendo hacer zozobrar el barco. Se dice entonces que la estabilidad es negativa.

Figura 3.

b.3 Estabilidad Nula.

Cuando el Metacentro (M) coincide con la posición del Centro de Gravedad (G) (fig 4), no se produce par, el barco se queda en la misma posición. Se dice entonces que la estabilidad es nula.

Figura 4.

Comentario: Como puede observarse en las figuras, cuanto más bajo esté el Centro de Gravedad (G), mejor será la estabilidad del buque. Si el Centro de Gravedad (G) estuviese por debajo del Centro de Carena (C), la estabilidad del buque sería siempre positiva. Esto no sucede generalmente, por lo que todos los buques tienen un ángulo máximo de escora, por encima del cual,  la posición de M queda por debajo de G y el buque pierde su estabilidad.

c. Estabilidad Estatica Longitudinal.

La estabilidad estática longitudinal es la propiedad del buque de recuperar su posición de equilibrio longitudinal, al ser apartado de él por alguna acción.

Al ser la eslora la mayor dimensión del buque, la altura relativa de G es siempre pequeña, por lo que M está siempre  por encima de G, generando un par de fuerzas  siempre positivo. Por ello, la estabilidad longitudinal es siempre positiva. (Si el G estuviese tan alto como para comprometer la estabilidad longitudinal, el buque zozobraría antes por falta de estabilidad transversal)

6. Sincronismo

Sincronismo transversal es cuando el periodo de balance del barco coincide con el de la ola.

Sincronismo longitudinal es cuando el periodo de la cabezada coincide con el de la ola.

Cuando se produce sincronismo, los balances o las cabezadas, según el caso, aumentan progresivamente, resultando muy peligroso al comprometer la estabilidad de la embarcación.

Ambos sincronismos se rompen cambiando el rumbo o la velocidad, siendo más aconsejables:

• Transversal: cambiar de rumbo.
• Longitudinal: cambiar de rumbo y/o velocidad.

7. Deflectores

También llamados flaps, son una planchas que llevan algunas embarcaciones, a cada lado de la popa, que accionadas manual o automáticamente persiguen poner horizontal la embarcación (reduciendo el asiento).

Las embarcaciones a gran velocidad tienden a navegar con la proa muy levantada, el uso de los deflectores contrarresta este efecto contribuyendo a aumentar la velocidad y disminuir el consumo.