Archive for 24 noviembre, 2011


La línea de flotación es una banda o límite que separa la parte sumergida de una nave de la que no lo está, y es, evidentemente, indicada en la superficie del agua hasta donde emerge la obra muerta. Es variable en función de la carga, de la temperatura del agua y de otros factores menores. Por tanto cuánto más carga lleve un barco más pesará y más se hundirá en el agua.

 

  

Pero la parte del barco que queda fuera del agua no sólo depende de la carga sino también del “tipo ” de agua en el que se encuentra. Un mismo barco no flotará igual en agua dulce que salada. La flotabilidad va a depender de la densidad del agua.

     

También hay que mencionar la estabilidad de un buque. Está relacionada con la capacidad de un cuerpo que flota por recuperar la verticalidad cuando se ha desplazado de ella. Las embarcaciones deben ser estables, manteniendo la cubierta y el puente en la parte superior, mientras el casco permanece en contacto con el agua, sin volcarse al primer golpe de ola o la primera perturbación.

    

     

Para determinar la estabilidad, deben localizarse el centro de gravedad del buque (punto donde se concentra el peso total del buque, muy influido por la colocación de la carga) y el centro de empuje (punto donde se concentra la fuerza de empuje, el cual se mueve con la inclinación del buque y es función de la forma de la sección transversal del casco). Para que un buque sea estable, el par que ejercen estas dos fuerzas debe tender a recuperar la verticalidad del buque.

   

     

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

 

E = m\;g = \rho_\text{f}\;g\;V\;

 

   

 

Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, Vel «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar.

      

El empuje (en condiciones normales y descrito de modo simplificado ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.Toda embarcación, desde la canoa al transatlántico, tiene un cierto peso; por lo mismo, lanzada al agua, una parte de la misma se sumerge hasta un punto determinado.

   

En un barco intervienen fundamentalmente dos fuerzas: su peso, cuyo punto de aplicación es el centro de gravedad G del barco, y el empuje que recibe, cuyo punto de aplicación es el centro de empuje C. Cuando el barco está en equilibrio, ambas fuerzas están en la misma recta de acción, tienen la misma intensidad y sentidos contrarios. Ahora bien, en los barcos es muy importante un punto llamado metacentro, M, que es la intersección de la vertical que pasa por el centro de empuje y el eje de simetría del barco que pasa por G.

   

    

El barco al ser impulsado por la ola, se desvía de su posición de equilibrio. En estas condiciones, si el centro de gravedad esta por debajo del metacentro, aunque esté por encima del centro de empuje, el equilibrio del barco será estable, pues cuando el eje del buque se desplaza de su posición vertical, aparece un par de rotación que tiende a llevar al barco a su posición estable.

   

Por el contrario, si el barco se inclina demasiado, el centro de gravedad queda por encima del metacentro, el equilibrio es inestable; el par de fuerzas que se origina haría volcar el barco. Si el metacentro y el centro de gravedad coinciden, el equilibrio es indiferente.

 

Un barco es cualquier construcción cóncava y fusiforme, de madera, metal, fibra de vidrio hormigón u otro material, que por su forma es capaz de flotar en el agua y que se utiliza para navegar como medio de transporte. Barco, por consiguiente, es un término genérico con el que se puede referir tanto a una ligera canoa como a un imponente portaaviones.

    

La hidrostática es la mecánica de fluidos que estudia los fluídos en estado de reposo, la base principal de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes. Esta estudia fluidos en reposo tales como gases y líquidos.(fluido inmovil) p=f/a sabiendo que p=presión , f=fuerza y a=área.

 

La Flotabilidad es la cualidad esencial y más importante de una embarcación. Para que exista flotabilidad es necesario que el peso del barco sea inferior al peso del volumen del agua que desaloja, el denominado Principio de Arquímedes.

   

La flotabilidad es la capacidad de un cuerpo para sostenerse dentro del fluido. Se dice que un cuerpo esta en flotación cuando permanece suspendido en un entorno líquido o gaseoso, es decir en un fluido.”Un objeto flotará sobre un fluido (ambos bajo el efecto fuerza de una gravedad dominante) siempre que el número de partículas que componen el objeto sea menor al número de partículas del fluido desplazadas”.

   

La flotabilidad de un cuerpo dentro de un fluido estará determinada por las diferentes fuerzas que actuen sobre el mismo y el sentido de las mismas. La flotabilidad es positiva cuando el cuerpo tienda a ascender dentro del fluido, es negativa cuando el cuerpo tiene a descender dentro del fluido, y es neutra cuando se mantiene en suspensión dentro del fluido. La flotabilidad viene establecida por el Principio de Arquímedes, y si el cuerpo fuera de naturaleza compresible su flotabilidad se verá modificada al variar su volumen según la Ley de Boyle-Mariotte.

      

 

      

El cálculo y modificación de la capacidad de flotación de un cuerpo tiene importantes aplicaciones en la vida cotidiana como pueden ser:

  • Diseño de naves: barcos, submarinos.
  • Dieño de aerostatos: globo, zepelines.
  • Práctica de deportes subacuáticos: (buceo, pesca submarina, etc).

 

En el caso de los barcos  tenemos que considerar dos fuerzas: el peso del barco con su carga y el empuje, que es el peso del agua del volumen del barco que se encuentra debajo del nivel del agua. 

   

Si aumentamos la carga del barco, es decir, su peso, el barco tendrá que sumergirse más para aumentar su empuje, de manera que peso y empuje sean iguales.

    

Los grandes barcos, independientemente del material del que se encuentren fabricados contienen enormes espacios llenos de aire, sustancia que resulta ser menos densa que el agua, permitiendo así que esta gran construcción se mantenga a flote. En otras palabras, debido a estos grandes espacios de aire, la densidad total de los barcos resulta ser menor que la del agua, permitiendo a los barcos desplazarse tranquilamente sobre la superficie del agua.