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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.

El viento es el flujo de gases a gran escala. En la Tierra, el viento es el movimiento en masa del aire en la atmósfera. Günter D. Roth lo define como «la compensación de las diferencias de presión atmosférica entre dos puntos».

  

 

       

 

En el espacio exterior, el viento solar es el movimiento de gases o partículas cargadas del Sol a través del espacio, mientras que el viento planetario es la desgasificación de elementos químicos ligeros de la atmósfera de un planeta hacia el espacio. Allí, los vientos se suelen clasificar según su dimensión espacial, la velocidad, los tipos de fuerza que los causan, las regiones donde se producen y sus efectos. En meteorología se suelen denominar los vientos según su fuerza y la dirección desde la que soplan. Los aumentos repentinos de la velocidad del viento durante un tiempo corto reciben el nombre de ráfagas.

  

 

En la civilización humana, el viento ha inspirado la mitología, ha afectado a los acontecimientos históricos, ha extendido el alcance del transporte y la guerra, y ha proporcionado una fuente de energía para el trabajo mecánico, la electricidad y el ocio. El viento ha impulsado los viajes de los veleros a través de los océanos de la Tierra. Los globos aerostáticos utilizan el viento para viajes cortos, y el vuelo con motor lo utilizan para generar sustentación y reducir el consumo de combustible. Las zonas con cizalladura del viento provocado por varios fenómenos meteorológicos pueden provocar situaciones peligrosas para las aeronaves. Cuando los vientos son fuertes, los árboles y las estructuras creadas por los seres humanos pueden llegar a resultar dañados o destruidos.

      

        

     

La medición de la velocidad y dirección del viento se efectúa con instrumentos registradores llamados anemómetros, que disponen de dos sensores: uno para medir la velocidad y otro para medir la dirección del viento. Las mediciones se registran en anemógrafos.

      

 

La propulsión eólica ha venido siendo una aplicación de la energía del viento para la navegación desde las primeras civilizaciones (especialmente, las que surgieron en el Mar Mediterráneo) hasta la época actual, cuando las embarcaciones a vela se han venido reduciendo a usos deportivos o de recreación, haciendo salvedad de algunos buques escuela o de embarcaciones especiales en lagunas de escaso fondo (la Albufera de Valencia sería un buen ejemplo), donde se ha venido usando la fuerza del viento desde la época musulmana hasta la actualidad, en la carga de la cosecha de arroz hasta los lugares de procesamiento de este cereal.

 

 

      

En náutica, el conocimiento y control del viento es un factor fundamental para una correcta navegación. Así, en el lenguaje marinero reciben diferentes nombres y expresiones en función de su fuerza, dirección o procedencia.

Un faro es una torre situada cerca de la costa o junto a ella, aunque en algunas ocasiones se encuentra situado dentro del mar a cierta distancia de la costa, que se ubica en los lugares donde transcurren las rutas de navegación de los barcos y que dispone en su parte superior de una lámpara potente, cuya luz se utiliza como guía.

La lámpara dispone de lentes de Fresnelcuyo número, ancho, color y separación varía según cada faro. Cuando en la oscuridad el faro se encuentra en funcionamiento, la lámpara emite haces de luz a través de las lentes, que giran en 360 grados.

Desde el mar los barcos no sólo ven la luz del faro, que les advierte de la proximidad de la costa, sino que también lo identifican por los intervalos y los colores de los haces de luz, de forma que pueden reconocer frente a qué punto de la costa se encuentran. Algunos faros también están equipados con sirenas, para emitir sonidos en días de niebla densa, cuando el haz luminoso no es efectivo.

     

Los modernos sistemas de navegación por satélite, como el GPS, han quitado importancia a los faros aunque siguen siendo de utilidad (seguridad) para la navegación nocturna ya que permite la verificación del posicionamiento en la carta de navegación.

En la entrada de los puertos construidos por los romanos solía haber altas torres que servían de faro a imitación del célebre de Alejandría erigido por Ptolomeo II y el cual, recordando las piras de apoteosis, estaba formado por pirámides truncadas puestas en disminución una sobre otras. A veces, también se empleaban como faros figuras colosales. Tal era el Coloso de Rodas.

Durante la Edad Media, los faros no fueron objeto de ningún perfeccionamiento salvo en su decorado que a veces fue notabilísimo. En el siglo XVII no eran todavía los faros más que hogueras de madera de carbón que ardían en tederos o bien hermosas lámparas encerradas dentro de linternas de vidrio hasta que en 1782 el ingeniero Teulère reemplazó tan imperfectos medios por lámparas de reflectores parabólicos.

En el siglo XIX, la iluminación de los faros dio un paso inmenso con la invención por parte de Augustin Fresnel de las lentes de escalones, compuestos por un vidrio central de forma ordinaria rodeado por una serie de anillos de poco espesor cuyo perfil es de tal manera que todos tienen el mismo foco principal. Al mismo tiempo inventó Fresnel con François Arago las lámparas de torcidas concéntricas que producen una intensa luz equivalente a muchas lámparas Cárcel.

En épocas anteriores, los faros tenían un guardafaros que acostumbraba a vivir en el mismo faro, y que debía ocuparse del mantenimiento y de la limpieza del faro, sobre todo de las instalaciones lumínicas. Actualmente, los faros que siguen en uso son operados en su mayoría de forma automática, y vigilados a distancia.

Los faros junto con las balizas y otras aparatos electrónicos son básicos para la seguridad en la mar como nos indica este sello de 1985 de Gran Bretaña: Seguridad en la mar.

Faros Cabo Espartelm

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Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Hay ecosistemas marinos y terrestres. Entre los principales ecosistemas terrestres se encuentran:

Zonas heladas. Zonas árticas Frío intenso todo el año. Suelo congelado. Osos, focas, nutrias. Sólo hay vida en las costas.

       

Tundra. Veranos breves e inviernos largos y muy fríos. Musgos, líquenes, sauces enanos, renos, lemmings, zorros, distintas aves.

Taiga. Temperaturas bajas en invierno y deshielo en verano. Bosques de coníferas, linces, lobos, ardillas, osos.

Bosque caducifolio. Gran humedad. Temperaturas moderadas. Árboles de hoja caduca: hayas, robles, castaños. Fauna muy variada.

 

– Pradera. Diferencias muy acusadas de temperatura. Pocas precipitaciones. Vegetación herbacea. Grandes herbívoros, roedores, aves.

Bosque mediterráneo. Inviernos suaves y veranos muy calurosos. Precipitaciones bajas, sobre todo en verano. Árboles de hoja perenne: encinas, alcornoques. Fauna muy variada.

       

   

     

Desierto. Precipitaciones muy escasas y fuertes oscilaciones de temperatura. Escasos vegetales. Termitas, reptiles, camélidos.

       

 

 

Sabana. Una estación seca y otra de lluvias. Predominio de herbáceas con árboles dispersos. Gacelas, leones, cebras, ñus.

Selva ecuatorial. Temperaturas elevadas y constantes. Abundantes lluvias. Exuberante vegetación. Monos, aves, reptiles, anfibio, insectos.

Los ecosistemas marinos están dentro de los ecosistemas acuáticos. Incluyen los océanos, mares, marismas, etc. La vida surgió y evolucionó en el mar. El medio marino es muy estable, si lo comparamos con los hábitats terrestres o de agua dulce.