Estabilidad transversal con escoras grandes


Cuando la escora de un barco es mayor que el límite de la estabilidad inicial, la posición del metacentro transversal, M, ya no se puede suponer fija.

Como se puede apreciar en la figura, conforme se va escorando el barco el centro de carena va siguiendo una trayectoria B, B1, B2, B3 y también el metacentro va siguiendo la trayectoria M, M1, M2 hasta M3 que ya no se encuentra en el plano longitudinal del barco.

Por tanto con el barco escorado un ángulo θ por encima del límite de la estabilidad inicial, ya no se puede utilizar la fórmula anterior para calcular el brazo adrizante transversal, GZ, en función de la altura metacéntrica, GM.

El brazo GZ para cada escora θ depende de la posición del centro de carena, B, para esa escora que a su vez depende de las formas de la carena sumergida. 

El momento adrizante transversal para un ángulo de escora θ vendrá determinado por el par que tiende a oponerse a la escora del barco, como se ve en la figura:

MA = Δ x GZ

Donde GZ es el brazo adrizante para el ángulo de escora θ.

El cálculo de los brazos adrizantes en función de la escora es sencillo pero muy laborioso y se efectúa normalmente mediante la ayuda de un programa de ordenador. Los valores de los brazos adrizantes, GZ, para cada uno de los ángulos de escora, θ, se resumen en la llamada curva de estabilidad estática, que se ha representado en la siguiente figura donde se pueden distinguir los siguientes aspectos:

Es decir el valor de la tangente a la curva de estabilidad estática en el origen, es la altura metacéntrica. Así que trazando la tangente a esta curva en el origen y midiendo la ordenada de esta recta para θ = 1 radián ≈ 57.3°, se obtiene el valor de la altura metacéntrica, GM.

El rango de ángulos comprendidos entre el origen y éste ángulo, θ0 , en los que el brazo adrizante tiene valores positivos, es lo que se llama rango o margen de estabilidad positiva.

Algunos diseñadores de barcos de vela, por razones de resistencia al vuelco, recomiendan una estabilidad positiva hasta ángulos de escora mayores de 120° y otros extienden esta recomendación hasta los 130°, lo que asegura que el barco podría adrizarse casi en condiciones de vuelco.

Experimentos realizados con modelos sometidos a olas han confirmado que cuanto mayor es el ángulo límite de estabilidad positiva, más difícil es que el barco naufrague por la acción de las olas. En concreto, cuando el ángulo límite de estabilidad alcanza los 150° el barco se hace prácticamente inmune al vuelco, porque en el caso de que diese la vuelta, debido a la acción de las olas también recuperaría su posición adrizada con gran facilidad.

 

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