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ATRIBUTOS DE CARENA

Atributos de carena

Podemos decir que el volumen de carena de un buque varia entre dos limites (buque vacío y buque a plena carga). Hay infinitas carenas posibles entre esos dos limites y a cada una le corresponden valores particulares de ciertas propiedades geométricas de la misma (Af, ∇, ∆, Xg, etc.) Las carenas pueden ser derechas o inclinadas, pero generalmente los cálculos de las ultimas se reducen a los de las primeras.

Curvas de atributos Son las curvas generadas por las distintas flotaciones en que se encuentra el buque. Se grafican en función del calado, las siguientes variables:

1) Volumen de carena ∇ (m3) 2) Desplazamiento en agua dulce ∆d 3) Desplazamiento en agua salada ∆s 4) Área de flotación Af 5) Área de sección maestra Am 6) Posición del centro de carena Xb e Yb 7) Posición del centro de flotación Cf

8) Toneladas por cm de aumento de inmersión. 9) Coeficientes de fineza de carena 10) Momento de asiento unitario y corrección de desplazamiento. 11) Posición de Mt

Volumen de carena • Es el volumen de la parte del casco sumergido. • Varía en función del calado.

Áreas de flotación para distintos calados

Desplazamiento

Peso del fluido desalojado

Desplazam. agua dulce = ∇.δagua dulce Desplazam. agua salada = ∇.δagua salada

Área de flotación Corresponde al calado de las áreas de las diferentes flotaciones que determinan los calados impuestos Simétricas respecto a crujía Suelen presentar un valor positivo para un calado cero, a causa de un fondo plano. Hm

A [m2]

Área de sección maestra

Corresponde al área de la porción sumergida de la sección maestra del buque, ubicada generalmente en sección media.

Posición del centro de carena Y Abscisas de los centros de carena (Xb) Z

Es el centro geométrico de un volumen, en general referido a la sección media. Su distancia posee signo según su posición relativa a dicha sección

X

Posición del centro de Carena (Xb)

Ordenadas de los centros de carena (Yb)

Es la altura del centro geométrico del volumen sumergido para cada calado considerado. Se simboliza Yb o mas comúnmente KB puesto que se toma la quilla (Kill) como referencia.

Posición del centro de flotación (Xf) Centro de flotación: es el centro geométrico del plano de flotación.

Se determina y grafica con respecto a sección media, este atributo tiene signo, para determinar a que lado de la sección media se encuentra.

APOPADO

Xf = Myy / Af APROADO

Toneladas por cm de aumento de inmersión Indica cuanto peso en toneladas se debe cargar o descargar al buque en un determinado calado, para variar el calado paralelo en 1 cm. Su validez depende de que ambas flotaciones sean iguales o muy similares. La exactitud de este atributo aumenta a medida que crece el Cpr. Permite determinar desplazamientos en franjas verticales, o bien la variación de calado para una determinada carga.

Coeficientes de fineza de carena  Coeficientes de flotaciones:

𝐶𝑓 =

𝐴𝑓 𝐿𝑝𝑝 𝐵

𝐶𝑚 =

𝐴𝑚 𝐵 𝑑𝑖

 Coeficientes de sección media:

 Coeficientes de bloque:

𝐶𝑏 =

𝑉 𝐿𝑝𝑝 𝐵 𝑑𝑖

 Coeficientes prismáticos longitudinales:

𝐶𝑝𝑙 =

𝑉 𝐿𝑝𝑝 𝐴𝑚

Momento de asiento unitario Se define como el momento longitudinal necesario para producir en el buque una variación de calados unitaria, entre la Ppp y la Ppr.

𝑀 𝑡= 𝑀𝑢 t = Diferencia de calados producida. M = Momento longitudinal impuesto al buque. Mu = Momento de asiento unitario.

Metacentro transversal Metacentro transversal: Supongamos un buque con un cierto volumen de carena V. Su centro de carena se encontrara sobre el plano de crujía. Si ahora, escoramos el buque, el centro de carena se desplazara a B´. El empuje que pasaba por B cuando el buque estaba adrizado, pasará ahora por B´. Si prolongamos la recta de acción de este ultimo hasta cortar la recta de acción del empuje primitivo, tendremos determinado un punto M, que variara si se hace variar la escora θ elegida. Se puede demostrar que para pequeños ángulos de escora, el punto M es invariable.

Metacentro Transversal

El metacentro transversal puede determinarse mediante la ecuación: 𝐼 𝐵𝑀 = 𝑉 Donde: I = Momento de inercia de la superficie de flotación con respecto a su eje baricentrico longitudinal. V = Volumen de carena

Metacentro Transversal

En la practica resulta mas cómodo fijar la posición de M, con respecto a la línea de construcción, es decir, referirse al segmento KM, siendo:

KM = 𝐾𝐵 + 𝐵𝑀

Concepto de GM Altura metacéntrica: El equilibrio del buque adrizado puede determinarse, en definitiva con solo analizar la posición relativa de dos puntos: el metacentro transversal M y el centro de gravedad G. Esta posición relativa se refleja, a su vez en el signo de un único segmento GM. Este segmento toma el nombre de altura metacéntrica, y resumiremos lo expresado en las siguientes palabras: el buque adrizado se encontrara en equilibrio estable, inestable o indiferente, según que su altura metacéntrica GM = KM – KG, sea positiva, negativa o nula.

CONDICIONES DE EQUILIBRIO

1.- EQUILIBRIO ESTABLE O ESTABILIDAD POSITIVA Cuando al escorar un buque, a causa de una fuerza exterior, M se encuentra situado por encima de G, el brazo del par generado hace adrizar al buque. GM + KM > KG

2.-EQUILIBRIO INDIFERENTE O ESTABILIDAD NULA En el caso de que coincidan G y M no se genera ningún par de fuerzas por lo que el buque quedará en la posición escorada.. GM nulo KM = KG

3.- EQUILIBRIO INESTABLE O ESTABILIDAD NEGATIVA. Cuando el centro de gravedad se halle más alto que el metacentro, el par de estabilidad hará girar el barco en el sentido de la flecha y por tanto aumentaría su escora. GM + KM < KG