Estabilidad Transversal para Grandes Escoras
Métodos para Calcular el Brazo GZ
El valor del brazo GZ (brazo adrizante) para grandes escoras se puede obtener mediante dos métodos:
- Método de Cuñas o Fórmula de Atwood: Al escorar el buque, se forman cuñas de emersión e inmersión. Estas cuñas tienen el mismo volumen, y el brazo GZ se calcula como la distancia entre sus respectivos centros de gravedad.
Fórmula: GZ = (Vc x h1h2 / Triángulo Boca Abajo) – CG x Sen(ángulo) - Aplicación para Buques de Costados Verticales: Este método es específico para buques con costados verticales.
Curvas KN
Las curvas KN forman parte de la información del buque disponible a bordo. Son cruciales para entender la estabilidad, pero el método de cuñas depende del valor de KG, que varía con la condición de carga.
Fórmula: GZ = KN – KG x Sen(ángulo)
Curva GZ para GM > 0 y LCG = 0
Conociendo el desplazamiento, se hallan los valores KN. La curva GZ parte de cero y es creciente. Los primeros grados corresponden a la estabilidad inicial (GZ = GM x Sen(ángulo)). El valor máximo del brazo GZ se alcanza entre los 30º y 40º de escora, luego la curva decrece. El ángulo para el que GZ = 0 se llama ángulo límite de estabilidad o amplitud de la curva. A partir de este ángulo, los valores GZ son negativos.
Curva GZ para GM > 0 y LCG ≠ 0
En buques con escora permanente debido a pesos asimétricos, el centro de gravedad no está en la línea central, teniendo un valor GGt. El valor GZ se calcula de manera similar, considerando el brazo GtZ (GP = GGt x Cos(ángulo)).
Efectos de las Superficies Libres en la Estabilidad
Los tanques con fluidos parcialmente llenos presentan una superficie libre. Al escorar el buque, el fluido mantiene su superficie horizontal, trasladándose hacia el costado de la escora. Esto afecta la estabilidad del buque.
Cálculo de GZ para Buques de Costados Verticales
En la línea central se encuentran el centro de gravedad y el centro de carena. Debido a la escora, el centro de carena se traslada a C’, con un movimiento transversal CC1 y un movimiento vertical C1C’.
Fórmula: GZ = Sen(ángulo) * (GM + CM * (tg2(ángulo)/2))
Cálculo de la Escora y del Brazo GZ con GM Negativo
Cuando GM es negativo, la escora se obtiene a partir de la fórmula del GZ para buques de costados verticales, corrigiendo el GM por las superficies libres. La curva GZ parte de cero y se hace negativa.
Efecto del Movimiento Transversal de un Peso
Al trasladar un peso transversalmente, se introduce un par de fuerzas escorante que reduce la estabilidad del buque.
Reserva de Estabilidad
Para un ángulo de escora cualquiera, la reserva de estabilidad es la diferencia entre el par adrizante y el par escorante. Es positiva si el par adrizante es mayor y negativa si es menor.
Peso Suspendido y su Efecto en la Estabilidad
Un peso suspendido sobre la cubierta disminuye la estabilidad del buque. Al izar el peso, si se introduce una pequeña escora, el peso se trasladará manteniendo la verticalidad.
Estabilidad Dinámica
Es el trabajo necesario para llevar el buque desde la posición de equilibrio a una inclinación determinada, suponiendo que el eje de inclinación es constante y la resistencia de los medios es nula.
Curvas de Estabilidad Estática
Hallando el área encerrada bajo la curva, se obtiene la estabilidad dinámica.
Fórmula de Moseley
Las fuerzas que actúan son el desplazamiento y el empuje, sobre el centro de gravedad y el centro de carena. El trabajo realizado al escorar el buque es la variación vertical del brazo entre G y C.
Efecto del Par de Escora debido al Viento y Criterios de Estabilidad
El viento genera un par escorante que afecta la estabilidad. Los criterios de estabilidad, como los de Rahola, ayudan a evaluar la seguridad del buque.