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"Se navega por los astros, por la mar, por la tierra, por las gentes, por los sentimientos...Se navega." — Altair

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NORMAS DEL FORO: OBLIGATORIA SU LECTURA

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Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

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  • Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

    Una curiosidad quizás sin sentido...

    Mi barco desplaza 11 tn, de las cuales 3.3tn son de lastre a 2.05m. Esto me da una relación lastre desplazamiento de 30%. La superficie vélica es de 117m2. Navegando con todo el trapo arriba, obviamente debo sentir dureza de escora (o blandura) acorde con ese 30%.

    La pregunta es: si reduzco la superfice vélica en un 10%, rizando por ejemplo, supone esto que puedo "sentir" un mayor ratio lastre/desplazamiento y por lo tanto tener un barco más duro de escora? Si es así, existe una fórmula o relación que permita poner números´exactos? Puedo decir si voy rizado que mi relación ha subido a un 34% (p.ej)?.

    Creo que existe un ratio desplazamiento/superficie vélica, pero no hace mención al lastre...

    Agradecería comentarios sobre el tema, incluso si no tiene sentido lo que digo.

    Saludos y carajillos y/o asiáticos para todos

  • #2
    Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

    El tema me parece interesante, así que, lanzándome a la piscina, me animo a responder. Vaya por delante que el razonamiento es más físico que naútico, pero ya me corregirá quien pueda aportar más luz al tema.

    Básicamente, te diría que el hecho de que un barco sea "duro" o "blando", viene determinado por el par adrizante que generan el peso (desplazamiento) y el empuje, cuando no actúan en la misma vertical, es decir, cuando el barco está escorado. A misma escora, este par será mayor cuando la diferencia de alturas entre el punto de aplicación del peso (centro de gravedad del barco), y el punto de aplicación del empujede Arquímedes (metacentro, aunque a veces confundido con el centro de carena), sea mayor. Por tanto, el par adrizante depende de la separación entre el c.d.g y el metacentro, para una misma escora, que es lo que puede venir condicionado por la superficie vélica.

    Al estar lastrado en la parte baja del barco, bajas el c.d.g., manteniendo la misma posición del metacentro. Es decir, aumentas su separación, de forma que el par adrizante será mayor al haber escora, y el barco será más duro. Cuanto más lastre, y más bajo éste, más duro será el barco. Y al revés, cuanto menos lastrado, o menos bajo se disponga el lastre, más blando será.
    Esto, no quita que a mayor escora, independientemente de que el barco sea más duro o más blando, el par adrizante será cada vez mayor (por eso te hago la comparación siempre, a mismo nivel de escora).

    Pero repito que según estas consideraciones (si son muy descabelladas, ya me sacarán los colores), la dureza del barco no viene dada por la superficie vélica que lleves.

    Espero no haber sido muy farragoso, ni haberme desviado mucho del tema...

    Hala, ya lo he soltado... Sequito me he quedado de tanto hablar, oye...


    Y a ver si aprovechando que sube el hilo se anima alguien a responder, leñe!!
    Editado por última vez por mmorans81; 22/11/2007, 01:44:31.

    Comentario


    • #3
      Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

      La relación lastre/desplazamiento se va a mantener en el 30% siempre, con la vela rizada ó sin rizar, puesto que los pesos y el calado son los mismos, pero evidentemente con menor superficie vélica el barco se resistirá más a la escora.
      ...Es mi humilde opinión
      LLenaremos las velas con la luz naufraga de la madrugada...

      http://www.tiranopapo.blogspot.com/

      Comentario


      • #4
        Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.


        Necesitamos datos:

        altura del KM, KG, KN, GM, desplazamiento del buque, ¿cuantos grados de escora?, fuerza del viento......

        y creo que poc o más para realizar los calculos.

        Logicamente dependera tambien los pesos cargados la los KG de los mismos, y a situación.


        Confiar en el viento es como creer en la buena fe del diablo (R. Wagner - el Holandes Errante)
        EA 3 CBT

        Comentario


        • #5
          Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

          La relación lastre/desplazmiento solo la puedes cambiar modificando alguno de los componentes de la relación. El lastre suele ser fijo en cruceros y por tanto no se puede modificar, por lo que solo te queda modificar el desplazamiento. Si sacas todo lo que tienes en los cofres (incluidos los sacos verdes), lo mismo le quitas dos toneladas al barco y ya tienes modificada la relación, y al tener todas estas cosas normalmente bajas, el barco se hará más blando.

          Tu regere imperio fluctus, hispane memento.

          El número de cigarras que las hormigas podemos mantener es limitado.

          (Me sigue sobrando el Senado y las Diputaciones)

          Comentario


          • #6
            Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

            Originalmente publicado por Maquey Ver Mensaje
            La relación lastre/desplazmiento solo la puedes cambiar modificando alguno de los componentes de la relación. El lastre suele ser fijo en cruceros y por tanto no se puede modificar, por lo que solo te queda modificar el desplazamiento. Si sacas todo lo que tienes en los cofres (incluidos los sacos verdes), lo mismo le quitas dos toneladas al barco y ya tienes modificada la relación, y al tener todas estas cosas normalmente bajas, el barco se hará más blando.

            Boas tardes
            Si le quitas desplazamiento al barco, la relación lastre/desplazamiento aumenta.
            Lo que está metido en los cofres NO creo (es una opinión) que se encuentre por debajo del centro de gravedad del barco. Al retirar peso por encima del centro de gravedad inicial, el nuevo centro de gravedad (cdg) baja y la distacia cdg-metacentro aumenta.
            por todo ello, creo que al retirara peso por encima del cdg el par adrizante aumenta y se hace duro a la escora
            Saúdos
            Una enorme ola espumosa salió de la bruma; se venía sobre el barco, rugiendo con salvajismo, y en el afán con que se precipitaba parecía tan terrible y escalofriante como un loco blandiendo un hacha.
            El negro del Narcissus. Joseph Conrad

            Comentario


            • #7
              Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

              Originalmente publicado por Pipón Ver Mensaje
              La relación lastre/desplazamiento se va a mantener en el 30% siempre, con la vela rizada ó sin rizar, puesto que los pesos y el calado son los mismos, pero evidentemente con menor superficie vélica el barco se resistirá más a la escora.
              ...Es mi humilde opinión
              Exactamente, Pipón, así es.

              El centro de aplicación del empuje hidrostático (el del principio de Arquímedes) es el centro de Carena (C). El metacentro (M), a bajos ángulos de escora es la intersección entre la prolongación del vector del empuje hidrostático desde ese punto y la línea del eje vertical del buque. Señores, repasemos la teoría.

              La relación lastre/desplazamiento, en efecto, es un indicativo de la estabilidad. Un 30/35% es frecuente en construcción comercial en serie.

              A menor valor de esa relación (lastre menor) el trapo que podrá aguantar el velero antes de rizar será menor. La jarcia fija tiende en estos casos a infradimensionarse, causando una baja relación sup.vélica/desplazamiento.

              Este ultimo ratio suele ser interpretado como un indicativo del programa de navegación del buque. Los veleros con más trapo entran en el ámbito de los deportivos (de regata), los que cuentan con menos en relación a su desplazamiento son veleros cuyo programa apunta más al crucero.

              Una escora de 25-30º, puede permitir al barco navegar bien, pero puede ser incómoda en algunos casos. O simplemente la presión del timón comprometer el gobierno, provocando orzadas. Los rizos sirven para paliar ese efecto de la escora y aliviar la presión en el timón, haciendo el velero más gobernable.

              La decisión de tomar un rizo ha de tomarse en base a esos factores. La relación lastre/desplazamiento es algo que raramente podremos modificar, sólo hemos de actuar sobre el velamen para conseguir lo que queremos.

              Otro factor que no se ha hablado en la estabilidad es la estabilidad de formas. Que depende del diseño del casco. Es otro elemento que puede aportar, en base a la manga, una mayor estabilidad inicial.

              Saludos.
              Rog
              Y a la voz de: " ¡¡ A por ellos, que son pocos y cobardes !!, se abalanzaron sobre el que suscribe..."

              Comentario


              • #8
                Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

                Este enlace es interesante para obtener comparativas entre el propio barco y otros similares

                Comentario


                • #9
                  Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

                  Primero que nada, aparte de las copitas de rigor, decir que ni soy experto en el tema ni ná, así que lo que diga estará expuesto a error, aunque espero no equivocarme en lo fundamental. Si hace falta, alguien me corregirá, espero.

                  En primer lugar coincidir con mmorans81 en que la dureza o blandura (sea cuál sea el sentido que le demos al concepto duro/blando) de un barco es una característica intrínseca del mismo y no depende de las fuerzas exteriores que recibe. Lo que si puede ocurrir es que para una determinada relación superficie vélica/fuerza viento estés en una zona de la curva de brazos adrizantes de mayor o menor pendiente y notes el barco más o menos duro a la escora.

                  Como el tema me interesa, ya que cuando compré mi barco actual le dí muchas vueltas a la relación lastre/desplazamiento, a que si podría resultar blando, escorar demasiado, la almiranta por los candeleros, etc... etc... os podeis imaginar, me voy a permitir extenderme. Mi conclusión en resumen es que las cuestiones de estabilidad dependen de varios factores, no todos ellos fáciles de tener en cuenta para un neófito en diseño naval. Veamos si sé explicar lo que sé. Trataré de centrarme en dos cuestiones, la importancia del lastre y el concepto de si un barco es duro o blando.

                  Respecto a la cuestión de la relación lastre/desplazamiento, siendo desde luego un valor importante, creo que lo sobrevaloramos. Por supuesto que es fundamental para una mayor estabilidad estática, pero no podemos olvidar que al final lo que nos importa es el valor del brazo adrizante para cada ángulo de escora. El brazo, para no referirlo a la altura metacéntrica, es la distancia horizontal entre las verticales del centro de gravedad y del centro de carena. Trazando los puntos para cada ángulo de escora obtendremos la curva de estabilidad. Cuanto mayor sea el brazo mejor será la curva. Pero también es muy importante cómo es la curva, es decir dónde está el máximo y también hasta qué ángulo de escora se conserva el brazo positivo, ya que a partir de ese ángulo el par se haría escorante y el barco daría la vuelta.

                  Separando 'horizontalmente' el centro de gravedad del de carena aumentamos el brazo, luego tan importante será mover el c.d.g. como el de carena. El primero lo mejoramos bajándolo, aumentando el lastre, el otro depende del diseño de la carena, volúmenes, manga, curvas. Y aquí es dónde estamos perdidos ya que los astilleros no suelen facilitar las curvas, pero no hay que perder de vista que es un punto tan importante como el peso del lastre. No hay más que pensar en los catamaranes, que normalmente no llevarán orza de lastre, o en cualquier yate a motor, que tampoco.

                  Luego hay otras cuestiones referentes al lastre en sí, es decir, para centrarnos en los veleros actuales, a las orzas, su forma, su material y la posición de su centro de gravedad. Entiendo que, dentro de un cierto nivel de diseño, siempre será más eficiente una orza de espada que otra con bulbo, si se añade éste será más bien para bajar el c.d.g. de la orza y poder hacerla más fina sin tener que aumentar excesivamente el calado, no porque sea más bonita o moderna. Y respecto al material, cuanto más denso, menos necesidad de volumen, más eficiencia. Y no me meto en la influencia en la estabilidad del efecto hidrodinámico de la orza en movimiento y de la inercia del propio barco que igual me lío

                  Luego está el tema de la definición de dureza o blandura de un velero, o cualquier barco en general. Creo que en principio muchos hacemos una relación directa a que un barco es duro o blando si lo es a la escora, es decir, un velero sería más blando que otro si para una determinada fuerza de viento (y superficie vélica relativa) escorara más que otro y además nos fijamos casi exclusivamente en la relación lastre/desplazamiento para juzgarlo. Yo por lo menos así lo hacía. Pero creo que esto es un error. En primer lugar porque hay que tener en cuenta, no solamente el equilibrio estático sino también el dinámico (básicamente que el barco, ante una fuerza desequilibradora no va a escorar sólo hasta su ángulo de escora estático sino que lo va a superar y oscilar alrededor de él hasta alcanzar el equilibrio estático.

                  Por el contrario, creo que la definición correcta de barco blando o duro en realidad se refiere al periodo de balance una vez que ha cesado la fuerza que lo hizo escorar, el tiempo T que tardaría el barco (condiciones ideales, sin fricción) en volver al punto de escora inicial después de balancearse a la otra banda. Según este concepto un barco con período T grande sería un barco blando y con T pequeño sería duro.

                  Este período T viene dado por la fórmula : T=2*PI*(I/D*GM)^1/2 es decir proporcional directamente a la raíz cuadrada del momento de inercia I e inversamente al desplazamiento D y a la altura metacéntrica GM. Para ponerlo más claro:
                  - T aumenta con el momento de inercia.
                  - T disminuye con el desplazamiento.
                  - T disminuye con la altura metacéntrica.

                  que, para llevarlo a la cuestión de la relación lastre/desplazamiento, podríamos simplificar por:
                  - T aumenta con el momento de inercia.
                  - T disminuye con el lastre.

                  y llevándolo a duro/blando y simplificando:
                  - Un barco se hace más blando al aumentar su momento de inercia.
                  - Un barco se hace más duro al aumentar el lastre.

                  En todos los textos figura que en ausencia de olas (de costado, todo esto es referente a estabilidad transversal), un barco blando, de balances más lentos, será más cómodo para navegar, balances más lentos y exigirá menos esfuerzo a la jarcia.
                  Por el contrario, con olas, un barco duro será más marinero, uno blando, además de ser menos estable puede no llegar a recuperase de un balance antes de que llegue la siguiente ola, con el consiguiente peligro de embarcar agua y ser golpeado con fuerza. Luego parece claro será necesario un compromiso entre ambas cualidades.

                  Luego está la influencia del momento de inercia del barco, que depende de la distribución de masa respecto al eje de giro, proporcional al cuadrado de la distancia a este último. Luego en un velero, con mucho peso concentrado en la orza dependerá mucho de la distancia del c.d.g. de la orza al eje de giro, cuanto más abajo más inercia y como la relación es el cuadrado de la distancia crecerá más rápido que la bajada del c.d.g. del barco (mayor GM), luego más blando.

                  Una simplificación empírica de la fórmula del período de balance nos dice:

                  T=k*M/(GM)^1/2

                  que nos relaciona directamente la influencia de la manga M.
                  - Más manga, barco más blando.
                  - Más peso en la orza, más duro.

                  En fin, no me extiendo más, que veo que, mientras escribía este tocho, interrumpidamente, me he extendido demasiado y ya se han dado otra serie de respuestas bien acertadas.

                  En resumen, a lo que voy es que, con ser la relación lastre/desplazamiento importante en un velero, no es el único factor a tener en cuenta, ni mucho menos.

                  Saludos y
                  Ex-MasBarco
                  Archivos adjuntos (2008)

                  Comentario


                  • #10
                    Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.



                    efectivamente,creo que las formas actuales(entre otras) estan estudiadas para limitar la escora con un desplazamiento menor.La ventaja es que con poco viento el barco se movera mejor
                    Por la gratuidad de las boyas en los campos de posidonia.:

                    Comentario


                    • #11
                      Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

                      Originalmente publicado por MasBarco Ver Mensaje

                      que nos relaciona directamente la influencia de la manga M.
                      - Más manga, barco más blando.
                      - Más peso en la orza, más duro.

                      Saludos y
                      Ein??


                      Pa' mi que no. Más manga hace que el par de adrizamiento inicial sea mayor, porque el desplazamiento de C a C' es muy grande en las escoras. Esto genera GZ's inicialmente mayores. La contrapartida de esto se encuentra en el ángulo de estabilidad negativa, pues traspasados unos ciertos valores de escora, la estabilidad positiva cae en picado. Que es otra cosa.

                      Rog
                      Editado por última vez por Roger Rabbit; 22/11/2007, 21:29:08.
                      Y a la voz de: " ¡¡ A por ellos, que son pocos y cobardes !!, se abalanzaron sobre el que suscribe..."

                      Comentario


                      • #12
                        Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

                        Originalmente publicado por Roger Rabbit Ver Mensaje
                        Ein??


                        Pa' mi que no. Más manga hace que el par de adrizamiento inicial sea mayor, porque el desplazamiento de C a C' es muy grande en las escoras. Esto genera GZ's inicialmente mayores. La contrapartida de esto se encuentra en el ángulo de estabilidad negativa, pues traspasados unos ciertos valores de escora, la estabilidad positiva cae en picado. Que es otra cosa.

                        Rog
                        Tienes razón si te limitas a la utilización del concepto duro/blando relativo únicamente a la escora. Pero fíjate que yo utilizo el concepto respecto al período de balance, no a la escora.

                        Saludos
                        Ex-MasBarco
                        Archivos adjuntos (2008)

                        Comentario


                        • #13
                          Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

                          Originalmente publicado por MasBarco Ver Mensaje
                          Por el contrario, con olas, un barco duro será más marinero, uno blando, además de ser menos estable puede no llegar a recuperase de un balance antes de que llegue la siguiente ola, con el consiguiente peligro de embarcar agua y ser golpeado con fuerza. Luego parece claro será necesario un compromiso entre ambas cualidades.
                          Discrepo, si nos referimos al periodo de balance; el efecto de transferencia de energía entre las olas y el barco depende de la pendiente de las olas. Las olas de periodo corto tienen mayor pendiente, con lo que el barco de menor periodo en sincronismo o cerca de él amplificará su balance más que el de periodo largo.

                          En experimentos con modelos de cascos con olas, se encontró que el aumento de GM sin variar otras características del casco, disminuía al amortiguamiento angular, lo que hacía que aumentaran los ángulos de escora y, además, disminuía el amortiguamiento de energía que hacía que aumentaran aún más los ángulos.

                          En principio, un barco debe tolerar que las olas pasen por encima de la cubierta, que es el problema que dices. El peligro es el volcar por efecto de las olas.

                          Salud y buenos vientos
                          Editado por última vez por pacoperas; 22/11/2007, 22:39:34.
                          "... Pero, en medio de un temporal, la silenciosa maquinaria de un velero (cabos, palos, velamen) no sólo captaba la fuerza, sino la voz salvaje y exultante del alma del mundo" J. Conrad.

                          Comentario


                          • #14
                            Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

                            Originalmente publicado por pacoperas Ver Mensaje
                            Discrepo, si nos referimos al periodo de balance; el efecto de transferencia de energía entre las olas y el barco depende de la pendiente de las olas. Las olas de periodo corto tienen mayor pendiente, con lo que el barco de menor periodo en sincronismo o cerca de él amplificará su balance más que el de periodo largo.

                            En experimentos con modelos de cascos con olas, se encontró que el aumento de GM sin variar otras características del casco, disminuía al amortiguamiento angular, lo que hacía que aumentaran los ángulos de escora y, además, disminuía el amortiguamiento de energía que hacía que aumentaran aún más los ángulos.

                            Salud y buenos vientos
                            Hola pacoperas, respecto a tu primer párrafo yo no he tratado el caso de que el período de balance coincida con el de las olas, en cualquiera de los casos, sea duro o blando, el barco va a entrar en sincronismo transversal, aumentando más y más su balance, hasta... por lo que siempre deberás romper la igualdad de periodo cambiando el rumbo del barco. Por otro lado, si no me equivoco, la pendiente de la ola es el resultado de dividir su altura por su longitud (ésta directamente relacionada con el período) y la altura va a depender del viento, del fetch y del tiempo que lleve soplando. En cualquier caso, suponiendo sincronismo, yo hablaría más bién de la energía de la ola y de las pérdidas en los balances.

                            Respecto al segundo párrafo me parece entender que te refieres a la estabilidad dinámica, en este sentido está claro que la forma de la curva del par tiene su importancia, creo que ya lo mencioné, y aquí entran otros factores de diseño de carena y no sólo la posición del c.d.g. y por otro lado el valor de GM sólo es válido para pequeñas escoras, y por tanto también la fórmula que utilizamos para el período que lo relaciona con el GM.

                            Desconozco los experimentos a los que te refieres, y las condiciones de los mismos, lo que si te puedo decir es que las conclusiones de barco más o menos marinero según que el período del balance lo haga más o menos duro figuran en todos los textos de teoría del buque. Si están equivocados... aviados estamos.

                            Quizás la diferencia que se pueda establecer esté en el tamaño y pendiente de la ola, y en que la comparación siempre es entre los períodos relativos entre barco y ola, pero entiendo que, al menos con olas grandes, siempre será más marinero un barco que pueda 'seguir a la ola', manteniéndose 'adrizado' a la misma, es decir, paralela su cubierta al perfil de ola, entonces la ola pasará por debajo del barco suavemente. Y esto se consigue con un barco más duro, de período de balance más corto que la ola.

                            Saludos
                            Ex-MasBarco
                            Archivos adjuntos (2008)

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                            • #15
                              Re: Desplazamiento, lastre y superficie vélica.

                              Otro factor que no se ha hablado en la estabilidad es la estabilidad de formas. Que depende del diseño del casco. Es otro elemento que puede aportar, en base a la manga, una mayor estabilidad inicial. Roger Rabbit
                              Si no lo pones tu...ya me veia interviniendo..
                              Un abrazo Coneho

                              ..la lontananza sai
                              é come il vento
                              che fa dimenticare chi non s'ama..
                              spegne i fuochi piccoli,
                              ma accende quelli grandi


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