¿Qué es la experiencia de estabilidad en un buque?
Hace meses en una entrada del blog hablé del controvertido experimento Filadelfia. Pues la experiencia de esta semana, aunque pueda sonar a algo parecido, nada tiene que ver con aquello. La experiencia de estabilidad en un buque tiene por objeto el calcular la altura del centro de gravedad sobre la línea base (KG) de un buque, pero también tiene la importante finalidad de poder calcular el desplazamiento en rosca del buque y el periodo de balance de este.
Durante la construcción de un buque, el astillero encargado del proyecto realiza los cálculos necesarios para hallar el KG del buque, teniendo en cuenta los pesos de este —maquinaria, combustible, agua, municiones, etc.— y su situación a bordo. Del cociente de la suma de los momentos verticales de dichos pesos con relación a la línea de base y el desplazamiento total del buque, resulta la posición vertical del centro de gravedad. Sin embargo, existen a bordo instalaciones y servicios, como tuberías, tendidos eléctricos, etc., cuyo centro de gravedad no es fácil de determinar. Asimismo, durante el proceso de construcción se introducen ligeras modificaciones que alteran el proyecto inicial, por lo que la altura teórica del centro de gravedad (KG), calculada partiendo del proyecto del buque, no es exacta, aunque sí muy aproximada.
A la experiencia de estabilidad se la conoce también como «ensayo o prueba de estabilidad». Existen dos tipos posibles:
— Para grandes asientos: uso de métodos de cálculo directo, i. e., curvas y/o tablas de Bonjean.
Se debe recordar que el asiento es la diferencia de calados entre popa y proa. Normalmente el asiento de proyecto, el de las curvas hidrostáticas (CH), es 0.
— Para pequeños asientos: uso de las CH.
Antes de realizar la experiencia se debe tener una idea aproximada de la situación de su centro de gravedad para realizar dicha prueba con seguridad. Es decir, en todo momento el GM debe ser mayor que cero.
Ámbito de aplicación de la prueba de estabilidad
A excepción de algunos casos, como buques de serie, gemelos o análogos, la prueba de estabilidad se debe aplicar a todos los buques de pasaje, a aquellos buques de carga cuyas esloras sean superiores a los 24 metros y a los buques de guerra.
Realización práctica de la experiencia de estabilidad
Antes de realizar la experiencia se debe colocar el buque en condiciones, en cuanto a cargas a bordo se refiere, lo más próximas a las normales de funcionamiento, sin escora ni asiento.
Se debe levantar un inventario lo más exacto posible de los pesos existentes a bordo en el momento de la experiencia y su ubicación, tales como víveres, municiones, agua, combustible, etc., ya que el KG hallado en la experiencia será el correspondiente al estado de carga durante la realización de la misma para, partiendo de él y conociendo la relación de «pesos a completar» y de «pesos a deducir» y ya, de una forma numérica, calcular el KG para la situación «A» o de buque en rosca.
Movimiento de pesos
Los pesos empleados en la experiencia se moverán transversalmente para producir, al menos, dos inclinaciones a babor y dos a estribor. Después de cada movimiento se anotará la distancia recorrida por cada peso desde su posición original a la final. Por último, los pesos se trasladarán a su posición original. El traslado de pesos será lento y uniforme, a fin de evitar la tendencia del buque al balance.
Lectura de calados
Se hará en todas las marcas disponibles. Es esencial tomar calados en proa, popa y sección media; en buque sin marcas de calado en la cuaderna maestra se tomarán solamente los dos primeros. Al tomar calados se tomarán simultáneamente a babor y estribor, promediando sus valores.
Para contrarrestar el efecto del pequeño oleaje que pueda existir, se recomienda el uso de un tubo de cristal graduado con orificio de poco diámetro en su fondo, que se adosa a las marcas de calado. Las lecturas deberán tomarse con aproximación de unos seis milímetros y sirven para obtener el calado equivalente.
Libro de experiencia de estabilidad
Los datos obtenidos en la experiencia de estabilidad se vierten en este libro, de forma que, partiendo del estado de carga del buque en el momento de la experiencia, y una vez conocida la distribución de los pesos en ese momento, se llegue a la situación «A» de buque en rosca mediante las relaciones de «pesos a completar», «pesos a deducir» y «pesos a situar de nuevo». A partir de la situación de «buque en rosca» se calculan los datos para las restantes condiciones de carga mediante cálculos numéricos.
El libro consta de dos partes: la parte primera, titulada «Datos de la experiencia de estabilidad», contiene las observaciones y cálculos para determinar el desplazamiento y el centro de gravedad del buque en rosca. La parte segunda, llamada «Datos de estabilidad», contiene la información relativa a las características del buque en las condiciones operativas.
Conclusiones
El peso del buque, es decir, su desplazamiento, es un dato vital en el proyecto del buque, que debe coincidir con el peso real del barco una vez construido. Y para ello se debe realizar un estudio exhaustivo del mismo, durante toda su construcción, para que no haya desagradables sorpresas cuando el proceso esté muy avanzado, y ya sea muy dificultosa la marcha atrás.
La experiencia de estabilidad será la operación que nos confirme que ese dato «vital» calculado se corresponde con la realidad.
La fragata F-105 Cristobal Colón fue un buen ejemplo que demostró que realizando un buen control de pesos se puede llegar al producto adecuado con unos márgenes de construcción inferiores a los que se habían adoptado tradicionalmente, con el consecuente ahorro, como se pudo comprobar al realizar su experiencia de estabilidad.
En la siguiente figura se puede observar un resumen de todo el proceso de la experiencia.
Para finalizar, y para aquellos que quieran profundizar más en el tema de esta semana les recomiendo la lectura de mi artículo publicado en la Revista General de Marina de noviembre 2015 titulado «La importancia de la experiencia de estabilidad en los buques».
¡Hasta dentro de dos semanas! Os recuerdo que el 17 de enero, finaliza en la Sala Carlos III, la exposición: Una Escuadra del siglo XX
