Consulta de mecnica de fluidos

Helga Camargo

Instituto universitario de la paz UnipazEscuela de ingeniera ambiental y de saneamiento

Definiciones, lneas y planosSe denomina buque al flotador, dotado o no de propulsin propia, destinado a navegar en mares, ros y lagos. Para la ley nacional buque es toda construccin flotante destinada a navegar por agua.Existen varios sinnimos de buque: navio, barco, embarcacin, etc., pero la ms empleada en la reglamentacin y lenguaje marinero es la de buque, correspondiendo la designacin genrica de embarcacin a la de escaso porte y reducidas dimensiones. Buque menor es aqul cuyo arqueo total es menor de diez (10) toneladas. Toda otra construccin flotante, auxiliar de la navegacin, pero no destinada a ella, aunque pueda desplazarse en el agua en cortos trechos para el cumplimiento de sus fines, recibe el nombre de artefacto naval.Tanto buque como embarcacin definen al conjunto: casco, estructura, superestructuras, arboladura y a los medios de propulsin y de gobierno, accesorios, etc., necesarios para navegar.El casco comprende diversas piezas que conforman la envuelta impermeable cuyo requisito esencial es tener forma adecuada y simtrica con respecto al plano longitudinal, ya que de ella dependen la velocidad, su posicin de adrizamiento y, en general, las cualidades marineras. La parte del casco sumergida en el agua se llama obra viva (carena) y la parte que emerge se denomina obra muerta.

El plano longitudinal que divide al buque en dos partes simtricas e iguales (plano de simetra) es llamado cruja. Puede haber otro plano de simetra, en este caso transversal, cuando las embarcaciones hacia proa y popa son iguales (caso de algunos doble proa, ferrys, etc.).Otro plano de referencia es uno horizontal, sobre el cual puede considerarse apoyada la superficie de diseo, al que se llama plano de construccin. La interseccin del plano de cruja con el plano de construccin se llama lnea de construccin o lnea de base.

Las medidas bsicas del buque son: eslora (longitud), manga (ancho), puntal (alto), calado (medida entre el fondo-plano de construccin y la lnea de flotacin), y francobordo (medida entre la lnea de flotacin y la cubierta superior).

Todo buque lleva a proa y popa -a veces tambin en el centro- las escalas de calado (grabadas, impresas o soldadas), expresadas en pies o en metros (o decmetros), a ambas bandas.

Caractersticas y principiosEl agua -medio en el que se sostiene el buque al flotar-, goza de las propiedades de los fluidos. Por lo tanto, un lquido en reposo dentro de un recipiente, ejerce presiones sobre las paredes que lo contienen y a su vez experimenta acciones similares en todas direcciones de su propia masa; es, adems, casi incompresible y ofrece cierta resistencia a la penetracin en su superficie libre.La experiencia demuestra que un cuerpo sumergido total o parcialmente en un lquido sufre la reaccin de ste y es empujado hacia arriba. De esta accin resulta una prdida aparente en su peso. Ello puede constatarse, utilizando una balanza con la que se pesa previamente el cuerpo en el aire, luego se toma nueva medida al ser ntegramente sumergido; al mismo tiempo se recoge en otro receptculo el lquido desalojado, cuyo peso debe ser igual al empuje, es decir, a la diferencia entre los dos pesajes. Lo expuesto permite interpretar con mayor facilidad el Principio de Arqumedes: "todo cuerpo sumergido (total o parcialmente) en un lquido recibe por parte de ste un empuje - de abajo hacia arriba- igual y opuesto al peso del lquido cuyo volumen ocupa el cuerpo"; dicho en otras palabras, ese empuje deber ser igual al peso del lquido desalojado y pasar por su baricentro o centro de volumen.

Dado que el peso del volumen de agua desalojada se denomina desplazamiento (se mide en Toneladas mtricas), puede expresarse asimismo este principio diciendo que: el empuje es igual al desplazamiento.Al producirse la inmersin de un cuerpo en un medio como el agua, la accin del peso total y del empuje que ocasiona, queda encuadrada en una de las situaciones siguientes:A.Peso superior al del volumen de liquido desalojado: el objeto se hunde;B.Peso igual al empuje: permanece en reposo en el seno de la masa de agua a cualquier profundidad (caso del submarino); yC.Peso menor que el empuje: instantneamente comienza, a ascender, alcanza la superficie libre del lquido, aflora y, debido al empuje, continuar subiendo hasta el instante en que el peso del volumen de agua desplazada, correspondiente a la parte que queda sumergida, sea igual al peso del cuerpo.En consecuencia, las dos condiciones bsicas de equilibrio son:1. Para que todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido, sin contacto alguno con otros cuerpos, permanezca en equilibrio, ser indispensable, como primera condicin, que el peso del cuerpo y el empuje que recibe de l, sean fuerzas iguales y opuestas, ya que dichas fuerzas son las nicas que actan sobre el cuerpo en tales condiciones; por lo tanto ser peso = empuje o tambin peso = desplazamiento; y2. El empuje es una fuerza vertical, hacia abajo, aplicada en un punto llamado centro de gravedad (se designa como G); para que exista equilibrio esas fuerzas deben ser iguales, pero, adems, deben encontrarse en la misma vertical a fin de anularse. As puede expresarse la segunda condicin del equilibrio: el centro de gravedad G y el centro de carena B del buque deben estar sobre la misma vertical.