Gobierno Del Buque en Mal Tiempo

Capitán de Pesca

RONY BULEJE ESPINOZA

MAL TIEMPO

GOBIERNO DEL BUQUE ENMAL TIEMPO

Influencia sobre elBuque de

Elementos externos Conceptos Definiciones

Navegación en maltiempo

GOBIERNO DEL BUQUE EN MAL TIEMPO

Comprende

CONCEPTOS-DEFINICIONES

El mar nos presentalos problemas más

difíciles

olas se abalanzan sobrenosotros, panorama

de temor

Buque se levanta conLas olas, el maniobrista

Las enfrenta.

El viento cambia almar de calma placentera

a la violencia de olas

Se ve a las olas levantarse por encima

del puente



INFLUENCIA SOBRE ELBUQUE DE

ELEMENTOS EXTERNOS

Viento Resistencia de las olasCorriente Resistencia del agua


VIENTO

------------------------------------

-----------------------------------------------------------------

-----------------------------

Rumbo aparente

Rumbo efectivo

1. En presencia del viento, la obra viva de un buque se comporta como una vela e impulsa al barco modificando su trayectoria, forjándolo a abatir (traslado lateral) excepto si el viento viene por proa o popa. El ángulo formado por las líneas del rumbo aparente y rumbo efectivo se denomina abatimiento.

2. Los efectos del viento están relacionados con el tamaño y forma de la obra muerta y la obra viva (carena).

Barlovento

Sotavento

Abatimiento


VIENTO

CV

CR1

CG CR2

• Buque con superestructura a proa. Centro de aplicación de fuerza del viento (Centro vélico CV) a proa del Centro de Gravedad (CG).

• CR1 Y CR2 puntos de la carena donde se aplica la resistencia del agua en caso que buque se traslade en dirección oblicua avante o atrás respectivamente.


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--------

--------

E

R

V

CVCR1CG E

CG

CV CR2

R

• Fuerzas: Empuje (E), Fuerza del viento (V), resistencia de la carena (R), centro de resistencia de la carena (CR)

• En figura (A), marcha avante fuerzas V y R se oponen al empuje E. Suma vectorial de E con las resultantes transversales de V y R (no se indican) produce empuje oblicuo que origina trayectoria efectiva. Componente transversales de V y R producen momentos de giro del buque alrededor de CG, ambas fuerzas son opuestas y su punto de aplicación es a proa de CG, los momentos se contrarrestan pero predomina el del viento, entonces la popa tiende a caer ligeramente al viento. Debe corregirse con el timón metido a la banda permanentemente, originando frenado.

• En figura (B) marcha atrás, CR2 se ubica en aleta de sotavento (Br.) a popa de CG. Momentos de giro de V y R son de igual sentido y se suman. Hay una fuerte tendencia de la mayorçia de los buques al marchar atrás a que su popa caiga al viento. Es difícil de corregir con timón.

A B

VTrayectoria

Trayectoria

VIENTO


VIENTO

--------------------------------------------------------------------------------------Vb

Vr

Vb

Va

• Buque parado y sin arrancada, afectado por el viento, fuerzas que actúan V y R. El buque abate y gira acercando la popa al viento sin que el timón tenga efecto alguno debido a la falta de arrancada.• La posición final de equilibrio de la mayoría de buques es con el viento por la aleta y

abatiendo.

• Vr=viento real

• Va=viento aparente, es la suma vectorial del viento real y el viento producido por el propio buque en su marcha en dirección proa-popa y de intensidad la velocidad del buque. Finalmente es que produce los efectos del buque.

• Vb=viento del buque.


CORRIENTE

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Masa de agua

Vb

VcVe

• CORRIENTE.- Desplazamiento de la masa de agua en una dirección y a una velocidad o intensidad determinada.

• Los movimientos del buque con respecto al fondo de mar son dos: Vb=velocidad del buque y Vc=velocidad de la corriente.

• La suma vectorial de ambas velocidades origina Ve con respecto al fondo del mar.

• El ángulo formado entre Vb y Vc se llama deriva

• En mar abierta se debe hacer correcciones para hacer una navegación precisa. En aguas restringidas provoca desplazamientos no deseados.

• Se gobierna mejor navegando en contra la corriente.

GOBIERNO DEL BUQUE EN MAL TIEMPO RESISTENCIA DE LAS

OLAS

L

Cresta Seno

Fondo del mar

BV

VA

1. OLAS.- Son un movimiento ondulatorio que se desplaza por la superficie del mar en frentes paralelos originado por los vientos.

2. El viento sopla y la fricción del aire sobre la superficie del agua, hace que el agua sea arrastrada. Las partículas de la superficie se aceleran, amontonándose en ciertas áreas, donde las partículas no se han acelerado. Luego el movimiento se ve interrumpido por este amontonamiento, invirtiéndose el sentido, por efectos de la gravedad y contrarrestando la acción del viento. Después que el amontonamiento inicial de las partículas de agua se ha movido, el movimiento de las partículas individuales cambia otra vez de sentido para de esta manera formar la cara delantera del amontonamiento siguiente. Los montones de partículas de agua u olas formadas por la acción del viento se mueven rápidamente por la superficie del agua.

3. El movimiento de las partículas individuales en los montones, es oscilatorio debido a la acción de la gravedad al cambiar de posición de la cara anterior a la posterior de la ola.

4. Un viento de 30 nudos puede producir olas en la misma dirección de 20 nudos . Mientras más fuerte sea el viento más altas y rápidas serán las olas. Vientos de 40 nudos producen olas de 20 pies de altura encontrándose frecuentemente olas de 30 pies.

H


2. Periodo de la Ola.- (T) Es el tiempo que una cresta (o un seno) tarda en recorrer una longitud de ola.

3. Velocidad de la Ola.- (V) Es la que lleva la ondulación en su avance aparente.

V= L/T

4. El mayor tamaño de ola normal es de 15 metros de altura, 200 metros de longitud, 12 segundos periodo y 3º nudos de velocidad. En ocasiones pueden sobrepasar estos parámetros, entonces la ola se rompe en la cresta con lo que la masa de agua se cae hacia delante con un enorme poder destructivo.

5. La ola en zona de poca sonda, sus moléculas de agua de las capas inferiores rozan con el fondo y son frenadas en su movimiento circular, luego la ola se curva hacia delante, se hace inestable y se rompe. En alta mar , las rompientes son producidas por el fuerte viento o cerca de costa por la acción de los bajos fondos. Presentan un grave peligro para el barco.

1. Tipos de oleaje o estados de mar: MAR DE VIENTO.- es el oleaje formado por los vientos

reinantes en la zona. MAR TENDIDA O DE LEVA.- Son la olas producidas por un

foco generador a muchas millas de

distancia

6. Se presentan crestas consecutivas que tienen distinta altura y periodo denominadas Las Tres Marías.

RESISTENCIA DE LAS OLAS


E

P

CE

Superficie del

agua

OSCILACIÓN DE LOS BUQUES

Suponemos un objeto flotando en aguas tranquilas (Buque), Se le inclina (escora) con respecto a la vertical. Al dejarlo libre, se da inicio a un periodo de oscilación alrededor de la vertical que se amortigua con el tiempo. La oscilación es constante y depende de varios factores como el tamaño y forma del buque.Suponiendo que el buque está vertical y se ha inclinado la superficie del agua, tal como sucede cuando aquel flota en la pendiente de la ola. El punto de aplicación de la fuerza de empuje ascensional o centro de carena (CE) se desplaza hacia la izquierda. Este punto es el centro de gravedad del agua desplazada por el buque y debido a la forma que ha tomado la carena está situado a la izquierda de la crujía. El resultado es que las dos fuerzas iguales (el empuje ascensional y el peso del buque) forman un par que tiende a girar al buque hasta que su plano superior quede paralelo a la superficie del mar. Al paso de la ola y dependiendo que el buque esté en la pendiente anterior o posterior, tenderá a girar en sentido de las manecillas del reloj o en sentido contrario.

La rapidez de respuesta del buque al par de giro instantáneo debido a la ondulación, depende de la relación existente entre los períodos de oscilación de la ola y del buque.


RELACIÓN ENTRE LA OSCILACIÓN DEL BUQUE Y LA OLA.

Se presentan tres casos:

Periodo de oscilación del buque mucho más pequeño que el de la ola.- El buque responde de forma más rápida a los momentos originados por la ola. El buque se mantiene normal a la superficie de la ola en todo momento.

PRIMER CASO


Periodo de oscilación del buque mucho mayor que el de la ola.- en estas condiciones, el buque responde de forma perezosa a los esfuerzos de inclinación debidos a la ola.

Cuando apenas ha empezado a inclinarse a una banda, le llega el esfuerzo hacia la banda contraria. Por tal motivo se mantiene prácticamente vertical.

Las olas chocaran contra el casco y barrerán la cubierta con posibilidad de arrancar los elementos de la misma.

SEGUNDO CASO



TERCER CASO

Periodo de oscilación del buque igual al de la ola.- Las inclinaciones de la embarcación a uno y otro lado son cada vez de mayor amplitud. Al ser idénticos ambos periodos, los impulsos debidos a la ola coinciden en el momento preciso para aumentar la amplitud de la oscilación. Este caso, peligrosísimo para un buque, es el denominado sincronismo los impulsos de la ola coinciden con la inclinación del buque y cada vez se producen mayores inclinaciones con posibilidad de dar vuelta.


PERIODOS DE OSCILACIÓN

TRANSVERSALBALANCE

LONGITUDINALCABEZADA

RESPUESTA DEL BUQUE A LOS PERIODOS DE OSCILACIÓN


Los periodos de oscilación natural es distinto según el plano que se tenga en cuenta. En los buques encontramos los planos longitudinal y transversal de aquí viene el nombre de las oscilaciones que se mencionan


RESPUESTA DEL BUQUE A LOS PERIODOS DE OSCILACIÓNTRANSVERSAL O BALANCE

DEFINICIÓN.Oscilación natural del

buque en sentido transversal. Determinael comportamiento del

buque al ser sometido aimpulsos transversales.

Periodo de oscilación del buque igual al de la

Ola se produce el sincronismo

Si el periodo de balancees pequeño, el barco se balanceará al compás

de las olas, lo queresulta incomodo para

la tripulación.

SINCRONISMO.Existe la posibilidad que buque de vuelta

Si el periodo es grandedará pocos balances

pero las olas chocaráncontra el casco y

barrerán la cubierta ypodría arrancar los

elementos de cubierta.


RESPUESTA DEL BUQUE A LOS PERIODOS DE OSCILACIÓNLONGITUDINAL O CABECEO

DEFINICIÓN.DEFINICIÓN.Oscilación natural del

buque en sentidoLongitudinal. Cuando la proa sigue el perfil

de las olas se dice queel buque es marinero

La consecuencia esque se embarca

mucho agua y las hélices llegan a

trabajar en vacíocon peligro de

averías.

De suceder es muypeligroso, porque se

producen fuertes tensiones en el casco

y los extremos delbarco salen y entran

del agua.

Tras varias cabezadasde amplitud creciente

la proa se incrustaen la olas y el barco se puede ir por ojo

El sincronismo en Este caso es menosFrecuente que en

El transversal.


V

v

LA REALIDAD

Buque con proa al mar. Las olas se aproximan a una velocidad V+v.

La longitud de ola será recorrida en un Ta=L/V+v llamado Periodo Aparente de la ola que es inferior al Periodo Real de la ola.

El Periodo aparente se debe utilizar para evaluar el comportamiento del buque entre las olas, pues determina el ritmo con que las crestas o senos llegan al casco.

Si buque navega popa al mar el periodo aparente es superior al real de la ola pues Ta= L/(V-v)


V

v

Un buque que navega a una velocidad v corta las olas con un ángulo º, el periodo aparente o tiempo transcurrido entre la arribada de dos crestas consecutivas viene dado por la formula:

Ta= L/ (V+v cos º)

Se deduce que el periodo aparente varía con la velocidad y rumbo del barco.

Un buque puede entrar en sincronismo en una dirección y velocidad determinada si el periodo aparente llega a coincidir con alguno de los periodos de balance o de cabezada. Luego si se advierten balances o cabezadas de amplitud excesiva próximas al sincronismo, basta con maniobrar con las máquinas y el rumbo para que el movimiento indeseable se amortigüé.

En este caso los esfuerzos sobre la estabilidad son principalmente en sentido longitudinal. Las fuerzas que tienden a escorar el buque son pequeñas, aunque coincidiera los periodos aparente y real, la escora no sería grande, porque los periodos de ola no son constantes. Si viene al través, los esfuerzos principales son sobre la estabilidad transversal.

ºV cos º


NAVEGACIÓN DEL BUQUE PROA A LA MAR

PANTOCAZOSPANTOCAZOSChoque violento del pantoque de

proa con el seno de la ola. Porexceso de velocidad, el barco sale

de la cresta, suspendido en elvacío y cae pesadamente sobre

el seno. Es síntoma de exceso develocidad. Evitar velocidad

límite que evita pantocazos, porpróxima ola mayor produciría

desplome del barco en el seno.

CHOQUE FRONTAL DE LA PROA CHOQUE FRONTAL DE LA PROA Y AMURAS CON LAS OLAS.Y AMURAS CON LAS OLAS.

La ola golpea al barco, frenasu avance y planchas soportan

esfuerzos violentos, este produce una vibración de baja frecuencia

se debe reducir velocidad deaproximación a la ola por medio

de un cambio de rumbo odisminución de

velocidad

EMBARQUE DE AGUA POR EMBARQUE DE AGUA POR LA PROALA PROA

Afecta cabrestante, cadenas, pescantes etc. Pueden ser

DevastadoresUn buque grande navega mejorUn buque grande navega mejor

En presencia de olas cortas.En presencia de olas cortas.Un buque pequeño navega mejorUn buque pequeño navega mejor

En presencia de olas grandesEn presencia de olas grandes

SUSPENCIÓN EN LA CRESTA OSUSPENCIÓN EN LA CRESTA OENTRE DOS CRESTASENTRE DOS CRESTAS

Es cuando la eslora del barco es de un orden parecido a la

longitud de la ola. Produce enel barco esfuerzos tremendos delas ligazones del casco que en

ocasiones partió al barco en dospedazos. Cambiar de rumbo para

evitarlo.

MOVIMIENTO DE CABEZADAMOVIMIENTO DE CABEZADACon secuelas de que la hélice

trabaje en vacío fuera del agua.La combinación del sincronismolongitudinal con el choque con

la siguiente ola, puede dar lugar a que el buque se sumerja y

hunda, se pase por ojo.


NAVEGACIÓN ATRAVEZADO A LA MAR

Se evita en lo posible de navegar en esta condiciones, por los grandes balances.

Los balances en si no son perjudiciales para la estructura del barco, sufre menos con los balances que con las cabezas. Pero es perjudicial para el régimen interior del barco. Producen roturas de accesorios no bien trincados, y causan fatiga a la tripulación. En barcos de carga existe riesgo de corrimiento de carga.

Si la mar es muy gruesa, la mar puede romper a lo largo de la eslora, la cresta se desequilibra y descarga sobre todo el buque con posible deterioro de la estanqueidad.

Si ola es de mayor longitud que la eslora, tiene una tendencia natural a atravesarse, al hundirse una de las extremidades en el seno de la ola, el resto del barco por gravedad cae al seno pivoteando alrededor de la extremidad hundida. Es preciso emplear a fon la máquina y el timón.


NAVEGACIÓN POPA A LA MAR

Toda embarcación que navega a favor de las olas, tiene un movimiento de cabezada suave manteniéndose sensiblemente paralelo al perfil de las olas, debido a que la velocidad relativa de aproximación de los frentes es pequeña y por consiguiente el periodo aparente es grande.

El inconveniente es que gobierna mal, con fuertes guiñadas, a una u otra banda. En cresta de ola timón responde mal, porque su velocidad es de igual sentido que la del buque, la situación empeora cuando buque y ola llevan igual velocidad. El buque planea en la cresta de la ola y el timón no produce efecto alguno, impidiendo enderezar el rumbo si el buque se desvía, aumentando la probabilidad de que buque se atraviese en forma significativa, luego se debe evitar igualar la velocidad de la ola, reduciendo la velocidad.

Si la velocidad es menor puede presentarse el caso que las olas revienten en la popa, que también es perjudicial, porque esta zona no esta reforzada como la proa.

Si tenemos mayor velocidad que la ola el barco navega en muy buenas condiciones, pero el inconveniente estriba en el periodo transitorio hasta llegar a esa velocidad, pues hay un momento en que el buque se queda sin gobierno.


NAVEGACIÓN ENNAVEGACIÓN ENDIRECCIÓN OBLICUADIRECCIÓN OBLICUA

A LA MARA LA MAR

Con la mar de aleta, el barco se comporta de formaparecida a cuando va enpopa con una mayorTendencia a atravesarse.

EECTOS ADICIONALESBuque con la mar de amuraBuque con la mar de amuraLe producen un par de Le producen un par de Fuerzas que le hacen arribarO caer en sentido contrarioAl viento y mar.Buque con mar de Aleta Buque con mar de Aleta Tienden hacia el viento

La velocidad deAproximación de las olases modificada por el ánguloformado entre estas y el rumbo

Si la mar se recibe por Amura, el buque navega,Sometido a combinaciónde movimientos de balancey cabezada con pantocazos


POSICIÓN DE EQUILIBRIO DE UN BUQUE

Aquella en la que el buque se desplaza siguiendo una línea recta. Sucede cuando están equilibradas la resistencia del agua, de la olas, del viento, de la corriente, del propulsor y del timón. La variación de una de ellas origina un desequilibrio. Se contrarresta metiendo el timón a la banda contraria, hasta alcanzar una nueva posición de equilibrio

Viento y mar son las causas principales del desequilibrio. Con mar llana y viento calmo, el equilibrio se mantiene con timón a la vía. Con viento y mar por amura de estribor, meter timón a estribor, tanto mayor sea la acción de viento y corriente grados a estribor será mayor.

El navegante conocerá las posiciones de equilibrio del buque con máquinas paradas y con máquinas dando atrás en todas las condiciones de mar y viento.

OJO. Máquinas dando atrás, el buque tiende siempre a levar la popa al viento.

EQUILIBRIOEQUILIBRIO DEL BUQUEDEL BUQUE


Línea de agua de flotación pierde

simetría

Aumento de obra viva parte escorada

Presión mayor en parte sumergida

En esta situación, las condiciones de gobierno se modifican, el timón participa de dicha escora, porque los filetes líquidos al chocar contra la pala del timón lo harán bajo un ángulo menos eficaz, al que lo efectúan cuando está adrizado, disminuyendo el momento evolutivo.

Es necesario meter la pala del timón un cierto ángulo, función de la escora, hacia la parte emergida para contrarrestar dicho efecto.


EFECTOS DELEFECTOS DELTRASLADO DE PESOSTRASLADO DE PESOS

SOBRE LA ESTABILIDADSOBRE LA ESTABILIDADDEL BUQUE.DEL BUQUE.

Pesos más bajosPesos más bajosMayor estabilidad,

balances másrápidos y molestos

Pesos más altosPesos más altosMenor estabilidadbalance moderado

EmpopadoEmpopadoMayor facilidadpara arribada.

Aproado.Aproado.orzará muy fácil

En proa y popaEn proa y popaPoco pesoPoco peso

Centro con más se produce arrufo

pronunciado.

Más caladoMás caladoMenos efecto de

escora. Mejornavegación debolina y menosabatimiento.

En cualquier lugarEn cualquier lugarMás peso que aguaMás peso que agua

DesplazadaDesplazada.En el lugar se

pierde equilibrio

Buque BoyanteBuque BoyanteCon buenas

condiciones paranavegar en popa,

Muy caladoMuy caladoCapea bien

Mayor peso enMayor peso enPlano longitudinalPlano longitudinal

Balances son bruscos y notables

padeceestructura

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