El lastre es un peso que se coloca en la parte baja de los barcos para bajar su centro de gravedad , lo que aumenta la estabilidad (más técnicamente, para proporcionar un momento adrizante que resista cualquier momento de escora en el casco ). Los barcos con un lastre insuficiente tienden a inclinarse o escorarse excesivamente con vientos fuertes. Una escora excesiva puede provocar que el barco se llene de agua y/o vuelque . Si un barco de vela necesita viajar sin carga, se cargará un lastre de poco o ningún valor para mantener el barco en posición vertical. Parte o la totalidad de este lastre se descartará cuando se cargue la carga.
Si un buque de carga (como un petrolero, un granelero o un buque portacontenedores) desea viajar vacío o parcialmente vacío para recoger una carga, debe hacerlo "en lastre". Esto mantiene al buque en equilibrio y mantiene la hélice y el timón sumergidos. Por lo general, estar "en lastre" significa inundar los tanques de lastre con agua de mar. Pueden surgir problemas graves cuando se descarga agua de lastre, ya que los organismos transportados por el agua pueden causar estragos al depositarse en nuevos entornos.
El lastre adopta muchas formas.
La forma más simple de lastre que se utiliza en los pequeños veleros diurnos es el llamado "lastre vivo", o el peso de la tripulación. Al estar sentados en el lado barlovento del casco , el momento de escora debe levantar el peso de la tripulación.
En barcos de carreras más avanzados, se utiliza un arnés de cables llamado trapecio para permitir que la tripulación cuelgue completamente sobre el costado del casco sin caerse; esto proporciona cantidades mucho mayores de momento de adrizamiento debido al mayor apalancamiento del peso de la tripulación, pero puede ser peligroso si el viento muere repentinamente, ya que la pérdida repentina del momento de escora puede arrojar a la tripulación al agua.
En los buques modernos de mayor tamaño, la quilla está hecha o rellena de un material de alta densidad , como hormigón , hierro o plomo . Si se coloca el peso lo más bajo posible (a menudo en un bulbo grande en la parte inferior de la quilla), se puede extraer el momento adrizante máximo de la masa dada. Las formas tradicionales de lastre que se transportaban dentro del casco eran piedras o arena.
El uso de lastre de alta densidad tiene sus desventajas. La primera es el aumento de masa del barco; un barco más pesado se asienta más abajo en el agua, lo que aumenta la resistencia al moverse y, por lo general, responde menos a la dirección. Un barco más pesado también es más difícil de poner en un remolque y remolcar detrás de un automóvil. En segundo lugar, dado que el lastre debe estar lo más bajo posible, a menudo se coloca en una orza o quilla retráctil, lo que requiere un mecanismo de alta resistencia para levantar el enorme foil . La solución más simple es utilizar una quilla con lastre fijo, pero eso hace que el barco sea casi incapaz de navegar en aguas muy poco profundas y más difícil de manejar fuera del agua.
Aunque la mayoría de las reglas de regatas de clase lo prohíben, algunos barcos de vanguardia utilizan un bulbo de lastre en una quilla larga y delgada que puede inclinarse de un lado a otro para crear una quilla inclinada . Esto permite colocar el lastre en el lado de barlovento, lo que proporciona un momento adrizante mucho mayor con un ángulo de escora menor. Sin embargo, inclinar la quilla reduce en gran medida su sustentación, por lo que las quillas inclinadas generalmente se combinan con una orza o una orza retráctil que se despliega cuando se inclina la quilla y se retrae (para reducir la resistencia) cuando la quilla vuelve a la vertical. Algunas quillas inclinadas están diseñadas de modo que cuando están completamente extendidas hacia cualquier lado tienen un ángulo de ataque de aproximadamente 5°, lo que permite que el efecto hidroplano de la pala levante el barco y reduzca el área de superficie mojada para aumentar la velocidad del barco.
Un tipo común de lastre para embarcaciones pequeñas que evita muchos de los problemas del lastre de alta densidad es el lastre de agua. Si bien puede parecer contradictorio que colocar agua en el casco (que, después de todo, tiene una densidad similar a la del agua fuera del casco, agua dulce frente a salada) agregue estabilidad, el agua sirve para desplazar el aire del fondo del casco; agregar lastre de agua por debajo del centro de gravedad vertical aumenta la estabilidad. No es necesario elevar el lastre de agua por encima de la línea de flotación para afectar la estabilidad, ya que cualquier material que tenga una densidad aparente mayor que el aire tendrá un efecto en el centro de gravedad. Es la relación entre el centro de gravedad y el centro de flotabilidad la que determina el momento adrizante.
La ventaja del lastre de agua es que se pueden vaciar los tanques, lo que reduce el calado o el peso del barco (por ejemplo, para el transporte en tierra) y se puede volver a añadir agua (en barcos pequeños, simplemente abriendo las válvulas y dejando que entre el agua) después de que se bote el barco o se descargue la carga. También se pueden utilizar bombas para vaciar el tanque de lastre de sotavento y llenar el tanque de barlovento cuando el barco vira, y se puede variar la cantidad de lastre para mantener el barco en el ángulo de escora óptimo.
Una desventaja del lastre de agua es que el agua no es muy densa y, por lo tanto, los tanques necesarios ocupan más espacio que otras formas de lastre. Algunos fabricantes ofrecen bolsas de lastre flexibles que se montan en ambos lados del casco y bombas que utilizan la velocidad del barco en el agua para generar energía. Cuando está en movimiento, la bomba se puede utilizar para llenar el lado de barlovento, mientras que el lado de sotavento se deja vaciar. Este sistema, aunque no es muy atractivo, permite obtener ganancias significativas en la fuerza de adrizamiento sin modificaciones en el casco.
Un truco que se suele utilizar en los barcos con lastre de agua es unir los tanques de babor y estribor con una tubería con válvula. Cuando se prepara para virar, se abre la válvula y se permite que el agua del tanque de barlovento, que está más alto, fluya hacia el lado de sotavento, y se suelta la escota para evitar que el barco escore demasiado. Una vez que se ha transferido la mayor cantidad de agua posible al lado de sotavento, se hace virar el barco y se arría la vela, lo que eleva el tanque de barlovento recién lleno. A continuación, se puede utilizar una simple bomba manual para mover el agua restante del lado de sotavento al tanque de barlovento.
En los buques de carga vacíos se agrega agua a los tanques de lastre para aumentar la inmersión de la hélice, mejorar la dirección y controlar el asiento y el calado.
Las descargas de agua de lastre por parte de los buques pueden tener un impacto negativo en el medio marino . La descarga de agua de lastre y sedimentos por parte de los buques se rige a nivel mundial por el Convenio sobre la Gestión del Agua de Lastre , desde su entrada en vigor en septiembre de 2017. También se controla a través de regulaciones nacionales, que pueden ser independientes del Convenio, como en los Estados Unidos .
Los cruceros, los grandes petroleros y los cargueros de carga a granel utilizan una enorme cantidad de agua de lastre, que a menudo se recoge en las aguas costeras de una región después de que los barcos descargan aguas residuales o cargan, y se descarga en el siguiente puerto de escala, donde se carga más carga. La descarga de agua de lastre generalmente contiene una variedad de materiales biológicos, incluidas plantas , animales , virus y bacterias . Estos materiales a menudo incluyen especies no autóctonas, molestas y exóticas que pueden causar un gran daño ecológico y económico a los ecosistemas acuáticos, junto con graves problemas de salud humana, incluida la muerte. Aunque igualmente dañina para el medio ambiente, la descarga de agua de lastre es diferente a la contaminación de sentina , que ocurre cuando los contaminantes de la maquinaria pesada de un barco se filtran al océano.
Este artículo incorpora texto de un informe de dominio público del Servicio de Investigación del Congreso : Copeland, Claudia. "Contaminación de los cruceros: antecedentes, leyes y reglamentos y cuestiones clave" (código de orden RL32450). Servicio de Investigación del Congreso (actualizado el 6 de febrero de 2008).
