El lastre se utiliza en los barcos para proporcionar momento para resistir las fuerzas laterales sobre el casco . Los barcos con un lastre insuficiente tienden a inclinarse o escorarse excesivamente con vientos fuertes. Demasiada escora puede provocar que el barco se vuelque . Si un velero necesita viajar sin carga, entonces se cargará lastre de poco o ningún valor para mantener el barco en posición vertical. Una parte o la totalidad de este lastre se descartará cuando se cargue la carga.
Si un buque de carga (como un petrolero, granelero o portacontenedores) desea viajar vacío o parcialmente vacío para recoger una carga, debe viajar "en lastre". Esto mantiene la embarcación en equilibrio y mantiene sumergidos la hélice y el timón. Normalmente, estar "en lastre" significará inundar los tanques de lastre con agua de mar. Surgen problemas graves cuando se descarga el agua de lastre , ya que los organismos transportados por el agua pueden causar estragos cuando se depositan en nuevos entornos.
El lastre adopta muchas formas. La forma más sencilla de lastre utilizada en los pequeños veleros es el llamado "lastre vivo", o el peso de la tripulación. Al sentarse en el lado de barlovento del casco , el momento de escora debe levantar el peso de la tripulación.
En barcos de carreras más avanzados, se utiliza un mazo 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 cesa repentinamente, ya que la pérdida repentina del momento de escora puede arrojar a la tripulación al agua.
En los buques modernos más grandes, la quilla está hecha o rellena con un material de alta densidad , como hormigón , hierro o plomo . Colocando 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 transportado dentro del casco eran piedras o arena.
Existen desventajas al utilizar lastre de alta densidad. El primero es el aumento de masa del barco; un barco más pesado se sitúa más abajo en el agua, lo que aumenta la resistencia cuando se mueve y, por lo general, responde menos a la dirección. Un barco más pesado también es más difícil de colocar en un remolque y remolcar detrás de un automóvil. En segundo lugar, dado que el lastre debe ser lo más bajo posible, a menudo se coloca en una orza o en una quilla retráctil, lo que requiere una manivela de alta resistencia para levantar la enorme lámina . La solución más sencilla es utilizar una quilla fija con lastre, pero eso hace que el barco sea casi incapaz de navegar en aguas muy poco profundas y más difícil de manejar cuando está fuera del agua. Si bien está prohibido por la mayoría de las reglas de regatas de clase, algunos barcos de última generación 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, proporcionando un momento de adrizamiento mucho mayor con un ángulo de escora más bajo. Sin embargo, inclinar la quilla reduce en gran medida su sustentación, por lo que las quillas inclinadas generalmente se combinan con una orza o orza retráctil que se despliega cuando la quilla se inclina y se retrae (para reducir la resistencia) cuando la quilla regresa a la vertical. Algunas quillas basculantes están diseñadas para que cuando estén completamente extendidas hacia cualquier lado tengan un ángulo de ataque de aproximadamente 5°, lo que permite que el efecto hidroala de la pala levante el barco y reduzca la 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 contrario a la intuición que colocar agua en el casco (que, después de todo, tiene una densidad cercana a la del agua fuera del casco: agua dulce versus agua salada) agregaría estabilidad, el agua sirve para desplazar el aire del casco. parte inferior del casco; Agregar lastre de agua 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 sobre el centro de gravedad. Es la relación entre el centro de gravedad y el centro de flotabilidad la que dicta el momento de adrizamiento.
La ventaja del lastre de agua es que se pueden vaciar los tanques, reduciendo el calado o el peso de la embarcación (por ejemplo, para el transporte por tierra) y volver a añadir agua (en embarcaciones pequeñas, simplemente abriendo las válvulas y dejando que el agua fluya). ) después de botar el barco o descargar la carga. También se pueden utilizar bombas para vaciar el tanque de lastre de sotavento y llenar el tanque de barlovento a medida que el barco vira, y la cantidad de lastre se puede variar para mantener el barco en el ángulo de escora óptimo. En los buques de carga vacíos se añade agua a los tanques de lastre para aumentar la inmersión de la hélice, mejorar la dirección y controlar el asiento y el calado.
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 fuera del casco en ambos lados y bombas que utilizan la velocidad del barco a través del agua para obtener energía. Cuando está en marcha, la bomba se puede utilizar para llenar el lado de barlovento, mientras que se permite drenar el lado de sotavento. Este sistema, si bien no es muy atractivo, permite ganancias significativas en la fuerza adrizante sin modificaciones en el casco.
Un truco muy utilizado en embarcaciones con lastre de agua es unir los tanques de babor y estribor con un tubo con válvula. Al prepararse para virar, se abre la válvula y se permite que el agua del tanque de barlovento, que es más alto, fluya hacia el lado de sotavento, y se suelta la escota para evitar que el barco se escora demasiado. Una vez que se ha transferido la mayor cantidad de agua posible al lado de sotavento, se gira el barco y se enrolla la vela, levantando el tanque de barlovento recién lleno. Luego se puede utilizar una simple bomba manual para mover el agua restante desde sotavento hasta el tanque de barlovento.
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 globalmente 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 separadas del Convenio, como en Estados Unidos. .
Los cruceros, los grandes buques cisterna y los buques 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 descargan carga, y se descarga en el siguiente puerto de escala, donde haya más carga. está cargado. La descarga de agua de lastre normalmente contiene una variedad de materiales biológicos, incluyendo plantas , animales , virus y bacterias . Estos materiales a menudo incluyen especies no nativas, molestas y exóticas que pueden causar grandes daños ecológicos y económicos a los ecosistemas acuáticos, junto con graves problemas de salud humana, incluida la muerte. Aunque igualmente perjudicial para el medio ambiente, la descarga de agua de lastre es diferente a la contaminación de sentina , que se produce 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 pedido RL32450). Servicio de Investigación del Congreso (actualizado el 6 de febrero de 2008).
