Un catamarán ( / ˌ k æ t ə m ə ˈ r æ n / ) (informalmente, un "gato") es una embarcación con dos cascos paralelos de igual tamaño. La distancia entre los cascos de un catamarán confiere resistencia al balanceo y al vuelco. Los catamaranes suelen tener menos volumen de casco, menor desplazamiento y menor calado (calado) que los monocascos de longitud comparable. Los dos cascos combinados también suelen tener una resistencia hidrodinámica menor que los monocascos comparables, lo que requiere menos potencia de propulsión de las velas o de los motores. La posición más amplia del catamarán en el agua puede reducir tanto la escora como el movimiento inducido por las olas, en comparación con un monocasco, y puede generar estelas reducidas.
Los catamaranes fueron inventados por los pueblos austronesios y permitieron su expansión hacia las islas de los océanos Índico y Pacífico . [1]
Los catamaranes varían en tamaño, desde pequeños barcos de vela o remo hasta grandes buques de guerra y transbordadores de coches. La estructura que conecta los dos cascos de un catamarán varía desde un simple marco con correas para soportar a la tripulación hasta una superestructura puente que incorpora un amplio espacio de cabina y/o carga.
Los catamaranes de Oceanía y el sudeste asiático marítimo se convirtieron en la inspiración para los catamaranes modernos. Hasta el siglo XX, el desarrollo de los catamaranes se centró principalmente en conceptos impulsados por velas.
La palabra "catamarán" se deriva de la palabra tamil kattumaram (கட்டுமரம்), que significa "troncos atados" y es un tipo de balsa de un solo casco hecha de tres a siete troncos de árboles atados entre sí. El término ha evolucionado en el uso inglés para referirse a embarcaciones de doble casco. [2] [3] [4]
Las embarcaciones tipo catamarán fueron una de las primeras tecnologías de los pueblos austronesios . Los primeros investigadores como Heine-Geldern (1932) y Hornell (1943) alguna vez creyeron que los catamaranes evolucionaron a partir de canoas con estabilizadores , pero los autores modernos especializados en culturas austronesias como Doran (1981) y Mahdi (1988) ahora creen que es lo contrario. [5] [6] [1]
Dos canoas unidas se desarrollaron directamente a partir de tecnologías mínimas de balsa de dos troncos atados. Con el tiempo, la forma de canoa de doble casco se convirtió en la canoa doble asimétrica, donde un casco es más pequeño que el otro. Con el tiempo, el casco más pequeño se convirtió en el prototipo de canoa con estabilizador , dando paso a la canoa con un solo estabilizador y luego a la canoa reversible con un solo estabilizador. Finalmente, los tipos de un solo estabilizador se convirtieron en la canoa de doble estabilizador (o trimaranes ). [5] [6] [1]
Esto también explicaría por qué las poblaciones austronesias más antiguas de las islas del sudeste asiático tienden a preferir las canoas de doble estabilizador, ya que mantienen los barcos estables al virar . Pero todavía hay pequeñas regiones donde todavía se utilizan catamaranes y canoas de un solo estabilizador. Por el contrario, poblaciones descendientes periféricas más distantes en Oceanía , Madagascar y las Comoras conservaron los tipos de canoas de doble casco y de un solo estabilizador, pero la tecnología para los dobles estabilizadores nunca les llegó (aunque existe en Melanesia occidental ). Para hacer frente al problema de la inestabilidad del barco cuando el estabilizador mira a sotavento al virar, desarrollaron la técnica de maniobras en la navegación, junto con estabilizadores individuales reversibles. [5] [6] [1] [7] [8]
A pesar de ser la "forma más primitiva" de canoas con estabilizadores, eran efectivas y permitían a los marineros polinesios viajar a islas lejanas del Pacífico . [9]
La siguiente es una lista de catamaranes austronesios tradicionales:
El primer ejemplo documentado de embarcación de vela de doble casco en Europa fue diseñado por William Petty en 1662 para navegar más rápido, en aguas menos profundas, con viento más suave y con menos tripulación que otros barcos de la época. Sin embargo, el diseño inusual fue recibido con escepticismo y no fue un éxito comercial. [10] [11]
El diseño permaneció relativamente sin uso en Occidente durante casi 160 años hasta principios del siglo XIX, cuando el inglés Mayflower F. Crisp construyó un barco mercante de dos cascos en Rangún, Birmania . El barco fue bautizado Original . Crisp lo describió como "un excelente barco de navegación rápida; negoció durante el monzón entre Rangún y las provincias de Tenasserim durante varios años". [12] [13]
Más tarde ese mismo siglo, el estadounidense Nathanael Herreshoff construyó un velero de doble casco de su propio diseño (patente estadounidense n.º 189.459). [14] La embarcación, Amaryllis , corrió en su regata inaugural el 22 de junio de 1876 y tuvo un desempeño extremadamente bueno. Su debut demostró las claras ventajas de rendimiento que ofrecen los catamaranes sobre los monocascos estándar. Fue a raíz de este evento, la Regata del Centenario del Club Náutico de Nueva York, que los catamaranes quedaron excluidos de las clases regulares de vela, y así siguió siendo hasta la década de 1970. [15] El 6 de junio de 1882, tres catamaranes del Southern Yacht Club de Nueva Orleans recorrieron un recorrido de 15 millas náuticas en el lago Pontchartrain y el barco ganador en la clase de catamarán, Nip and Tuck , superó el tiempo del balandro más rápido en más de cinco minutos. [16] [17]
En 1916, Leonardo Torres Quevedo patentó un nuevo tipo de barco, un multicasco de acero denominado Binave (Barco Gemelo), que fue construido y probado en Bilbao ( España ) en 1918. El diseño incluía dos motores marinos Hispano-Suiza de 30 HP , y Pudo modificar su configuración al navegar , posicionando dos timones en la popa de cada flotador, con las hélices también colocadas en popa . [18] [19] [20] En 1936, Eric de Bisschop construyó una "canoa doble" polinesia en Hawaii y la llevó a casa donde recibió una bienvenida de héroe en Francia. En 1939 publicó sus experiencias en un libro, Kaimiloa , que fue traducido al inglés en 1940. [21]
Roland y Francis Prout experimentaron con catamaranes en 1949 y convirtieron su fábrica de barcos de 1935 en Canvey Island , Essex (Inglaterra), en producción de catamaranes en 1954. Sus catamaranes Shearwater ganaron fácilmente regatas contra monocascos. Yellow Bird, un Shearwater III construido en 1956 , con el que Francis Prout corrió con éxito en la década de 1960, está en la colección del Museo Marítimo Nacional de Cornualles . [22] Prout Catamarans , Ltd. diseñó un aparejo de mástil en popa con el mástil a popa en el medio del barco para soportar un foque agrandado, más del doble del tamaño de la vela mayor reducida del diseño; Fue producido como modelo Snowgoose . [23] La ventaja supuesta de este plan de vela era disminuir cualquier tendencia de la proa del barco a hundirse. [24] [25]
A mediados del siglo XX, los beachcats se convirtieron en una categoría generalizada de catamaranes de vela, debido a su facilidad de botadura y producción en masa. En California, un fabricante de tablas de surf , Hobie Alter , produjo el Hobie 14 de 250 libras (110 kg) en 1967, y dos años más tarde el Hobie 16 , más grande y aún más exitoso . En 2016, el Hobie 16 todavía se estaba produciendo y se habían fabricado más de 100.000. [26]
Los catamaranes se introdujeron en la vela olímpica en 1976. El catamarán Tornado de dos manos fue seleccionado para la disciplina multicasco en los Juegos Olímpicos desde 1976 hasta 2008. Fue rediseñado en 2000. [27] El foiling Nacra 17 se utilizó en los Juegos Olímpicos de Tokio 2020. , que se celebraron en 2021; [28] [29] después de la adopción en 2015 de Nacra 15 como clase de Campeonato Mundial Juvenil y como nueva clase para los Juegos Olímpicos de la Juventud. [30] [31]
Los catamaranes tienen dos características de rendimiento principales distintas que los distinguen de los monocascos de desplazamiento: menor resistencia al paso por el agua y mayor estabilidad (resistencia inicial al vuelco). La elección entre una configuración monocasco y catamarán incluye consideraciones de capacidad de carga, velocidad y eficiencia.
A velocidades bajas a moderadas, el casco de un catamarán liviano experimenta una resistencia al paso a través del agua que es aproximadamente proporcional a su velocidad. En comparación, un monocasco de desplazamiento experimenta una resistencia que es al menos el cuadrado de su velocidad. Esto significa que un catamarán necesitaría cuatro veces más potencia para duplicar su velocidad, mientras que un monocasco necesitaría ocho veces más potencia para duplicar su velocidad, partiendo a baja velocidad. [32] En el caso de los catamaranes a motor, esto implica plantas de energía más pequeñas (aunque normalmente se requieren dos). Para los catamaranes de vela, la baja resistencia hacia adelante [33] permite que las velas obtengan potencia del flujo adjunto , [34] su modo más eficiente, análogo a un ala, lo que lleva al uso de velas de ala en embarcaciones de carreras. [35]
Los catamaranes dependen principalmente de la estabilidad de la forma para resistir la escora y el vuelco. [32] La comparación de la estabilidad de escora de un monocasco de sección rectangular y manga , B , en comparación con dos cascos de catamarán de ancho B /2, separados por una distancia, 2× B , determina que el catamarán tiene una resistencia inicial a la escora que es siete veces mayor que la del monocasco. [36] En comparación con un monocasco, un catamarán de vela de crucero tiene una alta resistencia inicial a la escora y al vuelco: un barco de quince metros requiere cuatro veces más fuerza para iniciar un vuelco que un monocasco equivalente. [37]
Una medida del equilibrio entre velocidad y capacidad de carga es el número de Froude de desplazamiento (Fn V ) , [38] en comparación con la eficiencia del transporte en aguas tranquilas . [39] Fn V se aplica cuando la longitud de la línea de flotación depende demasiado de la velocidad para ser significativa, como ocurre con un casco de planeo. [40] Utiliza una longitud de referencia, la raíz cúbica del desplazamiento volumétrico del casco, V , donde u es la velocidad relativa del flujo entre el mar y el barco, y g es la aceleración debida a la gravedad :
La eficiencia del transporte en aguas tranquilas de un buque es proporcional al desplazamiento a plena carga y la velocidad máxima en aguas tranquilas, dividido por la potencia correspondiente requerida. [41]
Los grandes buques mercantes tienen un Fn V entre uno y cero, mientras que los catamaranes a motor de mayor rendimiento pueden acercarse a 2,5, lo que denota una mayor velocidad por unidad de volumen para los catamaranes. Cada tipo de embarcación tiene una eficiencia de transporte en aguas tranquilas correspondiente, con los grandes buques de transporte en el rango de 100 a 1.000, en comparación con 11 a 18 para los catamaranes de transporte, lo que denota una mayor eficiencia por unidad de carga útil para los monocascos. [39]
Dos avances con respecto al catamarán tradicional son el casco gemelo de área de flotación pequeña (SWATH) y la configuración que perfora las olas ; este último se ha convertido en un diseño ampliamente favorecido.
SWATH reduce la resistencia a la generación de olas moviendo el volumen de desplazamiento debajo de la línea de flotación, utilizando un par de cascos tubulares similares a los de un submarino, conectados por pilones a la plataforma del puente con una sección transversal estrecha en la línea de flotación. Los cascos sumergidos se ven mínimamente afectados por las olas. [42] La forma SWATH fue inventada por el canadiense Frederick G. Creed , quien presentó su idea en 1938 y luego obtuvo una patente británica en 1946. Se utilizó por primera vez en las décadas de 1960 y 1970 como una evolución del diseño de catamarán para su uso. como buques de investigación oceanográfica o buques de salvamento submarino . [43] En 1990, la Marina de los EE. UU. encargó la construcción de un barco SWATH para probar la configuración. [44]
Los buques SWATH se comparan con los catamaranes a motor convencionales de tamaño equivalente, como sigue: [42]
_Swift_is_participating_in_the_West_African_Training_Cruise.jpg/1280px-US_Navy_031104-N-0000S-001_High_Speed_Vessel_Two_(HSV_2)_Swift_is_participating_in_the_West_African_Training_Cruise.jpg)
Los catamaranes perforadores de olas (estrictamente hablando son trimaranes , con un casco central y dos estabilizadores) emplean en cada casco una proa de baja flotabilidad que apunta a la línea de flotación y se eleva hacia popa, hasta un nivel, para permitir que cada casco pueda perforar. olas, en lugar de cabalgar sobre ellas. Esto permite velocidades más altas a través de las olas que para un catamarán convencional. Se diferencian de los catamaranes SWATH en que la parte flotante del casco no es tubular. El tablero del puente se puede configurar con algunas de las características de un casco en V normal, lo que le permite penetrar las crestas de las olas. [45]
Se han empleado diseños de catamaranes que perforan olas para yates, [46] transbordadores de pasajeros, [47] y embarcaciones militares. [48]
Una configuración de catamarán llena un nicho donde se prefiere la velocidad y la bondad del mar a la capacidad a granel. En los buques más grandes, este nicho favorece a los transbordadores de automóviles y a los buques militares para patrullar u operar en la zona litoral.
Los catamaranes deportivos y recreativos suelen estar diseñados para tener una tripulación de dos personas y botarse y desembarcar desde una playa. La mayoría tiene un trampolín en la estructura del puente, un mástil giratorio y sables de longitud completa en la vela mayor. Las versiones de alto rendimiento suelen tener trapecios para permitir a la tripulación salir y contrarrestar las fuerzas del vuelco durante vientos fuertes en ciertos puntos de la vela. [49]
Para la 33ª Copa América , tanto el defensor como el retador construyeron multicascos de 90 pies (27 m) de largo. La Société Nautique de Genève , defendiendo con el equipo Alinghi , navegaba en un catamarán. El retador, BMW Oracle Racing, utilizó un trimarán, reemplazando su aparejo de vela blanda por una vela de ala imponente , el ala de vela más grande jamás construida. En las aguas de Valencia , España, en febrero de 2010, el trimarán BMW Oracle Racing con su poderosa vela de ala demostró ser superior. Esto representó una ruptura con los monocascos tradicionales que siempre se habían navegado en series anteriores de la Copa América . [50]
En la Bahía de San Francisco, la Copa América 2013 se navegó en catamaranes AC72 de 72 pies (22 m) de largo (embarcación establecida por las reglas para la Copa América 2013). Cada yate empleaba hidroalas y una vela de ala. La regata la ganó 9-8 el Oracle Team USA contra el retador, Emirates Team New Zealand , en quince partidos porque el Oracle Team USA había comenzado la regata con una penalización de dos puntos. [51] [52]
La navegación a vela ha visto el desarrollo de multicascos de más de 100 pies (30 m) de eslora. " La Carrera " contribuyó a precipitar esta tendencia; fue un desafío de circunnavegación que partió de Barcelona, España, en la víspera de Año Nuevo de 2000. Debido al premio en metálico y al prestigio asociado con este evento, cuatro catamaranes nuevos (y dos altamente modificados) de más de 100 pies (30 m) de eslora fueron construidos para competir. La más grande, PlayStation , propiedad de Steve Fossett , medía 38 m (125 pies) de largo y tenía un mástil que se elevaba 45 m (147 pies) sobre el agua. Prácticamente todos los nuevos megagatos fueron construidos con fibra de carbono preimpregnada para mayor resistencia y el menor peso posible. Las velocidades máximas de estos barcos pueden acercarse a los 50 nudos (58 mph; 93 km/h). La regata la ganó el catamarán Club Med de 33,50 m (109,9 pies) de eslora patroneado por Grant Dalton . Dio la vuelta al mundo en 62 días a una velocidad media de 18 nudos (21 mph; 33 km/h). [53]
Los catamaranes de aguas bravas, a veces llamados "cata-balsas", para deportes de aguas bravas están muy extendidos en los países postsoviéticos . Consisten en dos cascos inflables conectados con un andamio de celosía. La estructura de un catamarán turístico puede estar fabricada tanto de tubos de aluminio (duraluminio) como de troncos de árboles talados. La parte inflable tiene dos capas: un globo hermético con orificios para inflar y una cubierta hecha de tejido denso que protege el globo de daños mecánicos. Las ventajas de estos catamaranes son el peso ligero, la compacidad y la comodidad de transporte (todo el producto se embala en una mochila, adecuada a las normas del tráfico aéreo) y la rapidez de montaje (de 10 a 15 minutos para el inflado). [54] Los modelos totalmente inflables están disponibles en Norteamérica. [55] Se ha utilizado un diseño de cata-balsa en el río Colorado para manejar aguas rápidas pesadas, pero manteniendo una buena velocidad a través del agua. [56]
Los navegantes de crucero deben hacer concesiones entre volumen, carga útil, velocidad y costo al elegir un barco. La elección de un catamarán ofrece una mayor velocidad a expensas de una carga reducida por unidad de coste. Howard y Doane describen las siguientes compensaciones entre los monocascos de crucero y los catamaranes: [37] Un monocasco de crucero de larga distancia en alta mar puede ser tan corto como 30 pies (9,1 m) para una tripulación determinada y suministros de apoyo, mientras que un catamarán de crucero necesitaría debe ser de 40 pies (12 m) para lograr la misma capacidad. Además de una mayor velocidad, los catamaranes extraen menos agua que los monocascos (tan solo 3 pies (0,91 m)) y son más fáciles de varar. Los catamaranes son más difíciles de virar y ocupan más espacio en un puerto deportivo. Los catamaranes de crucero conllevan un gasto añadido al tener dos motores y dos timones. Tarjan agrega que los catamaranes de crucero pueden mantener un cómodo paso de 300 millas náuticas (350 mi; 560 km) por día, y las versiones de carreras registran más de 400 millas náuticas (460 mi; 740 km) por día. Además, no se inclinan más de 10 a 12 grados, incluso a toda velocidad en un tramo. [57]
Los catamaranes de crucero a motor comparten muchas de las comodidades que se encuentran en un catamarán de crucero a vela. El salón suele abarcar dos cascos en los que se encuentran los camarotes y los compartimentos del motor. Al igual que con los catamaranes de vela, esta configuración minimiza el movimiento del barco en mar abierto. [58]
El catamarán perforador de olas Tûranor PlanetSolar , registrado en Suiza , que fue botado en marzo de 2010, es el barco de propulsión solar más grande del mundo . Completó una circunnavegación del mundo en 2012. [59]
La década de 1970 vio la introducción de catamaranes como transbordadores de alta velocidad , como lo hizo por primera vez Westermoen Hydrofoil en Mandal , Noruega, que lanzó el diseño Westamaran en 1973. [60] El Stena Voyager era un ejemplo de un ferry grande y rápido, que normalmente viajaba a una velocidad de 46 millas por hora (74 km/h), aunque era capaz de alcanzar más de 70 millas por hora (110 km/h). [61]
La isla australiana de Tasmania se convirtió en el lugar de construcción de grandes catamaranes de transporte ( Incat en 1977 [62] y Austal en 1988 [63]) , cada uno de los cuales construyó transbordadores civiles y buques de guerra . Incat construyó el HSC Francisco , un trimarán de alta velocidad que, con 58 nudos, es (a partir de 2014) el barco de pasajeros más rápido en servicio. [64]
_-_1.jpg/1280px-USNS_Spearhead_(JHSV-1)_-_1.jpg)
.jpg/1280px-Shahid_Soleimani_corvette_in_January_2023_(1).jpg)
El primer buque de guerra propulsado por una máquina de vapor, llamado Demologos o Fulton y construido en los Estados Unidos durante la Guerra de 1812 , fue un catamarán con una rueda de paletas entre sus cascos.
A principios del siglo XX se construyeron varios catamaranes como barcos de salvamento submarino: SMS Vulkan y SMS Cyclop de Alemania , Kommuna de Rusia y Kanguro de España , todos diseñados para levantar submarinos hundidos mediante enormes grúas sobre un estanque lunar entre los cascos. Dos barcos de rescate de submarinos de la época de la Guerra Fría , el USS Pigeon y el USS Ortolan de la Armada de los EE. UU. , también eran catamaranes, pero no tenían la función de piscina lunar.
El uso de catamaranes como transporte naval de alta velocidad fue iniciado por el HMAS Jervis Bay , que estuvo en servicio con la Marina Real Australiana entre 1999 y 2001. El Comando de Transporte Marítimo Militar de EE. UU . ahora opera varios catamaranes de transporte rápido expedicionario propiedad de la Marina de EE. UU.; [65] se utilizan para el transporte de carga militar a alta velocidad y para llegar a puertos poco profundos.
La clase Makar es una clase de dos grandes barcos de reconocimiento con casco de catamarán construidos para la Armada de la India . En 2012, un buque, INS Makar (J31) , estaba en servicio y el segundo estaba en construcción. [66]
Lanzado por primera vez en 2004 en Shanghai, el barco misilístico clase Houbei de la Armada del Ejército Popular de Liberación (PLAN) tiene un diseño de catamarán para adaptarse a las características furtivas del barco. [67]
La corbeta clase Tuo Chiang es una clase de corbetas catamarán perforantes de olas multimisión, rápidas y sigilosas , diseñadas en Taiwán [68] lanzadas por primera vez en 2014 para la Armada de la República de China (Taiwán) .
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: otros ( enlace )Consulte la Fig. 2.1 Figuras 'esbeltas' y 'franjas'.