Los estabilizadores de barco (o estabilizadores ) son aletas o rotores montados debajo de la línea de flotación y que emergen lateralmente del casco para reducir el balanceo de un barco debido al viento o las olas. Las aletas activas están controladas por un sistema de control giroscópico . Cuando el giroscopio detecta el balanceo del barco, cambia el ángulo de ataque de las aletas para que el movimiento hacia adelante del barco ejerza fuerza para contrarrestar el balanceo. [1] Las aletas fijas y las quillas de sentina no se mueven; reducen el balanceo mediante la resistencia hidrodinámica ejercida cuando el barco se inclina. Los estabilizadores se utilizan principalmente en barcos oceánicos.
Las aletas funcionan generando sustentación o fuerza descendente cuando el buque está en movimiento. La sustentación producida por las aletas debe contrarrestar el momento de balanceo del buque. Para lograr esto, se utilizan dos alas, cada una instalada bajo el agua a cada lado del buque. Los estabilizadores pueden ser:
El movimiento de los estabilizadores es similar al de los alerones de los aviones . Algunos tipos de aletas, especialmente las instaladas en barcos más grandes, están provistas de flaps, que aumentan la sustentación de las aletas en aproximadamente un 15%. El control del estabilizador debe considerar numerosas variables que cambian rápidamente: viento, olas, movimiento del barco, calado, etc. Los estabilizadores de aletas son mucho más eficientes a velocidades más altas y pierden efectividad cuando el barco está por debajo de una velocidad mínima. [2] Las soluciones de estabilización en el fondeadero o a baja velocidad incluyen aletas controladas activamente (como el sistema de estabilización en reposo desarrollado por Rolls-Royce [3] que oscilan para contrarrestar el movimiento de las olas) y cilindros rotatorios que emplean el efecto Magnus . Los dos últimos sistemas son retráctiles, lo que permite un perfil de barco más delgado al atracar y reduce la resistencia durante la navegación.
El arquitecto naval Reuven Leopold escribe que la ingeniería de estabilización naval moderna comenzó con los tanques antibalanceo instalados en los buques de guerra británicos a fines del siglo XIX. [4] Otra tecnología de estabilización temprana fue el giroscopio antibalanceo o estabilización giroscópica. En 1915, el estabilizador giroscópico se montó en el destructor estadounidense USS Worden (DD-16) . [4] El transporte de la Primera Guerra Mundial USS Henderson , completado en 1917, fue el primer barco grande con estabilizadores giroscópicos. Tenía dos volantes de inercia de 25 toneladas (23 t) y 9 pies (2,7 m) de diámetro montados cerca del centro del barco, que giraban a 1100 RPM mediante motores de CA de 75 HP. Las cajas de los giroscopios estaban montadas sobre cojinetes verticales. Cuando un pequeño sensor giroscópico en el puente detectaba un balanceo, un servomotor rotaba los giroscopios sobre un eje vertical en una dirección en la que su precesión contrarrestaría el balanceo. En las pruebas, este sistema pudo reducir el balanceo a 3 grados en los mares más agitados. Durante unos 20 años, la eficacia de los estabilizadores no estuvo clara (en parte debido a la mejora de los directores de disparos ), y en la Armada de los EE. UU. la característica permaneció experimental (estabilizador giroscópico en el USS Osborne (DD-295) , estabilizador de tanque activo en el USS Hamilton (DMS-18) ) hasta la década de 1950. [5] Uno de los barcos más famosos que utilizó por primera vez un giroscopio antibalanceo fue el transatlántico italiano SS Conte di Savoia , que zarpó por primera vez en noviembre de 1932. Tenía tres volantes de inercia de 13 pies (4,0 m) de diámetro y pesaba alrededor de 100 toneladas (91 toneladas). [6] La estabilización con giroscopio fue reemplazada por la estabilización con aletas debido a su menor peso y volumen, pero ha despertado un renovado interés desde los años 1990 (Seakeeper, etc.). [ cita requerida ]
El estabilizador de aleta había sido patentado por Motora Shintaro de Japón en 1922. [7] [8] El primer uso de estabilizadores de aleta en un barco fue por un crucero japonés en 1933. [9] Desde finales de la década de 1930, los británicos instalaron activamente los estabilizadores de aleta Denny-Brown en sus buques de guerra (más de 100 instalaciones en 1950). [7] La Marina de los EE. UU. continuó con experimentos infructuosos con tanques de balanceo hasta las exitosas instalaciones de estabilizadores de aleta en el USS Gyatt (1956) y el USS Bronstein (DE-1037) (1958). [10]
En 1934, un transatlántico holandés introdujo uno de los sistemas estabilizadores de barcos más inusuales del mundo: dos grandes tubos se montaban a cada lado del casco del barco, con la parte inferior de los tubos abierta al mar. La parte superior de los tubos tenía aire comprimido o vapor bombeado. A medida que el barco se inclinaba, el lado hacia el que se inclinaba se llenaba de agua y luego se inyectaba aire comprimido o vapor para empujar el agua hacia abajo, contrarrestando el balanceo. [11]
En 2018, la empresa de tecnología espacial y de cohetes Blue Origin compró el Stena Freighter , un buque de carga de carga rodada , para usarlo como plataforma de aterrizaje para las etapas de refuerzo de su vehículo de lanzamiento New Glenn . A fines de 2018, el barco está siendo reacondicionado para prepararlo para su función de aterrizaje de cohetes. [12] Los cohetes propulsores se recuperarán en el área de lanzamiento en el Océano Atlántico mientras el barco estabilizado hidrodinámicamente está en movimiento . La tecnología de estabilización del barco está diseñada para aumentar la probabilidad de una recuperación exitosa del cohete en mares agitados , además de ayudar a realizar lanzamientos a tiempo. [13] [14][actualizar]
