stringtranslate.com

Casco (embarcación)

Líneas de forma del casco, longitudinalmente y en sección transversal

El casco es el cuerpo estanco de un barco , bote , submarino o hidroavión . El casco puede abrirse en la parte superior (como un bote auxiliar ) o puede estar cubierto total o parcialmente con una cubierta. Sobre la cubierta puede haber una caseta de cubierta y otras superestructuras , como una chimenea, una torre de perforación o un mástil . La línea donde el casco se encuentra con la superficie del agua se llama línea de flotación .

Características generales

Barco sobre el agua con todo el casco visible

Existe una amplia variedad de tipos de cascos que se eligen por su idoneidad para diferentes usos, y la forma del casco depende de las necesidades del diseño. Las formas varían desde una caja casi perfecta en el caso de las barcazas hasta una superficie de revolución muy afilada en el caso de un velero multicasco de competición. La forma se elige para lograr un equilibrio entre el coste, las consideraciones hidrostáticas (acomodación, capacidad de carga y estabilidad), la hidrodinámica (velocidad, requisitos de potencia y movimiento y comportamiento en mar abierto) y consideraciones especiales para el papel del barco, como la proa redondeada de un rompehielos o el fondo plano de una embarcación de desembarco .

En un barco de acero moderno típico, el casco tendrá cubiertas estancas y miembros transversales principales llamados mamparos . También puede haber miembros intermedios como vigas , largueros y almas , y miembros menores llamados marcos transversales ordinarios, cuadernas o longitudinales, según la disposición estructural. La cubierta continua superior puede llamarse "cubierta superior", "cubierta de intemperie", "cubierta de mástil", " cubierta principal " o simplemente "cubierta". El nombre particular que se le da depende del contexto: el tipo de barco o embarcación, la disposición o incluso por dónde navega.

En un velero de madera típico, el casco está construido con tablones de madera, sostenidos por marcos transversales (a menudo denominados costillas) y mamparos, que están unidos entre sí por largueros longitudinales o techo. A menudo, pero no siempre, hay un miembro longitudinal en la línea central llamado quilla . En los cascos de fibra de vidrio o compuestos, la estructura puede parecerse en cierta medida a los barcos de madera o acero, o tener una disposición monocasco . En muchos casos, los cascos compuestos se construyen intercalando capas delgadas reforzadas con fibra sobre un núcleo liviano pero razonablemente rígido de espuma, madera de balsa, panal de papel impregnado u otro material.

Quizás los primeros cascos propiamente dichos fueron construidos por los antiguos egipcios , quienes hacia el año 3000 a. C. sabían cómo ensamblar tablones de madera para formar un casco. [1]

Formas del casco

Los cascos vienen en muchas variedades y pueden tener forma compuesta (por ejemplo, una entrada fina hacia adelante y forma de campana invertida hacia atrás), pero se agrupan principalmente de la siguiente manera:

Cascos de planeamiento y desplazamiento

Bicicleta de montaña de la Segunda Guerra Mundial de la Marina Real Británica planeando a gran velocidad en aguas tranquilas mostrando su duro casco con la mayor parte de la parte delantera del barco fuera del agua.

Formas del casco

En la actualidad, la forma más utilizada es el casco de sentina redonda. [2]

Con una carga útil pequeña, una embarcación de este tipo tiene una parte menor del casco por debajo de la línea de flotación , lo que le da menos resistencia y más velocidad. Con una carga útil mayor, la resistencia es mayor y la velocidad menor, pero la curvatura del casco hacia afuera proporciona un rendimiento más suave en las olas. Por ello, la forma de campana invertida es una forma popular que se utiliza con los cascos de planeo. [ cita requerida ] [ aclaración necesaria ]

Cascos con quilla y quilla dura

Un casco con quilla no tiene una transición suave y redondeada entre el fondo y los costados, sino que sus contornos se ven interrumpidos por ángulos agudos en los puntos donde se encuentran los paneles predominantemente longitudinales del casco. Cuanto más aguda sea la intersección (cuanto más agudo el ángulo), más "dura" será la quilla. Es posible tener más de una quilla por costado.

La piragua cajún es un ejemplo de embarcación con quillas duras.

Las ventajas de este tipo de casco incluyen un coste de producción potencialmente menor y un fondo (normalmente) bastante plano, lo que hace que el barco planee más rápido . Un casco con pantoque duro resiste el balanceo (en aguas tranquilas) más que un casco con pantoque redondeado (el pantoque crea turbulencia y resistencia al movimiento de balanceo, a medida que se mueve a través del agua, el pantoque redondeado proporciona menos resistencia al flujo alrededor del giro). En mares agitados, esto puede hacer que el barco se balancee más, ya que el movimiento arrastra primero hacia abajo y luego hacia arriba, en un pantoque: como resultado, los barcos con pantoque redondo son más amables con el mar en las olas.

Los cascos con quilla pueden tener una de tres formas:

Cada uno de estos cascos de pantoque tiene sus propias características y usos únicos. El casco de fondo plano tiene una alta estabilidad inicial pero una alta resistencia. Para contrarrestar la alta resistencia, las formas del casco son estrechas y, a veces, muy afiladas en proa y popa. [ cita requerida ] Esto conduce a una mala estabilidad cuando se escora en un velero. [ cita requerida ] Esto a menudo se contrarresta utilizando un pesado lastre interior en las versiones de vela. Son más adecuados para aguas costeras protegidas. Los primeros barcos a motor de carreras estaban bien hacia adelante y planos hacia atrás. Esto producía una elevación máxima y un viaje suave y rápido en aguas tranquilas, pero esta forma de casco se desestabiliza fácilmente en las olas. El casco de pantoque múltiple se aproxima a una forma de casco curvado. Tiene menos resistencia que un barco de fondo plano. Los pantoques múltiples son más complejos de construir, pero producen una forma de casco más apta para navegar. Por lo general, son cascos de desplazamiento. Los barcos de pantoque con fondo en V o en arco tienen una  forma de V entre 6°  y 23°. Esto se llama ángulo de pantoque muerto . La forma más plana de un casco de 6 grados planeará con menos viento o con un motor de menor potencia, pero golpeará más en las olas. La  forma de V profunda (entre 18  y 23  grados) solo es adecuada para embarcaciones de planeo de alta potencia. Requieren motores más potentes para elevar la embarcación hasta el planeo, pero brindan un viaje más rápido y suave en las olas. Los cascos de desplazamiento con quilla tienen más área de superficie mojada, por lo tanto, más resistencia, que una forma de casco redondo equivalente, para cualquier desplazamiento dado.

Cascos de curvas suaves

Los cascos de curva suave son cascos que utilizan, al igual que los cascos curvos, una orza o una quilla adjunta. [ cita requerida ]

Los cascos de sentina semicirculares son algo menos redondos. La ventaja de los semicirculares es que se encuentran en un punto intermedio entre el casco con fondo en S [ aclaración necesaria ] y el casco con quilla. Se pueden encontrar ejemplos típicos de un casco de sentina semicircular en los botes de vela ligera Centaur y Laser .

Comparación de tres tipos de cascos:
  1. Parte inferior en forma de S
  2. China dura
  3. China suave

Los cascos con fondo en forma de S son cascos de veleros con una sección transversal en el centro del barco en forma de S. [ aclaración necesaria ] En el fondo en forma de S, el casco tiene sentinas redondas y se fusiona suavemente con la quilla, y no hay esquinas afiladas en los lados del casco entre la línea central de la quilla y la línea de arrufo. Los barcos con esta forma de casco pueden tener una quilla profunda fija larga, o una quilla fija poco profunda larga con una quilla oscilante de orza en el interior. El lastre puede ser interno, externo o una combinación. Esta forma de casco fue más popular a fines del siglo XIX y principios y mediados del siglo XX. [ cita requerida ] Ejemplos de veleros pequeños que usan esta forma de S son el Yngling y el Randmeer .

Apéndices

Términos

Métrica

Medidas principales del casco
"LWL y LOA"

Las formas del casco se definen de la siguiente manera:

Medidas en bloque que definen las dimensiones principales. Son:

Derivadas de forma que se calculan a partir de la forma y las medidas del bloque. Son:

El volumen del casco de un barco debajo de la línea de flotación (sólido), dividido por el volumen de un sólido rectangular (líneas) de la misma longitud, altura y ancho, determina el coeficiente de bloque de un barco.

Los coeficientes [5] también ayudan a comparar las formas del casco:

  1. El coeficiente de bloque ( C b ) es el volumen (V) dividido por L WL × B WL × T WL . Si dibuja un recuadro alrededor de la parte sumergida del barco, es la relación del volumen del recuadro ocupado por el barco. Da una idea de qué parte del bloque definido por L WL , manga (B) y calado (T) está ocupado por el casco. Las formas completas, como los petroleros, tendrán un C b alto , mientras que las formas finas, como los veleros, tendrán un C b bajo .
  2. El coeficiente de centro del barco ( C m o C x ) es el área de la sección transversal (A x ) de la porción en el centro del barco (o en la sección más grande para C x ) dividida por la manga x el calado. Muestra la relación entre la sección submarina más grande del casco y un rectángulo del mismo ancho y profundidad totales que la sección submarina del casco. Esto define la plenitud de la parte inferior. Un C m bajo indica una sección media recortada y un C m alto indica una sección con forma de caja. Los veleros tienen una sección media recortada con un C x bajo , mientras que los buques de carga tienen una sección cuadrada con un C x alto para ayudar a aumentar el C b .
  3. El coeficiente prismático ( C p ) es el volumen (V) dividido por L WL x A x . Muestra la relación entre el volumen sumergido del casco y el volumen de un prisma con la misma longitud que el barco y un área de sección transversal igual a la sección más grande del casco bajo el agua (sección central). Esto se utiliza para evaluar la distribución del volumen de la parte inferior del casco. Un C p bajo o fino indica una sección media llena y extremos finos, un C p alto o completo indica un barco con extremos más llenos. Los cascos de planeo y otros cascos de alta velocidad tienden a tener un C p más alto . Los cascos de desplazamiento eficiente que viajan a un número de Froude bajo tenderán a tener un C p bajo .
  4. El coeficiente de plano de flotación ( C w ) es el área del plano de flotación dividida por L WL x B WL . El coeficiente de plano de flotación expresa la amplitud del plano de flotación, o la relación entre el área del plano de flotación y un rectángulo de la misma longitud y anchura. Un valor bajo de C w indica extremos finos y un valor alto de C w indica extremos más llenos. Un valor alto de C w mejora la estabilidad y el comportamiento de manejo en condiciones difíciles.

Nota:

Diseño asistido por ordenador

El uso del diseño asistido por ordenador ha sustituido a los métodos de diseño de barcos basados ​​en papel que dependían de cálculos manuales y dibujos lineales. Desde principios de los años 90, se han desarrollado diversos paquetes de software comerciales y gratuitos especializados en arquitectura naval que ofrecen capacidades de dibujo en 3D combinadas con módulos de cálculo para hidrostática e hidrodinámica. Estos pueden denominarse sistemas de modelado geométrico para arquitectura naval. [6]

Véase también

Notas

  1. ^ Ward, Cheryl. "Los barcos de tablones más antiguos del mundo", en Archaeology (volumen 54, número 3, mayo/junio de 2001). Instituto Arqueológico de América . Archaeology.org
  2. ^ Zeilen: Van principiante tot gevorderde por Karel Heijnen
  3. ^ "Reglamento sobre equipamiento de navegación a vela para 2021-2024" (PDF) . World Sailing (UK) Ltd . Consultado el 14 de octubre de 2022 .Sección E.1.2 Tipos de apéndices del casco
  4. ^ "Convenio internacional sobre arqueo de buques, 1969". Convenciones internacionales . Guía del derecho marítimo y del almirantazgo. 1969-06-23 . Consultado el 2007-10-27 ., Anexo 1, Reglamentación para la determinación de los tonelajes bruto y neto de los buques , Reg. 2(2)(a). En los buques con bordas redondeadas , el punto de medición superior se toma hasta el punto en el que se intersecan los planos de la cubierta y las planchas laterales. Id. , Reg. 2(2)(b). En los buques con cubiertas escalonadas, la medición se realiza hasta una línea paralela a la parte superior. Id. , Reg. 2(2)(c).
  5. ^ Rawson, EC; Tupper (1976). Teoría básica de los buques . Vol. 1 (2.ª ed.). Longman. págs. 12-14. ISBN. 0-582-44523-X.
  6. ^ Ventura, Manuel. "Modelado geométrico de la forma del casco" (PDF) . Centro de Tecnología Marina e Ingeniería Oceánica . Archivado desde el original (PDF) el 17 de enero de 2024 . Consultado el 29 de marzo de 2018 .

Referencias