ESTABILIDAD DE RUTA Y DISEÑO DE CASCOS
Aporte de don Groncheto
Publicado en el foro del Galeón Pirata en junio de 2010.
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Una de las cualidades más apreciadas de un buen barco es la docilidad al timón.
Es realmente un placer incomparable timonear a un barco equilibrado y dócil, fácil de mantener, podríamos decir “sobre el filo de la navaja” de manera que la acción de timonear se torna comparable a la aplicación de pequeñas fuerzas a un lado u otro de un objeto pesado para mantenerlo sutilmente en equilibrio.
Es en esos momentos cuando un barco noble y obediente se hace apreciar: se deja guiar, no necesita ser forzado con prepotencia.
El defecto más común de muchos barcos bajo este punto de vista consiste en querer empecinadamente orzar en forma desmedida tan pronto escoran y a algunos se los pudo corregir con recursos que en definitiva consisten en mover el velamen hacia proa o agregar plano lateral a popa.
Los recursos mencionados sin embargo no han resuelto siempre satisfactoriamente el problema de lograr que un barco acepte dócilmente mantener su rumbo y su escora, porque el defecto muchas veces se debe a características de la forma del casco.
A raíz de sus estudios sobre este tema, el Almirante inglés Alfred Turner, cuyo hobby era precisamente dibujar y construir veleros de regata en miniatura, publicó en la década del 30 una teoría sobre las razones que provocan en ciertas embarcaciones, no necesariamente veleros, una marcada tendencia a desviarse de su rumbo por el simple hecho de escorar y propuso un método de diseño para evitar ese fenómeno.
El método por el cual se podía controlar el diseño de una embarcación para obtener estabilidad de ruta aún con distintos grados de escora consistía básicamente en lograr como “ideal absoluto” que cada sección transversal del casco tuviese su “metacentro” ubicado sobre el mismo plano horizontal al que llamó “repisa metacéntrica”.
En orden decreciente de perfección pero también aceptable, estaría el caso muy común de cascos cuyas secciones transversales tanto las de proa como las de popa tuvieran sus respectivos metacentros a menor altura que las del centro del casco.
Finalmente como casos defectuosos en cuanto a equilibrio de formas, por lo tanto candidatos a tener problemas de gobierno, estarían las formas de secciones transversales cuyos metacentros estuvieran en alturas crecientes a medida que se avanza desde proa hacia popa, es decir cascos con proas de poca estabilidad y popas de mucha estabilidad de formas.
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El croquis de líneas (fig.1) muestra a un velero que cumple con los requisitos de “ideal absoluto” según el método de Turner. Todas las secciones transversales son en este caso circunferencias con sus respectivos centros ubicados sobre la misma línea horizontal y el centro de cada circunferencia es también el metacentro de la parte sumergida en cada sección en cuestión.
Figura 1
El examen del croquis explica la razón de la estabilidad de ruta de este casco aunque escore, pues se puede observar que el mismo conserva una simetría perfecta aún con 30º de escora, con respecto a un plano que pasa a ser vertical con esa escora que es la “nueva crujía” y en consecuencia todas las presiones hidrodinámicas y la formación de olas serán también simétricas respecto a esa crujía ( excepto las generadas por la componente lateral generada por el velamen).
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El segundo caso, de formas ya no ideales pero aceptables bajo el punto de vista de la estabilidad de ruta se produce en los “dobleproa” clásicos, los botes balleneros y los barcos con espejos pequeños cuyas secciones transversales guardan suficiente simetría con las de proa, en estos casos la popa por no ser excesivamente ancha con respecto a la proa no tiene gran tendencia a elevarse mas que la proa al escorar y en consecuencia los desequilibrios inevitables debidos a la asimetría de las presiones y la formación de olas en una banda con respecto a la otra pueden ser contrarestados con una pequeña fuerza de timón, como muchos de nosotros lo hemos experimentado timoneando dobleproas muy mangudos y pesados pero muy dóciles (Fig2)
Figura 2
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El tercer caso que Turner considera decididamente defectuoso en los cuales tenemos proas agudas y profundas con secciones de poca estabilidad como indican sus metacentros bajos y popas chatas con secciones de mucha estabilidad como indican sus metacentros altos ocurre que con escora la popa se eleva mucho más que la proa con lo cual el timón pierde su eficacia para contrarrestar el desequilibrio de presiones y el barco tiende a girar fuertemente con la proa haciendo de pivote.(fig3)
Figura 3
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Los Scows norteamericanos, hoy desaparecidos, que vistos desde arriba eran aproximadamente rectangulares, y los catamaranes ninguno de los dos tiene especial tendencia a alterar su rumbo por escorar como en cambio ocurrirá siempre a todo casco que se parezca a una tabla de planchar ropa.
La forma de “doble cuña” con marejada por la popa o por la aleta puede producir problemas tan serios de gobierno como para evitar esa forma aún en los barcos a motor si se los piensa para el mar a pesar de sus favorables características bajo el punto de vista de la resistencia al avance.
El Almirante Turner tuvo éxito aplicando su método al diseño de sus modelos y sus principios comenzaron a usarse en el campo de los yates particulares en Inglaterra por parte de dibujantes de mucho renombre y éxito resultando barcos estables en su ruta y de buen gobierno, sin embargo el método del “estante metacéntrico” dejó de emplearse hace años porque en primer lugar se llegó a la conclusión que un balance riguroso y perfecto requiere sacrificios en las formas que afectan a la velocidad y en segundo lugar porque una vez reconocida la importancia del fenómeno y sus causas los dibujantes se habituaron a modelar “a ojo” las formas del casco para lograr un grado de balance suficiente, es decir que lograr el compromiso acertado sigue siendo, felizmente, un arte.
En el caso de veleros chicos la influencia del peso de la tripulación con su ubicación variable a elección es un gran elemento corrector de desequilibrios como también lo es el timón de grandes proporciones relativas pero en barcos grandes estos factores ya no bastan y es fácil imaginarse lo que ocurriría en un barco del tamaño de La Cautiva si no fuera de formas satisfactoriamente equilibradas.
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Hubo casos como el del Clase J Whirlwind malogrados por el defecto de equilibrio y en este caso particular según el propio dibujante Francis Herreshoff ni aún corriendo el mástil 6 pies hacia proa se pudo corregir la excesiva tendencia a ir a la orza al escorar lo cual debe haber ocasionado a ese gran dibujante una muy triste desilusión (fig4).
Figura 4
Para terminar me animo a decir que la aplicación de la formula IOR ha tenido una influencia perjudicial en el diseño de proas tanto desde el punto de vista del equilibrio de formas conducente a docilidad como el de bondades marineras en condiciones duras.
Es evidente que la aceptación de las proas “tipo IOR” en versiones para crucero, especialmente cuando dicha versión resulta en una inmersión bastante más profunda que la del original para regata, ya no es una buena solución.
Sí! Esas proas a la moda parecen agresivas, pinchadoras y sexys, pero suelen ser mala compañía.
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