Estabilidad del buque: ángulo de tumba, criterio de Rahola y efecto dinámico

Estabilidad inicial negativa. Ángulo de tumba

En un equilibrio inestable con GM negativa (centro de gravedad del buque por encima del metacentro), el buque adrizado se mantendrá en esa posición. Sin embargo, si se somete a cualquier acción externa, se escorará. En este caso, el par GZ no adriza, sino que contribuye a la escora. Si el buque se escora más de 10º, el metacentro de crujía inicia un recorrido a lo largo de la evolulta metacéntrica, ascendiendo hasta quedar por encima del centro de gravedad, lo que da lugar al ángulo de escora permanente, también conocido como ángulo de tumba, originado por la GM negativa. La distribución asimétrica de pesos a bordo provoca una escora diferente al ángulo de tumba. Cuando el buque alcanza el ángulo de tumba, el peso del buque aplicado en "g" y el empuje aplicado en "c" se alinean en la misma vertical, perpendicular a la flotación de tumba. En este punto de equilibrio, GZ = 0. Si la escora continúa aumentando, GZ empezaría a actuar positivamente, adrizando el buque hasta llevarlo nuevamente al ángulo de tumba.

Cálculo:

1. Mediante la curva de estabilidad: el ángulo de tumba se encuentra donde GZ = 0, es decir, donde la curva GZ corta al eje horizontal.
2. Mediante la fórmula: tg(ángulo de tumba) = (2GM/CM)^(1/2)

Forma de eliminar la tumba: Conseguir una GM positiva bajando pesos y, por consiguiente, el centro de gravedad. Cuando el buque está inclinado a una banda, antes de tomar medidas, es crucial determinar si se trata de una escora normal (distribución asimétrica de pesos) o una tumba (causada por GM inicial negativa).

Criterio de estabilidad de Rahola

Este criterio se exige en buques mercantes de eslora mayor de 100 m y en buques portacontenedores y monederos. Los puntos principales del criterio de Rahola son:

Estabilidad estática

• Escora 20º - GZ = 0,14 m
• Escora 30º - GZ = 0,2 m
• Escora 40º - GZ = 0,2 m

Para que un buque se considere con estabilidad aceptable, debe cumplir tres condiciones:

1. Escora de inundación menor de 40º y GZ mayor de 0,2 m.
2. El valor máximo del brazo adrizante del par de estabilidad estática transversal debe estar entre 30º y 40º.
3. Si hay escora permanente, el criterio de Rahola se cumplirá con el GZ residual.

Estabilidad dinámica

1. El brazo de estabilidad dinámica con escora 40º debe ser mayor de 0,08 m por radián.
2. Si la escora de inundación es menor de 40º, 0,08 m debe ser el valor mínimo correspondiente a la escora de inundación.

Efecto dinámico de un par escorante: ángulo de equilibrio dinámico

Si un buque inicialmente adrizado sufre la acción de una fuerza escorante violenta:

1. El buque comienza a escorarse hasta alcanzar un ángulo de escora permanente (estabilidad dinámica).
2. La energía no absorbida por el buque hace que este siga escorándose hasta que el trabajo motor iguale al trabajo resistente. Este punto se denomina ángulo de equilibrio dinámico.