Factores Hidrodinámicos y Resistencia al Avance en la Navegación Marítima

Factores que Modifican la Aceleración de un Buque y Resistencia al Avance

1. Factores que Modifican la Aceleración del Buque

Es fundamental considerar los siguientes factores que modifican la aceleración de un buque, especialmente durante maniobras en puerto o de fondeo:

• Resistencia del agua (corriente, viento y marejada).
• Olas divergentes y transversales.

Resistencias Hidrodinámicas Principales:

• Resistencia de fricción.
• Resistencia de presión.
• Resistencia por formación de olas.
• Olas generadas por el propio buque.

Tipos de Olas Generadas por el Buque:

Olas Divergentes: Se producen en proa y popa.

• Olas de proa: Se denominan "bigotes" y se originan por el choque de la amura con el agua.
• Olas de popa: Se producen por el vacío que deja la aleta en el agua.

Olas Transversales: Se generan a lo largo del buque (E) debido a desequilibrios de presión causados por las profundidades. Se genera una ola en proa y otra en popa.

• La cresta de la ola de proa se forma un poco más a popa de la roda y se propaga a la misma velocidad que el buque.
• La ola de popa nace en un seno poco antes de la popa y su cresta aparece por la popa.

La distancia entre las crestas de estas olas es aproximadamente igual a la eslora del buque. En aguas poco profundas, se alcanza un punto crítico de resistencia y hundimiento de popa a baja velocidad, ya que el tamaño de la ola de proa aumenta debido a la interacción con el fondo.

Factores Intrínsecos del Buque:

La capacidad de aceleración también depende de:

• Inercia: Un buque pesado es inherentemente más lento en la aceleración.
• Potencia de la máquina: Mayor potencia implica mayor rapidez.
• Tipo de propulsión: Las máquinas alternativas responden más rápidamente al dar marcha atrás.
• Forma del casco: Una forma fina es más rápida, pero requiere un mayor espacio para girar.
• Hélice: Una hélice grande origina una aceleración rápida y actúa como freno al invertir el empuje.
• Estado de la obra viva: La suciedad del casco o la adherencia de moluscos aumentan la resistencia, afectando la velocidad del buque lento.

2. Principales Efectos de Resistencia al Avance

Los principales efectos de resistencia que experimenta un buque son:

1. Resistencia por fricción o rozamiento: Causada por el movimiento del casco a través del fluido viscoso.
2. Resistencia de presión: Se produce en las curvaturas más pronunciadas del casco donde el agua no fluye suavemente, generando remolinos en la popa.
3. Resistencia por formación de olas: El buque, al romper el agua, crea un sistema de olas en la superficie.
4. Resistencia por remolinos: Las discontinuidades en la obra viva dejan huecos que son llenados por remolinos.

4. Efectos Producidos por el Viento sobre un Buque

Una de las principales causas de la afectación del viento es la superestructura del buque. Si el viento viene de popa, aumenta la velocidad; si viene de proa, la disminuye. Dado que el viento no coincide con el centro de gravedad del buque, genera:

• Escoras en el plano vertical.
• Un giro en el plano horizontal.

Estos efectos deben compensarse con el timón. La obra muerta se comporta como una vela, provocando cambios de rumbo. Si el viento viene de proa a popa (de pr a pp), disminuye la velocidad.

Dependencia de los Efectos del Viento:

La influencia del viento en el buque depende de:

• La fuerza ejercida sobre la obra muerta.
• La posición relativa del centro vélico respecto al centro de gravedad.

Consideraciones para Maniobras con Viento:

Cualquier maniobra realizada bajo la influencia del viento requiere:

1. Tener suficiente barlovento para completar la maniobra correctamente.
2. Ejecutar las maniobras con alta potencia de máquina y timón para conseguir buena arrancada y buen gobierno.

5. ¿Qué es el Squat y Cómo Solucionarlo?

El squat es el cambio de calado y trimado que experimenta un buque como resultado de las variables de presión hidrodinámica sobre el casco durante su movimiento en aguas de cualquier profundidad.

Soluciones para el Squat:

La principal solución es reducir la velocidad a la mitad, lo cual disminuye el squat. Adicionalmente, es crucial conocer el calado máximo del buque y, en lo posible, navegar en aguas más profundas.

9. ¿Qué son Aguas Someras o Restringidas?

Se considera como aguas restringidas a aquellas zonas de navegación que imponen una limitación espacial significativa para la maniobra de un buque, tanto en superficie como en calado. Los condicionantes principales son:

• La manga del buque y la del canal.
• El paso entre buques.
• La obra viva y el fondo.
• Especialmente, la cantidad de agua bajo la quilla.