Descripción: Informacion muy importante sobre la mecánica de fluidos
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METACENTRO
El metacentro (M) es el punto donde confluyen el plano diametral del buque y la vertical trazada desde el centro de carena (parte sumergida del barco), cuando éste último ha sido desplazado a causa de una escora (inclinación del barco), siendo M el punto máximo hasta dónde puede llegar el centro de gravedad (G) para que el buque sea estable. (Figura 1).
Figura 1.
La distancia CM o CM o BM o BM o radio metacéntrico, metacéntrico , así como KC, KC, se encuentran en las curvas hidrostáticas mientras que la distancia KG KG es la altura del centro de gravedad sobre la quilla, por lo que la altura metacéntrica ( metacéntrica (GM GM)) será la diferencia entre KM y KM y KG. KG. (Figura 2).
Figura 2
ALTURA METACENTRICA (GM) Distancia entre el centro de gravedad (G) y el metacentro (M). (Figura 3).
Figura 3. La posición del metacentro inicial la obtenemos de las tablas hidrostáticas, o bien, al tener el radio metacéntrico transversal le sumaremos a la altura del centro de carena de esta manera:
Algunas formulas para el cálculo de la altura metacéntrica:
, ,
BRAZO ADRIZANTE (GZ) El brazo adrizante es el parámetro más importante de la estabilidad pues representa el valor de la separación del par de fuerzas que va a adrizar al buque, en el instante que desaparezca el momento escorante. En la figura 3 y 4 vemos el brazo del par adrizante. (Figura 4). De las posiciones relativas de C y G podemos decir que normalmente en un flotador parcialmente sumergido, no es necesario que el centro de
gravedad G esté por debajo de C lo que generaría probablemente un exceso de estabilidad ya que aquí interviene lo que se llama estabilidad de formas, siendo la estabilidad de pesos el efecto de esta posición más baja de G. El valor del brazo adrizante viene dado por:
G Z = G M x s e n θ
Figura 4.
CASOS DE EQUILIBRIO: ESTABLE, INESTABLE E INDIFERENTE
La condición de estabilidad de un buque depende del par de estabilidad y éste depende de las posiciones del centro de gravedad y centro de carena. Para los diferentes casos podemos distinguir los equilibrios siguientes:
1.- EQUILIBRIO ESTABLE O ESTABILIDAD POSITIVA Cuando al escorar un buque, a causa de una fuerza exterior, M se encuentra situado por encima de G, el brazo del par generado hace adrizar al buque. GM +KM > KG. (Figura 5)
Figura 5.
2.-EQUILIBRIO INDIFERENTE O ESTABILIDAD NULA En el caso de que coincidan G y M no se genera ningún par de fuerzas por lo que el buque quedará en la posición escorada GM nulo. KM=KG. (Figura 6)
Figura 6.
3.- EQUILIBRIO INESTABLE O ESTABILIDAD NEGATIVA. Cuando el centro de gravedad se halle más alto que el metacentro, el par de estabilidad hará girar el barco en el sentido de la flecha y por tanto aumentaría su escora. GM -KM < KG. (Figura 7)