Tabla para calcular las curvas hidrostáticas de una embarcación

VII. PROYECTO PARA LA EXPERIENCIA EDUCATIVA “ESTÁTICA Y ESTABILIDAD INTACTA DEL BUQUE”
En este capitulo se pretende que los alumnos que cursen la experiencia educativa “Estática y Estabilidad intacta del Buque” realicen un proyecto a lo largo del semestre como complemento de la experiencia educativa y las prácticas del tanque de estabilidad, en donde utilizando el modelo del tanque obtengan lascurvas hidrostáticas, las curvas KN, la curva de estabilidad intacta a diferentes desplazamientos y calculen la estabilidad dinámica.
Se propone como proyecto dado que los cálculos a realizar, necesitarán de más de una hora a la semana y no será suficiente el tiempo que se destina para realizar prácticas en el laboratorio de Ingeniería Naval.
El tiempo para realizar cada calculo así como elvalor del proyecto será decisión del catedrático que imparta la experiencia, en este capítulo solo se propone una guía para la realización de los mismo tomando como referencia el modelo del tanque.

A) CURVAS HIDROSTÁTICAS
Recordemos que un buque a lo largo de su vida flotará a muy distintos calados, es costumbre calcular el desplazamiento y otras características básicas de las formas del buqueen una seria de flotaciones paralelas. Estos cálculos se representan en un diagrama que muestra las características del buque y se conocen como curvas hidrostáticas.
Los datos que conforman las curvas hidrostáticas para cada calado son:
* Desplazamiento.
* Toneladas por centímetro de inmersión.
* Posición vertical y longitudinal del centro de carena.
* Área del plano de agua.* Posición longitudinal del centro de flotación.
* Coeficientes de forma.
* Radio metacéntrico transversal y longitudinal.
* Altura metacéntrica transversal y longitudinal.
* Momento para alterar el asiento un centímetro.

CÁLCULOS PARA OBTENER LAS CURVAS HIDROSTÁTICAS
Para calcular las características hidrostáticas del casco de la embarcación, requerimos la aplicación demétodos de integración. Usualmente se utiliza la primera regla de Simpson:
S=α3(y0+4y1+2y2+4y3+2y4+…+2yn-2+4yn-1+yn)


1.- Área de planos de agua, su centro de flotación y toneladas por centímetro de inmersión.
A partir de las semi-mangas de una línea de agua se calculan el área y la posición longitudinal del centro de flotación. Los brazos a popa de la sección media se toman positivos y losbrazos a proa negativos, con lo que se obtienen los momento de popa y proa siendo su diferencia el momento total con el signo correspondiente se definirá el signo del centro de flotación, y por tanto, si F está a popa o a proa de la cuaderna maestra.
De la cartilla de trazado del plano de formas del modelo del laboratorio, que se realizó en la práctica 1, vaciaremos las semi-mangas de la línea deagua 2 en la tabla 7.1.
Estaciones | Valor semimanga | Factor de Simpson | Función de área | Brazo | Función de momento |
1 | y0 | 1 | 1y0 | 5 | 5 * 1y0 |
2 | y1 | 4 | 4y1 | 4 | 4 * 4y1 |
3 | y2 | 2 | 2y2 | 3 | 3 * 2y2 |
4 | y3 | 4 | 4y3 | 2 | 2 * 4y3 |
5 | y4 | 2 | 2y4 | 1 | 1 * 2y4 |
6 | y5 | 4 | 4y5 | 0 | ∑mpp (+) |
7 | y6 | 2 | 2y6 | -1 | -1 * 2y6 |
8 | y7 | 4 | 4y7 | -2 |-2 * 4y7 |
9 | y8 | 2 | 2y8 | -3 | -3 * 2y8 |
10 | y9 | 4 | 4y9 | -4 | -4 * 4y9 |
11 | y10 | 1 | 1y10 | -5 | -5 * 1y10 |
| | | | | ∑mpr ( -) |
| | | ∑S | | ∑m |
Tabla 7.1 Cálculo de área y LCF de LWL 2
Área = AWP =2-E2+E2y*dx
AWP=2*α3*Σs
Momento a la cuaderna maestra = M⨂=2-E2+E2x*y*dx
M⨂=2*α3*α*Σm
LCF=M⨂AWP=2*α3*α*Σm2*α3*Σs=α*ΣmΣs
Las toneladas por centímetro deinmersión de cualquier línea de agua, es el peso en toneladas del agua de mar desplazada por el buque en una inmersión de un centímetro y se calcula:
TP cm=1.025 *AWP100
donde; 1.025 es la densidad del agua de mar en Ton/m3
En el sistema ingles:
TPI= AWP12*35= AWP420
Otro dato que podemos obtener con los siguientes datos es el coeficiente de plano de agua:
CWP=AWPL*B
Repetir estos cálculos para...