lunes, 6 de febrero de 2012

Capítulo 6. Resistencia Longitudinal

ESFUERZOS LONGITUDINALES DEL BUQUE EN AGUAS TRANQUILAS

En la (Fig. 1) tenemos un tablón de sección rectangular, flotando libremente y en reposo en aguas tranquilas. En estas condiciones el peso total del tablón (P) al flotar, está equilibrado con el empuje (-P = Volumen sumergido x densidad del liquido). Como sus secciones son de material uniforme y de la misma forma (rectangular), cada una de ellas tiene equilibrado su peso (p) con su empuje (-p). En estas condiciones, el tablón no está sometido a ningún tipo de esfuerzo.

Vamos a considerar un buque, el de la (Fig. 2), flotando en aguas tranquilas, en reposo y en aguas iguales (el mismo calado a' proa que a popa).


Figuras 1 y 2



El peso total del buque es equilibrado por su empuje total (Volumen forma sumergida x densidad del agua = Desplazamiento); pero los pesos y empujes parciales que lo constituyen, no están repartidos uniformemente a lo largo de su eslora, como pasaba en el tablón.

El buque de la (Fig. 2) está dividido en 5 secciones, que nosotros vamos a suponer cortadas (rebanadas de barco) y estancas, y que se pueden mover verticalmente con independencia una de otra. El peso de las secciones 1 y 5, exceden de sus propios empujes (recuerden que las zonas 1 y 5 se corresponden con los finos de proa y popa, y por su forma afinada tienen poco empuje), por lo que estas secciones se moverán verticalmente hacia abajo, hundiéndose, buscando su propio equilibrio, y siguiendo en el dibujo la dirección de la flecha. La sección 3, supuesto la de Máquinas, excede el peso a su empuje y también se hunde. Las secciones 2 y 4 son bodegas, ahora vacías, los empujes predominan sobre los pesos, ellas subirán verticalmente, siguiendo la dirección de las flechas. El resultado lo vemos en la (Fig. 3).

Figura 3

Realmente las secciones 1, 2, 3, 4, 5, no pueden moverse verticalmente. Los Momentos flectores creados, y consecuentemente los esfuerzos longitudinales a que se ve sometido toda la estructura del casco, son debidos a la desigual distribución de pesos y empujes a lo largo del mismo; y deberán ser tenidos en cuenta en su construcción; así como los Esfuerzos Cortantes. 
ESFUERZOS LONGITUDINALES DEL BUQUE EN OLAS

Los esfuerzos del buque en olas, difieren de cuando está en aguas tranquilas. Son máximos, y por tanto críticos para el casco, cuando la longitud de la ola es igual a su eslora, y además la cresta o el seno esté en su mitad o cuaderna maestra (normalmente coincide la cuaderna maestra con la mitad de la eslora entre perpendiculares).

En la (Fig. 4) la cresta de la ola está en la mitad del buque, y los senos en los extremos de proa y popa. En este caso la distribución de pesos y empujes en las secciones del buque, dan lugar a un reparto de «cargas» (esfuerzos resultantes), representados por los vectores 1, 2 Y 3. Esta condición da lugar, a que los extremos de proa y popa tiendan a hundirse y el centro a elevarse, condición de «Quebranto».

Esta condición daría lugar a esfuerzos longitudinales por tracción en la cubierta, y de compresión en la quilla y fondo del casco (Fig. 5).

Los esfuerzos del casco que estamos estudiando, son similares, a los de una viga apoyada en sus extremos, y con la carga concentrada en el centro. se puede representar como la (Fig. 6).
 Ahora consideremos que es el seno de la ola el que está en la mitad del buque y la cresta en los extremos de proa y popa.

En este caso, la distribución de «cargas» (resultante de los esfuerzos de peso/empuje), viene representado por los vectores 1, 2 Y 3. Esta condición del buque, da lugar a que los extremos de proa y popa, tiendan a levantarse, y el centro a hundirse, condición de «Arrufo».

Esta condición da lugar a esfuerzos longitudinales por compresión en la cubierta, y de tracción en la quilla y fondos del casco (Fig. 8).


Figuras 6 y 7

Figura 4

En la (Fig. 1) tenemos un tablón de sección rectangular, flotando libremente y en reposo en aguas tranquilas. En estas condiciones el peso total del tablón (P) al flotar, está equilibrado con el empuje (-P = Volumen sumergido x densidad del liquido). Como sus secciones son de material uniforme y de la misma forma (rectangular), cada una de ellas tiene equilibrado su peso (p) con su empuje (-p). En estas condiciones, el tablón no está sometido a ningún tipo de esfuerzo.

Vamos a considerar un buque, el de la (Fig. 2), flotando en aguas tranquilas, en reposo y en aguas iguales (el mismo calado a' proa que a popa).

Figuras 8 y 9

Capítulo 6. Resistencia longitudinal


Resistencia longitudinal