Variación del calado por cambio del peso específico del agua o permiso de agua dulce.
Recordemos el principio de Arquímedes: Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un medio líquido recibe de éste una fuerza llamada (empuje), de abajo hacia arriba, igual al peso del volumen de líquido desalojado.
E = Vdesalojado x Pe
Donde:
E = Empuje que es igual al desplazamiento del buque.
V = Volumen de líquido desalojado.
Pe= Peso específico del medio de flotación.
Supóngase un buque como el de la figura que flota en agua de mar, (1,025 t/m³) e ingresa a un río o lago de agua dulce (1,000 t/m³).
Debido a la diferencia de peso específico del medio líquido y dado que el desplazamiento no varía, a fin de mantener el equilibrio, esto es D=E (desplazamiento igual a empuje), se deberá desalojar un volumen de agua mayor para compensar la disminución del Pe.
Suponiendo que la eslora y la manga permanecen constantes (dependiendo de las formas del caso) entonces se tendrá un aumento de calado.
Claro está que al aumentar el calado variará la eslora de flotación, pero a los fines del análisis la consideraremos constante.
Esta variación del calado es lo que se conoce como permiso de agua dulce (fresh water allowance) que denominaremos Ic.
Determinación de Ic
Sea D el desplazamiento del buque en agua salada, entonces:
D = E = Vs x Pes = Vs x 1,025
Pes = Peso específico del agua salada
Lo mismo ocurre flotando en agua dulce.
D = E = Vd x Ped = Vd x 1,000
Ped = Peso específico del agua dulce
Igualando D, entonces Vd x 1,000 = Vs x 1,025
Vd = Vs x 1,025 / 1,000
Vd = Vs x 1,025
Vd = Vs x (1 + 0,025)
Entonces:
Vd = Vs + Vs x 0,025
Vd − Vs = Vs x 0,025
Vd − Vs = Vs / 40
Vd − Vs = Vs / 40
Multiplicando ambos términos de la igualdad por 1,025, entonces:
1,025 x (Vd − Vs) = 1,025 x (Vs / 40)
El primer término de la igualdad 1,025 x (Vd − Vs) representa el peso del volumen adicional requerido por el cambio del Pe en la figura zona celeste.
El peso de ese volumen adicional también puede expresarse como Ic x Tpc
Donde:
Ic es el aumento de calado.
Tpc es el número de toneladas por centímetro de inmersión.
Recordemos: Se define a Tpc como la cantidad de peso expresado en toneladas requerido para provocar la inmersión de un centímetro (valor suministrado por el astillero y expresado en las curvas hidrostáticas del buque.
Ic x Tpc = 1,025 x (Vd − Vs)
Si: 1,025 x Vs = D
Entonces:
Ic x Tpc = D / 40
Finalmente tendremos que:
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Determinación de la densidad en la que flota un buque
Para un cuerpo en equilibrio que flota sobre la superficie de un líquido, tenemos que el peso es igual al empuje
masa x gravedad = Peso = Empuje = Vsumergido x δliquido
Conocida la masa del cuerpo y el volumen de la parte sumergida, podemos determinar la densidad del líquido. En esto se basan los aerómetros o flotadores de masa conocida que se sumergen en el líquido de densidad desconocida. Disponen de una escala graduada, que nos proporcionan mediante lectura directa la densidad del líquido. La superficie libre del líquido marca el valor de la densidad en la escala del aerómetro.
Dependiendo de la aplicación concreta los aerómetros reciben nombres específicos: alcohómetros, sacarímetros, etc.
Marca de Francobordo
La marca de francobordo, disco Plimsoll o marca de Plimsoll es una marca esquemática que han de llevar los buques pintada en su casco. Su nombre oficial es «marca de francobordo», y recibe los otros dos en honor del parlamentario británico Samuel Plimsoll, que impuso su uso en 1875. Sirve para fijar el máximo calado (mínimo francobordo) con el que puede navegar el buque en condiciones de seguridad.
Está formada por un anillo de 300 milímetros (12 pulgadas) de diámetro exterior y 25 milímetros (1 pulgada) de ancho, cortado por una línea horizontal de 450 milímetros (18 pulgadas) de longitud y 25 milímetros (1 pulgada) de ancho, cuyo borde superior pasa por el centro del anillo. El centro del anillo debe colocarse en el centro del buque y a una distancia igual al francobordo mínimo de verano asignado, medida verticalmente por debajo del borde superior de la línea de cubierta.
Disco Plimsoll y peine de límites al francobordo.Se aprecia en la figura el peine con los diferentes límites de carga según la zona y la estación a navegar:
TF: Tropical Fresh, agual dulce zona tropical.
F: Fresh, agua dulce otras zonas.
T: Tropical salt, agua de mar zona tropical.
S: Summer, agua de mar en verano
W: Winter, agua de mar en invierno.
WNA: Winter North Atlantic, invierno en el Atlántico Norte
Francobordo de verano. El francobordo de verano será el francobordo obtenido de las tablas, más modificaciones y correcciones, según el Reglamento del Convenio Internacional sobre Líneas de Carga.
Francobordo tropical. El francobordo mínimo en la zona tropical será el francobordo obtenido restando del francobordo de verano un cuarenta un octavo del calado de verano, medido desde el canto alto de la quilla hasta el centro del disco de la marca de francobordo.
Francobordo de invierno. El francobordo mínimo de invierno será el francobordo obtenido añadiendo al francobordo de verano un cuarenta un octavo del calado de verano, medido desde el canto alto de la quilla hasta el centro del anillo de la marca de francobordo.
Francobordo para el Atlántico Norte, invierno. El francobordo mínimo para buques de eslora superior a 100 metros que naveguen por cualquier parte del Atlántico Norte, definido de acuerdo con el Reglamento del Convenio Internacional sobre Líneas de Carga, durante el período estacional de invierno, será el francobordo de invierno más 50 mm (2 pulgadas). Para los demás buques al francobordo para el Atlántico Norte, invierno, será el francobordo de invierno.
Francobordo de agua dulce. El francobordo mínimo en agua dulce de densidad igual a la unidad se obtendrá restando del francobordo mínimo en agua salada el permiso de agua dulce.
El permiso de agua dulce es igual al cociente entre el desplazamiento en agua salada, en toneladas, en la flotación en carga de verano entre 40 veces las toneladas por centímetro de inmersión en agua salada, en la flotación en carga de verano
