UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

Nombre: Pablo Vaca Carrera: Ing. Mecánica

Asignatura: Mecánica de Fluidos Nivel: 5to Nivel

Fecha: 24/10/2015

Tema: Consulta

FLOTABILIDAD

La flotabilidad es la capacidad de un cuerpo para sostenerse dentro de un fluido. Este flota cuando la fuerza resultante de la presión ejercida en la parte inferior del cuerpo es superior a la fuerza resultante de su peso más la presión ejercida en la parte superior. El cuerpo sube hasta que ambas resultantes son iguales. Por ello los cuerpos que flotan no salen volando. En ocasiones la presión ejercida en la parte inferior es sólo debida al líquido en el que el cuerpo está inmerso. En cambio, la ejercida en la parte superior suele ser una parte debida al líquido que tiene parcialmente por encima y otra debida a la presión atmosférica, como es el caso de un iceberg, por ejemplo. La causa de la flotabilidad no es la densidad del cuerpo. La causa de la flotabilidad no es el agua desplazada. La causa de la flotabilidad es simplemente un balance de fuerzas (peso (gravedad) y presión ejercida por los fluidos que rodean al cuerpo).

La flotabilidad se encuentra determinada por el Principio de Arquímedes; tal principio sostiene que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibirá un empuje de abajo hacia arriba que será igual al peso del volumen del fluido que desaloja. A la mencionada fuerza se la conoce como empuje hidrostático o de Arquímedes

En la imagen vemos un barco que se ha inclinado por algún motivo. La inclinación ha hecho que la geometría del volumen sumergido haya cambiado y, por tanto, el centro de carena se ha desplazado desde B hasta B1. El centro G no varía. Dibujamos el eje del barco con línea

discontinua. Seguidamente dibujamos una línea vertical desde la nueva posición del centro de carena B1; esta línea vertical que acabamos de dibujar cortará en algún punto al eje del barco .El punto de intersección es el punto M. El metacentro.

ESTABILIDAD.- Un cuerpo flotante es estable si su centro de gravedad está por debajo del metacentro.   Cuando un cuerpo flotante se inclina hasta un cierto número de grados se produce un par de fuerzas de rectificación    ---situadas en el centro de gravedad G y  en el centro de flotabilidad B---    que tienden a devolver al cuerpo su posición original.

ESTABILIDAD TRANSVERSAL .-  Cuando un buque se encuentra adrizado  (en posición de equilibrio) en aguas tranquilas ,  el centro de carena B    ( fuerza ascendente ,  principio de Arquímedes )    y el centro de gravedad  G   ( fuerza descendente )   se encuentran en la misma línea vertical por encima de la quilla  .  Veámoslo en una imagen :

 

 Pues bien,  veamos los tipos de equilibrio.

EQUILIBRIO ESTABLE.- Se dice que un buque se encuentra en equilibrio estable si tiende a volver a la posición de adrizado después de estar inclinado . Para que esto ocurra , el centro de gravedad G deberá encontrarse por debajo del metacentro M .

La altura metacéntrica GM  la llamamos positiva.  En imagen:

Equilibrio estable o estabilidad positiva

 

EQUILIBRIO NEUTRO.- Cuando la posición del centro de gravedad G de un buque coincide con el metacentro M, se dice que el buque está en equilibrio neutro.

Si la embarcación se inclinara a un pequeño ángulo de escora,  tenderá a mantenerse en esa posición escorada . En imagen:

Equilibrio neutro

EQUILIBRIO INESTABLE.- Si el centro de gravedad G se encuentra por encima del metacentro M, se dice que el buque tiene una altura metacéntrica negativa. En la práctica , una embarcación en estas condiciones flota pero muestra un equilibrio indiferente , es decir , flota hasta un pequeño ángulo , a un costado u otro , con respecto a su posición de equilibrio y está en peligro de zozobrar . En caso de escorar, el par de fuerzas que se produce no tienden a devolver al barco a su posición de equilibrio sino que lo hacen escorar aún más.

En imagen:

Equilibrio inestable o estabilidad negativa

 Nos ha quedado claro y cristalino que la posición del metacentro y, por consiguiente, la altura metacéntrica, es determinante en la estabilidad del barco . Con altura metacéntrica positiva hay equilibrio estable. Con altura metacéntrica negativa hay equilibrio inestable.

BIBLIOGRAFIA:

http://estabilidadbuque.blogspot.com/2011/07/estabilidad-inicial-transversal-v.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes