Efecto de Superficie Libre

8/9/2019 Efecto de Superficie Libre

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E!ec"o de $&-er!icie li)re

Reducción de la altura metacéntrica por efecto de superficie libre

E!ec"o de $&-er!icie li)re $o)re l# e$"#)ilid#d5 Cuando un tanque abordo se

encuentra parcialmente lleno, y la superficie del líquido contenido en su interior está libre de mantener la horizontal durante el movimiento de rolido o balance,se experimenta una pérdida de estabilidad o disminución del brazo (!"# de lacupla o par adrizante$

%ara estudiar este efecto supón&ase un buque cuyo corte trasversal es el de lafi&ura '$ l mismo posee una altura metacéntrica inicial ()#$*n tanqueparcialmente lleno cuya superficie (ab# se encuentra horizontal$

+i el buque es apartado de su vertical, un án&ulo pequeo (-#, la superficie dellíquido adoptará una nueva posición (a.b.# manteniendo la horizontalidad y

verificándose que la cua de base trian&ular (a.a"o# y de eslora (lon&itud# i&uala la del tanque se desplaza a una nueva situación (b.b"o#$

l centro de &ravedad ( de la cua (a.a"o# se desplaza a (&"#, por lo que a losfines del análisis es como si se tratara de una "r#$l#ción "r#$*er$#l de -e$o$por esta razón el centro de &ravedad del buque también experimenta uncorrimiento hacia la banda de escora representado en la fi&ura / por else&mento ("#$

0ótese que este desplazamiento lateral puede visualizarse como si fuese unaelevación del centro de &ravedad del buque a una nueva posición (v#, elbrazo de la cupla o par adrizante es ahora ("!"# o (v!#$

http://es.wikipedia.org/wiki/Traslaci%C3%B3n_transversal_de_pesoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:FreeSurfaceEfect.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:FreeSurfaceEfect.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Traslaci%C3%B3n_transversal_de_pesos


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ntonces se ve claramente que la acción o efecto de una superficie libre&enera la elevación virtual del centro de &ravedad con la consi&uiente pérdidade estabilidad$

%uede demostrarse que el se&mento (v# que representa la elevación virtual

del centro de &ravedad debido al efecto de la superficie libre esta dado por1

v 2 δt 3δf 4 i35

6onde1

• δt 1 s el peso específico del líquido contenido en el tanque$

• δf 1 s el peso específico del a&ua en la que flota el buque$

• i 1 s el 0o0en"o de inerci# "r#n$*er$#l de la superficie libre del líquido

con respecto a un e7e lon&itudinal paralelo a la cru7ía, que pase por sucentro de &ravedad$

• V 1 s el volumen de la carena del buque$

6ado que1 δf 4 V 2 8 o sea el desplazamiento del buque, entonces1

v 2 δt 4 i 3 ∆

sta fórmula representa el valor de la pérdida de ) producida por lasuperficie libre en un tanque, si la misma situación se repite en varios de lostanques de un buque en forma simultánea, esto es, que varios tanques estánparcialmente car&ados entonces la pérdida total estará expresada por1

v 2 Σ δt 4 i 3 ∆

l efecto de superficie libre se verifica en cualquier tanque lleno con más de un9: y hasta un ;9: de su capacidad$ s obvio que si el tanque se encontrara amáxima capacidad el líquido en su interior se comportaría como un sólido y elefecto de superficie libre desaparece$

0ótese que el momento de inercia de una superficie esta dado entre otrosparámetros por el cubo de la man&a del tanque, es decir la man&a elevada a la< por este motivo el efecto de superficie libre es mayor cuanto más ancho es eltanque$ (5er momentos de inercia de superficies#$

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inerciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inercia


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= manera de referencia, si la superficie libre fuera rectan&ular, el valor de lainercia sería

i 2 '3'/ ( e 4 m> #

donde

e es la eslora o distancia lon&itudinal de la superficie libre del tanque ym es la man&a o distancia transversal de la superficie libre del tanque

i 4 δ es el momento de la superficie libre,expresado en tonelámetros por metro tm m

?a corrección por superficies libres es dato de la información del buque y seutiliza para calcular la escora y el brazo !$

6ebido al efecto de superficie libre y con el fin de disminuir la pérdida deestabilidad, se recomienda1

• ?imitar la cantidad de tanque en servicio con car&amento parcial$

• +ubdividir en el sentido de la man&a los tanques de car&a$

• Completar con lastre los doblefondos$


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Recordemos que

i 2 +uma de los )omentos )áximos de @nercia ( mAB #

δ 2 densidad o &ravedad específica del líquido contenido en el

tanque (+pecific ravity of anD#

%ara a&ua salada (sea Eater# es '$F/9 ó '$F/G

%ara a&ua dulce (fresh Eater# es '$FFF

%ara combustible pesado ( Huel Iil# es F$;/ a F$;J

%ara combustible diesel (6iesel Iil# es F$J/ a F$JJ

%ara aceites lubricantes (?ub Iil# es de F$J9 a F$;9

?a densidad debe ser obtenida para cada caso$

?a pérdida o reducción del ) ( loss of )#

H+C 2 ( Σiδ # 3 ∆

?a altura del centro de &ravedad sobre la quilla corre&ida por H+C ( Center of

ravity above Deel corrected by H+C#

Kc 2 K L ( Σiδ # 3 ∆

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