Es sorprendente que los enormes cruceros no se hundan instantáneamente en el fondo del océano. Con todo, desde pistas de patinaje sobre hielo y piscinas hasta canchas de baloncesto, spas, mini centros comerciales y cines a bordo, ¿cómo se mantienen a flote estos gigantescos barcos? Lo hacen mediante una combinación de flotabilidad, desplazamiento de agua, materiales y diseño.
Cómo se mantienen a flote los cruceros
Los barcos están diseñados para desplazar una cantidad de agua equivalente a su propia masa. Al mismo tiempo, la presión del océano empuja contra el casco del barco y contrarresta la fuerza descendente de la masa del barco. La fuerza descendente del barco combinada con la fuerza ascendente del océano trabajan juntas para mantener el barco a flote o 'flotando'.
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Esta idea básica a menudo se denomina Principio de Arquimedes . Según este principio, un artículo flota cuando el peso del agua desplazada es igual al peso del objeto. El fluido circundante empuja hacia atrás con una fuerza igual a la de la cantidad desplazada; cuando los dos son iguales, el objeto flota.
Aquí hay otra forma de verlo. Cuando un crucero se asienta en el agua, se hace espacio desplazando el agua hacia afuera y hacia abajo. El agua responde empujando hacia arriba y hacia adentro mientras intenta recuperar el espacio que ocupa el crucero. El equilibrio de estas fuerzas opuestas es lo que hace que el barco flote.
Factores adicionales que apoyan la flotabilidad
Además de la flotabilidad y el desplazamiento, hay varios otros factores que ayudan a los cruceros a permanecer en la superficie del agua.
Materiales y Diseño
Para lograr la flotabilidad, un barco debe estar hecho de materiales ligeros y resistentes que sean más densos que el agua, como el acero extrafuerte. Además, esos materiales livianos deben usarse en un diseño que les permita desplazar su peso en el agua antes de sumergirse. La mayor parte de ese diseño se implementa en el casco, que es el cuerpo o caparazón del barco que se encuentra debajo de la cubierta principal y empuja el agua fuera del camino y permite que el barco flote.
A través de años de prueba y error, los ingenieros han descubierto que hacer que el casco sea redondeado, ancho y profundo ayuda a dispersar el peso del barco por todo el cuerpo del barco. Los grandes cascos de los cruceros tienen la forma de la letra 'U'. Este diseño permite que el agua fluya lejos de la embarcación, disipa el arrastre, facilita un viaje suave y ayuda a mantener la embarcación en el rumbo.
Cascos dobles y otras características de seguridad
Mantenerse a flote y navegar sin problemas no es suficiente; El diseño del casco de un crucero también debe proteger a las personas que se encuentran en el interior contra obstáculos como icebergs, arrecifes y bancos de arena que podrían destrozar las capas exteriores del barco. Para evitar una catástrofe mayor, los constructores navales suelen utilizar acero extrafuerte y construyen sus barcos con cascos dobles (es decir, un casco dentro del otro) como precaución adicional.
Los cruceros también tienen mamparos lo que puede ayudarlos a mantenerse a flote en caso de daños importantes. Estos divisores herméticos se instalan en todo el interior de un barco y se pueden cerrar para sellar el paso del agua a través de un casco dañado. Limitar la entrada de agua puede, en última instancia, evitar que el barco se inunde y se hunda.
Cómo los cruceros permanecen en posición vertical
A partir de 2016, el crucero más grande del mundo mide alrededor de 210 pies de altura, e incluso los cruceros promedio todavía tienen una altura impresionante. Entonces, ¿qué les impide volcarse en el agua? La respuesta está, nuevamente, en el diseño del casco. Primero, debe comprender la diferencia entre el centro de gravedad del barco y su centro de flotabilidad.
Cambiar el centro de flotabilidad es clave
De acuerdo a Caja de herramientas de ingeniería , el centro de gravedad de un barco (el punto de enfoque central para el empuje hacia abajo de la gravedad) no se puede cambiar. Por esta razón, el casco en forma de U de un crucero está diseñado para que su centro de flotabilidad (el foco central para el empuje del agua hacia arriba contra el casco) cambie naturalmente a medida que el barco se inclina de un lado a otro. Este cambio en el centro de flotabilidad ayuda a empujar el barco de regreso a una posición vertical.
Mantener una línea central
Cuando se empuja el barco en posición vertical, la fuerza de ese empuje naturalmente puede hacer que pase un poco más allá de la línea central y hacer que se incline hacia el otro lado. A esto se le llama rodar, y es lo que tiende a hacer que los pasajeros se mareen. Para abordar este problema, los cruceros están equipados con una serie de características que limitan el balanceo del barco, incluidas las aletas estabilizadoras debajo del agua y los sistemas de lastre activo o anti-escora que bombean rápidamente agua de mar desde los tanques de retención debajo de la línea de flotación en un lado del agua. enviar al otro lado. Esto corrige cualquier inclinación lateral o 'escora' que el barco pueda desarrollar.
Estas características estabilizadoras son tan efectivas que es raro que los pasajeros de cruceros sientan algún movimiento de lado a lado, y es casi inaudito que los cruceros se vuelquen a pesar de que son tan altos.
Viento en popa
Ver un enorme transatlántico deslizarse en mar abierto puede ser bastante emocionante. Si bien el movimiento del barco puede parecer sin esfuerzo, ciertamente están sucediendo muchas cosas debajo de la superficie del océano que mantienen el barco en posición vertical y a flote. Piense en eso la próxima vez que tome un crucero.
