POR VARIOS MOTIVOS, ENTRE ELLOS EL SERVICIO REQUERIDO Y EL ALCANCE DE SU PRESTACIÓN LAS LÍNEAS DE FONDO DEBEN DISEÑARSE EN UNA ZONA INTERMEDIA ENTRE DESPLAZAMIENTO LENTO Y PLANEO: SON LAS EMBARCACIONES DE SEMI DESPLAZAMIENTO. CONOZCAMOS ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DE ESTA ELECCIÓN CADA VEZ MÁS ACTUAL EN EL MUNDO DEL MOTOR.
Por Gustavo Revel
DESPLAZAMIENTO Y PLANEO
La matemática pura nos revela que tanto un casco cuyas formas definen un fondo de semi-desplazamiento y semi-planeo dentro de una área muy gris como para poder diferenciarlos, a diferencia de un fondo de desplazamiento y uno de planeo, donde allí sí todo tiene un contexto y definición clara; un barco de desplazamiento es el que su casco se encuentra limitado hasta cierta velocidad. En general, la velocidad asumida se encuentra cercana a un valor de 1,34 x √ LWL (LWL =eslora en flotación en pies); ejemplo, rango de eslora en flotación propuesto; 50 pies, entonces tendremos que el limite de velocidad para ese barco de desplazamiento será: 1,34 x √ 50 ft = 9,47 nudos.
Ese límite de velocidad en un barco de desplazamiento está dado por la resistencia por formación de olas. Al iniciar la navegación, todo casco inicia la formación de dos trenes de ola: uno en proa y otro en popa. Por otro lado, se generan dos tipos de resistencias al avance a vencer: la resistencia de fricción (causada por la superficie del casco) y la resistencia por formación de olas, (energía necesaria para gene-rar los dos trenes de olas). La forma y peso de las embarcaciones de desplazamiento son los factores determinantes para que la resistencia por formación de olas se incremente en forma exponencial, modificando esos largos trenes de olas y generando una barrera hidrodinámica. Esto produce que, si una embarcación de desplazamiento excede ligeramente su límite de velocidad, como consecuencia directa, un gran aumento del consumo de combustible. Dato verificado: un barco de desplazamiento de 50 pies durante un testeo dio como resultado que entre 9.38 nudos (velocidad limite) y 10.8 nudos su consumo de combustible se incrementó en un 68%.
Por otro lado, decimos que un barco de planeo es el que, por su forma de casco y la potencia instalada puede “escaparse” de sus trenes de olas, a punto tal que su resistencia por formación de olas es mínima, y su mayor resistencia es debido a la resistencia fraccional del casco.
Algunos usuarios quieren lograr una velocidad de planeo muy baja, imposible en la práctica. La mayoría de estos equipos pueden planear en forma correcta desde una relación de velocidad-eslora superior a 2,0. En el ejemplo de nuestro caso, de una LWL de 50 pies, obtenemos una velocidad mínima de planeo de: 2,0 x √ 50 ft = 14,2 nudos. Pero, el arrastre causado por la formación de olas aún puede ser evidente, en general hasta una relación de velocidad-eslora de 3,0. Por ejemplo: 3,0 x √ 50 ft = 21,2 nudos. Algunos ejemplos de cascos convencionales de planeo en embarcaciones fabricadas en el exterior son equipos Princess, Sunseeker y Azimut. Muchos de los modelos de estas firmas logran sobradamente 30 nudos de velocidad máxima, con fondos en “V”, de geometría variable, sin quillas, algunos con semi-túneles en las hélices para mejorar rendimiento. Asumimos entonces que un barco con quillas pequeñas o pantoque de forma redonda, no es, por lo tanto un barco de planeo.
BARCO DE SEMI-DESPLAZAMIENTO
No hay una definición universalmente aceptada del semi-desplazamiento. ¿Podemos diferenciarla como un área intermedia entre el desplazamiento y planeo? Tal vez. Pero sí podemos definir la geometría tienen estos fondos y que pueden llegar a hacer.
La forma de estos cascos son, en ge-
neral, de pantoque redondo. Algunos también poseen, como los originales trawlers americanos Grand Banks, una arista simple bien marcada en el pantoque. Casi todos incorporan una quilla; algunos proponen cantoneras o dientes longitudinales, pero no de las proporciones que lo poseen los cascos de planeo. También la forma y el peso de un barco de semi-desplazamiento permite que se exceda la velocidad límite de su casco mas fácilmente que en un casco de desplazamiento. Por esta razón, se consiguen barcos de 32 a 55 pies de eslora capaz de desarrollar velocidades cercanas a los 30 nudos (justamente, una velocidad que está dentro del área de los barcos de planeo). De lo expuesto, podemos resumir que las formas y comportamiento de los fondos son una de las variables iniciales respecto de los barcos de planeo puro.
PRINCIPAL DIFERENCIA DE UN
BARCO DE PLANEO A UNO
DE SEMI-DESPLAZAMIENTO
En un barco de planeo la potencia instalada es mayor, incrementando gradualmente la velocidad, de acuerdo con la ley de froude. Los barcos de semi-desplazamiento rara vez exceden un valor de velocidad máxima de cua-
tro veces la raíz cuadrada de su eslora en flotación. Seguimos con nuestro barco demo: 4,0 x √ 50 ft = 28,2 nudos.
Las formas redondas de un casco de semi desplazamiento no generan tanto empuje dinámico (lift) como lo hacen los cascos de planeo puro. Por ello no pueden evitar la resistencia por formación de olas, pues la superficie de su casco no se comporta del mismo modo. También, en general, tienen quilla, importante en dimensión, que generan una resistencia hidrodinámica adicional, pero necesaria pero mejor la estabilidad direccional.
Algunos barcos poseen cantoneras pequeñas, menor cantidad de deflectores y formas de fondo más redondas que los de planeo. El corolario aplica a que si se instalan potencias más grandes, las formas de los cascos no podrán desarrollar y soportar mayores velocidades.
Es bueno destacar que con mar gruesa, los cascos de semi-desplazamiento pueden tener una mejor conducción que uno de planeo puro. Cabe aclarar que la definición de barco de semi-planeo o semi-desplazamiento es lo mismo pero con diferente clasificación: a veces los fabricantes o brokers los denominan barcos de semi-planeo para beneficiar a la embarcación en ciertos puntos como de velocidades o prestaciones y no confundir al comprador con que su embarcación será lenta al denominarla de semi-desplazamiento.
VELOCIDAD:
¿BARCOS DE SEMI-DESPLAZAMIENTO MENOS EFICIENTES QUE LOS DE PLANEO PURO ?
No es regla general. Habrá una velo-
cidad en la cual un barco de planeo puro será más eficiente que uno de semi-desplazamiento, repercutiendo en una baja importante en el consumo de combustible por encima de las ve-
locidades de desplazamiento (en gene-
ral dentro del margen relación velocidad-eslora de 2,5). Para nuestro barco demo seria: 2,5 x √ 50 ft = 17.7 nudos.
En un barco de planeo puro existe un punto donde la resistencia por formación de olas comienza a disminuir por efecto hidrodinámico. Sin embargo, no puede generalizarse el caso, pues si un barco posee propulsión simple o doble, pueden existir factores adicionales que produzcan una diferencia importante en el consumo de combustible: dimensión de quillas (semi-desplazamiento), eficiencia del diseño del espejo y cantoneras (barco de planeo), e incluso la adición de cualquier apéndice menor en el fondo del casco (ambos casos).
QUE PASA EN UNA MAR GRUESA
Obviamente, un casco de semi-des- plazamiento tendrá mejor comportamiento en una mar gruesa respecto de uno de planeo. Los mejores barcos de planeo de hoy están provistos de una excepcional cualidad para enfrentar algunas condiciones de viento y ola adversos; poseen sistemas adicionales como mandos dobles (aceleradores) electrónicos, sistemas de flaps o trim tabs. El formato de sus líneas –siempre hablando de planeo) es de proas lanzadas, o las nuevas tendencias, rectas a partir de la cantonera, con un ángulo típico de astilla muerta proel no mayor de 40 a 45 grados, no pudiendo evitar sobresaltos y pinchaduras al envestir las olas. En esta situación, no puede competir frente a la proa de un barco de semi-desplazamiento, cuyas líneas son más finas y rectas, en forma de cuchillo, con grandes abanicos en proa para desplazar el volumen de agua envestido durante navegaciones severas. Deducimos pues que esas finas y rectas secciones de proa reducen el efecto de sobresalto (slamming) tan común en las embarcaciones de planeo.
Por otra parte, siempre en la misma condición de mar gruesa, una embarcación de semi- desplazamiento, al no tener estabilizadores o la estabilidad dinámica que tiene una embarcación de planeo puro, tiende generalmente a tener mayor sincronismo de rolido y de heave (movimiento ascendente y descendente en forma vertical del barco en las olas). Los barcos de planeo, por otra parte, en modo planeo rápido, se siente más estable, pero en general presentan fuertes golpes o sobresaltos en la navegación con oleaje, debido a las olas que golpean alrededor de sus costados o cantoneras, las cuales son bien marcadas. En un barco de planeo con grandes cantoneras logra una estabilidad direccional mayor y un planeo más rápido, pero en desmedro de sus cualidades marineras, pues al enfrentar las olas, estos grandes planos golpean estruendosamente contra las mismas. Para condiciones de nave-gación severa, un barco de planeo puro puede mejorar la navegación variando el ángulo de trimado –si es posible- y disminuyendo la velocidad del mismo.
La cosa cambia cuando el viento y las olas disminuyen. La navegación en un barco de semi-desplazamiento vuelve a ser muy suave y tranquila, pero no tan rápida como en un buen barco de planeo. Y aquí, es donde el barco de planeo tiene la mayor ventaja, debido a su velocidad extra y fácil maniobrabi-
lidad, lo que hace que usted llegue más rápidamente a su destino.
EL MÁS CONFORTABLE A BAJA
VELOCIDAD Y EL MÁS FUERTE
En mal clima, la relación de velocidad-eslora en barcos de planeo cae por debajo de dos. Nuestro demo nos daría: 2,0 x √ 50 ft = 14.2 nudos.
A baja velocidad, la estabilidad dinámica de un barco de planeo disminuye, consiguiendo que la embarcación comience a tener movimientos de rolido y heave, siendo en algunos casos mas intensos que en un barco de semi-desplazamiento.
Estos últimos, al tener quillas más grandes, poseen una mejor estabilidad direccional en bajas velocidades, por lo tanto se conduce el barco en forma más relajada que en uno de planeo, donde se debe corregir en forma constante el rumbo. Otro aspecto importante es tener en cuenta el ruido y el confort. La mayoría de los barcos de semi-desplazamiento no tienen grandes golpes o sobresaltos en climas duros y a velocidades bajas, con lo cual los hace más silenciosos y placenteros a la hora de navegar. Contrariamente, a baja velocidad, los barcos de planeo puro tienen movimientos excesivamente bruscos y por lo general golpean al navegar en aguas agitadas, haciendo que la nave-
gación sea menos placentera.
Otro tema que se presenta es acerca de la estructura. La duda más común es si los barcos de semi-desplazamiento son más resistentes que los de planeo. Los primeros tienen paneles en forma curva siendo más fuertes que los paneles “planos” de un casco de planeo, por lo que podemos aseverar que, en algún punto sí son más resistentes. También, las quillas –importantes, en general- en barcos de semi-desplazamiento ofrecen mayor resistencia longitudinal al conjunto. Los barcos de semi-desplazamiento son más pesados y están diseñados para soportar mayores cargas a transportar (uso general de travesía o comercial), motivo de una estructura más robusta que un barco de planeo puro. También se debe analizar el peso de la estructura, en función a la velocidad que se quiera desarrollar; los barcos de semi-desplazamiento no tienen buenas cualidades de susten-
tación hidrodinámica, por eso el peso del casco juega un rol significativo a la hora de evaluar su velocidad máxima. Pero atención: no confundir lo antes mencionado. Un casco de planeo tiene otro sistema constructivo y de reparto de cargas, totalmente confiable, pero es otro concepto de diseño.
LA HORA DE LA VERDAD
Como conclusión final, podemos decir que en velocidades en torno a los 10 nudos, el menor consumo de combustible y mejor comportamiento marinero lo tienen los barcos de desplazamiento puro. Superada la franja de los 10 nudos y hasta los 25 nudos aproximados, los barcos de semi-desplazamiento son los adecuados por su buena performance marina con mar gruesa y eficiencia en el consumo de combustible. Pero, si consideramos una embarcación que no se utilizará para grandes travesías, el consumo de combustible no es su problema, no necesita mucha capacidad de carga, y generalmente navega en mares o ríos calmos, un barco de planeo será el adecuado para disfrutar al máximo la franja de los 25 nudos de velocidad hasta donde la tecnología lo imponga.
Fuentes: Sorensen Guide
