Por qué flotan los buques

¿Nunca os ha sorprendido que los buques de carga floten?¿Y los cruceros y portaaviones?

¡¿Cómo es posible si son casi como edificios?!

En este artículo entenderéis el misterio detrás de todo esto. Por loco que parezca veréis que tiene sentido.

La teoría de la flotación se fundamenta en el Principio de Arquímedes. Este dice que si al sumergir un cuerpo, su peso es igual o menor al agua que desaloja, flotará.

¿Qué quiere decir esto?

Cuando nos metemos en una bañera vemos que el nivel del agua sube. De hecho, si la llenáramos del todo dejaríamos el baño hecho un desastre, porque estamos introduciendo un volumen extra dentro del agua.

Si llenamos la bañera del todo y nos metemos, caerá el mismo volumen de agua al suelo que el volumen de nuestro propio cuerpo.

Lo mismo ocurre si llenamos un vaso e introducimos cualquier objeto. Cuanto más grande sea el objeto más agua se derramará. Y se derramará tanto volumen de agua como el volumen del objeto.

Lo que declara Arquímedes es que si el peso del objeto introducido es menor o igual a la cantidad de agua desalojada, flotará.

Ese objeto podría pesar muy poco y ser grande (ser voluminoso), como una pelota de playa. Si la introdujéramos a la fuerza en un recipiente lleno de agua, el volumen de agua derramada pesaría mucho más que la pelota, a pesar de tener el mismo volumen. Entonces flotaría, ya que el volumen total de la pelota pesa menos que el mismo de agua.

* Sin embargo, si metemos una piedra, caerá inmediatamente al fondo. Su volumen (su tamaño) es pequeño en relación a su peso.

Dicho de otra forma: es densa.

Para flotar, el volumen total de un barco, por tanto, debe pesar menos que el mismo volumen de agua. Su densidad media—en la que incluimos tanto los materiales de construcción como el aire— será menor que la del agua.

Para reducir el peso se usan paredes finas de acero— o de madera, fibra de vidrio, etc—, optimizando la cantidad de material utilizado de forma eficiente. Suelen tener también lo que se llaman compartimentos estancos llenos de aire. Algunos incluso presentan sistemas de bombeo de aire para regular la distribución de carga.

Los portacontenedores/buques de carga:

Estos barcos gigantes tienen truco. Puede resultar inverosímil que el volumen total del buque pese menos que un volumen igual de agua.

La clave está en los propios contenedores. Si tirásemos cualquiera de ellos al agua, ¡también flotaría! De esa manera se pueden colocar cientos de ellos sobre la embarcación.

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EXTRA

Los barcos presentan más retos, como el de mantenerse derechos. El problema del balanceo se soluciona intentando concentrar el peso en la parte inferior, bajando su centro de gravedad lo máximo posible.

Existe un problema con los veleros. Al tener tanto peso en las velas, se desplaza el centro de gravedad hacia arriba, volviéndolos muy inestables.

¿Cómo se compensa ese desequilibrio?

Se colocan grandes quillas para limitar el cabeceo lateral.

En realidad, todos los barcos llevan quillas. Limitan el “derrape” del barco (para que vaya recto y no avance de lado o hacia atrás) y el cabeceo lateral. Como ya hemos visto, para los veleros es especialmente importante. Los barcos con motor tienen la ventaja de ir propulsados por un motor en la parte trasera, empujando la embarcación siempre hacia delante. Por esa razón la forma del casco es tan diferente.