Ir al contenido principal

Definiciones de los coeficientes de forma, volumen y propiedades de flotación

Texto extraído de la página de constructores/diseñadores de kayaks ONE OCEAN KAYAKS
Para muchas personas, la selección de los kayaks raramente va más allá del atractivo visual de la forma. La estética es fundamental como una "primera impresión", pero los coeficientes de forma e hidrostáticos permiten una comprensión más profunda del casco como un cuerpo físico interactuando con un fluido.
Muchos de estos coeficientes son también útiles para una comparación mas objetiva de los diferentes tipos de forma del casco de los kayaks.


Al igual que una pieza de rompecabezas, un coeficiente por sí solo no es suficiente para emitir un juicio, pero analizando todos como un conjunto, hacen que el kayak y su potencial de rendimiento empiezen a cristalizar.
Los términos que se detallan a continuación son sólo algunas medidas útiles en la "receta" del diseño de un kayak. Todos los términos aquí son utilizados en las 'Technical Specifications' de diseño de los "One Ocean Kayak".
Se describen a continuación los nombres en Inglés y su traducción al castellano.
También pueden observar las ilustraciones pinchando el link a éstas en la página original.
Es la medida longitudinal del kayak.
LINEA DE FLOTACION
Es la medida longitudinal del plano de flotación del kayak.
MANGA
Es el mayor ancho del kayak.
CALADO
Es la parte sumergida del puntal. Es la medida sobre el puntal entre el fondo del kayak y su intersección con el plano de flotación (de diseño).
DESPLAZAMIENTO
Este término es similar al siguiente, sino que el desplazamiento lo medimos en Kg. y el Volumen en metros cúbicos.
VOLUMEN
Es el volumen en metros cúbicos de agua desplazado por el kayak sumergido para el desplazamiento de diseño.
Tener en cuenta que el agua de mar es más densa que el agua dulce, de manera que a pesar de que el kayak tiene el mismo desplazamiento en kg, el volumen desplazado será ligeramente superior en agua dulce. Esto significa que el kayak estará más sumergido en agua dulce para un mismo desplazamiento. En términos prácticos, esto carece de importancia.
Por ej. si el volumen desplazado sería de 4 pies cúbicos, la diferencia de desplazamiento en Kg. entre agua dulce y salada sería de algo mas de 3 Kg. lo que daría una diferencia de 2 mm etre agua dulce y salada.
CENTRO DE FLOTACION LONGITUDINAL
Es la distancia desde el inicio de la línea de flotación al centro del volumen desplazado por el kayak. Este centro del volumen desplazado se llama "centroide" o centro de flotación. LCB sería la coordenada en la dirección de las x. Las restantes coordenadas son el CENTRO DE FLOTACION VERTICAL VCB y el CENTRO DE FLOTACION VERTICAL TCB.
El centroide o centro de flotación es un punto imaginario donde se aplica la resultante de todas las fuerzas verticales que tienden a mantener el kayak a flote.
Su contraparte es el Centro de Gravedad de todas las cargas y peso propio del kayak que tratan de hundirlo.
En condiciones normales (carga equilibrada, buen diseño del kayak, etc.) dichas fuerzas estarán equilibradas.
CENTRO DE FLOTACION LONGITUDINAL PORCENTUAL COMO % DE LA LINEA DE FLOTACION DE DISEÑO
El CENTRO DE FLOTACION LONGITUDINAL PORCENTUAL es la ubicación longitudinal de la LCB con respecto a la línea de flotación. LCB% es lo que distingue a menudo si un kayak tiene forma de "pescado" o "sueco" En los que tienen forma de "pescado",el valor de LCB % es menos del 50% y los que tienen casco con forma de "sueco" son mayores al 50%.
Los que tienen forma de "sueco" desplazan el agua mas eficientemente, reduciendo la resistencia de onda(las resistencias de superficie, de forma y de onda son las que se oponen al movimiento de los kayaks)y por lo tanto son mas rápidos, especialmente en velocidades crucero y de carreras.Menor movimiento de cabeceo en las olas, mejor manejo con olas de popa y menos agua en el cockpit son otros de los beneficios de esta forma de kayaks.
Todos los One Ocean Kayaks están diseñados con ésta forma.
LCB % en kayaks de mar varía entre un 49% para forma de "pescado" hasta un 55% para los que tienen forma de "sueco".Los diseños cuyo LCB % es mayor o menor que estos límites provocan una pobre estabilidad direccional en los forma de "sueco" o falta de maniobrabilidad en los de forma de "pescado".
CENTRO DE FLOTACION VERTICAL
El CENTRO DE FLOTACIÓN VERTICAL es la coordenada vertical del centroide del volumen desplazado. Los kayaks con cascos en V y las embarcaciones de fondo plano tienen menores VCB que los que tienen cascos redondos o elípticos.Un VCB mayor tiene efectos positivos sobre la estabilidad secundaria del bote.
CENTRO DE FLOTACION LONGITUDINAL
Area de flotación es el área de la superficie horizontal que está formada por la intersección del casco de kayak a la altura de la línea de flotación de proyecto(o CALADO) con la superficie del agua. La ubicación de la línea de flotación tiene efecto en la resistencia de onda, la estabilidad y el cabeceo del bote en las olas.
LCF es la coordenada longitudinal del Centroide del área de flotación medida desde el comienzo de la línea de flotación.
LCF% es la ubicación longitudinal dicho centroide con respecto a la longitud total de la línea de flotación. El eje de los movimientos de cabeceo del kayak (mecerse hacia adelante y hacia atrás) en la mayoría de los botes coincide con el LCF. En general, cuanto mayor sea el LCF% menor será la amplitud de cabeceo del kayak.
CENTRO DE FLOTACION LONGITUD COMO % DE LA LINEA DE FLOTACION DE DISEÑO
LINEA DE FLOTACION TAMBIEN CONOCIDA COMO LINEA DE FLOTACION DISEÑADA
MANGA DE FLOTACION
HUNDIMIENTO O CALADO
El Hundimiento o Sinkage del bote mide cuanto se hunde el bote para la carga máxima. Es de utilidad conocerlo para cuando cargamos el bote con el equipo. Nos sugiere la cantidad de carga que podemos colocarle sin que el rendimiento se vea notablemente degradado.
Esta medida no es lineal y se da en kg/cm, lb/inch, etc.
COEFICIENTE DE BLOQUE
A diferencia del Coeficiente Prismático, Cb no está limitado por la forma de la sección transversal del casco, evalúa el volumen total desplazado por el hundimiento del kayak contra el volumen del bloque formado LWL x BWL x Draft. Si dicho volumen desplazado del casco llenaría todo el bloque mencionado, el Cb sería igual a 1.
Tanto el Cm y Cp se relacionan con el Cb en la siguiente relación Cb = Cp x Cm. Un gran coeficiente de bloque nos habla de cascos chatos con una pobre estabilidad direccional.
COEFICIENTE MEDIO
El coeficiente medio Cm se define como la relación de la sección transversal máxima del volumen de desplazamiento del casco dividido por el área rectangular formada por la manga en el plano de flotación BWL y Calado o Draft. Cuanto mayor sea el Cm más rectangular o tendiente a esa forma es la sección del kayak en la parte sumergida.
Observese que dicha sección sumergida debe abrirse paso a través del agua y un mayor Cm nos dice que hay mas superficie del kayak en contacto con el agua por lo tanto un mayor rozamiento.
Cm es un gran indicador de la forma de la sección del casco como así también de la superficie del kayak en contacto con el agua.
El compromiso aquí es tener la mayor área con el menor perímetro posible y la estabilidad del bote.
Una forma eficiente de área sería la elíptica, pero desde el punto de vista de la velocidad y muchas veces esta no es la principal característica deseada en un casco. Huelga decir que debe ser cuidadosamente equilibrado en el diseño.
COEFICIENTE PRISMATICO
El coeficiente prismático evalúa la "gordura" o "finura" de los extremos de los cascos.
Es la relación entre el volumen desplazado y un bloque cuyo volumen es igual a la longitud de la línea de flotación, multiplicada por el área máxima transversal de la parte sumergida del casco.
El adelgazamiento del kayak en sus extremos hace que sea menor el voumen del kayak dentro de este bloque y por lo tanto redundará en un menor Cp.
Por el contrario, un kayak con un fondo mayor tenderá a ocupar todo el volumen de dicho bloque imaginario tiendiendo a 1 el Cp.
El coeficiente prismático es uno de los más importantes factores utilizados para determinar la forma general del casco para una determinada performance esperada.
Existe una correlación directa entre el coeficiente prismático, la velocidad del casco y la longitud del casco sobre el plano de flotación con la resistencia de onda. Cp es incorporado en la mayoría de los algoritmos de predicción de la performance del casco y también por los diseñadores para dar forma del casco a sus embarcaciones para obtener un rendimiento óptimo dentro de la gama de velocidad deseada.
El Cp oscila entre los valores 0.45 para cascos de baja velocidad y 0.65 para kayaks de carreras.
COEFICIENTE DE FLOTACION
Al igual que el Cm, el Coeficiente de Flotación expresa el tamaño del área de flotación. El CF es un ingrediente esencial en las predicciones de las condiciones de navegar al diseñar un kayak. Un alto Cf significa mayor estabilidad secundaria así como mejor comportamiento del kayak en condiciones ásperas.
COEFICIENTE AREA/DESPLAZAMIENTO
Esta relación es entre la medida real de la superficie mojada del bote en relación al volumen desplazado por la carga que contiene. Por ejemplo, un kayak de X que tiene un bajo coeficiente A/D puede soportar mayor carga o un palista de mayor porte que otro kayak Y. Si ambos llegan a la misma superficie mojada, dado que los dos kayaks tendrán la misma resistencia viscosa, el kayak X será más eficiente porque no se verá afectado por tener mayor peso.
Esta relación es útil sólo en conjunción con otros indicadores hidrostáticos. Por ejemplo, una esfera que tiene la más baja relación A/D de todos los objetos sólidos, mal podría ser una embarcación adecuada.
Para los kayaks, el coeficiente A/D oscila entre 8,1 para cascos redondeados rápidos hasta 9,4 por fondos planos tendiendo a rectangulares.
COEFICIENTE ESLORA/MANGA
Es la relación entre eslora y manga y en general es un buen predictor de rendimiento de un kayak. La gama va desde aproximadamente 5 para kayaks de paseo hasta más de 14 para los kayaks de alto rendimiento de velocidad. Cuanto más alto sea el coeficiente más alto es el potencial de velocidad debido a la reducción de la resistencia de onda.
PROFUNDIDAD DEL COCKPIT (DELANTERA Y TRASERA)
Las medidas de la altura en la parte delantera y trasera del cockpit son fundamentales para el análisis del bóte por el palista debido a su contextrura física y el modo de remar.
Texto traducido del la página ONE OCEAN KAYAK http://oneoceankayaks.com/index.htm.
Por favor si encuentras un error reportalo a julian.gareis@gmail.com .

Comentarios

  1. Julián, estaba leyendo sobre el volumen y dice que si el volumen desplazado fuera de 4m cúbicos, la diferencia...
    No parece tener mucho sentido, disculpáme, no?
    Primero porque serían 4000kg de desplazamiento y después porque habrían 2mm de diferencia.
    Puede que sean 3kg de diferencia de peso por las densidades, pero aún así no se entiende bien

    ResponderEliminar
  2. Interesante articulo y muy instructivo..Un saludo!!!

    ResponderEliminar

Publicar un comentario

Entradas populares de este blog

LOS 100 CONSEJOS PARA EL KAYAKISTA DE TRAVESIA

Autorización mediante, transcribo estos interesantes consejos que publica Martín, un amigo chileno, en su página que recomiendo visitar por sus interesantes contenidos.

Los consejos son como las visitas, si no son solicitados no son bienvenidos… al menos esa ha sido siempre mi postura.  Debo confesar sin embargo, que hubiera recibido bien algunos de ellos de saber lo que significaba aprenderlo por las malas… o por las peores.
El kayak de mar/travesía es una embarcación que transita en los márgenes de lo posible.  Embarcarse en 30 kilos de plástico (o 25 de fibra), autopropulsados, llevando casa, comida y abrigo, en climas impredecibles y posiblemente lugares remotos, requieren todo el ingenio que podamos desplegar.
Con el objetivo de facilitar nuestras aventuras, he recopilado un centenar de consejos, algunos exclusivos para kayakistas, otros para todo tipo de excursionista, unos originales, la mayoría reciclados, pero todos de indiscutible valor.

TECNICAS DE AUTORESCATE Y RESCATE ASISTIDO

Si perdimos el equilibrio y no dominamos aún la técnica del roll (recuperar la vertical sin abandonar la posición dentro del kayak) o los apoyos laterales, deberemos utilizar la salida húmeda o wet exit, manteniendo la calma y buscando en primer lugar tirar de la correa para soltar el cubrecockpit o sparyskirt y si es posible,  sin abandonar el remo.