Stabilità in bacino: reazione P e istante critico, con calcoli
1La lezione in parole semplici
Calcola la reazione delle taccate P e il margine di GM all'istante critico. Usa la condizione di bacino approvata e i limiti del responsabile del bacino.
Da dove nasce P
Una nave appoppata, cioè con maggiore immersione a poppa, tocca prima le taccate poppiere, i blocchi di appoggio. Scendendo l'acqua, la loro reazione verso l'alto P annulla la differenza d'immersione. L'istante critico precede l'appoggio del resto della chiglia: P è massima durante il solo appoggio poppiero. I momenti d'assetto si equilibrano: P × l = MCTC × t. MCTC è il momento per variare l'assetto di 1 cm; t è la differenza d'immersione annullata, in cm; l va dal centro di galleggiamento (LCF) alla taccata poppiera.
Perché GM diminuisce
Per piccoli sbandamenti e KM costante, P riduce il momento raddrizzante. Δ è il dislocamento in tonnellate. Il metodo 1 sottrae P × KM ÷ Δ dal GM iniziale, usando il dislocamento totale Δ. Il metodo 2 sottrae P × KG ÷ (Δ − P), usando la spinta idrostatica residua Δ − P. I GM differiscono ma descrivono lo stesso momento raddrizzante: Δ × GM₁ = (Δ − P) × GM₂. Entrambi prevedono lo stesso annullamento della stabilità. Specifica su quale base è definito il minimo richiesto.
Esempio svolto
Δ = 9.000 t; appoppamento 60 cm; MCTC 150 t·m/cm; l = 72 m; KM 8,40 m; KG 7,60 m; GM 0,80 m. All'istante critico, P = 150 × 60 ÷ 72 = 125 t. Metodo 1: GM₁ = 0,80 − 125 × 8,40 ÷ 9.000 = 0,68 m. Metodo 2: GM₂ = 0,80 − 125 × 7,60 ÷ 8.875 = 0,69 m. Un GM positivo da solo non autorizza l'ingresso in bacino.
Limite d'assetto illustrativo
Con il metodo 1, supponi che GM₁ debba essere almeno 0,30 m all'istante critico. Perdita ammessa = 0,80 − 0,30 = 0,50 m. P massima = 0,50 × 9.000 ÷ 8,40 = 536 t. Appoppamento massimo = 536 × 72 ÷ 150 = 257 cm, circa 2,6 m. Il risultato a dati idrostatici costanti è un esercizio; l'assetto operativo deve rispettare i calcoli di bacino approvati e i limiti del responsabile del bacino.
Ridurre il rischio
Mantieni ridotta la differenza d'immersione, cisterne piene o vuote per limitare gli specchi liberi e mantieni i pesi maggiori in basso. Sistema taccate laterali o puntelli nella sequenza concordata con il responsabile e con il piano di bacino approvato; concorda ogni variazione di zavorra. Uscendo appoppati, la fase critica è quando si solleva la chiglia prodiera e restano solo gli appoggi poppieri. P poi diminuisce verso zero finché anche la poppa si stacca.
2Passo dopo passo
Verificare GM all'istante critico
- 1
Ricava Δ, assetto, MCTC, LCF, KM e KG dalla condizione di bacino approvata, considerando gli specchi liberi.
La validità del risultato dipende dalla condizione iniziale.
- 2
Trova l: la distanza dal LCF alla taccata poppiera su cui poggerà la nave.
P agisce lì, quindi l determina il valore di P.
- 3
Calcola P = MCTC × t ÷ l con t in cm.
All'istante critico la taccata ha annullato tutta la differenza d'immersione.
- 4
Con il metodo 1, calcola GM₁ = GM iniziale − P × KM ÷ Δ.
Questo GM usa il dislocamento iniziale; il metodo 2 usa la spinta idrostatica residua.
- 5
Confronta GM₁ con il minimo definito secondo il metodo 1 e verifica i limiti di bacino approvati.
Se è troppo basso, concorda una condizione rivista prima dell'ingresso. Un GM positivo da solo non autorizza l'ingresso in bacino.
3Dati chiave
- Reazione verso l'alto
- P = MCTC × t ÷ l (t in cm, l dal LCF alla taccata poppiera)
- Perdita di GM, metodo 1: dislocamento iniziale
- P × KM ÷ Δ
- Perdita di GM / innalzamento virtuale di G, metodo 2: spinta residua
- P × KG ÷ (Δ − P)
- Esempio svolto
- P = 125 t; GM₁ = 0,68 m; GM₂ = 0,69 m
4Punti chiave
- 1
La reazione verso l'alto P della taccata annulla la differenza d'immersione: P × l = MCTC × t.
- 2
Il metodo 1 perde P × KM ÷ Δ; il metodo 2 perde P × KG ÷ (Δ − P). Usa la base specificata per il minimo.
- 3
L'istante critico è quando tutta la differenza d'immersione è annullata, subito prima dell'appoggio completo della chiglia.
- 4
Un appoppamento ridotto limita P; G basso e specchi liberi limitati migliorano il margine di stabilità residuo.
5Errori frequenti
Errore: Misura l da metà nave alla taccata poppiera.
Corretto: La nave varia assetto attorno al centro di galleggiamento, quindi misuri l dal LCF.
Errore: Gli specchi liberi non contano quando la nave poggia sulle taccate.
Corretto: Gli specchi liberi riducono GM fino all'appoggio completo, aggiungendosi alla perdita causata da P.
6Caso pratico e chiavi d'esame
Una nave con Δ 6.000 t è appoppata di 0,90 m. MCTC è 80 t·m/cm, l è 50 m, KM 7,00 m e KG 6,40 m. Il GM₁ minimo richiesto, con il metodo 1, è 0,45 m. Questa condizione soddisfa il minimo per il bacino?
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P = 80 × 90 ÷ 50 = 144 t. GM iniziale = 7,00 − 6,40 = 0,60 m. GM₁ = 0,60 − 144 × 7,00 ÷ 6.000 = 0,432 m, sotto 0,45 m. Non procedere in questa condizione. Concorda una condizione rivista, per esempio un appoppamento di circa 0,80 m o meno con questi dati fissi; poi conferma i calcoli di bacino approvati e i limiti del responsabile del bacino.
Chiavi d'esame
- P = MCTC × t ÷ l con l misurata dal LCF.
- Perdita di GM con due metodi: diverse basi di forza, stesso momento raddrizzante.
- Appoppamento massimo illustrativo per un GM₁ minimo specificato, con il metodo 1.
- Uscita appoppati: fase critica al sollevamento della chiglia prodiera; P poi scende a zero quando si stacca la poppa.
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