Piense en el barco más hermoso que haya visto, imaginado o, digamos, el que más haya capturado su imaginación. No hace falta decir que una característica de los barcos que nunca deja de fascinar es: la proa.
La parte más importante del barco es en parte estética y en parte científica. Su nave viaja en un medio que proporciona una resistencia considerable en comparación con el aire. Ahora bien, esto requiere que el diseño sea tal que los componentes de la resistencia de la nave se mantengan en un nivel bajo. Especialmente, en el caso de los barcos con formas más llenas, los componentes de la resistencia a la rotura de las olas se vuelven significativos, mientras que los barcos con una forma esbelta y más curvada tienen menos resistencia a la rotura de las olas.
Afortunadamente, estos pueden ser controlados por la forma en que el agua y las olas interactúan con el barco a la entrada en el extremo de proa. La proa del barco es donde la parte de proa del barco entra por primera vez en contacto con el agua en lo que respecta a la línea de flotación de su diseño.
Ola de proa
Al observar los diferentes diseños de proa de barcos que existen en la actualidad, parece que se han probado la mayoría de las formas posibles y una combinación de dos o más de ellas. Sin embargo, han surgido diseños más nuevos y a menudo se han ensayado diseños antiguos menos utilizados con ciertos cambios tras un extenso análisis.
Aún así, a grandes rasgos, algunos de los tipos de diseño de proa son:
- La proa bulbosa
- Una proa normal sin bulbo
- Otras proas especiales
La plomada, el clíper y la cuchara
Una proa normal, como la llamaríamos, se ha desarrollado a partir de su predecesora que era una proa vertical. El ángulo que forma la roda del barco con la línea de flotación se llama rastrillo. Una proa vertical, o sin rastrillo, que tiene un borde recto se conoce como proa a plomo. Estas proas tienen una línea de flotación máxima además de una proa en X o una proa invertida. Esta longitud de la línea de flotación permite una mayor velocidad del casco.
Los rastrillos de proa se utilizan junto con las bengalas (¿Recuerdas que mencioné lo de imaginar tu barco? Supongo que no olvidará la forma del casco que se estira hacia afuera en la parte superior, esto es lo que llamamos abocinamiento). El abocardado tiene sus propias ventajas, como mantener el agua fuera de las cubiertas, y también facilita los movimientos de cabeceo. El abocinamiento también crea lo que se denomina «zonas de deformación», lo que permite la seguridad contra las colisiones antes de que la parte sumergida entre en contacto con ella. En cuanto a la estabilidad, eleva el centro de flotación, lo que a su vez aumenta el GM, uno de los pilares de la estabilidad del buque. Tradicionalmente se les ha llamado Clippers.
Como su nombre indica, una Proa Cuchara se asemeja a una cuchara dando un aspecto cóncavo en la línea de roda y cubierta. Estas formas suelen tener chining y curvatura en la línea de flotación creando su característico patrón de estela, aportando resistencia a la formación de olas.
Image Credits: Ynhockey / Wikipedia
Proa Bulbosa
Una unidad muy familiar en las secciones de proa de casi todos los buques de carga de navegación marítima y buques con formas más completas es -La Proa Bulbosa. Se dice que este elemento básico de los diseños de buques actuales fue descubierto en lugar de ser inventado. Las pruebas militares de remolque realizadas en EE.UU. demostraron que, para un modelo de barco, tener un tubo de descarga de torpedos que se extendiera hacia delante también disminuía la resistencia. Los primeros barcos civiles se vieron en la década de 1930.
Las proas bulbosas se estudian con sus propias características de forma y éstas podrían surgir en sus cálculos de resistencia y potencia del barco, por lo que podría considerar algunas de ellas como la forma de la sección, las relaciones de área, la longitud del saliente y similares.
La Proa Bulbosa puede reducir el golpe de ariete en su barco y tener el mismo efecto que una proa normal en una condición de lastre si se utiliza una sección de bulbo fuertemente afilada. Dependiendo de la forma de su barco, como se mencionó anteriormente, el eje de la proa también es importante, ya que afecta a la influencia de las olas en la entrada, y si usted mantiene su eje de tal manera que se inclina hacia la popa, permitirá mejores características de flujo. Los barcos con formas más llenas tienen una gran resistencia a la rotura de las olas, y este elemento, que se come su eficacia propulsora, puede reducirse en gran medida utilizando una proa de bulbo con un plano de agua que se estrecha hacia abajo. Estas proas también permiten una mejor recuperación de la energía por parte de la hélice, ya que se minimizan las pérdidas de energía debidas a los vórtices en el extremo de proa.
Portas parabólicas y cilíndricas
A veces los diseñadores consideran la posibilidad de diseñar embarcaciones con varas «romas» en contraposición a la naturaleza afilada de la sección de proa. Aquí está la proa parabólica, que se asemeja a la curva matemática, la parábola.
Ahora, recordando algunas matemáticas de la escuela secundaria, el semieje menor de la elipse es lo que sería la viga del barco. A veces sólo diseñar una forma parabólica para el casco de un barco no es suficiente, hay que ver el flujo alrededor del casco y para ello, darle una forma redondeada típica como un casco redondo normal de sentina. Las proas parabólicas pueden combinarse con los bulbos para tener en cuenta la resistencia a la rotura de las olas, ya que son populares en los diseños de formas más completas y se utilizan en los graneleros en la actualidad.
Referencia de imagen: Ship Design for Efficiency and Economy
El primo más cercano a estos son las proas cilíndricas de los buques que también están diseñadas para formas más completas en las líneas de flotación de diseño y son ideales para su uso en condiciones de carga completa. Las proas cilíndricas pueden tener una resistencia mínima a la formación de olas si se diseñan prestando la debida atención a la contundencia de la forma y el borde de la roda en diferentes calados.
La proa de hacha
Mientras que un hacha cumple su función, cortar madera, o quizás algo tan obvio, la proa de barco que se le parece tiene sus propios rasgos característicos. Este diseño suele tener una línea de roda vertical unida a una parte delantera del casco larga, profunda y estrecha, algo así como un hacha. Esta forma le permite cortar el agua, permitiéndole pasar fácilmente a través de las olas con menos cabeceo a diferencia de una proa normal. La parte inferior de la parte delantera del casco, llamada pata de proa, rara vez emerge fuera del agua y, por lo tanto, el buque es menos susceptible de golpear también.
Créditos de la imagen: US Navy
Por otro lado, hay que tener en cuenta ciertos aspectos de maniobra, un buque con proa de hacha requiere más movimiento del timón como se confirma al estudiar sus parámetros hidrodinámicos.
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Proa X: la generación de las proas invertidas
¿Qué le parece un diseño en el que la proa de su barco y casi una mayor parte del casco aparecen al revés en comparación con un casco normal de pantoque redondo o con cualquiera de las formas de casco que generalmente se ven en los barcos? La proa invertida es un éxito entre el renacimiento de tecnologías que quedaron obsoletas en otra época.
Créditos: BoH/wikipedia.org
Estas formas de casco tienen la ventaja de permitir la máxima longitud de la línea de flotación para barcos de tamaños comparables, lo que significa las mayores velocidades de casco posibles. Al igual que la proa del hacha, estas proas tienen menos salpicaduras de agua a la entrada y también tienen menos movimientos de cabeceo y la reducción del slamming es bastante significativa. Esto crea una experiencia bastante cómoda para la tripulación. El consumo de combustible también se reduce significativamente y esta proa puede funcionar con bastante eficacia en rangos de olas de tamaño medio, principalmente porque la mayor parte del volumen del barco está por encima y por delante, impactado directamente por las olas.
Estas formas de casco también se duplican como cubiertas con espacio de alojamiento para el personal. Sin embargo, la aplicabilidad de estos diseños para el mismo nivel de mejora de las pérdidas de velocidad en los mares más agitados debe ser un área de trabajo en curso. Dejando esto a un lado, estos buques se han aplicado a diversas aplicaciones como los buques AHTS (Anchor Handling Tug Supply), buques sísmicos, buques offshore y de colocación de tuberías, buques de perforación y similares.
Estos son los diseños de proa de buques más utilizados hoy en día. Lo más probable es que cualquier buque que vea por ahí tenga alguno de los diseños que acaba de leer.
¿Conoce algunas características más destacadas de los diferentes diseños de proa en práctica hoy en día?