Estabilidad y carga del buque para el OOW

Requisitos previos

Debes saber aritmética básica con momentos (peso × distancia), trigonometría sencilla (seno y tangente) y las partes de un buque. De las lecciones anteriores de este curso debes conocer la función del OOW en el puente y las obligaciones recogidas en la MGN 315, incluido el deber de mantener una guardia de cubierta adecuada en puerto. La estabilidad de embarcaciones pequeñas de los cursos de la RYA (por qué un yate escora y vuelve a enderezarse, y por qué es peligroso el agua que se mueve en el interior) es un buen punto de partida, pero la estabilidad de un buque mercante se calcula, no se siente.

Para el certificado de Oficial de Guardia (Sin limitaciones) (regla II/1 del STCW), el trabajo de estabilidad y carga se examina en el temario Stability and Operations de la MCA y en el examen oral (consulta el MSN 1856 y los documentos del temario de la MCA para conocer el alcance vigente).

Objetivos de aprendizaje

• Definir desplazamiento, peso muerto y peso en rosca, y usar el TPC, el FWA y el DWA.
• Localizar los centros K, G, B y M, y explicar la altura metacéntrica (GM).
• Calcular un nuevo KG y GM tras la carga y la descarga, incluida la corrección por superficie libre.
• Leer una curva GZ y enunciar los criterios de estabilidad intacta de la OMI.
• Explicar el efecto de superficie libre y cómo reducirlo.
• Distinguir una escora de un ángulo de balance peligroso, y corregir cada uno de forma segura.
• Calcular la escora y el cambio de asiento debidos a pesos desplazados.
• Leer las marcas de francobordo y aplicar las reglas de francobordo.
• Llevar a cabo la vigilancia de carga y las funciones de lastre del OOW en puerto, y las comprobaciones prácticas de estabilidad en la mar.

Por qué el OOW necesita la estabilidad

La estabilidad suele calcularla el primer oficial, con el ordenador de carga, y la aprueba el capitán. Pero el OOW es quien está en cubierta cuando el buque empieza a escorar inesperadamente durante las operaciones de carga, quien lee los calados, quien vigila las bombas de lastre y quien está en el puente cuando el buque empieza a balancear lentamente y a quedarse colgado al final de cada balance. Muchos vuelcos y fallos de carga empezaron con señales que un vigía podría haber notado. Necesitas entender lo que significan los números para ver cuándo la realidad no coincide con ellos.

Desplazamiento y calado

Términos básicos

• Desplazamiento (Δ): la masa total del buque y de todo lo que lleva a bordo, en toneladas. Según el principio de Arquímedes, es igual a la masa del agua desplazada: Δ = volumen sumergido × densidad del agua.
• Peso en rosca (lightship): el buque sin carga, combustible, agua, pertrechos ni tripulación.
• Peso muerto (DWT): todo lo que lleva el buque: carga, combustible, agua dulce, lastre, pertrechos, tripulación y efectos. Peso muerto = desplazamiento − peso en rosca.
• Densidad: se toma el agua de mar como 1,025 t/m³ y el agua dulce como 1,000 t/m³. El agua de dársena está entre ambas y se mide con un densímetro.

Toneladas por centímetro (TPC)

El TPC es la masa que cambia el calado medio en 1 cm:

TPC = área de la flotación × densidad ÷ 100

Se da en las tablas hidrostáticas del buque en función del calado. Úsalo para cambios pequeños: cargar 300 t en un buque con TPC 30 la hunde 10 cm.

Asignación de agua dulce (FWA) y asignación de agua de dársena (DWA)

Un buque flota más hondo en agua dulce que en agua de mar porque el agua dulce es menos densa. El FWA es el aumento de calado, en milímetros, al pasar de agua salada a agua dulce con el desplazamiento de verano:

FWA (mm) = Δ ÷ (4 × TPC)

En agua de dársena de densidad ρ (t/m³, escrita como kg/m³ en la fórmula):

DWA (mm) = FWA × (1025 − ρ) ÷ 25

Así, un buque que carga en un puerto fluvial con agua de dársena de 1010 kg/m³, con FWA 150 mm, puede hundir su línea de carga en DWA = 150 × 15 ÷ 25 = 90 mm, porque se elevará esa cantidad al llegar al agua de mar.

Los centros: K, G, B y M

• K, la quilla: el punto de referencia para las alturas verticales.
• G, el centro de gravedad: donde actúa todo el peso del buque. KG es su altura sobre la quilla. Depende de cómo se carga el buque, y es la cifra que tú controlas.
• B, el centro de carena: el centro del volumen sumergido, donde actúa el empuje hacia arriba. KB depende del calado (y de la forma del casco).
• M, el metacentro transversal: para pequeños ángulos de escora, el punto donde la vertical por el centro de carena escorado corta la línea de crujía. KM = KB + BM, donde BM = I ÷ V (el segundo momento del área de la flotación respecto a la crujía dividido entre el volumen sumergido). KM se lee en las tablas hidrostáticas para el calado.

Altura metacéntrica (GM)

GM = KM − KG

Cuando el buque escora, B se desplaza hacia el lado bajo (a B1), porque hay más volumen sumergido en ese lado. El peso sigue actuando hacia abajo por G; el empuje actúa hacia arriba por B1. La distancia horizontal entre las dos líneas de acción es el brazo adrizante GZ. El diagrama de abajo muestra la geometría.

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• Si M está por encima de G (GM positiva), el par empuja al buque de vuelta a la vertical: estable.
• Si G y M coinciden (GM cero): neutro. El buque se queda en el ángulo al que se le empuja.
• Si G está por encima de M (GM negativa): inestable en la vertical. El buque escora hasta encontrar un ángulo en el que sea estable, o zozobra.

Para pequeños ángulos (hasta unos 10° a 15°):

GZ = GM × sen θ

y el momento adrizante = Δ × GZ (tonelada-metros).

Rígido y blando

Una GM grande hace un buque rígido: un momento adrizante fuerte y un balance corto, rápido y brusco que resulta incómodo, somete a tensión los amarres y puede desplazar la carga (los portacontenedores y los buques de carga pesada con grandes GM sufren esto). Una GM pequeña hace un buque blando: un balance largo, lento y perezoso, y menos reserva de estabilidad. Lo ideal es una GM moderada.

El periodo de balance da una comprobación práctica de la GM. Una aproximación habitual es:

Periodo de balance T (segundos) ≈ 2 × C × B ÷ √GM

donde B es la manga del buque y C es un coeficiente que suele estar entre 0,37 y 0,42 (el Código Internacional de Estabilidad sin Avería da una fórmula para él). Si el periodo de balance se alarga notablemente durante la travesía (combustible consumido de los dobles fondos, formación de hielo, agua en cubierta, tanques con superficie libre), la GM está disminuyendo. Infórmalo.

Cálculo de KG y GM

Método de los momentos

El momento vertical de cada peso respecto a la quilla es el peso × su propio KG (a menudo escrito Kg). El nuevo KG es el momento total dividido entre el desplazamiento total:

KG = Σ(peso × Kg) ÷ Σpeso

Los pesos descargados se restan como pesos negativos.

Cálculo práctico de la GM

Un buque tiene un desplazamiento de 10.000 t y KG 7,20 m. Carga 500 t de carga en la bodega inferior a Kg 2,0 m y descarga 200 t del entrepuente a Kg 9,0 m. Tras las operaciones, los momentos de superficie libre de los tanques con superficie libre suman 1.500 t·m. Con el desplazamiento final, las tablas hidrostáticas dan KM 7,90 m.

1. KG sólido = 71.200 ÷ 10.300 = 6,913 m.
2. Corrección por superficie libre (FSC) = 1.500 ÷ 10.300 = 0,146 m.
3. KG fluido = 6,913 + 0,146 = 7,059 m.
4. GM (fluida) = KM − KG fluido = 7,900 − 7,059 = 0,841 m.

La GM inicial mínima de la OMI es 0,15 m, así que el buque está muy por encima del límite de este criterio. Observa cómo cargar bajo y descargar alto bajó G, aumentando la GM, mientras que los tanques con superficie libre le costaron casi 15 cm.

Efecto de superficie libre

Cuando un tanque está parcialmente lleno (con superficie libre), el líquido se desplaza hacia el lado bajo al escorar el buque. Su centro de gravedad se desplaza hacia el lado bajo, lo que reduce el brazo adrizante como si G hubiera subido. Esta subida virtual de G es la corrección por superficie libre:

FSC = momento de superficie libre ÷ Δ

Para un tanque rectangular, momento de superficie libre (t·m) = (l × b³ ÷ 12) × densidad del líquido del tanque

donde l es la eslora y b la manga del tanque.

Puntos clave:

• Depende de la manga al cubo del tanque, no de cuánto líquido haya en él. Un tanque con unos pocos centímetros de agua en el fondo tiene casi el mismo efecto que uno medio lleno.
• Dividir un tanque con un mamparo longitudinal en dos mitades iguales reduce el efecto de superficie libre a una cuarta parte (cada mitad tiene un octavo del b³ original; dos de ellas suman un cuarto).
• Mantén al mínimo el número de tanques con superficie libre. Llena a tope los tanques o vacíalos por bombeo.
• El agua en cubierta, en las bodegas o procedente de la lucha contra incendios tiene un gran efecto de superficie libre. El agua de lucha contra incendios ha hecho zozobrar buques en el costado. Bombéala fuera.

Ejemplo: un tanque de doble fondo de 20 m de eslora y 10 m de manga, con agua de mar y con superficie libre. Momento de superficie libre = 20 × 10³ ÷ 12 × 1,025 = 1.708 t·m. En un buque de 10.300 t eso supone una FSC de 0,166 m: un solo tanque elimina aproximadamente una quinta parte de la GM del ejemplo práctico.

La curva GZ

Para ángulos mayores, GZ no es GM × sen θ, porque la línea de flotación cambia de forma cuando la regala se sumerge o la sentina sale a la superficie. La información de estabilidad del buque da las curvas transversales (curvas KN), y:

GZ = KN − KG × sen θ

(con el KG corregido por la superficie libre). Al representar GZ frente a la escora se obtiene la curva de estabilidad estática. El diagrama de abajo muestra una curva típica y los criterios de la OMI.

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Qué leer en ella:

• Pendiente inicial: la tangente en el origen pasa por la GM a 57,3° (un radián). Un comienzo empinado significa una GM grande.
• GZ máximo y el ángulo al que se produce.
• Ángulo de estabilidad nula: donde GZ vuelve a cero. Más allá de él el buque zozobra.
• Intervalo de estabilidad: desde la vertical hasta el ángulo de estabilidad nula.
• Área bajo la curva: la estabilidad dinámica, la energía disponible para resistir la escora por el viento y las olas.

Criterios de estabilidad intacta de la OMI

Los criterios generales del Código Internacional de Estabilidad sin Avería de 2008 (Parte A) son:

Existe también un criterio de viento fuerte y balance (de tiempo), y reglas especiales para determinados tipos de buque (cargas de grano según el Código Internacional de Grano, cargas de madera en cubierta, portacontenedores, buques de pasaje). Todo buque debe tener información de estabilidad aprobada, y el capitán debe asegurarse de que el buque cumple antes de zarpar. El ordenador de carga comprueba estos criterios en cada condición.

Escora y ángulo de balance peligroso

Un buque que se encuentra inclinado en aguas tranquilas tiene una escora o un ángulo de balance peligroso. Desde el muelle parecen iguales, pero tienen causas y remedios opuestos, y equivocarse puede hacer zozobrar el buque. El diagrama de abajo los compara.

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Escora

G se ha desplazado fuera de la crujía (carga desigual, un tanque lleno en un lado, carga desplazada). La GM es positiva. El buque escora hasta que B1 queda verticalmente por debajo de G1, y siempre se inclina hacia el mismo lado.

tan θ = GG1 ÷ GM, donde GG1 = (w × d) ÷ Δ

w es el peso desplazado (o cargado fuera de crujía) y d la distancia transversal.

Ejemplo: en el ejemplo práctico de GM (Δ 10.300 t, GM 0,841 m), 80 t de carga se desembarcan a 10 m de la crujía en lugar de hacerlo sobre ella. GG1 = 80 × 10 ÷ 10.300 = 0,078 m. tan θ = 0,078 ÷ 0,841 = 0,093, θ = 5,3°.

Remedio: traslada el peso de vuelta al otro lado, o lastra el costado alto.

Balance peligroso

G está sobre la crujía pero por encima de M: la GM es negativa en la vertical. El buque no puede mantenerse vertical; se deja caer hacia un lado. Al escorar, B se desplaza lo suficiente como para que el brazo adrizante vuelva a ser positivo, y el buque se queda colgado en el ángulo de balance peligroso donde GZ es cero. Puede caer hacia el otro lado con mar gruesa o durante una caída a babor o a estribor, y tiene muy poca reserva de estabilidad.

Señales de balance peligroso y no de escora:

• No se encuentra ninguna razón para la escora (tanques y carga simétricos).
• El buque se deja caer de un lado a otro.
• Balancea lentamente y se queda colgado al final de cada balance, alrededor del ángulo de balance y no alrededor de la vertical.
• Hay causas típicas presentes: combustible y agua consumidos de los dobles fondos, carga alta en cubierta (madera, contenedores) que absorbe agua, formación de hielo, tanques con superficie libre.

Remedio: baja G. Nunca intentes corregir un balance peligroso trasladando peso al costado alto: hará que el buque caiga hacia el otro lado con un ángulo mayor. La secuencia segura es:

1. Confirma que es un balance peligroso y no una escora.
2. Elimina la superficie libre donde sea posible: llena a tope los tanques con superficie libre o vacíalos.
3. Llena los tanques bajos del doble fondo, empezando por un tanque dividido en el lado bajo (llenarlo primero añade peso abajo y en el lado en que el buque ya está escorado, y la superficie libre de un tanque pequeño es pequeña). Después llena el tanque correspondiente del lado alto.
4. Retira o baja el peso alto si es posible (desecha la carga de cubierta solo como último recurso y con la decisión del capitán).

Asiento

Términos

• Asiento: la diferencia entre los calados a popa y a proa. El asiento por popa (más hondo a popa) es normal para una buena gobernabilidad e inmersión de la hélice.
• LCF (centro longitudinal de flotación): el punto alrededor del cual el buque asienta, el centroide de la línea de flotación. Está cerca de la cuaderna maestra, pero se desplaza con el calado.
• MCTC (momento para cambiar el asiento 1 cm): el momento de asiento (t·m) que cambia el asiento en 1 cm. Se obtiene de las tablas hidrostáticas.

Cambio de asiento (cm) = momento de asiento ÷ MCTC

Ejemplo práctico de asiento

Un buque de 140 m de eslora, Δ 10.300 t, MCTC 160 t·m/cm, LCF en la cuaderna maestra. Se ordena al OOW trasladar 150 t de lastre del pique de proa (centro a 60 m a proa de la cuaderna maestra) al pique de popa (centro a 65 m a popa de la cuaderna maestra).

1. Distancia desplazada = 60 + 65 = 125 m a popa.
2. Momento de asiento = 150 × 125 = 18.750 t·m por popa.
3. Cambio de asiento = 18.750 ÷ 160 = 117 cm por popa.
4. Con el LCF en la cuaderna maestra, el cambio se reparte por igual: el calado a popa aumenta unos 59 cm y el calado a proa disminuye unos 59 cm. (Si el LCF no está en la cuaderna maestra, repártelo en proporción a las distancias de las perpendiculares desde el LCF.)

Comprueba que el calado a proa no se vuelva tan pequeño que la proa golpee las olas o que se incumpla la regla de visibilidad desde el puente a proa (SOLAS V/22), y comprueba el calado a popa frente a la profundidad del atraque o del canal.

Líneas de carga

Las marcas

El Convenio Internacional sobre Líneas de Carga de 1966 (con su Protocolo de 1988), aplicado en el Reino Unido por el Reglamento de Líneas de Carga de la Merchant Shipping, fija el francobordo mínimo para que el buque tenga reserva de flotabilidad suficiente y una cubierta razonablemente seca. Las marcas están talladas o soldadas en el costado del buque a la altura de la cuaderna maestra y pintadas en un color contrastante. El diagrama de abajo las muestra.

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• Línea de cubierta: marca la cubierta de francobordo.
• Disco de línea de carga (marca de Plimsoll): un anillo de 300 mm de diámetro con una línea horizontal que lo atraviesa. El borde superior de la línea pasa por el centro del disco y está a nivel con la línea de carga de verano. Las letras a ambos lados indican la autoridad asignadora (por ejemplo L R).
• Las líneas de carga, cada una medida hasta su borde superior:

Los buques madereros tienen líneas de carga de madera adicionales marcadas con el prefijo L.

Zonas y áreas

El Convenio divide los océanos en zonas tropicales y de verano y áreas estacionales (invierno, tropical) que se muestran en un mapa del Convenio y en las cartas de derrotas. La línea de carga aplicable es la de la zona en la que se encuentra el buque, y el buque no debe cargarse de forma que la marca correspondiente quede sumergida en ninguna fase de la travesía: salida, paso por cada zona y llegada. Un buque que sale de un puerto en zona tropical con destino a una zona de verano debe haber consumido suficiente combustible y agua para cuando cruce el límite y dejar la marca de verano libre.

Carga en agua de dársena

Carga hasta que la marca correspondiente quede sumergida como máximo en el DWA calculado a partir de la densidad medida del agua de dársena, y luego ten en cuenta el consumo de combustible y agua antes de llegar a una nueva zona. Toma la muestra de densidad a varias profundidades junto al costado, lejos de cualquier desagüe.

La sobrecarga es una infracción para el capitán y el armador, y la detiene el control del Estado rector del puerto.

Funciones de vigilancia de carga en puerto

Cuando el buque está atracado, el OOW mantiene una guardia de cubierta para el capitán y el primer oficial (el capítulo VIII, parte 4-4 del STCW establece los principios para mantener una guardia en puerto). Las funciones habituales son:

Seguridad del buque

• Amarres: atiéndelos a medida que el buque sube y baja con la marea y la carga. Los cabos flojos dejan que el buque se desplace a lo largo del atraque; los cabos demasiado tensos se rompen o arrancan los noray. Nunca te sitúes en la zona de retroceso de un cabo.
• Calado, asiento y escora: lee los calados con regularidad y compáralos con el plan de carga. Cualquier escora inesperada es motivo para parar y averiguar por qué.
• Pasarela: acceso seguro con red de seguridad, iluminación, un salvavidas con cabo, ajustada a medida que el buque se mueve.
• Tiempo: vigila un aumento del viento que pudiera separar el buque del atraque o detener las operaciones de grúa.
• Incendios y seguridad: rondas de incendio, permisos de trabajo en caliente, nivel de protección del ISPS y control de accesos.
• Contaminación: vigila por la borda si hay aceite, y mantén los imbornales tapados durante el abastecimiento de combustible.

Seguimiento del plan de carga

• Comprueba la secuencia de carga o descarga frente al plan de estiba y los resultados del ordenador de carga, y anota el progreso.
• Mantén las operaciones de lastre en paralelo con la carga para que los esfuerzos (fuerzas cortantes y momentos flectores) se mantengan dentro de los límites en cada fase, no solo al final. En los graneleros, el Código BLU exige un plan de carga o descarga acordado con la terminal, incluido el lastrado, y el derecho a detener las operaciones de carga si se van a superar los límites.
• Vigila las señales de arrufo excesivo (extremos caídos, más calado en los extremos del esperado) o de quebranto (la parte central más profunda que la media de los extremos). Compara el calado a la cuaderna maestra con la media de los calados de proa y popa.
• Comprueba que la carga está correctamente estibada y trincada según el Manual de Trincaje de la Carga (Código CSS), que las mercancías peligrosas están segregadas y etiquetadas según el Código IMDG, y que las cargas sólidas a granel tienen las declaraciones correctas según el Código IMSBC (algunas cargas pueden licuarse y desplazarse si su contenido de humedad es demasiado alto).
• En los buques tanque, sigue la lista de verificación de seguridad buque-tierra y los procedimientos ISGOTT, vigila los niveles de los tanques, la presión del gas inerte y los caudales de carga, y sabe cómo detener la carga en una emergencia.

Detener las operaciones de carga

Tienes la autoridad, y el deber, de detener las operaciones de carga si ves un peligro: una escora inesperada, carga o embalaje dañados, un contenedor de mercancías peligrosas con fugas, tensiones que se acercan a los límites, fallo de un amarre o trabajo inseguro de los estibadores. Primero para la carga y después informa al primer oficial.

Lastre

Por qué lastre

El lastre da a un buque en rosca calado suficiente para sumergir la hélice y el timón, calado a proa suficiente para reducir los golpes de mar, estabilidad suficiente, asiento y escora aceptables, y tensiones aceptables en el casco.

Gestión del agua de lastre

El Convenio Internacional para el Control y la Gestión del Agua de Lastre de la OMI (en vigor desde 2017) pretende impedir el traslado de organismos acuáticos nocivos en el agua de lastre. Los buques llevan un Plan de Gestión del Agua de Lastre aprobado y un Libro de Registro del Agua de Lastre, y deben cumplir:

• la norma D-1 (intercambio del agua de lastre): al menos el 95% de intercambio volumétrico, cuando sea posible a al menos 200 millas náuticas de la tierra más cercana en agua de al menos 200 m de profundidad (si no es posible, al menos 50 millas de la tierra en 200 m de profundidad). Esta norma ha sido sustituida por la D-2 para casi todos los buques.
• la norma D-2 (de rendimiento): tratamiento mediante un sistema de gestión del agua de lastre aprobado para limitar el número de organismos viables descargados.

Cada operación de lastre (tomar, descargar, trasvasar, tratar) debe registrarse con horas, posiciones, cantidades y tanques. Comprueba los requisitos de cada Estado rector del puerto, que pueden ser más estrictos.

Funciones de lastre del OOW

• Conoce qué tanques se están trabajando, las cantidades previstas y el orden.
• Sondea los tanques o vigila los indicadores remotos con regularidad, y comprueba que el calado y la escora del buque responden como se espera.
• Vigila el desbordamiento por los respiraderos, que significa que un tanque está lleno a tope o que una válvula está mal.
• Recuerda que el intercambio secuencial en la mar afecta brevemente a la estabilidad y a las tensiones: sigue exactamente la secuencia aprobada.
• Registra todo.

Comprobaciones prácticas de estabilidad para el OOW en la mar

• Vigila el balance. Un balance largo y lento que se queda colgado al final sugiere una GM pequeña o negativa. Un cambio repentino del periodo de balance es una advertencia.
• Vigila cualquier escora inesperada. Puede significar desplazamiento de carga, inundación, una válvula de tanque abierta o balance peligroso.
• Sondas de sentinas y tanques. Los aumentos inexplicables del agua de sentina de una bodega o de un tanque de lastre pueden significar inundación.
• Carga de cubierta y trincajes. Compruébalos después de un mal tiempo, e informa de cualquier cosa floja o dañada.
• Formación de hielo y agua en cubierta. Ambas elevan G. Organiza la eliminación del hielo cuanto antes.
• Consumo de combustible y agua. Quemar combustible de los dobles fondos eleva G y añade superficie libre. El primer oficial habrá planificado la secuencia; conócela.
• Mal tiempo. Evita las condiciones que provocan balance sincrónico o paramétrico, y recuerda que la estabilidad se reduce cuando una cresta de ola está en la cuaderna maestra.
• Averías. En caso de inundación, el orden es: detener la entrada de agua si es posible, informar, cerrar las puertas estancas y usar la información de estabilidad en avería. La superficie libre y la pérdida de flotabilidad actúan a la vez.

Ejemplo práctico: una escora inesperada durante la carga

Un buque de carga general está cargando productos de acero de noche. Estás de guardia en cubierta. El buque está planeado para estar vertical durante toda la operación. A las 02:00 notas una escora de unos 3,5° a babor, y la pasarela empieza a agarrotarse.

1. Detener y evaluar. Pide al capataz de estibadores que detenga la carga por el costado de babor. Lee los calados a ambos costados a la cuaderna maestra: babor 8,26 m, estribor 7,04 m. Con una manga de 20 m, esa diferencia de 1,22 m confirma una escora de unos 3,5° (tan θ = 1,22 ÷ 20).
2. Comprueba las causas evidentes. Las tres últimas izadas fueron a la banda de babor de la bodega n.º 3. Los sondajes de tanques indican que el doble fondo n.º 2 de babor tiene 30 t más de lo previsto. Alguien lo ha estado llenando.
3. ¿Escora o balance peligroso? El buque se mantiene estable escorado a babor, no se deja caer, y las causas encontradas son asimétricas: escora, con GM positiva.
4. Estimación. Δ 12.000 t y GM 0,65 m (del ordenador de carga). Las 30 t extra en el tanque de babor están a 6 m de la crujía (180 t·m), y unas 60 t más de carga de lo previsto se han colocado en la banda de babor a 5 m (300 t·m). Total 480 t·m. GG1 = 480 ÷ 12.000 = 0,040 m. tan θ = 0,040 ÷ 0,65 = 0,062, θ = 3,5°. La escora calculada coincide con la observada, así que la causa está entendida.
5. Corregir e informar. Llama al primer oficial. Se para la bomba del n.º 2 de babor y se encuentra la válvula abierta; el tanque se devuelve al plan. Los estibadores cargan las siguientes izadas a estribor. El buque se pone vertical. Registra el suceso en el diario.

La idea: una escora inesperada es información. Encuentra la causa antes de corregirla, porque una corrección equivocada en un buque en balance peligroso es peligrosa.

Errores habituales

• Olvidar la corrección por superficie libre, o pensar que un tanque casi vacío no tiene efecto de superficie libre.
• Usar GZ = GM sen θ a grandes ángulos. Usa las curvas KN.
• Corregir un balance peligroso trasladando peso al costado alto. Baja G en su lugar, empezando por el lado bajo.
• Tratar una escora como algo sin importancia. Siempre tiene una causa, y la causa puede ser una inundación.
• Ignorar el calado a la cuaderna maestra, y no detectar así el arrufo o el quebranto.
• Deslastrar antes que la carga, dejando que las tensiones superen los límites durante la operación.
• Cargar hasta la marca en agua de dársena sin el cálculo del DWA, u olvidar un cambio de zona durante la travesía.
• No registrar las operaciones de lastre en el Libro de Registro del Agua de Lastre.
• Permitir que el agua de lucha contra incendios se acumule en un buque atracado.

Resumen

• Desplazamiento = volumen sumergido × densidad. Peso muerto = desplazamiento − peso en rosca. TPC; FWA = Δ ÷ (4 × TPC); DWA = FWA × (1025 − ρ) ÷ 25.
• GM = KM − KG. GM positiva: estable. Para pequeños ángulos GZ = GM sen θ; para grandes ángulos GZ = KN − KG sen θ.
• Nuevo KG por momentos; suma la corrección por superficie libre (momento de superficie libre ÷ Δ) para obtener el KG fluido.
• El efecto de superficie libre depende de la manga del tanque al cubo; un mamparo de crujía lo reduce a una cuarta parte.
• Criterios de la OMI: áreas 0,055, 0,090 y 0,030 m·rad; GZ 0,20 m a 30° o más; GZ máximo a 25° o más; GM de al menos 0,15 m.
• Escora: G fuera de la crujía, GM positiva, siempre al mismo lado; tan θ = GG1 ÷ GM. Balance peligroso: GM negativa en la vertical, se deja caer a cualquier lado; baja G, empezando por el lado bajo.
• Cambio de asiento = momento de asiento ÷ MCTC.
• Líneas de carga: S a nivel del centro del disco, T y W a 1/48 del calado de verano por encima y por debajo, WNA 50 mm por debajo de W, F y TF un FWA por encima de S y T.
• En la vigilancia de carga, mantén el lastre en paralelo con la carga, vigila calados, escora y amarres, y detén las operaciones cuando algo no esté bien.
• En la mar, vigila el periodo de balance, las escoras, los sondajes y cualquier cosa que eleve G.

Compruebe lo que ha entendido

1. Un buque tiene KM 8,20 m y KG 7,60 m, con momentos de superficie libre de 900 t·m a un desplazamiento de 15.000 t. ¿Cuál es su GM fluida?

Respuesta: FSC = 900 ÷ 15.000 = 0,06 m. KG fluido = 7,66 m. GM = 8,20 − 7,66 = 0,54 m.

1. ¿Por qué dividir un tanque con superficie libre mediante un mamparo de crujía reduce el efecto de superficie libre a una cuarta parte?

Respuesta: El momento de superficie libre depende de la manga del tanque al cubo. Cada mitad tiene la mitad de la manga, así que un octavo del momento; las dos mitades suman un cuarto del original.

1. Un buque de Δ 8.000 t y GM 0,40 m tiene 50 t desplazadas 12 m a través de cubierta. ¿Qué escora resulta?

Respuesta: GG1 = 50 × 12 ÷ 8.000 = 0,075 m. tan θ = 0,075 ÷ 0,40 = 0,1875, θ = 10,6°.

1. ¿Cómo distingues una escora de un ángulo de balance peligroso, y por qué importa?

Respuesta: Una escora se mantiene estable hacia un lado con una causa asimétrica encontrada y GM positiva. Un buque en balance peligroso no tiene causa asimétrica, puede caer hacia cualquier lado y balancea lentamente alrededor del ángulo de balance. Importa porque el remedio de una escora (trasladar peso al costado alto) puede hacer que un buque en balance peligroso caiga hacia el otro lado con un ángulo mayor.

1. Enuncia cuatro de los criterios de estabilidad intacta de la OMI del Código IS de 2008.

Respuesta: Cualesquiera cuatro de: área hasta 30° de al menos 0,055 m·rad; área hasta 40° (o ángulo de inundación) de al menos 0,090 m·rad; área de 30° a 40° de al menos 0,030 m·rad; GZ de al menos 0,20 m a 30° o más; GZ máximo preferiblemente a 25° o más; GM inicial de al menos 0,15 m.

1. Calado de verano 12,00 m, TPC 40, desplazamiento de verano 40.000 t. ¿Dónde están las marcas T, W y F con respecto a S?

Respuesta: 1/48 de 12,00 m = 250 mm, así que T está 250 mm por encima de S y W 250 mm por debajo de S. FWA = 40.000 ÷ (4 × 40) = 250 mm, así que F está 250 mm por encima de S.

1. El buque de la pregunta 6 carga en agua de dársena de densidad 1.005 kg/m³. ¿Cuánto puede hundir la marca de verano?

Respuesta: DWA = 250 × (1.025 − 1.005) ÷ 25 = 200 mm, suponiendo que está en una zona de verano y que no se necesita ninguna asignación adicional por consumo.

1. Un buque con MCTC 200 t·m/cm desplaza 120 t de carga 50 m a proa. ¿Cuál es el cambio de asiento, y cómo se reparte si el LCF está en la cuaderna maestra?

Respuesta: Momento de asiento 6.000 t·m. Cambio de asiento = 30 cm por la proa. El calado a proa aumenta 15 cm y el calado a popa disminuye 15 cm.

1. Durante la carga observas que el calado a la cuaderna maestra es mucho mayor que la media de los calados de proa y popa. ¿Qué sugiere esto, y qué debes hacer?

Respuesta: El buque está quebrantado (peso elevado concentrado en la zona central). Compara las tensiones del ordenador de carga con la condición real, informa al primer oficial, y detén o ajusta las operaciones de carga y lastre si pueden superarse los límites.

1. En la travesía el periodo de balance se ha alargado notablemente y el buque se queda colgado al final de cada balance. ¿Qué puede estar pasando, y qué comprobaciones harías?

Respuesta: La GM está disminuyendo, posiblemente hacia cero o negativa. Comprueba los tanques con superficie libre y el consumo de combustible de los dobles fondos, el agua en cubierta o en las bodegas, la formación de hielo y el desplazamiento de carga; toma sondajes; informa al capitán.

Lecturas recomendadas

• B. Barrass y D.R. Derrett, Ship Stability for Masters and Mates, 7.ª ed. (Butterworth-Heinemann)
• Temario MCA OOW Unlimited (II/1) Stability and Operations
• D.J. House, Seamanship Techniques, 4.ª ed. (Routledge)
• Código de Buenas Prácticas de Trabajo Seguro para la Gente de Mar Mercante de la MCA (COSWP)
• Convenio y Código STCW, edición consolidada de 2017 (OMI), capítulo VIII, guardias
• MARPOL, edición consolidada (OMI)
• MSN 1856 (M+F) Enmienda 1, formación y certificación del Reino Unido para capitanes y oficiales de cubierta