Estabilidad y control de averías

Requisitos previos

Esta lección supone conocimientos de Yachtmaster Coastal sobre la maniobra de un barco con mal tiempo, la construcción básica de un yate (quilla, lastre, pasacascos y válvulas de fondo) y el uso de las bombas de sentina. Conecta directamente con las lecciones de Offshore sobre tácticas con mal tiempo (capear, arribar, anclas flotantes y recuperación tras una escora total) y sobre el abandono del buque. No se necesitan matemáticas más allá de multiplicar y dividir. Si tu yate tiene un cuadernillo de estabilidad, una categoría de diseño RCD/ISO 12217 o un número STIX, téngalo a mano: aprenderás qué significan esas cifras.

Objetivos de aprendizaje

Al final de esta lección deberías ser capaz de:

• Definir el centro de gravedad (G), el centro de carena (B), el metacentro (M), la altura metacéntrica (GM) y el brazo adrizante (GZ).
• Leer una curva de GZ e identificar la estabilidad inicial, el GZ máximo, el ángulo de estabilidad nula, el ángulo de inundación y el área bajo la curva.
• Explicar cómo la carga, los pesos en cubierta y los tanques parcialmente llenos (efecto de superficie libre) cambian la estabilidad, y calcular el efecto de desplazar un peso.
• Explicar por qué las olas y las rompientes pueden zozobrar un yate que es estáticamente estable.
• Explicar la eslora inundable, la estabilidad en avería y los límites de la contrainundación.
• Llevar a cabo una secuencia de control de averías: encontrar la vía de agua, detenerla o frenarla, achicar, evaluar la estabilidad y decidir.
• Estimar la entrada de agua por una brecha y compararla con la capacidad realista de las bombas.
• Relacionar tus conocimientos con los puntos del programa de la RYA Yachtmaster Offshore (G158) sobre estabilidad y control de averías: los factores que afectan a la estabilidad y a la navegabilidad de un yate, el riesgo de zozobra con mal tiempo, el efecto de los pesos y de la superficie libre, las inundaciones y el control de averías, el uso de las bombas, la reparación de vías de agua y la decisión de abandonar, tal como el examinador las evaluará en el examen oral y en los simulacros prácticos de emergencia.
• Usar la fórmula de cribado de zozobra y las cifras de estabilidad de la placa del constructor para juzgar la idoneidad de un yate para la navegación en alta mar.
• Distinguir una escora de un ángulo de balance inestable (loll) y actuar correctamente en cada caso.
• Calcular el efecto de la intensidad del viento sobre el momento escorante, y explicar por qué arrizar pronto es una decisión de estabilidad.

Las fuerzas básicas

Un yate a flote está sometido a dos fuerzas iguales y opuestas:

• El peso, que actúa verticalmente hacia abajo a través del centro de gravedad, G. La posición de G depende de cómo esté distribuido el peso: casco, quilla lastrada, aparejo, motor, tanques, víveres y tripulación.
• El empuje, que actúa verticalmente hacia arriba a través del centro de carena, B, el centro geométrico del volumen sumergido.

Adrizado, G y B están sobre la misma línea vertical y el barco está en equilibrio. Cuando el yate escora, cambia la forma de la obra viva: se sumerge más volumen en el costado bajo, de modo que B se desplaza hacia el costado bajo. G no se mueve (salvo que algo se desplace en el interior). Las dos fuerzas forman ahora un par, separado por una distancia horizontal llamada brazo adrizante, GZ. El momento adrizante es el desplazamiento multiplicado por GZ.

Momento adrizante = desplazamiento x GZ

Un yate de 8 toneladas con un GZ de 0,5 m a 30 grados tiene un momento adrizante de 4 tonelada-metro. Todo lo que intente escorarlo más (el viento en las velas, una ola, la tripulación en la regala de sotavento) debe vencer ese momento.

El metacentro y GM

Con ángulos de escora pequeños (hasta unos 10 a 15 grados), la vertical que pasa por el nuevo centro de carena corta la línea de crujía en un punto casi fijo llamado metacentro, M. La distancia de G a M es la altura metacéntrica, GM.

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Para ángulos pequeños, GZ es aproximadamente GM multiplicado por el seno del ángulo de escora. Así, GM rige la estabilidad inicial: lo rígido o flojo que se siente un barco cuando empieza a escorar.

• GM grande: barco rígido, resiste la escora, pero tiene un balance rápido y brusco que resulta incómodo y cansado, y carga el aparejo.
• GM pequeño: barco flojo, escora con facilidad, balance lento y cómodo.
• GM negativo (G por encima de M): el barco no flota derecho, sino que queda inclinado a un costado. Esto nunca debería ocurrir en un yate en condiciones normales; si ocurre, algo grave ha pasado (inundación, hielo, un peso considerable añadido en alto).

Un crucero moderno, ancho y de fondo plano obtiene buena parte de su estabilidad inicial de la forma (la forma del casco: B se desplaza mucho hacia un lado cuando escora). Un clásico estrecho y de quilla profunda obtiene más estabilidad del peso (un G bajo). Esto importa a grandes ángulos, como verás.

La curva de GZ

La curva de GZ (curva de estabilidad estática) representa el brazo adrizante frente al ángulo de escora, desde adrizado hasta la zozobra. La calcula el diseñador para una condición de carga determinada, normalmente la "mínima de operación" (tanques vacíos, tripulación mínima), que es el caso más desfavorable.

Estas características se leen en la curva:

Ángulo de estabilidad nula

El AVS es la cifra única más citada, y la que preguntan los examinadores.

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Como regla práctica, un yate para navegar en alta mar debería tener un AVS de al menos 120 grados, y un yate oceánico 130 grados o más. Las categorías de diseño de la Directiva de Embarcaciones de Recreo y la ISO 12217-2 combinan el AVS, el desplazamiento y el número STIX (índice de estabilidad):

Ten en cuenta que el AVS mínimo de la categoría depende del desplazamiento del barco: un barco ligero en la categoría A necesita un AVS mayor que uno pesado. Un barco ligero y ancho, con mucha obra muerta, puede tener un GZ máximo muy grande pero un AVS relativamente pequeño y un área negativa grande, lo que significa que puede permanecer invertido durante algún tiempo tras una zozobra.

Área bajo la curva: estabilidad dinámica

La estabilidad estática (la altura de la curva) indica cuánto momento escorante estable puede resistir el barco. Pero la zozobra con mal tiempo la causa el impacto de una ola que rompe, que aporta energía, no un empujón constante. La energía que un yate puede absorber antes de zozobrar es el área bajo la curva de GZ multiplicada por el desplazamiento.

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Dos barcos con el mismo GZ máximo pueden tener una resistencia a la zozobra muy distinta: aquel cuya curva se mantiene positiva en un rango de ángulos más amplio tiene más área y absorberá más energía de la ola. El desplazamiento también importa: para la misma curva de GZ, un barco más pesado tiene un momento adrizante mayor y absorbe más energía.

Ángulo de inundación

La curva de GZ supone que el casco es estanco. En realidad, a cierto ángulo de escora el agua empieza a entrar por las aberturas: la escotilla de entrada, las escotillas abiertas, los pañoles de cubierta, los respiraderos y la toma de aire del motor. Este es el ángulo de inundación.

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Más allá de ese ángulo, el agua entra, añadiendo peso en alto y con superficie libre, y la estabilidad real cae mucho más rápido de lo que sugiere la curva. Consecuencias prácticas:

• Con mal tiempo, cierra y asegura todas las escotillas, coloca las tablas de entrada (aseguradas para que no se caigan si el barco se invierte), cierra los respiraderos y las válvulas de fondo que no se usen, y asegura las tapas de los pañoles de cubierta.
• Un yate escorado hasta 90 grados con la escotilla principal abierta puede admitir cientos de litros en segundos. Varios yates de las regatas de Fastnet de 1979 y de Sídney-Hobart de 1998 se perdieron o estuvieron a punto de perderse por inundación tras escoras totales.
• Las escotillas que no pueden cerrarse desde dentro y desde fuera, o las tablas de entrada que no están aseguradas, reducen en la práctica el ángulo de inundación.

Cómo la carga cambia la estabilidad

Peso alto y peso bajo

Subir cualquier peso eleva G, lo que acorta GZ en todos los ángulos. El efecto sobre la curva se muestra a continuación.

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Culpables habituales en la navegación oceánica:

• Una zodiac o un fueraborda en pescantes o en la proa.
• Paneles solares, radar y generadores eólicos en arcos y en el palo.
• Combustible y agua de reserva en bidones sujetos a las regalas.
• Mayores con enrollado en el palo, equipos pesados de rizado por enrollamiento y drizas adicionales en lo alto (el peso en lo alto tiene un efecto muy grande por el brazo de palanca).
• Anclas y cadena guardadas en el pañol de proa (en alto y en el extremo del barco, lo que además aumenta el cabeceo).
• Tripulantes sentados sobre la cubierta de la cabina.

Reglas prácticas: estiba los objetos pesados bajos y cerca del centro del barco; lleva el ancla de reserva y la cadena de repuesto en la sentina cerca del palo; mantén la cubierta despejada antes del mal tiempo; nunca apiles víveres pesados en estantes altos.

Cálculo del desplazamiento de G

Cuando un peso se mueve dentro del barco, G se desplaza en paralelo a la dirección en que se movió el peso:

Desplazamiento de G (GG1) = (peso desplazado x distancia desplazada) / desplazamiento total

La misma fórmula, con un peso añadido o retirado, da una buena aproximación si el peso es pequeño comparado con el desplazamiento.

Efecto de superficie libre

Cuando un tanque está parcialmente lleno, la superficie del líquido se mantiene horizontal mientras el barco escora. El líquido fluye hacia el costado bajo, desplazando su centro de gravedad hacia fuera, lo que tiene el mismo efecto que elevar G. Esto se llama elevación virtual de G debida a la superficie libre.

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Puntos clave:

• El efecto depende del ancho de la superficie libre elevado al cubo, no de la cantidad de líquido. Un tanque ancho medio lleno es mucho peor que uno estrecho y profundo. Dividir un tanque con un mamparo longitudinal en dos mitades reduce el efecto a una cuarta parte.
• Un tanque completamente lleno (a presión) o completamente vacío no tiene superficie libre.
• El agua de sentina que se desplaza de un lado a otro por una sentina ancha y poco profunda es el peor caso de todos: ancha, sin restricciones y a menudo con restos.

Para un tanque rectangular, la elevación virtual de G es aproximadamente:

Elevación virtual = (longitud x anchura al cubo / 12) x densidad del líquido / desplazamiento

Ejemplo. Un tanque de agua de 1,0 m de largo y 1,2 m de ancho bajo el suelo del salón, medio lleno, en un yate de 8 toneladas: (1,0 x 1,2 x 1,2 x 1,2 / 12) x 1,0 / 8 = 0,144 / 8 = 0,018 m. Ahora imagina 500 litros de agua de inundación en una sentina de 2,0 m de ancho y 3,0 m de largo: (3,0 x 8,0 / 12) x 1,025 / 8 = 2,0 x 1,025 / 8 = 0,26 m. Eso es un tercio del GM de un yate típico, perdido, antes de contar el peso del agua.

Gestión de tanques en alta mar:

1. Antes del mal tiempo, mantén los tanques llenos o vacíos: trasvasa combustible o agua para llenar a presión un tanque y vaciar otro.
2. Consume de los tanques pareados de babor y estribor por igual para evitar una escora, o vacía un tanque por completo antes de empezar el siguiente.
3. Achica las sentinas por completo; mantén despejados los agujeros de achique para que el agua llegue a la bomba.
4. No lleves grandes cantidades de combustible o agua en bolsas flexibles o bidones en cubierta.

Ejemplo resuelto: cálculo de estabilidad

El diagrama siguiente resume el cálculo que sigue.

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Un yate de 12 m desplaza 8.000 kg (incluida la zodiac) y tiene un GM de 0,80 m. Para una travesía oceánica, el propietario sube la zodiac de 100 kg desde el suelo de la bañera a los pescantes de popa, elevando su centro de gravedad 2,5 m.

1. Desplazamiento de G: GG1 = (100 x 2,5) / 8.000 = 0,031 m.
2. Nuevo GM = 0,80 - 0,031 = 0,769 m.
3. Los tanques de agua están cada uno medio llenos, lo que da una elevación virtual adicional de G de 0,05 m.
4. GM efectivo = 0,769 - 0,05 = 0,719 m, una reducción del 10 por ciento.

¿Qué significa eso? A 10 grados de escora, GZ es aproximadamente GM x sen 10 grados (0,174):

La misma subida de G acorta GZ en todos los ángulos, de modo que toda la curva se encoge, el GZ máximo baja y el AVS se acerca. Añade bidones en la regala, un mayor mojado enrollado en el palo y un ancla pesada en el pañol de proa, y las pérdidas se acumulan. Cada decisión por separado parece trivial; juntas pueden convertir un AVS de 125 grados en uno de 110 grados.

Momentos escorantes: por qué importa tanto el viento

La estabilidad es solo la mitad de la historia. La otra mitad es lo que intenta escorar el barco. El momento escorante del viento sobre las velas es aproximadamente:

Momento escorante = fuerza sobre las velas x altura del centro vélico sobre el centro de resistencia lateral

La fuerza sobre las velas es proporcional al cuadrado de la velocidad del viento. Duplicar la velocidad del viento significa cuatro veces la fuerza.

Ejemplo resuelto. Un yate de crucero de 10 m lleva 55 metros cuadrados de vela. Con una brisa de 15 nudos (7,7 m/s, fuerza 4), la fuerza sobre las velas con viento de través cerrado es de unos 0,5 x 1,2 x 7,7 al cuadrado x 1,0 x 55 = unos 1.960 N (unos 200 kg-fuerza). Con el centro vélico a 5 m por encima del centro de resistencia lateral, el momento escorante es de unos 1.000 kg-m. Con 30 nudos (15,4 m/s, fuerza 7), las mismas velas, si siguen izadas, producirían cuatro veces la fuerza, unos 4.000 kg-m. Si el momento adrizante máximo del yate es 8 toneladas x 0,65 m = 5.200 kg-m, una fuerza 7 con toda la vela la llevará al 77 por ciento de su máximo, sin reserva para una racha, una ola o un error. Reducir a la mitad la superficie vélica arrizando reduce a la mitad el momento escorante y además baja el centro vélico: el efecto es mayor de lo que sugiere solo la superficie vélica.

Equilibrio. El yate escora hasta que el momento adrizante iguala al momento escorante. Mira la curva de GZ: el ángulo de escora estable es donde GZ por el desplazamiento iguala al momento escorante. Un barco rígido (GM alto) escora menos con el mismo viento. Un barco que ya está escorado a 35 o 40 grados en las rachas está cerca de la cima de su curva y tiene poco margen: arriza antes.

Rachas y turbonadas. Una racha es un aumento repentino del viento, a menudo de un 50 por ciento o más, y el momento escorante aumenta con el cuadrado de la razón: un aumento del 50 por ciento del viento da 2,25 veces la fuerza. Un yate cerca de su momento adrizante máximo con el viento constante será derribado por la racha. El rizo debe tomarse antes de la turbonada, no durante ella. Aliviar escotas, orzar y soltar la escota de la mayor o el carro dispersan la fuerza escorante en un segundo; la tripulación debe estar lista para hacerlo.

El efecto de la escora sobre las velas

Cuando el yate escora, las velas presentan menos superficie al viento y el centro vélico se desplaza a sotavento, de modo que el momento escorante baja un poco con el coseno del ángulo de escora. Esto ayuda, pero no mucho. A 60 grados de escora la mayor está casi horizontal, el barco está casi derribado, y la fuerza cae bruscamente, por eso las escoras totales suelen recuperarse cuando las velas dejan escapar el viento. No confíes en ello.

Curva de GZ resuelta y estabilidad dinámica

La tabla siguiente muestra los valores de GZ para un crucero oceánico típico de 8 toneladas en la condición mínima de operación.

• El GZ máximo es 0,65 m a 45 grados. El momento adrizante máximo es 8.000 x 0,65 = 5.200 kg-m.
• El AVS es 130 grados.
• El GM inicial es aproximadamente el GZ a 15 grados dividido entre el seno de 15 grados (0,259): 0,30 / 0,259 = unos 1,16 m. Es aproximado porque el GZ a 15 grados ya está algo por debajo de la tangente desde el origen.
• Área bajo la curva. Usa la regla del trapecio en cada intervalo: 15 x (0 + 0,30)/2 = 2,25; 15 x (0,30 + 0,55)/2 = 6,4; 15 x (0,55 + 0,65)/2 = 9,0; 15 x (0,65 + 0,60)/2 = 9,4; 30 x (0,60 + 0,30)/2 = 13,5; 20 x (0,30 + 0,10)/2 = 4,0; 20 x (0,10 + 0)/2 = 1,0. El total es de unos 45,5 metro-grado, o 45,5 x 0,01745 = 0,79 metro-radián.
• Energía para zozobrar (hasta el AVS) es desplazamiento x gravedad x área = 8.000 x 9,81 x 0,79 = unos 62.000 julios (62 kJ). Suena a mucho, pero una ola rompiente transporta mucha más energía que esta a lo largo de la eslora del casco. Por eso la estabilidad estática de un yate no lo hace inmune a la zozobra en una mar rompiente.

Ahora observa el efecto de añadir 300 kg en lo alto del palo y del aparejo (por ejemplo, un radar pesado, un enrollador en el palo y una mayor mojada), a 9 m por encima de G. GG1 = 300 x 9 / 8.300 = una elevación de G de 0,33 m. El GZ en cada ángulo baja GG1 multiplicado por el seno del ángulo: a 45 grados baja en 0,33 x 0,707 = 0,23 m, lo que lleva el GZ de 0,65 a unos 0,42 m. A 90 grados el GZ baja de 0,30 a unos 0 (0,30 - 0,33). El AVS baja de 130 grados a casi 90 grados. Este cálculo simplificado (la corrección es GG1 sen escora para un desplazamiento vertical de G) muestra por qué el peso en lo alto es tan peligroso y por qué una adición de aspecto modesto puede convertir un barco seguro para alta mar en uno marginal. Úsalo como estimación alta porque se ignoran otros efectos, como un cambio del desplazamiento, pero la lección se mantiene.

Cribado de zozobra y las cifras de la placa

La fórmula de cribado de zozobra

Un indicador rápido de la resistencia de un yate a la zozobra en mares rompientes, usado en las reglas de regatas oceánicas, es la Fórmula de Cribado de Zozobra (CSF):

CSF = manga máxima (m) / (volumen de desplazamiento en metros cúbicos) elevado a un tercio

El volumen de desplazamiento es la masa de desplazamiento en toneladas dividida entre 1,025 (la densidad del agua de mar). Un valor de 2,0 o menos se considera aceptable para uso oceánico; los yates anchos y ligeros tienen valores más altos y una mayor susceptibilidad a la zozobra y a permanecer invertidos.

Ejemplo. Un yate de 8 toneladas tiene una manga máxima de 3,8 m. Volumen = 8 / 1,025 = 7,8 metros cúbicos; la raíz cúbica es 1,98. CSF = 3,8 / 1,98 = 1,92. Está por debajo de 2,0, así que el yate supera el cribado. Un yate más ligero y más ancho, con una manga de 4,0 m y un desplazamiento de 6 toneladas, tiene un volumen de 5,85 metros cúbicos, una raíz cúbica de 1,80 y un CSF de 2,2: no es tan adecuado para condiciones oceánicas duras.

El CSF es una herramienta de cribado, no una garantía. No incluye el lastre, la profundidad de la quilla ni el AVS.

Otras cifras

• Índice de estabilidad (STIX) de la ISO 12217-2 combina la eslora, la manga, el desplazamiento, el AVS, la altura de inundación, el lastre y otros factores en un único número que da la categoría de diseño. Consulta la placa del constructor y el manual del propietario.
• Relación de lastre, el peso de la quilla dividido entre el desplazamiento total, es normalmente del 30 al 40 por ciento en un yate de crucero. Es una indicación de la estabilidad por peso, pero no una medida.
• Momento adrizante por grado de escora a 1 grado, que dan los manuales de algunos yates, permite comparar barcos.
• Categorías de diseño de la A a la D te indican para qué condiciones se diseñó el yate, no hasta dónde puede llegar si va sobrecargado.

Escora, balance inestable y GM negativo

Un yate que está escorado cuando debería estar adrizado está escorado o en balance inestable (loll), y el remedio es distinto.

Un ángulo de balance inestable es peligroso porque el barco tiene muy poca estabilidad cerca de la posición adrizada. Es señal de que algo grave va mal: inundación con superficie libre, hielo severo o un peso enorme en lo alto. Compruébalo con un balanceo lento: un yate en balance inestable a babor rodará lentamente a estribor pasando por la vertical y se asentará en un ángulo parecido a estribor. Trátalo como una emergencia y reduce la superficie libre y baja G de inmediato.

Preparación práctica para la navegación oceánica

Antes de zarpar, un patrón debería hacer una comprobación de estabilidad como parte del informe de seguridad:

1. Conoce las cifras. La categoría de diseño, el AVS y el CSF (si están disponibles) de tu yate. Si no las conoces, búscalas.
2. Estiba bajo y centrado. Los objetos pesados sobre el suelo de la cabina, sobre la quilla y lo más cerca posible del centro del barco.
3. Mantén la cubierta despejada. La zodiac bien sujeta y lo más baja posible (si no va en pescantes), bidones en los pañoles de la bañera o estibados bajo cubierta, nada suelto.
4. Comprueba las aberturas de inundación. Escotillas, portas, respiraderos, pañoles de la bañera. Tablas de entrada aseguradas con imbornales. Válvulas de fondo cerradas cuando no se usen.
5. Planifica los tanques. Llenos o vacíos. Si se consume primero el tanque de estribor, cambia al de babor antes de una larga bordada.
6. Revisa los sistemas de rizado y prepárate para arrizar antes de que suba el viento. Ajusta las velas a las necesidades del yate.
7. Vigila a medida que avanza la travesía. Según se consumen combustible y agua, el yate se aligera y G puede subir. Las velas mojadas, el hielo y el rocío añaden peso en lo alto. Considera una media reserva de combustible en un tanque bajo como lastre.

Desarbolado y daños en el casco

Un desarbolado es un suceso de estabilidad además de un suceso de aparejo. Un palo que ha caído al agua sigue unido por las obenques y es un ariete contra el casco. La mar lo mueve y puede hacer un boquete en la obra muerta en pocos minutos.

• Actúa de inmediato. Córtalo con cizallas de pernos, una sierra de arco o retirando los pasadores de horquilla, lo que sea más rápido. No te demores con la esperanza de salvarlo: la vida de la tripulación va primero. Asegúrate de que todos los tripulantes están localizados y de que nadie está herido.
• Protege la hélice y el timón. No arranques el motor hasta estar seguro de que no hay cabos en el agua. Una hélice enredada es la causa habitual de que un yate desarbolado no pueda ir a motor.
• Monta un aparejo de fortuna con una botavara, un palo de spinnaker o los restos del palo si puedes, y fondea o larga un ancla flotante si el yate deriva hacia una costa de sotavento.
• Pide ayuda (Pan-Pan) e indica tu posición y tus intenciones.
• Revisa el casco en los puntos donde golpeó el aparejo y si hay fugas en las cadenas de obenque y en la cubierta donde estaba el palo.

Equipo de avería

Un yate oceánico bien preparado lleva lo siguiente, en un lugar conocido y seco:

Lo que hace que todo esto funcione es la práctica (cada tripulante debe saber dónde están los tarugos, las válvulas de fondo y las bombas) y un simulacro de válvulas de fondo: recorre el barco y toca cada válvula, y nombra su accesorio y la forma de cerrarla.

Ejemplo resuelto: escora total e inundación

A las 2300, en un temporal de fuerza 8, tu yate de 12 m navega a palo seco cuando una ola rompiente la golpea por el cuarto y la hace rodar hasta 100 grados. El palo queda en el agua durante unos segundos. Vuelve a adrizarse. Las tablas de entrada de la escotilla estaban quitadas para ventilar, y han entrado 200 litros de agua. La tripulación está conmocionada, uno está herido y las baterías están mojadas. El agua se desplaza de un lado a otro en el salón.

1. Prioridades inmediatas. Localiza a todos, llévalos a la bañera con los arneses puestos y detén la entrada de agua: coloca las tablas de entrada y cierra la escotilla. Enciende las luces.
2. Evalúa la superficie libre. 200 litros son unos 0,2 toneladas: el 2,5 por ciento del desplazamiento. Pero en un suelo de salón ancho la superficie libre tiene un gran efecto: para una superficie de 3 m por 2 m, la elevación virtual de G es (3 x 2 al cubo / 12) x 1,025 / 8 = 2,0 x 1,025 / 8 = 0,26 m, es decir, un tercio de un GM típico. Una segunda escora total podría ser mucho peor. Saca el agua cuanto antes.
3. Achica y saca el agua. Usa las bombas manual y eléctrica, y los cubos. Revisa los filtros.
4. Reduce la exposición. Larga un ancla flotante para mantener la popa frente a la mar y frenar el barco, o capea si tienes sitio para maniobrar.
5. Revisa los daños. Aparejo, casco, escotilla de entrada y sistema eléctrico. Revisa si la tripulación tiene heridas.
6. Avisa a la guardia costera. Un Pan-Pan con posición, daños e intenciones. Considera pedir que una lancha de salvamento esté en espera.
7. Revisa las tácticas. La ola rompía con un tamaño comparable a la eslora del casco, y el yate navegaba rápido. Reduce más la velocidad y mantén la popa frente a las olas.

La lección clave es que la reserva de estabilidad está formada por la curva y por la estanqueidad, y ambas deben mantenerse antes de que llegue la ola.

Lo que espera el examinador

• Sé capaz de definir y dibujar G, B, M, GM y GZ, y una curva de GZ con el AVS marcado.
• Responde a "¿qué pasa con la estabilidad si llenas ese tanque medio vacío?" (la superficie libre desaparece, la estabilidad sube) y a "¿dónde está tu rango de estabilidad positiva?" (hasta el AVS, una cifra que debes conocer para tu barco).
• Enuncia de memoria la secuencia de control de averías y explica cada paso. La RYA espera una respuesta sistemática: encontrar el agujero, parar el agua, achicar, evaluar la estabilidad, decidir.
• Sabe dónde están todas las válvulas de fondo y las bombas de sentina en el barco del examen, y muéstralo.
• Sé realista con la capacidad de las bombas y con los límites del barco.

Estabilidad en las olas

La curva de GZ se calcula en aguas tranquilas. En el mar:

• Cresta de ola a la altura de la cuaderna maestra: la proa y la popa se sumergen menos y la línea de flotación en el centro se estrecha en muchas formas de casco, así que la estabilidad puede caer de forma notable, justo cuando el yate está sobre la cresta y más expuesto al viento y a la cresta rompiente.
• Las olas rompientes producen un impacto repentino. Una ola que rompe más alta que alrededor del 55 por ciento de la eslora del casco, si golpea al barco por el través, puede hacer rodar a la mayoría de los yates sin importar su curva estática. Por eso quedarse a la capa en mares rompientes es tan peligroso y por qué se prefieren las tácticas activas (arribar con ancla flotante, capear, ir a motor de cara a la mar).
• Guiñada descontrolada: al deslizarse por la cara de una ola, el yate puede guiñar de través y quedar escorado, y luego ser golpeado por la cresta siguiente.
• Resonancia de balance: si el período de las olas coincide con el período natural de balance del barco, los balances se van acumulando. Cambiar el rumbo o la velocidad modifica el período de encuentro y rompe el ciclo.
• El agua en cubierta y en la bañera añade peso en lo alto con superficie libre. Los imbornales de la bañera deben ser lo bastante grandes para vaciar rápido una bañera inundada.

Estabilidad en avería

Eslora inundable

Si un compartimento se inunda, el yate se asienta y se hunde de popa o proa hacia él. La eslora inundable es la longitud del casco que puede inundarse sin que el barco se hunda más allá de un límite de seguridad (la línea de margen, una línea justo por debajo del borde de cubierta). Los mamparos estancos dividen el casco en compartimentos; si uno cualquiera de ellos no es más largo que su eslora inundable, el yate sobrevive a la inundación de ese compartimento.

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La mayoría de los yates de crucero no tienen mamparos estancos de verdad: el agua de una brecha a proa corre hacia popa por la sentina hasta todo el barco. Algunos yates oceánicos y de regata tienen un mamparo de colisión estanco a proa (la caja de choque), y algunos tienen puertas estancas hacia el pañol de proa y el pañol de popa. Si tu barco las tiene, mantenlas cerradas durante la travesía; ganan tiempo.

Supuestos de estabilidad en avería

Los buques comerciales, y los buques con certificado de la MCA en algunas categorías, deben demostrar mediante cálculo que sobreviven a averías definidas.

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Las ideas clave son aplicables a cualquier yate:

• La permeabilidad es la proporción de un compartimento que el agua puede llenar realmente. Un espacio vacío es alrededor del 95 por ciento permeable; un espacio lleno de víveres, velas y maquinaria lo es menos, así que un pañol de proa lleno se inunda hasta un nivel más bajo que uno vacío.
• Tras la inundación, el yate debe tener estabilidad residual: una curva de GZ positiva con área suficiente para sobrevivir al estado de la mar mientras te ocupas de la avería.
• La escora tras la avería debe limitarse, normalmente a 15 o 25 grados, para que la tripulación pueda trabajar y las bombas y las escotillas funcionen.
• El agua de inundación dentro del barco tiene una gran superficie libre. Aunque el yate siga a flote, su estabilidad se reduce mucho.

Contrainundación

Los grandes buques a veces inundan deliberadamente un compartimento en el costado opuesto para corregir una escora. En un yate esto casi nunca es apropiado. Reduce la escora, pero añade más peso, baja la obra muerta en todas partes, reduce la reserva de flotabilidad y añade una segunda superficie libre. Considérala solo si has calculado el desplazamiento final y el francobordo, y tienes la certeza de que la escora en sí es el peligro principal. Corregir una escora desplazando víveres, tripulación o trasvasando combustible suele ser mejor.

Control de averías

Fuentes de agua

Averigua de dónde viene el agua antes de decidir qué hacer. Fuentes habituales, en orden aproximado de probabilidad:

1. Válvulas de fondo, mangueras y abrazaderas (cabezas, toma del motor, imbornales de la bañera, fregadero de la cocina).
2. Prensaestopas y eje de la hélice, o sello del saildrive.
3. Cojinete de la mecha del timón, o pérdida del timón.
4. Fugas en cubierta, portas, escotillas, cadenas de obenque y el pañol del ancla en mar gruesa.
5. Pernos de quilla tras una varada (un "golpe de quilla" puede agrietar el casco alrededor de la raíz de la quilla).
6. Colisión con un contenedor, un tronco u otra embarcación.
7. Fugas de tanques, fallo del sistema de agua (agua dulce que bombea a la sentina).

Prueba el agua: el agua dulce indica un tanque o el sistema de agua; si es salada, procede del casco o de la cubierta.

Con qué rapidez entra el agua

El caudal por una brecha depende de su área y de la profundidad del agua por encima (altura de presión). Aproximadamente:

Caudal por segundo = 0,6 x área de la brecha x raíz cuadrada de (2 x 9,81 x profundidad)

La relación con la profundidad importa: una brecha el doble de profunda deja entrar alrededor de un 40 por ciento más. Escorar el barco para sacar una brecha del agua (virar a la otra amura, desplazar peso) puede ser la primera acción más eficaz de todas.

Capacidad de las bombas

Las potencias de las bombas se miden sin altura de elevación y con agua limpia. En un yate, la bomba eleva el agua un metro o más hasta una salida, a través de una manguera larga y estrecha, desde un filtro que se obstruye con restos. Supón que el caudal real es aproximadamente la mitad de la cifra nominal.

Compara esto con la tabla anterior. Incluso una brecha de una pulgada puede desbordar las bombas de sentina de un crucero típico. Por eso parar el agua es siempre la prioridad, y achicar solo gana tiempo.

La secuencia de control de averías

1. Da la alarma y reparte tareas. Una persona gobierna y navega; otra pone en marcha las bombas; el resto busca la vía de agua. Considera un Pan-Pan (o un Mayday si se hunde) desde el principio, para que la ayuda esté en camino si la situación empeora.
2. Encuentra la vía de agua. Levanta las tablas del suelo, abre pañoles, sigue el agua cuesta arriba. Revisa cada válvula de fondo y el prensaestopas.
3. Para o frena la entrada. Cierra la válvula de fondo. Clava un tarugo de madera blanda cónico en un accesorio averiado (guarda uno atado a cada válvula de fondo). Para brechas más grandes, taponea con cojines, velas o ropa, y apuntala con una tabla del suelo y una cuña o un palo de spinnaker. La masilla epoxi subacuática y las láminas de madera contrachapada o neopreno pueden atornillarse o apuntalarse sobre un agujero desde dentro. Desde fuera, una manta anticolisión o una vela pasada por debajo del casco con líneas será presionada contra el agujero por la presión del agua y puede reducir mucho la entrada.
4. Reduce la presión. Reduce la velocidad, escora el barco para levantar la brecha, o cambia el rumbo para poner el costado dañado hacia arriba y a sotavento.
5. Achica. Todas las bombas y los cubos. Mantén los filtros despejados. Pon el motor en marcha el mayor tiempo posible para cargar baterías, pero vigila que el agua no llegue a la toma de aire y al alternador.
6. Evalúa la estabilidad y la flotabilidad. ¿El nivel de agua sube, se mantiene o baja? ¿El yate escora o cabecea? ¿Son estables la entrada y el caudal de las bombas? Cierra las puertas estancas. Asegura los pesos sueltos.
7. Decide. Dirígete al refugio seguro más cercano, pide escolta o una bomba de salvamento (la guardia costera y la RNLI pueden dejar o llevar bombas), o prepárate para abandonar. No abandones a la balsa salvavidas mientras el yate siga a flote y aún puedas mantenerlo así: "subir a la balsa" significa irse solo cuando el barco se esté hundiendo de verdad bajo tus pies.

Ejemplo resuelto: varada e inundación

A las 0200, tu yate de 11 m golpea una roca a 6 nudos, a 15 millas del puerto más cercano, con una mar moderada. Tripulación de cuatro personas. El agua entra por proa a un caudal estimado de 50 litros por minuto. La capacidad realista combinada de las bombas es de unos 80 litros por minuto (manual más eléctrica). La proa se hunde con un trimado de unos 5 grados.

Acciones inmediatas.

1. Aparta el barco de la roca y comprueba la profundidad: no quieres volver a golpear.
2. Reparte los papeles: el patrón en cubierta al mando, un tripulante bombeando a mano, otro buscando a proa, otro en la radio.
3. Envía un Pan-Pan con posición, naturaleza del problema, intenciones y personas a bordo. Pide a la guardia costera que esté en espera y considera asignar una lancha de salvamento con una bomba de salvamento.

Evaluación. Las bombas superan la entrada en unos 30 litros por minuto, así que el nivel de agua debería bajar, siempre que las bombas sigan funcionando y la brecha no crezca. Pero el trimado de proa muestra que el agua se acumula a proa más deprisa de lo que llega a la bomba, probablemente porque los agujeros de achique de proa están obstruidos.

Acciones.

1. Encuentra la fuente: una grieta en el casco en la cuaderna de roda. Taponéala con un cojín y apuntálala con una tabla del suelo y el bichero.
2. Traslada a la tripulación y el equipo pesado (ancla de repuesto, caja de herramientas, bidones de agua) a popa para levantar la proa y reducir la presión sobre la brecha.
3. Si tienes un mamparo estanco o la caja de choque a proa, ciérralo.
4. Monta una vela como manta anticolisión sobre la proa si las condiciones lo permiten.
5. Dirígete al puerto a velocidad reducida (3 a 4 nudos) para reducir la presión del agua en la proa. A 3,5 nudos las 15 millas tardan unas 4 horas y 20 minutos. Con una ganancia neta de 30 litros por minuto las bombas van ganando, pero un filtro obstruido o un tripulante agotado en la bomba manual podrían invertirlo. Rota a los que bombean cada 15 minutos.
6. Vigila el nivel de la sentina y la entrada cada 15 minutos, e informa a la guardia costera a intervalos acordados.
7. Mantén preparadas la balsa salvavidas y la bolsa de emergencia. Si el agua empieza a ganar, considera varar en una costa protegida en lugar de hundirte en aguas profundas.

Errores habituales

• Sobrestimar la capacidad de las bombas. Supón la mitad de la cifra nominal, que baja con el cansancio de la tripulación y los restos.
• Bombear antes de buscar la vía de agua. Las bombas ganan tiempo; parar el agua salva el barco.
• Dejar los tanques medio llenos con mal tiempo. Llénalos a presión o vacíalos antes de que llegue el tiempo.
• Aumento de peso: zodiacs en pescantes, bidones en las regalas, anclas pesadas en la proa, equipo en la cubierta de la cabina.
• Escotillas abiertas y tablas de entrada sin asegurar con mal tiempo, lo que baja el ángulo de inundación.
• Contrainundación para corregir una escora sin calcular el efecto sobre el francobordo y la estabilidad.
• Abandonar demasiado pronto. Muchas tripulaciones se han perdido desde balsas salvavidas mientras sus yates fueron encontrados después a flote.
• Sin tarugos: los tarugos de madera blanda deben atarse a cada válvula de fondo, y la tripulación debe saber dónde están las válvulas de fondo.
• No conocer las cifras de tu barco: AVS, categoría de diseño y la ubicación de cada pasacascos.

Resumen

• La estabilidad resulta del par entre el peso (a través de G) y el empuje (a través de B). El brazo adrizante es GZ; el momento adrizante es el desplazamiento por GZ.
• GM rige la rigidez inicial; la curva de GZ muestra el cuadro completo: GZ máximo, AVS, rango de estabilidad y el área (energía) bajo la curva.
• Un yate oceánico debería tener un AVS de al menos 120 grados; la categoría de diseño y el número STIX resumen la idoneidad.
• Subir peso, añadir equipo de cubierta y los tanques parcialmente llenos reducen el GZ en todos los ángulos. El efecto de superficie libre depende del ancho elevado al cubo: mantén los tanques llenos o vacíos.
• Las olas, las crestas rompientes y la inundación por la entrada de agua hacen que la estabilidad real sea peor que la curva en aguas tranquilas.
• Prioridades de control de averías: dar la alarma, encontrar la vía de agua, pararla, reducir la presión, achicar, evaluar la estabilidad, decidir.
• Una brecha pequeña deja entrar mucha agua; la capacidad realista de las bombas es aproximadamente la mitad de su potencia nominal.

Compruebe lo que ha aprendido

1. Define GZ y explica cómo se calcula el momento adrizante.

Respuesta: GZ es la distancia horizontal entre la línea de acción del peso a través de G y la línea de acción del empuje a través de B cuando el yate está escorado. El momento adrizante es igual al desplazamiento multiplicado por GZ.

1. ¿Qué es el ángulo de estabilidad nula, y qué mínimo querrías para un yate de alta mar?

Respuesta: El ángulo de escora en el que GZ se vuelve cero; más allá de él el yate seguirá zozobrando. Al menos 120 grados para navegación oceánica, idealmente 130 grados o más para travesías oceánicas.

1. ¿Por qué el área bajo la curva de GZ es más importante que el GZ máximo al considerar la zozobra por olas rompientes?

Respuesta: Una ola rompiente entrega energía en forma de impacto. El área bajo la curva (multiplicada por el desplazamiento) representa la energía que el yate puede absorber antes de zozobrar; un barco con una curva más amplia absorbe más energía aunque su GZ máximo sea el mismo.

1. Un yate de 10 toneladas tiene 200 kg de cadena trasladados desde el pañol de proa a la sentina cerca del palo, 1,5 m más abajo. ¿Cuánto se desplaza G y en qué dirección?

Respuesta: GG1 = (200 x 1,5) / 10.000 = 0,03 m hacia abajo (y también a popa si la cadena se trasladó a popa), aumentando GM en 0,03 m.

1. ¿Por qué un tanque ancho medio lleno es más peligroso que uno estrecho medio lleno de la misma capacidad?

Respuesta: El efecto de superficie libre depende del ancho de la superficie libre elevado al cubo. Duplicar el ancho multiplica por ocho la elevación virtual de G, sin importar la cantidad de líquido.

1. ¿Qué es el ángulo de inundación, y cómo puede aumentarlo la tripulación con mal tiempo?

Respuesta: El ángulo de escora al que las aberturas, como la escotilla de entrada, las escotillas y los respiraderos, quedan sumergidas y el agua entra. La tripulación lo aumenta de hecho cerrando y asegurando todas las escotillas, colocando y asegurando las tablas de entrada, cerrando los respiraderos y cerrando con llave los pañoles de cubierta.

1. Una válvula de fondo de 25 mm falla a 0,5 m bajo la línea de flotación. ¿Aproximadamente con qué rapidez entra el agua, y cómo se compara con una bomba de sentina manual típica?

Respuesta: Unos 55 litros por minuto. Una bomba manual grande con una potencia nominal de 60 a 70 litros por minuto puede dar en la práctica solo de 30 a 40 litros por minuto, así que la bomba por sí sola no puede seguir el ritmo. Cerrar la válvula o clavar un tarugo de madera blanda es la prioridad.

1. Enumera la secuencia de control de averías en orden.

Respuesta: Dar la alarma y repartir tareas (incluido un Pan-Pan o Mayday según proceda); encontrar la vía de agua; parar o frenar la entrada; reducir la presión (reducir velocidad, escorar para levantar la brecha); achicar con todo lo disponible; evaluar la estabilidad, el trimado y la tendencia del nivel de agua; decidir si dirigirse al puerto, pedir ayuda, varar o prepararse para abandonar.

1. ¿Por qué la contrainundación rara vez es apropiada en un yate?

Respuesta: Aunque reduce la escora, añade peso, baja el francobordo en todas partes, reduce la reserva de flotabilidad y añade otra superficie libre, de modo que la estabilidad global y la capacidad de supervivencia pueden empeorar. Desplazar víveres y tripulación o trasvasar combustible suele ser mejor.

1. ¿Por qué un yate podría ser más vulnerable a la zozobra sobre la cresta de una ola que en aguas tranquilas con el mismo ángulo de escora?

Respuesta: Con la cresta a la altura de la cuaderna maestra cambian la línea de flotación y la forma sumergida del casco, lo que reduce la estabilidad, mientras que el yate queda expuesto a toda la fuerza del viento y a la parte rompiente de la ola. La curva de GZ en aguas tranquilas sobrestima el momento adrizante disponible.

11. Un yate tiene una manga máxima de 3,6 m y un desplazamiento de 6,5 toneladas. Calcula el valor de cribado de zozobra e indica si lo supera.

Respuesta: Volumen = 6,5 / 1,025 = 6,34 metros cúbicos; raíz cúbica = 1,85. CSF = 3,6 / 1,85 = 1,95, justo por debajo de 2,0, así que supera el cribado pero con poco margen.

12. ¿Cuál es la diferencia entre una escora y un ángulo de balance inestable, y cómo tratas cada uno?

Respuesta: Una escora es una inclinación estable hacia un costado con GM positivo, causada por un peso descentrado; traslada el peso a la línea de crujía. Un ángulo de balance inestable es una escora causada por un GM negativo; el yate puede dejarse caer al otro costado. Se corrige bajando G (retirando peso de lo alto, achicando la superficie libre, añadiendo lastre bajo en la línea de crujía), nunca desplazando peso al costado alto.