Estanqueidad

Estanqueidad en las embarcaciones

Estanqueidad significa que el agua no penetra en el interior del buque y gracias a esto consigue mantenerse a flote. De esto vamos a hablar, de esa cualidad necesaria que debe tener toda embarcación para no hacer agua, no solo por sus costuras (juntas entre las tablas, soldaduras entre las planchas, ósmosis en los barcos de fibra, etc.) sino también por los accesorios y aberturas que tiene todo barco. Es difícil que en un barco no se cuele el agua por algún lugar. Desde cualquier fisura que pueda tener en la cubierta hasta el agua que pueda entrar por una de las aberturas del casco en su obra viva. Salvo los submarinos, diríamos que prácticamente no hay ningún barco estanco al cien por cien. No obstante, siempre podremos minimizar  la entrada de agua observando que determinados elementos estén en buenas condiciones y funcionen correctamente.

Elementos que conviene vigilar:

• Tambucho.  Debe de poder cerrarse cuando navegamos con mala mar. Normalmente, en buenas condiciones de tiempo suele ir abierto pero en caso de mal tiempo es un sitio por donde podría entrar mucha agua dentro de la cabina del barco.
• Escotillas.  Deben ir bien cerradas todas las que queden a proa de la bañera del barco en cualquier condición de navegación, ya que una ola imprevista podría provocarnos una grave inundación. Las que están a popa son menos susceptibles de sufrir una entrada de agua, aunque debemos vigilarlas atentamente y estar preparados para cerrarlas ante cualquier amago de salpicadura.
• Portillos.  Imprescindible cerrar los portillos que estén situados en el casco porque estarán muy cerca de la superficie de flotación. Los que están situados en los costados de la cabina también es bueno por precaución mantenerlos cerrados, aunque si las condiciones de mar son bonancibles, se pueden llevar abiertos para ventilar la cabina.
• Manguerotes.  Si el barco dispone de ellos, normalmente irán orientados en el sentido de la marcha y de por sí ya van montados en su caja dorada para que no entre agua en el interior del barco. Sin embargo, en caso de mala mar, deben orientarse hacia popa para evitar que un golpe de mar pueda introducir agua al interior.
• Imbornales.  Siempre han de estar libres de cualquier cabo, plástico, papel, etc., que puedan obstruirlos. Si los imbornales de la bañera no desaguan bien, corremos el riesgo de que se inunde la cabina a través del tambucho o de los cofres.
• Grifos o válvulas de fondo.  El talón de aquiles de muchos barcos. Un grifo de fondo que no cierre bien es una bomba de relojería. Cualquier rotura de la manguera que lleve conectado o una fuga imprevista en el sistema, puede tener la consecuencia de una fuerte inundación. Por tanto conviene revisarlos periódicamente y comprobar que no estén agarrotados. También las conexiones de los tubos o mangueras deben estar en buen estado.
• Bocina del eje del motor.  Otro lugar por donde suele entrar agua en muchos barcos. Importante revisar a menudo el prensaestopas y apretarlo si es necesario. En sistemas hidráulicos, revisar el nivel del aceite o grasa periódicamente.
• Bombas de achique.  Es el último eslabón en la cadena de elementos a revisar. Si la bomba de achique no funciona correctamente o está atascada, nos encontraríamos con un grave problema porque no podríamos achicar el agua embarcada debido a una inundación. Por lo tanto, conviene comprobar que la bomba achica adecuadamente con cierta frecuencia. Incluso si hablamos de un barco en el cual raramente entra agua, ocasionalmente podemos vaciar un balde de agua en la sentina para comprobar el buen funcionamiento de la bomba.

Entre los marineros, algo estanco es lo que está libre de mojarse, pues el agua allí no puede entrar.

Se denomina “compartimento estanco” a aquellos lugares delimitados que están aislados completamente del resto, independientes y sin vinculación alguna. Ejemplos: “Esta unidad carcelaria aloja presos peligrosos, por lo cual cada una de las celdas es un compartimento estanco respecto de las otras, para impedir la comunicación libre y el complot entre los reos” o “Las materias del colegio no deben ser vistas como compartimentos estancos ya que todas son parte de una misma realidad y debe tenderse a la interdisciplinariedad”.

La posibilidad de tener en todo momento bajo control los efectos cualquier avería a bordo de un buque de guerra es de una importancia esencial, pero principalmente deben ser controladas y suprimidas en la medida de lo posible las diferentes vías de agua que se pueden producir durante un combate. Para evitar que la inundación de un determinado departamento se propague a los adyacentes, se procura reducir al mínimo las aberturas en los mamparos longitudinales y transversales. Es por ello que los diferentes pasos de cables, tuberías, conductos de ventilación, etc. van, (dependiendo de las circunstancias) soldados, con prensaestopas y las válvulas necesarias para cortar desde una parte externa al compartimiento el conducto de líquidos si fuera preciso.

Para las diferentes actuaciones en caso de emergencia todos los buques de guerra disponen de un manual o libro de seguridad, en él están registrados e ilustrados todos los compartimentos con todas las características de cada compartimiento, como son la capacidad en toneladas de agua de cada uno y los efectos sobre la estabilidad y asiento del barco, de ese modo se pueden determinar las medidas o procedimientos a seguir incluida la eventual inundación de otros locales o compartimentos, más adecuados para asegurarse el asiento del buque. El procedimiento aunque tiene la ventaja de mejorar las condiciones de estabilidad y permite anular cualquier escora, disminuye las condiciones de flotabilidad por lo que las medidas tomadas constituyen una solución de emergencia.

La preferencia en todo caso es taponar las vías de agua hasta donde se pueda para intentar que el caudal de agua que entra disminuya lo más posible, esto se consigue siempre que sea posible inyectando chorros de cemento rápido o cerrando con cuñas y tacos de madera las vías de agua y achicando el agua que se va filtrando con bombas de gran potencia.

Otra de las medidas a tomar es el apuntalamiento de los mamparos de los compartimentos contiguos o adyacentes desde dichos compartimientos, para evitar que la creciente presión del agua pueda dañarlos y haya una peligrosa inundación sucesiva de compartimentos, que ponga en peligro al barco y a su tripulación por la inminencia de un hundimiento súbito. En principio todos los buques de guerra disponen de un número de tanques libres y vacíos, susceptibles de ser inundados en caso de necesidad para garantizar la estabilidad y asiento del buque.

Los bulges están divididos en varias secciones horizontales y cada un determinado número de cuadernas tienen una que hace las veces de mamparo estanco.

Dichos bulges y también los tanques, tienen registros de acceso cerrados con tapas atornilladas y permanecen cerrados mientras no se requiera acceder a ellos por causas de limpieza o reparación. Solo tienen abierto un conducto de aireación susceptible de ser cerrado si las circunstancias lo requieren; tuberías para proceder a su inundación si es preciso y las aspiraciones de achique o descarga. Tanques de combustible, agua dulce y aceite son como es lógico estancos y además de la preceptiva ventilación disponen de tuberías de llenado que solo se abren para cargar el tanque correspondiente y de las propias para proceder al uso del líquido que contienen, también con la posibilidad de ser cerradas en caso de emergencia, disponiendo las de combustible, de válvulas de cierre rápido, para cortar en décimas de segundo el flujo de combustible en caso de incendio.                                                          

Otros compartimentos de libre y continuo acceso, como alojamientos, pañoles, cámara de máquinas, etc. disponen de puertas de acceso que al cerrarse garantizan la estanqueidad. Los pañoles de munición por lo general tienen sistemas de inundación para apagar posibles incendios y evitar una deflagración de los explosivos en ellos alojados. 

Ocurre igual en los submarinos cuya reserva no supera el 20% incluso en algunos casos no llega a ese porcentaje por lo que si tenemos en cuenta su poca estabilidad longitudinal es fácil que se hundan al pasar de superficie a inmersión por la pérdida de flotabilidad y estabilidad en el momento en que tengan una vía de agua. Considerar por último los buques mercantes con una reserva no superior al 35% del desplazamiento si van en carga.

Las vías de agua.

Ambas cualidades (flotabilidad y estabilidad) son conocidas para la seguridad del buque pero no son suficientes en caso de una vía de agua de importancia en su obra viva que puede ser causada por varios motivos, como pueden ser una colisión o el impacto de minas, torpedos o proyectiles en combate.

En cualquiera de los casos descritos el agua entrará con una intensidad que dependerá del área de la misma y la distancia a la línea de flotación, llegando si no se remedia o se corrige de algún modo la avería a hundirse el buque por anulación total de la flotabilidad o por falta de estabilidad.

Para contrarrestar los efectos lo primero de lo que se hace uso son las bombas de achique pero hay casos en los que esa medida no será suficiente. En una vía de agua de área A y a una distancia d de la superficie la cantidad de agua que entra por segundo es: 

Como vemos y ante una vía de agua tan ridícula es necesario tomar otras medidas de seguridad para solucionar el problema y se hace imprescindible reducir el espacio en el cual el agua se va o se puede ir alojando; de ahí la importancia de la subdivisión estanca que consiste, como ya comentamos, en aislar diferentes partes del buque en compartimentos separados por mamparos y cubiertas estancos de modo que solo se inunde el local en el que se produce la vía de agua, pudiendo en determinados casos taponar parcialmente dicha vía de agua por medio de los medios que se disponen a bordo a tal efecto.

Los medios disponibles para taponar vías de agua son parches, hechos a partir de lonas, chapas, tablas… que se suelen colocar preferentemente por el exterior, sujetos con cables o cuerdas al casco aunque en algunos casos se hace desde el interior. Los parches hechos con lonas forman una especie de paquetes rectangulares, en el caso de los parches con chapas se sujetan con cables o cadenas y entre ellas y el casco se colocan almohadillados hechos con gomas y en casos de vías de agua pequeñas se usa para el almohadillado colchonetas y coys.

Para taponar las vías de agua desde el interior se sellan con madera y almohadillado y se apuntala con barras de madera al efecto, se hace con madera y es aconsejable hacerlo porque la madera al mojarse hincha y de ese modo aprieta los tacos. El objetivo primordial, es conseguir en la mayor medida posible, disminuir el caudal de agua que entra hasta límites lo más cercanos posibles a la capacidad de achique de las bombas y preferentemente hacer que la capacidad de achique supere el caudal de agua de inundación

Por lo general no suele ser aconsejable ni posible taponar la vía de agua desde el interior en cuyo caso se navega con el compartimiento inundado aunque en condiciones de seguridad más limitadas. Resaltar que durante la segunda guerra mundial llegaron a puerto a reparar buques con más de 60 de esos parches. La compartimentación estanca y los acorazados.  

Ejemplos y otras consideraciones:

Por último mencionar que sobre la importancia de la subdivisión estanca tenemos como ejemplos:

El Mushashi era el gemelo del Yamato ambos considerados los más grandes acorazados jamás construidos estaban concebidos y proyectados de tal modo que su reserva de flotabilidad les procuraba una gran resistencia a inundaciones esto era gracias a la mencionada subdivisión estanca con más de 1000 compartimentos y a los múltiples tanques de compensación de agua para corregir cualquier contingencia por escora o asiento, durante un periodo relativamente prolongado. El Mushashi fue hundido por saturación de torpedos y bombas, 19 torpedos y 17 bombas, desgarraron su casco y ocasionaron serias inundaciones que acabaron por causar el hundimiento del buque a pesar de todos los esfuerzos y de la magnífica distribución de los compartimentos que le proporcionaban una gran reserva de flotabilidad.

El ejemplo opuesto concierne al que habría de ser gemelo de los Yamato y que fue transformado en portaaviones. Durante su traslado para ser acabado desde el astillero de Yokosuka a Kure, sufrió un ataque de un submarino, el USS Archerfish. La ausencia de compuertas en su compartimentación y de bombas de achique provocó una rápida inundación que causó su hundimiento.

Los errores en el diseño también fueron causa del hundimiento del Ark Royal, la falta de estanqueidad adecuada en los conductos de humos fueron la causa de que sus calderas se inundaran y el portaaviones zozobrara a pesar de los esfuerzos hechos por la tripulación para mantenerlo a flote. Tal y como podemos ver los compartimientos estancos son esenciales para la seguridad no solo de los buques de guerra sino que también lo son para cualquier otro tipo de buques, tal y como se comenta son los que garantizan que el hundimiento del buque afectado cuanto menos se retrasará lo suficiente para permitir el abandono del mayor número de miembros de la tripulación.

Test de Estanqueidad mediante ultrasonidos

“En 1989 la “International Association of Clasification Societies” (IACS) orientó a los Armadores sobre el cuidado y las inspecciones en las escotillas de los buques informándoles que la pérdida de la estanquidad en las bodegas sigue siendo un factor constante que conduce a daños en la carga, pudiendo llegar, incluso a ser una amenaza `para la seguridad de la tripulación, el barco y su carga”.

Para asegurar la estanqueidad de una bodega antes de proceder a la carga se deberán de realizar unas pruebas de estanqueidad, que dependiendo del estado de la escotilla y/o del tipo de carga que se transporte se pueden realizar de las siguientes maneras:

• Test mediante la aplicación de tiza en la barra de compresión.
• Test mediante luz
• Test mediante agua a presión
• Test mediante ultrasonidos

Para garantizar la estanqueidad de las bodegas o cualquier otra parte del buque expuesta a la entrada del Agua, los Armadores, Fletadores o cualquiera de las partes implicadas contratan un Surveyor que pueda garantizar que los trabajos realizados se han hecho de una manera eficaz y los espacios de carga han quedado estancos. A la finalización de la inspección se emite un Certificado de Estanqueidad de las bodegas indicando el método empleado para su medición y los resultados obtenidos.

Escora debido a inundación de compartimientos

Cuando en un buque se inunda un compartimiento, la flotación que este provee se pierde. Esto causa que el centro de flotación se mueva inmediatamente de su centro y, al menos que dicho compartimiento se encuentre en el centro de la línea de flotación, un momento escorante se generara,  b = w .

Ejemplo 1

Un buque de coeficiente de bloque bajo de 100 m de eslora y manga 18 m, flota en agua salada a  7.5 m de calados, encontrándose Even Keel. KG = 4 m. El buque tiene un mamparo central continuo completamente estanco.

Encuentre la escora si un compartimiento a nivel de medianía que se encontraba vacío, de 15 m de longitud, se inunda en un costado.

1. a) Encontrando el nuevo calado medio:
2. b) Encontrando el nuevo centro de flotación:
3. c) Encontrando IOZ
4. a) Encontrando GM
5. b) Hallando la escora:

Ejemplo 2

Un buque con coeficiente de bloque bajo (similar a una caja), 50 m eslora y 10 m manga, flota en agua salada en condición even-keel a un calado de 4 m. Posee un mamparo estanco a toda la eslora del buque. Un compartimiento a medianía en el costado de estribor de 15 m de largo contiene un cargamento cuya permeabilidad es del 30%. Calcule la escora si este compartimiento se inunda. KG=3 m.

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Conclusiones

A) Haga un esquema de la información suministrada (tome datos).
B) Calcule el incremento de volumen por calados
C) Calcule el centro de flotación del Buque
D) Estime el segundo momento del área en la condición de inundación con el uso del teorema del eje paralelo
E) Calcule el Nuevo KB, BM, KM y GM
F) Finalmente calcule el ángulo de escora requerido

Ejercicios

Un buque de construcción rectangular (tipo caja) tiene 100 m eslora, 15 m manga y flota en agua salada a calados iguales, calado = 5 m. KG = 3 m. Se encuentra dividida longitudinalmente por un mamparo estanco ubicado en la línea crujía del buque. Tiene un compartimiento vacio de 10 m. de largo. Halle la escora si este compartimiento es inundado.

Un buque de construcción rectangular (tipo caja) tiene 80 m eslora y 10 m manga, esta flotando a calados iguales, con 5 metros de calado. Halle la escora si este compartimiento de 15 m de largo,  ubicado a medianía y a un lado del mamparo central ya mencionado, se encontrase inundado. KG = 3 m.

Un buque de construcción rectangular (tipo caja), de 120 m de eslora y 24 m manga, flota en agua salada a calados iguales, calado= 7 m. KG =7 m. Un compartimiento ubicado a medianía del buque, de 12 m de largo y dividida longitudinalmente por un mamparo estanco ubicado en la línea de crujía del buque. Halle la escora si este compartimiento se encontrase inundado.

Un buque de construcción rectangular (tipo caja) de 50 m de eslora, 10 m manga se encuentra dividida longitudinalmente por un mamparo estanco ubicado en la línea de crujía del buque  y flota en agua salada a calados iguales, calado= 4 m.  KG = 3 m. Un compartimiento a la medianía de 12 m largo contiene carga de 30 % de permeabilidad. . Halle la escora si este compartimiento se encontrase inundado.

Un buque de construcción rectangular (tipo caja) de 68 m de eslora y 14 m manga tiene KG= 4.7 m, flota en agua salada a calados iguales, calado= 5 m. Un compartimiento ubicado a medianía del buque, de 18 m largo y dividido longitudinalmente por un mamparo estanco ubicado en la línea de crujía del buque contiene carga y un 30% de permeabilidad. Halle la escora si este compartimiento se encontrase inundado.

Resultados :

• 3.6°
• 11.57°
• 5.7°
• 4.9°
• 8°