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QUILLOTES
Una de las consultas mas
frecuentes sobre la fabricación de
yates metálicos es:
¿De que manera se construye o instala la quilla de lastre? (lo que
vulgarmente conocemos en la jerga náutica local como “quillote” *)
*
Este término o argentinismo, fue oficializado por
nuestra propia instancia
hace menos de dos años en el Instituto Panamericano de Ingeniería
Naval IPIN con sede en Río de Janeiro organismo centralizador de la
actividad quién lo ha incorporado
en su vocabulario técnico para designar a las quilla de lastre
en forma de apéndice de los yates de vela.
No
reseñaremos en esta nota las interacciones hidrodinámicas que el
quillote debe tener para
que el yate pueda orzar equilibradamente actuando en
el plano de deriva; ni las acciones hidrostáticas que su posición
y el porcentaje en peso en
relación con el desplazamiento obviamente
pueda asignarle con su principal virtud a la estabilidad. Tampoco nos
detendremos en su geometría de diseño objeto por otra parte de larguísimos
trabajos de investigación en canales de experimentación de todo el
mundo y de interminables
conversaciones en los varaderos y astilleros vernáculos. Baste para
ello con recordar el misterio que rodea la puesta en escena y los
telones que cubren los quillotes alares
en las botaduras de los yates retadores o defensores de la Copa América
para evitar que sean fotografiados
o copiados por los contrincantes.
Nos
detendremos ahora solamente a
enumerar las formas constructivas que exigen las mejores reglas del arte
naval para las construcciones metálicas.
En
los cascos de acero la geometría del quillote
es incorporada al enchapado del fondo directamente como un “cajón”
(obviamente construido con secciones hidrodinámicas normalmente
derivadas de las series de modelos
de perfiles
N.A.C.A estudiados en túneles de viento desde antiguo para la
industria aeronáutica). Este cajón que es realmente un apéndice del
casco, se conforma
normalmente con un diafragmas
central realizado con una chapa de mayor espesor soldada a la
sobrequilla central.(ver Figura Nº1). Esta tiene la forma de la
proyección geométrica sobre el plano central de crujía del área
que actúa como orza – o superficie destinada a
evitar la deriva del barco que tiene la quilla lastrada en todo
velero. Los otros elementos resistentes constitutivos son las
varengas profundas o varengas de fondo que están firmemente
soldadas a las cuadernas respectivas
en la zona donde se destaca este apéndice. El borde de ataque
construido con barra maciza soldado al
diafragma central reseñado y el borde de fuga con sus
afinamientos de salida de la
misma popa del quillote nos
encuadra todos los elementos que fijan y estructuran este vital
componente del casco, Decimos vital porque por sobre todo será sobre
este apéndice del casco donde se han
de soportar golpes contra el fondo o varaduras a lo largo de su
vida útil. El enchapado exterior de este virtual cajón colgante
tiene normalmente el mismo escantillón o espesor que el
enchapado del fondo del casco al que va unido, destacándose
fundamentalmente en todos los registros de clasificación y manuales de
construcción naval la zona de transición de chapa curvada entre el plano del forro
de fondo y el enchapado vertical (laterales)
del mismo quillote. Esta zona es
fundamental y obligada de realizar para aliviar las grandes
tensiones que el par de empotramiento de tan importante peso impone y transfiere al resto de la estructura resistente del
barco.
El
cálculo del volumen necesario que se le ha de
reservar a este cajón, representa
un juego de integración
matemática para el
diseñador y adonde el peso
especifico del material que debe introducirse en ese volumen cobra un
papel primordial.
Como
dato histórico observamos que en las mas antiguas construcciones
amateurs de cascos de “chapa” el factor de su misma
economía constructiva los llevaba a rellenar el interior de este
cajón con una mezcla de chatarra en forma de recortes o granalla de
acero con el agregado de una argamasa de cemento casi puro como
coligante e inhibidor de óxido. No era una opción desapropiada pero rápidamente
se verificaba que con este tipo de lastre
rara vez se podía
superar un peso específico superior
a 5,5 a 5,8 Kgs/dm3. El
volumen requerido para que la determinada
cantidad de lastre impuesta para la seguridad del
diseño, obligó normalmente
a variar la única dimensión del quillote que podía ser alterada sin
que aparentemente no ocurriese nada.
Esta dimensión alterada era
el ancho del perfil del quillote. Hoy cualquier nauta avezado
identifica este factor de engrosamiento del apéndice del cajón del
lastre como un impedimento a
la velocidad del
yate. Para mantenerlo entonces dentro de límites normales se recurre a
rellenar este cajón con plomo derretido “in situ” hasta los niveles
que indique el diseñador del barco.
Una cuestión a considerar en esta forma de carga será el factor
de contracción que el plomo naturalmente tiene cuando se enfría dentro
de esta caja en la que se lo confina. La contracción longitudinal del
plomo es 1:92 , la contracción superficial es 1:46 y, la contracción
en volumen es 1:31 .
Como
ejemplo de lo que este factor de contracción puede afectar
podemos calcular: Una barra de plomo de 1 metro de longitud, al enfriarse se contrae longitudinalmente 1/92 x 1 metro =
10,8 mm. Un quillote de 3400 kgs de plomo fundido que tenga un volumen
de 300 dm3 se contraerá al enfriarse en unos 9,6 dm3 .
Esto permitirá que exista un volumen nocivo importante a ser
ocupado por las aguas de la
sentina que, pueden producir corrosión del lado interior de los
enchapados de este cajón y que resultan imposible de inspeccionar. La
forma mas correcta de rellenar este volumen producido por la contracción del plomo al
enfriarse en nuestras construcciones es, la de sellar
el enrase superior del plomo de lastre con un cementicio
impermeable adhesivo y elástico que migre a los interespacios e imposibilite el ingreso de agua a a (ver Figura Nº2 ) .
Desde el punto de vista de la existencia
de corrientes galvánicas entre estos metales en contacto (acero de la
caja estructural y el plomo
para lastrar a la misma) no puede predecirse una acción nociva para el
enchapado de acero que quede confinado
puesto que el potencial eléctrico
del plomo en la tabla de serie galvánica de los metales sumergidos en
agua de mar (el agua de mar actúa
como el electrolito de una batería)
lo ubica como elemento ligeramente catódico frente a los
distintos tipos de acero que posee un menor potencial. Una pauta constructiva correcta
deberá tender a
sellar la entrada de oxigeno al interior del cajón estructural lastrado con el plomo
fundido “in situ”, obviamente esto se consigue “rellenando “ el
volumen que deja la contracción del plomo al enfriarse dentro del cajón
estructural. Esta pauta deberá asegurarse particularmente puesto que
una de las mayores ventajas que nos
suministrará este receptáculo
en los barcos metálicos será el de centralizar todos los
drenajes del barco conformando un lugar ideal para instalar las bombas de
achique (a este espacio se lo denomina pocete). Esta característica
constructiva asegurará entonces que los barcos metálicos puedan tener
sentinas secas y limpias por muy plano que por diseño sea el fondo en
las líneas de agua de la obra viva.
Como
hecho anecdótico en Francia y en estos cajones se ha llegado a confinar
uranio empobrecido en barcos de regata oceánica (creo recordar
que fue en alguno de los Pen Duick) por ser el material que posee mayor
peso específico que el plomo para optimizar los afinamientos de la
quilla de lastre y/o ubicar en la geometría de la misma de la forma
“mas baja” el máximo lastre. Hoy estos excesos han sido prohibidos
por las reglas y apoyado por los ambientalistas, ya que las radiaciones
remanentes de elementos
usados en usinas atómicas no reconocen una historia de seguridad
absoluta ni las reglas de disposición final
los incluyen para ese libre transito deportivo en
el mar. Nada impediría en cambio – salvo razones económicas o
de aduanas - en un futuro
no tan lejano poder lastrar con oro (13,5 Kg/dm3) o mercurio líquido a
los quillotes para seguir trepando en la escala de las
optimizaciones “posibles” ya que estos elementos tiene un peso específico
aun mayor que el del plomo (11,35 Kgs/dm3).
Una
cuestión mas controversial lo representan las formas que se han
adoptado para introducir las quillas de lastre en las construcciones metálicas
de aluminio. La primera y mas rápida forma fue la de asimilarla
por razones de economía a la utilizada
en cascos de acero y en
la forma que he descrito anteriormente. Desde el punto de vista
estructural esta solución puede resultar potable y económica pero,
desde el punto de vista de los fenómenos electroquímicos
colindantes el aluminio es mucho mas vulnerable por presentar un
potencial muy próximo a los metales mas anódicos de la tabla como el
cinc o el magnesio frente al plomo que es mas catódico (el mas catódico
es el platino seguido del oro). Estos (los anódicos)
son los que poseen
gran facilidad para ceder
electrones de su masa y por tanto degradarse cuando se ponen en contacto
con otros metales e
inmersos en un electrolito
(agua de mar) . Si esta previsión de daño pudiese predecirse en una
zona tan crítica como esa, donde se incorporan además
incrementos o alteraciones sustanciales de estos fenómenos
electroquímicos debido a las enormes tensiones actuantes en las
estructuras y enchapados resistentes de este “cajon” portante.
Por las mismas imposiciones que introduce el par de empotramiento
del quillote cuando el barco escora y durante los millones de ciclos de
oscilaciones pendulares que se le producirán
naturalmente a esta importante masa “colgante” el tema estaría
ajustado solo a la lógica
de un cálculo
matemático. Pero no ocurre así
y, si la degradación del aluminio en esta zona de la estructura
resistente se produce en elementos
no accesibles para su inspección sistemática, el colapso de la estructura
resistente a partir de microfisuras difícilmente detectables puede
sobrevenir en este tipo de solución constructiva
sin un previo aviso (recordemos el accidente del rebautizado yate
“Uruguay Natural”).
Nuestra
recomendación como la de las normas constructivas mas conservadoras,
ajustan la construcción y el
montaje de la quilla de lastre de los barcos de aluminio en una forma
similar al de las mas convencionales para las embarcaciones de plástico
reforzado con fibra de vidrio (ver Figura Nº3)
introduciendo estrictamente el factor de la
aislación completa de todos los elementos constitutivos del
quillote en su unión al casco. El detalle de la figura
adjunta es mas descriptivo que lo que pueda reseñarse
literalmente. La forma del empotramiento al casco de estos quillotes con
cajas de encastre (ver Figura Nº4) hacen evidentemente
a una mayor complejidad y costo consecuente en
la tarea constructiva pero, asegurará su resistencia
estructural, asignando finalmente la calidad que destaca a una embarcación
mejor construida.
Lamentablemente
es tan común ver cascos dañados en la zona de fijación de la quilla
de lastre o quillotes, “movidos” simplemente por pretender cumplir
con sus funciones hidrostáticas e hidrodinámicas fundamentales,
que la pregunta inicial que
nos hacen los navegantes en consulta sobre este tópico no nos parece
tan casual . En estos casos de quillotes fijados al casco por medio de
tornillos siempre será recomendable utilizar plomo aleado con antimonio
en una proporción aproximada al 4% para asignarle al apéndice de
lastre expuesto características de mayor dureza para soportar cargas
sin deformarse pues el plomo que tiene un peso específico de 11,35
Kg/dm3 en su estado de
mayor pureza es fácilmente deformable.
Ing.
Naval Roberto R. Alonso
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