És increïble que els creuers massius no s'enfonsin a l'instant al fons de l'oceà. Amb tot, des de pistes de patinatge sobre gel i piscines fins a pistes de bàsquet, balnearis, mini centres comercials i cinemes a bord, com es mantenen a flota aquests vaixells gegants? Ho fan mitjançant una combinació de flotabilitat, desplaçament d'aigua, materials i disseny.
Com es mantenen a flotació els creuers
Els vaixells estan dissenyats per desplaçar una quantitat d'aigua equivalent a la seva pròpia massa. Al mateix temps, la pressió de l'oceà empeny cap amunt contra el casc del vaixell i contraresta la força descendent de la massa del vaixell. La força descendent del vaixell combinada amb la força ascendent de l'oceà treballen conjuntament per mantenir el vaixell a flotació o "flotant".
Aquesta idea bàsica es coneix sovint com el principi d'Arquimedes. Segons aquest principi, un element flota quan el pes de l'aigua desplaçada és igual al pes de l'objecte. El fluid que l'envolta fa retrocedir amb una força igual a la de la quantitat desplaçada; quan els dos són iguals, l'objecte flota.
Aquí hi ha una altra manera de mirar-ho. Quan un vaixell de creuer s'asseu a l'aigua, fa lloc per si mateix desplaçant l'aigua cap a fora i cap avall. L'aigua respon empenyent cap amunt i cap a dins mentre intenta recuperar l'espai que ocupa el creuer. L'equilibri d'aquestes forces oposades és el que fa que el vaixell suri.
Factors addicionals que donen suport a la flotabilitat
A més de la flotabilitat i el desplaçament, hi ha molts altres factors que ajuden els creuers a romandre a la superfície de l'aigua.
Materials i disseny
Per aconseguir la flotabilitat, un vaixell ha d'estar fet de materials lleugers i resistents que siguin més densos que l'aigua, com ara l'acer extra-resistent. A més, aquests materials lleugers s'han d'utilitzar en un disseny que els permeti desplaçar el seu pes a l'aigua abans de submergir-se. La major part d'aquest disseny s'implementa al casc, que és el cos o la closca del vaixell, que es troba a sota de la coberta principal i allunya l'aigua i permet que el vaixell surti.
A través d'anys d'assaig i error, els enginyers han descobert que fer el casc arrodonit, ample i profund ajuda a dispersar el pes del vaixell pel cos del vaixell. Els grans bucs dels creuers tenen la forma de la lletra "U". Aquest disseny permet que l'aigua flueixi lluny del vaixell, dissipa l'arrossegament, facilita un viatge suau i ajuda a mantenir el vaixell en bon camí.
Dobles cascs i altres característiques de seguretat
No n'hi ha prou amb mantenir-se a flotació i navegar sense problemes; El disseny del casc d'un creuer també ha de protegir la gent que hi ha a l'interior d'obstacles com els icebergs, els esculls i les barres de sorra que podrien trencar les capes exteriors del vaixell. Per evitar una catàstrofe important, els constructors de vaixells solen utilitzar acer extra-resistent i construeixen els seus vaixells amb doble casc (és a dir, un casc dins de l' altre) com a precaució addicional.
Els creuers també tenen mampares que els poden ajudar a mantenir-se a flotació en cas de danys importants. Aquests divisors estancs s'instal·len a l'interior d'un vaixell i es poden tancar per segellar l'aigua que entra a través d'un casc danyat. Limitar l'entrada d'aigua pot evitar que el vaixell s'inundi i s'enfonsi.
Com romanen drets els creuers
A partir del 2016, el vaixell de creuers més gran del món mesura uns 210 peus d'alçada, i fins i tot els creuers mitjans encara tenen una alçada impressionant. Aleshores, què els impedeix bolcar a l'aigua? La resposta està, de nou, en el disseny del casc. En primer lloc, heu d'entendre la diferència entre el centre de gravetat del vaixell i el seu centre de flotabilitat.
El canvi del centre de flotabilitat és clau
Segons l'Enginyeria Toolbox, el centre de gravetat d'un vaixell (el punt d'enfocament central de l'empenta cap avall de la gravetat) no es pot canviar. Per aquest motiu, el casc en forma d'U d'un vaixell de creuer està dissenyat perquè el seu centre de flotabilitat (el focus central de l'empenta cap amunt de l'aigua contra el casc) es desplaci de manera natural a mesura que el vaixell s'inclina d'un costat a l' altre. Aquest canvi al centre de la flotabilitat ajuda a empènyer el vaixell cap a una posició vertical.
Mantenir una línia central
Quan el vaixell s'empeny en posició vertical, la força d'aquesta empenta pot fer-lo girar una mica més enllà de la línia central i fer que s'inclini cap a l' altre costat. Això s'anomena rodar, i és el que acostuma a fer mal de mar als passatgers. Per solucionar aquest problema, els creuers estan equipats amb una sèrie de característiques que limiten el rodatge del vaixell, com ara aletes estabilitzadores per sota de l'aigua i sistemes de llast actiu o anti-escorçament que bombegen ràpidament l'aigua de mar des dels tancs de retenció sota la línia de flotació d'un costat del vaixell a l' altre costat. Això corregeix qualsevol inclinació lateral o "llista" que pugui desenvolupar el vaixell.
Aquestes funcions d'estabilització són tan efectives que és rar que els passatgers del creuer sentin cap moviment d'un costat a l' altre, i és gairebé inaudit que els vaixells de creuer es giren tot i que són tan alts.
Navegació suau
Veure un transatlàntic massiu lliscar al mar obert pot ser força emocionant. Tot i que el moviment del vaixell pot semblar sense esforç, sens dubte hi ha moltes coses que passen sota la superfície de l'oceà mantenint el vaixell dret i flotant. Penseu-hi la propera vegada que feu un creuer.
