¿Por qué los barcos y aviones usan esta palabra como sinónimo de ayuda?
El Hyperesion (una especie de cojín de boga)
Fotografía del 'Titanic', tomada a su salida e Southampton, en Iglaterra, en 1912.
Un estudio realizado por un equipo de astrónomos de la Universidad Estatal de Texas-San Marcos determina que la Luna podría haber tenido algo que ver en el hundimiento del Titanic, o más concretamente en las peligrosas condiciones del mar y en la existencia de numerosos icebergs en la noche en que el trasatlántico tuvo el accidente.
El autor principal de este trabajo, Donald Olson, ha indicado que, a través de una serie de técnicas "más parecidas a las de los detectives que a las de un científico", han logrado descubrir que el 4 de enero de 1912 (cuatro meses antes de la tragedia), la Luna y el Sol se alinearon en un modo en el que los tirones gravitatorios de uno y de otro se reforzaban.
Además, el perigeo de la Luna -su acercamiento máximo a la Tierra- fue el más cercano en 1.400 años, y se produjo a menos de seis minutos de una Luna llena; mientras que el perihelio de la Tierra -máximo acercamiento al Sol- se produjo el día anterior.
Estas circunstancias fueron las que, según los expertos, provocaron una marea inusualmente alta, lo que provocó que muchos icebergs, que en esa época se quedan atascados en aguas poco profundas, se derritieran lo suficiente como para "viajar" hacia las corrientes oceánicas del sur en donde, en abril de 1912 se encontraron con el Titanic.
Así, para Olson, "la causa última del accidente fue que el barco chocara contra un iceberg". "El Titanic no pudo frenar, después de haber recibido varios mensajes en los que se les alertaba del mar helado que tenían por delante, pero se metió a toda velocidad en una región con icebergs y ésto es lo que realmente hundió al barco", ha indicado.
En este sentido ha añadido que "la conexión con la Luna es la explicación de por qué un número inusualmente alto de icebergs se metió en el camino del Titanic".
Fuente:
Nuestro barco de vela prototípico (Image*After)
En esta entrega vamos a revisar otro comportamiento que inicialmente nos puede parecer contrario a la física: la navegación en contra del viento.[1]
¿No me digáis que nunca os lo habéis planteado de pequeños? Seguro que habéis hecho un barquito con una cáscara de nuez o algo así, le habéis puesto una vela de papel, le sopláis desde atrás y el barquito avanza… pero cuando le soplas por delante, el barco retrocede.
Pero entonces, ¿cómo hacen los barcos de verdad para navegar contra el viento? ¿Es que no respetan las leyes de la… mecánica? ¡Un momento! ¡En esta serie se respetan las leyes de la termodinámica! ¡Y las de la mecánica, también!
Vaya por delante que no soy navegante, ni marino, ni patrón, ni tengo barco, ni barca, así que si meto la pata con la terminología, me lo perdonáis.
El caso es que a todos nos resulta intuitivo que si un barco recibe el viento por popa,[2] el viento empuja a la vela, que a su vez, como está unida al barco, lo empuja… y el barco se mueve hacia adelante.
No es mucho más difícil intuir cómo funciona cuando el viento viene un poco ladeado, pero todavía básicamente por detrás. Creo que se denomina viento ancho, largo, abierto, a la cuadra o por la aleta, dependiendo de cuán cerca esté de la popa (aunque la Wikipedia no me aclara cuál es cada uno[3] ). El viento se descompone en dos componentes: una perpendicular a la vela y otra paralela a la vela, lo mismo que hacemos con la reflexión de un rayo en un espejo o una fuerza en un plano inclinado. La componente paralela a la vela la dejamos como está y la componente perpendicular cambia de sentido, empujando a la vela (y por tanto al barco).
Pero, ¿qué ocurre cuando el viento viene más bien de proa?[4] Esto es lo que se llama “viento de bolina”. Este sistema ya no nos sirve, porque el barco se iría hacia atrás.[5]
En ese caso, lo que hacemos el ladear la vela también, para que la componente perpendicular del viento sobre la vela, esté apuntando hacia adelante.
El problema es que ahora el barco se está moviendo de lado… así que aquí es donde entra en juego la quilla. Los barcos no son redondeados por abajo, sino que tienen una especie de aleta ventral, alargada y plana (llamada quilla), que recorre todo el casco por debajo.
¿Qué es lo que hace esa quilla? Dado que el agua es un fluido relativamente denso, la quilla hace que cualquier fuerza aplicada al barco de forma oblicua se convierta en longitudinal, de modo que ese movimiento que veíamos oblicuo hacia adelante, ahora es completamente hacia adelante.
Si intentas dibujar la posición adecuada de la vela, verás que esto se puede hacer teóricamente con cualquier dirección de viento menos con viento completamente de proa. Obviamente, una cosa es la teoría y otra la práctica, de modo que mucho antes de estar completamente de proa ya es imposible aprovechar el viento contrario para navegar (dependiendo del diseño del barco y la vela, puede ser antes o puede ser después). Por eso, cuando un barco debe navegar contra el viento, lo que hace es ir en zigzag.
Pero claro, el aire es mucho menos denso que el agua, de modo que el barco, debido a la quilla, no se mueve en la dirección transversal a la quilla en su parte sumergida, pero sí que sigue moviéndose transversalmente en la parte no sumergida. ¿Qué es lo que ocurre entonces? Que el barco bascula sobre su centro de gravedad longitudinal, volcándose.
Por eso en las carreras de barcos vemos a los tripulantes colgados del barco por un lado, tratando de enderezarlo todo lo posible, llevando su centro de gravedad hacia el punto donde sopla el viento.
¿Quieres más? Pues aún hay más. Visto esto, ¿dirías que es mejor recibir el viento completamente de popa, viento abierto o viento de bolina? Uno diría que con el viento de popa, estaríamos aprovechando toda la fuerza del viento, mientras que con viento abierto o de bolina estaríamos aprovechando algo así como 
¿No?
Pues no, claro que no. Si fuera así, no hubiéramos escrito este párrafo…
Lo primero es pensar que un barco puede tener más de una vela, y si el viento viene de popa, la segunda vela básicamente no sirve de nada. En cambio, si el viento viene de lado, la segunda vela la aprovechamos también. Y no digamos si tiene más mástiles.
Lo primero es pensar que un barco puede tener vela en más de un mástil, y si el viento viene de popa, la segunda vela, la de delante, que queda tapada por la de detrás, básicamente no sirve de nada. En cambio, si el viento viene de lado, la segunda vela la aprovechamos también. Y no digamos si tiene más mástiles.
Pero es que aún hay más: el barco se mueve de frente, así que a la hora de calcular cuánto lo frena el aire (el que hay delante, no el viento que lo empuja por detrás), lo que debemos mirar es la superficie transversal al movimiento. Mirando los siguientes dibujos, te das cuenta de que con el viento de popa y las velas completamente transversales es cuando más frena el aire.
El punto óptimo por el que debe venir el viento depende del diseño del barco y de las velas, pero raramente es completamente por la popa.
Ala, la próxima vez que os quedéis aislados en una isla desierta, ya sabéis un truco más.
Los arqueólogos quedaron desconcertados al descubrir un barco romano atravesado por el casco con un tubo de plomo. Los investigadores italianos sugieren ahora que el tubo era parte de un ingenioso sistema de bombeo, diseñado para alimentar los tanques de peces con un suministro continuo de agua oxigenada. Su análisis ha sido publicado en la Revista Internacional de Arqueología Náutica.
Los historiadores han supuesto que en los tiempos antiguos el pescado fresco se comía cerca de donde fue capturado, ya que sin refrigeración se descomponía durante el transporte. Pero si la última teoría es correcta, las naves romanas podría haber llevado a los peces vivos a los compradores a través del Mar Mediterráneo.
El barco naufragado, que data del siglo II dC, fue descubierto seis millas de la costa de Grado en el noreste de Italia, en 1986. Fue recuperado en pedazos en 1999 y ahora está en el Museo de Arqueología Subacuática de Grado. Un barco pequeño de alrededor de 16,5 metros de largo, el buque llevaba cientos de contenedores que contenía pescado procesado, incluida la sardina y la caballa salada.
Carlo Beltrame, un arqueólogo marino de la Ca ‘Foscari de la Universidad de Venecia en Italia, y sus colegas han tratando de dar sentido a los restos del naufragio: un tubo de plomo, cerca de la popa que termina en un agujero en el casco. El tubo recuperado es de 1,3 metros de largo, y 7-10 centímetros de diámetro.
El equipo ha llegado a la conclusión de que el tubo debe haber sido conectado a una bomba de pistón, en el que un pistón palanca accionada a mano se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro de un par de tubos. Los romanos tenían acceso a esa tecnología, aunque no se ha visto antes en sus buques, y la bomba en sí no se ha recuperado de los restos del naufragio Grado.
Los arqueólogos sugirieron en un principio que una bomba de pistón podría haber recogido agua de sentina de la parte inferior del barco, y el vaciado a través del agujero en el casco. Pero Beltrame que otros sistemas fueron mucho más seguros y de uso general para este propósito en los tiempos antiguos. “Ningún marinero perforaría la quilla, creando un potencial peligro de inundación del casco , a menos que hubiera una razón muy poderosa para hacerlo”, escribe.
Otro uso posible es la bomba de agua de mar en el barco, para lavar los platos o combatir los incendios. Un sistema similar se utilizó en el buque insignia de Horatio Nelson, HMS Victory , en los siglos XVIII y XIX. Pero Beltrame y sus colegas argumentan que los restos de Grado no eran lo suficientemente significativos como para justificar esta teoría. Dicen que la participación del buque en el comercio de pescado sugiere un propósito muy diferente de la bomba – para abastecer un tanque de peces.
Rápida rotación
Los investigadores calculan que una nave del tamaño de los restos Grado podría haber mantenido un tanque que contiene alrededor de 4 metros cúbicos de agua. Esto podría haber albergado 200 kilogramos de peces vivos, como la lubina o el besugo. Para mantener los peces vivos, con un suministro constante de oxígeno, el agua en el depósito tendría que ser reemplazada una vez cada media hora. Los investigadores estiman que la bomba de pistón podría haber soportado un flujo de 252 litros por minuto, permitiendo que el agua se sustituye en sólo 16 minutos.
Tracey Rihll, un historiador de la tecnología antigua griega y romana en la Universidad de Swansea, Reino Unido, advierte que no hay evidencia directa de una pecera. Pero, aunque no hay rastro del tanque, Rihll dice que la tubería podría haber sido utilizado para tal fin. La literatura y la evidencia arqueológica sugieren que los peces vivos fueron transportados por los griegos y los romanos “en una escala pequeña pero significativa”, añade.
El naturalista romano del siglo primero, Plinio el Viejo escribió que los peces loro procedentes del Mar Negro fueron transportados a la costa napolitana. Y el escritor griego Ateneo describe un enorme barco llamado Siracusa , que supuestamente tenía un tanque de agua salada para llevar a los peces para su uso en cocina.
Sin embargo, un tanque de peces a bordo de un buque de carga pequeño, como los restos del naufragio Grado podría significar que el transporte de peces vivos fue una parte rutinaria del comercio romano, lo que permite a los ricos comer pescado de lugares remotos.
“Sería cambiar por completo nuestra idea de la lonja de pescado en la antigüedad”, dice Beltrame. “Siempre hemos pensado que el pescado se comía cerca de los puertos donde los barcos pescaban. Con este sistema podía ser transportado por todas partes.”
vía Nature News.
Tomado de.
ADVERTENCIA: Si antes de leer esta entrada la has ojeado por encima, te has asustado ante la aterradora extensión de la misma y tu deseo de leerla ha flaqueado, aquí debajo te dejo una versión resumida de la misma, conteniendo todos los detalles esenciales.
No te llevará mucho tiempo y te quedará todo claro, más claro que el agua cristalina de un arroyo de montaña en una radiante mañana de verano.
Si por el contrario, después de ver este video crees que no es suficiente y tu curiosidad te pide más, te propongo continuar adelante con la versión no reducida:
Titanic para torpes o cómo entender la física del hundimiento con ayuda de un envase de tetra brik y una viga de madera (Primera Parte)
Thomas Andrews: A partir de este momento, hagamos lo que hagamos, el Titanic se irá a pique.
J. Bruce Ismay: Pero este buque no puede hundirse.
Thomas Andrews: Está hecho de hierro, señor. Le aseguro que sí puede. Y lo hará. ¡Es una certeza matemática!
Titanic, James Cameron, 1997
Introducción (completamente innecesaria, debo admitir)
El Titanic zarpó de Southampton el 10 de abril de 1912 con rumbo a Nueva York en lo que constituía su viaje inaugural. La noche del 14 de abril, oscura, sin luna, tranquila y muy fría, a las 23:40 el barco más lujoso construido hasta entonces colisionó con un iceberg en aguas del Atlántico Norte, cerca de Terranova. La visibilidad no favorecía en absoluto la localización de icebergs, de cuya presencia se venía recibiendo información desde los tres días previos al accidente.
El Titanic viajaba prácticamente a su velocidad máxima, casi de 40 km/h. El último reporte, ignorado por el telegrafista de a bordo a causa de la gran demanda de mensajes irrelevantes, mayormente por parte del alegre pasaje, informaba de la posición exacta del iceberg que posteriormente desencadenaría la tragedia. Al avistarlo, los vigías alertaron inmediatamente al puente, que ordenó virar y poner la maquinaria en contramarcha para evitar la colisión frontal.
En poco más de 40 segundos, la suerte estuvo echada. Sin prácticamente tiempo de reducir su enorme velocidad, el Titanic impactó por el lado de estribor, a unos 4 metros por encima de la quilla, pero aún a otros 7,5 metros por debajo de la línea de flotación, resultando dañados cinco compartimentos: la bodega de proa, los compartimentos de carga números 1, 2 y 3 y la sala de calderas número 6. De las más de 2.200 personas que viajaban a bordo, 1.500 encontraron la muerte en las gélidas aguas.
Hasta aquí un resumen, casi sonrojantemente breve, de la historia. Pero yo no he venido aquí para contaros lo que casi todos vosotros, sin duda, conocéis sobradamente. Muy al contrario, mi propósito es intentar convenceros de que se pueden comprender las razones que condujeron fatalmente a la tragedia con unas nociones básicas de física y con la ayuda de modelos tan simples como pueden ser una viga o varilla de madera y un envase de leche tipo tetra brik. Sí, sí, habéis leído bien. Si disponéis de un buen rato, otorgadme el beneficio de la duda y continuad leyendo. Prometo no emplear más tiempo del que tardó el Titanic en sumergirse para siempre en las oscuras profundidades del océano…
En ocasiones, el envoltorio es más importante que el propio caramelo
En 1985, Robert Ballard y su equipo localizaron los restos del Titanic a 4.000 metros de profundidad. Desde entonces, se han organizado más de media docena de expediciones al pecio. En la realizada el 15 de agosto de 1996 se consiguió rescatar acero del casco, que posteriormente fue analizado en la universidad de Missouri. Las láminas del casco del Titanic estaban fabricadas en acero de bajo carbono (únicamente un 0,21 %), presentando una cantidad de fósforo casi cuatro veces mayor en comparación con un acero moderno, como el ASTM A36.
La proporción manganeso:azufre era de 6,8:1 para el Titanic y de 14,9:1 para el A36. En la actualidad se exige una relación mínima de 14:1. Se sabe que una baja relación Mn:S (entendida como una presencia alta de azufre) provoca una tendencia a fragilizar el material a bajas temperaturas. Algo análogo sucede con cantidades relativamente altas de fósforo y oxígeno. En el caso del Titanic, el oxígeno no constituía un problema, pero sí el fósforo.
A principios del siglo XX, el tamaño del grano de los aceros no se controlaba. El del acero del Titanic era 12,5 veces mayor que el del A36. Esto era importante porque la mayoría de los aceros tienen una temperatura, llamada de transición dúctil-frágil, a la cual dejan de ser lo primero para volverse lo segundo. Cuando un material es dúctil se deforma antes de fracturarse, pero cuando es frágil la fractura aparece sin deformación permanente. El tamaño de grano de los aceros, entre otras cosas, afecta a la temperatura de transición. A menor tamaño de grano, menor temperatura de transición, lo cual amplía el rango de temperaturas a las que se puede usar el material con confianza. La temperatura de transición del acero que constituía el casco del Titanic superaba los 32 ºC; la del A36 es de -27 ºC.
Las aguas del Atlántico Norte en la noche del 14 de abril de 1912 se encontraban a -2 ºC, provocando que el acero se comportara como frágil en lugar de hacerlo como dúctil, que hubiera sido lo deseable. Mal empezaba la travesía…
Un poco de física básica para entender por qué el Titanic estaba condenado
En la jerga marinera el peso de un barco se define como la cantidad (masa) de agua desplazada cuando opera normalmente. Como está flotando, el peso del agua desplazada debe igualar al peso del barco.
Quizá esto os suene al célebre principio de Arquímedes. ¡Eureka!
El máximo desplazamiento del Titanic era de 53.100 toneladas. A causa del consumo de carbón como combustible, en el momento del accidente debía de ser algo menor, pongamos unas 49.000 toneladas. Si se divide esta cantidad por un valor adecuado de la densidad del agua de mar (1.027 kilogramos por metro cúbico) se obtiene el volumen de agua desplazada por el Titanic, que resulta ser de 47.700 metros cúbicos, siendo este volumen igual al de la porción del barco que cae justo por debajo de la línea de flotación del mismo.
Por otro lado, el “gross tonnage” se refiere al volumen total que contiene el barco, donde un “ton” equivale a 2,83 metros cúbicos. El gross tonnage del Titanic ascendía a 46.328 tons, es decir, a más de 131.100 metros cúbicos. Aunque los barcos están hechos básicamente de acero, es el enorme volumen de aire que contienen lo que hace que la densidad media de los mismos sea inferior a la del agua y, en consecuencia, floten. Con las cifras anteriores, se obtiene una densidad media para el Titanic de 374 kilogramos por metro cúbico o, lo que es lo mismo, un 36% de la densidad del agua del mar.
Según las informaciones aportadas por los testigos oculares que lograron sobrevivir, el iceberg tenía un tamaño de entre 15-30 metros de alto y 60-120 metros de ancho. Admitiendo una forma de pirámide con base cuadrada y tomando incluso los valores mínimos de los anteriores intervalos (15 metros por 60 metros), los más optimistas a favor del Titanic, el volumen del bloque de hielo asciende a unos nada despreciables 18.000 metros cúbicos.
Debido a que la densidad del hielo es, aproximadamente, un 90% de la del agua de mar, esto significa que 9 de cada 10 partes del iceberg están sumergidas y por tanto su volumen total debe ser de 180.000 metros cúbicos, lo cual arroja una masa aproximada del mismo cercana a las 166.000 toneladas, es decir, casi 3,4 veces mayor que la del propio Titanic.
No hay que ser muy avispado para predecir cuál de los dos contrincantes ganaría el combate por K.O. Muy probablemente, los daños hubieran sido menos graves si no se hubiera ordenado virar el timón para evitar la colisión frontal. Desgraciadamente, la imprudente maniobra provocó que el casco del Titanic resultase dañado en cinco compartimentos por el costado de estribor. Con cuatro, podría haberse mantenido sobre el mar durante mucho más tiempo en espera del rescate.
Una vez que un quinto compartimento se empezase a inundar, el barco solamente permanecería a flote hasta que el agua comenzara a derramarse por la parte superior de los compartimentos, ya que éstos eran estancos hasta solamente 3 metros por encima de la línea de flotación. Si el agua superaba este nivel, comenzarían a anegarse el resto de los compartimentos no dañados inicialmente.
Lo anterior se comprende fácilmente llevando a cabo una estimación burda pero esclarecedora. Consiste en suponer que todos los compartimentos tienen el mismo volumen, aproximadamente. Como el Titanic flota óptimamente con 47.700 metros cúbicos sumergidos, si dividimos este número entre 16 se obtienen casi 3.000 metros cúbicos por cada uno.
Aun así, hemos de reconocer que es una estimación demasiado baja, ya que el borde de los compartimentos aún sobresale otros 3 metros por encima de la línea de flotación. El barco todavía puede sumergirse otros 3 metros antes de que el agua se desborde por el tope superior de cada compartimento. La distancia entre la línea de flotación y la cubierta de los botes salvavidas era de otros 18 metros más, en condiciones normales.
Dado que el volumen total del Titanic era de 131.100 metros cúbicos, unos 83.400 asomaban por encima de la línea de flotación. Si el barco se hundiese 3 metros, entonces la sexta parte de este volumen quedará sumergida (en cifras, esto son unos 13.900 metros cúbicos, ya que 3 metros es la sexta parte de los 18 metros que distan entre sí la línea de flotación y la cubierta de los botes salvavidas). Como cada compartimento tiene 3.000 metros cúbicos de volumen, si se anegan cuatro de ellos tan sólo se alcanzarán unos 12.000 metros cúbicos. Sin embargo, un quinto compartimento inundado, 15.000 metros cúbicos, y el agua rebasará el borde superior de los mamparos.
La catástrofe será inevitable, una certeza matemática.
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