Stabilità di uno scafo

Stabilità di uno scafo

Capacità molto importante che hanno gli scafi e la stabilità, cioè la capacità di tornare allo stato di equilibrio dopo che la forza sbandante ha cessato di agire.
La forza sbandante può essere il moto ondoso o il vento nel caso delle barche a vela.

La stabilità si puo differenziare in due tipologie stabilità trasversale e stabilità logitudinale,
la prima contrasta il rollio la seconda il beccheggio.

Rollio

Rollio: oscillazione attorno all'asse longitudinale,  questo tipo di oscillazione è caratterizzato da grandi ampiezze angolari, ed è influenzato non solo dal moto ondoso ma anche dagli spostamenti di pesi a bordo. E' il piu pericoloso per la stabilità e la sicurezza.
NOTA: fate attenzione a fissare i pesi a bordo durante la navigazione.
BeccheggioBeccheggio: oscillazione attorno all'asse trasversale, questo tipo di oscillazione è caratterizzato da minori ampiezze angolari e non richiede correzioni di rotta, a meno che le onde non siano particolarmente alte. Le minori ampieze angolari sono dovuti alla lunghezza dello scafo.

Si distinguono altri due tipi di stabilità, stabilità si forma e stabilietà di peso.
La stabilita di forma dipende, come dice il nome stesso, dalla forma dello scafo e in particolare dal rapporto  fra il momento di inerzia del piano di galleggiamento e il dislocamento (volume parte immersa), questo rapporto è un numero, altezza metacentrica, espresso in metri ed identifica la distanza del metacentro  al centro di gravità. Questo tipo di stabililità offre maggiore resistenza iniziale allo sbandamento ma superato un angolo critico degrada fino al ribaltamento.

Metacentro: è il punto di intersezione fra la retta su cui giace la spinta idrostatica ed il piano di simmetria longitudinale dello scafo.
Centro di carena: è il punto di applicazione della forza idrostatica (principio di Archimede).
Baricentro: è il punto di applicazione della forza di gravità.

 

Stabilità di uno scafo

Momento di inerzia:  è la misura che esprime la resistenza di un corpo a mutare la propria velocità di rotazione rispetto ad un asse. 
Nel caso di uno scafo questa grandezza si calcola come l'integrale di porzioni di aree(sulla sezione di galleggiamento) x il quadrato della distanza di questa area dall'asse. Il quadrato della distanza fa in modo che le aree più lontane dall'asse forniscono un contributo maggiore.

Come detto il momento di inerzia viene calcolato considerando i punti della sezione di galleggiamento e più questi punti sono distanti dall'asse più il valore del metacentro è alto, e più è alto il metacentro maggiore è  la stabilità.
Questo giustifica l'affermazione fatta all'inizio in cui dicevamo che il beccheggio crea oscillazioni minori rispetto al rollio. 

Stabilità

La stabilità di peso, per intenderci quella tipica degli scafi a vela, si ottiene aggiungendo un peso sul fondo dello scafo, in modo da bilanciare gli sbandamenti e rendere lo scafo più stabile. Questo tipo di stabilità offre meno resistenza allo sbandamento iniziale ma aumenta con l'aumentare dello sbandamento, ecco perchè le imbarcazioni a vela sono più stabili durante la navigazione a vela.

Le forze che agiscono sullo scafo sono la spinta idrostatica, verso l'alto e la forza di gravità, verso il basso, entrambe sulla stessa retta in condizioni di stabilità. Stabilità di uno scafo

 

Appena si ha uno sbandamento le due forze si allontanano parallelamente creando un momento raddrizzante. Nel momento in cui il metacentro scende al di sotto del centro di gravità G il momento cambia verso incrementando l'inclinazione.

Stabilità di uno scafo