Specchi Liquidi e Carichi Liberi - raffaele staiano

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Specchi Liquidi e Carichi Liberi

APPROFONDIMENTI > STABILITA'


La presenza, a bordo di una nave, di carichi pesanti liberi di muoversi, comporta gravi rischi, fra i quali il rischio di "ingavonamento". Una nave "ingavonata" è una nave che galleggia, in equilibrio stabile, inclinata trasversalmente di un angolo, "di ingavonamento". Una tale situazione è da considerare altamente pericolosa, in quanto una parte della capacità di opporsi alle cause sbandanti dal lato dell'ingavonamento (riserva di stabilità) va perduta. In generale, una nave non esce dal porto ingavonata. Può però accadere, durante la navigazione, che una parte del carico si sposti, provocando l'ingavonamento. Può anche accadere che tale situazione non sia limitata ad un solo spostamento, ma che il carico sia libero di muoversi, ad esempio sul piano di calpestio della stiva. L'architettura navale studia questa possibilità, perché essa crea situazioni molto pericolose. Facendo riferimento alla figura 11.


Si dimostra che un peso "p", libero di muoversi sopra una superficie rigida (come un ponte) provoca una riduzione del coefficiente di stabilità trasversale della nave "D (r - a)" di una quantità pari al prodotto del peso "p" per il raggio di curvatura "t" della superficie su cui il peso si muove.
Si dimostra anche che l'altezza metacentrica "r - a" si riduce di una quantità pari al suddetto prodotto diviso per il dislocamento della nave:

"r - a"

diventa

"r - a - (p x t)/D"


Un caso particolare di carico mobile si verifica quando il carico è liquido (vedi figure 10a e 10b).



Su una nave ben organizzata tutti i carichi mobili vengono opportunamente immobilizzati, ma un carico liquido non può essere rizzato. Esso può essere conservato in un deposito pieno "a tappo" e sigillato, ma nella generalità dei casi la superficie dei carichi liquidi rimane libera, a formare quello che viene chiamato uno "specchio liquido".
La semplice presenza di questa superficie libera costituisce una riduzione della stabilità della nave, in quanto riduce il raggio metacentrico di carena "r
" e conseguentemente l'altezza metacentrica "r-a". Tale riduzione è proporzionale:
• al momento di inerzia "i
" della superficie dello specchio liquido rispetto al asse baricentrico parallelo al piano di simmetria longitudinale della nave;
• al rapporto fra la densità del liquido e la densità dell'acqua in cui la nave galleggia.
Ecco uno dei motivi per il quale, su questo tipo di navi, le cisterne sono suddivise mediante paratie longitudinali, aventi appunto lo scopo di ridurre la larghezza degli specchi liquidi.





In altre parole, la riduzione dell'altezza metacentrica non dipende dalla quantità del liquido, ma solo dalla sua densità e dalla estensione della superficie libera.
Nel caso in cui il liquido sia costituito da acqua di mare, la sua densità vale tanto quanto quella dell'acqua in cui la nave sta navigando, cosicché il rapporto delle densità vale 1 (uno). Ne deriva che la riduzione dell'altezza metacentrica dipende solo dalla geometria della superficie libera. In termini pratici, ciò vuol dire che un ponte allagato per colpi di mare o pioggia se non può scaricare rapidamente l'acqua, costituisce un rischio gravissimo per la sicurezza della nave, anche se la quantità di acqua è minima.

 



Per tale motivo il ponte di coperta viene di solito disegnato con "insellatura e bolzone
" e debitamente provvisto di opportune aperture alla base dell'impavesata, da cui l'acqua possa facilmente defluire, che prendono il nome di scarichi grandi masse.
Ecco anche il motivo per cui sulle navi adibite al trasporto di carichi liquidi le cisterne sono dotate di un "duomo
", nel quale sale il livello del liquido trasportato quando la cisterna è piena: le dimensioni del duomo sono tali da consentire la libera dilatazione del liquido trasportato.
Rammentiamo, al riguardo, che passando da mari freddi a mari caldi il liquido si dilata e che la stessa cosa capita passando da una stagione all'altra. Infatti, le petroliere impiegate nel trasporto del greggio dal Golfo Persico al Mare Mediterraneo passando per il Capo di Buona Speranza incontrano condizioni climatiche assai variabili.

 
 
 
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