Modelismo naval. Determinación del centro de gravedad de un modelo

Este texto describe un método fácil que permite a cualquier modelista naval posicionar el c. de g. de sus modelos RC cuando lo considere conveniente para sus actividades modelistas. También va dirigido a aquellos modelistas navales que, insatisfechos de hacer siempre lo mismo, están dispuestos a dar un paso más añadiendo a su afición, innovación. A ellos va dirigido este escrito.

Probablemente por ser un concepto algo abstracto, sospecho que hay muy pocos modelistas navales interesados en un fundamental tema ligado íntimamente a la estabilidad de sus modelos RC; este tema, no es otro que el relacionado con la localización de sus centros de gravedad, de modo que hoy, narraré la manera de localizarlo sin necesidad de recurrir a piscinas, estanques, etc., etc.

Antes de nada, conviene saber a que se le llama centro de gravedad de un cuerpo, un concepto un tanto abstracto y, para que cualquiera lo comprenda, precisa de una explicación alejada de tecnicismos, objetivo que intentaré conseguir a lo largo de este relato.

Ahora me referiré a la Fig. 1 en la que, sobre una mesa, se ve el muelle de una pinza de papel que amordaza una lámina sobre cuyo borde superior se apoya libremente un objeto – al que llamaré balancín – formado por dos bolas iguales unidas por una varilla. Las bolas del balancín tienen el mismo peso y tamaño y la varilla que las une es homogénea y también del mismo diámetro en toda su longitud y, como se aprecia, todo el conjunto apoya su punto medio P sobre el vértice V, lo que significa que su mitad derecha pesa lo mismo que su izquierda, motivo por el que se mantiene en equilibrio en esa posición. La Fig. 1a es un esquemita de la Fig. 1, ¿Qué pasa si, como se ve en la Fig. 1b, el vértice V se mueve hacia la bola derecha del balancín?… Que éste se cae del vértice V que la soporta.

Fig. 1

Fig. 1a

Fig. 1b

Las bolas tienen un agujero que las atraviesa que pasa por su centro, lo que permite deslizarlas a lo largo de la varilla que las une ¿Qué pasa si, como se ve en la Fig. 2, movemos la bola izquierda hacia la derecha?… Pasa que el balancín también caerá. ¿Porqué?… Porque ese movimiento de la bola ha modificado la distribución del peso del balancín, motivo por lo que el punto P ya no se encuentra en el mismo sitio que estaba inicialmente, o sea, sobre la línea vertical que pasa por el vértice V y, a causa de ello, el balancín se cae (ver Fig. 2a). En esta condición ¿Qué hay que hacer para que esto no ocurra?… Mover el vértice V hasta que la línea vertical que pasa por él encuentre al punto P, como ocurría antes de provocarse el desequilibrio (ver Fig. 2b). Siempre que se produzca un cambio de posición de una o ambas bolas, es imprescindible mover el vértice V hasta colocarlo exactamente en la línea vertical que pasa por el punto P para restablecer de nuevo el equilibrio.

Fig. 2

Fig. 2a

Fig. 2b

Lo dicho para el balancín anterior es perfectamente aplicable a cualquier otro cuerpo, tengan la forma y peso que tengan, como ponen de manifiesto las Fig. 3 y 4 (naturalmente la solidez del apoyo debe estar en consonancia con el peso que debe soportar), para las que he tomado como ejemplos un mechero de fumador y un mando a distancia de un receptor de TV, respectivamente.

Fig. 3

Fig. 4

Mediante este doméstico sistema de pivotar o balancear un objeto sobre un vértice, se determina la posición del punto P con relación a los extremos de máximo giro del objeto durante su balanceo. A ese punto P se le conoce con el nombre de centro de gravedadc. de g. -, y es un punto teórico en el que se considera concentrado todo el peso del objeto en cuestión.

El centro de gravedad de los objetos simétricos tanto en forma como en peso, está localizado en la línea vertical que pasa por su eje medio de simetría, como es el caso del balancín de la Fig.1, caso extrapolable a cualquier modelo de barco en el que su lado de estribor es simétrico con el de babor, en geometría y peso, por lo que sus centros de gravedad se situaran en sus ejes de simetría, más conocidos como líneas de crujía. La Fig. 5 representa la cuaderna maestra de un modelo de un clásico pesquero del Cantábrico y, de acuerdo con este criterio de simetría, su c. de g. se encuentra situado en su línea de crujía, tal como se ve en ella.

Fig. 5

Llegados aquí ya sabemos situar el c. de g. de nuestros modelos RC (en modelos estáticos es irrelevante conocer su posición) con relación a sus bandas de babor y estribor, pero ¿Cuál es su posición con relación a su proa y popa?

La Fig. 6 muestra el casco de un modelo de un remolcador colocado sobre el borde de un soporte que le permite balancearse sobre él (un vértice V, de estribor a babor perpendicular a la crujía, dotado con una ranura para el libre paso de la quilla del modelo) como si fuera el balancín. Tras algunos intentos, debe conseguirse que su línea de flotación se mantenga en equilibrio, lo más próxima a la posición horizontal y sin ningún otro apoyo salvo, claro está, el del vértice V. En esta posición, ya sabemos que su c. de g. esta en la línea vertical que pasa por dicho vértice, exactamente lo mismo que el mando de TV, el mechero, o el balancín, con lo que así queda perfectamente posicionado en el sentido proa popa.

Fig. 6

Para hacer la fotografía con mayor comodidad, al modelo de la Fig. 6 le saqué su superestructura, de modo que, al volvérsela a instalar, lo más probable es que haya que mover el vértice V hasta restablecer la horizontalidad de la línea de flotacióny el estado de equilibrio del modelo, pues cualquier modificación en la distribución de pesos, en general, requerirá una nueva situación del vértice V, o lo que es lo mismo, su c. de g. cambiará de posición. Hago notar que esta modificación de peso puede, en ciertas condiciones, no alterar la posición de V, tal como ocurrirá si al balancín de la Fig. 1 le añadimos otras dos bolas – una a cada lado de V – pegadas a las ya existentes, provocando así una alteración de su peso, pero no su equilibrio.

Finalmente diré que la situación del centro de gravedad de cualquier cuerpo se representa con este símbolo:

Fig. 7

Página principal:https://ganandobarlovento.es/category/modelismo-naval/

Modelismo naval. Un original método de construcción

Durante mis muchos años practicando modelismo naval he utilizado métodos de construcción de modelos que van desde el clásico a base de cuadernas y forro, hasta el de resina de poliéster con fibra de vidrio. Solo en una ocasión he practicado otro que hoy, bastantes años después, me parece de gran originalidad, lo malo es que de él solo conservo unas pocas y malas fotografías, pero recuerdo perfectamente el proceso que seguí para construir el modelo que seguidamente relatare.

Como ya he dicho, no conservo ni el modelo ni nada de él, excepto unas malas fotografías, lo que me obliga a valerme del plano de formas de la Fig. 1 que, aunque no corresponde con el del modelo, me será de gran ayuda para las explicaciones que siguen.

Fig. 1

Después de conseguir el plano de formas del modelo, adquirí un taco de madera de aliso cuyas medidas corresponden al paralelepípedo circunscrito al modelo, tal como muestran los trazos anaranjados de la Fig. 2, de modo que las dimensiones “L”, “B” y “D” son iguales a la eslora, manga y puntal máximos del modelo.

Fig. 2

Seguidamente tracé a lápiz el taco de madera, tal como muestra la Fig. 3; tales trazos no son otra cosa que las líneas de agua y el perfil lateral del modelo (alzado). Naturalmente, el trazado hay que hacerlo para ambas caras del taco, o sea, las bandas de babor y estribor del modelo.

Fig. 3

El paso siguiente consistió en eliminar las áreas sombreadas de la Fig. 4, con lo que se obtendrá lo que muestra la Fig. 5, una primera aproximación a lo que será el casco del modelo.

Fig. 4

Fig. 5

También tomé de la caja de cuadernas los valores de las diferencias entre la semimanga máxima y la semimanga de cada punto de cruce entre las líneas de agua y las cuadernas, o sea los valores “a” al “j” (marcados en azul) correspondientes a cada una de las cuadernas, tal como se indica en la Fig. 6 para la cuaderna roja. Dicho esto, no es difícil deducir que conviene hacer una tabla en la que estén listados los valores del “a” al “j” para cada cuaderna y línea de agua, algo más o menos parecido a lo que muestra la Fig. 7.

Fig. 6

Fig. 7

Sobre la superficie superior del taco de madera tracé la línea de crujía, las líneas de cuaderna y mediante los valores de “a”, antes tabulados, correspondientes a todas las cuadernas, situé los puntos de unión de cada una de ellas con los de la línea de cubierta al costado, como muestra la Fig. 8, tras ello, se traza dicha línea haciéndola pasar por todos estos puntos. También se traza la vertical de la línea de crujía en los extremos de proa y popa.

Fig. 8

Llegados aquí, conocemos ya la utilidad de los valores de “a”; ahora toca situar en el taco todos los demás puntos correspondientes a los valores del “b” al “j” de cada cuaderna que, como es obvio, se encuentran en el su interior, por lo que el único modo de situarlos consiste en taladrar en cada punto de cruce cuaderna-línea de agua un agujero que tenga la profundidad de “b” a “j” para cada cuaderna, tal como se ve en la Fig. 9, que es una ampliación de parte de la 10.

Fig. 9

La broca que utilicé para hacer los taladros tenía un diámetro de 7 mm y estaba afilada en punta de lápiz. Tras hacer los taladros, en una primera etapa, eliminé con gubia toda la madera existente por encima de sus fondos, y el acabado final lo hice con lija hasta eliminar toda señal de los agujeros (en ciertas fotografías inferiores todavía son visibles algunos). Creo recordar que el resultado de lo descrito hasta aquí me produjo gran satisfacción. Por ser un modelo RC, también tuve que vaciar el taco de madera por fresado.

En lo que al casco del modelo se refiere, las malas fotos que siguen son el resultado de la aplicación de la técnica aquí descrita.

Página principal:

https://ganandobarlovento.es/category/modelismo-naval/

Modelismo naval. ¿A qué velocidad debe moverse un modelo de embarcación RC?

No tengo ninguna duda de que en los foros de modelismo naval participan modelistas de incuestionable calidad y personas que, por su modo de comportarse, le dan lustre; pero convive con ellos un magma de recurrentes prácticas hechas a base de hacer la pelota y halagar en exceso que, a mí, me producen gran hartazgo, por eso, por recurrentes. Estas prácticas están tan extendidas y asumidas que cualquier discrepante con ellas – mi caso – es etiquetado como marginado; un caso más de las vergonzosas prácticas endogámicas. No obstante, de tarde en tarde encuentro en esos foros algún debate que me reporta agradables sorpresas. Tal fue el caso de uno en el que se debatía sobre la velocidad de los modelos RC para que estuviera “a escala” con la que tendrían los barcos reales de los que son réplica; una cuestión que estimula mi curiosidad y me anima, en la medida de mis posibilidades, a aclararla.

Fue el arquitecto naval inglés William Froude uno de los que, en el S. XIX, decidieron hacer estudios científicos de los factores que intervienen en el movimiento de modelos de embarcación sobre el agua para poderlos extrapolar a los barcos reales de los que aquellos eran réplicas de sus cascos. Tras realizar muchas pruebas y ensayar bastantes modelos, Froude llegó a la conclusión de que aquella extrapolación solo era correcta cuando el modelo y el barco real tuvieran semejanza geométrica (si, ese concepto sobre el que hacen tanto hincapié algunos modelistas cuando eligen o mencionan la escala de sus modelos) y semejanza cinemática. Doy por hecho que todos los modelistas tienen claro el concepto de escala y, por tanto, el de semejanza geométrica, pero para explicar la semejanza cinemática es necesario recurrir a una de las conclusiones de los estudios de Froude, según la cual la relación entre la velocidad Vb de un barco y la raíz cuadrada del producto de la aceleración de la gravedad g y la eslora en la flotación Lb del mismo, debe ser igual a la relación entre la velocidad Vm de su modelo a escala y la raíz cuadrada del producto de la aceleración de la gravedad g y la eslora en la flotación Lm del mismo, o sea:

Ambas fracciones de esta igualdad se conocen como número de Froude, de lo que se deduce que un barco y su modelo tienen semejanza cinemática cuando sus números de Froude son iguales. Eliminando de la fórmula anterior ambas g seguirá cumpliéndose la igualdad y se convertirá en la siguiente:

formula conocida como la ley de velocidades correspondientes, que permite conocer la velocidad equivalente de un modelo con relación al barco de escala real del que es réplica.

Pondré un ejemplo:

Un modelo, cuya eslora en la flotación es de 1.5 m, es la réplica de una fragata cuya eslora en la flotación es de 150 m. La fragata tendrá una velocidad máxima de 35 nudos (17.85 m/s). ¿A qué velocidad debe moverse el modelo para tener similitud cinemática con la fragata?

Aplicando la ley de velocidades correspondientes:

Así pues, 3.45 nudos será la velocidad a la que deberá moverse el modelo para que sea semejante a la de la fragata.

Página principal:https://ganandobarlovento.es/

Modelismo naval. Determinación del desplazamiento de un modelo

Es una práctica muy extendida entre muchos modelistas hacer sus trabajos a una escala previamente prefijada y, en principio, nada hay que objetar a esta práctica; pero, como casi todo, también puede dar lugar a ciertos inconvenientes, especialmente si se elige una escala que produzca un tamaño de modelo incapaz de soportar la suma de todos los pesos de sus elementos constitutivos, o sea, el peso del propio modelo, el de las baterías, el de los servos, motores, receptores, etc. Es cierto que hoy día el mercado ofrece una enorme variedad de todos estos elementos, en tamaño y peso, pero las baterías de poco peso están asociadas a una menor capacidad, por lo que podría ocurrir que el modelo estuviese imposibilitado para albergar baterías de gran capacidad a causa de su peso, con lo cual su autonomía podría quedar muy mermada.

Dicho lo cual, y como todos sabemos, el desplazamiento de un modelo (o de cualquier otro flotador) es exactamente igual a la suma de los pesos de todos los elementos que lo componen, antes mencionados. Por otro lado, un modelo debe flotar con normalidad lo mismo que lo hace el barco del que es replica, por lo tanto, también su flotación debe de estar acorde con la escala utilizada para su construcción. Un método muy exacto para determinar el desplazamiento de un modelo consiste, como se ve en la Fig. 1a, en hacerlo flotar hasta su línea de flotación en un tanque lleno de agua a punto de gotear por su vertedero. Una vez flotando, su desplazamiento es igual al volumen de agua recogida por el vaso del vertedero.

Fig. 1a

Otro método para determinar el desplazamiento de un modelo de escala conocida consiste en averiguar el desplazamiento del barco real del que es réplica, y aplicarle este criterio de semejanza:

La razón de dos volúmenes semejantes, es igual al cubo de la razón de semejanza.

O sea, suponiendo que el barco real desplazara 3.500 T = 3.500.000 Kg = 3.500.000 litros, y el modelo tuviera una escala 1/100, su desplazamiento “D ” se calcularía así:

de donde D = 3,5 litros = 3,5 kg

Lo malo es que no siempre es posible conocer el desplazamiento del barco real y, a causa de ello, será necesario realizar unos sencillos cálculos que seguidamente describiré, cierto que, desde hace tiempo, existen excelentes programas de ordenador que los realizan con toda exactitud y en un «plis plas». El método no es completamente exacto, pero sí lo suficiente como para que de él obtengamos valores muy aceptables.

Empezare haciendo referencia al plano de formas de un velero IOM (International One Meter) que muestra la fig. 1, trazado a escala 1/1 – en el que se ha omitido la representación de su timón, orza, y bulbo -, que me servirá para describir la forma de averiguar su desplazamiento.

Fig. 1

El plano se compone de tres partes:

  • La superior izquierda (alzado), en la que, entre otros, esta trazado el contorno longitudinal del modelo.
  • La superior derecha (caja de cuadernas), en la que, entre otros, están trazadas las cuadernas del modelo.
  • La inferior izquierda (planta), en la que, entre otros, esta trazadas la flotación y las líneas de agua.

Las líneas rojas son las de cuaderna, las azules la flotación, y las paralelas a esta en el alzado son el resto de líneas de agua.

Hechas las aclaraciones anteriores, me referiré ahora a la Fig. 2, que se diferencia de la Fig. 1 en que se han borrado todas las líneas de agua excepto la de flotación (azul); también se han situado las cuadernas enteras, y unas al lado de otras, pero sin modificar su posición con respecto a la línea de flotación. También están situadas las cuadernas 0 a 4 en la parte superior, y el resto en la inferior, pero únicamente por motivos que faciliten esta explicación. Como puede apreciarse, todas las cuadernas, excepto la 0, tienen parte de ellas bajo la línea de flotación, o sea, que estarán por debajo del nivel del agua cuando el modelo flote.

Únicamente para facilitar la explicación, también están copiadas, debajo de cada cuaderna, la parte de ellas localizada bajo la línea de flotación, y tienen trazadas paralelas a 2 mm de distancia (en color negro) que representan la línea del forro exterior del modelo en el mismo plano de la cuaderna, pues se supone que el forro tiene 2 mm de espesor. La Fig. 3 es una ampliación de una de estas partes sumergidas, concretamente la de la cuaderna 5.

Fig. 2

Fig. 3

El paso siguiente consiste en determinar las áreas de estas partes sumergidas de las cuadernas y, obviamente, cada modelista puede elegir el método que crea más apropiado para determinarlas y, como creo que hay algunos que no mantienen buenas relaciones con los ordenadores, explicaré uno que está al alcance de todos, para lo que también utilizare como ejemplo la cuaderna 5; con las demás cuadernas se hará de la misma manera. Dicho esto, y suponiendo que sobre papel ya tenemos trazada con su línea de agua la parte sumergida de la cuaderna 5, pondremos sobre ella una hoja traslúcida de papel milimetrado, tal como muestra la Fig. 4 (en ella solo es visible la mitad).

Fig. 4

Como se aprecia, el área sumergida de la cuaderna está dividida en varias parcelas para facilitar así el recuento de mm2:

Por lo tanto, el área sumergida de la cuaderna 5, incluyendo la correspondiente al espesor del forro exterior, será el doble de ese recuento: 2.884 x 2 = 5.768 mm2.

Haciendo lo mismo con el resto de las cuadernas, obtendremos los resultados siguientes:

En el plano de formas (Fig. 1) de nuestro modelo de IOM (1.000 mm de eslora), las cuadernas están equidistantes, de modo que la distancia entre ellas es de 1.000/11 = 90.9 mm. Así pues, el volumen de su carena en mm3 se obtendrá sumando los resultados de multiplicar las áreas sumergidas de cada cuaderna (incluyendo su forro) por su distancia a la cuaderna siguiente (en este caso, la misma para todas), de esta manera:

Las operaciones anteriores son muy elementales, pues simplemente consisten en calcular los volúmenes de los cilindros que tienen como base las partes sumergidas de las cuadernas, a cuyas áreas llamamos “A1, A2, A3, Etc.”, y por altura su distancia a la cuaderna que le sigue, a la que llamaremos “c” (volumen de un cilindro = área de la base x altura); hecho lo cual, se suman todos estos volúmenes parciales.

El desplazamiento de nuestro IOM será pues de 2,7 Kg, no obstante, cuanto más pequeña sea la distancia entre cuadernas, más exacto será el valor del desplazamiento así obtenido. Si las cuadernas no fuesen equidistantes será necesario poner en cada cuaderna su distancia con relación a la que le sigue, pero el proceso será idéntico.

¿Para que queremos conocer el desplazamiento de nuestros modelos? La respuesta es muy simple, pues su peso total (idéntico a su desplazamiento) es la suma de los pesos de los elementos siguientes:

  1. Casco
  2. Timón y demás apéndices
  3. Superestructura
  4. Maquinillas de cubierta y pertrechos varios (si tiene)
  5. Hélice, bocina, engranaje reductor (si tiene), cardan y motor
  6. Receptor telemando y servos
  7. Regulador de velocidad
  8. Baterías
  9. Otros elementos

De modo que conociendo el peso de todos ellos menos el de uno, es fácil deducirlo mediante una simple resta, pues la suma de todos sus pesos es siempre igual a su desplazamiento. Pondré un ejemplo: si la determinación del desplazamiento de un modelo ha resultado ser de 5 Kg., y el conjunto de elementos 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7, pesados en báscula, arroja un resultado de 3 Kg., sin que exista ningún otro peso más, las baterías que se le pueden instalar deberán tener, como máximo, un peso de 5 – 3 = 2 Kg. Un dato interesante para evitar la instalación de lastres inapropiados pues, si es necesario, es mejor lastrar los modelos con baterías.

Los dos últimos métodos para determinar el desplazamiento de un modelo, tienen la ventaja de conocerlo sin necesidad de tener el modelo terminado, lo que, sin duda, beneficia su proceso de diseño.

Página principal:

https://ganandobarlovento.es/category/modelismo-naval/

Modelismo naval. Determinación de la potencia motriz de un modelo y rpm correspondientes de su hélice

Durante mis incursiones por los foros de modelismo naval me he tropezado, en alguna ocasión, con cuestiones como éstas:

¿Qué potencia motriz debe tener mi modelo para que alcance cierta velocidad?

¿A qué revoluciones de la hélice alcanzara esa velocidad?

Las respuestas dan para escribir todo un tratado de hidrodinámica pues, a causa de su complejidad, fue necesario el advenimiento de los canales de experiencias hidrodinámicas y los túneles de cavitación para para ofrecerlas. Naturalmente un modelista naval necesita soluciones que estén a su alcance y, por supuesto, que no le compliquen la vida más de lo conveniente; así pues, lo que sigue, trata de dar respuestas a esas cuestiones.

La velocidad máxima que puede alcanzar un modelo o cualquier otro flotador, la define esta fórmula:

(1)

en la que V  es la velocidad máxima del modelo en m/s, g  es la aceleración de la gravedad (9,8 m/s2), L es la eslora en la flotación del modelo en m, y π  es el celebérrimo número 3,14. Naturalmente es posible más velocidad, pero a base de que el modelo pase de navegar normalmente a planear sobre el agua.

Por otro lado, para que un modelo alcance una determinada velocidad tiene que ser empujado por una fuerza F que depende del valor de tal velocidad, de la geometría de su carena y de la rugosidad de ésta, y para determinarla propongo al modelista un artilugio de fácil instalación que le permite averiguar el valor de su modelo. Tal es el que muestra la Fig. 1 en la que se observa el modelo flotando en las aguas de una piscina o cualquier otro tipo de estanque; tira de él una fuerza P, idéntica al peso que cuelga de la polea de la derecha, que lo hace a través de un hilo y tres poleas. Esta fuerza imprime al modelo un movimiento acelerado hasta que la resistencia del agua a su movimiento sea igual a P – algo que vamos a suponer ocurre cuando el modelo llegue a la línea roja de la izquierda del dibujo -, en cuyo momento adoptará un movimiento uniforme; de modo que, a partir de esta raya, debe medirse el tiempo t que tarda el modelo en llegar a la segunda línea roja, momento en el que habrá recorrido la distancia D. La velocidad V en m/s del modelo entre estas dos rayas rojas habrá sido:

(2)

D  en metros y t  en segundos.

Hecha la prueba, ya es conocido el valor de la fuerza F antedicha, de modo que el valor de la potencia necesaria para conseguir la velocidad V lo determina la formula: W=FxV  , en la que W es la potencia en watios, F   la fuerza de empuje en newtons (para pasar de Kg a newtons es necesario multiplicar aquellos por 9,8) y V  la velocidad del modelo en m/s.

Ni que decir tiene que para lograr una determinada velocidad del modelo será necesario probar con distintos valores de P hasta conseguirlo, y siempre se tendrá muy en cuenta que cada valor de P requiere una nueva relocalización de la raya roja de la izquierda.

Pondré ahora un ejemplo ficticio para el supuesto de que el peso P fuese de 2 Kg, la distancia D  20 m, y el tiempo medido para recorrer esa distancia fuera de 20 segundos:

  W=F x V//  formula en la que F =2·9,8 = 19,6 newtons  //  V = 20 / 20 = 1 m/s, 

por lo tanto W  = 19,6 · 1 = 19,6 watios.

A esa potencia conviene sumarle un 20% más debido a las pérdidas en los cojinetes del eje de la hélice, a las del engranaje reductor (si existe) y las del cardán; de modo que la potencia antes calculada quedaría en W = 19,6 + 20 · 19,6/100 = 23,52 w ~ 25 w, en números redondos.

Esta determinación de la fuerza y la potencia de empuje es absolutamente fiable, naturalmente he pasado por alto las pérdidas por rozamientos que pueden originar las tres poleas de la imagen, por lo que deberán girar fácilmente (con cojinetes de bola, por ejemplo). Así mismo, debe cuidarse la determinación de la posición de la primera línea roja, la medida del tiempo que el modelo pasa de ella a la siguiente y la medida de la distancia D.

Determinada así la fuerza necesaria para alcanzar la deseada velocidad del modelo, llega el momento de elegir una hélice capaz de proporcionarla, pero antes de continuar, diré que la formula (3) para la determinación del empuje F de una hélice naval:

(3)

en la que F  es la fuerza de empuje de la hélice en Kg, Pcv potencia del motor que la mueve en caballos, H su paso en m, y N sus revoluciones por minuto.

que facilita la cuarta edición (1988) de la Enciclopedia General del Mar, a buen seguro, se cumplirá en hélices de barcos reales, pero no en las pequeñas de los modelos.

Dicho lo cual, de nuevo propongo al modelista el artilugio de la Fig. 2 – el mismo de la Fig. 1 ligeramente modificado –, consistente en un flotador, que puede ser el modelo, dotado con un motor (siempre he utilizado eléctrico) acoplado a la hélice que se desea probar; a su vez, el flotador está unido a un peso a través del hilo y de las tres poleas ya conocidas. El peso P puede ser:

  1. igual a la fuerza de empuje F  que, antes de iniciar la prueba, estará sobre el suelo. En esta condición se pondrá en funcionamiento el motor del flotador, incrementando su régimen hasta que las revoluciones de la hélice a la que está conectado produzcan un empuje que provoque una incipiente ascensión del peso P sobre el suelo, lo que significa que el empuje F  de la hélice, en ese momento, es igual a la del peso P.
  2. superior a la fuerza de empuje F  que, antes de iniciar la prueba, estará apoyado sobre una báscula tal como se ve en la Fig. 2. En esta condición se pondrá en funcionamiento el motor del flotador, incrementando su régimen hasta que las revoluciones de la hélice provoquen un empuje inferior a P. Evidentemente el empuje provocado por la hélice en cada momento será igual al valor del peso P menos el valor que marque la báscula en ese régimen de giro de la hélice.

Ambas modalidades de prueba, a. y b., son prácticamente iguales, la única diferencia entre ellas es que la segunda permite tabular e incluso trazar un gráfico que relacione los valores de los empujes de la hélice con – por ejemplo –  las potencias del motor empleada para producir esos empujes, o con las revoluciones correspondientes de la hélice.

Fig. 2

Si se sigue el método b., durante las pruebas se dispondrá, aparte de la báscula, de un amperímetro y un voltímetro para medir los valores de corriente del motor que se deseen registrar en cada condición de funcionamiento del motor; en el caso a. solamente son útiles los registros de los valores de I (amperios) y V (voltios) que alimenten al motor cuando F (empuje de la hélice) sea igual a P. En el caso b. pueden registrarse voltios y amperios para los distintos regímenes de giro de la hélice que se crea conveniente, lo que posibilita tabular y graficar las relaciones entre los parámetros de funcionamiento del motor y, por tanto, de la hélice. Sería ideal disponer de un tacómetro para medir las revoluciones de la hélice, pues se ahorrarían unos sencillos cálculos – pero cálculos, al fin y al cabo – que determinarían las revoluciones en función de la potencia consumida y el par motor en ese momento, de acuerdo con esta fórmula:

(4)

En la que RPM = velocidad de giro en revoluciones por minuto. W = potencia en Watios. P = par en Newtons metro. Ahora bien, a cada condición de funcionamiento del motor le corresponde uno de los pares de valores de V (voltios) e I (amperios) que hemos registrado durante la prueba, a los que les corresponde la potencia W = V · I.

Lo que describe este texto podrá parecerle a alguien una forma de «matar pulgas a cañonazos», pero creo que siempre existirán modelistas navales que, insatisfechos de hacer siempre lo mismo, estarán dispuestos a dar un paso hacia adelante añadiendo a su afición, innovación. A ellos va dirigido este escrito.

Página principal:

https://ganandobarlovento.es/category/modelismo-naval/