A medida que profundizamos en el diseño estructural de una embarcación, llega el momento de analizar cómo se distribuyen los esfuerzos a lo largo del casco.
Para ello, una herramienta fundamental es el diagrama de momentos flectores.
Este gráfico nos muestra con claridad, en qué sectores del casco se concentran los mayores esfuerzos de flexión, permitiéndonos reforzar la estructura de forma eficiente y segura.
En esta entrega de la serie, te explico de manera sencilla qué es, cómo se construye y cómo usarlo en tu propio diseño naval.
🔧 ¿Qué es el momento flector?
El momento flector es una medida del esfuerzo, que tiende a doblar una viga.
En el caso de una embarcación, imagina el casco como una viga flotante apoyada sobre el mar, que debe resistir cargas como:
- El peso propio de la embarcación
- Las cargas a bordo (motor, combustible, tripulación, carga útil)
- Las fuerzas hidrostáticas del agua
- Las olas (especialmente en navegación con mar formado)
Cuando estas cargas no están equilibradas, el casco tiende a curvarse, generando momentos positivos (hogging) o negativos (sagging).
📈 ¿Para qué sirve el diagrama de momentos flectores?
Este diagrama permite visualizar:
- En qué puntos del casco hay mayor riesgo estructural
- Dónde reforzar con mamparos, cuadernas, largueros o perfiles
- Qué tipo de perfil estructural utilizar en la sección más exigida
- Cómo distribuir la carga en el diseño interior para aliviar tensiones
Es una herramienta crucial para determinar la sección estructural necesaria y, más adelante, para calcular el momento de inercia.
✍️ Cómo construir el diagrama paso a paso
1. Definí la geometría del casco
Determina la eslora total, la manga, el calado y el peso de la embarcación. En el ejemplo de mi canal de YouTube, trabajamos con una lancha de 10 metros de eslora, 3 metros de manga y 25 toneladas de desplazamiento.
2. Simplifica el casco como una viga
Considera el casco como una viga simplemente apoyada. Este es un modelo aceptable para embarcaciones menores en análisis preliminar.
3. Distribuí las cargas
Representa el peso propio, la distribución de cargas internas y la sustentación hidrostática como una carga distribuida inversa (mayor al centro en algunos casos).
4. Construí el diagrama de carga
Suma y resta las cargas y reacciones para obtener el diagrama de cargas aplicadas sobre la viga.
5. Obtén el diagrama de esfuerzos cortantes
Integra el diagrama de cargas. El resultado te mostrará cómo varía el esfuerzo cortante a lo largo del casco.
6. Integra nuevamente para obtener el diagrama de momentos flectores
Este último paso te da el diagrama de momentos flectores, donde podrás ver en qué punto de la eslora el casco está sometido a la mayor flexión.
⚙️ Aplicación práctica al diseño
Una vez que tienes el diagrama de momentos flexctores, lo usas para:
- Dimensionar la sección estructural resistente del casco
- Calcular el momento de inercia necesario (que veremos en el próximo artículo)
- Evaluar si la distribución de cargas (tanques, motores, quilla) puede optimizarse para reducir tensiones
⚠️ No es necesario realizar estos cálculos a mano. Incluso una planilla Excel sencilla, permite automatizar el proceso con mucha precisión, como explico en el video correspondiente.
🎥 Video recomendado
Este análisis, forma parte de la serie sobre diseño estructural disponible en mi canal de YouTube. En el video correspondiente muestro cómo aplicar este método paso a paso con gráficos y ejemplos reales:
👉 Ver en YouTube: Diagrama de momentos flectores en embarcaciones pequeñas
🧠 Conclusión
El diagrama de momentos flectores no es exclusivo de ingenieros o astilleros industriales.
Con una comprensión básica y las herramientas adecuadas, cualquier constructor amateur puede usarlo, para mejorar la seguridad y eficiencia de su diseño. Saber dónde se concentra la flexión en tu casco, es el primer paso para reforzarlo inteligentemente y evitar estructuras sobredimensionadas o débiles.
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