1. En 1787 un barco de hierro flotó en un canal de Birmingham y los periódicos lo vieron como algo extraño
A finales de julio de 1787, un barco construido con hierro británico por Wilkinson apareció en un canal de Birmingham. Según los informes de la época, se dice que llevaba una carga de aproximadamente 22,75 toneladas [1]. Se considera uno de los candidatos a ser el primer casco de barco hecho de hierro, pero hay varias teorías sobre qué llamar "el primer barco de hierro", por lo que no se puede afirmar con certeza que el barco de 1787 fue el primero.
Además del artículo que anunciaba la llegada del barco, un periódico del 7 de agosto escribió que podría parecer extraño que el hierro flotara. Luego explicaba que si el hierro se estira en una lámina fina, puede flotar [1]. Un bloque sólido de hierro se hunde. Sin embargo, un barco hecho del mismo hierro flota incluso cargado con mercancías. Esta contradicción hizo que los periódicos lo calificaran de "extraño".
2. Un barco flota porque desplaza agua con un peso igual al suyo
Un objeto que flota desplaza una cantidad de agua cuyo peso es igual al suyo propio [2]. El peso del agua desplazada por un barco se llama desplazamiento, y este valor es igual al peso real del barco [3].
El interior de un barco de hierro es un espacio amplio lleno de aire. Por lo tanto, aunque el peso total del barco sea el mismo, su volumen aumenta y la densidad promedio se vuelve menor que la del agua [2]. El hierro en sí no se vuelve más ligero.
Un bloque sólido de hierro tiene poco volumen, por lo que no puede desplazar una cantidad de agua equivalente a su propio peso y se hunde. En cambio, el barco adopta una forma amplia para desplazar la cantidad necesaria de agua [2].
3. Un mismo barco se hunde más en un río que en el mar
El peso del agua que desplaza un barco es igual al peso del barco. Pero, ¿qué pasa si cambia el tipo de agua? Para calcular la línea de flotación máxima, se toma la densidad del agua dulce como 1000 kg/m³ y la del agua marina estándar como 1025 kg/m³ [4]. El agua marina es más pesada debido a la sal; para el mismo volumen, es un 2,5% más pesada (1025 dividido entre 1000).
Cuando flota un barco del mismo peso, se necesita menos volumen de agua marina densa, pero se requiere más volumen de agua dulce ligera. Por eso, el mismo barco se hunde más profundamente en agua dulce [4].
Hagamos un cálculo de ejemplo. Un barco de 1000 toneladas desplaza 1000 metros cúbicos de agua dulce, o aproximadamente 976 metros cúbicos de agua marina (1000 dividido entre 1.025). La diferencia es de unos 24 metros cúbicos, lo que equivale a un cubo de lado de aproximadamente 2,9 metros. Sin embargo, este es solo un ejemplo de cálculo del autor; no significa necesariamente que la profundidad aumente un 2,5%. La forma en que aumenta la profundidad depende de la forma del barco [4].
Nota de seguridad: ¿Cómo afecta esta diferencia del 2,5% en el volumen al margen de seguridad? Esta es la siguiente pregunta a considerar.
4. La densidad del agua marina cambia con la temperatura y no es igual en todas partes
La densidad del agua marina en la superficie es, aproximadamente, 1,025 kg por litro (unos 1025 kg/m³). Si la temperatura del agua sube, la densidad baja; si aumenta la salinidad, la densidad sube [5]. Por lo tanto, la densidad cambia según el lugar y la estación dentro del mar.
Los documentos para navegantes explican que cuando un barco pasa de un mar frío y muy salado a aguas cálidas y menos saladas, debe desplazar más agua para equilibrarse, por lo que se hunde aún más [3].
Quienes cargan los barcos deben tener en cuenta estas diferencias en el tipo de agua al determinar la cantidad de carga que pueden llevar.
5. La línea de carga máxima en el costado del barco indica hasta dónde puede hundirse con cada tipo de agua
En el costado del barco hay un símbolo con una línea horizontal atravesando un círculo. Se llama línea de carga máxima y se ideó en el Reino Unido durante el siglo XIX para prevenir naufragios por sobrecarga [6].
Junto a este símbolo hay líneas grabadas para diferentes condiciones, como Verano (S), Invierno (W) y Agua Dulce (F). Existe una línea específica para agua dulce porque es más difícil obtener flotabilidad en ella que en el mar [6]. Las diferencias en el peso del agua que vimos en las secciones anteriores están representadas directamente por la posición de estas líneas.
Samuel Plimsoll lideró una campaña para exigir que los barcos mostraran líneas de límite de carga. En 1876, la Ley de Comercio Marítimo hizo obligatorio mostrar estas marcas en los barcos británicos sujetos a la ley [7]. La idea del símbolo existía antes de eso y Plimsoll no fue el único inventor.
6. Un experimento con una botella de plástico y monedas muestra cuánto se hunde un objeto que flota
Pon unas pocas monedas en una pequeña botella de plástico, cierra la tapa y déjala flotar en un recipiente profundo con agua. Marca con un rotulador permanente la posición de la superficie del agua.
Luego, disuelve mucha sal en el mismo agua del recipiente y vuelve a colocar la misma botella. ¿Cómo cambiará la posición entre la marca y la superficie del agua? Se puede predecir que la botella subirá un poco porque el agua salada es más pesada.
La diferencia real entre agua marina y dulce es pequeña (aproximadamente 2,5%), por lo que es más fácil notar la diferencia con agua salada concentrada. Ten cuidado de que no te entre agua salada en los ojos.
Si ves un barco grande en el puerto, busca el círculo y las líneas en el casco. ¿Cuántas líneas hay y para qué condiciones están marcadas? Si quieres saber más, la explicación sobre Plimsoll del Museo Real de Greenwich [7] cuenta la historia de estas marcas.