Y antes..se achicaba?

[Chanquete]

Un relato historico que desconocia...y me parecio interesante.

La vida en el mar en las viejas y nuevas líneas de tiempo: Parte 2, Mantenerse seco (y a flote)
por Iver P. Cooper


En El conde de Montecristo de Dumas , el marinero Penelón cuenta la historia de una crisis en el mar que había sobrevivido. Su barco había caído fuertemente durante doce horas, arrastrándose bajo los postes desnudos en un vendaval, y finalmente tuvo una fuga. Penelon continúa:

"Todas las manos a las bombas", grité; pero era demasiado tarde, y parecía que cuanto más bombeábamos, más entraba. "Ah", dije, después de cuatro horas de trabajo, "ya que nos estamos hundiendo, hundámonos; podemos morir pero una vez ".

Al escuchar esto, el capitán de Penelon tomó un par de pistolas y dijo: "Voy a volar el cerebro del primer hombre que deja la bomba".

Claramente, hay un potencial dramático cuando un barco está en peligro de hundirse. E, inevitablemente, un barco toma agua. Las olas se estrellan sobre los baluartes o surgen a través de los puertos de armas abiertos, la lluvia cae sobre la cubierta, los disparos enemigos, los icebergs o las rocas sumergidas pueden perforar el casco, y el propio casco gotea. El mayor peso del barco, atribuible al agua no deseada, reduce la flotabilidad de reserva (neta) y, si el proceso no se detiene, finalmente el barco se hunde.

El buen diseño del barco puede reducir el riesgo de hundimiento, pero llegará el momento en que el barco necesite una buena bomba. O más de uno. Veamos cómo se abordaron estas preocupaciones en el siglo XVII y posteriormente.

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Diseño de nave
Francobordo . La vulnerabilidad del barco a tomar agua por acción de las olas depende en parte de su francobordo. Esa es la distancia desde la línea de flotación hasta la altura de la cubierta continua superior expuesta a la intemperie y al mar, que tiene medios permanentes de cierre (es decir, escotillas), y debajo de la cual los lados del barco están equipados con medios permanentes de cierre hermético ( suponiendo que todas las cubiertas inferiores estén completamente cerradas). Si la altura de la cubierta varía (se dice que un barco que es más alto en los extremos que en el medio es transparente), entonces es el punto más bajo lo que cuenta.

El francobordo se mide asumiendo que el barco está en posición vertical, pero de hecho el barco se balanceará y se balanceará, disminuyendo la distancia a la línea de flotación aquí y elevándola allí. Lo que haga dependerá de la estabilidad inicial del barco y de las condiciones a las que esté expuesto.

Lloyd's requirió que los barcos asegurados tengan tres pulgadas en francobordo por cada pie de profundidad de retención (Taylor, Muckle's Naval Architecture (2013) 46). Más tarde, se introdujeron tablas complejas que consideraban el tipo de barco, la longitud, la profundidad de la bodega, el coeficiente de finura, la superestructura pura y cerrada. Un velero de hierro o acero con una longitud de 300 pies, una profundidad de 30 pies, puro, sin superestructuras cerradas y un coeficiente de finura de 0,68 tendría un francobordo requerido en el verano del Atlántico Norte de siete pies (Owen, The Tonnage y Francobordo de buques mercantes (1906) 21-48).

Después de la Segunda Guerra Mundial, se recomendó que el francobordo para buques de guerra equivalga 1.1 veces la raíz cuadrada de la longitud en pies (Brown, The Tonnage y Freeboard of Merchant Ships (1906) 214; ver también Brown, The Grand Fleet: Warship Design and Development 1906 -1922 ), probablemente teniendo en cuenta la relación de la velocidad máxima a la longitud y la posibilidad resultante de tomar un mar verde sobre la proa, pero esa altura de un francobordo probablemente sea apropiado solo con barcos con motor y construcción de acero.

LaS-P2mryrsCuando un buque de guerra abre sus puertos de armas, el agua puede entrar por los puertos abiertos. El insuficiente francobordo de gunport (¡16 pulgadas!) Allanó el camino para la pérdida de Mary Rose en 1545 (Sephton, Sovereign of the Seas ). Al revisar el plan original de 1664 del Warspite , Carlos II insistió en que el francobordo de los puertos de armas de la cubierta inferior (es decir, la distancia desde la línea de flotación hasta el umbral inferior) se aumentara a 4.5 pies (Winfeld, British Warships in the Age of Sail 1603- 1714 (2010) 54).

Los mares pesados ​​podrían reducir la disparidad en el poder de combate entre una fragata del siglo XVIII y una de dos pisos, ya que la fragata no tenía armas en sus cubiertas cerradas y el francobordo de su cubierta abierta principal era probablemente mayor que la del puertos de armas de cubierta inferior de la nave más grande. Por ejemplo, la Embuscade francesa de mediados de siglo tenía un francobordo de unos ocho pies (Sadler, Blood on the Wave: Scottish Sea Battles (2012)). El francobordo en las fragatas británicas de principios del siglo XIX era generalmente de seis a nueve pies (Gardiner, Fragatas de las Guerras Napoleónicas (2006) 143).

Estabilidad . Un barco con baja estabilidad tenderá a inclinarse y rodar en mayor medida y, por lo tanto, es más probable que tome agua. La estabilidad es en realidad un concepto complejo. Por ejemplo, si bien el aumento del francobordo aumenta la flotabilidad de reserva, también aumenta el centro de gravedad (todo lo demás es igual) y, por lo tanto, reduce la estabilidad inicial. Y si se aumenta el francobordo a expensas de la viga (para mantener constante el volumen bajo cubierta), eso también reduce la estabilidad inicial.

Uno de los parámetros importantes de estabilidad es la altura metacéntrica (GM), la distancia entre el centro de gravedad (G) y el metacentro (M), el punto donde la línea vertical a través del centro de flotabilidad (B) en un barco con tacón cruza la línea vertical a través de B en el barco sin pelar. Si bien un aumento en GM aumenta el momento de corrección (el momento que actúa para corregir el talón), también reduce el período natural de rodadura, y un barco con un período de rodadura demasiado corto puede ser incómodo de conducir y también vulnerable al desmantelamiento.

Una discusión más detallada del diseño del barco en relación con la estabilidad está fuera del alcance de este artículo.

Baluarte s. Una defensa adicional contra la acción de las olas es el baluarte, esencialmente un muro en una cubierta abierta. Magoun ( La Constitución de la Fragata y otros buques históricos 51) dice que el Mayflower , que ya era un barco viejo cuando fue fletado en 1620, tenía sólidos baluartes. A pesar de esos baluartes, era un barco mojado.

Las ilustraciones contemporáneas muestran que muchos barcos en el período no tenían un baluarte sólido, solo un riel sostenido con puntales; Esto podría darle a un miembro de la tripulación algo a lo que aferrarse, pero no evitaría el agua. Si bien a veces se colgaba lienzo sobre los rieles, esto solo evitaría el rocío del mar y no el agua verde.

Incluso si el barco tuviera un baluarte, si estuviera armado, podría tener un baluarte relativamente bajo para que los cañones de la cubierta abierta pudieran disparar sobre él, o los puertos de armamento cortados en un baluarte más alto. Normalmente, estos puertos de armas de cubierta abierta carecían de tapas, por lo que la altura efectiva del baluarte en términos de estanqueidad era la altura del umbral inferior.

Un texto de 1918 establece que la altura promedio del baluarte es de 4.5 pies en veleros y 2.5 pies en barcos de vapor (que no se ven afectados por la acción de un viento de viga sobre las velas). En ese momento, los barcos tenían cascos de metal y los baluartes eran de chapa gruesa (Holms 345).

Camber . La cubierta de un barco está curvada, por lo que es más alta en la línea central que en los costados, por lo que el agua corre hacia los lados. Por supuesto, uno todavía debe sacar el agua de la cubierta.

Las notas de Thomas Harriot sobre construcción naval (1608) sugirieron que la inclinación (diferencia de altura del lado central) debería ser de aproximadamente media pulgada por cada pie de media anchura, una proporción de 1:48 (Lavery, The Colonial Merchantman: Susan Constant, 1605 (1988) 16). En el fluyt Zeehaen de mediados del siglo XVII , la anchura del casco era de veintidós pies, pero la curvatura en las vigas de la cubierta superior e inferior era de diez pulgadas, casi el doble de la altura relativa. (Hoving, The Ships of Abel Tasman 127-8). Nicolaes Witsen enseñó que la curvatura de las vigas de la cubierta inferior debe ser de una pulgada por diez pies de largo (y se suponía que la longitud era cuatro veces la anchura) (Hoving, Nicolaes Witsen y Shipbuilding en la Edad de Oro holandesa74, 250). En el Belerofonte , "el camber era de seis pulgadas en la cubierta de armas y una pulgada menos por cada cubierta de arriba" (Pope, Life in Nelsonson's Navy 39).

Imbéciles . Los baluartes que mantienen alejadas las olas más pequeñas también atrapan el agua que dejan las olas que coronan el baluarte. Por lo tanto, los barcos están equipados con scuppers, aberturas a nivel de la cubierta a través de las cuales el agua puede drenarse. Los imbéciles suelen estar en la cubierta abierta principal (la cubierta meteorológica), que está por encima de la línea de flotación. Sin embargo, pueden ser más bajos y los canales conducen el agua desde la cubierta más alta hasta la que están los scuppers.

Eso, por supuesto, lleva lógicamente a la pregunta, ¿qué impide que el agua entre por los imbéciles? En el Mary Rose , se clavó una solapa de cuero sobre el agujero de los imbéciles. Esto actuó como una válvula unidireccional (McElvogue, Tudor Warship Mary Rose 21).

Los imbéciles deben dimensionarse para tener en cuenta el volumen de agua que pueden atrapar los baluartes. Holms (345) informa que el área combinada de estos puertos de liberación no debe ser menor al 10% del área de los baluartes.

Mamparos . Estos dividen la nave en compartimentos estancos. Por lo tanto, si hay una fuga de agua en uno de ellos, la pérdida máxima de flotabilidad es el volumen del compartimento afectado. Los mamparos pueden ser transversales o longitudinales, y estar hechos de madera o hierro.

En el momento del Anillo de Fuego, los mamparos se habían utilizado en basura china y japonesa durante siglos. Existe cierta disputa sobre si estos mamparos estaban destinados a ser herméticos, ya que tenían agujeros flexibles en la parte inferior, pero estoy de acuerdo con los estudiosos chinos en que estos tenían la intención de facilitar el lavado de las cabinas (el barco podría ser recortado por la popa, para que el agua drene hacia popa y se bombee) y en el mar se taponan los agujeros flexibles (Cai Wei, et al., “Mamparos y agujeros flexibles impermeables en barcos chinos antiguos” en junio de Kimura, Estudios temáticos en el Marítimo de Asia Oriental) Arqueología , 2010, www.shipwreckasia.org/wp-content/uploads/Chapter2.pdf ).

En 1787, Franklin propuso que las bodegas de los paquetes de barcos se "dividieran en apartamentos separados, a la manera china, y cada uno de estos apartamentos se calafatea para evitar el agua". En 1795, Bentham también abogó por "particiones que contribuyan a la fortaleza y aseguren el barco contra el hundimiento, como lo practican los chinos de la actualidad".

Los mamparos estancos seguían siendo poco comunes en Occidente. La mayoría de los veleros del siglo XIX tenían simplemente un mamparo de colisión. Los que tenían más eran en su mayoría barcos de vapor convertidos en barcos de viento, y la mayoría de los mamparos en cualquier barco no convertido eran cuatro. Incluso los vapores no estaban necesariamente compartimentados. En 1881-3, se perdieron ciento veinte barcos de vapor de hierro británicos que "tenían un solo compartimento cuyo llenado habría causado que el barco se hundiera " (Barnaby, The Protection of Iron and Steel Ships contra Foundering from Injury to her Shells, incluyendo the Use of Armor , J. Iron & Steel Institute 37: 438 (1890) 445).

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Fugas
La velocidad de entrada desde un agujero debajo de la línea de flotación es generalmente proporcional a (1) el tamaño del agujero y (2) la raíz cuadrada de la profundidad del agujero debajo de la línea de flotación. Si el agua sube dentro de la bodega lo suficiente como para cubrirla, la velocidad de flujo es proporcional a la raíz cuadrada de la distancia entre el nivel del agua dentro del casco y la línea de flotación afuera (Oertling n4).

De ello se deduce que a medida que el bote se llena de agua, la velocidad de entrada del agua disminuye (suponiendo que el agua no cree nuevos agujeros). Por lo tanto, se puede llegar a un punto en el que la tasa de eliminación de agua (mediante rescate o bombeo) sea igual a la tasa de ingreso de agua: los barcos permanecen a flote aunque estén anegados. Una fuga en la proa era más peligrosa que una en la popa porque el movimiento hacia adelante aumenta la presión del agua en la proa.

Si bien una bala de cañón ciertamente podría crear un gran agujero, no fue tan fácil para el fuego enemigo golpear un barco debajo de la línea de flotación. La fuga más común fue el resultado de una costura de tablaje que había perdido su calafateo. La fuga podría localizarse escuchándola con una trompeta de oreja.

Las fugas pueden taparse desde adentro o desde afuera. En el interior, uno podría usar algún tipo de mezcla gelatinosa (como sebo y carbón), trozos de carne cruda, bolsas de avena, láminas de plomo o lona o cuero con respaldo de roble. En el exterior, uno bajó una bolsa o red de oakum sobre la fuga, que luego aspiró el oakum. Los agujeros de tiro generalmente se cerraron introduciendo un tapón de madera cubierto de lona en el agujero (Oertling 7).

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Bailing y Scooping
Con cubos de diez litros, "un hombre puede levantar alrededor de 15 cubos por minuto o 300 pies cúbicos por minuto a una altura de 3.3 pies" (Wood, Pumps and Water Lifters for Rural Development (1977) 29). También se puede arrojar agua usando una pala semicerrada, con aproximadamente la misma velocidad de transferencia de agua (41). Un truco que aumenta la velocidad de extracción es sujetar la pala con una soga a un trípode para obtener una "asistencia de péndulo".



Bombas para barcos
Si el agua de la cubierta no escapa por medio de los imbéciles, entonces eventualmente se drenará a la sentina. El agua que ingresa por medio de fugas o agujeros de disparo hará lo mismo.

No era muy práctico utilizar una brigada de cubetas para llevar agua hasta la cubierta meteorológica para descargarla. En teoría, habría sido posible colocar un cubo en una cuerda y usar una polea para levantarlo a una gran altura. Además, uno podría usar dos cubos, unirlos a los extremos opuestos de la misma cuerda y reemplazar la polea simple con un rodillo acodado para una mayor ventaja mecánica. Sin embargo, no tengo conocimiento del uso de este antiguo dispositivo a bordo. En cambio, se utilizaron bombas.

La bomba extraía agua a través de un tubo de bomba, cuya longitud estaba dictada por la profundidad del casco. La bomba y el tubo de la bomba estaban dentro de un compartimento llamado pozo de la bomba.

La Enciclopedia Británica 11ª Edición (EB11) / "Bomba" dice que el tipo más simple de bomba utilizada para mover un líquido es una bomba de émbolo, caracterizada por un pistón que se mueve en un cilindro y varias válvulas. El tipo de bomba de émbolo se subdivide en bombas de succión y bombas de fuerza. Las bombas de succión se discutirán con más detalle en breve.

Las bombas de fuerza tienen un pistón sólido (hay una válvula dentro del pistón de una bomba de succión) y la salida está debajo del pistón (en lugar de encima de él como en la bomba de succión). El líquido se eleva en la carrera ascendente, y es forzado a la salida por la carrera descendente (con la entrada cerrada por una válvula de retención).

EB11 / "Hidráulica" menciona brevemente las bombas de elevación, cucharón y émbolo, diafragma, cadena y cucharón y rueda de cuchara, pero se centra en las bombas centrífugas (ver más abajo).

Un sistema de clasificación más convincente aparece en la moderna Enciclopedia Británica (DVD de 2002, que corresponde esencialmente a la edición impresa de 1999). Las bombas de agua se clasifican en función de si funcionan por desplazamiento volumétrico o agregando energía cinética. Las bombas de desplazamiento se clasifican como reciprocantes (pistón, émbolo, diafragma, etc.) o rotativas (engranaje, lóbulo, tornillo, paleta o leva). Las bombas reciprocantes pueden ser de acción simple o doble, la última bombea en ambas carreras. Las bombas cinéticas se clasifican en centrífugas (radiales, axiales, de flujo mixto) o regenerativas.

En la década de 1630, había tres tipos básicos de bombas de a bordo: rebabas, comunes (succión) y bombas de cadena.

Burr Pump . Descrito por Agricola en 1556, tenía un poste vertical que se movía hacia arriba y hacia abajo dentro del tubo de la bomba. En el extremo inferior, el poste estaba engrosado (las rebabas) y a esto estaba unido un cono de cuero ("zapato"). Tiras de cuero corrían desde la base del cono hasta un punto de ancla sobre la base. En la carrera descendente, el cono se cerró y el agua entró en el tubo de la bomba. En la carrera ascendente, el cono se abrió y el agua se llevó hacia arriba. (Agricola, De re Metallica (Hoover transl., 1912) 176; Ewbank, Una cuenta descriptiva e histórica de máquinas hidráulicas y otras máquinas para elevar agua (1876) 214; Oertling 24ff).

La bomba de rebabas también estaba equipada con una válvula de pie en la parte inferior del tubo de la bomba. Oertling no dice mucho al respecto, pero una válvula de pie es una válvula unidireccional que se usa para mantener la bomba cebada (es decir, llena de líquido).

En el siglo XVII, la bomba de rebabas en general "ya no se usaba en barcos ingleses, pero se podía encontrar en barcos holandeses y flamencos". Sin embargo, ocasionalmente se vio, en forma modificada, hasta 1860 (Oertling 29).

Oertling dice que fue difícil de mantener; todo el tubo de la bomba tuvo que ser levantado de su base. Por otro lado, según Boteler (1634) y Manwayring (1644), extrajo "mucha más agua y en ese momento era menos laborioso que la bomba común" (Oertling 30).

Bomba común (succión) . Descrito por primera vez en 1433, y utilizado en minas y barcos en el siglo XVI, si no antes. Cuenta con una válvula inferior fija, un pistón hermético que se mueve hacia arriba y hacia abajo en la caja, y una válvula superior dentro del pistón. En la carrera ascendente, se crea un vacío entre el pistón y la válvula inferior, arrastrando agua hacia arriba a través de la última. En la carrera descendente, el agua extraída es forzada hacia arriba a través de la válvula superior y finalmente a un pico.

El límite teórico para elevar el agua por succión es de unos treinta pies (suponiendo que la presión barométrica del aire sea de 30 pulgadas de mercurio). Debido a la fricción, el límite práctico es de 28 pies, y esto se mide desde la superficie del agua hasta el miembro de cierre de la válvula superior. La bomba se colocaba típicamente cerca del centro del tubo de la bomba para reducir la distancia crítica.

La válvula inferior era una válvula de retención de elevación, es decir, tenía un orificio central cerrado por una claqueta de cuero movible verticalmente sujeta por un peso de la válvula. La presión del agua podría levantar la claque y el peso, abriendo la válvula, pero una guía mantuvo su alineación. Estaba equipado con una grapa para poder pescarlo con un gancho en un extremo de un poste largo, para su reparación.

La válvula-cum-pistón superior tenía un cuerpo de madera, con una ranura para recibir un eje de madera ("lanza") en el extremo superior y una válvula de retención cubierta con una junta de cuero en el extremo del pistón. Esto podría ser una válvula de retención de elevación, pero una recuperada del Machault (1757) tenía una claque con bisagras. Las válvulas inferiores y superiores generalmente estaban hechas de olmo o cenizas.

La lanza estaba conectada de manera pivotante en su extremo superior, por encima de la parte superior del tubo de la bomba, a un extremo de una palanca ("freno"), cuyo punto de apoyo era proporcionado por una "mejilla" que se curvaba lejos de la parte superior del tubo de la bomba.

Las bombas comunes se pueden conectar en paralelo (dos cilindros de pistón conectados por una T a un tubo de bomba que se comunica con la sentina, como en la bomba 1799 de Dodgeson) o en serie (dos pistones en un solo cilindro, como en la bomba 1780 de Taylor).

En la bomba Taylor, el eje del pistón inferior atravesaba el pistón superior y estaba conectado por encima de él por una sección de desplazamiento a un lado de una rueda dentada, y el pistón superior estaba conectado en su periferia a un eje que a su vez estaba conectado al otro lado de la misma rueda dentada. Así, cuando un pistón cayó, el otro subió. la rueda dentada estaba conectada a un freno o tambor de bomba de doble acción. Por lo tanto, produciría el doble de agua que una bomba común de acción simple del mismo diámetro y carrera del pistón (Oertling 64ff, Ewbank 226).

Bomba de cadena . Las bombas de cadena tienen una historia curiosa; aunque conocido en la Europa romana, el concepto se perdió y se reintrodujo a través del contacto con los tártaros del este de Europa en el siglo XV. Luego se usó para drenar minas, ya sea como resultado de la transferencia de tecnología de la industria minera europea o de los chinos en el siglo XVI. Raleigh informa la introducción de la bomba de cadena a finales del siglo XVI a la marina británica (Oertling 75) y también es descrita por Manwayring (1644) y Boteler (1634). Dampier, a fines del siglo XVII, tenía una bomba de cadena y una bomba manual común; A mediados del siglo XIX, los buques de guerra británicos llevaban cuatro bombas de cadena y tres bombas comunes (Ewbank 154).

La bomba de cadena presenta una cadena sin fin con discos circulares ("rebabas") a través de un tubo vertical, abierto en la parte superior e inferior, este último sumergido. La cadena corre alrededor de dos ruedas dentadas, una rueda motriz en la parte superior y una rueda guía en la parte inferior. Entra en el agua, pasa alrededor de una rueda de guía sumergida y se mueve hacia arriba, los discos atrapan agua cuando entran en el fondo del tubo. Los discos transportan el agua hasta la parte superior del tubo, donde pasa a un canal de descarga, y la cadena pasa alrededor de la rueda motriz y desciende de nuevo a la sentina. Originalmente, la rueda motriz era una rueda de madera sólida con ruedas dentadas de hierro para enganchar la cadena y una manivela unida al eje. Los eslabones eran de hierro fundido y redondos o en forma de S. Los discos eran de madera.

La bomba de cadena podía mover más agua y era más fácil de trabajar que la bomba común, pero requería una gran tripulación y los discos se desgastaban rápidamente. Fue utilizado principalmente en grandes buques de guerra (Oertling 80).

Un problema con la vieja bomba de cadena era que el peso del agua que presionaba los discos tendería a hacer que la cadena se deslizara sobre la rueda dentada. Los enlaces no estaban bien unidos y, a menudo, se rompieron. Además, había mucha fricción entre la cadena y la rueda, lo que, imagino, aumentó el esfuerzo necesario para levantar una determinada cantidad de agua. (Enciclopedia de Edimburgo / Bomba 202).

En 1764-68, Cole y Bentinck probaron un nuevo diseño de bomba de cadena. No se adoptó oficialmente hasta 1774, después de que se hicieron más modificaciones (Oertling 78).

Cole, en la patente británica 911, emitida el 16 de diciembre de 1768, solo menciona la facilidad de reparación y no cómo se logró. Aparentemente, "todos los demás eslabones estaban formados por dos placas de hierro, cuyos extremos se superponían a los de una sola, y se aseguraban con un tornillo en cada extremo" (Ewbank 155). Los eslabones de la cadena se fundieron al mismo tamaño y, por lo tanto, eran intercambiables, al igual que los pines de enlace que conectaban los eslabones (Oertling 93).

Los enlaces se diseñaron para poder deshacerlos y reemplazar fácilmente un enlace desgastado. La descripción de Ewbank de esto es un poco difícil de seguir, pero Oertling (Fig. 25) ha descrito el ensamblaje de la cadena de la bomba de cadena del HMS Charon (hundido 1781). En esencia, el pin de enlace tiene una ranura cerca de un extremo, y una llave de chaveta en forma de L se inserta en la ranura. Por lo tanto, para desvincular, simplemente extraiga la chaveta y luego el pin de enlace. En un experimento, la cadena se rompió deliberadamente y se dejó caer en el pozo; Le tomó solo dos minutos y medio recuperarlo, repararlo y reanudar el bombeo (Nicholson, The Operative Mechanic (1825) 268).

La fresa ("platillo") se colocó cada cuarto eslabón y estaba compuesta por dos placas de hierro fundido con cuero en el medio. La placa de cuero tenía el mismo diámetro que el orificio del tubo de la bomba, y las placas de metal flanqueantes eran ligeramente más pequeñas para minimizar la fricción (Cole y Bentinck, Patente británica 982, emitida el 17 de enero de 1771). Ewbank dice que incluso el cuero no tiene que tocar la pared del tubo.

La rueda motriz, en lugar de ser una simple rueda dentada, adoptó la forma de dos discos de metal (¿latón?) Con ocho pulgadas de separación en un eje común, más unidos por pernos periféricos (¿hierro?) Paralelos al eje de la rueda, esencialmente un engranaje de jaula . (La patente 982 lo comparó con el "esqueleto de un tambor".) Los eslabones de la cadena tenían ganchos que enganchaban estos pernos (dientes) (Enciclopedia de Edimburgo; Nicholson 268).

Con cuatro hombres en la manivela, la bomba de cadena Cole-Bentinck descargó una tonelada de agua en 43.5 segundos, versus 83 (Oertling 78; Ewbank 155 dice 55) segundos para el diseño anterior. Esta bomba probablemente no se describe en la literatura de Grantville, pero podría inventarse de forma independiente.

Los eslabones de hierro fundido fueron reemplazados por los de latón a principios del siglo XIX (Oertling), y aún más tarde la rueda inferior fue reemplazada por un tubo de metal curvado, para reducir la fricción (Enciclopedia de Edimburgo).

Wood (70) dice que el extremo inferior de la tubería de una bomba de cadena está "generalmente ensanchado para facilitar la entrada de los discos en la tubería", pero no he visto ninguna referencia a esta característica en las bombas de barcos.

En un estudio de 1956, cuatro hombres que operaban una bomba de cadena con una tubería de cuatro pulgadas lograron una descarga de 40 pies cúbicos / hora en un levantamiento de veinte pies, 72 cfh en un ascensor de diez pies y 110 cfh en un cinco elevador de pie (72).

Bomba de cadena de cangilones . No conozco ningún uso a bordo, pero este dispositivo (también llamado rueda persa) reemplaza los discos que se mueven a través de un tubo cerrado con cubos individuales. Se vacían en la parte superior del movimiento en un canal de descarga. La rueda motriz es un portgarland, es decir, tiene proyecciones en el borde, paralelas al eje, para atrapar los cubos. El estudio de 1956 (75) demostró que era superior a la bomba de cadena simple, con una descarga de 395 cfh en una elevación de veinte pies, 580 cfh en una elevación de diez pies y 760 cfh en una elevación de cinco pies.

Mi conjetura es que la razón por la que esto no se usó a bordo es que tradicionalmente es una estructura grande, con una rueda que es de la altura de un hombre o más grande, y impulsada por la potencia de los animales a través de una unidad de ángulo recto (Yannopoulos, Evolution of Water Lifting) Dispositivos (Bombas) durante siglos en todo el mundo, Agua , 7: 5031-5060 (2015)).

Bombas centrífugas . Estos no se usaron a partir del Anillo de Fuego, pero son probablemente el tipo de bomba de achique moderna más importante. Estos tienen una rueda con paletas curvadas ("impulsor") encerrada en una cámara. El agua entra en el centro de la cámara y sale en espiral bajo la influencia del impulsor giratorio.

Euler discutió su teoría en 1754, y algunas fuentes dicen que fue inventada por Jordan (1680) o Papin (1689). Hubo un exitoso diseño de bomba centrífuga introducido en 1818 ("bomba de Massachusetts") pero tenía paletas rectas, y las paletas curvas demostraron ser mucho más eficientes. (Greene, Pumping Machinery (1911) 43ff). La bomba centrífuga "Appold" de 1851, con paletas curvas, "elevaba continuamente un volumen de agua igual a 1400 veces su propia capacidad por minuto". Otra innovación fue la zona de "hidromasaje" sugerida por el profesor Thomson, un espacio de vórtice libre que rodea la rueda (EB11 / Hydraulics).

No son autocebantes y, por lo tanto, deben estar sentados en el agua para bombearlo. En teoría, el impulsor podría rotarse manualmente con una manivela, tambor o cabrestante. Sin embargo, cuando se introdujeron, la potencia de vapor ya estaba disponible.

El monitor USS (cuyo francobordo medía solo dieciocho pulgadas (Tucker, American Civil War: The Definitive Encyclopedia and Document Collection (2013) 1312) tenía una bomba centrífuga de vapor capaz de mover 23,000 galones por minuto, pero no fue suficiente para evitar que se hunda en 1862; su carbón estaba húmedo, lo que redujo la potencia de vapor efectiva (Wikipedia).

Inicialmente, fueron impulsados ​​por engranajes del motor principal, pero luego estas bombas fueron impulsadas por motores auxiliares. Si hubiera un eje vertical largo desde el motor hasta el impulsor debajo, podrían funcionar incluso si una parte de la bodega se inundó. En el Inflexible , el motor de la bomba era lo suficientemente alto como para que la bomba pudiera funcionar incluso con doce pies de agua en la sala de máquinas (Smith, A Short History of Naval and Marine Engineering (2013) 208).

En 1961, Charmonman improvisó una bomba de flujo axial al encerrar la hélice de un motor fuera de borda de estilo tailandés en un cilindro (Wood 112).

Bombas de diafragma . Estos no se usaron en barcos a partir del Anillo de Fuego, pero a veces se usan hoy en día como bombas de achique de respaldo. Tienen la ventaja de ser autocebantes. Al igual que una bomba de pistón, varían el volumen dentro de la cámara de la bomba. Sin embargo, logran esto moviendo un diafragma flexible en el costado de la cámara, en lugar de mover un pistón.

Bombas: Poder Motivo . En términos generales, las bombas de a bordo del siglo XVII eran de propulsión humana, con marineros que bajaban una palanca, giraban una manivela o tiraban de una cuerda envuelta alrededor de un tambor. Cabe señalar que “durante períodos cortos de tiempo (10-15 minutos), las piernas pueden desarrollar aproximadamente 0.25 hp mientras que los brazos solo pueden proporcionar aproximadamente 0.10 hp. Durante un período sostenido (digamos cinco horas), un hombre adulto es capaz de 0.06-.08 hp (Wood 122).

Dicho esto, en los Países Bajos y Gran Bretaña, los molinos de viento se utilizaron para operar bombas utilizadas para drenar la tierra para uso agrícola. (Al menos en China, el agua de mar también se bombeó a la tierra para la extracción de sal).

LaS-P2wndmllEn el siglo XIX, los barcos noruegos y suecos estaban equipados habitualmente con bombas de viento (Leslie, A Sea-Painter's Log (1886) 52). Sin embargo, eran menos comunes en otros mercantes marinos (¡incluso holandeses!). Se usaron bombas de viento en barcazas de hielo en el norte del estado de Nueva York, y una se colocó en el Henry Woolley en 1871 después de que surgió una fuga ("Una invención útil a bordo del barco", West Coast Times , número 1633, p. 2 ( 9 de diciembre de 1871)).

Un escritor británico de 1876 estimó que el costo de la bomba de viento para un buque de 800 toneladas sería de aproximadamente 40 libras. Supuso que tendría velas de seis pies de largo, fijadas a una cabeza giratoria montada en un mástil de bípode (Wade, "Windmill Pumps" (Letter), Nautical Magazine 45: 1027 (1876) 1028). La bomba de viento libera a la tripulación de las tareas de bombeo, pero no funciona en calma y también ocupa espacio en la cubierta.

Es concebible que una rueda de paletas (underhot) o una hélice puedan usarse para alimentar una bomba en un velero. La nave sería impulsada por el viento, haciendo que el agua pase por la rueda de paletas o la hélice y la gire. Sospecharía que esto sería menos eficiente que una bomba de viento y aumentaría la resistencia, pero el espacio de la cubierta no se vería afectado.

La otra fuente principal de energía motriz del siglo XIX para una bomba fue la máquina de vapor. Estrictamente hablando, Heron de Alejandría (siglo I d. C.), Giovanni Battista della Porta (1601), Jerónimo de Ayanz y Beaumont (1606) y Salomón de Caus (1615) desarrollaron dispositivos que usaban vapor o aire caliente para desplazar el agua. Sin embargo, aquí hablamos del uso del vapor como fuerza motriz (motor) para una rueda motriz que impulsa un pistón o una bomba de cadena. La bomba de vapor, como la bomba de viento, era un dispositivo que ahorraba trabajo, pero a diferencia de ella, no dependía del viento. Por supuesto, necesitaba combustible para funcionar, y las máquinas de vapor eran lo suficientemente delicadas como para que la sentina también estuviera equipada con una bomba manual.

Tenga en cuenta que los enlaces mecánicos pueden convertir el movimiento recíproco en movimiento giratorio, o viceversa.

Un recurso de emergencia interesante al que encontré referencia fue utilizar la acción de las olas para operar la bomba. Capitán Leslie de George y Susaninformó haber arreglado un mástil en alto, con un extremo sobre la lanza de la bomba y el otro proyectándose sobre la popa. En cada extremo, montó una polea y pasó una cuerda sobre las poleas desde la lanza de la bomba hasta un contrapeso (un barril de 110 galones que contenía 60-70 galones de agua, es decir, medio lleno) en el extremo de popa de la cuerda. . Supuestamente, cuando una ola subía por el extremo del barril, la lanza se deprimía, y cuando la ola se retiraba, la lanza se alzaba (Nicholson 269). Me parece que para que esto funcione, tendría que haber un sesgo descendente en la bomba, es decir, sin un tirón hacia arriba de la lanza, la gravedad sería más fuerte que la fricción y la lanza descendería. Si es así, se podría pesar el barril para equilibrar la lanza cuando el agua estuviera a una altura neutral. Cuando la ola levantó el peso, la cuerda se aflojaría y las fuerzas sobre la lanza ya no estarían en equilibrio, caería. Cuando la ola caía, el contrapeso caería, gracias a la gravedad, y a través de la cuerda ejerce una fuerza de tensión sobre la lanza, tirando de ella hacia arriba.

También he encontrado patentes de los EE. UU. (Por ejemplo, Delaney, USP 3120212) que tratan de bombas operadas por olas, en términos generales, un flotador está conectado a un extremo de un balancín y la lanza de una bomba de pistón al otro, pero no No sé si alguno de estos se ha puesto en práctica.

Salomon (Solomon) de Caus (Caux) (1576-1626) utilizó calor solar para expandir el aire que a su vez alimentaba una bomba de agua. La moderna bomba solar térmica Rao utiliza el calor de la luz solar para vaporizar un fluido de trabajo como el pentano a 35-40 oC. El agua a bombear ingresa a una cámara de agua a través de una válvula de retención. El vapor ingresa a la cámara de agua y lo desplaza, forzándolo a subir por una tubería de descarga. Por la noche, el vapor se condensa y fluye de regreso al tanque flash. Con un área de colector solar de 250 pies cuadrados y una elevación de treinta pies, Rao informó una descarga de 880 pies cúbicos / día (Wood 97ff). Dado que puede llevar varias horas de luz diurna llevar el fluido de trabajo a la temperatura de vaporización, y el bombeo solo ocurre durante la luz del día (por ejemplo, de 10 a.m. a 4 p.m.), es probable que este sistema intelectualmente interesante no funcione a bordo. ¡Pero eso no significa que alguien no intente construir algo similar!

Tubos de bomba . Mientras estaba en los barcos, el orificio del tubo de la bomba estaba abierto en la parte inferior en lugar de tapado, el talón del tubo estaba asentado en un orificio cortado en el escalón del mástil (la estructura en la que se asienta un mástil) o en las vigas del piso. Eso bloquearía el orificio, por lo que los canales se cortan a través de la pared del tubo en su talón para permitir que entre agua. El agua de sentina es desagradable desde el punto de vista sensorial, se usó un conducto ("valle") para guiarlo desde la parte superior del tubo. bombee el tubo a un imbécil al costado del barco, en lugar de simplemente derramarlo en la cubierta (Oertling 41).

LastmpstLos desechos de la sentina podrían ser absorbidos por el orificio y engomar una válvula. Los escombros podrían ser basura, carga o almacenes de barcos que se mojaron y migraron a la sentina. Las bombas del Sea Venture (cuyo viaje de 1609 inspiró La Tempestad ) estaban obstruidas por fragmentos de galletas, y el HMS Centaur (1782) se perdió cuando el aumento del agua hizo que su carga de carbón se infiltrara en las bombas (46). Para evitar esto, se instalaron tamices de plomo, cobre o estaño en el extremo inferior del tubo (43). Por supuesto, los tamices tendrían que limpiarse de vez en cuando.

Materiales . En la década de 1630, el tubo generalmente estaba hecho de madera, a menudo de olmo, pero a veces de alerce, haya o aliso. Se encontró y cortó un árbol con un tronco recto, libre de nudos y ramas. El centro fue aburrido con una barrena manual. Alternativamente, se podría construir un tubo a partir de las mitades huecas de un tronco, o con tablones atados y sellados (algo así como hacer barriles a partir de duelas).

Por supuesto, era posible usar metal, y se habían usado tubos de plomo en algunos sistemas de suministro de agua urbanos que se remontan a la época romana. Agricola (1556) sugirió que las válvulas estén hechas de hierro, cobre o latón, y las de plomo pueden haberse utilizado en un accidente de principios del siglo XVI (Oertling 48).

Los tubos de metal se fabricaron en el momento de RoF tomando una lámina cuyo ancho coincidía con la circunferencia deseada, enrollándola para que los bordes se unieran y luego soldando. Más tarde, se desarrollaron procesos alternativos. Una era moldear una sección en un molde, extraer el tubo terminado hasta la mitad y luego verter otra sección para unirla con la primera (Oertling 56-7).

Los tubos de metal y las piezas de la bomba eran más duraderos que los de madera, por lo que la objeción a ellos estaba relacionada con el costo. El uso del plomo se hizo significativo a principios del siglo XVIII, el cobre y el bronce a fines del siglo XVIII y el hierro en el siglo XIX (60, 62, 72).

Bomba de utilidad . Además de usarse para bombear agua de sentina, las bombas podrían usarse para distribuir agua de mar para lavar y combatir incendios. Las bombas comunes tenían un valor limitado para combatir incendios, ya que su presión se limitaba a la presión del cabezal (peso de la columna de agua).



Alarma de sentina
Si el barco está tomando agua rápidamente, la reducción progresiva en el francobordo será obvia y "todas las manos a las bombas" bien podrían ser la orden. Pero una pequeña fuga podría pasar desapercibida hasta que un marinero tenga motivos para descender a la cubierta de orlop y se encuentre hasta las rodillas. Por ejemplo, en el caso del naufragio del Protector en la Bahía de Bengala en 1838, mientras el barco navegaba bajo palos desnudos en un vendaval cerca de los arrecifes cerca de la desembocadura del río Hughly, un guardiamarina enviado abajo para el grog regresó apresuradamente. para informar que la bodega estaba medio llena de agua ("Narrativa del naufragio del buque 'Protector'", The Pilot, o Sailors Magazine 341 (noviembre de 1839)).

Una vez que se detectó la presencia de agua, el pozo de la bomba podría "sonar" para determinar la cantidad de agua que había en el casco, y esto podría monitorearse periódicamente para determinar si la bomba se mantenía firme con la fuga. En uno de los viajes de Cook, en el cambio de turno, el nuevo hombre inadvertidamente tomó el sondeo en un punto diferente, haciendo que pareciera que la fuga había ganado 16 o 18 pulgadas en un corto período de tiempo e inspirando a los hombres en la bomba. para "redoblar su vigor" (Lamb, Exploration and Exchange: A South Seas Anthology , 1680-1900 (2000) 84).

Los barcos modernos están equipados con detectores de nivel de agua de sentina que activan una alarma o incluso encienden las bombas automáticamente.

El diseño de sensor más simple es probablemente un flotador que activa un interruptor cuando sube a un punto de ajuste. Mientras que en los sistemas modernos, este es un interruptor eléctrico, también es posible usar enlaces mecánicos para crear una señal visible o audible. Las alarmas de agua de sentina se describen en

Knight's 1884 American Mechanical Dictionary (1: 281).



Lastre de agua y tanques de ajuste
Cuanto más bajo sea el centro de gravedad del barco, mejor será su estabilidad (aunque si es demasiado bajo, el barco puede volverse demasiado rígido, es decir, rodar con frecuencia y violencia). La estabilidad es un problema particularmente grave para los buques de guerra, ya que las armas son más efectivas si se montan en alto. Pero a todas las naves les resulta ventajoso transportar lastre, esencialmente materiales pesados ​​como plomo o hierro, en la profundidad de la bodega para bajar el centro de gravedad.

Los buques mercantes que transportaban cargas pesadas en una dirección y cargas ligeras en la otra tenían que asumir el lastre después de descargar la carga pesada y luego volcar el lastre temporal al reemplazar la carga ligera con una nueva carga pesada.

Este fue un problema particular para los colliers (transportistas de carbón). A sus propietarios no les gustaba tener que pagar por el lastre unidireccional, y al puerto de origen no le gustaban los vertederos de lastre. Un collier que navega de Newcastle a Londres con 250-400 toneladas de carbón tendría que pagar un chelín por tonelada por el lastre en Londres, y otros seis peniques por tonelada para subirlo a bordo. Luego, de regreso en Newcastle, pagaría un chelín por tonelada a los Comisionados del Río (¿un cargo por contaminación?) Y diez peniques por tonelada por depositarlo en el lado del río (Holmes, Ancient and Modern Ships 2: 162). Otra estimación relacionada con un barco mercante en el comercio mediterráneo, que transportaba 200 toneladas de lastre. Cargarlo y descargarlo en cada viaje costaría 260 libras (1877). El vapor mismo costó 20,000 libras e hizo cuatro viajes al año (163).

En 1852, el SS John Bowes estaba equipado con algún tipo de "aparato temporal" para transportar lastre de agua, el agua es libre y ambientalmente aceptable. Este experimento se consideró exitoso, y el SS Samuel Laing (609 toneladas de registro) se construyó en 1854, equipado con tanques de lastre fijos de hierro. El barco tenía doble fondo y los tanques descansaban en el piso creado por la parte superior del fondo interior (Holmes Fig. 75). El siguiente paso, tomado en la construcción del SS Rouen , fue hacer de los tanques una parte integral de la estructura del barco, es decir, la parte superior del tanque era el fondo interior.

Naturalmente, para llenar y drenar estos tanques de lastre de agua, las bombas eran necesarias, pero para cuando se introdujeron, las bombas funcionaban con vapor.

Si el barco no tiene un solo tanque de lastre, sino tanques separados hacia adelante y hacia atrás, bombeando agua hacia adelante o hacia atrás, se puede ajustar la moldura del barco.

La principal desventaja del lastre de agua es que el agua es menos densa que el hierro (Sp. G. 7.87) o el plomo (Sp. G. 11.35). Por lo tanto, es menos eficiente (por volumen) para bajar el centro de gravedad.

****

Henry Scott Tuke pintó una imagen titulada, "¡Todas las manos a las bombas!" Vemos a cinco hombres trabajando frenéticamente los brazos de la balanza de una bomba de cubierta, con el tubo de descarga llevando agua desde la sentina a la cubierta. ¿Pero funcionaba lo suficientemente rápido como para salvar el barco?

En la nueva línea de tiempo, es probable que tengamos bombas más eficientes en épocas anteriores que en la anterior, evitando que al menos algunas naves se caigan.

[marcelo_malara]

En Capitan de Mar y Guerra hay una escena donde se ven los marineros accionando una bomba de cadena, se ve tambien la descarga del agua.

Saludos

[gearhead]

Gran aporte de Herr Tchanket. Muy interesante el parrafo referido a los imbeciles. Ahora entiendo porque la Republiqueta Argenta nunca termina de hundirse; porque tiene muchisimos!

[Mariano Grumete]

En 1852, el SS John Bowes estaba equipado con algún tipo de "aparato temporal" para transportar lastre de agua, el agua es libre y ambientalmente aceptable.

Jaj, dice eso porque se ve que ignoran el desastre que causaron en la cuenca del Río de la Plata los mejillones del sudeste asiático que vinieron en los tanques de lastre de los buques comerciales en los 90 ... Cada vez que uno de nosotros saca su embarcación al varadero, seguramente recordará cuan "ambientalmente aceptable" es transportar agua de un lugar del mundo a otro ...

[Caligula]

1990 - 1852 = 138 años.
KK Grumete estas ubicado en tiempo y espacio???
Un medico que lo vea por favor
Caligula.

[Mariano Grumete]

No hay caso. No te da el bocho. ¿Donde dice que el comentario "el agua es libre y ambientalmente aceptable" haya sido formulado en 1852? Lo que es de 1852 es el sistema de lastre de agua de ese barco, no el comentario, que evidentemente es dell autor del artículo. Volvé al off topic porque acá hacés agua por todos lados.
KK tenés vos en la cabeza.

[Caligula]

Y quien habla de la fecha del comentario???
Yo hablo de la fecha del barco!!!
Estas nerviosho??
Ya que estamos... compraste los 200?
Besis.
Caligula.

[tintero]

Muy cierto lo que comentas Mariano, ahora, desde los 90s al presente alguna normativa cambió? o sigue pasando ?

[Mariano Grumete]

Y quien habla de la fecha del comentario???
Yo hablo de la fecha del barco!!!
Caligula.

Jajaja. El alzehimer te está destrozando. Ya ni sabes lo que escribís. No podés hilar dos mensajes seguidos que mantengan coherencia. .... Pobre tipo.

[Caligula]

Y lo tuyo es repetir leyendas incomprobables...
Me llama la atención como desvías siempre el tema... de una nota muy interesante propuesta por Chanquete terminas haciendo foco en los mejillones jajajaja
Sera que no te da para mas
Besis.
Caligula.

[Mariano Grumete]

De una nota interesante propuesta por Chanquete terminás haciendo foco en lo que yo digo o dejo de decir ¿será que no te da para más?

[FinisTerra]

quedate tranquilo Mariano, espera que aparezco yo y enseguida apunta para otro lado.
Tiene enamoramientos pasajeros e inconfesados y no se anima a salir del placard.

[Mariano Grumete]

Teóricamente el gran odio conmigo es porque lo maltraté cuando entró, pobre señorita. Pero vos no lo maltrataste y también está fijado con vos, te insulta y te agravia constantemente ... es un verdadero caso de diván. Dejó al descubierto infinidad de complejos, evidentemente es un pobre tipo que no tiene nada mejor que hacer. Tuvo suerte que agarró una época de Marcelo que debe estar muy relajado. Por comportamientos bastante menos graves de los que ha demostrado este tipo, con nulos aportes al foro, ha rajado a varios. Pero no hay drama, si lo que yo tengo es paciencia.

[Caligula]

Paren de hablar de Caligula!! Siguen faltando el respeto al hilo! Basta!!
KK Grumete sos igual a Finisterra pero con plata.
Dejen de hablar de Caligula; desde mi primer día que me insultaste a modo de bienvenida. Basta! O vas a terminar como en La Recalada.
Fin.
Caligula.

[Mariano Grumete]

El primero que le faltó el respeto al hilo para agredirme a mi fuiste vos ¡caradura!

[Caligula]

¡¡¡Vos mismo reconociste aquí arriba que me maltrataste cuando ingrese!!!
No puedo creer... lo escribiste hace 5 minutos y ya te olvidaste??
Yo acá no escribo mas por respeto a Chanquete.
Si queres seguí diciendo todo lo que quieras... eso habla de vos.
Caligula.

[Hala]

Chanque, Traé la Luger y poné orden

[Mariano Grumete]

¡¡¡Vos mismo reconociste aquí arriba que me maltrataste cuando ingrese!!!
No puedo creer... lo escribiste hace 5 minutos y ya te olvidaste??
Yo acá no escribo mas por respeto a Chanquete.
Si queres seguí diciendo todo lo que quieras... eso habla de vos.
Caligula.

No vale la pena contestarte más nada. Te cagas en el foro y en todos los foristas y eso es más que evidente.