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La cinemática naval, como disciplina propia dentro de la materia de navegación, ha ido perdiendo importancia en los sucesivos planes de estudio por la incorporación en los buques del radar de punteo automático (ARPA), que permite conocer de forma sencilla los movimientos absolutos y relativos de otros buques, o del sistema de identificación automática (AIS), el cual brinda información sobre el movimiento absoluto de los buques.
Por ello, en la mayor parte de los textos de navegación esta disciplina actualmente ocupa un breve capítulo en el que se explica, como máximo, el problema directo y el problema inverso en la cinemática.
No obstante, en el mar se dan múltiples situaciones en las que el conocimiento de esta disciplina es indispensable, tales como la presencia de actos de piratería en determinadas zonas del globo, las operaciones de búsqueda y salvamento (SAR) o el abastecimiento de los buques en el mar y la asistencia médica por medio de aeronaves.
En el presente texto se analizan los fundamentos teóricos y la resolución práctica de múltiples problemas cinemáticos que servirán de ayuda tanto a los estudiantes de la licenciatura en Marina Civil como a los profesionales que ya se encuentran en navegación.
La obra es uno de los pocos textos que se encuentran enidioma español y que aborda con exclusividad este tema, pues los existentes normalmente son publicaciones de las academias navales militares de diversos países y a los cuales es difícil acceder.
Capítulo 1
Cinética naval..................................................................... 25
1. Objetivo.................................................................................................................. 25
2. Movimiento........................................................................................................... 25
3. Movimiento verdadero o absoluto.................................................................... 26
3.1 Rumbo verdadero.....................................................................................................26
3.2 Velocidad....................................................................................................................26
3.2.1 Regla de los 6 minutos.............................................................................................27
3.2.2 Regla de los 3 minutos.............................................................................................27
3.3 Determinantes de posición.....................................................................................27
3.3.1 Demora verdadera....................................................................................................27
3.3.2 Marcación..................................................................................................................28
3.3.3 Inclinación.................................................................................................................29
4. Movimiento relativo............................................................................................ 30
5. Diagrama vectorial del movimiento relativo.................................................. 32
6. La rosa de maniobra............................................................................................ 33
7. El movimiento absoluto en la rosa de maniobra............................................ 36
7.1 Trazado de la posición entre dos buques.............................................................37
8. El movimiento relativo en la rosa de maniobra.............................................. 41
Capítulo II
El problema directo............................................................ 47
1. Objetivo.................................................................................................................. 47
2. Cálculo del rumbo y velocidad de un buque................................................... 47
3. Determinación de las posiciones futuras de un buque respecto a otro...................................................................................................... 50
3.1 Momento en que el buque A pasará por la proa o popa del buque C................................................................................................................53
3.2 Momento en que el buque C se encontrará a la mínima distancia del buque A...............................................................................................53
3.3 Momento en que el buque C pasará por la proa o popa del buque A................................................................................................................54
3.4 Momento en que el buque C se encontrará en una cierta demora del buque A.................................................................................................54
3.5 Momento en que el buque C se encontrará a una cierta distancia del buque A...............................................................................................55
4. Obtención de las posiciones absolutas partiendo de las relativas.............. 56
Capítulo III
Problema inverso................................................................ 61
1. Objetivo.................................................................................................................. 61
2. Problema inverso fijando la velocidad............................................................. 62
2.1 Que la velocidad de maniobra sea menor que la del buque guía (VA < VB)................................................................................................63
2.1.1 Colocando al buque B en el centro de la Rosa de maniobra..................65
2.1.2 Colocando al buque A en el centro de la rosa de maniobra..................................67
2.2 Que la velocidad de maniobra sea igual a la del buque guía (VA = VB).....................................................................................................................70
2.3 Que la velocidad de maniobra sea mayor a la del buque guía (VA > VB)......................................................................................................................71
3. Problema inverso fijando el rumbo................................................................... 72
4. Problema inverso fijando el tiempo.................................................................. 78
Capítulo IV
Maniobra para situarse a una determinada distancia de otro buque en un tiempo dado................................... 85
1. Objetivo.................................................................................................................. 85
2. Desarrollo.............................................................................................................. 85
2.1 Cálculo del sector de rumbos posibles.................................................................88
2.2 Rango de velocidades a las que es posible realizar la maniobra......................89
Capítulo V
Estudio cinemático de las posibilidades de acercamiento...................................................................... 97
1. Objetivo.................................................................................................................. 97
2. Desarrollo.............................................................................................................. 98
2.1 Cuando la velocidad del buque que va a maniobrar es menor que la del otro............................................................................................................98
2.2 Cuando la velocidad del buque que va a maniobrar es igual que la del otro......................................................................................................... 105
3. Casos prácticos................................................................................................... 111
3.1 Rumbos para pasar a la mínima o máxima distancia de otro buque............................................................................................................... 111
3.2 Mantenerse a la máxima distancia de otro buque.......................................... 114
3.3 Mantenerse a una distancia de otro buque durante un tiempo dado............................................................................................................ 117
4. Interceptación..................................................................................................... 120
4.1 Interceptación en un tiempo determinado....................................................... 120
4.2 Interceptación a una determinada velocidad................................................... 122
4.3 Interceptación con velocidad mínima............................................................... 124
5. Estudio de la posibilidad d evitar la aproximación de un buque.............. 127
5.1 Evitar la aproximación por debajo de una distancia dada............................. 132
Capítulo VI
Acercamiento y alejamiento en el mínimo tiempo....... 139
1. Objetivo................................................................................................................ 139
2. Marco teórico...................................................................................................... 140
2.1 Acercamiento en el mínimo tiempo.................................................................. 140
2.2 Alejamiento en el mínimo tiempo...................................................................... 148
3. Casos especiales.................................................................................................. 156
3.1 Permanecer dentro de una distancia dada de otro buque que navega a mayor velocidad, el mayor tiempo posible............................... 157
3.2 Mantenerse fuera de una distancia dada de otro buque que tiene mayor velocidad, el mayor tiempo posible............................................. 160
Capítulo VII
Situarse en una demora de un buque en un tiempo dado................................................................................... 165
1. Objetivo................................................................................................................ 165
2. Marco teórico...................................................................................................... 165
2.1 Maniobrar a una determinada velocidad.......................................................... 169
2.2 Calcular la velocidad mínima a la que se puede realizar la maniobra............................................................................................................. 173
2.3 Calcular la velocidad relativa mínima a la que se puede realizar la maniobra............................................................................................... 177
2.4 Situarse en una demora dada de un buque B en el mínimo tiempo....................................................................................................... 180
Capítulo VIII
Estudio cinemático del viento......................................... 187
1. Objetivo................................................................................................................ 187
2. Definiciones......................................................................................................... 188
2.1 Viento real o verdadero (WV).............................................................................. 188
2.2 Viento relativo y viento aparente (WR-WA)...................................................... 188
3. Estudio vectorial................................................................................................. 190
4. Casos prácticos................................................................................................... 192
4.1 Cálculo del viento relativo................................................................................... 192
4.2 Cálculo del viento verdadero............................................................................... 193
4.3 Cálculo del rumbo y la velocidad para producir un viento aparente....................................................................................................... 196
Capítulo IX
Exploración....................................................................... 203
1. Objetivo................................................................................................................ 203
2. Exploración manteniendo la demora............................................................. 203
2.1 El buque guía mantiene su rumbo y velocidad durante toda la maniobra.203
2.1.1 Cálculo de los rumbos de exploración y regreso..............................................204
2.1.2 Cálculo del tiempo de exploración y regreso....................................................205
2.2 El buque guía varía su rumbo o velocidad durante la maniobra.................. 208
2.2.1 Si la modificación se produce durante la exploración.....................................208
2.2.2 Si la modificación se produce durante el regreso.............................................213
3. Exploración en una dirección absoluta.......................................................... 214
Capítulo X
Caso especial del cálculo del rumbo y la velocidad..... 221
1. Objetivo................................................................................................................ 221
2. Cálculo del rumbo y la velocidad por tres demoras.................................... 221
2.1 Resolución gráfica.................................................................................................. 222
Capítulo XI
Interceptar un buque cuyos datos son aproximados... 229
1. Objetivo................................................................................................................ 229
2. Fundamentos teóricos....................................................................................... 229
3. La circunferencia de Apolonio en el problema cinemático....................... 232
4. La interceptación en barrera circular............................................................. 234
Capítulo XII
Casos especiales de exploración en una demora......... 241
1. Objetivo................................................................................................................ 241
2. Exploración en una demora conociendo los movimientos previstos del buque de referencia.................................................................... 242
3. Exploración de una aeronave........................................................................... 246
3.1 Exploración en una demora relativa.................................................................. 246
3.2 Exploración en una dirección absoluta............................................................. 250
Capítulo XIII
Casos prácticos................................................................. 257
Caso 1.......................................................................................................................... 257
Caso 2.......................................................................................................................... 260
Caso 3.......................................................................................................................... 262
Caso 4.......................................................................................................................... 264
Caso 5.......................................................................................................................... 267
Caso 6.......................................................................................................................... 269
Caso 7.......................................................................................................................... 271
Caso 8.......................................................................................................................... 273
Caso 9.......................................................................................................................... 275
Caso 10........................................................................................................................ 277
Caso 11 ....................................................................................................................... 279
Caso 12........................................................................................................................ 280
Caso 13........................................................................................................................ 283
Caso 14........................................................................................................................ 285
Caso 15........................................................................................................................ 287
Caso 16........................................................................................................................ 289
Caso 17........................................................................................................................ 291
Caso 18........................................................................................................................ 293
Caso 19........................................................................................................................ 295
Prólogo 15
Caso 20........................................................................................................................ 296
Caso 21........................................................................................................................ 298
Caso 22........................................................................................................................ 300
Caso 23........................................................................................................................ 301
Caso 24........................................................................................................................ 302
Caso 25........................................................................................................................ 305
Caso 26........................................................................................................................ 307
Caso 27........................................................................................................................ 308
Caso 28........................................................................................................................ 309
Caso 29........................................................................................................................ 311
Caso 30........................................................................................................................ 313
Bibliografía........................................................................ 315