Cómo liberar a los que siempre han sido dados: ¡usando la fuerza de flotabilidad!

Quien pensaria un solo buque portacontenedores podría causar un problema de envío global. Pero eso es exactamente lo que sucedió cuando el Siempre dado Chocó contra una orilla del Canal de Suez y bloqueó el paso de otros barcos. El Canal de Suez es un gran atajo para el transporte marítimo; sin él, la carga tendría que navegar por todo el extremo sur de África. Un canal bloqueado puede causar algunos problemas graves.

Entonces, ¿cómo se consigue que un barco en tierra flote de nuevo? Tienes unas cuantas opciones. Podrías usar remolcadores para sacarlo, o podrías usar excavadoras y excavarlo. Otro método sería disminuir la masa total del barco para que requiera menos profundidad del agua para mantenerse flotante. Esto es lo que vamos a hacer: estimar la cantidad de masa que necesitaría remover para que la cosa flote nuevamente.

Comencemos con algunas estimaciones aproximadas. El Ever Given es un buque portacontenedores de clase Dorada. Entonces de eso podemos obtener sus dimensiones. Tiene 399,94 metros de largo y 59 metros de ancho. Para un barco, el calado es la distancia desde la línea de flotación hasta la parte inferior del casco. No estoy seguro del borrador actual de Siempre dado, pero Wikipedia lo enumera a 14,5 metros. También parece que estos grandes buques portacontenedores tienen un casco de fondo plano, al menos en la parte central del buque. Eso facilitará nuestro cálculo. Oh, una cosa más. La mayoría de los lugares informan una masa total de barcos de 224.000 toneladas.

¿Qué tiene que ver la masa del barco con el calado? ¡Ah, ja! Aquí está la física real. Bien, veamos por qué flotan los barcos. Comenzaré con un bloque de agua flotando en el agua. Sí, el agua flota. A continuación se muestra un diagrama.

Este bloque de agua tiene una profundidad de D y un área inferior de A. Dado que el bloque de agua está estacionario, la fuerza total que actúa sobre este bloque debe ser cero (vector cero). Sabemos que hay una fuerza gravitacional que tira hacia abajo que es igual al campo gravitacional (gramo) multiplicado por la masa (metro), por lo que debe haber otra fuerza empujando hacia arriba. Llamemos a esta fuerza de empuje hacia arriba la fuerza de flotabilidad. Es claramente una interacción del agua en el fondo y los lados de nuestro bloque arbitrario de agua.