Lastre de barco

La forma más sencilla de lastre que se utiliza en los veleros pequeños de recreo es el llamado "lastre vivo", es decir, el peso de la tripulación. Al sentarse en el lado de barlovento del casco , el momento de escora debe levantar el peso de la tripulación.

En las embarcaciones de competición más avanzadas, se utiliza un arnés de cables llamado trapecio que permite a la tripulación colgarse completamente por el costado del casco sin caerse; esto proporciona un momento de adrizamiento mucho mayor debido al mayor apalancamiento del peso de la tripulación, pero puede ser peligroso si el viento amaina repentinamente, ya que la pérdida repentina del momento de escora puede arrojar a la tripulación al agua.

En los buques modernos de mayor tamaño, la quilla está hecha de un material de alta densidad , como hormigón , hierro o plomo , o rellena con él. Al colocar el peso lo más abajo posible (a menudo en un bulbo grande en la parte inferior de la quilla), se puede obtener el máximo momento de adrizamiento de la masa dada. Las formas tradicionales de lastre que se llevaban dentro del casco eran piedras o arena.

El uso de lastre de alta densidad presenta desventajas. La primera es el aumento de la masa de la embarcación; un barco más pesado se asienta más bajo en el agua, lo que incrementa la resistencia al movimiento y, por lo general, reduce la capacidad de respuesta a la dirección. Además, resulta más difícil subirlo a un remolque y remolcarlo con un automóvil. En segundo lugar, dado que el lastre debe estar lo más bajo posible, suele colocarse en una orza o quilla retráctil, lo que requiere un mecanismo robusto para elevar el enorme alerón . La solución más sencilla consiste en utilizar una quilla fija lastrada, pero esto hace que la embarcación sea prácticamente incapaz de navegar en aguas muy poco profundas y más difícil de manejar fuera del agua.

Aunque está prohibido por la mayoría de las reglas de regatas de clase, algunos barcos de vanguardia utilizan un bulbo de lastre en una quilla larga y delgada que puede inclinarse de lado a lado para crear una quilla basculante . Esto permite colocar el lastre en el lado de barlovento, proporcionando un momento de adrizamiento mucho mayor con un ángulo de escora menor. Sin embargo, inclinar la quilla reduce considerablemente su sustentación, por lo que las quillas basculantes suelen combinarse con una orza retráctil que se despliega cuando la quilla está inclinada y se retrae (para reducir la resistencia) cuando la quilla vuelve a la vertical. Algunas quillas basculantes están diseñadas de manera que, cuando están completamente extendidas a cualquiera de los lados, tienen un ángulo de ataque de aproximadamente 5°, lo que permite que el efecto hidrodinámico de la pala eleve el barco y reduzca la superficie mojada para aumentar la velocidad.

Un tipo común de lastre para embarcaciones pequeñas que evita muchos de los problemas del lastre de alta densidad es el lastre de agua. Aunque pueda parecer contradictorio que colocar agua en el casco (que, al fin y al cabo, tiene una densidad similar a la del agua exterior, es decir, agua dulce frente a agua salada) aporte estabilidad, el agua sirve para desplazar el aire del fondo del casco; añadir lastre de agua por debajo del centro de gravedad vertical aumenta la estabilidad. El lastre de agua no necesita elevarse por encima de la línea de flotación para afectar la estabilidad, ya que cualquier material con una densidad aparente mayor que la del aire influirá en el centro de gravedad. Es la relación entre el centro de gravedad y el centro de flotabilidad la que determina el momento de adrizamiento. 

La ventaja del lastre de agua radica en que los tanques pueden vaciarse, reduciendo el calado o el peso de la embarcación (por ejemplo, para el transporte terrestre), y volver a llenarse (en embarcaciones pequeñas, simplemente abriendo las válvulas y dejando que el agua fluya) después de botar la embarcación o descargar la carga. También se pueden usar bombas para vaciar el tanque de lastre de sotavento y llenar el de barlovento mientras la embarcación vira, y la cantidad de lastre puede variarse para mantener la embarcación en el ángulo de escora óptimo.

Una desventaja del lastre de agua es que, al ser poco densa, los tanques necesarios ocupan más espacio que otros sistemas de lastre. Algunos fabricantes ofrecen bolsas de lastre flexibles que se montan en ambos lados del casco, junto con bombas que aprovechan la velocidad de la embarcación. Durante la navegación, la bomba se utiliza para llenar el lado de barlovento, mientras que el lado de sotavento se vacía. Este sistema, si bien no es muy atractivo, permite obtener mejoras significativas en la fuerza de adrizamiento sin necesidad de modificar el casco.

Un truco común en barcos con lastre de agua consiste en conectar los tanques de babor y estribor con una tubería con válvula. Al prepararse para virar, se abre la válvula y el agua del tanque de barlovento, que está más alto, fluye hacia sotavento, mientras se suelta la escota para evitar que el barco escale demasiado. Una vez que se ha transferido la mayor cantidad de agua posible a sotavento, se vira el barco y se tensa la vela, elevando así el tanque de barlovento, que ahora está lleno. A continuación, se puede usar una bomba manual para trasladar el agua restante del tanque de sotavento al de barlovento.

En los buques de carga vacíos, se añade agua a los tanques de lastre para aumentar la inmersión de la hélice, mejorar la dirección y controlar el asiento y el calado.