El timon o gobernalle ^{[ 1 ]} ​ es el dispositivo utilizado para maniobrar un medio de transporte que se mueva a traves de un fluido (como un buque, avion, submarino, etc.). (fr. Gouvernail; ing. Rudder; port. Leme). El timon funciona oponiendo resistencia lateral contra el fluido , produciendo una caida de la embarcacion a una u otra banda teniendo como efecto el cambio de rumbo o en su defecto, venciendo la resistencia ofrecida por la presion del fluido que actua sobre el centro de gravedad del medio de transporte para dar una derrota constante o rumbo sostenido. ^{[ 2 ]} ​

Descripcion [ editar ]

Pieza metalica circular que, unida a un sistema mecanico o hidraulico, transmite sus movimientos al timon y nos permite gobernar el barco.

Los movimientos de la rueda, al contrario de lo que sucede con la cana, van acompasados con la direccion que adopta el barco. Si giramos la rueda a la derecha, el barco se dirige a la derecha (estribor), y si giramos la rueda a la izquierda, el barco se dirige a la izquierda (babor).

Se define como angulo de pala o angulo de incidencia el formado por la pala del timon y el plano de crujia . En las embarcaciones sencillas, se puede unir una cana ?basicamente que actua como un brazo de palanca? a la parte superior del timon para que el timonel pueda dirigirlo.

En los buques, se utilizan cables mangueras y un sistema hidraulico para conectar entre si timones de direccion a las ruedas. En buques tambien se encuentran poleas o sistemas hidraulicos para conectar el timon a la rueda de direccion.

En la disposicion tipica de los aviones, los timones se accionan por pedales a traves de sistemas mecanicos o hidraulicos.

Detalles tecnicos [ editar ]

Los timones de barco pueden ser laterales o bien situarse a bordo. Los timones laterales se colocan en la popa o tragaluz. Los timones a bordo se cuelgan de la quilla o skeg y, por tanto, se encuentran completamente sumergidos bajo el casco, conectado al mecanismo de direccion del puesto de timon a traves del casco a nivel de cubierta, a menudo situado en una cabina.

Algunos marineros uso timon y posterior colocacion de mastil para definir la diferencia entre un ketch y un yawl, similar mastiles de dos buques. Yawls se definen como el mastil abaft mizzen (es decir, "de popa") el timon puesto; ketches se definen como la mizzen mastil delante del puesto de timon.

Los pequenos timones del barco que puede ser dirigido mas o menos perpendicular al casco del eje longitudinal de manera eficaz los frenos cuando envia "mas duro". Sin embargo, terminos como "mas duro", "dificil de estribor", etc significan un maximo del tipo de giro para los buques mas grandes.

Tipos de timon [ editar ]

• Timon de codaste (Timon soportado) : es aquel que esta apoyado por la mecha en la parte superior y por el tintero conectado al codaste en la parte inferior.
• Timon de espadilla : es el tipo timon que esta soportado solo por la mecha.
• Timon horn (Timon semicompensado) :
• Timon aeronautico : Es el dispositivo de deriva aplicado a la aeronautica.
• Propulsor azimutal : Es un propulsor rotatorio orientable que reemplaza al timon, muy usado en embarcaciones del siglo XXI.

Historia del timon [ editar ]

Generalmente, el timon es "parte del aparato de direccion de un bote o barco que esta sujeto afuera del casco", esto denota todos los diferentes tipos de remos, paletas y timones.

Mas especificamente, los sistemas de direccion de embarcaciones antiguas pueden ser clasificados en Timones laterales y Timones montados a popa , dependiendo de su localizacion en la embarcacion. Un tercer termino, el Timon de espadilla , puede denotar ambos tipos. En el contexto mediterraneo, los Timones laterales son llamados mas especificamente Timon de aleta (ing. quarter rudders), ya que el termino anterior designa mas exactamente el lugar donde va montado el Timon . Los Timones montados en popa son uniformemente suspendidos en la parte de atras de la embarcacion en una posicion central.

Aunque algunos clasifican al Timon de espadilla como Timon , otros argumentan que los Timones de espadilla en el Egipto y Roma antiguos no eran timones verdaderos y definen solo a los Timones montados en popa utilizados en la antigua China Han como timon verdadero.

El Timon de espadilla tiene la capacidad para interferir con el manejo de las velas (limitando cualquier potencial de viajes oceanicos largos) mientras se ajustaba mas a embarcaciones pequenas en transporte estrecho de aguas rapidas, el timon no perturba el manejo de las velas, toma menos energia para operarlo por parte del timonel, fue mejor ajustado para embarcaciones grandes en viajes oceanicos, y aparecio por primera vez en la antigua China durante el I d. C. En consideracion de los antiguos fenicios (1550-300 a. C.) el uso del Timon de espadilla sin timon en el Mediterraneo, Leo Block (2003) escribio:

"Una vela simple trata de virar una embarcacion en una direccion contra el viento o a favor del viento, y se requeria la accion del timon para dirigir un curso recto. En ese tiempo, era utilizado un Timon de espadilla , ya que aun no habia sido inventado el Timon . Con una vela simple, se requeria un movimiento frecuente del Timon de espadilla para dirigir un curso recto, esto desaceleraba la embarcacion, ya que una correccion de curso de Timon de espadilla (o Timon) actuaba como freno. La segunda vela, localizada hacia adelante, podia ser cortada para proyectar la tendencia de la vela principal y minimizar la necesidad de correccion de curso por el Timon de espadilla , el cual podria tener una mejora substancial del desempeno de la vela".

El Timon de espadilla o tabla de direccion es un remo sobre dimensionado o tabla para controlar la direccion de un barco u otra embarcacion anterior a la invencion del Timon . Esta colocado, normalmente, al lado de estribor en embarcaciones grandes, aunque en pequenas, raramente, se colocaba.

Timon de espadilla / Sistema [ editar ]

Egipto Antiguo [ editar ]

Los remos para remar fuera de para direccion ( Timones de espadilla ) aparecieron en grandes embarcaciones egipcias mucho antes que los tiempos de Menes (3100 a. C.). En el Viejo Reino (2686-2134 a. C.) son encontrados tanto como cinco Timones de espadilla a cada lado de botes de pasajeros.

La Cana del timon , al principio era un pequeno pin que corria a traves del soporte de direccion, esto puede ser rastreado a la quinta dinastia (2504-2347 a. C.). Ambas la Cana del timon y la introduccion de un poste de direccion en la parte de atras redujeron el numero usual de Timones de espadilla necesarios a cada lado.

Los Timones de espadilla a popa simples puede ser encontrados en un numero de modelos en tumbas de ese tiempo. Particularmente, durante el Reino Medio cuando relieves en tumbas los sugieren, empleados comunmente en la navegacion del Nilo. La primera referencia literaria aparecio en los trabajos literarios del historiador griego Herodoto (484-424 a. C.), quien habia pasado varios meses en Egipto:

"Hicieron el timon, y esto es empuje a traves de la quilla", probablemente, queria decir, el soporte al final de la quilla.

Persia Antigua [ editar ]

En Iran, remos montados al lado del barco para direccion estan documentados desde el tercer milenio a. C. en trabajos artisticos, modelos de madera, y aun en restos de botes.

Roma Antigua [ editar ]

La navegacion romana utilizaba sexillie quarter de Timon de espadilla , el cual en el Mediterraneo paso a traves de un largo periodo de constante refinamiento y mejora, asi que para los tiempos romanos, las embarcaciones antiguas alcanzaron tamanos extraordinarios. La resistencia de los Timones de espadilla estaba en su combinacion de efectividad, adaptabilidad y simpleza. El sistema romano de montaje quarter Timon de espadilla sobrevivio en su mayoria intacto a traves del periodo medieval.

Para la primera mitad del siglo I d. C., los sistemas de Timones de espadilla a popa eran bastante comunes en los rios romanos y puertos de naves tal como son mostrados por relieves y hallazgos arqueologicos (Zwanmmderdam, Woerden 7). Una placa de tumba de la era de Adriano, muestra un barco remolcador de puerto en Ostia con un gran remo puesto a popa para un mejor apalancamiento. El barco estaba provisto de un baupres, sumando a la movilidad de la embarcacion de puerto. Mas alla romano uso de Timones de espadilla a popa incluian barcazas bajo remolque, embarcaciones de transporte para barriles de vino, y diferentes tipos de barco. Tambien, el bien conocido hallazgo Zwammerdam, una gran barcaza de rio en la desembocadura del rio Rin, estaba provisto de un gran sistema de direccion puesto a popa. De acuerdo a una nueva investigacion, los avanzados barcos Nemi, los palacios barcaza del emperador Caligula (37-41 d. C.), varios tenian timones de 14 metros de longitud.

Timon de Codaste (Timon) [ editar ]

Es el timon tradicional colocado en el eje de crujia, adosado al codaste de la embarcacion.

China Antigua [ editar ]

La representacion conocida mas antigua del mundo de un Timon de codaste puede verse en un modelo de ceramica de un junco chino datado al I d. C., correspondiendo a la Dinastia Han (202 a. C.-220 d. C.), antecediendo su aparicion en Occidente por un milenio de anos.

En China, modelos de miniatura de embarcaciones con Timones de espadilla han sido datados al periodo de los Estados Guerreros (c. 475-221 a. C.). Los Timones de codaste empezaron a aparecer en modelos de barcos chinos comenzando en el I d. C. No obstante, los chinos continuaron utilizando los Timones de espadilla tiempo despues de que inventaron el Timon , ya que el Timon de espadilla aun tenia uso practico limitado para viaje de rio rapido del interior. Una de las mas viejas ilustraciones de un Timon de codaste en China puede ser visto en un modelo de ceramica de una tumba de 2 pies de largo de un junco datado del I d. C., durante la dinastia Han (202 a. C.-220 d. C.). Fue descubierto en cercanias de la surena ciudad china de Canton (Guangzhou) durante una excavacion arqueologica llevada a cabo por el Museo Provincial de la provincia de Guangdong y la Academia Sinica de Taiwan en 1958. Decadas despues, varios otros modelos de embarcaciones con Timon de la dinastia Han, han sido encontrados en excavaciones arqueologicas. La primera referencia escrita solida del uso de un Timon sin Timon de espadilla data del V siglo.

Los Timones chinos estaban sujetos al casco por medio de mandibulas o cubos (ing. Sockets), mientras que normalmente los mas grandes eran suspendidos desde arriba por medio de un sistema de aparejo, asi que podian ser levantados o bajados al agua. Tambien, algunos Juncos incorporaban Timones ( Timones horadados en grilla de agujeros, supuestamente, permitian un mejor control). Descripciones detalladas de Juncos chinos de la Edad Media son conocidos por varios viajeros a China, tales como Ibn Battuta de Tanger, Marruecos y Marco Polo de Venecia, Italia. El ultimo enciclopedista chino Song Yingxing (1587-1666) y el viajero europeo del siglo XVII, Louis Lecomte escribieron con entusiasmo y admiracion acerca del diseno del Junco y su uso del Timon .

Paul Johnstone y Sean McGrail establecieron que los chinos inventaron el Timon de codaste "central, vertical y axial", y que tal tipo de Timon precedio al Timon de Macho y Hembra (ing. Pintle and Gudgeon) encontrado en Occidente por al menos un milenio.

Medio Oriente Medieval [ editar ]

Embarcaciones arabes utilizaron un Timon de codaste . En sus embarcaciones "el Timon controlado por dos lineas, cada una fija a una pieza cruzada montada en la cabeza del Timon perpendicular al plano de la pala del timon." Las primeras evidencias vienen del Ahsan al-Taqasim fi Marifat al-Aqalim ("La mejor division para la clasificacion de regiones") escrito por al-Muqaddasi en 985:

El capitan desde el Carajo cuidadosamente observa el mar. Cuando una roca es espiada, el grita: Babor" Dos jovenes, apostados ahi, replicaron el grito. El Timonel con dos cabos en sus manos, cuando escucha el grito, hala uno o el otro a la derecha o izquierda. Si no es tomado gran cuidado, la embarcacion golpeara las rocas y se hundira.

Europa Medieval [ editar ]

Los remos montados en el costado de embarcaciones evolucionaron hasta convertirse en Timon de espadilla en aleta , el cual fue utilizado desde la antiguedad hasta el final de la Edad Media en Europa . A medida que el tamano de las embarcaciones y la altura de los francobordos aumento, el Timon de espadilla en aleta llego a ser pesado y fue reemplazado por Timones mas robustos con adjuntos Macho y Hembra (ing. Pintle and Gudgeon). Mientras, en Europa fueron encontrados Timones de espadilla en una gran variedad de embarcaciones desde tiempos romanos, incluyendo galeras de guerra livianas en el Mediterraneo, la mas vieja representacion de un Timon de macho y hembra puede ser encontrada en relieves de iglesia de Zedelgem y Winchester, datados alrededor de 1180.

Mientras que Timones tempranos fueron montados en Codaste por medio de postes de timon o aparejos, las bisagras de hierro permitieron por primera vez, unir el Timon a la longitud entera del Codaste en una forma permanente. No obstante, su potencial total, pudo unicamente realizarse despues de la introduccion del Codaste vertical y embarcacion totalmente aparejada del siglo  XIV . Desde la Era del Descubrimiento en adelante, las embarcaciones europeas con Timon de hembra y macho navegaron exitosamente en todos los siete mares. Varios consensos historicos consideran la tecnologia de Timon de codaste en Europa y el Mundo Islamico, el cual fue introducido por viajeros en la Edad Media, que fue transferido desde China.

No obstante, Lawrence Mott en su Tesis Maestra establecio que el metodo de union de Timones en los Mundos Chino y Europeo difieren uno del otro, llevandolo a dudar de la dispersion del sistema Chino de union.

Todas las pruebas indican que los timones europeos montados en popa, cuyas especificaciones tecnicas difieren considerablemente de las de los chinos, fueron inventados independientemente:

El unico concepto que puede ser reclamado que se ha transmitido del chino es la idea de un timon montado en popa y no su modo de fijacion ni la forma en que era controlado. A partir de esa idea de poner un timon en la popa se remontan a los modelos encontrados en tumbas egipcias, la necesidad de contar con el concepto puesto en el Medio Oriental es cuestionable en el mejor. No hay pruebas que apoyen la afirmacion de que el timon montado en el codaste procedia de China y no es necesario hacer un llamamiento a fuentes exteriores para su introduccion en el Mediterraneo.

Timones modernos [ editar ]

Timones convencionales han estado esencialmente sin cambio desde que Isambard Kingdom Brunel introdujo el timon de balance en el SS Great Britain en 1843 y el Motor de direccion en el SS Great Eastern en 1866. Si una embarcacion requiere extra maniobrabilidad a baja velocidad, el timon debe ser suplementado por un impulsor maniobrable en la proa , o ser reemplazado enteramente por un impulsor azimutal .

Expresion relacionada [ editar ]

• Timon a la via : expresion que significa colocar la pala de timon sin angulo de incidencia, es equivalente a "timon al medio".

Imagenes de timones [ editar ]

Timones de buques famosos

• 
  Doble timon de mecha del acorazado Bismarck .
• 
  Timon del acorazado Mutsu .
• 
  El timon de codaste del RMS Olympic , barco gemelo del RMS Titanic .
• 
  Timon del RMS Mauretania .
• 
  Doble timon del portaviones estadounidense USS Carl Vinson .
• 
  Timon del USS Constitution .
• 
  Sistema de doble timon compensado del submarino Peral .

Vease tambien [ editar ]

Timones de buque convencionales [ editar ]

Timones de buque especiales [ editar ]

• Azipod
• Propulsor Voith Schneider (una combinacion de unidad de propulsion y de direccion)
• Propulsor azimutal

Otros [ editar ]

• Rueda de timon : comun y erroneamente denominado timon, su acepcion nautica es rueda de gobierno .

Fisica aplicada [ editar ]

Una embarcacion esta sometida a diferentes variables que afectan su maniobrabilidad, en el caso del timon operan las siguientes variables: un flujo incidente (Vt) en m/s (corrientes oponibles), el area util (ar) del timon en m ² , la eslora de la embarcacion (L) en metros, el angulo de oposicion del timon al flujo incidente (?), velocidad de avance (∨) en nudos. Al momento del giro del timon, se generan fuerzas hidrodinamicas que inciden en el centro de la embarcacion haciendola rotar sobre el centro de gravedad. ^{[ 3 ]} ​

${\displaystyle Ct={\frac {K\cdot ar\cdot Vt\cdot \sin \theta }{0,2+0,3\cdot \sin \theta }}}$

Donde:

• Ct= Carga en kg en el timon
• K = Constante de valor 41,35 en las unidades indicadas.
• Vt = Velocidad de flujo incidente en m/s.

El centro de presion en la pala del timon Cp estara a una distancia aproximada de:

${\displaystyle Cp=0,2+0,3\cdot \sin \theta \cdot at\,}$

Donde:

• at = Longitud en m del timon

El momento evolutivo (Me) del timon representa su maxima eficacia en el giro de la embarcacion y su modelo matematico es:

${\displaystyle Me={\frac {K\cdot ar\cdot Vt\cdot L\cdot sin\theta \cdot cosin\theta }{0,4+0,6\cdot \sin \theta }}}$

Donde:

• L = Eslora en m
• El Me se expresa en kg.

Para timones convencionales el momento evolutivo, teoricamente, es maximo cuando el angulo del timon es 45°. En la practica se ha demostrado que se alcanza la maxima eficiencia con un angulo menor de unos 35° de giro.

Referencias [ editar ]

Referencias (En ingles) [ editar ]

• Lawrence V. Mott, el desarrollo del Timon , 100-1600 AD: A technological tale ("100-1600 dC: Un cuento tecnologico"), Tesis de mayo de 1991, Texas A & M University
• John King Fairbank y Merle Goldman, China: A new history ("China: Una nueva historia"), Segunda edicion ampliada, Cambridge (Massachusetts), 1992 (Reeditado por The Belknap Press, Harvard University Press , Londres, 2006, ISBN 0-674-01828-1 )
• Joseph Needham, Science and civilization in China ( La ciencia y la civilizacion en China"): Volumen 4, Fisica y tecnologia fisica, Parte 3, Ingenieria civil y nautica , Book cave Ltd. , Taipei (Taiwan), 1986.

Enlaces externos [ editar ]

• Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre Timon .