Determinación experimental de la presión dinámica en el fondo de una embarcación planeadora

Abstract

En esta tesis se analizó la presión en el fondo de una embarcación planeadora prototipo de 25.76 m de eslora y 74.19 ton de desplazamiento ligero con un ángulo de astilla muerta de 15° diseñada para operar a 27 nudos. Se estimó la presión dinámica, usando las “Guías para Construcción y Clasificación de Embarcaciones de Alta Velocidad”, [4], de la Sociedad Clasificadora American Bureau of Shipping (ABS) 2012. En los cálculos se obtuvieron los valores de aceleración vertical y de presión para 3 condiciones de carga: Salida de Puerto o Condición Máxima, con 90 toneladas de desplazamiento, Condición de Servicio, y, Llegada a puerto o Condición Ligera, con el 83% y 76% respecto de la salida. Se determinó que las variables que más influyen en la estimación de la presión Dinámica son: aceleración vertical del CG, desplazamiento y el factor 𝐹 que depende de la separación relativa de refuerzos respecto del área del fondo. El valor máximo de aceleración fue 2.14 g’s para la Condición Ligera y el presión de presión fue, 165.45 kN/m 2 𝐷 en Condición máxima. Luego se realizaron pruebas de caída libre usando un modelo del buque de 1.70 m de eslora y 13.5 kg de peso, construido en madera. Los equipos usados, incluyen un acelerómetro, el cual se conecta a una tarjeta de adquisición de datos. Se usaron campanas de construcción local para medir la presión a través de mangueras acopladas a orificios en el modelo dispuestos en 3 posiciones transversales. Las pruebas de caída libre del modelo fueron realizadas en una piscina de 6x3.8x1.0 m en la facultad de Ingeniería Marítima de la ESPOL y empezaban con la calibración de los equipos de medición y luego se dejaba caer libremente el modelo registrando la presión y aceleración luego de que era liberado. Se probaron 3 condiciones de carga del modelo (21.3, 23.3, 25.8 kg) y 3 alturas de caída (15, 20 y 25 cm) con medición de la presión en 3 posiciones longitudinales (x/L = 0.29, 0.58, 0.95). Cada prueba se la realizó 8 veces para confirmar la repetitividad del experimento. Finalmente se realizó la filtración de los registros de presión y aceleración, y, usando el Teorema de los Números Adimesionales “Π” de Buckingham se obtuvieron los correspondientes valores de presión para el prototipo. Los registros temporales muestran que las curvas de distribución de presión poseen un desfase promedio de 0.04 segundos entre posiciones de medición transversal. Y por último este trabajo muestra que los valores de presión registrados se encuentran 44% por debajo de la curva de ABS, confirmando la forma de la distribución longitudinal de presión y ratificando que la zona donde se presentan los valores de presión máximos, es en el centro de la semimanga de la china (b c) alrededor de Sección Media.