Análisis de la estabilidad dinámica de Estaciones Móviles Guardacostas en Palma Real usando OpenFOAM

Abstract

El Comando de Guardacostas del Ecuador cuenta con dos estaciones flotantes móviles EMG que brindan apoyo logístico a sus unidades que operan en sectores sin oleaje: Isla Puná, Guayas y río Mataje, Esmeraldas. Sin embargo, estas unidades deberían estar operando en zonas costeras como Palma Real, Esmeraldas debido a donde la incidencia de las actividades ilegales. Desafortunadamente, un gran número del personal presentó mareos debido al oleaje de esta zona. En este proyecto se evaluó numéricamente la estabilidad dinámica del movimiento de balance de una EMG si operara en Palma Real usando OpenFOAM.

Las simulaciones numéricas del flujo agua-aire fueron realizadas utilizando el solucionador interFoam con el modelo de turbulencia k-Epsilon. En este caso, se utilizó el método numérico RANS con un solo grado de libertad y sin tomar en cuenta el amarre de la EMG. La simulación consistió en dejar caer una columna de agua con un ancho y una altura inicial para que excite el objeto flotante y comience a oscilar. El estado de mar de Palma Real se lo determinó a partir de datos publicados por el Instituto Oceanográfico de la Armada del Ecuador, con los cuales se determinar la altura significativa de las olas para de las olas para los diferentes meses de un año promedio. Finalmente, el MSI se lo determinó mediante una formulación que utiliza la función error y el valor del área bajo la curva del espectro de respuesta.

Como resultado, se obtuvo la amplitud del ángulo de balance para KG= 1, 1.5 y 2 m donde se verificó que la amplitud del ángulo de balance aumenta conforme el KG es mayor. Combinando los resultados numéricos y analíticos se determinó el Índice de Malestar por Movimiento (MSI) y se verificó que para ninguna de las condiciones cumple con el porcentaje máximo permisible por las normas ISO-2631 (20%) debido a que el mínimo valor de MSI obtenido fue de 30%. Sin embargo, se identificó que la disminución del KG también disminuye el valor del MSI, aunque éste igual se encuentre fuera del rango permisible.