Resumen:
En este trabajo se ha analizado el fenómeno de Surf-riding para un buque
pesquero de forma numérica. Se comienza con la descripción de los
fenómenos que están siendo considerados por la Organización Marítima
Internacional, en los Criterios de Estabilidad Intacta de Segunda Generación.
Luego se detallan los Criterios de Vulnerabilidad para el fenómeno de Surfriding, que es un modo de falla dinámico evaluado en esta nueva generación.
Estos criterios emplean indicadores que determinan si una embarcación puede
presentar dicho fenómeno. También se describe la ecuación de Largada del
buque, la cual con ciertas condiciones, es adecuada para representar
matemáticamente el fenómeno de Surf-riding.
Luego se realizó un análisis de los buques de la flota pesquera ecuatoriana
estableciendo relaciones entre sus formas, potencias y velocidades de
operación. También se determinó por medio de los criterios de vulnerabilidad
del Surf-riding de la OMI, las embarcaciones susceptibles a este tipo de
fenómeno. Posteriormente determinó que un buque de la flota, de tipo atunero
con 45.1 metros de eslora total, que zozobró en el 2012 cerca de las Islas
Galápagos, es muy capaz de sufrir Surf-riding en olas de popa y será analizado
en la siguiente etapa.
Para la simulación numérica del fenómeno de Surf-riding se emplea el método
de Runge Kutta de cuarto orden (RK4), usando el modelo matemático
desacoplado del movimiento de largada del buque. Este método aproxima el
valor de la velocidad del buque evaluando la aceleración que provocan el
desequilibrio de la Resistencia, el Empuje y la Fuerza Hidrodinámica que
ejerce la ola. La Fuerza Hidrodinámica de la ola fue calculada una vez que la
embarcación alcanza el equilibrio hidrostático en el plano vertical, mediante la
integración de presiones en cada segmento de área sobre la superficie del
casco, y considerando la componente de Froude-Krylov.
Finalmente, se desarrollaron simulaciones para el fenómeno de Surf-riding en
mar regular de un buque atunero de la flota ecuatoriana. Considerando dos
condiciones de carga y navegando con olas de popa, se determinó que si la
velocidad inicial del buque está sobre los 8.5 nudos, con razón 𝜆𝑤⁄𝐿𝑏𝑝 entre el
0.75 y 1.50, y, con 𝐴𝑤⁄𝐿𝑏𝑝 mayores a 0.0125, la embarcación puede ser
acelerada hasta alcanzar la velocidad de la ola, en un tiempo de simulación de
100 segundos.
