Análisis de la deformación de la estructura de una corbeta de la armada del Ecuador durante el proceso de varamiento

Abstract

Se ha analizado la estructura de la corbeta Los Ríos de la Armada del Ecuador empleando el Método de Elementos Finitos, para determinar los niveles de esfuerzo en el momento de su varamiento, dado que la zona de popa presenta un elevado cantilibrio. Se dibujaron las formas de la estructura utilizando el programa AutoCAD y luego fueron importadas desde SAP2000. En el modelo se utilizaron dos tipos de elementos, “vigas“, para las estructuras secundarias, y, “plancha”, para los elementos primarios. El peso de la estructura de la embarcación fue calculada internamente por el programa SAP2000, los demás pesos fueron aplicados como fuerzas externas. La estructura de la embarcación fue analizada en las condiciones de: Aguas Tranquilas y Asentada sobre la cama de varamiento. Para la primera condición se consideró la presión hidrostática, aplicada al calado y asiento correspondientes, y dado que este caso no tiene condiciones de fronteras geométricas se incluyeron seis resortes para quitar la singularidad del problema. Por medio de las reacciones que se desarrollaron en estos elementos, se comprobó el equilibrio estático del buque al aproximar el peso de la embarcación con la fuerza de boyantez. Para la segunda condición, los VII bloques y cuñas de la cama de varamiento se modelaron como soportes simples y los puntales de costado, como resortes. Del análisis de los resultados con el MEF, se obtuvo que, en aguas tranquilas los esfuerzos máximos se encuentran alrededor de 5 Kg/mm2 en el fondo de la embarcación, y, en condición de Varado, se presentan esfuerzos longitudinales de hasta 22 kg/mm2, que representan el 60% del esfuerzo de fluencia del material (36.20 kg/mm2). El esfuerzo cortante en la quilla vertical (16.75 kg/mm2), en el área cercana al primer bloque de varamiento, excedió el nivel de fluencia recomendado por DNV (15.58 kg/mm2), en forma localizada en el centro de la plancha que se encuentra sobre el primer bloque de popa. Además se calculó que el espejo se desplazó verticalmente 1.2 cm, debido al cantilibrio de la zona de popa. Adicionalmente, se realizaron mediciones de deformación unitaria, durante el Varamiento y Desvaramiento, en la Sala de Ejes de la embarcación, utilizando extensómetros, registrando una medición/segundo. Se graficaron los esfuerzos numéricos en el ala de la quilla y en las planchas del fondo a lo largo de la Sala de ejes, y se incluyeron los esfuerzos correspondientes a las mediciones. Se determinó que los valores experimentales se encuentran en el rango de los numéricos, sin embargo estos últimos presentan una alta variación a lo largo del compartimiento.