Respuesta del fondo estructural de una embarcación planeadora de 11m debida a la presión de impacto

Abstract

La hipótesis de este trabajo plantea que el Equilibrio Dinámico aplicado a una embarcación planeadora, es apropiado para realizar el análisis de esfuerzos en el fondo, sometido a impacto hidrodinámico (slamming). Para verificarla se calculó primero la presión dinámica de impacto sobre el fondo de una lancha planeadora “L/P Guayas” de 11 m de eslora, diseñada para alcanzar 32 nudos de velocidad y construida con aleación de aluminio 5086. La presión sobre el fondo, se estimó aplicando las reglas de la sociedad de clasificación ABS para embarcaciones de alta velocidad menores a 61 metros, con un valor máximo de 206 Nm ⁄ (29.9 PSI). Este valor depende principalmente de la aceleración vertical del centro de gravedad que tiene una magnitud de 3.98 g’s. Este cálculo de la presión se realizó de manera que el sistema alcance el equilibrio Dinámico, es decir que las fuerzas que actúan sobre el fondo debido a la presión de impacto y la masa de la embarcación multiplicada por su aceleración se igualen entre sí. Luego, se desarrolló un primer modelo con Elementos Finitos, Global, representando toda la estructura de la lancha y luego un segundo modelo, Local, para representar con discretización más detallada, las zonas de alto esfuerzo detectados en el primero. Para generar cada modelo, se realizó primero un mapa de enmallado de áreas con AutoCAD, que luego fue importado, por el software ANSYS APDL 14.0, y a partir de ellas se generan áreas para representar la estructura. Para realizar ambos modelos estructurales se siguieron las recomendaciones de la sociedad de clasificación ABS, que dicen que el modelo no puede tener elementos con razón de aspecto mayor a 3:1 para el Global, y de 2:1 para el Local. La plancha del costado presenta un esfuerzo equivalente de 180% del esfuerzo límite, pero este se ubica en la frontera del modelo Local donde se une el planchaje del fondo con el costado, de manera que V este valor de esfuerzo no es confiable requiriéndose de una futura comprobación.