Simulación del fenómeno de Surf-Riding en un buque de la flota pesquera ecuatoriana

Abstract

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.