Diseño y Pruebas de Modelo de una Compuerta Flotante para un Dique Seco para el Mercado Nacional

Abstract

A partir de la lista de embarcaciones nacionales preparado por la Dirección General de la Marina Mercante (DIGMER), se establecieron en forma preliminar las dimensiones principales de un dique seco que permitiría servir al 85% de la flota nacional. Una vez definida la entrada del dique, se establecieron las dimensiones principales de la compuerta flotante. Con la información disponible acerca de compuertas de ese tipo y conociendo la forma de funcionamiento del sistema, se escogieron las formas adecuadas, para el caso analizado. Para el análisis de estabilidad (que incluye las fuerzas del peso de la compuerta más el concreto vs. fuerza de boyantez), se dimensiono en forma preliminar la estructura, a fin de estimar el peso de la misma, para luego sumarlo a los de la maquinaria y accesorios. Posteriormente se estimó la cantidad de lastre fijo (concreto) que se debe colocar, a fin de obtener parámetros favorables de estabilidad, definiéndose así la condición en flotación de la compuerta. A partir de esta condición se calculo la cantidad de lastre móvil (agua) que se necesita para hundir la compuerta, hasta que alcance el calado igual a la profundidad del agua en el sitio de asentamiento. Finalizado el equilibrio de fuerzas se definió una distribución de la compuerta flotante, y, se escogió el tipo de sello necesario para lograr la impermeabilidad dentro del dique seco. Se realizo luego un análisis detallado de la estructura en diferentes condiciones de carga, utilizando el método de Elementos Finitos, con la ayuda del programa ALGOR, y los módulos disponibles. Utilizando el criterio de falla "Tresca*2", se compararon los valores de intensidad de esfuerzo con el de fluencia del acero, confirmándose la integridad de la estructura y estableciéndose el dimensionamiento definitivo de la misma. Finalmente para probar la funcionalidad del sistema, se construyó un modelo a escala 1:10 de la compuerta flotante y se adaptaron las instalaciones que permitieron simular la operación del sistema. Antes del desarrollo de las pruebas fue necesario realizar un experimento de inclinación del modelo a fin de conocer parámetros hidrostáticos, que permitieron luego estimar cantidad y posición de pesos dentro del modelo de la compuerta, a fin de establecer similitud entre el modelo y prototipo. Posteriormente se desarrollaron las pruebas de traslado a sitio, flotación y reflote de la compuerta, además de la verificación del sellamiento hacia el interior del dique. Todo esto permitió establecer la funcionalidad del sistema para su implementación en nuestro país.