Análisis de la respuesta forzada vibratoria de cuadernas laterales en la estructura de un buque pesquero atunero

Abstract

Una falla estructural de origen desconocido afectó a 10 cuadernas de la sala de máquinas del pesquero Elizabeth.F de 51 metros de eslora. Se conoce que luego del reemplazo de la máquina principal, la vibración de la estructura de la base del motor llevó a daños severos del engranaje reductor. Por lo tanto, se plantea que posiblemente la vibración producida por uno de los motores sea la causa de la falla de las cuadernas. Por ello, se analiza la respuesta dinámica de la sala de máquinas usando el método de elementos finitos, con el fin de proponer una explicación del origen de la falla. Este proceso se desarrolló en dos etapas; en la primera se analizó la respuesta libre y forzada del panel de plancha reforzada afectado, aplicando una excitación de la base. Mientras que la segunda etapa analizó la respuesta dinámica de todo el bloque de la sala de máquinas considerando como excitación los momentos vibratorios generados por los gases del motor principal. Para ambos modelos se consideraron amortiguamientos de tipo estructurales de 0.01 y 0.03. Del análisis de vibración libre, se obtuvo que la primera frecuencia natural del panel de la Etapa 1, es 51 Hz; mientras que el análisis de vibración forzada presentaba altos niveles de esfuerzo. Sin embargo, en el análisis de la sala de máquinas se obtuvieron magnitudes de los esfuerzos normales menores a 2 MPa. Esto es, la excitación por gases del motor actual no lleva a esfuerzos perjudiciales para la estructura, por lo que se concluye que dicha excitación no es el origen de la falla. Finalmente, también se calculó y se descartó que la excitación del motor antiguo sea la causa de la falla.