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HIDRODINÁMICA EN CASCOS HIDRODINÁMICA EN CASCOS DE EMBARCACIONESDE EMBARCACIONES
Gerardo Manzo Gerardo Manzo
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PRINCIPIOS DE LA HIDRODINÁMICA
La hidrodinámica estudia la dinámica de los líquidos.
Ambitos de aplicación: diseño de canales Construcción de puertos Diseño de barcos Turbinas
Daniel BERNOULLI ( Suiza – 1700-1782 )
Daniel Bernoulli fue uno de los primeros matemáticos que realizó estudios al respecto, siendo él quien dio nombre a esta rama de la física
HIDRODINÁMICA APLICADA AL DISEÑO DE
EMBARCACIONES En el caso especifico del
diseño de embarcaciones, el estudio hidrodinámico es fundamental para determinar las fuerzas y resistencias en juego a que se verá sometida la embarcación en régimen de navegación .
Algunos parametros son predecibles siguiendo las leyes físicas o matemáticas.
Otros precisan simulación o ensayos previos.
PRINCIPIOS DE DISEÑO
TIPO DE EMBARCACIÓN
USO / DESTINO
PROPULSIÓN PRINCIPAL
VELOCIDAD PREVISTA
Propulsión a vela - Monocascos - Catamaranes - Trimaranes - Hidrofoils
Propulsión mecánica Buques Lanchas Embarcaciones livianas
TIPOS DE EMBARCACIONES Y PROPULSIÓN
RESISTENCIAS A CONSIDERAR
• “ Toda embarcación que se desplace en el agua con cierta velocidad , encontrará una fuerza que lo frena , proporcional a su velocidad “
AVANCE
RESISTENCIA POR FRICCIÓN
RESISTENCIA POR FORMACIÓN DE OLAS
RESISTENCIA DE TURBULENCIA
RESISTENCIA AERODINÁMICA
3 DE LAS 4 VARIABLES DE RESISTENCIA SE GENERAN EN EL AGUA QUE ATRAVIESA .
RESISTENCIA FRICCIONAL
RESISTENCIA POR FORMACIÓN DE OLAS
RESISTENCIA POR TURBULENCIA
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
RESISTENCIAFRICCIONAL
RESISTENCIA POROLAS
RESISTENCIA PORTURBULENCIA
RESISTENCIA FRICCIONAL
1. La resistencia friccional se origina en el roce de la superficie de la obra viva del casco , dependiendo en mayor o menor grado de :
Eslora en flotación / obra viva Grado de rugosidad de la
superficie Estado de la misma : limpia /
pulida / erosionada / sucia
El aumento de este tipo de resistencia crece con la velocidad
Resistencia =
V x 1,825
Aumenta relativamente poco con la velocidad
RESISTENCIA POR FORMACION DE OLAS
2- La resistencia por formación de olas se origina en el empuje directo de la obra viva que al desplazar agua genera un tren de olas en proa y otro en popa dependiendo de :
Tipo de casco : forma y diseño
Lineas de agua Velocidad generada.
RESISTENCIA POR TURBULENCIA
3- En esta resistencia tiene preponderancia el estudio hidrodinámico del casco , que se realiza a traves de :
Estudios en canales con modelos en escala
Estudios de simulación de olas con programas de computación ( Maxsurf / Hydromax )
IMPORTANCIA DEL DISEÑO HIDRODINÁMICO
BUQUES MERCANTES
AHORRO de COMBUSTIBLE
MAYOR VELOCIDAD
REDUCCION DE EMISIONES
BUQUES DE PASAJEROS
AHORRO DE COMBUSTIBLE
REDUCCIÓN DE RUIDOS Y
VIBRACIONES
REDUCCION DEEMISIONES
IMPORTANCIA DEL DISEÑO HIDRODINÁMICO
BARCOS A VELA
MAYOR VELOCIDAD
MEJOR PERFORMANCE
REDUCCION DE VIBRACIONES
LANCHAS YCRUCEROS
AHORRO DE COMBUSTIBLE
REDUCCIÓN DE RUIDOS Y
VIBRACIONES
REDUCCION DEEMISIONES
EJEMPLOS Y TENDENCIAS
EN LA DECADA DEL 70 , A PARTIR DE ENSAYOS HIDRODINÁMICOS ,LOS DISEÑOS DE BUQUES MERCANTES INTRODUJERON BULBOS DE PROA
ESTE ARTIFICIO MODIFICA EL TREN DE OLAS , REDUCIENDO LA RESISTENCIA EN UN 15 A 20% CON EL CONSIGUIENTE AHORRO DE COMBUSTIBLE.
EJEMPLOS Y TENDENCIAS
EN LA ÚLTIMA DECADA SE HA DESARROLLADO EL CONCEPTO DE HIDROFOIL EN EMBARCACIONES .
ESTOS DISEÑOS SE APOYAN EN LA POSIBILIDAD DE USAR NUEVOS MATERIALES COMPUESTOS MUY LIVIANOS .
EL BAJO PESO Y EL DESARROLLO HIDRODINÁMICO HAN CONSEGUIDO ALCANZAR VELOCIDADES IMPENSADAS AÑOS ATRÁS.
COMO CONCLUSIÓN, UNA FRASE DE BERNOULLI , PIONERO
DEL ESTUDIO DE LA HIDRODINÁMICA :
“ La naturaleza siempre tiende a actuar de la
manera mas simple “
