Imagínese ser uno de los primeros pasajeros del Royal Caribbean International – ‘Quantum of the Seas’. Tan pronto como entras en el barco, escuchas al Capitán pidiendo a todos los pasajeros & miembros de la tripulación que se abrochen los cinturones de seguridad y permanezcan en sus habitaciones respectivas hasta que el viaje esté completo.
Definitivamente, esto es algo que a ningún pasajero le gustaría escuchar que haya gastado una fortuna para disfrutar de las excelentes instalaciones, la comida y la belleza excepcional de un barco tan maravilloso.
Sin embargo, esto podría convertirse en una realidad si el barco no hubiera sido equipado con maquinaria o estuviera diseñado de manera que superara todos los diversos tipos de movimientos que se sienten en el mar.
Por qué tomar solo cruceros y transatlánticos, piense en los buques de carga, como graneleros, buques de transbordo rodado o incluso buques cisterna & LNG. Imagínese lo difícil que sería transportar la carga (líquida o a granel) de forma segura si no tuviéramos ninguna tecnología para controlar los diversos movimientos durante el viaje.
En este artículo, nos centraremos en cómo podemos controlar el «movimiento de rodadura» de la nave y los diversos principios detrás de los diferentes tipos de sistemas de estabilización de rodadura.
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Rodar es de hecho el mayor problema entre todos los demás movimientos en los mares. Los avances tecnológicos en el diseño de buques ya han dado a los arquitectos navales de los Estados Unidos la ventaja de estudiar los movimientos de las olas alrededor del casco del buque y dar el mejor diseño posible para minimizar tales efectos & garantizar un viaje cómodo y seguro para los pasajeros y la tripulación.
Créditos de imagen: George / Wikimedia
La estabilización de movimiento de balanceo se puede lograr en barcos convencionales cambiando la forma de sus cascos, sin embargo, la reducción de las amplitudes de balanceo también es posible por otros medios. Los sistemas de estabilización pueden clasificarse ampliamente en–
- Sistemas pasivos: En los que no se requiere una fuente de energía separada ni un sistema de control especial, como la quilla de sentina, tanques antideslizantes (pasivos), aletas fijas &, sistema de peso móvil pasivo.
- Sistemas activos: En los que el rodillo opuesto al momento se produce mediante masas en movimiento o superficies de control por medio de potencia, como las aletas activas, los tanques antivuelco (activos), el peso móvil activo & el giroscopio.
Quillas de sentina
Las quillas de sentina son las más populares y se adaptan a la gran mayoría de los buques. Son placas que se proyectan desde el giro de la sentina y se extienden sobre la mitad central hasta dos tercios de la longitud del barco.
Para evitar el daño, normalmente no sobresalen más allá del costado del buque o de las líneas de quilla, pero necesitan penetrar en la capa límite alrededor del casco.
Hacen que una masa de agua se mueva con el barco y crean turbulencias, amortiguando así el movimiento y causando un aumento en el período y una reducción en la amplitud.
Aunque son relativamente pequeñas en dimensión, tienen palancas grandes alrededor del eje de rodadura y las fuerzas sobre ellas producen un gran momento opuesto al de rodadura.
Su efecto es generalmente mejorado por la velocidad de avance. Están alineados con el flujo de agua que pasa por el casco en agua tranquila para reducir su resistencia en ese estado. Cuando el barco está rodando, la resistencia aumentará y ralentizará un poco el barco.
Componente Estructural de la Quilla de Sentina (Fuente: INA-Eric Tupper)
Sistema de tanque pasivo (Fuente: Teoría Básica de Barcos, BST)
Tanques antivuelco (Activos)
Son similares al principio del sistema de tanque pasivo, pero el movimiento del agua está controlado por bombas o por la presión de aire sobre la superficie del agua. Los tanques a ambos lados del buque pueden estar conectados por un miembro inferior o pueden utilizarse dos tanques separados.
El conducto de aire contiene válvulas accionadas por un dispositivo de detección de rodillos. Este concepto utiliza una bomba de flujo axial para forzar el agua en el tanque de un lado al otro del barco, en lugar de que se deslice bajo las fuerzas naturales de balanceo, balanceo y guiñada, como sucede en un tanque pasivo.
Sistema de tanque activo (Fuente: www.hoppe-marine.com)
En una versión simplificada de un sistema activo, un acelerómetro detecta los movimientos de rodadura, y las señales se envían desde este dispositivo de detección de rodadura a una bomba de paso variable, que controla el flujo de líquido entre los tanques.
El dispositivo puede ser un simple acelerómetro o un complicado sistema de detección giroscópica que detecta incluso un pequeño ángulo del rodillo por la precesión giroscópica.
Por lo tanto, el dispositivo se puede usar para controlar el movimiento de la nave debido a cada ola. Dependiendo de la sofisticación del sistema, se ha encontrado que los estabilizadores de tanque activos dejan una eficiencia del 80% o más en la estabilización del movimiento.
Aletas activas
Con aletas activas, un sistema de giroscopio sensible detecta el movimiento de balanceo del barco y envía una señal al sistema de accionamiento que, a su vez, hace que las aletas se muevan en una dirección tal que causan fuerzas opuestas al balanceo. El engranaje de accionamiento suele ser electrohidráulico.
Las aletas, que pueden ser capaces de retraerse en el casco, se colocan alrededor del giro de la sentina para asegurar el máximo apalancamiento para las fuerzas que actúan sobre ellas.
Se puede utilizar una solapa desde el borde de salida para mejorar la fuerza de elevación generada. La capacidad de un sistema de aletas generalmente se expresa en términos del ángulo de escora constante que puede causar con el barco avanzando en aguas tranquilas a una velocidad dada.
La fuerza en una aleta varía en proporción al cuadrado de la velocidad del buque, mientras que la curva GZ para el buque es independiente de la velocidad. Sin embargo, no es probable que un sistema de aletas sea muy efectivo a velocidades inferiores a los 10 nudos.
Disposición de aletas en el sistema de aletas activado
Sistema estabilizador de aletas (fuente: alibaba.com)
En la siguiente tabla se destacan algunos de los aspectos principales de los estabilizadores de rodillos que se discutieron anteriormente:
Tabla 1: Comparación entre varios estabilizadores de rodillos (Fuente: BST)
De la observación anterior, se puede concluir que todos y cada uno de los sistemas de estabilización tiene sus propias ventajas & desventajas. Por lo tanto, se debe dar más esfuerzo a la hidrostática y la hidrodinámica del movimiento del casco del barco a través de las olas, para evitar la necesidad de un sistema de estabilización de balanceo o usarlo al mínimo.
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También, en principio, los métodos utilizados para estabilizar contra el balanceo se pueden usar para estabilizar contra el lanzamiento, pero las potencias involucradas son demasiado grandes para justificar su uso.
a usted..
¿Conoce algún otro tipo de Sistema de Estabilización de Rodillos Utilizado en Buques?
Vamos a saber en los comentarios a continuación.
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