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 “

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Gerardo MANZO

gerardomanzo@gmail.com