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UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE INGENIERÍA
Implementación de Sistemas de
Ayudas a la Navegación
TEMA 4 b
Contenidos de la clase
•Boyas tipo Spar- Estabilidad
•Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
•Enfilaciones
BOYAS SPAR
Señal tipo Spar – Río de la Plata
Peso
Muerto
8000 KG
Union
Cardanica
Floater
Tubo inferior
550
440
Tubo
superior
6500
1500
Linterna
VEGA VLB 48
ANTENA
RACON
Marca de Tope
Upper Structure
11750 m
m
600
3750
Tubo aquietador
Señal tipo Spar
Señal tipo Spar
Resinex - Elastic Beacons
Archivo pdf
Estabilidad de
una boya tipo
Spar
(análisis
simplificado)
Estabilidad de una boya tipo Spar
(análisis simplificado)
HgGHF
HFHFTg
bb
ddwW
Estabilidad de una boya (análisis detallado de olas)
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
ID HHH
H D : por arrastre (velocidad del flujo)
H I : por inercia (aceleración de la masa de la boya)
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
C D : coeficiente de arrastre
r : masa específica del agua
A: sección transversal de la boya en el plano normal al la fuerza
u : velocidad del agua
2
2
1uACDHD **** r
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
U m : velocidad de la corriente (marea, río)
U x : componente de la velocidad orbital de las
partículas (misma direción que Um)
xm uuu
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
xAi aVolCH ***r
C A : coeficiente de inercia
r : masa específica del agua
Vol: volumen de agua desplazada
a x : aceleración orbital del agua
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
: función potencial del campo de velocidades
)()(
))(cosh(
2txksen
dksenh
zdk
k
H
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
)cos(
)(
)(cosh
2txk
dksenh
zdkHux
xux
t
ua x
x
)(
)(
)(cosh
2
2 txksendksenh
zdkHax
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
T
2
Lk
2
txk Ángulo de fase
T: periodo L: Longitud de onda
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
Aguas profundas: d > 0,5 L
d >> z para boyas
cos**2
Hux sen
Hax ** 2
2
1
)(
)(cosh
dksenh
zdk
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
Aguas profundas: d > 0,5 L
2
0
2
0cos
2
dH
duu xx
T
H
T
Hu x
2
2
Calculo el valor medio entre 0 y / 2
2
0
22
0 2
dsenH
daa xx
22
22
2
TH
T
Ha x
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
Aguas Intermedias: 1 / 2 L > d > 1 / 20 L
d >> z para boyas
dkdksenh
zdk 1
)(
)(cosh
cos1
2 dk
Hux sen
dk
Hax
1
2
2
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
Aguas Intermedias: 1 / 2 L > d > 1 / 20 L
Calculo el valor medio entre 0 y / 2
2
0
2
0cos
1
2
ddk
Hduu xx
dk
Hu x
1
2
2
0
2
0
2
*
1
2
dsendk
Hdaa xx
dk
Ha x
1
2
2
Estabilidad de boyas (análisis detallado de olas)
Aguas Intermedias: si d = 1 / 20 L
Calculo el valor medio entre 0 y / 2
dk
Hu x
1
2
dk
Ha x
1
2
2
T
Hu x 10 22
6320T
H
T
Ha x
Estabilidad de Spares (análisis detallado de olas)
No se puede considerar d >> z, por lo que hay que
evaluar las acciones del oleaje en franjas
horizontales dF
Spares
En general, puede despreciarse el efecto sobre el péndulo y se
adopta sólo el efecto sobre el flotante.
¿Qué ola considerar?
- Como condición de servicio, se puede considerar
Hs, pero con una pérdida de divergencia vertical de
la linterna menor al 50%
- Como condición última, se puede considerar H1/10
Pilotes (Aplicación para Balizas)
- Si 20 < L, se puede despreciar el efecto del oleaje
T
L
f
- Para una Baliza: Tf2
1
- Si el suelo es erosionable, puede
haber desmoronamiento. Se
sugiere:Tf
2
1
Acciones sobre Balizas-
Expresiones de Morrison
- Para una Baliza, se pueden aplicar las expresiones de Morrison:
t
vDcF mi
4
...
2r - r: masa específica
2mc 2mcHDkcF mimim ...2
1 2r
DHkcF mddm ...2
1 2
0r c0: coef. de fricción 2
Suma Vectorial
Kmi; kmd surgen de la Teoría de Airy
Fim se da ¼ L antes de la cresta
Fdm se da en la cresta
ENFILACIONES
ENFILACIONES
ENFILACIONES
1000
1
ENFILACIONES (Mar del Plata)
ENFILACIONES (Mar del Plata)
ENFILACIONES
1000
1
ENFILACIONES
)(.W
hHXKd
hX
H 650
K : Coeficiente de sensibilidad lateral (adimensional)
El resto de las magnitudes expresadas en [m].
ENFILACIONESK Calidad de la
enfilación
Observaciones
< 0,6 Inutilizable Debe ser mejorada
0,6 a 1 Mala Debe ser mejorada
1 a 1,5 Regular Debe ser mejorada si el gasto es
pequeño
1,5 a 2,5 Buena
2,5 a 3,5 Muy buena
3,5 a 4,5 Excelente
> 4,5 ExcesivaLa información es demasiado
rápida
BIBLIOGRAFÍA
▪ IALA Navguide Edition 7, 2014
▪Determinación de Fuerza Horizontal (H) en cadenas de amarre. Apuntes
AtoN. 2004
▪Enfilaciones y su calculo- SHN
▪IALA Guideline No. 1023, Para EL DISEÑO DE ENFILACIONES, EDICIÓN
1, Diciembre 2001