Estabilizacin del movimiento

Estabilizacin del movimientoDispositivos de estabilizacin de Rolido o Balance

Dispositivos de estabilizacin de rolido La aplicacin de cada dispositivo va en estricta dependencia del periodo de las oscilaciones como de la exactitud con la que se conoce la estabilidad de la embarcacin

En un buque, los dispositivos desarrollados para disminuir el rolido puede dividirse en dos categoras:

ESTABILIZADORES PASIVOS:ESTABILIZADORES ACTIVOS:ESTABILIZADORES PASIVOS:Son considerados aquellos dispositivos en los cuales la atenuacin del balance se realiza pasivamente por la intervencin del viento o del balance propiamente dicho. No tienen partes mviles y no requieren sistemas de alimentacin o de control para la operacin. En esta categora se puede incluir:1. QUILLAS PANTOQUE DE BALANCE2. QUILLAS DOBLES DE BALANCE3. VELAS4. TANQUES PASIVOS ANTI ROLIDOQUILLAS PANTOQUE DE BALANCENormalmente son del tipo delgado, simtricas y se usa sin lastre. Se emplean en una longitud de 25% al 40% de la eslora de la flotacin y su ancho entre 30 a 60 cm.

Debido a que este apndice puede incrementar hasta 5% la resistencia al avance, se prefiere construirla con los contornos finos y con ngulos de entrada y salida de 25 a 30. Las quillas de balance transmiten al casco un elevado momento de amortiguamiento, razn por la que se recomienda construirlas sobre una superficie reforzada y entre miembros estructurales.

El amortiguamiento de las quillas pantoque de balance se incrementa an ms con la velocidad

Cuando el barco est quieto, se ha podido establecer que el amortiguamiento entre dos balances sucesivos esta dado por:

QUILLAS DOBLES DE BALANCENormalmente son del tipo grueso, con perfiles simtricas o asimtricas ( segn el caso), se destinan los espacios interiores para lastrar. Se emplean en una longitud 30% de la eslora de flotacin a y su ancho entre 40 a 80 cm. Debido a que este apndice puede incrementar hasta 8% la resistencia al avance, se prefiere construirla con los contornos finos.Se considera que tienen mejor comportamiento que las quillas pantoque- de balance tradicionales, debido a que al llevar lastre en forma lateral y no en la lnea de centro -como habitualmente se realiza- se nota un incremento en la inercia de amortiguamiento.TANQUES PASIVOS ANTI-ROLIDOTANQUE DE SUPERFICIE LIBRE

TANQUE U:

TANQUE DE SUPERFICIE LIBREEl principio de disminucin del balance se debe al incremento del efecto de superficie libre. Cuando de considera en el buque incluir un tanque de superficie libre H, se incrementa el desplazamiento entre 1.5% a 2.5% del valor originalLa experiencia con este tipo de tanques ha demostrado que no son efectivos cuando el buque esta sometido a olas largas (frecuencia cortas). El otro inconveniente es que dependiendo la condicin de carga, la perdida de estabilidad por superficie libre puede llegar a ser desfavorable.

La frecuencia fundamental del movimiento del fluido en un tanque rectangular es:

donde b y h son la anchura del tanque (en sentido transversal)TANQUE UConsiste en una tanque en forma de U, normalmente emplazado de banda a banda y cercano al centro de gravedad del buque. En la parte superior se interconecta mediante un tubo transversal, controlado por una vlvula. Su funcionamiento esta en dependencia directa de la apertura de la vlvula de control. La ventaja de este tipo de tanque radica que al cerrar la vlvula de control, se neutraliza el efecto de estabilizacin del tanque.

Debido al movimiento del lquido en el estabilizador, el mximo ngulo quasi esttico de amortiguamiento se determina por:siendo el rea de las aberturas en el mamparo central, estimada como sigue:

ESTABILIZADORES ACTIVOS:Son considerados aquellos dispositivos en los cuales la atenuacin del balance se hace dinmicamente. Generalmente son ms eficaces que los dispositivos pasivos.En esta categora se puede incluir:

1. TANQUES ACTIVOS ANTI-ROLIDO2. ALETAS ESTABILIZADORAS3. ESTABILIZADOR GIROSCOPICOTANQUES ACTIVOS ANTI-ROLIDOSon de construccin similar a la del tanque de tubo en U, con la excepcin de que incorporan una bomba para mover el agua.Requiere menos agua que un tanque pasivo.Tienen una respuesta mas rpida ante las olas durante la navegacin que los pasivos.

TANQUES ACTIVOS ANTI-ROLIDOPor medio de bombas

ALETAS ESTABILIZADORASEs el dispositivo ms eficaz.Se hacen generalmente retrctiles.Aade resistencia.Son ineficaces a velocidades bajas.Estos inconvenientes son superados por los grandes momentos de estabilizacin

Las aletas estabilizadoras pueden ser caracterizadas por su "capacidad de pendiente de la onda", lo que corresponde al ngulo mximo de escora que las aletas pueden generar a la velocidad de servicio del buque.El momento de balanceo producido por las dos aletas es

Uf: velocidad local del flujoAf: rea de forma en planta de la aleta (una aleta)CLf: coeficiente de sustentacinRf : la distancia radial desde el eje x al centro de presin en la aleta

El par de recuperacin en un ngulo de escora es

Combinando ambas, se obtiene el rea de la aleta:

ESTABILIZADOR GIROSCOPICOEl sistema Giroscpico consta de una esfera de aluminio sellada al vaci que contiene un volante o masa de alrededor de 300 Kg que gira a 10.000 rpm produciendo un gran Momento Angular Controlado por un cilindro hidrulico manejado por una computadoraPermite eliminar o reducir ampliamente el balance o rolido resonante de las embarcaciones.

Se los puede comparar con una rueda. Si ponemos a girar la rueda, sostenindola desde su eje, notaremos la resistencia que dicho eje ejerce a la inclinacin. As funcionan los estabilizadores giroscpicos.

El efecto giroscpico es aquel que se opone al cambio del eje de giro. Este efecto ser mayor, cuanto ms rpido gire y ms grande sea la rueda.

Los sistemas giroscpicos slo son efectivos cuando las embarcaciones estn en reposo o en ciertas condiciones de navegacin.La eficacia de los estabilizadores giroscpicos no es del 100%, es decir, no eliminan por completo el movimiento de vaivn.A diferencia de los estabilizadores convencionales, los giroscpicos necesitan ser encendidos unos 30 minutos antes de su utilizacin.

BibliografaThe Dynamics of Marine Craft - Edward M. LewandowskiEstabilizadores de rolido: nuevas tendencias - Ing. Naval Johnny Domnguez CINAVEDynamic of Marine Vehicles - Rameswar Bhattacharyya,