INTRODUCCIÓN A LA INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA NAVALINGENIERÍA NAVAL

Mg. Ing Nancy Figueroa Mg. Ing Nancy Figueroa

Estática y Estática y Dinámica del Dinámica del

BuqueBuque

Definiciones del pesoDefiniciones del pesoDESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO

En lastre: es el peso con todos sus elementos En lastre: es el peso con todos sus elementos para navegar en condiciones normales, pero sin para navegar en condiciones normales, pero sin pasajeros ni carga.pasajeros ni carga.

En rosca: peso al ser botado. En rosca: peso al ser botado. Máximo: peso en condición de lastre más la carga Máximo: peso en condición de lastre más la carga

y pasajeros.y pasajeros. Porte Bruto: “Dead Weight” DW. Es la diferencia Porte Bruto: “Dead Weight” DW. Es la diferencia

entre el desplazamiento máx. y el vacío.entre el desplazamiento máx. y el vacío. Porte Neto: Peso que paga flete por su transporte.Porte Neto: Peso que paga flete por su transporte.

ESTÁTICA

ESTUDIA LOS CUERPOS EN EQUILIBRIO

RELACIÓN ENTRE LAS FUERZAS ESTÁTICAS QUE ACTÚAN EN EL CUERPO

EL BUQUE ES UN FLOTADOR

PRINCIPIO DE PASCAL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

PRINCIPIO DE PASCALPRINCIPIO DE PASCAL

La fuerza que actúa en un cuerpo La fuerza que actúa en un cuerpo parcial o totalmente sumergido es: F parcial o totalmente sumergido es: F = = ρρ. A. d . A. d

F

dA

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESPRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Todo cuerpo total o parcialmente Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un líquido sufre un sumergido en un líquido sufre un empuje de abajo hacia arriba igual al empuje de abajo hacia arriba igual al peso del líquido que desalojapeso del líquido que desaloja

P

E

Conceptos relacionadosConceptos relacionados

PesoPeso: es la fuerza que resulta de la acción de la : es la fuerza que resulta de la acción de la aceleración de la gravedad sobre la masa de un cuerpo aceleración de la gravedad sobre la masa de un cuerpo

P = m.gP = m.g Peso específicoPeso específico: de un cuerpo, es la relación entre el : de un cuerpo, es la relación entre el

peso y el volumen de dicho cuerpo.peso y el volumen de dicho cuerpo.

ρρ = P / vol= P / vol DensidadDensidad: de un cuerpo, es la relación que existe entre : de un cuerpo, es la relación que existe entre

la masa y el volumen de dicho cuerpo. la masa y el volumen de dicho cuerpo.

δδ = m / Vol.= m / Vol.

Condición de equilibrio del flotadorCondición de equilibrio del flotador

peso

empuje

GB

metacentroM Momento inclinante

Condición de equilibrio del flotadorCondición de equilibrio del flotador

G B

MOMENTO INCLINANTE

MOMENTO ADRIZANTE

A poca velocidad

A gran velocidad

LA ESTABILIDAD DE UN BUQUE ESTA RELACIONADA CON:

CENTRO DE GRAVEDAD CENTRO DE CARENA

DISTRIBUCIÓN DE PESOS FORMA DE LA CARENA

ATRIBUTOS DE LA CARENA

Atributos de carena derechaAtributos de carena derechaVolumen de la carena

Desplazamiento

Tonelada por cm de inmersión

Variación del desplazamiento por cm de diferencia de calado

Momento de Asiento Unitario

Área de flotación

Abscisas de los centros de flotación

empuje

peso

GB

metacentroM

Abscisas y ordenadas de los centros de carena

Radios metacéntricos

Coeficientes de fineza

Atributos de carena derechaAtributos de carena derechaCOEFICIENTES DE FINEZA

Coeficientes de Áreas

De fineza de flotación Cf= Af/ Lpp B

De Sección media Cm= Am/B d

Coeficientes de Volumen

De block Cb= Vol Carena/ Lpp B d

Prismático long. Cp= Vol Carena/Am Lpp

Prismático vert. Cpv= Vol de carena/Af d

Tipo de buqueTipo de buque CfCf CbCb CmCm CpCp

carguerocarguero 0,85 0,85 0,800,80

0,75 0,75

0,800,800,940,94

0,970,970,800,80

0,830,83

pasajerospasajeros0,700,70

0,750,750,650,65

0,700,700,940,94

0,970,970,690,69

0,720,72

EstabilidadEstabilidad

TRANSVERSAL LONGITUDINAL

Empuje

peso

GB

metacentroM

Empuje

peso

GB

metacentroM

Método metacéntrico

Altura metacéntrica GM

Embarque y desembarque de pesos

Traslación transversal y vertical de pesos

Diferencia de Calado

Asiento

EstabilidadEstabilidadParticularidades de la estabilidad transversal

Estabilidad Transversal Estática

Niveles libres

Pesos suspendidos

Cargas semilíquidas: carbón, arena, granos

Estabilidad transversal Dinámica

Efecto escorante del viento

Rolido

Momento escorante por la virada

Comportamiento del buque en el Comportamiento del buque en el marmar

SeakeepingSeakeeping

El movimiento del buque tiene seis grados de libertad en el espacio

y

x

z

Comportamiento del buque en el marComportamiento del buque en el marSeakeepingSeakeeping

Guiñada(Yaw)

Cabeceo

Arfada (Heave)

Avance(Surge) Deriva

(Sway)

Cabeceo(Pitch)

Rolido(Roll)

Giros

Desplazamientos

¿Cómo predecir el comportamiento de los buques?

Cálculos Teóricos

Ensayos con modelos

Pruebas con barcos reales

Requieren la resolución de ecuaciones

matemáticas complejas

No resultan económicos

Procedimiento realizable del que se consiguen predicciones

que se acercan a los resultados reales.

Ensayos con modelos

Objetivo de los ensayos

Condiciones de los ensayos

Lugar de los ensayos

ObjetivosObjetivos

•Conocer la resistencia al avanceConocer la resistencia al avance

•Maniobrabilidad: cualidades maniobreras tales como estabilidad en ruta, Maniobrabilidad: cualidades maniobreras tales como estabilidad en ruta, radio de evoluciónradio de evolución

• Comportamiento en el mar: aceleraciones, embarques de agua, pantocazos, Comportamiento en el mar: aceleraciones, embarques de agua, pantocazos, emersión de la hélice y esfuerzos estructuralesemersión de la hélice y esfuerzos estructurales

•Estabilidad del buque averiado en olasEstabilidad del buque averiado en olas

•Estabilidad del buque averiado en olasEstabilidad del buque averiado en olas

Leyes deLeyes de SemejanzaSemejanza

CinemáticasCinemáticas

==VVmodelo xmodelo x VVbuque xbuque xLLmodelomodelo LLbuquebuque

ννmodelomodelo ννbuquebuque

GeométricasGeométricas

LLmodelomodelo

LLbuquebuque== λλ

DinámicasDinámicas

==VVmodelomodelo VVbuquebuque

((LLmodelo x gmodelo x g)½)½ ((LLbuque x gbuque x g)½)½

L: EsloraL: Eslora

V: VelocidadV: Velocidad

VV: Viscosidad cinemática: Viscosidad cinemática

g: gravedadg: gravedad

Leyes deLeyes de SemejanzaSemejanza

==

CinemáticasCinemáticas

VVmodelo modelo

VVbuque buque LLmodelomodelo

LLbuquebuqueννmodelomodelo

ννbuquebuque

==

DinámicasDinámicas

VVmodelomodelo

VVbuquebuque

((LLmodelomodelo)½)½

((LLbuquebuque)½)½

No son igualesNo son iguales

Canales de ExperienciaCanales de Experiencia