Los
sistemas de estabilización por tanques pasivos son frecuentes en
diversos tipos de buques debido a su simplicidad y bajo coste, la
eficacia del sistema puede llegar a ser muy buena si se incorporan
sistemas de control modernos.
El balance de un buque comparado con los otros cinco
movimientos, es el que tiene menor capacidad para regresar a la posición de
equilibrio, eso lleva a que su frecuencia natural sea baja, pudiéndose dar la
circunstancia que la frecuencia de las olas predominantes se acerque a la
frecuencia natural de balance del buque. Cuando estas frecuencias se aproximan
pueden entrar en resonancia y la amplitud del balance puede ser bastante alta
aun con oleajes leves, con la posibilidad de que la embarcación zozobre, por
ello podemos concluir que el balance es el movimiento más importante
relacionado con la seguridad del buque.
Los tanques pasivos estabilizadores están basados en
el principio de que un fluido en un tanque parcialmente lleno, dentro del
buque, se moverá de un lado a otro a través del tanque cuando el buque se mueva
en sentido del balance. La diferencia de peso entre producido por el
desplazamiento del fluido generará un momento de balance en el buque, el cual
puede ser ajustado en contraposición con el balance natural del buque en el
mar, sirviendo para amortiguar y disminuir la amplitud en el movimiento de
balance del buque.
Los tipos más comunes de tanque pasivos son los
siguientes:
- Tanque de superficie libre, es el más simple de los tanques pasivos, consiste en un tanque rectangular parcialmente lleno de agua y dispuesto trasversalmente en el buque. Se puede ejercer cierto control en el desplazamiento del fluido por medio de un estrechamiento en el centro del tanque.
- Tanques en U, en este caso la superficie libre está confinada en los brazos de un tubo en U, que están constituidos generalmente por dos tanques estructurales conectados por uno o varios conductos horizontales, unos inferiores para permitir el paso del liquido (generalmente agua) y otros superiores que permiten el desplazamiento del aire.
- Estabilizadores pasivos controlados, constituyen un sistema de estabilización más complejo pero también mucho más eficiente. El objetivo es mejorar la eficacia de los sistemas pasivos añadiendo un sistema de control, este puede consistir en unas válvulas de estrangulamiento que restringen el paso del aire de un tanque al otro, manteniendo el aire bajo presión dentro el reservorio deseado. De esta manera se regula el tiempo de paso del fluido de un tanque a otro y se puede ajustar a las condiciones de balance en cada situación de navegación del buque.
Con los tanques pasivos se puede conseguir una importante disminución del movimiento de balance de los buques empleando una masa de agua no superior al 10% del desplazamiento del buque, especialmente en condiciones de oleaje regular. Por el contrario su eficacia se reduce con mar agitado, debido a la diversidad de frecuencias de las olas que lo forman, en este caso es importante contar con el sistema de estabilizadores pasivos controlados.
Los estabilizadores pasivos se utilizan en buques de
muy diversos tipos y con esloras desde 20 a 400m, como pueden ser pesqueros,
portacontenedores, RORO, ROPAX, buques de apoyo OffShore (PSV, AHTS, DSV), etc.
Actualmente el diseño de tanques pasivos se puede simplificar por medio de
el modelado 3D y simulación CFD, se puede realizar un modelo virtual en 3D del
sistema de tanques pasivos y simular su comportamiento e integración en el
buque, en base a los resultado es posible corregir el diseño hasta llevarlo a
las características de operación deseadas, ahorrando mucho tiempo y dinero.
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Para análisis CFD recomendamos el
software gratuito OpenFOAM, que permite reproducir y simular el
comportamiento de los tanques pasivos en sus diferents consfiguraciones.
Por medio del curso de Technical Courses en idioma español o en inglés, se puede introducir en el manejo de este potente Software de CFD
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Cada día nos sorprendes más. Un saludo Carlos.
ResponderEliminarMuy instructivo en verdad..!
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