RESISTENCIA AL AVANCE DEL BUQUE1. IntroducciónPara calcular la resistencia de fricción de un buque, Froude arrastró una pl...
Resistencia viscosa                                              Rv                    Resistencia de fricción            ...
2.2. Resistencia de presión de origen viscosoLa resistencia de presión de origen viscoso está generada por los esfuerzos n...
Variación de la rugosidad con el tiempo              Conocer como varía la rugosidad del casco permite conocer la política...
RESISTENCIA POR FORMACIÓN DE OLASEn 1904 Lord Kelvin estudió el problema del patrón de olas causado por un punto depresión...
con el sistema de olas transversal creado por el buque, pues estos si que sufren un fuertecomportamiento de interferencia....
RESISTENCIA DEBIDA A LA ACCIÓN DEL VIENTOLa resistencia debida a la acción del viento, es una resistencia que puede falsea...
LA RESISTENCIA DE LOS APÉNDICESPodemos notar como apéndices en el buque el timón, los arbotantes, henchimientos, ejede col...
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  1. 1. RESISTENCIA AL AVANCE DEL BUQUE1. IntroducciónPara calcular la resistencia de fricción de un buque, Froude arrastró una placa planasumergida totalmente en un canal de experiencias. Observando que la resistencia totalde un buque era distinta a la resistencia de fricción de dicha placa plana le añadió unapartida más, la resistencia residual. Dicha resistencia se debe a que el buque no es unaplaca plana, pues tiene unas formas no planas y produce olas a su paso por el agua.2. Resistencia total y sus componentesLa resistencia total de un buque se divide en diferentes partidas que se integran demanera aditiva. Froude llegó a la conclusión que la resistencia total estaba formada porla resistencia viscosa o de fricción de la placa plana de igual superficie que la delbuque, más la componente de resistencia residual. Dicha resistencia residual se debía ala resistencia por formación de olas más la resistencia de formas del buque. Estaúltima subcomponente de la resistencia se debe a que el buque no es una placa plana ypor la tanto tiene una curvatura y debido al desprendimiento la capa límite. Resistencia total Resistencia de fricción Resistencia residual debido a la placa plana Resistencia por formación Resistencia de formas de olas Resistencia debida a la curvatura del casco Resistencia producida por el desprendimiento de la capa límiteLa descomposición anterior es modificada, con mayor o menor acierto, ya que cadaautor tiene descomposiciones distintas.
  2. 2. Resistencia viscosa Rv Resistencia de fricción Resistencia de forma Rf Rformas Resistencia debida a la Resistencia debida al curvatura del casco desprendimiento de la capa límite 2. Resistencia de fricción Cuando un buque está navegando gasta una cierta cantidad de energía en acelerar tangencialmente las partículas de agua, dando lugar a una resistencia de fricción. El cálculo de dicha resistencia se puede hacer a partir de la resistencia de una placa planaequivalent e. La determinación de la resistencia de la placa plana se ha llevado a cabomediante diversos métodos que se pueden clasificar en dos grandes grupos:1. Métodos experimentales.2. Métodos teórico-experimentales
  3. 3. 2.2. Resistencia de presión de origen viscosoLa resistencia de presión de origen viscoso está generada por los esfuerzos normales alcasco de presión, pero de origen viscoso debido a la existencia de una capa límite.EFECTOS QUE INFLUYEN EN LA VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA ENAGUAS POCO PROFUNDAS. CALCULO DE LA VELOCIDAD DE UN BUQUEEN AGUAS DE PROFUNDIDAD ILIMITADA, CONOCIDA LA VELOCIDAD,PARA LA MISMA POTENCIA, EN AGUAS DE PROFUNDIDAD hEn aguas poco profundas el buque podría no cumplir con las especificaciones decontrato, dependiendo de las dimensiones del buque. El problema de la navegación enaguas poco profundas es que: 1. Se produce una modificación del sistema de olas 2. Se produce una modificación de la componente viscosa debido al incremento de la velocidad relativa y a un incremento de la concentración de líneas de agua a los alrededores del buqueA partir de una velocidad de las olas mayor a v  0,4 ⋅ g ⋅ h el sistema de olas se abre,pero si la velocidad del buque es menor a v  0,4 ⋅ g ⋅ h el sistema de olas se mantiene.Es más se podría llegar a la situación en que el tren de olas transversal llegue a serperpendicular (  90º para vC g ⋅ h ) al plano de crujía del buque, creándose un≅único tren de olas. Si seguimos aumentando la velocidad por encima de esta velocidadcrítica empieza a perderse ángulo, es decir el sistema empieza a cerrarse de nuevo, peroahora cambiando su concavidad.El método de SchlichtingEste método tiene por objeto trazar una nueva curva Resistencia-velocidad asociada albuque en aguas de profundidad h, a partir de la curva análoga obtenida en aguas deprofundidad ilimitada.
  4. 4. Variación de la rugosidad con el tiempo Conocer como varía la rugosidad del casco permite conocer la política a tener en cuenta en el tratamiento superficial. No todas las pinturas son iguales. Se elegirán dependiendo de la ruta a realizar. Antes ya hemos mencionado algún tipo de pinturas, pero en general las clases de pintura son:  Convencionales: Son poco solubles en el agua salada. Tienen una estructura esponjosa a través de la cual progresan los elementos tóxicos hasta la superficie en contacto con el agua. La parte tóxica termina por bloquear los caminos perdiendo su eficacia. Una vez extinguida su capacidad antiincrustante deben ser eliminadas del casco. Tienen una componente bioactiva y son de bajo coste.  De alta Calidad: Tienen una estructura insoluble, permiten de aplicarlas en capas más gruesas de lo habitual para posteriormente eliminar la subcapa mediante una limpieza submarina. Duran de 16 a 24 meses dependiendo de la explotación del buque.Autopulimentantes: Este tipo de pinturas se caracteriza porque la componente que sirve de soporte a la capa de pintura reacciona químicamente con la componente bioactiva, con lo que se produce un desgaste progresivo y simultáneo de ambas componentes por la erosión progresiva producida por el movimiento relativo del agua. De este modo se consigue que posea una superficie en contacto con el agua, que prácticamente mantenga las propiedades que tenía con la superficie primitiva. La vida de una capa de estas pinturas suele durar entre dos y tres años.También hemos de recordar que para reducir el efecto de la rugosidad adquirida se debe procurar una adecuada protección catódica contra la corrosión.
  5. 5. RESISTENCIA POR FORMACIÓN DE OLASEn 1904 Lord Kelvin estudió el problema del patrón de olas causado por un punto depresión. El demostró que el sistema de olas resultante estaba formado por un conjuntode olas divergentes y transversales y estas últimas son aproximadamente normales a ladirección del movimiento del punto de presión. El patrón de olas formado por elmovimiento de un punto de presión se circunscribe en dos líneas rectas que forman unángulo de 19,471º.Dado que ambos sistemas de olas se mueven a la misma velocidad, la longitud de la olaentre las sucesivas crestas es: λ =2 ⋅ π ⋅V ² gLa altura del sistema de olas formado decrece bastan rápidamente con la expansiónlateral porque la energía contenida en la ola es constante y esta energía tiene que serrepartida sobre un incremento de longitud mayor.El sistema de olas transversal absorbe una cantidad mayor de energía en comparacióncon el sistema de olas divergente y esta desigualdad se incrementa con el incremento develocidad.Sin embargo las formas de buques reales, no se representan adecuadamente con unúnico punto de presión en movimiento, tal como fue analizado por Kelvin. La mássimple representación de un buque, da un campo de presiones cerca de la proa con susistema de olas en proa, simultáneamente con una succión cerca de la poparepresentando un sistema de olas de popa. En este modelo el campo de presiones crearáuna cresta cerca de la proa a un cuarto de longitud de ola de esta. Ambos sistemas deolas tienen una longitud de ola de:λ =2 ⋅ π ⋅V ²gLa componente divergente del sistema de olas derivado de la proa y la popageneralmente no muestra ninguna fuerte interferencia. Sin embargo no sucede lo mismo
  6. 6. con el sistema de olas transversal creado por el buque, pues estos si que sufren un fuertecomportamiento de interferencia. Consecuentemente, si el sistema de olas de proa ypopa interaccionan de manera que cuando entran en fase, entonces refuerzan el patrónde olas transversales formadas en popa creando amplias olas en esta región. Para que talrefuerzo tenga lugar, la distancia creada entre la primera cresta de proa y la de popadebe de tener un número impar de semilongitudes de ola. Pero en el caso que en popacoincida una cresta con un seno o un seno con una cresta la resistencia por formación deolas será mínima.Baker y Kent supusieron que la distancia que separa la primera cresta del sistema deolas de proa y el primer seno del sistema de olas de popa es:D = m ⋅ L = ϕ ⋅ L +λ4En donde ϕ es el coeficiente prismático y L la eslora. Entonces si λϕ . L+ λ 44Es un número par de semilongitudes de onda entonces:ϕ ⋅ L +λ = 2 ⋅ K ⋅λ 4 2En donde K es un número entero y coincidirán una cresta y un seno con un mínimo deresistencia al avance. Por el contrario si ϕ ⋅ L + λ es un numero impar4 de semilongitudes de onda entonces:ϕ ⋅ L + λ =( 2 ⋅ K + 1) ⋅λ4 2
  7. 7. RESISTENCIA DEBIDA A LA ACCIÓN DEL VIENTOLa resistencia debida a la acción del viento, es una resistencia que puede falsear losresultados en las pruebas de mar. No confundir la resistencia de la obra muerta delbuque en aire en calma que la resistencia debida a la acción del viento.La forma de la obra muertaLa forma de la obra muerta influye mucho en la resistencia ofrecida por el viento.Taylor propuso una fórmula válida cuando el viento incide perpendicularmente a lasuperficie expuesta, es decir, sólo válida para vientos de proa. Superficie expuesta al viento
  8. 8. LA RESISTENCIA DE LOS APÉNDICESPodemos notar como apéndices en el buque el timón, los arbotantes, henchimientos, ejede cola, quillas de balance, dispositivos de sonar situados fuera de la superficie delcasco, etc…Como cada apéndice va sumergido y no crea ola perceptible su resistencia será de tipoviscoso, en donde predomina el valor de la resistencia de fricción frente al de formas: 1. Siempre que la dimensión mayor del apéndice permanezca en la dirección del flujo 2. Su espesor sea pequeño respecto a su longitud.La perturbación entre dos apéndices consecutivos se evita disponiendo que suseparación sea mayor que cinco veces la eslora del mismo.

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