En el blog anterior, abordamos las diferentes pruebas que realizamos en las pruebas de mar de un buque. Y hacemos una breve explicación de las pruebas:
A) Mediciones de potencia al eje de propulsión con torquímetros y velocidad del buque.
B) Pruebas de consumo y temperatura según el régimen de funcionamiento en la maquinaria de propulsión primaria y auxiliar.
En este blog, abordaremos los diferentes tipos de soluciones que deben realizarse en la etapa de diseño del buque para minimizar las vibraciones a bordo hasta el punto de que puedan estar dentro de los parámetros especificados en las normas IMO e ISO 4867-ISO 4868.
Posteriormente, estos parámetros se verifican o analizan en las pruebas de mar para medir las vibraciones en diferentes puntos del buque con equipos especiales y sensores para cada caso. Al mismo tiempo, este tipo de verificación es realizado por empresas certificadas por las Sociedades de Clasificación, y cuentan con personal calificado y capacitado para recoger los diferentes tipos de lecturas en:
C) Vibraciones de la Maquinaria Principal y Equipos Auxiliares.
D) Medición de reacciones en cojinetes de línea de ejes y bocinas.
E) Medición de vibraciones torsionales, laterales y axiales.
El diseño conceptual es donde debe comenzar el proceso de prevención de vibraciones. Si los problemas de vibración, identificados repetidamente por la experiencia como los más importantes, se abordan en las etapas iniciales del diseño, se pueden evitar problemas graves que impliquen esfuerzos y costos significativos de remediación.
La atención se centra en la planificación de vibraciones en las primeras etapas del diseño conceptual, donde programas específicos de construcción naval ayudan a los arquitectos navales a simular las tensiones en las diferentes estructuras del buque. En consecuencia, además de calcular los diferentes tipos de tensión en las estructuras, estos programas nos proporcionan lecturas de los diferentes tipos de vibraciones presentes según las distintas frecuencias y condiciones que encontrará el buque. Los arquitectos e ingenieros navales realizan las modificaciones pertinentes a los proyectos antes de su desarrollo.
Los cuatro elementos más importantes a considerar en los buques según las vibraciones son:
1. Reducción de la amplitud de excitación F.
En las vibraciones del buque inducidas por la hélice, la excitación puede reducirse cambiando la hidrodinámica inestable de la hélice. Esto puede implicar modificaciones en las líneas o claros para reducir la no uniformidad de la estela, o cambios geométricos en la hélice.
2. Aumento de la rigidez K.
La rigidez se define como la fuerza del resorte por unidad de deflexión. En general, la rigidez debe aumentarse en lugar de reducirse cuando las variaciones en la rigidez producen cambios en la frecuencia natural. No se recomienda reducir la rigidez del sistema para disminuir las vibraciones.
3. Evitar valores de frecuencia resonantes ω/ωn = 1
Esta es la condición de resonancia. En resonancia, la excitación solo se ve contrarrestada por el amortiguamiento. Nótese que ω/ωn puede variarse modificando la frecuencia de excitación ω o la frecuencia natural ωn. El espectro de ω puede alterarse cambiando las RPM de una fuente relevante de maquinaria rotativa o, en el caso de vibraciones inducidas por la hélice, modificando las RPM de la hélice o su número de palas. ωn cambia debido a variaciones en la masa y/o rigidez del sistema; aumentar la rigidez es el enfoque habitual y preferido.
4. Aumento del amortiguamiento ζ.
El amortiguamiento en sistemas estructurales, principalmente en buques, es bajo. Por lo tanto, la amplitud vibratoria es aproximadamente independiente del amortiguamiento, excepto en resonancias muy cercanas. Además, aumentar significativamente el amortiguamiento en sistemas como los buques es un desafío. Generalmente es el parámetro menos efectivo de los cuatro disponibles para el diseñador al implementar cambios en las características vibratorias del buque.
En SOUTHERN OCEAN MARINE ENGINEERING SOLUTIONS, garantizamos que la embarcación, desde su etapa de construcción, sea construida bajo los estándares de clase y bandera, cumpliendo con los requisitos de los Armadores y Compañías Navieras.
En el próximo blog, continuaremos abordando las diferentes pruebas en buques durante las pruebas de mar.
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