Simulación de maniobras de buques con sistemas de propulsión no convencional en aguas poco profundas

Los requisitos cada vez más exigentes en cuanto a misiones, limitaciones operacionales y ambientales así como nuevas tecnologías, imponen permanentemente retos a los arquitectos navales para generar alternativas de buques y valorar su bondad en las primeras etapas del proyecto. Este es el caso de los Buques Patrulleros de Apoyo Fluvial Pesados PAF-P, que por requerimiento de la Armada Nacional de Colombia ha diseñado y construido COTECMAR. Los PAF-P, son buques fluviales cuya relación Manga-Calado excede la mayoría de los buques existentes (B/T=9,5), debido principalmente a las restricciones en el calado a consecuencia de la escasa profundidad de los ríos. Estos buques están equipados con sistemas de propulsión acimutales tipo “Pum-Jet”. Las particularidades del buque y del ambiente operacional, caracterizado por ríos tropicales con una variabilidad de profundidad dependiente del régimen de lluvias y sequía, así como la falta de canalización y la corriente, hacen que la maniobrabilidad y controlabilidad sean fundamentales para el cumplimiento de su misión; adicionalmente, no existen modelos matemáticos validados que permitan predecir en las primeras etapas del diseño la maniobrabilidad de este tipo de buques con los efectos asociados por profundidad. La presente tesis doctoral aborda el desarrollo de un modelo matemático para simulación de maniobrabilidad en aguas poco profundas de buques con relación manga-calado alta y con propulsores acimutales tipo “Pump-Jet”, cuyo chorro además de entregar el empuje necesario para el avance del buque, genera la fuerza de gobierno en función del ángulo de orientación del mismo, eliminando la necesidad de timones. El modelo matemático ha sido validado mediante los resultados obtenidos en las pruebas de maniobrabilidad a escala real del PAF-P, a través de la comparación de trayectorias, series temporales de las variables de estado más significativas y parámetros del círculo evolutivo como son diámetro de giro, diámetro táctico, avance y transferencia. El plan de pruebas se basó en técnicas de Diseño de Experimentos “DOE” para racionalizar el número de corridas en diferentes condiciones de profundidad, velocidad y orientación del chorro (ángulo de timón). En el marco de la presente investigación y para minimizar los errores por efectos ambientales y por inexactitud en los instrumentos de medición, se desarrolló un sistema de adquisición y procesamiento de datos de acuerdo con los lineamientos de ITTC. La literatura existente describe los efectos negativos de la profundidad en los parámetros de maniobrabilidad de buques convencionales (Efecto tipo S), principalmente las trayectorias descritas en los círculos evolutivos aumentan en la medida que disminuye la profundidad; no obstante, en buques de alta relación manga-calado, B/T=7,51 (Yoshimura, y otros, 1.988) y B/T=6,38 (Yasukawa, y otros, 1.995) ha sido reportado el efecto contrario (Efecto tipo NS Non Standart). Este último efecto sin embargo, ha sido observado mediante experimentación con modelos a escala pero no ha sido validado en pruebas de buques a escala real. El efecto tipo NS en buques dotados con hélice y timones, se atribuye al mayor incremento de la fuerza del timón comparativamente con las fuerzas del casco en la medida que disminuye la profundidad; en el caso de estudio, el fenómeno está asociado a la mejor eficiencia de la bomba de agua “Pump-Jet”, debido a la resistencia añadida en el casco por efecto de la disminución de la profundidad. Los resultados de las pruebas con buque a escala real validan el excelente desempeño de esta clase de buques, cumpliendo en exceso los criterios de maniobrabilidad existentes y muestran que el diámetro de giro y otras características de maniobrabilidad mejoran con la disminución de la profundidad en buques con alta relación manga-calado. ABSTRACT The increasingly demanding requirements in terms of missions, operational and environmental constraints as well as new technologies, constantly impose challenges to naval architects to generate alternatives and asses their performance in the early stages of design. That is the case of Riverine Support Patrol Vessel (RSPV), designed and built by COTECMAR for the Colombian Navy. RSPV are riverine ships with a Beam-Draft ratio exceeding most of existing ships (B/T=9,5), mainly due to the restrictions in draft as a result of shallow water environment. The ships are equipped with azimuthal propulsion system of the “Pump-Jet” type. The peculiarities of the ship and the operational environment, characterized by tropical rivers of variable depth depending on the rain and dry seasons, as well as the lack channels and the effect of water current, make manoeuvrability and controllability fundamental to fulfill its mission; on the other hand, there are not validated mathematical models available to predict the manoeuvrability of such ships with the associated water depth effects in the early stages of design. This dissertation addresses the development of a mathematical model for shallow waters’ manoeuvrability simulation of ships with high Beam-Draft ratio and azimuthal propulsion systems type “Pump-Jet”, whose stream generates the thrust required by the ship to advance and also the steering force depending on the orientation angle, eliminating the need of rudders. The mathematical model has been validated with the results of RSPV’s full scale manoeuvring tests, through a comparison of paths, time series of state variables and other parameters taken from turning tests, such as turning diameter, tactical diameter, advance and transfer. The test plan was developed applying techniques of Design of Experiments “DOE”, in order to rationalize the number of runs in different conditions of water depth, ship speed and jet stream orientation (rudder angle). A data acquisition and processing system was developed, following the guidelines of ITTC, as part of this research effort, in order to minimize errors by environmental effects and inaccuracy in measurement instruments, The negative effects of depth on manoeuvrability parameters for conventional ships (Effect Type S: the path described by the ship during turning test increase with decrease of water depth), has been documented in the open literature; however for wide-beam ships, B/T=7,51 (Yoshimura, y otros, 1.988) and B/T=6,38 (Yasukawa, y otros, 1.995) has been reported the opposite effect (Type NS). The latter effect has been observed thru model testing but until now had not been validated with full-scale results. In ships with propellers and rudders, type NS effect is due to the fact that increment of rudder force becomes larger than hull force with decrease of water depth; in the study case, the phenomenon is associated with better efficiency of the Pump-Jet once the vessel speed becomes lower, due to hull added resistance by the effect of the decrease of water depth. The results of full scale tests validates the excellent performance of this class of ships, fulfilling the manoeuvrability criteria in excess and showing that turning diameter and other parameters in high beam-draft ratio vessels do improve with the decrease of depth.

Sistema de descarga para metaneros de hasta 145000 m3 con gasinera para buques a propulsión de GNL

La demanda social actual por combustibles más respetuosos con el medio ambiente ha impuesto unas estrictas normas de emisiones de gases infecto invernadero que afectan a todos los medios de transporte, incluido el marítimo. Se han establecido unas zonas libres de emisiones (ECA) en aguas de todo el mundo. Esto ha impulsado al Gas Natural Licuado (GNL) como el combustible del futuro para buques para cumplir con las emisiones fijadas por la Convención Internacional de Prevención de la Contaminación de Barcos (MARPOL). El presente trabajo propone la instalación de una gasinera para buques en la futura planta de regasificación de Granadilla (Santa Cruz de Tenerife). El trabajo ha comprendido el diseño y dimensionamiento de las tuberías de la terminal de recepción de la planta de regasificación, así como las tuberías para la gasinera.

Sistema de descarga para metaneros de hasta 145000 m3 con gasinera para buques a propulsión de GNL

Current social demand for more environmentally-friendly fuels environment has imposed stringent emissions standards infectious greenhouse affecting all means of transport, including maritime. A few free zones emissions (ECA) in waters around the world have been established. This has driven to the Liquefied Natural Gas (LNG) as the fuel of the future for ships to comply with emissions laid down by the Convention International Prevention of the Pollution from Ships (MARPOL). The present work proposes the installation of a LNG station for ships in the future regasification plant of Granadilla (Santa Cruz de Tenerife). The work has understood the design and sizing of the receiving of the regasification plant terminal pipelines, as well as pipes for the LNG station. La demanda social actual por combustibles más respetuosos con el medio ambiente ha impuesto unas estrictas normas de emisiones de gases infecto invernadero que afectan a todos los medios de transporte, incluido el marítimo. Se han establecido unas zonas libres de emisiones (ECA) en aguas de todo el mundo. Esto ha impulsado al Gas Natural Licuado (GNL) como el combustible del futuro para buques para cumplir con las emisiones fijadas por la Convención Internacional de Prevención de la Contaminación de Barcos (MARPOL). El presente trabajo propone la instalación de una gasinera para buques en la futura planta de regasificación de Granadilla (Santa Cruz de Tenerife). El trabajo ha comprendido el diseño y dimensionamiento de las tuberías de la terminal de recepción de la planta de regasificación, así como las tuberías para la gasinera.

Análisis de soluciones para el diseño robusto del sistema de propulsión de un vehículo eléctrico: tarjeta de disparos/driver

El presente proyecto tiene como objetivo el análisis de la tecnología a de la tarjeta de disparos/driver del convertidor de potencia de un vehículo eléctrico. En él, se ha realizado un estudio profundo de las protecciones, consiguiendo así los conocimientos necesarios para el desarrollo de un diseño robusto capaz de hacer frente a situaciones de falta como cortocircuitos, picos de tensión, encendidos parásitos del IGBT, etc. Además de esto, se ha realizado la simulación de las protecciones estudiadas, con lo que es posible visualizar el funcionamiento de las mismas y acabar de comprender de forma correcta como actúan en los diferentes casos de falta. Con todo esto, es posible la realización de una tarjeta de disparos/driver para el inversor de un motor de un vehículo eléctrico, pudiendo utilizarse también en diferentes aplicaciones.

Estudio de las tecnologías asociadas al uso de combustibles en el sector transporte

Uno de los fenómenos que ha caracterizado el siglo XX ha sido el crecimiento desmesurado de las ciudades, en cantidad de habitantes y en extensión. La correspondiente incidencia en la motorización, sobre todo en las áreas urbanas, tornan muy importante el estudio de los impactos ambientales asociados al uso de combustibles en el sector transporte. Resulta imprescindible para estos fines el análisis de las alternativas tecnológicas disponibles en la actualidad y la posibilidad de utilización de nuevas tecnologías que logran disminuir la polución ambiental. El proyecto abarcará el estudio de las distintas tecnologías asociadas al uso de combustibles, la evolución del consumo y precios de los distintos combustibles. También se realizará un análisis del impacto ambiental para concluir con la aplicación a un caso hipotético específico del transporte público de pasajeros a desarrollarse en la Ciudad de Córdoba, proponiendo políticas y evaluando los impactos sociales de la aplicación de las mismas. Objetivos generales: * Evaluar la posibilidad de implementación de políticas de transporte público relacionadas a la tipología de vehículos utilizados en el servicio de transporte urbano de pasajeros. * Proponer alternativas viables en el corto y mediano plazo con el fin de disminuir el impacto sobre el ambiente en la Ciudad de Córdoba. Objetivos específicos: * Estudio pormenorizado del crecimiento del sector automotriz en los últimos años haciendo hincapié en los vehículos de transporte masivo y según el tipo de combustibles utilizados para la propulsión. * Estudio de la incidencia impositiva de los distintos impuestos que gravan el consumo de combustibles. * Análisis de los distintos contaminantes del medio asociados a cada tipología. * Evaluación social de la aplicación determinadas tecnologías en el transporte urbano de pasajeros conjuntamente con el planteo de planes de acción a seguir.

La natación como parte de la respuesta educativa a los alumnos discapacitados.

Este Proyecto tiene como objetivo principal desarrolar un mayor grado de autonomía personal en aquellos alumnos con necesidades educativas especiales, que no presenten graves deficiencias motóricas, mejorando su condición física, su desenvolvimiento en el medio y su autoestima. Estos objetivos se desarrollan en torno a los siguientes ejes: 1.- Familiarizarse con el medio acuático. 2.- Respiración. 3.- Flotación. 4.- Propulsión. 5.- Coordinación de movimientos. El lugar de realización ha sido la piscina municipal de Laredo, el número de profesores implicados ha sido: 2 maestros de Pedagogía Terapéutica, 1 Logopeda, 1 Fisioterapeuta y 1 Ate. La metodología ha sido individualizada, partiendo de una valoración inicial del nivel de cada uno. Los alumnos van pasando por diferentes fases y van tomando conciencia tanto del agua, como de su propio cuerpo dentro del agua. La experiencia se ha llevado a cabo a través de los talleres flexibles de la tarde y se ha realizado con un grupo de 17 alumnos dos días a la semana.

Què és un vaixell?. '¿Que es un barco?'.

Material educativo para Educación Infantil asociado a la visita 'Què és un vaixell?' organizada por el Museu Marítim de Barcelona. Vinculada al tema de transportes del área de conocimiento de entorno natural y social desarrolla diferentes conceptos como las partes de un barco, porqué flota un barco, los barcos según su uso (transporte, pesca, guerra o recreo) o según su propulsión (pértiga, vela, remo, etc.) o la construcción de un barco, en la que se explica como se construían los barcos de madera. Este material se podría utilizar de forma autónoma, aunque es ideal combinado con la experimentación de la visita.

Análisis de los contenidos informativos y educacionales de los museos de ciencia en Internet en Ibero-América.

El objetivo del presente trabajo es analizar cómo los museos y centros de ciencia de Iberoamérica, están utilizando las nuevas tecnologías de información y comunicación, particularmente Internet y la World Wide Web para constituir el llamado 'museo virtual' y cumplir su misión de informar, educar y aumentar la percepción pública sobre la ciencia y la tecnología. Pretendemos, de esta forma, realizar un análisis sistemático y profundo, identificando cuáles son los contenidos, funcionalidades y abordajes del museo virtual, con especial énfasis en la realidad iberoamericana. 63 museos virtuales, de países de Iberoamérica, América del Norte y Europa Ocidental. Para cada categoría superior de análisis se ha calculado un índice general, a través del porcentaje de las ocurrencias sobre el total de categorías analizadas, para cada caso. Un índice calculado hasta 25 por ciento se ha considerado como bajo, entre 25 y 75 por ciento se ha considerado mediano y mayor que 75 por ciento se ha considerado alto. Los datos se han agrupado según zonas geográficas de análisis, para su interpretación. Además de los índices generales, también se ha aplicado la misma clasificación para cada variable analizada individualmente. El instrumento de investigación, define una serie de categorías que describen los contenidos, servicios y funcionalidades presentes en los museos virtuales, además de las tecnologías informáticas utilizadas. El instrumento está compuesto de 103 categorías, agrupadas en cinco grandes bloques: 'Elementos de Identificación', 'Información general sobre el museo virtual', 'Información sobre el museo físico', 'El museo virtual' y 'Tecnologías utilizadas'. El instrumento se ha construido con base a instrumentos realizados en otras investigaciones, incorporando otros elementos identificados en la investigación acerca de los museos virtuales; se ha completado para cada museo visitado. Estadística descriptiva para el cálculo de los índices generales e individuales de cada categoría. El estudio ha confirmado la diferencia existente actualmente entre los museos virtuales de Latinoamérica o en la Península Ibérica, en comparación con los museos de Estados Unidos, Reino Unido e Italia. Los museos virtuales de Latinoamérica o la Península Ibérica no solo no aprovechan las potencialidades de los museos 'verdaderamente' interactivos, sino que tampoco trasladan la información del museo físico a Internet de una manera adecuada, como se ha comprobado a través del análisis. Se observa una ausencia general de iniciativas relacionadas con la enseñanza de las ciencias y la asociación con el sector educacional. Los museos y centros de ciencia de Latinoamérica o Península Ibérica no están trasladando, ni ampliando, su misión educativa a Internet, ni las posibilidades que ofrece la comunicación digital ni las estrategias de trabajo colaborativo y la enseñanza a distancia; fruto quizás de una excesiva preocupación por la información sobre el museo físico y por la difusión de las informaciones que se transmiten tradicionalmente a través de otros medios. El tradicionalismo y la ausencia de experiencias realmente innovadoras puede llevar a creer que los museos de ciencia en Latinoamérica y en la Península Ibérica están perdiendo una oportunidad única, de experimentar, innovar y quizás, redefinir su papel y su misión frente a la sociedad. Se demandan, por lo tanto, iniciativas de colaboración para la propulsión del concepto de museo virtual, a través de la creación de un meta-museo o meta-centro de información, que funcionara como un punto de acceso común a la información de los distintos museos y que además establecería la base institucional para la realización proyectos comunes, para la obtención de fondos y para la concienciación en relación con las posibilidades educativas del museo virtual.

Fichero de actividades acuáticas básicas.

Repertorio de fichas que ofrece a los profesores de educación física una variada serie de actividades acuáticas para desarrollar las habilidades motrices básicas. Se clasifican en siete grupos presentadas de forma lúdica: familiarización, respiración, flotación-equilibrio, propulsión-desplazamientos, saltos-caídas, giros, lanzamientos-recepciones. Toda la información que recogen las fichas se puede interpretar a través de tres parámetros: pictogramas (indican edad, lugar de realización, nivel de dificultad, intensidad, material y formas de organización), código de identificación y ordenación (dígitos alfanuméricos que se refieren al contenido y orden según la clasificación general), descripción e ilustración gráfica (objetivos, material, desarrollo, reglas, variante).

Bases del trabajo de natación.

Fecha finalización tomada del Código del Documento

Experiments with forces.

El libro presenta, con ilustraciones a color y sencillas explicaciones, diferentes y fáciles experimentos científicos relacionados con las fuerzas físicas que ayudarán a los niños a comprender los conceptos básicos de forma aplicada. Los temas tratados son: gravedad, equilibrio de fuerzas, presión atmosférica, buzo cartesiano, propulsión a chorro, flotabilidad, medición de fuerzas, fuerza del aire y tensión superficial. Incluye una introducción, una sección con los materiales y herramientas necesarios para realizar los experimentos, un glosario de términos, índice, y una página Web actualizada con regularidad.

Cohetes y astronáutica.

En una primera parte se explica la diferencia entre la propulsión cohete y los otros sistemas de propulsión de los vehículos que se mueven por el espacio junto a la diferencia entre el motor-cohete y los otros motores de aviación. En una segunda parte se describe el tamaño, el tiempote combustión y el propulsante de diferentes cohetes desde el V-2 y se mencionan ciertos sistemas de teleguiado.

Efectos de los aparatos propulsores mandibulares fijos en la articulación temporomandibular

Fixed mandibular propulsion appliances are an alternative for the treatment of Class II malocclusion in individuals with mandibular deficiency. Since they are fixed appliances, said devices keep the mandible in an anterior-forced position during rest and during all mandibular functions. When a propulsive appliance is used, the lower jaw is displaced forward and downward. This movement leads to a new position of the condyle, which can, ultimately affect the normal functioning of the temporomandibular joint (TMJ). The aim of this paper was to review effects of fixed mandibular propulsive appliance on TMJ. Inclusion criteria considered studies on animals or humans using TMJ radiography, computed tomography, and magnetic resonance imaging. Studies confirm a favorable relation between condyle and glenoid fossa following treatment with fixed mandibular propulsion appliances.

El arte del sentir el agua : Los apoyos como contenido en la enseñanza de la natación

La enseñanza, y en particular la de la natación, se la puede definir como la posibilidad de alguien, un docente, de transmitir ciertos contenidos, saberes como son, entre otros, los apoyos, las flotaciones, la respiración, las zambullidas, la técnica de crol, espalda, pecho, mariposa, las vueltas, las partidas, a otros sujetos, los alumnos; contextualizado todo en un medio especial, particular, con características únicas como es el acuático. Esta ponencia tiene como intención realizar una conceptualización, caracterización, análisis y desarrollo de uno de los contenidos de la natación como son los apoyos o propulsiones de brazos, siendo éstos todos aquellos movimientos que realiza el alumno abajo del agua con sus manos, antebrazo y brazo para empujar el cuerpo haciaadelante e ir elaborando y armando su estilo de nado. Es importante la construcción que el sujeto, guiado por el docente, debe realizar para poder apropiarse prácticamente de la posibilidad de sentir el agua y poder empujarla para lograr la propulsión que necesita para que su cuerpo se desplace en el medio acuático. Si bien son, en este contexto, los apoyos, una habilidad que se la tratará aisladamente, no es así en la intimidad de la clase, ya que forma parte de un conjunto de otros contenidos, planificados, que se necesitan, se entrecruzan y se van consolidando entre todos para lograr que el sujeto pueda nadar una distancia estipulada, con una técnica determinada y más adelante, hacerlo con economía de esfuerzos y en el menor tiempo posible