tecnologías emergentes Tecnologías Emergentes Comportamiento del buque amarrado frente a episodios de onda larga Autores: José R. Iribarren, Raúl Redondo, Luis López, Siport21. Palabras clave: onda larga, amarres, frecuencias propias del buque, bound long wave, fetch, set-down, set-up, downtime. Metas Tecnológicas relacionadas: MT 3.1.1: MT 3.4.1. Introducción Los buques o estructuras flotantes amarrados o fondeados en puertos o en terminales expuestas están sujetos a la acción de diversas fuerzas exteriores, como son el viento, el oleaje y la corriente. Entre estas acciones puede aparecer el fenómeno de la onda larga, que en algunos casos es el principal factor de excitación dinámica, afectando a la respuesta del buque o artefacto marino y, por lo tanto, provocando importantes cargas sobre el equipo de amarre y fondeo, así como grandes desplazamientos. Solucionar los problemas de movimientos de buques o artefactos flotantes provocados por onda larga en puertos o terminales es posible, aunque complejo. Puede solventarse o aliviarse de distintas formas en función de la frecuencia de resonancia del sistema, las frecuencias de onda larga esperables y su persisten- cia. Por tanto, se pueden definir medidas operativas especiales y esquemas de amarre con el objetivo de mejorar las condiciones de operatividad (carga/ descarga) y permanencia en muelle. Onda Larga Los episodios de onda larga pueden producirse por diversos fenómenos. El fenómeno de agrupamiento de olas (series de varias olas de longitud de onda y altura intercaladas con tramos de olas menores) es totalmente natural y responde al fenómeno físico de generación, dentro de un reparto aleatorio de alturas-períodos. Sin embargo, el agrupamiento es más intenso y patente cuando el oleaje está muy desarrollado, consecuencia de un gran “fetch” (longitud de generación por acción del viento) o elevada intensidad de viento. Estas condiciones son más frecuentes y características de la costa del Pacífico Sur, la costa Occidental de África o el Atlántico Norte. Se caracteriza por periodos altos (30- 300 s) pero limitada amplitud en aguas profundas. Sin embargo, esta combinación puede suponer un elevado contenido energético. La onda larga asociada (“bound long wave”) se genera debido al agrupamiento de las olas. Por equilibrio físico, el nivel medio del mar baja acompañando a un grupo de olas de gran altura (“set-down”) y sube con los tramos de olas menores (“set-up”). Por tanto, acompañando al oleaje viaja una variación del nivel del mar de pocos centímetros con período ligado a la aparición de grupos (5 a 10 veces el período del oleaje). Esta onda larga asociada al oleaje se libera en las proximidades de la costa, a partir de este momento se propaga de forma independiente. Como la onda larga posee una gran longitud (baja frecuencia) su amortiguamiento es reducido, con poca pérdida de energía y con gran capacidad de reflexión. El contenido de onda larga de un determinado oleaje está ligado, de forma general, a su altura significante Hs y período de pico Tp, con una dependencia proporcional a Hs2·Tp. La figura 1 muestra los espectros de onda corta y onda larga correspondiente. Esta onda larga libre, al interaccionar con la costa o con un puerto puede formar ondas estacionarias en extensiones de agua más o menos confinadas entre las estructuras portuarias y la costa cercana. En caso de penetrar en una dársena puede dar lugar a fenómenos de resonancia. En este caso, las oscilaciones se amplifican y se producen elevadas concentraciones energéticas en diversos modos de oscilación. Pueden aparecer grandes variaciones verticales de nivel (antinodos) y áreas con fuertes corrientes oscilantes a lo largo de los muelles y atraques (nodos). La peligrosidad del fenómeno de onda larga radica en el alto periodo más que en su amplitud, lo que la hace imperceptible al ojo humano. Puede causar una importante respuesta dinámica del buque amarrado, incluso con la rotura de líneas bajo condicio- Fig. 1. Ejemplos de espectros de Onda corta y Onda larga asociada. (Fuente: Siport21). 12 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 52. Cuarto trimestre 2016
BOLETIN DE OBSERVACION TECNOLOGICA 52
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