Abstract

Las defensas portuarias se pueden ver sometidas a cargas extremadamente altas durante la maniobra de atraque de una embarcación. Debido a esto, es necesario que cuenten con una gran flexibilidad y una gran capacidad de disipación de energía, evitando una alta transmisión de esfuerzos tanto hacia el muelle como hacia la nave. Para lograrlo, se suelen utilizar mecanismos flexibles de absorción de energía o fenders que a través de numerosas capas de caucho son capaces de resistir grandes deformaciones cuando son solicitados por cargas de compresión. Sin embargo, estos dispositivos no son capaces de disipar en forma sustantiva la energía del impacto, lo que genera reacciones sobre el casco del buque que pueden dañarlo. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un mecanismo disipador de energía con capacidad autocentrante, que actúe como un sistema de defensa portuaria y que permita reducir sustancialmente las reacciones de la defensa sobre la embarcación. Para ello se desarrolló un modelo conceptual de un dispositivo, similar al presentado por Antolloni et al., 2016, que simula a una defensa elastomérica. El modelo desarrollado incorporó disipación por roce y las capacidades de recuperar su configuración original a través del almacenamiento de energía elástica. El dispositivo considera la flexibilidad de una defensa tradicional, pudiendo disipar gran parte de la energía absorbida durante la maniobra de atraque. Se diseñó y ejecutó un protocolo experimental con el fin de entender el funcionamiento del mecanismo de disipación y la respuesta dinámica del sistema en condiciones que emulan el proceso de atraque de un buque en un puerto. Para evaluar la eficiencia del disipador propuesto se construyó un modelo físico a escala con el que se realizaron noventa ensayos con carga de impacto. Esta última fue simulada por medio de un objeto rígido repitiendo el ensayo con tres diferentes masas e impactando contra la defensa con seis velocidades distintas. El protocolo de ensayos se ejecutó considerando cinco diferentes coeficientes de roce interno en el dispositivo, en combinación con diez y ocho diferentes magnitudes de energía cinética en el atraque. Los resultados arrojaron excelentes capacidades de disipación del dispositivo alcanzando niveles superiores al 70% de la energía de impacto. Estos buenos resultados plantean un gran desafió para la evolución del dispositivo propuesto desde el modelo físico a un prototipo que permita su implementación en condiciones reales de operación