Ensayos de resistencia al avance, autopropulsión y cavitación con modelos, y pruebas de mar

Fundamento

El modelo, construido a escala y con la rugosidad y los apéndices representados, se remolca en un canal de ensayos midiendo la fuerza de remolque en función de la velocidad. La escala plantea un problema de fondo: no se pueden mantener a la vez la semejanza de las fuerzas de gravedad y de las viscosas, así que se ensaya respetando el número de Froude —que gobierna la formación de olas— y se corrige la parte friccional por separado con una línea de fricción y un factor de forma, procedimiento normalizado que es el que permite extrapolar del modelo al buque real. El ensayo de autopropulsión se hace con la hélice modelo funcionando y una fuerza de remolque que compensa la diferencia de fricción de escala, y da la potencia y las revoluciones esperadas. Las hélices se ensayan por separado en agua libre para obtener sus curvas de empuje, par y rendimiento, y en túnel de cavitación con presión reducida para observar la aparición de cavitación y evaluar su erosión y su ruido. Se completan con ensayos de maniobrabilidad, de comportamiento en olas y de estabilidad direccional. A bordo, las pruebas de mar miden velocidad, potencia y consumo en corridas de ida y vuelta sobre una base medida o con posicionamiento satelital, corrigiendo por corriente, viento, oleaje y profundidad, y se comparan con lo previsto: ese resultado suele tener consecuencias contractuales entre astillero y armador.

Matriz (en qué muestra)

Modelos a escala de cascos y de apéndices; hélices modelo; diseños nuevos y modificaciones de bulbo y de líneas; embarcaciones en pruebas de mar; canales de ensayo y túneles de cavitación

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Canal de ensayos con carro de remolque instrumentado; dinamómetros de remolque y de hélice; túnel de cavitación; generador de olas; modelos y hélices modelo; sistema de posicionamiento satelital de precisión y torsiómetro de eje para pruebas de mar; anemómetro y equipo de registro de condiciones.

Reactivos¿Dónde lo compro?

No aplica; se emplean estimuladores de turbulencia y pinturas para observación de flujo.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Modelos calibrados y sus apéndices; hilos y tintas de visualización; planillas de condiciones; base medida o tramo de prueba.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Modelos y consumibles de instrumentación; combustible de las pruebas de mar.

Unidad

N · resistencia al avance por velocidad (N en modelo y kN en buque) · potencia efectiva y potencia entregada (kW) · curvas de empuje, par y rendimiento de la hélice · velocidad crítica de cavitación y patrón observado · velocidad y consumo corregidos en prueba de mar

Rango de referencia

La extrapolación del modelo al buque real se hace con procedimientos normalizados y con factores de correlación derivados de la experiencia del canal; las diferencias entre lo predicho y lo medido en prueba de mar se ubican en el orden de pocos por ciento cuando el trabajo está bien hecho

Norma que lo exige

Los contratos de construcción, que fijan la velocidad y el consumo garantizados y el procedimiento de prueba de mar para verificarlos; las normas internacionales sobre pruebas de velocidad y potencia; los reglamentos sobre índice de eficiencia energética de diseño de los buques, que exige demostrar el desempeño; las reglas de las sociedades de clasificación sobre la instalación propulsora

Norma que describe la técnica

Los procedimientos recomendados de la conferencia internacional de canales de ensayo sobre ensayos de resistencia, autopropulsión, agua libre y cavitación y sobre la extrapolación a escala real; las normas internacionales sobre ejecución y análisis de pruebas de velocidad y potencia y sobre su corrección por condiciones ambientales; los procedimientos del canal de ensayos

Edición y vigencia de la norma

Procedimientos recomendados de la conferencia internacional de canales de ensayo vigentes

Volumen de muestra

No destructivo. Requiere la construcción del modelo y disponer del buque para las pruebas

Conservación y transporte

Las correcciones por viento, corriente, oleaje y profundidad limitada de las pruebas de mar no son un detalle: sin ellas el resultado puede diferir en varios por ciento y es lo que se discute en la recepción del buque; por eso se corre ida y vuelta sobre el mismo rumbo y se registran las condiciones en continuo. El modelo se verifica en sus dimensiones y en su desplazamiento antes de ensayar. Los estimuladores de turbulencia se colocan como indica el procedimiento, dado que sin ellos el flujo del modelo no es representativo.

Límite de detección típico

No aplica: son mediciones de fuerza, par y velocidad

Incertidumbre típica

Del orden del 1 al 2 % en las mediciones del canal y del 2 al 5 % en la potencia predicha para el buque real

Área

Ingeniería; Física y mecánica; Energía y biogás

Fecha de última actualización: 10/9/2026