Conectividad en las ciudades costeras y su extensión hacia el mar.

Conectividad en las ciudades costeras y
su extensión hacia el mar.
Sistema de transporte colectivo de pasajeros,
mediante embarcación tipo “Hyswas” para Valparaíso.
Carolina Chávez Gatica
Escuela de Arquitectura y Diseño
2015
1
El Encargo
2
Actualidad del Encargo
Crecimiento
Poblacional y
Turismo
3
Atochamiento
vehicular
Decaimiento de
las caletas
Importancia de resolver el Encargo
Caletas destinadas a desaparecer (4000 trabajadores en la región)
Congestión vehicular deteriora la calidad de vida de los ciudadanos
4
Objetivo General
Diseñar un sistema de conectividad marítima, que solucione la crisis de
las caletas artesanales y la congestión vehicular en Valparaíso.
Objetivos específicos
1. El sistema
2. La embarcación
5
Fundamento Teórico
“Valparaíso ha olvidado
el mar: quizá la dureza del mar lo ha hecho
vacilar” “Valparaíso: la
ciudad que ha olvidado
su destino..”
A. Cruz 1953
Esquema Alberto Cruz.
6
Fundamento Creativo
N
Maitencillo
Papudo
Cartagena San Antonio
Cachagua
Zapallar
Horcón La Greda
Llolleo
Concón
Quintero
Las Cruces
El Tabo
Viña del Mar
Océano Pacífico
Mirasol
Valparaíso
Algarrobo
El Quisco
Tunquén
Laguna Verde
Océano Pacífico
Quintay
Océano Pacífico
N
Océano Pacífico
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Maritorio Habitable
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A continuación se presenta el estudio sobre la teoría de funcionamiento de las
embarcaciones Swath y Hyswas.
1. Swath y Hyswas en el triángulo de sustentación
Fundamento Técnico
Para situar las embarcaciones Swath y Hyswas en el mundo de los objetos náuticos,
resulta apropiado proceder a observar los siguiente esquemas.
Estos esquemas son dos maneras de mostrar el llamado “triángulo de sustentación”.
En ellos se muestran los tipos de embarcaciones según las fuerzas que utilizan para
lograr sustentarse. Las tres fuerzas principales son la boyantes, la potencia, y la fuerza
hidrodinámica.
Los Swath, nombrados en la figura 52 como “Multihull”, están ubicados junto a
la fuerza de boyantes. Mientras que los Hyswas, nombrados en el esquema como
“Hybrid Hydrofoil” se encuentra ubicado entre las fuerzas de boyantes y las fuerzas
dinámicas.
cubierta
Figura 52. Triángulo de sustentación. Fuente: Clark, Ellsworth y Meyer, 2004, The Quest for
speed at sea, disponible en: http://www.foils.org/02_papers%20dnloads/041115nswctd_questspeed.pdf
X = BUOYANCY
PlaningC raft
SES
Hybrid
Hydrofoil
=X+Y+Z
Y = POWERED LIFT
ACV
Z = DYNAMIC LIFT
Hydrofoil
Figura 51. Triángulo de sustentación.
Fuente: Kai Levander, 2012, Passenger
Ship Architecture.
área de flotación
62
casco sumergido o
bulbo
caja
arbotante
hidroalas
10
1
Pequeña área de flotación permite
cortar la ola y así la embarcación no se
deja mover por ésta.
pequeña área de
flotación
Figura 60. Comparación del área de flotación entre un monocasco, un catamarán y un swath.
Fuente: Abeking & Rasmussen. Revista “MCMV & Patrol Craft”
11
mala mar.
Fuerza de sustentación
de los Swath frente a las de distintas
. La abscisa del gráfico corresponde
de la ola.
Fuerza de sustentación
Baja presión
Fuerza de boyantez
dada por el bulbo
ones más veloces son los
los Semi-Swath (Swath con
b) Swath va más lento , pero es más operativo en mala mar.
ad en esta situación. Mientras que la Alta presión
En la siguiente imagen se comparan la velocidad de los Swath frente a las de distintas
embarcaciones, en distintas situaciones de oleaje. La abscisa del gráfico corresponde
as y altas, los Semi-swath
tienden
a y la ordenada al valor de la altura de la ola.
a la
velocidad
eadoras disminuyen drásticamente su
elocidad igual que cuando
hay hay
olasolas de menor altura, las embarcaciones más veloces son los
Cuando
no se dejan mover por las
olas,
por
catamaranes, y monocascos de planeo. También los Semi-Swath (Swath con
nto , pero es más operativo
en mala
arbotantes
más anchos) alcanzan óptima velocidad en esta situación. Mientras que la
embarcación menos veloz es el Swath.
nes en aguas tranquilasEn
debido
su cuando hay olas de alturas moderadas y altas, los Semi-swath tienden a
cambio,
onocasco de igual desplazamiento
disminuir su velocidad levemente. Las naves planeadoras disminuyen drásticamente su
r tanto, a igualdad de potencia
velocidad. Y por último, los Swath mantienen su velocidad igual que cuando hay olas
, en aguas tranquilas será
algo Esto último debido a que estas naves no se dejan mover por las olas, por
pequeñas.
lo tanto no pierden su eficiencia. Swath va más lento , pero es más operativo en mala
mar.
Figura 70. Velocidades a distintas alturas de olas. Fuente: Lockheed Martin. Disponible
idad para más rumbos y estados de
en: http://www2.borough.kenai.ak.us/AssemblyClerk/assembly/Info/2010/092110/
ovimientos y aceleraciones.
El Swath va más lento que las demás embarcaciones en aguas tranquilas debido su
Fast%20Ferry%20Presentation.pdf
12
mayor superficie mojada en comparación a un monocasco de igual desplazamiento
con la que la resistencia friccional es mayor, y por tanto, a igualdad de potencia
instalada en estos buques, la velocidad del Swath, en aguas tranquilas será algo
inferior a la del monocasco.
Recordar que el Swath podrá mantener esta velocidad para más rumbos y estados de
Figura 70. Velocidades a distintas alturas de olas. Fuente: Lockheed Martin. Disponible
Hipótesis
Embarcación de 20 m de eslora, con capacidad para 50 personas
proa
popa
arbotante
menor
hidroalas
arbotante
mayor
bulbo
cascos
laterales
hidroalas
de proa
hidroalas
de popa
13
hélice
Hipótesis de funcionamiento
cascos laterales sustentan el 20% del peso total.
bulbo sustenta el 80%
del peso total.
hidroalas sustentan el
20% del peso total y
aporta estabilidad
dinámica.
bulbo sustenta el
80% del peso total.
14
Hipótesis de forma hidrodinámica del bulbo
proa
popa
Bulbo con estrechez al centro, reorienta la ola hacia la hélice
Bulbo recto, no reorienta la ola hacia la hélice
15
Hipótesis de construcción del modelo
16
Construcción de modelo en Router CNC
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Metodología
1. Espiral de Diseño.
2. Dibujos bidimensionales y tridimensionales digitales y reales.
3. Análisis hidrostático en base a programas digitales y modelos.
4. Análisis hidrodinámico con modelo en Canal de Arrastre.
5. Análisis hidrodinámico con modelo en “Canal de flujo para pruebas de cascos”.
18
Canal de flujo para pruebas de cascos
40 cm
30 cm
1750
40 cm
420
Corte longitudinal canal de flujo
19
Corte transversal
20
Resultados
Modelo 1
digital y construido
21
Modelo 2
digital y construido
22
El bulbo central que va sumergido provoca una ola que choca en la
parte superior de popa.
23
Video Pruebas de arrastre del Modelo 2
24
Modelo 3
digital y construido
25
Pruebas de estabilidad iniciales del Modelo 3
26
Esquemas de comportamiento pruebas iniciales
G
B
27
Incorporación de pesos al bulbos
28
29
Video Pruebas de estabilidad posteriores, con estabilidad mejorada
30
Acceso al bulbo a través del arbotante
2.000
Corte longitudinal
31
cm
Co
Acceso al bulbo a través del arbotante
93 cm
160 cm
406 cm
240 cm
590 cm
60 cm
182 cm
800 cm
Corte transversal
32
Conclusiones
33