Inserción de capa viscoelástica para amortiguar la propagación de energía por impactos verticales de slamming en embarcaciones de plástico reforzado con fibra de vidrio

Insertion of viscoelastic layer for damping the propagation of energy from vertical slamming impacts in fiberglass-reinforced plastic vessels

En este estudio, se propone el uso de una inserción con capa viscoelástica en el diseño de embarcaciones construidas con laminados de Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) para reducir la propagación del daño causado por impactos verticales, como el fenómeno de slamming cuando el fondo de la nave golpea el mar. Se llevaron a cabo comparaciones de impactos verticales mediante la caída de peso para reproducir la energía implicada en el panel durante la navegación. Estos impactos se realizaron en paneles de preimpregnado curados Out-of-Autoclave (OoA), y se compararon con paneles modificados que incluían la inserción de una capa viscoelástica. Durante los impactos, se registraron las aceleraciones para cuantificar los beneficios de la modificación. La formulación desarrollada permitió analizar el comportamiento de la fuerza, el desplazamiento y la energía que el panel devuelve después del impacto y que no se convierte en daño intralaminar e interlaminar debido a la presencia de la capa viscoelástica. Estos resultados ayudaron a demostrar los beneficios de utilizar esta tecnología para mejorar la resistencia y durabilidad de las embarcaciones ante impactos verticales.

INTRODUCCIÓN

El slamming es un fenómeno energético importante para considerar en el diseño de las embarcaciones 1. Esto se complica aún más cuando se trata de embarcaciones planeadoras de alta velocidad las cuales durante su navegación soportan severos golpes verticales con el fondo de la nave que producen daños catastróficos. Los estudios, investigaciones, simulaciones matemáticas, reproducciones de los impactos entre otros siguen siendo una puerta abierta a comprender y mejorar las consecuencias que tiene sobre las estructuras de las naves, habiendo mucho todavía por hacer 2.

En el caso de las embarcaciones de GFRP, el fenómeno de slamming tiene la particularidad de que el golpe del mar se convierte en energía que se disipa en un material compuesto, produciendo distintos niveles de daño lo que lo vuelve un problema de impacto físico muy complejo de estudiar y llega a ser uno de los más importantes en el diseño de la nave afectando directamente su costo, su capacidad de carga su confort y su resistencia en forma considerables

La estructura de la embarcación al componerse de un laminado relaciona la disipación de la energía en las capas que lo componen tal como ocurre en los paneles de los buques planeadores. En los GFRP la energía que se disipa en el material luego del impacto no se distribuye en forma uniforme, sino que la ortotropía del material permite que las solicitaciones impuestas hagan que tenga diferente comportamiento dentro del mismo.