Canal de Ensayos Hidrodinámicos

El Canal de Ensayos Hidrodinámicos del Centro de Investigaciones Tecnológicas es una de las pocas instalaciones de su clase disponibles en España. Se trata de un laboratorio en que se pueden realizar ensayos de comportamiento en la mar y fondeo de instalaciones oceánicas flotantes y fijas al fondo en distintas condiciones de oleaje, incluyendo tanto mares del tipo regular como irregular, así como ensayos de comportamiento en la mar y de autopropulsión, tanto en aguas tranquilas como bajo la acción de olas, de buques y embarcaciones.

El canal de ensayos hidrodinámicos se compone de un canal de agua de 56 metros de longitud, 3.80 metros de ancho y 2.00 metros de profundidad, equipado con un generador de olas regulares e irregulares y un carro de monitorización y seguimiento. Cuenta también con un sistema de captura de movimientos mediante cámaras del tipo Qualysis, de medida inercial mediante IMU´s del fabricante Xsense y de medida de oleaje en distintas localizaciones del canal.

Más información

El generador de olas es del tipo flap pivotante, tiene la capacidad de generación de olas tanto regulares como irregulares según diferentes espectros típicos (Jonswap, Bretschneider, TMA), así como espectros de oleaje definidos por el usuario. Asimismo, el generador dispone de un sistema de absorción activa de olas, que le permite reducir en gran medida los tiempos de espera entre distintos ensayos con olas. El software de control del generador dispone de un sistema de toma de datos de movimiento de pala y de altura de ola en diferentes puntos del canal, a través de sondas de olas situadas tanto en el carro como en el propio canal.

Respecto al carro de monitorización y seguimiento, se trata de una plataforma motorizada, cuyo desplazamiento admite tanto un control remoto programable como un control directamente manual, permitiendo el seguimiento preciso de los modelos o vehículos ensayados. Esta plataforma tiene un peso aproximado de 250 kg, una carrera que abarca 45 metros de los 55 metros totales de longitud del canal y unas dimensiones de 5000 x 1130 x 355 mm. Su accionamiento es eléctrico, y permite alcanzar una velocidad máxima de 3 m/s.

Instrumentación

Sistema de medida de movimiento

El sistema de medida de movimiento se compone de tres cámaras de alta velocidad (QUALYSIS OQUS), capaces de determinar los parámetros de movimiento de una serie de marcadores situados sobre el objeto cuya dinámica desea conocerse. Mediante el procesado de los datos obtenidos con las cámaras, el sistema es capaz de medir los datos de movimiento en 6 grados de libertad sin necesidad de interacción física, lo cual es especialmente útil cuando los movimientos que se desean conocer son de elevada amplitud.

Sistema de medida inercial

El sistema de medida inercial se compone de un conjunto de IMU´s (Inertial Measurement Units) inalámbricas del fabricante XSENSE, compuestas por sensores MEMS en que se incluyen magnetómetros, giróscopos y acelerómetros, que proporcionan las velocidades angulares, aceleraciones, campo magnético, presión y orientación en 6 grados de libertad del sistema que se desea ensayar.

Sistema de medida de oleaje

Respecto al sistema de medida de oleaje, se compone de un conjunto de galgas que permiten obtener, en distintas posiciones del canal, la altura de oleaje real que está siendo generada.

Tipos de ensayos

Los tipos de ensayos que se pueden realizar en este laboratorio incluyen:

Realización de ensayos de estabilidad y amortiguamiento de buques y artefactos flotantes.
Ensayos de comportamiento en la mar de buques tradicionales, autopropulsados o a velocidad cero, bajo la acción de olas longitudinales o de costado. Las olas a reproducir pueden ser regulares, o bien irregulares utilizando distintos espectros.
Ensayos de comportamiento dinámico de distintos artefactos e instalaciones flotantes (tales como plataformas offshore o sistemas de generación energética a partir de las olas), ya sea directamente apoyadas sobre el fondo o posicionadas utilizando sistemas de fondeo, de nuevo bajo la acción de olas tanto regulares como irregulares.

El tamaño de los modelos de buques a utilizar en estos ensayos dependerá en gran medida del tipo de análisis a realizar y las condiciones de oleaje que se desee reproducir. Como referencia, pueden tenerse en cuenta las siguientes restricciones:

Buques y Artefactos flotantes: Calado del modelo < 0.5 m
Todo tipo de Modelos:
- Olas longitudinales: Manga × Calado < 0.56 m²
- Olas transversales: Eslora × Calado < 0.56 m²