Swell (mar de leva)
En el contexto del movimiento y la navegación, el oleaje (swell) se refiere a las olas largas y a menudo ininterrumpidas que viajan por la superficie del océano, originadas en sistemas meteorológicos distantes. Estas olas se caracterizan por sus longitudes de onda y períodos más largos en comparación con las olas generadas localmente por el viento. En la navegación, comprender el oleaje es crucial para garantizar la seguridad y la eficiencia de las operaciones marítimas, ya que afecta a la estabilidad, la velocidad y el consumo de combustible de la embarcación.
Las olas de fondo son generadas por el viento que sopla sobre una gran área de la superficie del océano. Los principales factores que contribuyen a la formación de estas olas incluyen:
- Velocidad del viento: Los vientos fuertes generan olas de mayor energía.
- Duración del viento: Cuanto más tiempo sopla el viento, más energía se transfiere a las olas.
- Fetch (Distancia de recorrido): La distancia sobre la cual el viento sopla sin interrupción. Un fetch mayor da como resultado olas más desarrolladas.
Una vez que el viento cesa o la tormenta se aleja, estas olas continúan propagándose por el océano como oleaje de fondo, recorriendo largas distancias con una pérdida mínima de energía.
Olas de fondo (Swell)
Los ingenieros suelen caracterizar las olas de fondo mediante estas métricas:
- Longitudes de onda largas: La distancia entre crestas de olas sucesivas puede ser significativamente mayor que la de las olas de viento.
- Períodos largos: El intervalo de tiempo entre crestas de olas sucesivas (período de ola) es más largo, a menudo oscilando entre 10 y 20 segundos o más.
- Consistencia: Las olas de fondo mantienen un patrón más uniforme en comparación con la naturaleza irregular de las olas de viento.
Comprenderlo es vital para mantener la estabilidad y seguridad del buque. Puede provocar un cabeceo (movimiento vertical – Pitch) y un balanceo (movimiento lateral – Roll) significativos en los buques. Un cabeceo y balanceo excesivos pueden provocar el desplazamiento de la carga, tensiones estructurales y malestar de la tripulación.
En determinadas condiciones, las grandes olas de mar de fondo pueden suponer un riesgo de abordaje (pérdida de control de la dirección) y zozobra, especialmente para embarcaciones más pequeñas y aquellas con centros de gravedad elevados.
Navegar perpendicularmente o contra el mar de fondo aumenta la resistencia. En consecuencia, esto también eleva el consumo de combustible. Por lo tanto, los navegantes suelen planificar rutas. Estas rutas, por el contrario, permiten que los buques se muevan en la dirección del mar de fondo. La predicción de la altura de las olas de mar de fondo es fundamental para la planificación; de manera similar, la predicción del período de las olas de mar de fondo también es clave para la planificación. En última instancia, esto ayuda a determinar los ajustes óptimos de rumbo y velocidad. Estos cambios, además, minimizan el consumo de combustible. Además, también ayudan a evitar condiciones de navegación adversas.
Mitigación del impacto del oleaje en el erre
Los sensores inerciales son un componente crucial en los sistemas de mitigación activa de oleaje para embarcaciones. No lo mitigan directamente, sino que proporcionan los datos de movimiento esenciales en tiempo real que permiten a los sistemas activos contrarrestar los efectos del oleaje en el buque.
El proceso de mitigación consta de tres pasos principales: Medición, Predicción y Compensación.
Los sensores combinan giróscopos y acelerómetros. Miden con precisión el movimiento de seis grados de libertad (6-DOF) de la embarcación. Los acelerómetros miden los movimientos de traslación. Estos movimientos incluyen el oleaje vertical (heave), el avance/retroceso (surge) y el desplazamiento lateral (sway). Además, los giróscopos miden los movimientos de rotación. Estos movimientos son el balanceo (roll), el cabeceo (pitch) y la guiñada (yaw).
