Construcción naval panelizada. Materiales, definición e integración del sistema en la industria naval

Abstract

La manera en que se construyen los buques no ha variado en un siglo, si bien ha mejorado, el sistema estructural utilizado permanece invariable, siempre se realiza mediante sistema estructural longitudinal, transversal o mixto, estos sistemas se quedan obsoletos cuando se intenta integrar con los nuevos materiales híbridos metálicos. El uso de materiales híbridos se limita a buques de recreo de bajo porte, mientras que la construcción naval es en acero. Al realizar buques cada vez mas grandes el peso del acero empieza a ser un gran problema, pero aun en buques de bajo porte con superestructuras monolíticas también, ya que los pesos altos perjudican la estabilidad. Realizando las cuestiones adecuadas con los materiales híbridos, ¿es posible realizar un nuevo sistema estructural?, ¿necesita nuevas metodologías de cálculo?, ¿qué impacto presenta?. Siendo algunas de las preguntas que se resuelven en la investigación. Se comienza definiendo el nuevo sistema estructural, y la metodología de cálculo, no solo desde un punto de vista teórico, sino también desde un punto de vista práctico; resolviendo los problemas encontrados, uno de los más importantes la unión de los paneles con los elementos primarios de la estructura. Esto se resuelve mediante una unión asimétrica mixta, adhesivo-soldada, resultando muy versátil en cuanto a tipos de material a unir, y modos de unión con el resto de estructura primaria. La unión se diseñó y optimizó mediante modelos de elementos finitos, realizando simulaciones lineales, no lineales en zona cohesiva, y optimizaciones topológica y paramétrica mediante un algoritmo multi-objetivo genético. Finalmente, se realizaron ensayos de laboratorio para la validación de las simulaciones numéricas, siendo el resultado satisfactorio, ya que la unión convierte al sistema estructural panelizado en un sistema que aporta múltiples ventajas además del ahorro en peso; el forrado de aislamientos, rutado de tubos, horas de soldadura, y tiempos de construcción reducidos.