Primavera

En navegación , el término "springing" se refiere a las vibraciones globales (verticales) en las vigas del casco de la embarcación inducidas por la carga continua de las olas . Cuando las vibraciones se producen como resultado de una carga impulsiva de las olas, por ejemplo, un golpe de ola en la proa (golpe de proa) o en la popa (golpe de popa), el fenómeno se denomina " whipping" . El springing es un fenómeno de resonancia y puede ocurrir cuando la frecuencia natural de la vibración vertical de 2 nodos del buque es igual a la frecuencia de encuentro de la ola o un múltiplo de ella. ^{[ 1 ]} El whipping es un fenómeno transitorio de las mismas vibraciones de la viga del casco debido a una carga impulsiva excesiva en la proa o la popa de la embarcación. La frecuencia natural de 2 nodos es la más baja y, por lo tanto, el modo resonante más dominante que conduce a variaciones de tensión en la viga del casco, aunque en teoría también se excitarán modos de vibración más altos.

Las vibraciones inducidas por el resorte pueden estar presentes incluso en estados de mar bajos o moderados , cuando se producen condiciones de resonancia entre las longitudes de onda presentes en el espectro de olas y los modos naturales de la viga del casco, mientras que el latigazo normalmente requiere estados de mar agitados para que el impacto localizado tenga la energía suficiente para excitar los modos de vibración estructurales globales.

La teoría hidrodinámica de la vibración de resorte aún no se comprende completamente debido a la compleja descripción de la interacción entre las olas superficiales y la estructura. Sin embargo, es bien sabido que los buques más grandes con períodos de resonancia más largos son más susceptibles a este tipo de vibración. Los buques de este tipo incluyen grandes petroleros y graneleros , pero posiblemente también portacontenedores . La primera experiencia con este fenómeno se relacionó con el agrietamiento por fatiga en graneleros de 700  pies de los Grandes Lagos  durante la década de 1950. Posteriormente, los graneleros de 1000 pies de los Grandes Lagos experimentaron los mismos problemas incluso después de que aumentaran las especificaciones de resistencia. Los graneleros de los Grandes Lagos suelen ser buques bastante robustos y esbeltos (relación longitud-anchura de 10) que navegan con poco calado, lo que resulta en largos períodos naturales de aproximadamente 2 segundos. ^{[ 2 ]} Este modo puede ser excitado por olas cortas en el espectro de olas. Una descripción general bastante completa de las experiencias a gran escala y la literatura relevante sobre la vibración de resorte se puede encontrar en las referencias ^{[ 1 ]} y ^{[ 3 ] .}

Los buques portacontenedores son más estilizados, alcanzan mayores velocidades y presentan proas más pronunciadas. Además, son propensos a sufrir vibraciones transitorias (de latigazo ) significativas debido a impactos en la proa. Los buques de casco romo también pueden experimentar este fenómeno, especialmente con impactos de fondo plano en la zona de la proa. Sin embargo, en estos buques, la parte inferior de la proa rara vez sale del agua. La vibración producida por el latigazo puede aumentar la carga extrema de los buques, lo que podría provocar que se partan en dos durante tormentas severas.

En casos extremos, la vibración puede provocar fisuras por fatiga severas en detalles estructurales críticos, especialmente con oleaje moderado a fuerte y periodos de máxima intensidad. Normalmente, las olas generan vibraciones con mayor facilidad en lastre que en carga. Lo contrario también puede ser cierto, ya que algunos buques experimentan mayor viento de proa y oleaje en lastre, mientras que otros lo experimentan en carga, vibrando así menos en general.

Hasta hace poco, los buques transoceánicos no habían tenido este problema, hasta que se introdujo el acero de alta resistencia a la tracción como material común en toda la embarcación para reducir los costos iniciales. Esto provoca que los buques sean menos rígidos y que el nivel de tensión nominal sea mayor.

Las especificaciones actuales de los buques no tienen en cuenta la deformación por flexión, que puede ser el factor de fatiga dominante para algunas embarcaciones.