Un tanque de hielo es una cuenca de modelo de barco cuyo propósito es proporcionar un entorno de modelado físico para la interacción del barco, las estructuras o el fondo marino con el hielo y el agua. Los tanques de hielo pueden adoptar la forma de un tanque de remolque o un depósito de maniobras .
Muchos modelos de recipientes de barcos no refrigerados utilizan simuladores de hielo como cera de parafina, yeso y mezclas de espuma o perlas de plástico. La limpieza y manipulación de tales simulantes a menudo resulta engorrosa. Lo que diferencia a un tanque de hielo de otras cuencas modelo de barco es que un tanque de hielo tiene provisiones especialmente construidas en su estructura para manipular dicho material de manera conveniente. El uso de una palangana refrigerada que contenga principalmente agua permite que la congelación y el derretimiento sean un método conveniente de preparación y limpieza del hielo modelo.
Escala de hielo
Las cuencas de modelos de barcos a menudo simulan procesos a gran escala en miniatura. Los barcos y las estructuras se reducen linealmente en tamaño y cúbicos en masa, desplazamiento y volumen. El desafío en el modelado de hielo es reducir correctamente las propiedades de interés del hielo para proporcionar una simulación precisa.
Muchos factores y propiedades son de interés al simular hielo. El entorno real que se simulará es de primera importancia. Por ejemplo, los pedazos de hielo que fluyen y luego atascan un río de primavera se modelarían de manera muy diferente a un modelo de barco que atraviesa una capa de hielo ártica simulada. Otra vez diferente sería un barco atravesando un área de trozos de hielo sueltos o bloques de hielo.
Método de hielo debilitado
Un factor importante en las pruebas del modelo rompehielos es el efecto de cambiar la resistencia y el grosor del hielo. Por ejemplo: si se elige una escala de 1 a 30, entonces el modelo de barco es 1/30 del tamaño. El hielo utilizado también debe tener 1/30 de espesor y 1/30 de resistencia.
Si se usara hielo de agua pura, el problema es que el hielo de agua pura no se ablanda.
Muchos tanques de hielo simulan el hielo usando una mezcla que consiste principalmente en agua y aditivos químicos llamados dopantes, que son químicos que reducen la temperatura de fusión del hielo de agua pura. Los dopantes comunes que se utilizan son sal, etanol , etilenglicol y urea .
Al usar una temperatura suficientemente fría, tanto el agua como el dopante se congelan en solución formando una capa de hielo. Esta capa de hielo impura es intrínsecamente más suave que el hielo de agua pura, pero puede ser mucho más dura que la resistencia de las incrustaciones deseada. Una vez que se alcanza el espesor deseado, la temperatura del aire se eleva a una temperatura de revenido. A medida que aumenta la temperatura del hielo, los dopantes salen de la solución congelada y forman bolsas de salmuera líquida. Estas bolsas de salmuera se drenan lentamente de la capa de hielo, debilitándola. Siempre que no se permita que la capa de hielo se vuelva a congelar, la fuerza del hielo continúa disminuyendo acercándose a un valor asintótico. Elegir una escala de hielo correcta se convierte en una cuestión de cuándo realizar la prueba. Este ablandamiento se denomina a menudo revenido.
Diferentes simuladores de hielo modelan el hielo de manera diferente. Por ejemplo, la mayoría de los rompehielos rompen el hielo subiendo hacia el hielo y rompiéndose hacia abajo por el peso de la embarcación. En este caso, lo más importante es modelar correctamente la resistencia a la flexión hacia abajo del hielo . [ cita requerida ] En el caso de puentes o estructuras en alta mar, la resistencia a la compresión o la resistencia a la flexión hacia arriba pueden ser de mayor interés. Los efectos del hielo en la propulsión de los barcos a menudo requieren que se reduzca la densidad del hielo del modelo agregando cantidades controladas de gas o aire durante el proceso de congelación.
Lista de tanques de hielo
Instalaciones | Localización | Años | Largo | Ancho | Profundidad | Tecnología | Notas | Árbitro |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Universidad Aalto | Espoo , Finlandia | Década de 1980 hasta el presente | 40 m (131 pies) | 40 m (131 pies) | 2,8 m (9 pies) | Granulado con etanol | En proceso de renovación a partir de 2016[actualizar] | [1] |
Instituto de Investigación de Ingeniería Naval y Oceánica de Corea (KRISO) | Daejeon , Corea del Sur | 42 m (138 pies) | 32 m (105 pies) | 2,5 m (8 pies) | [2] | |||
Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC-OCRE) | St. Johns, Terranova , Canadá | 1985 - presente | 90 m (295 pies) | 12 m (39 pies) | 3,0 m (10 pies) | [3] | ||
HSVA, lavabo grande para modelos de hielo | Hamburgo , alemania | 78 m (256 pies) | 10 m (33 pies) | 2,5 m (8 pies) | [4] | |||
Aker Arctic Technology Inc | Helsinki , Finlandia | 2006-presente | 75 m (246 pies) | 8 m (26 pies) | 2,1 m (7 pies) | Granulado con sal | [5] | |
Centro de Investigación Ártico Masa-Yards (MARC) | Helsinki , Finlandia | 1982-2006 | 77,3 m (254 pies) | 6,5 m (21 pies) | 2,3 m (8 pies) | Granulado con sal | Wärtsilä Arctic Technology Centre (WARC) hasta 1989; Aker Arctic desde 2005. | [5] |
Lavabo Wärtsilä Ice Model (WIMB) | Helsinki , Finlandia | 1969-1982 | 50 m (164 pies) | 4,8 m (16 pies) | 1,15 m (4 pies) | Agua salina | Construido dentro de un antiguo refugio antiaéreo | [5] |
CRREL | Hanover, New Hampshire , Estados Unidos | 37 m (121 pies) | 9 m (30 pies) | 2,4 m (8 pies) | [6] [7] | |||
NMRI | Mitaka, Tokio , Japón | 35 m (115 pies) | 6 m (20 pies) | 1,8 m (6 pies) | [8] | |||
Centro de Investigaciones Estatales de Krylov | San Petersburgo , Rusia | 102 m (335 pies) | 10 m (33 pies) | 2 m (7 pies) | [9] [10] | |||
HSVA, Cuenca de prueba ambiental | Hamburgo , alemania | 1971– | 30 m (98 pies) | 6 m (20 pies) | 1,2 m (4 pies) | [5] [11] | ||
Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC-OCRE) | Ottawa , Ontario , Canadá | 21 m (69 pies) | 7 m (23 pies) | 1,1 m (4 pies) | [12] | |||
Instituto de Investigaciones del Ártico y la Antártida (AARI) | San Petersburgo, Rusia | 35 m (115 pies) | 5 m (16 pies) | 1,8 m (6 pies) | [13] | |||
Instituto de Investigaciones del Ártico y la Antártida (AARI) | Leningrado , Unión Soviética | 1955– ?? | 13,4 m (44 pies) | 1,85 m (6 pies) | 1,1 m (4 pies) | Agua salina | El primer tanque de hielo del mundo. | [5] |
Referencias
- ^ Tanque de hielo Aalto . Universidad de Aalto. Consultado el 16 de octubre de 2016..
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 14 de mayo de 2009 . Consultado el 11 de septiembre de 2010 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Tanque de hielo - Centro de investigación de 90 m" . canada.ca . Gobierno de Canadá. 19 de marzo de 2019 . Consultado el 8 de noviembre de 2019 .
- ^ "Hogar HSVA - Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt" . Consultado el 15 de octubre de 2016 .
- ^ a b c d e 40 años de pruebas de modelos Archivado el 22 de octubre de 2016 en la Wayback Machine . Aker Arctic. Consultado el 16 de octubre de 2016..
- ^ [1] Archivado 2007-02-03 en Wayback Machine.
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 10 de junio de 2007 . Consultado el 4 de febrero de 2007 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Instituto Nacional de Investigaciones Marítimas - Instalaciones principales" . Consultado el 15 de octubre de 2016 .
- ^ "Centro de investigación del estado de Krylov" . Consultado el 15 de octubre de 2016 .
- ^ "Instalaciones experimentales" . Consultado el 15 de octubre de 2016 .
- ^ [2]
- ^ "Tanque de hielo - Centro de investigación de 21 m" . canada.ca . Gobierno de Canadá. 19 de marzo de 2019 . Consultado el 8 de noviembre de 2019 .
- ^ [3]