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RESISTENCIA POR INTERFERENCIA ENTRE CASCOS

La interacción hidrodinámica entre cascos es un problema clásico de los catamaranes. La

interferencia se produce, por un lado a causa de la superposición de los sistemas de olas

generados por cada casco (Interferencia de olas), y por otro, debido a la llamada “interferencia de

cuerpo”. 

La interferencia de cuerpo es debida a la alteración del flujo sobre un casco producida por la

presencia cercana del otro. La presencia de un casco hace que el flujo que le llega al otro deje de

ser simétrico, llegando a generarse un flujo cruzado bajo las quillas de los cascos.

Conceptualmente, el aumento de la resistencia de cada casco vendría a ser equivalente a la

diferencia entre la producida al remolcar un perfil con un cierto ángulo de ataque respecto al flujo

alineado con él.

Esta resistencia adicional, que llegaría a existir incluso en ausencia de superficie libre, depende dela separación entre cascos y de las formas de éstos, y no resulta fácil de calcular.

Por otra parte, la interferencia entre los trenes de olas divergentes generados por las proas o por

los “hombros” de cada uno de los cascos del catamarán suele producir, en la gran mayoría de los

casos, un aumento de resistencia.

A veces, este aumento de resistencia puede ser aún mayor si la ola generada por la proa de uno de

los cascos incide directamente sobre la popa del otro. Si para una separación dada los cascos son

demasiado largos, se facilita este efecto mientras que si son demasiado cortos, poco esbeltos, la

resistencia total de los dos cascos podría ser superior a la del monocasco equivalente.

En primera aproximación, y dado que el sistema de olas divergente generado por cada casco se

propaga formando un ángulo de unos veinte grados con respecto a crujía, la distancia entre cascos

para reducir la interferencia entre trenes de ola debería ser igual, como mínimo, a la eslora en la

flotación del casco multiplicada por la tangente de veinte grados.

Evidentemente, los efectos de estas interferencias entre cascos vienen gobernados,

principalmente, por la separación entre los mismos y por la velocidad de la nave. Se ha

comprobado que, a partir de una cierta separación, la interacción entre cascos resulta inapreciable

y no merece la pena, desde el punto de vista hidrodinámico, aumentarla aún más.

La influencia de la separación entre cascos en la resistencia al avance en aguas tranquilas de un

catamarán es especialmente elevada a las velocidades que se encuentran en números de froude

del orden de 0,3 a 0,5.

Es obvio que para fijar la separación entre cascos de un proyecto se debe llegar a una solución de

compromiso teniendo en cuenta también condicionantes distintos a los hidrodinámicos como

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pueden ser los del diseño de la estructura transversal de unión de los cascos o del peso del buque

en rosca.

Se ha de buscar la mínima resistencia al avance para una carga útil dada. Una mayor separación

entre cascos dará lugar a un aumento del momento torsor al que está sometida la estructura

transversal del catamarán, y por lo tanto a un aumento del peso de dicha estructura resistente y,con ello, del peso del buque en rosca.

Con el objeto de disminuir la resistencia total al avance de los catamaranes se han ensayado

diversas formas de los cascos. Cada uno de los cascos del catamarán puede ser simétricos o, para

velocidades más altas, cortados por crujía (Split). En este caso el costado interior de cada casco es

plano y si la separación entre ellos se anulase se tendría un solo casco de planeador. A veces para

velocidades bajas o intermedias se emplean cascos asimétricos que reducen la ola bajo el túnel y,

por lo tanto, la probabilidad de impactos de olas en esa zona.

Los cascos asimétricos se disponen con su medio casco más esbelto hacia la crujía de la

embarcación. Así se reduce la resistencia por formación de olas, es decir, el tamaño de los trenes

de olas, en el interior del túnel, pero se aumenta hacia afuera del catamarán.

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La figura siguiente muestra el factor de aumento de sobre la resistencia residual de un catamarán

en función de la separación entre los cascos y del número de Froude de operación:

Siendo:

FICAT = RRESIDUAL TOTAL DEL CATAMARÁN/(2 x RRESIDUAL DE UN CASCO)

De acuerdo con la figura, los valores de FICAT = 1 corresponderían a un efecto nulo de la interacción

entre cascos. Se puede apreciar en la misma figura que para pequeñas separaciones siempre hay

aumento de resistencia, y para separaciones mayores hay pequeños efectos beneficiosos que se

obtienen para números de Froude entre 0,31 y 0,41.

La figura anterior se refiere a catamaranes de cascos simétricos. Normalmente estos factores de

interferencia se reducirán para las embarcaciones de cascos asimétricos o cortados.