Desarrollaron de una Guía de Simulación Computacional para la validación de diseños de Hélices de Propulsión Fluvial

«Desarrollo de una Guía de Simulación Computacional para la Validación de Diseños de Hélices de Propulsión Fluvial», se denomina el Trabajo Final de Grado (TFG)  presentado por los nuevos ingenieros Carlos Daniel Chaves Bogado y Alejandro José Escobar Ramos, como prueba final para egresar de la carrera de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La defensa del trabajo se realizó el pasado viernes 27 de Diciembre de 2024 en la Institución.

A lo largo de los últimos 20 años la industria naval paraguaya ha crecido a pasos agigantados. En consecuencia, la introducción de mejores tecnologías que a su vez mejoren las condiciones de
navegación ha sido imperativa. Hoy en día el mayor porcentaje de la economía paraguaya depende de la industria naval, siendo la Hidrovía Paraná-Paraguay la mayor vía de entrada y salida de materia prima y productos, conectando comercialmente nuestro país con el resto del mundo.

De esta manera, el avance del tiempo y el crecimiento del comercio internacional han propiciado un gran salto en la adquisición de conocimientos técnicos por parte de los miles de paraguayos que componen el rubro, logrando hitos nunca antes pensados por los habitantes del país. Uno de los elementos clave en la propulsión de distintos tipos de embarcaciones, es la hélice. Definida como “Propulsor que accionado mecánicamente produce una fuerza o empuje a lo largo del eje de rotación cuando gira en un fluido líquido o de gas” o también como “Elemento que transforma la energía mecánica que se genera en el motor en fuerza impulsora”, tiene una relación directa con la eficiencia y rendimiento de propulsión de las embarcaciones. Para la evaluación de la conveniencia de seleccionar un determinado tipo de hélice se consideran varios factores como su rendimiento, capacidad de empuje, de torque, etc., y su respuesta a fenómenos hidrodinámicos.

Mediante herramientas de simulación, evaluando todos los factores anteriormente mencionados, basados en convenciones elaboradas para tal aplicación, se estudiaron modelos de hélices de una serie sistemática a seleccionar para la elaboración de una guía de validación de parámetros de hélices de propulsión fluvial. En el Trabajo Final de Grado presentado se realizó una comparación entre los datos teóricos obtenidos mediante ensayos de aguas abiertas de las hélices pertenecientes a la Serie Wageningen o Serie B y los resultados obtenidos mediante la dinámica de fluido computacional (CFD) en condiciones de aguas abiertas. Para ello se analizó una hélice serie B de cinco palas y de 1,8 m de diámetro en diferentes puntos de operación determinado por el coeficiente de avance (J), además se realizó un estudio de criticidad de los parámetros físicos y de simulación que influyen directamente en los resultados. Los estudios realizados revelan que para coeficientes de avance (J) menores al de rendimiento máximo, la diferencia porcentual entre los datos de ensayos y los resultados obtenidos por CFD serán próximas al 10%.