Validación de una herramienta computacional para determinar el movimiento de un barco atracado (cuerpo rígido) a través de registros de acelerómetros móviles

Abstract

La herramienta que se emplea en este trabajo actúa como una transformación lineal que requiere introducir una serie temporal de aceleraciones lineales en puntos de referencia de un cuerpo rígido y sus velocidades angulares, para obtener las aceleraciones lineales del centro de masa del cuerpo y sus aceleraciones angulares. Posteriormente,se integran numéricamente las series temporales de aceleración hasta obtener los desplazamientos del centro de masa y giros del cuerpo, teniendo en consideración que se trata de un sistema dinámico comandado por una ecuación diferencial de movimiento. El caso está aplicado a un barco atracado en el Puerto de San Antonio, cuyos movimientos son conocidos por una serie sintética proporcionada por la consultora de Ingeniería de Costas, Obras Marítimas y Portuarias, PRDW, de un modelo simulado de barco atracado extraído del modelo numérico TERMSIM II, desarrollado por MARIN [1], utilizado en la industria, que contiene seis series temporales de desplazamiento (lineal y angular). Estos desplazamientos y giros son los datos precursores de las aceleraciones lineales y velocidades angulares que se introducen en la herramienta computacional, y han sido obtenidos (aceleraciones y velocidades), mediante dos métodos que se explican en el desarrollo del documento. La validación se realiza cuando se comparan los desplazamientos y giros obtenidos tras la aplicación de la herramienta y su posterior integración numérica, con los desplazamientos y giros de la serie sintética entregada por el modelo de simulación. De validarse la herramienta para errores que se encuentren dentro de un rango aceptable, se abre el camino para implementar el uso de teléfonos móviles (smartphones), que contengan acelerómetros y giroscopios integrados dentro de su placa, como instrumentos de medición para registrar las aceleraciones lineales y velocidades angulares de navíos en la industria portuaria. Estos datos registrados permitirían obtener los desplazamientos del centro de masa (en cada uno de sus ejes) y giros del barco, por lo tanto, sería posible conocer el movimiento de cualquier punto fijo ubicado dentro de la nave con la herramienta presentada y un post procesamiento de los datos. Palabras claves: barco atracado, cuerpo rígido, acelerómetro, giroscopio, teléfono móvil, movimiento, puerto, herramienta computacional.