Los tanques antibalanceo son tanques instalados en los barcos para mejorar la respuesta del barco al movimiento de balanceo. Equipados con deflectores destinados a reducir la velocidad de transferencia de agua desde el costado de babor del tanque al costado de estribor y viceversa, los tanques están diseñados de tal manera que una mayor cantidad de agua queda atrapada en el costado más alto del buque. Esto tiene como objetivo reducir el período de balanceo del casco al actuar en oposición al efecto de superficie libre . Se pueden clasificar en general en tanques antibalanceo activos y pasivos.
Tanque único parcialmente lleno que se extiende a lo largo de todo el ancho del buque. Su forma, tamaño y deflectores internos permiten que el líquido en su interior se mueva de un lado a otro en respuesta al movimiento de balanceo del buque. La sincronización de los momentos de balanceo que actúan sobre el buque y el movimiento resultante del líquido será tal que reducirá el movimiento de balanceo. Este tipo de tanque fue investigado por primera vez por William Froude , pero no recibió mucha atención hasta la década de 1950, cuando fue revivido y utilizado en muchos buques de guerra. Tienen la ventaja adicional de que es posible variar la frecuencia natural del tanque mediante cambios en el nivel del agua y, por lo tanto, adaptarse a los cambios en la altura metacéntrica de un buque . Los tanques de superficie libre se conocen comúnmente como tanques de "canal".
El uso de estos tanques fue iniciado por Herr H. Frahm en Alemania a principios del siglo XX [1] y a menudo se los conoce como tanques Frahm. Estos tanques parcialmente llenos constan de dos tanques laterales conectados en la parte inferior por un conducto de cruce sustancial. Las columnas de aire sobre el líquido en los dos tanques también están conectadas por un conducto. Al igual que en los tanques de superficie libre, cuando el barco comienza a balancearse, el fluido fluye de un tanque lateral a otro, lo que provoca un momento de balanceo que varía con el tiempo en el barco y, con un diseño cuidadoso, este momento de balanceo tiene la fase correcta para reducir el movimiento de balanceo del barco. No restringen el paso de proa a popa, ya que el espacio por encima y por debajo del conducto de cruce de agua está disponible para otros fines.
Este fue otro concepto introducido por Frahm y utilizado en varios barcos a principios del siglo XX. En este concepto, los dos tanques laterales están conectados únicamente por un conducto de aire en la parte superior. El agua fluye dentro y fuera de cada tanque a través de una abertura en el casco hacia el mar. Esto elimina la necesidad de un conducto de cruce como en los otros diseños, pero tiene su propio conjunto de desventajas. Este diseño promovía la corrosión de los tanques debido a la interacción explícita con el agua de mar. Los agujeros en el casco causan resistencia al movimiento hacia adelante. La fuerza necesaria para acelerar el agua de mar fuera del barco (que inicialmente está en reposo) a la velocidad del barco cuando entra en el barco es un componente de arrastre sustancial (arrastre de momento) a medida que su magnitud aumenta con el cuadrado de la velocidad del barco. Más recientemente, se ha utilizado una variación de estos tanques en aplicaciones de plataformas de perforación petrolera donde el movimiento hacia adelante tiene poca relevancia.
Este es similar a un tanque de tubo en U, pero el conducto de cruce de agua es mucho más grande y el de cruce de aire contiene un sistema de válvula servocontrolada . Dado que esta válvula controla el flujo de aire, se requiere muy poca energía. Cuando la válvula está cerrada, se evita el paso de aire de un tanque al otro y la compresión resultante del aire en el tanque también evita el flujo de agua. Cuando la válvula se abre, es posible el libre movimiento del agua y el aire. [2]
La frontera entre la estabilización controlada pasiva y la estabilización activa no es tan clara. La estabilización activa generalmente implica que el sistema requiere el uso de maquinaria de potencia significativa y el sistema debe ser mucho más eficaz en la reducción del balanceo para justificar este alto costo.
Este concepto utiliza una bomba de flujo axial para forzar el paso del agua de un lado del barco al otro en lugar de permitir que se mueva como en los sistemas pasivos. Webster (1967) estudió el diseño de un tanque de este tipo en detalle. La principal desventaja de esto es que cuando se opera la bomba hay un retraso en el tiempo para que una cantidad considerable de fluido llegue al tanque, lo que limita la estabilización instantánea del balanceo. Por lo tanto, en comparación con los sistemas de estabilizadores de aletas, este sistema es altamente ineficiente. [3]
En lugar de consumir energía para controlar el flujo dentro del tanque, este concepto utiliza una turbina hidráulica para producir electricidad utilizando el agua que cae en el tanque como en los sistemas pasivos. Las principales ventajas de esto son la reducción de los costos operativos al reemplazar parte del consumo de combustible y el control del flujo de agua sin ningún dispositivo mecánico móvil. [4]