8.tema 8o. estructura de los mamparos
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Estructura de Los MamparosTRANSCRIPT
CONSTRUCCIÓN NAVAL
ESTRUCTURA DE LOS MAMPAROS
CLASIFICACIÓN DE MAMPAROS
MAMAPAROS RESISTENTES
MAMAPAROS DE SUBDIVISIÓN
MAMAPAROS DIVISORIOS
ESTRUCTURA DE LOS MAMAPAROS PLANOS
CONEXIONES DE LA ESTRUCTURA DE UN MAMPARO PLANO A LAS
ESTRUCTURAS ADYACENTES
ESTRUCTURA DE LOS MAMAPAROS ONDULADOS
CONEXIONES DE LA ESTRUCTURA DE UN MAMAPARO ONDULADO
CON LAS ESTRUCTURAS ADYACENTES
CRUCE DE MAMPAROS
PASO DE LONGITUDINALES A TRAVÉS DE MAMPAROS ESTANCOS
ESTRUCTURA DE OTROS TIPOS DE MAMPAROS
MAMPAROS DEL TÚNEL DE LA LÍNEA DE EJES
MAMPARO DEL GUARDACALOR
PUERTAS ESTANCAS
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CLASIFICACIÓN DE MAMAPAROS
Los mamparos son diafragmas que dividen interiormente al casco del buque.
Pueden ser estructuras resistentes que contribuyen a la resistencia de la viga-casco y
según esta contribución se clasifican en:
Mamparos resistentes.
Mamparos no resistentes.
De acuerdo con la función de compartimentación del buque, cualquiera de los
mamparos anteriores puede ser:
Mamparos estancos al agua y a las cargas líquidas. Mamparos de
subdivisión.
O divisorios, es decir simplemente de compartimentación.
Según su colocación dentro del conjunto estructural del buque los mamparos
pueden ser:
Verticales o inclinados.
Longitudinales o Transversales.
Por su estructura netamente distinta, según se consiga el reforzado:
Mamparos planos, con planchas planas reforzadas mediante
angulares.
Mamparos ondulados, con un plegado de la plancha que aumenta
su longitud y sus efectos de resistencia.
MAMAPAROS RESISTENTES
Los mamparos resistentes tienen como misiones fundamentales:
1.- Contribuir a la resistencia longitudinal o transversal, según su
dirección.
2.- Servir de reforzado local de las cubiertas, costados y fondo.
3.- Transmitir esfuerzos de una parte de la estructura a otra.
4.- Separar compartimientos del buque.
Los petroleros tienen dos mamparos longitudinales verticales que se extienden a
lo largo de toda la zona de carga, dividiendo ésta en tres tanques, y los bulk-carrier
presentan mamparos longitudinales inclinados que se extienden a lo largo de la bodega,
formando tanques altos con la cubierta y el costado.
En general, los mamparos resistentes cumplen misiones de subdivisión
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Los reglamentos de las Sociedades de Clasificaci6n dan fórmulas o tablas que permiten
calcular el escantillón de las planchas y los refuerzos de los mamparos.
Todos los mamparos resistentes pueden tener dos estructuras netamente
distintas: la formada con plancha plana y refuerzos, mamparos planos, o bien la formada
por plancha con ondulaciones, mamparos ondulados o corrugados.
La estructura plana consta de tracas colocadas horizontal o verticalmente,
reforzadas por una cara con refuerzos ·simples o reforzados que se situarán en sentido
vertical y horizontal, poniéndose siempre perpendiculares los refuerzos simples a los
reforzados.
La estructura con plancha ondulada está formada por plancha a la que se le ha
dado una forma ondulada, llevando refuerzos aislados en dirección perpendicular a las
aristas de ondulación.
MAMPAROS DE SUBDIVISIÓN
Los mamparos de subdivisión son los que tienen como misión fundamental, el
crear compartimientos estancos consiguiendo una seguridad contra la inundación total
del buque, de tal forma que cuando por accidente hay inundación de uno de estos
compartimientos llenándose totalmente, el buque no se inunda.
Sus características y cometidos fundamentales, son:
1.- Ser estancos al agua, para evitar que se propague la inundación a
compartimientos contiguos.
2.- Tendrán la resistencia estructural necesaria para resistir los esfuerzos
de presión, cuando se inunda uno de los compartimientos que limita.
Esta resistencia no tiene por qué ayudar a la resistencia del buque, pero por lo
general se construyen también resistentes.
A los mamparos que delimitan tanques de carga, la prueba de resistencia y
estanqueidad que se les hace es con presión de agua o aire.
Los mamparos estancos obligatorios, son:
1.- Mamparo de colisión de Proa o Mamparo del pique de Proa.
2.- Mamparo de Prensaestopas o Mamparo pique de Popa.
3.- Mamparos de Proa y Popa de la Cámara de Máquinas.
4.- Mamparo del Túnel del Eje con la Cámara de Máquinas hacia proa.
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Cuando la cámara de máquinas está a popa, como se indicó anteriormente, el
mamparo de la misma es también el mamparo de prensaestopas, suprimiéndose el
mamparo del túnel del eje, al no ser necesario.
El número mínimo de mamparos transversales estancos de compartimentado
exigidos, aumenta según la eslora del buque especificándose su número en el Convenio
de la Seguridad de la Vida Humana en la Mar que establece el número mínimo de
mamparos transversales y su situación y los reglamentos de las sociedades de
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clasificación recogen lo establecido en el Convenio. El número de mamparos es función
de la eslora
El mamparo del Pique de Proa protege al buque de cualquier avería que sufra en
la proa, permitiéndole navegar con el pique inundado. Sus escantillones son mayores
que el resto de los mamparos de subdivisión.
Caso especial de mamparo de subdivisión estanco es el del túnel del eje. Si el
tubo de la bocina se rompiese, la entrada del agua sólo inundaría el túnel, sin llegar a la
bodega de popa.
MAMPAROS DIVISORIOS
Estos mamparos dividen al buque en bodegas, pañales, camarotes, salones,
servicios, etc. Pueden ser también resistentes y de subdivisión.
Cuando un mamparo es simplemente divisorio, su escantillón depende de los esfuerzos
de tipo local que soporta en cada caso concreto.
ESTRUCTURA DE LOS MAMPAROS PLANOS
La estructura más normal de un mamparo plano, es la formada por planchas que
constituyen una serie de tracas horizontales y refuerzos constituidos por perfiles
comerciales o armados, formando un entramado rectangular.
La disposición de las tracas horizontalmente, permite ir disminuyendo hacia
arriba los espesores de las mismas, dando así a cada traca el espesor adecuado a la
presión de líquido que le corresponde soportar, máxima para la traca inferior y mínima
en la más alta.
La diferencia de espesores de las tracas irán todas hacia el mismo lado o cara,
siendo la opuesta la que lleve el reforzado.
Los refuerzos de un mamparo plano, son:
Refuerzos verticales y horizontales.
Vigas de refuerzo, verticales y horizontales.
Bulárcamas de mamparo
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Tanto los refuerzos verticales como horizontales suelen estar constituidos por
perfiles comerciales, tanto en L, T o llanta con bulbo, Y la colocación de un tipo u otro
dependerá de las estructuras adyacentes del fondo, costado o cubierta y de la resistencia
del mismo.
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Un mamparo que tenga que soportar grandes esfuerzos verticales, tendrá
refuerzos simples o sencillos verticales, y reforzados horizontales que tendrán como
misión, los simples, evitar el pandeo de las planchas, y los reforzados, mantener la
verticalidad de los simples y reforzado del mampato.
Se dispondrán escotes en los reforzados para el paso de los simples y uniéndose
por medio de consolas trapezoidales.
El mamparo puede estar interrumpido por cubiertas o por mamparos en
dirección perpendicular al mismo, pudiendo también cambiar el tipo de estructura de
una parte a otra, adoptando diversas soluciones constructivas, dependiendo de la
importancia de los esfuerzos a soportar y transmitir por el mamparo.
Otro ejemplo puede ser, el caso de un mamparo transversal donde las partes
laterales tienen refuerzos sencillos horizontales y su parte central con refuerzos simples
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verticales. Puede ser una solución para las conexiones de la estructura del mamparo con
las adyacentes.
CONEXIONES DE LA ESTRUCTURA DE UN MAMPARO PLANO A LAS
ESTRUCTURAS ADYACENTES
Las conexiones de los elementos de un mamparo plano con las estructuras
adyacentes, se diferenciará según a la estructura a la que ha unirse y el tipo de estructura
que ésta dispone.
Conexión con el fondo
El fondo puede ser sencillo o ser doble fondo y en ambos casos la estructura
puede ser de tipo longitudinal o transversal.
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Las conexiones del fondo con los mamparos transversales se hacen a través de
varengas, y con los mamparos longitudinales a través de vagras, para evitar problemas
de encaje.
Se puede dar la conexión en la que la plancha del mamparo se una al forro
exterior del fondo, solución que se suele adoptar cuando la estructura del fondo es
sencilla y el mamparo presenta refuerzos verticales.
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Las soluciones (a) y (b) de la figura son óptimas. Las (c) y (d) son para
estructuras del fondo transversal y con doble fondo. Tienen el problema de encaje entre
las consolas de transmisión de esfuerzos a 1as varengas o al refuerzo del forro de1
dob1e fondo.
Las soluciones (a) y (c) son con fondo sencillo. La (a) con sistema longitudinal
de fondo y la (c) con sistema transversal en el fondo.
Cuando la estructura del mamparo tiene refuerzos horizontales, las consolas de
conexión deben llegar hasta el primer refuerzo horizontal.
Cuando el primer refuerzo horizontal del mamparo está muy alto, se
colocan angulares verticales del mismo escantillón.
No obstante todas estas soluciones que son buenas, no se usan con gran
frecuencia, ya que presentan problemas constructivos importantes, siendo por lo tanto la
más usada la que hace la conexión a través de otro elemento, siendo en tal caso
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independiente del sistema constructivo, de si el fondo es sencillo o doble fondo,
debiendo sólo tener en cuenta el reforzamiento de la varenga o vagra sobre la que se
apoye.
Para completar toda la variedad de soluciones constructivas según este sistema,
se usarán consolas similares a las indicadas en la conexión directa ya que son buenas
técnicamente
Las soluciones (b), (c) y (d) son para doble fondo. La (b)y la (c) con estructura
transversal y la (d) longitudinal. No hay soluciones fijas, por tanto, sino que se deben
tener en cuenta una serie de recomendaciones, como:
l.- La conexi6n entre planchas de mamparo y forro exterior del fondo, se deberá
hacer a través de un elemento del fondo, no directamente.
2.- Bajo el mamparo se colocarán elementos del fondo o grandes cartabones que
transmitan esfuerzos.
3.- Las consolas de interconexión con el mamparo deberán ser unidas a los
elementos de refuerzo de éste.
4.- Se tendrá presente la máxima simplificaci6n constructiva.
Conexión con los costados
La conexi6n entre las planchas del mamparo y las planchas del forro de los
costados se hace directamente.
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La conexi6n entre los refuerzos de ambas estructuras se realiza mediante
consolas de forma similar a las soluciones dadas para el fondo, según el tipo de
estructura que ambos tengan.
Como soluciones más apropiadas son las dos primeras, mientras que la
última es la de mayor complicación y la que más espacio ocupa en la bodega.
Conexiones con la cubierta
Las conexiones a la cubierta presentan idénticas soluciones que en el costado. La
conexión más fácil y más aconsejable es la del mamparo con refuerzos verticales y la
cubierta con estructura longitudinal, mediante consolas, que pueden colocarse a tope o a
solape, con o sin faldilla.
Conexiones especiales
Se consideran como tales, la unión de refuerzos de gran escantillón o las de
plancha con angular directamente.
Cuando se dispone de refuerzos locales como palmejares, esloras, vigas o
contrafuertes de mamparo, lo normal es que estén en el mismo plano, tanto horizontal
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como longitudinal. La unión entonces puede ser directa, sin necesidad de consola,
soldándose alma y faldilla de uno de ellos sobre la faldilla del otro, o bien eliminando
parte de la faldilla con el fin de unir alma con alma.
ESTRUCTURA DE LOS MAMPAROS ONDULADOS
Los mamparos ondulados están formados por plancha doblada del tal manera
que se aumente la longitud de la misma y, por lo tanto, no requiera angulares como
elementos de refuerzo.
Estos mamparos presentan las siguientes ventajas respecto a los planos, como
menor peso, en algunos tipos de buques, menor tiempo de construcción principalmente
por soldadura, y menor superficie de interrupción por ambas caras.
Sin embargo, presentan también inconvenientes debido a la necesidad de
disponer de maquinaria adecuada para su construcción; realización difícil del cruce de
mamparos y difícil adaptación a la resistencia requerida.
La forma de la ondulación varía y la más usual es la primera. El sentido de la
ondulación suele ser vertical.
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En el sentido de la ondulación la resistencia es óptima, sin embargo
perpendicularmente a ella tiene poca resistencia, por lo que es necesario dársela
mediante cartabones, formados por planchas dobladas, o también mediante vigas, con o
sin faldilla, que sirven entre dos trozos de mamparo, aprovechándose esta circunstancia
para disminuir espesores, siendo de esta forma más fácil la unión de las tracas, al tiempo
de poder absorber la irregularidades que se hayan podido cometer al doblarlas.
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CONEXIONES DE LA ESTRUCTURA DE UN MAMPARO ONDULADO CON
LAS ESTRUCTURAS ADYACENTES
Al igual que con los mamparos planos, la conexión de un mamparo ondulado
con las estructuras adyacentes hay que considerarla de acuerdo con las partes del fondo,
costados y cubiertas y a su estructura.
Conexión al fondo
La conexión al fondo se realizará siempre a través de sus elementos, varengas o
vagras, a los que se suelda directamente a la tabla e forro interior en el caso de doble
fondo, que tendrá un reforzado de manera similar a lo descrito para mamparos planos.
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La conexión es perfecta mediante consolas trapezoidales por ambos lados de la
plancha.
Conexión a los costados
Esta conexión depende del tipo de estructura de los mismos, siendo la única
diferencia la amplitud de las consolas.
Este tipo de unión es problemático, por lo que puede solucionarse terminando el
mamparo ondulado en uno plano, haciendo las mismas conexiones que para ellos.
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Conexión a la cubierta
La conexión a la cubierta es directa sin consolas, pudiendo existir éstas cuando
la estructura de la misma es longitudinal.
La ondulación horizontal no es frecuente ya que la resistencia a los esfuerzos de
cubierta es muy baja, teniendo que usar grandes refuerzos verticales que complican
mucho la estructura.
CRUCE DE MAMPAROS
El cruce de mamparos presenta dificultades cuando son ondulados y cuando el
cruce es perpendicular a la dirección de la ondulación.
El cruce se realiza, por medio de un elemento auxiliar que absorbe la
discontinuidad de las líneas de unión, y es un perfil de sección cuadrada o doble T.
En los mamparos planos, el cruce se realiza en base a la unión de las planchas y
la interconexión de refuerzos o la colocación de consolas.
PASO DE LONGITUDINALES A TRAVÉS DE MAMPAROS ESTANCOS
En buques con casco de estructura longitudinal se plantea el problema del paso
de longitudinales a través de los mamparos estancos.
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Hay que tener en cuenta los siguientes aspectos, se tiene que mantener la
resistencia estructural; que no se originen concentraciones de esfuerzos por transmisión
de los mismos y que se conserve la estanqueidad del mamparo.
En general existen dos soluciones: el longitudinal atraviesa el mamparo, el
longitudinal no atraviesa el mamparo y se disponen cartabones de conexión.
En la primera solución, como el longitudinal atraviesa el mamparo, hay que
disponer corbata para mantener la estanqueidad
La segunda solución requiere exactitud en el montaje, los longitudinales quedan
interrumpidos y se disponen los cartabones que hacen las conexiones y a través de los
cuales se realiza la transmisión de esfuerzos.
El cartabón presenta en sus extremos una zona de concentración de esfuerzos
con los riesgos de aparición de grietas, por lo que son los refuerzos de los mamparos los
que se unen a los longitudinales mediante el cartabón que no debe conectar nunca
directamente a una plancha sin refuerzos.
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ESTRUCTURAS DE OTROS TIPOS DE MAMPAROS
Además de los mamparos resistentes, existen mamparos muy específicos, según
el tipo de buque, e incluso en su colocación dentro del casco
Entre estos mamparos se pueden distinguir los mamparos antibalances, que son
estructuras que se disponen para reducir el movimiento de líquidos en el interior de los
tanques de carga, disponiendo de aligeramientos y refuerzos de llantas. Cuando estos
mamparos se sitúan en los piques de popa y proa se denominan salpicaderos
Otro tipo son los usados en los graneleros, son los mamparos diafragma,
formados por un entramado de perfiles y que tienen como misión evitar los corrimientos
de carga.
En los buques mineraleros, y en las bodegas de carga se disponen mamparos
planos reforzados por ambas caras con perfiles en L de lados iguales, con su vértice
hacia el exterior.
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MAMPARO DEL TÚNEL DE LA LÍNEA DE EJES
Cuando la cámara de máquinas está a popa, la línea de ejes pasa directamente
del motor a través del mamparo de pique de popa y por la bocina llega a la hélice, no
siendo necesarias medidas especiales.
Sin embargo, cuando la cámara de máquinas está en el centro, la línea de ejes es
larga y tiene que atravesar bodegas de carga, por lo que para su protección se dispone el
mamparo del túnel de ejes, que aunque en su conjunto no es un mamparo, sino una
combinación de mamparos y cubierta, por las misiones que tiene de conseguir la
subdivisión y estanqueidad necesaria en caso de inundación por avería a través de la
bocina, hace que sea considerado como tal.
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Las misiones y requisitos que Las misiones y requisitos que tiene que cumplir,
son:
• Proteger a la línea de ejes de los daños que podría causar la carga de las
bodegas.
• Conseguir la estanqueidad necesaria en caso de avería de la bocina.
• El túnel tiene que ser accesible para la inspección de la línea del eje y las
chumaceras de soporte.
• Se extenderá desde el mamparo de popa de la cámara de máquinas hasta
el mamparo del pique de popa o de prensaestopas.
En el túnel del eje existen dos ensanchamientos a proa y popa, que constituyen
las cámaras del túnel. El de popa suele abarcar toda la manga del buque, y su techo es
una plataforma con acceso a través de un tronco.
Las cámaras facilitan el montaje y desmontaje de la línea de ejes que se
descompone en un eje de empuje conectado al motor, unos ejes intermedios y el eje de
cola.
El eje de empuje suele estar situado en la cámara de máquinas y para la
maniobra de dicho eje, en general, no es necesario ensanchamiento a proa del túnel.
El tronco de escape cámara del túnel sirve también de ventilación. Desde la
cámara de máquinas se puede entrar al túnel a través de una puerta estanca en general.
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La estructura del mamparo del túnel consta de una envolvente de plancha
reforzarla por angulares unidos mediante consolas triangulares y cuya resistencia se
calculará para que soporte la presión del agua, estando formada por dos mamparos
parciales longitudinales con simetría de espejo, cerrados en su parte alta por una bóveda
de plancha curva, o una cubierta plana.
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La solución con bóveda de plancha curva tiene mayor resistencia y por lo tanto
requiere menores escantillones.
A veces se dispone en el interior del túnel un piso de tránsito por debajo del cual
se canalizan tuberías de agua, combustible, etc.
En buque de dos hélices, en general, cada línea de ejes tiene su túnel, sin
embargo las cámaras de proa y popa de ambas líneas son comunes confundiéndose en
una sola, respectivamente.
MAMPAROS DEL GUARDACALOR
El guardacalor está formado por un conjunto de mamparos, que aunque no están
propiamente en la Cámara de Máquinas, se consideran constitutivos de ella.
Estos mamparos son longitudinales y transversales y forman troncos que van
reduciendo el espacio que delimitan a medida que ascienden, naciendo en la cubierta
superior o segunda cubierta, y atravesando las diferentes superestructuras, cuando están
sobre el compartimiento de máquinas, terminan en la lumbrera y la chimenea.
El reforzado de la plancha de los mamparos es, en general, por medio de
refuerzos verticales, y la transmisión de esfuerzos se realiza mediante la unión, por
medio de cartabones, a las cubiertas.
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Tanto los mamparos longitudinales como los transversales pueden ser
troquelados o planos con sus correspondientes refuerzos.
PUERTAS ESTANCAS
Todo buque tiene una subdivisión en compartimientos estancos, por lo tanto,
cuando sea necesario comunicar éstos a través de los mamparos estancos, se realizarán
aberturas en ellos, con un cierre de las mismas que garantice la estanqueidad necesaria.
Las puertas estancas constituyen estos cierres estancos.
La abertura de la puerta deberá tener dimensiones mínimas y en el caso de ser
requerida exclusivamente para paso de personas es aconsejable que no sobrepase los
1250 mm de altura y 700 mm de anchura. No obstante cuando es un paso continuo, por
ejemplo acomodaciones, puede ser mayor. La puerta tendrá un umbral de 400 a 600 mm
de altura. Todo el borde de la abertura dispondrá de un marco o brazola eficazmente
unida por soldadura, a la plancha del mamparo y a los refuerzos del mismo,
disponiéndose las cuatro esquinas redondeadas para evitar la concentración de
esfuerzos.
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Como el mamparo ha de mantener la resistencia y estanqueidad apropiadas, es
necesario, que la abertura, que debilita la estructura, sea compensada con refuerzos
conjuntamente con la puerta. Estos refuerzos se colocarán partiendo del principio de su
utilización en el cierre, y en el caso que no sean suficientes se distribuirán como
elementos de resistencia local del mamparo, como refuerzos verticales y horizontales.
Todo el borde de la abertura dispondrá de una brazola unida por soldadura a la
plancha del mamparo y a sus refuerzos, siendo sus esquinas redondeadas para evitar la
concentración de esfuerzos
Hay dos tipos de puertas estancas:
Puertas de bisagra.
Puertas de corredera.
El uso de un tipo u otro dependerá de la zona en que se encuentren y del espacio
disponible, ya que la puerta de bisagra requiere espacio para su giro y la de corredera
no.
La estructura de la puerta de bisagra está formada por planchas con refuerzos
alineados con los del mamparo; con un canal en su contorno donde se alojarán tiras de
caucho sintético o empaquetadura impregnada de gras fácilmente renovable que
presionado contra el angular que contornea el hueco de la puerta consigue la
estanqueidad requerida.
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El cierre de la puerta se consigue mediante las trincas o presillas repartidas en el
contorno de la puerta, pudiéndose accionar desde ambos lados, siendo por tanto su
cierre directo.
Las puertas de corredera se deslizan paralelamente al mamparo, con
desplazamiento horizontal o vertical, mediante unas guías mediante accionamiento a
mano, por medios mecánicos, a motor, o hidráulicos.
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Estas puertas pueden disponer de mandos a distancia, los cuales permitirán abrir
o cerrar desde cubierta, por ejemplo, al mismo tiempo que desde dicha puerta. La
estanqueidad se conseguirá mediante juntas de goma situadas en el marco.
Cuando el cierre es manual, la puerta se podrá abrir o cerrar por ambos lados,
directamente, o desde encima de la cubierta de mamparos estancos por medio de
manivela.
Igualmente que las puertas de bisagra, la estructura ha de ser de acero reforzado
con los refuerzos verticales y horizontales necesarios, y puede deslizar dentro de un
marco con el que se consigue la estanqueidad mediante juntas de goma situadas en el
marco. La junta puede llevar unas cremalleras accionadas por piñones o un
accionamiento hidráulico que abra o cierre.
Todas las puertas estancas debe ser posible accionarlas desde un mando central y
disponer de señales sonoras que avisen al personal que esté en sus proximidades,
debiéndose cerrar en un tiempo que proporcione seguridad.
Las puertas exteriores de las superestructuras tendrán características similares a
las de los mamparos y como todas ellas su posición normal es cerrada.
BIBLIOGRAFÍA
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2. Estructura del buque. Tecnología y cálculo. López García GM.
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CONSTRUCCIÓN NAVAL
3. La estructura del buque. Construcción Naval I. Ramírez Sánchez, Francisco
Javier.
4. Ship Desing and Construction. The Society of Naval Architects and Marine
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