barcos estructuras

5/8/2018 BARCOS ESTRUCTURAS - slidepdf.com

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SUMARIO

FUNDAMENTO TEORICO

I. BUQUES DE CARGA

1.1. DEFINICION«««««««««««««««««««««««.««««.«. Pág. 31.2. PARTES DE UN BUQUE DE CARGA

1.2.1. Descripción del casco««« ...«««««««««..««««« Pág. 31.2.2. Lados««««««««««««««««««««««««««. Pág. 3

1.2.3. Dimensiones««««««««««««««««««...««««. Pág. 3

1.3. CARACTERISTICAS««««««««««««««««««««..««««« Pág. 3

II. FUNDAMENTO ESTRUCTURAL DE LOS BUQUES DE CARGA

2.1. NOCIONES BASICAS««««««««««««««««««««««««. Pág. 3

2.2. TIPOS DE ESFUERZOS2.2.1. Esfuerzos longitudinales del buque en aguas tranquilas... ...« Pág. 3

2.2.2. Esfuerzos longitudinales del buque en olas«««««« «..«. Pág. 32.2.3. Esfuerzos locales«««««««««««««««««««««. Pág. 3

2.2.4. Flexiones transversales«««««««««««««««...««.. Pág. 3

2.3. VIBRACIONES««««««..«««««««««««««««««««««. Pág. 32.4. ESTRUCTURA DE UN BUQUE«««««««««««««««««««..«« Pág. 3

III. TIPOS DE BUQUES DE CARGA

3.1. BUQUE FRIGORIFICO««««««««««««««««««««.......««.. Pág. 3

3.2.

BUQUE MIXTO DE LINEAS OCEANICAS««««««««««««««««.. Pág. 33.3. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE MERCANCIA A GRANEL««««...««.. Pág. 3

3.4. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE CARBON««««««««««««.....« Pág. 3

3.5. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE MINERAL«««««««««««««.«. Pág. 3

3.6. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE PETROLEO««««««««««.«««.. Pág. 3

3.7. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE MINERAL, GANEL SECO Y GRANEL

LIQUIDO««««««««««««««««««««««««««««««. Pág. 3



3.8. BUQUES PARA EL TRNSPORTE DE GAS LICUADO DE PETROLEO

(G.L.P.)««««««««««««««««««««..«««««««...««.. Pág. 3

3.9. BUQUES PARA EL TRANSPORTE DE GAS NATURAL LICUADO DE PETROLEO

(G.L.N.)««««««««««««««««««««««««««...«...«« Pág. 3

IV. BUQUES PORTACONTENEDORES

4.1. DEFINICION«.«««««««««««««......««««.. «««....«««« Pág. 34.2. CARACTERISTICAS««««««««««««««««..«....««...«««« Pág. 34.3. DIMENSIONES«««««««««««««««««««««««.««....«. Pág. 3

4.4. PLANO«««««««««««««««««««««««.«««««««.. Pág. 3



:

B E DE



CAPITULO 1: BUQUE DE CARGA

1.1 DEFINICION:

Un buque de carga o buque mercante es un barco o nave con cubierta que por sutamaño, solides, fuerza y diseño es adecuado para transportar mercancías, vienes y

materiales de un puerto a otr o. Además debe contar con las siguientes condiciones:

Flotabilidad Solides o resistencia

Estanqueidad Estabilidad

Navegabilidad

Es considerado buque si supera los 24 m. de eslora de lo contrario se le considerada

embarcación.

1.2 PARTES DE UN BUQUE DE CARGA:

1.2.1. DESCRIPCION DEL CASCO:

La calidad y forma del casco de un buque le proporciona a esta impermeabilidad alagua para poseer flotabilidad y resistencia para soportar los esfuerzos a los que estará

sometida.

CASCO: Es el armazón de un barco. Compuesto por la quilla, cuadernas, varengas (paredes del doble fondo transversales), vagras

(paredes del doble fondo longitudinales), baos, el forro exterior y la cubierta. Elcasco debe tener una forma tal que favorezca su velocidad y le proporcionelas mejores cualidades marineras para la navegación.

LINE A DE FLOTACION: Es la intersección del plano de nivel libre del agua con lasuperficie exterior del casco.

CAST ILLO: Es la superestructura que se eleva por encima de la proa.

COMBÉS: Es la superestructura que se encuentra en el centro del buque.

ALCÁZAR: Es la superestructura que se encuentra en la popa.

OBRA V IVA - OBRA MUERTA: Se llama obra viva a la parte sumergida y estádelimitada por la línea de flotación , que es la línea marcada en el casco por la



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el ¢ asco compr endida desde la lí © a

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hasta la bo r

a.

QUILLA: E la pieza pr incipal de la estr uctura situada en la par te infer ior del

buque, en sentido longitudinal.

uede ser de madera o acer o (según el tipo de constr ucción) desde donde nacen las cuader nas. En el extr emo depr oa se une a la r oda y al codaste en la popa.

ROD A: E la pr olongación de la quilla en dir ección ver tical o inclinada por su

par te de pr oa, de for ma r ecta o curva según el tipo de buque. COD AS

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el codaste e s aguantar el pe so del timón, hél ice y eje s , así como lo s e sfue rzo s po r ello s tran smitido s y lo s r ecibido s po r ef ecto del e stado

del mar.

CUAD

ERN A: Son piezas curvas que se afir man a la quilla y for man el esqueleto del buque y, sobr e ellas se sueldan las planchas que for man el forr o exter ior del

bar co.

CUADERN A %

AES&

R A: Es la cuader na que corr esponde a la sección transver salde mayor superficie, situada en la medianí a del buque.

B AOS: Son piezas transver sales que complementan las cuader nas y sirven parasostener a las cubier tas.

FORRO EXTERIOR: Es la par te exter ior del casco, for mado por tablones o

planchas.

M A MP AROS: ' ueden ser longitudinales o transver sales, subdividen el casco en

var ios compar timientos, aumentando su r igidez y r esistencia.



BODEG A: Son los espacios de un buque bajo cubierta principal, destinados al

alojamiento de las mercancías a transportar. En buques destinados al

transporte de carga líquida a granel se reemplazan las bodegas por tanques.

SENT IN A: zona más baja de la bodega donde llegan las aguas que puedan( aber penetrado en ella.

ESCOT ILL A: Son las aberturas cuadradas o rectangulares que se deja en variospuntos de las cubiertas de las naves para bajar a la parte inferior e introducir oextraer la carga.

BRAZOL A: Es la pared perimetral que rodea a la boca escotilla de

la bodega de una embarcación. Tiene por objeto elevar respecto a la cubiertaprincipal el cierre de los espacios de carga, dificultando la entrada de agua al

tiempo que da rigidez estructural a la apertura practicada en cubierta paraacceder a las bodegas.



PUNTALES: Son los refuerzos de los baos en sentido vertical .

DOBLE FONDO: Consiste en colocar un segundo forro interior entre lascuadernas, dividiendo en celdas el fondo de la nave

2.1.2. LADOS:

PROA: Es la parte delantera de un barco que va cortando las aguas del mar. Se

caracteriza por ser afinada para disminuir al máximo posible su resistencia al

movimiento.

POP A: Es la terminación posterior de la estructura del buque. Generalmente esta partees afinada a fin de evitar los remolinos y pérdidas de energía. Los tipos más

generalizados son:

La popa de crucero

La popa de espejo o estampa



EST RIBOR: Es el lado der echo en el sentido de la mar cha o, más exactamente, el lado der echo mirando hacia pr oa.

B ABOR: Es el lado izquier do en el sentido de la mar cha o, más exactamente, el lado izquier do mirando hacia pr oa.

)

.0 .

1

. D2

3

E4

S2

5

4 ES:

ESLOR A: Es la dimensión de unbuque tomada a su lar go, desde la pr oa hasta la popa.Se distingue entr e:

Eslora de flotación.

Eslora entr e perpendicular es.

Eslora má xima.

Eslora total.

M ANG A: Es la medida del bar co en el sentido transver sal, es decir de estr ibor a babor.Se mide en la par te más ancha del bar co. Se tiene:

Manga má xima: Má xima medida que tiene la embar cación en el sentido transver sal.

Manga en flotación: Medida en la línea de flotación del navío.

6 a manga interviene dir ectamente en laestabilidad y en la r esistencia al avance, en un bar co más ancho aumentará la r esistencia al avance.

PUNT AL: Es la altura del buque medida sobr e la perpendicular media, desde el bor de infer ior de la quilla hasta la cubier ta pr incipal.



C ALADO: Es la inmer sión del buque en el agua. Se mide a par tir de la línea de constr ucción, que es la inter sección del plano longitudinal con lacara super ior de laquilla hasta la línea de flotación.

7 . 8 . 9 @ A @ 9

B

E A C SB

C 9 @ S:

La solidez exige una estr uctura del casco r obusta para r esistir los esfuer zos aque el buque se ve sometido durante su vida por la acción de los difer entes estados de la mar y de los pesos que transpor ta

La estanqueidad evita que entr e agua en el inter ior del bar co en cualquier cir cunstancia de tiempo meteor ológico y lugar.

La flotabilidad per mite al buque mantener se a flote a pesar de que algunas de sus par tes se encuentr en inundadas; favor ecen esta cualidad una buena

división estanca de su inter ior, así como una obramuer ta elevada.

La estabilidad da lugar a que vuelva a su posición de equilibr io por sí mismo,cuando ha sido desplazado de ella por un agente exter no (el olea

D

e por ejemplo), influyen en la estabilidad los pesos y las for mas del buque.

La velocidad va en función de las for mas del buque de la potencia y delmedio de pr opulsión.

La facilidad de gobier no es una caracter ística que se r equier e en razón de lanecesidad de movimiento del buque en todas las dir ecciones.

MANGA XI

E F NTAL

G ALADH



APITULO :

UNDAMENTO ESTRUCTURAL

DE UN BUQUE DE CARGA



CAPITULO 2: FUNDAMENTO ESTRUCTURAL DE UN BUQUE DECARGA

El esfuerzo a que está sometida la estructura de un buque juega un papel primordialen la seguridad de todo su conjunto, así como también la serie de cargas a la que

está expuesta la viga-casco en cualquier momento de la navegación, ya sean estosdinámicos o estáticos.

Cada estructura tiene características que le dan resistencia a los esfuerzos a los que

está sometida.

Desde el punto de vista del estudio de su resistencia, el casco puede ser proyectado,como la viga o prisma rectangular de una construcción terrestre, con una diferencia

importante: mientras las vigas normales se apoyan en dos o más puntos definidos, elbuque lo

I ace en toda su eslora, ya que es soportado por el agua.

En estas condiciones la viga-casco que constituye al buque, está formado por todos

aquellos elementos que se extienden de modo continuo de proa a popa.

2.1 NOCIONES BÁSICAS:

Car P a: Es el término general que se usa para indicar la fuerza o peso queactúa sobre un cuerpo, sometiendo la estructura de éste a una condición de

esfuerzo, que tiende a producir cambios de forma en el mismo. Se usa comounidad Toneladas x metro.

Esf Q er R

o: Es el efecto de la carga sobre el cuerpo. Equivale a la medida deresistencia del material, a las fuerzas que tienden a producir su deformación. Seexpresa en Kg /mm2.

Defor S ación: Es el efecto del esfuerzo y es la medida de alteración de las

formas. Se expresa en tanto por ciento del largo original.

MódT lo de Ela sticidad o de Yo

T nU : Es el valor del esfuerzo dividido por la

deformación, dentro del límite elástico del material. Es una constante del

mismo. Para el acero dulce su valor es de 20.000 Kg/mm2.

Ten sión ó Tracción: La resistencia que un material ofrece a que lo estiren.

CoV pre sión: La resistencia que un material ofrece a las fuerzas o cargas que lo

comprimen.



Esf W er X o Cortante: El efecto de dos fuerzas actuando en sentido paralelo y

direcciones opuestas, tiende a que una pieza se deslice sobre la otra.

Flexión: Una pieza experimenta esfuerzos por flexión, cuando está sometida acargas o fuerzas que se ejercen en sentido transversal (normalmente

perpendiculares a su eje longitudinal).

Ca sco: Desde el punto de vista estructural, el casco lo podemos considerar

como una viga flotante de mínimo peso, pero con la resistencia necesaria parasoportar los esfuerzos debidos a su carga y a los empujes del agua.

Desde el punto de vista de la construcción naval y para el estudio de laresistencia estructural del casco, lo podemos similar a un prisma rectangular

que está sometido a los esfuerzos originados por el casco y su carga, el empujedel agua que desaloja y otra serie de esfuerzos dinámicos.

P rincipio de ArqY

í ̀ ede s: Según Arquímedes ´todo cuerpo sumergido total oparcialmente en un fluido experimenta una fuerza de empuje

a acia arriba

igual al peso del fluido ocupadoµ.

La ley de la Flotabilidad de Arquímedes, indica que si sumergimos un cuerpo enun fluido este sufre un empuje vertical

a acia arriba igual al peso del volumen

de fluido desalojado. Así, si el cuerpo es menos denso que el líquido, este,flotará y si es más denso, se

a undirá. Esta razón por la que flotan todos los

barcos, incluidos los dea ierro y acero: la cantidad de agua desplazada es

igual al volumen de a ierro más el aire dentro del casco y aunque el a ierro es

más denso que el agua, el aire es menos denso ya ay siempre más volumen de

aire que de a ierro. Por eso, si se llenara el barco de a ierro o de agua sea undiría.

2.2 TIPOS DE ESFUERZOS:

2.2.1. ESFUERZOS LONGITUDINALES DEL BUQUE EN AGUAS TRANQUILAS:

Si consideramos un tablón de sección regular flotando en aguas tranquilas veremos

que su peso (P) y su empuje (-P) están equilibrados, además como sus secciones sonde material uniforme el peso se re parte en las secciones y cada una de ellas tieneequilibrado su peso (p) con su empuje ( -p), en estas condiciones el tablón no está

sometido a ningún tipo de esfuerzo.



Consider emos un buque dividido en b

secciones, el peso total del buque estáequilibrado por el empuje, per o sin consideramos las

b

secciones como si estuviesen cor tadas y estas pudiesen mover se de manera ver tical independientemente una de otra. El peso de las secciones c y

b

exceden sus pr opios empujes (debido a que lapr oay popa por sus for mas afinadas tiene poco empuje) y buscan hundir se siguiendo ladir ección de las flechas. La sección

d

que es la supuesta sala de máquinas por su peso excede al empuje y también tiende a hundir se. Las secciones

e

yf

son las bodegas,cuando estas estén vací as el empuje será mayor que el peso y estas tenderán a subir,el r esultado de esto se da en la siguiente figura.

Buque con sus secciones equilibradas.



En la r ealidad las secciones no pueden mover se ver ticalmente, los momentos flector es y esfuer zos longitudinales son pr oducidos por la for ma desigual en la que se r epar ten los pesos y empujes a lo lar go del buque. Esto tendrá que tener se en cuenta en eldiseño.

g

.g

.h . ES

i UERZOS LONGITUDINALES DEL BUQUE EN OLAS:

Los esfuer zos en el buque cuando está sometido a olas es má ximo, si el tamaño de laola igual a la longitud de la eslora (longitud del buque) y la cr esta de la ola coincide con la mitad del bar co, y los senos de la ola con la pr oa y popa la distr ibución de car gas en el buque toma la siguiente manera:

Buque sometido a esfuer zos por p Quebrantosµ

Según el grafico los extr emos del buque tienden a hundir se y el centr o a levantar se, aesto se le llama p

condición de quebrantoµ esto causa esfuer zos de compr esión en lacubier ta (par te super ior del bar co) y una tracción en la quilla (par te infer ior delbar co). Los esfuer zos en el casco son similar es a una viga apoyada en los extr emos ycon la car ga concentrada en el centr o.

COMPRESION EN QUILLA

TRACCION EN CUBIERTA



Esfuer zos en una viga apoyada en su centr o y con los pesos concentrados en sus extr emos.

Ahora considerar emos el caso en el que la cr esta de la ola coincide con la pr oa y

popa yel seno de la ola esta en el centr o del buque.

En este caso la distr ibución de car ga viene r epr esentado por las flechas y haceque lapopa y la pr oa tiendan a levantar se, mientras que el centr o del bar co a hundir se aesta condición se le llama q

condición de Arr ufoµ. Aquí se pr oduce una compr esión en cubier ta mientras que en la quilla hay una tracción.

TRACCION EN QUILLA

COMPRESION EN CUBIERTA



Los esfuer zos en la condición de r Arr ufoµ son similar es a los d una viga apoyada en sus extr emos y una car ga distr ibuida de manera unifor me a lo lar go de su longitud o podemos r epr esentarla como:

Esfuer zos en una viga apoyada en su centr o y con el peso concentrado en el centr o.

s

.s

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. ESu UERZOS LOCALES:

Son los pr oducidos en zonas r estr ingidas del buque, sin afectar en general, una gran extensión de estr uctura. Estos esfuer zos son algunas veces pr oducidos como consecuencia de los esfuer zos longitudinales y transver sales, que por distintas razones pueden afectar una zona r estr ingida, y otras por esfuer zos muy par ticular es e instantáneos.

Tipos de estos esfuer zos:

Pantocazo. Cuando el buque encuentra mal tiempo de pr oa, comienza acabecear y cir cunstancialmente puede acentuar se el mismo, por efecto delsincr onismo longitudinal. El extr emo de pr oa en esas condiciones entra y sale de la mar, sufr iendo grandes golpes que pueden pr oducir aver í as en dichazona.

Vibraciones a pr oa pr oducida por el paso de las olas: pr oduce unos cambios de pr esión sobr e las planchas del forr o, que cambia continuamente de dir ección.

Zonas del buque que sopor tan grandes pesos por metr o de estr uctura,maquinar ia, car gamento de mineral en bodega, etc.

Zona corr espondiente a los extr emos de la super estr uctura: Tienen que ter minalde una for ma gradual, y no súbitamente, por que se pueden pr oducir gr ietas,en la discontinuidad estr uctural.



También se crean grandes esfuerzos locales en las zonas de cubierta donde

v ay aberturas, escotillas, etc. Por la discontinuidad creada en la cubierta .

Por vibraciones producidas debido a la propulsión.

Esfuerzos en la zona próxima a escobenes y molinete.

2.2.4. FLEXIONES TRANSVERSALES:

La estructura transversal de un buque está sometida a tres diferentes tipos de carga:

Fuerzas debida a los pesos: estructura del buque, maquinaria, combustible,agua, y carga.

Presión del agua

Fuerzas creadas por las flexiones longitudinales

En la figura se muestra l a forma como la presión del agua actúa sobre la obra viva delcasco.

2.3. VIBRACIONES:

El buque es una estructura elástica capaz de vibrar antes la presencia de fuerzas

periódicas. Si estas fuerzas coincidiesen con las frecuencias naturales del buqueentonces produciría el fenómeno de resonancia produciendo esfuerzos anormales enla estructura con riesgo de fractura de material o que produzcan vibraciones molestas

para la tripulación.

Vemos que debemos de estudiar la frecuencia natural del buque par a que esta nocoincida con las fuerzas periódicas y reducir estas vibraciones la mínimo para que el

buque sea confortable. Se toma en cuenta que vibraciones con una frecuencia de100 por minuto y una amplitud de 1 mm. Son perceptibles pero no causan muc w as

molestias en cambio vibraciones con frecuencias mayores a las 180 por minuto yaempiezan a incomodar.

Resumiendo es necesariow

allar la frecuencia natural del casco cuando se proyectaun buque y evitar que coincidan con las fuerzas exteriores o interio res. Los tipos de

vibraciones pueden presentarse como:

VIBRACIONES VERTICALES:

En este estudio particular se toma una aproximación como si fuese unaviga con los extremos libres y solamente apoyados en los nodos (zonas



donde no x ay vibraciones, porque la sinusoide corta el eje). Como la

carga y la sección varían a lo largo de su longitud x allar la frecuencia sex ace realmente complicado entonces usaremos una buenaaproximación según la fórmula de Brown.

Donde:Nv: Frecuencia verticalCv: constantes para buques tipoM: manga de trazado

P: puntalx asta la cubierta principal

D: DesplazamientoLas vibraciones verticales son producidas por desequilibrios dinámicosen sentido vertical que pueden ser originados por la

x élice.

VIBRACIONES HORIZONTALES

Teóricamente el estudio de las vibracionesy orizontales es igual que el

de las vibraciones verticales. Podemosy allar d manera aproximada con

la formula de Brown

Donde:

P: puntaly asta la cubierta principal

V: factor para masa virtual

Cy : constante para buque tipo

Las vibracionesy orizontales son debidas a desequilibrios dinámicos en la

y orizontal

VIBRACIONES TORSIONALES

La causa fundamental de este tipo d vibración es producida por la� élice sobre la popa, especialmente en los buques de dos ejes. La

fórmula que nos permite � allar de manera aproximada esta frecuencia

es la de Horn.



Donde:

C: 0.55 (buques con carga)

C= 0.475 (buques sin carga)

g: aceleración de la gravedad

G: modulo de rigidez 8200000 Tns/m2

E: eslora total

D: desplazamiento

Itors: momento circunferencial de inercia de la sección en m 4

e: radio de giro de los pesos colectivos.

VIBRACIONES PRODUCIDAS POR LAS MAQUINAS AUXILIARES , PRICIPALES Y PORLAS HELICES :

Las estudiaremos por separado y estas son:

MAQUIN AS PRINCIP ALES Y AUXILI ARES

Cuando el aparato propulsor está constituido por motores Diesel omaquinas alternativas la posibilidad de producir vibraciones es debido alas fuerzas de inercia no equilibradas.

Cuando el aparato propulsor es constituido por turbinas la transmisión serealiza en forma regular. Si los motores no están equilibrados

dinámicamente producen vibraciones que se transmiten al casco.Las maquinas auxiliares cuando no están bien equilibradas pueden

transmitir vibraciones al casco si sus polines son están bien adaptadospara absorberlas.

V IBRACIONES POR L A HELICE

El efecto d las fuerzas perturbadoras en la� élice pueden ser muy

perjudiciales por ser un lugar en la que la amplitud de la vibración llegaa ser muc

� as veces mayores a la de otras zonas

E

FE

CTO DE

L

ASP

AL

AS SOBRE

EL

AG

UA

La influencia del agua que rodea a las palas causa una variaciónperiódicas de presión sobre el casco con un periodo de n (numero de

palas del� élice) multiplicado por sus revoluciones por minuto

DESIGUALDAD DE FUERZAS SOBRE EL NUCLEO



Las reacciones sobre las palas de la � élice inducen a esfuerzos

correspondientes la núcleo. Si estas fuesen de igual valor el vector sumaseria axial pero debido a la forma del casco, la corriente, etc. La sreacciones no son iguales y el vector suma tiene una componentevertical y una � orizontal

E MPUJE DESIGUAL EN L AS P AL AS

La desigualdad del peso o de otras características geométricas da

lugar a que no sean iguales los empujes en las palas en consecuen ciada un vector suma asimétrico que actuara sobre el núcleo con lafrecuencia de las R.P.M.

VIBRACIONES LOCALES

Una vibración local coexiste con las vibraciones en conjunto, aunque su

amplitud en el resto del buque sean apenas perceptibles.Las vibraciones en conjunto son aquellas que presentan amplitudes notables

simultáneamente en lugares apartados existiendo zonas en las que no� ay

vibración (nodos de vibración).

Una vibración local es aquella que se manifiesta en forma notable en unelemento determinado del buque sin que sea apenas perceptible en el resto.

El origen de estas vibraciones es la resonancia local es decir la frecuencianatural con una zona del buque coincide con la frecuencia de las fuerzas

perturbadoras en esa zona.La vibración local afecta a un elemento de estructura en los siguientes casos:

Las vibraciones de los palos que cesan normalmente reforzando laszonas de impetración en el casco

La vibración que se produce en el piso de gobierno, que normalmentecesa con la colocació n de un puntal en un lugar adecuado.

Hay otro género de vibraciones locales de mayor importancia que no sepresentan cuando se diseña el buque sino aparecen en condiciones de mar ocuando el buque esta con carga, estas dan lugar a averías que puedenrevestir un carácter grave algunas de esas causas son las siguientes:

Las vibraciones locales que se producen donde se asienta la maquinapropulsora

Las superestructuras consideradas como conjunto

En las zonas de popa en voladizo, en especial en los buques de cargapesqueros

Las vibraciones del casco pueden originar una peligrosa reacción en cadena

al vibrar con cierta amplitud los polines de asiento de la maquina propulsora.También pueden ocasionar el mal funcionamiento de las maquinas denavegación e incomodidades en la tripulación. En el casco puede producir grietas en el forro y en la estructura originando importantes vías de agua.



Aumentando en esa zona las fuerzas perturbadoras por los golpes de mar de

popa y la tracción del cable de arrastre al cobr ar la red.

MODO DE COMBATIR LAS VIBRACIONES

Como � emos visto las vibraciones se producen y mantienen por la coexistenciade estos tres factores: por fuerzas perturbadoras periódicas, una frecuenciapropia de vibración del buque y posibilidad de resonancia entre ambas.

La frecuencia del casco no se puede eliminar por eso� ay que calcularla con

bastante aproximación. Los esfuerzos perturbadores son factibles a veces a ser anulados pero en otras ocasiones es imposible o muy difícil

� acerlo.

Hay que evitar la resonancia al menos en una zona de funcionamientovariando la frecuencia de las fuerzas perturbadoras. Para ello es necesario

conocer con la mayor exactitud posible la frecuencia del casco ya que lafrecuencia de las fuerzas perturbadoras se p uede calcular de manera exacta.

Por otra parte en caso de dificultades para evitar la resonancia es convenienteconocer la frecuencia del casco para prestar más atención al equilibrado de

la� élice y elegir el desequilibrio menos perjudicial al buque.

2.4. LA ESTRUCTURA DE UN BUQUE:

La cubierta debe estar diseñada para aguantar el peso de la superestructura y

casetas, maquinillas y grúas pa ra la manipulación de la carga, contenedores, y aguaembarcada o � ielo, etc.

Las tracas que forman la superficie metálica de la cubierta, están reforzadastransversalmente por los baos, las cuales transmiten las cargas a vigas longitudinales(esloras) por una parte; y por sus extremos a las cuadernas.

De estas maneras las cargas se podría decir que se distribuyen uni formemente por toda la estructura del buque, de la forma más continua posible.

Las planc � as verticales del costado, y sus refuerzos, las cuadernas, soportanverticalmente las cubiertas. Igualmente para soportar las cargas de la bodegas, entreotras cosas, va la tapa del doblefondo, superficie metálica, que forma un doble fondode seguridad en la parte baja del casco del buque.

En el espacio de máquinas, se deben tener en cuenta otros factores, entre los que se

encuentra, la fuerza por naturaleza pulsatoria, que se transmiten a través de laestructura, por las inercias generadas durante los balances por las masa de las

maquinarias. Estas masas deben estar perfectamente ancladas a la estructura delcasco del buque.

En la zona de máquinas, se colocan vagras y v arengas adicionales en el espacio del

doblefondo, aumentándose el espesor para que el conjunto tenga suficiente rigidez,para reducir al mínimo la posibilidad de movimiento, que traería como consecuencia,

transmisión de severas vibraciones a la viga -casco.



La estructura del buque debe estar diseñada para soportar las cargas estáticas y

dinámicas que podría experimentar el buque a lo largo de su vida de servicio.

Las cargas que actúan en la estructura del casco de un buque cuando este se� alla

flotando en aguas calmas son las denominadas cargas estáticas.

Las mismas son impuestas por:

Peso propio del buque

Peso de la carga Peso del combustible y otras cargas consumibles

Peso del lastre Presión

� idrostática

Las cargas dinámicas son aquellas cuyas cargas adicionales son ejercidas en el cascodel buque a través de la acción de las olas y de los efectos resultantes del propiomovimiento del buque (por ejemplo: fuerzas de aceleración, cabeceo, etc.)

La sobrecarga de una bodega puede aumentar los esfue rzos estáticos en la estructuradel buque y reducir la capacidad de la misma para soportar las cargas dinámicas en

condiciones adversa.

Los mayores esfuerzos a que está sometido el buque son de flexión, con mayor intensidad en la zona del casco próxima al centro de la eslora.



CAPITULO :

TIPOS DE BUQUES DE CARGA



CAPITULO 3: TIPOS DE BUQUES DE CARGA

3.1. BUQUE FRIGORIFICO:

Diseñado con cubiertas que incluyen arreglos esenciales para el tra sporte deproductos perecederos.

Sus bodegas deben tener un rango de entre ² 30 y 15 0C.

Su tamaño está entre los 100 y 600 mil pies cúbicos.

Tienen una en cubierta unas casetas que sobresalen de esta y varias grúas de

no más de 10m. que se encargan de mover la mercancía de las bodegas.

Normalmente van pintados de blanco por la baja absorción de la temperatura

que ayuda a mantener la temperatura deseada.

Tiene una elevada potencia que les permite alcanzar grandes velocidades.

Sección transversal de un buque frigorífico en zona de bodega.



Sección longitudinal de una boca de escotilla, con baos aislados y tapones aislantesentre ellos.

3.2. BUQUE MIXTO DE LINEAS OCEANICAS (CARGA SECA A GRANEL ²

GENERAL Y CONTENEDORES ADEMAS DE PALLETS):

Diseñado con una sola ba� ía de carga incluye un compartimiento o varios

entre cubierta específicamente para carga seca.

Ba� ía única de doble recubrimiento exterior y amplios compartimientos

para la carga.

Refuerzos para el traslado de carga pesada .

Ba� ías de carga equipadas con arreglos de seguridad para contenedores .

Tanques especialmente diseñados para carga de mercancía lí quida.Espacio refrigerado para carga de productos perecibles .

Carga adicional y espacios de carga para pallets.

Perfil longitudinal de un buque mixto de líneas oceánicas.



Perfil� orizontal o planta y distribución de escotillas en la cubierta a la intemperie

(principal).

Sección transversal en zona de bodega.

3.3. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE MERCANCIA A GRANEL

(BULKCARRIER):

Se les conoce también como ´Bulk Carriesµ se dedican al transporte de cargas

secas a granel.



Suelen ser de gran tamaño ( � asta 200.000TPM), superando en algunos casos los

300m de eslora. Normalmente navegan a baja velocidad.

Son fácilmente identificables por tener una única cubierta corrida con variasescotillas (normalmente impares) y unas correderas a uno o ambos lados por

donde corren la tapa o tapas de las escotillas .

Pueden transportar cereales, minerales o mixto ´Oíl/bulk/ore carrierµ quetransporta cargas secas y crudo. En el caso del transporte de cargas pesadas

sus bodegas están reforzadas para resistir golpes.

Los cementeros y aluminios son un tipo especial de bulk carrier ya que son muyespecializados. Suelen ser pequeñ os ( 6.000 TPM) y tienen medios propios decarga y descarga mediante tuberías por medios neumáticos (sistema de

fluidificación)

Perfil longitudinal de un buque bulkcarrier.

Perfil� orizontal o planta de la cubierta principal.



Sección transversal del bulkcarrier en zona de bodega.

3.4. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE CARBON:

El Bulkcarrier es un buque de gran tonelaje, que posee amplias esloras de

aproximadamente 200 m, pero no se exagera el tamaño del puntal, para evitar laslimitaciones en el acceso a los puertos.

Al no poseer medios propios de carga y descarga, la zona de la superestructura dealojamiento y puentes de gobierno se ubican en la popa, para evitar obstacu lizar la

carga y descarga de las instalaciones portuarias.

La boca de escotilla abarca casi toda la manga del buque, para una fácil y rápidaestiba del carbón. Los cierres de escotillas son tapas de acero con cierres de

seguridad.

Estos buques presentan tendencia a aproarse, en plena carga cuando se tiene las

bodegas repletas de carbón. Para ello el puntal de la cubierta aumenta la secciónmedia

� acia la popa, creando un entre puente en esta zona, aumentando la

capacidad (volumen) de carga.



Bulkcarrier para el transporte de carbón.

Bulkcarrier para el transporte de carbón.

Sección maestra de un bulkcarrier carbonero.



3. � BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE MINERAL (BULKCARRIER DISEÑADO

ESPECIALMENTE PARA EL TRANSPORTE DE MINERAL):

Son buques para el transpor te de mer cancí as a granel de gran densidad (mineral).Aunque también están pr eparados para el transpor te de otras mer cancí as a granel(grano).

Poseen muchas bodegas, volumen pequeño en comparación con las medidas delbuque. Sus escotillas poseen dimensiones menor es que la mayor í a de bul �

carr ier.

La gran altura del doblefondo, junto a los tanques laterales nos da idea de la enor me capacidad de lastr e (el tanque de lastr e per mite mantener el equilibr io del buque alser llenado o vaciado de agua) que tienen, o también lo flexibles que son.

En este tipo de buque se debe considerar que las flexiones tengan unos valor es aceptables, tanto con car ga de grano y los de mineral vacios, como al contrar io.

En estos buques transpor tan mineral y grano, y se diseñan de for ma alter nada, es decir una bodega será para grano a granel (impar es), y la siguiente para mineral (par es).Las de grano serán mayor es y las de mineral menor es en cuanto a volumen.

Perfil Longitudinal de un bul � carr ier mineraler o.



Sección transversal en zona de bodega.

Sección transversal de mineraleros con más de 40000 T.P.M.



3. � BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE PETROLEO (BUQUES DISEÑADOSPARA EL TRANSPORTE DE MERCANCIA LIQUIDA A GANEL � PETROLEO):

Son buques especialmente diseñadospara el transpor te de petr óleo a granel.

Son buques de una sola cubier ta, sin doble fondo, máquina y alojamientos a

popa.

El lar go o eslora de los tanques que transpor tan el petr óleo cr udo o r efinado, no excederá del

% de la eslora del buque.

El buque petr oler o o buque tanque, irá pr ovisto de coffer dams a pr oa y popa,aislando los tanques de car ga.

Tiene sus bodegas o tanques diseñados para transpor tar lí quido a granel, y es estanco pr ecisamente para la densidad de estos car gamentos.

E xisten buques gigantes o muy grandes que traspor tan petr óleo cr udo llamados V.L.C.C. (Very Lar ge Cr ude Carr ier) que poseen una eslora de más de

m.

Perfil longitudinal de un buque petr oler o.

Cubier ta de un buque petr oler o.



Cuaderna maestra de un petrolero de menos de 200 m. de eslora.

3.7. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE MINERAL (ORE), GRANEL SECO

(BULK) Y GRANEL LÍQUIDO (OIL); BUQUE ´OBOµ (ORE ² BULK ² OIL):

Los OBO, son buques ec

os para transporte de granel seco y líquido, como también

de minerales. Se caracterizan, principalmente, por tener un doble forro (fondo), esto

ace que tenga una pérdida de volumen y un aumento de peso en rosca (en rosca,

quiere decir, un buque cargado completame nte, incluyendo tripulación ymaquinarias); también por tener las tapas de cierre de las escotillas que se abren por deslizamiento lateral (corredizas); tienen, además, nueve bodegas con fondosinclinados, lo que permite una mayor eficacia en la limpieza y la descarga.

El doble forro de un buque OBO, tiene como finalidad:

Permitir una mayor rapidez en la limpieza de las bodegas.

Aumentar la resistencia para poder soportar las inercias de los líquidos y elmineral.

Incrementa la capacidad de lastre limpio, ya que existen tanques exclusivospara la acumulación de lastre sucio, procedente de la limpieza de bodegas.



Perfil longitudinal de un buque OBO.

Plano de cubierta buque tipo OBO.



Cuaderna maestra de un tipo de buque OBO.

3.8. BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE GAS LICUADO DE PETROLEO(G.L.P.):

Los primeros buques de carga de gases licuados eran simples barcos mercantes a losque se les colocaban grandes cilindros de gas, en las que este iba a temperatura

ambiente. Posteriormente, con la finalidad de que los tanques sean más ligeros, parasoportar menos presión, aparece el denominado µbuque semirrefrigeradoµ, la

diferencia de este buque con el anterior, es que este último tenia la carga a unatemperatura de 10ºC. Actualmente, los buques son ´refrigeradosµ, poseen tanques

diseñados y construidos para soportar una temperatura promedio de -50ºC. Losproductos que transporta este buque son, principalmente, propano y butano.

Los tanques de estos buques están principalmente formados por una aleación deacero y níquel.

Sección transversal de un buque GLP presurizado o semirrefrigerado.

Sección de buque GLP Etileno con tanque prismático flexible.



Sección transversal de buque GLP con tanque flexible.

Sección transversal de buque GLN con tanque esférico flexible.

3.9 BUQUE PARA EL TRANSPORTE DE GAS NATURAL LICUADO DE

PETROLEO (G.L.N.):

Estos buques transportan principalmente metano; para su transporte, se necesitantemperaturas de -146ªC, por lo cual, el principal problema de estos buques es elmaterial de los tanques de carga y su aislamiento del casco ; la estructura depende

muc o de estos dos puntos.

Los tanques de carga se clasifican en:

1. Tanques construidos con aleaciones de aluminio. Es de forma prismática .2. Tanques de membranas. Está constituida por una superficie delgada metálica,

interiormente la membrana envuelve al gas3. Tanques de semimembranas. El forro del tanque está libre de apoyarse en la

esquina del marco transversal del buque.

La construcción del casco de estos buques, es similar a la de los buques paraminerales, sin embargo, estos tienen grandes bodegas y pocos mamparos.



Buque de gases licuados ´refrigeradoµ.

Sección maestra de un buque G.L.P. o G.L.N.



Sección transversal buque para el transporte G.L.N. con tanque prismático flexible.

Sección transversal buque par el transporte G.L.N. con tanque del tipo de membrana.



CAPITULO :

BUQUESPORTACONTENEDORES



CAPITULO 4: BUQUES PORTACONTENEDORES

4.1. DEFINICION:

Buques diseñados para el transporte de carga en contenedores. Un contenedor es uncajón o prisma rectangular de medidas

j

omologadas; j

ay tres tipos de las siguientes

medidas:

MODULO LARGO ANCHO ALTO1A 12.19 m 2.43 m 2.43 m1B 9.12 m 2.43 m 2.43 m1C 6.05 m 2.43 m 2.43 m

El buque contenedor está diseñado para llevar el máximo de ellos, de acuerdo con susparák etro s bá sico s , e slora (lar l o de sde la proa

m

a sta la popa) , k anl a (ancm

o de

e stribor a babor)n

po

ntal (alto

ra del bo

qo

e). Todo este conjunto tiene que ir perfectamente reforzado, por la aceleración que se produce en los balances ycabeceos bruscos al que está sometida la estructura.

4.2. CARACTERISTICAS:

Son de tipo abierto. Tienen muy poca superficie de cubierta y poseen grandes

aberturas de bocas de escotillas.

Pueden llevar mayor cantidad de contenedores sobre que bajo cubierta. Sobre la tapa de escotilla llevan 3 pisos de contenedores, con una altura de 3 x

2.43m. Las tapas de estas escot illas tienen que ir reforzadas por el peso extra de

los contenedores que tienen que soportar.

Son de gran eslora, y un calado muy ajustado. Ello para acer la estructura más

flexible.

Por su poco calado en máxima carga, pueden ir prácticamente a cualquier

puerto.

El castillo es corto, no llega al 15

de su eslora, por lo que no interviene en el

cálculo de la resistencia del casco. La máquina está situada en el tercio de la

popa del buque

Su estructura es longitudinal, apoyada en marcos transversales. Poseen fuertes

esloras-vigas reforzadas por grandes cartabones a lo largo de todo el buque.



Poseen un doble forro en el fondo de su estructura, es decir el fondo del buque

está dividido en celdas, entre las cuadernas (piezas curvas que se afirman en la

quilla y forman el esqueleto del buque).

Generalmente no llevan medios de carga y descarga propios. Si lo llevase sería

del tipo Pórtico.

A intervalos longitudinales de aproximadamente 15 met ros lleva mamparas

transversales, que subdividen el casco en varios compartimientos, aumentando

su rigidez y resistencia.

Buque portacontenedores.

Cuaderna maestra de buque portacontenedor.



4.3. DIMENSIONES:

Eslora entre perpendiculares: 205 m Manga: 26m

Puntal: 15.5 m

Calado: 9.5 m Desplazamiento máxima carga: 32500 Tm Velocidad promedio: Entre 20 y 25 nudos

4.4. PLANO:

barcos estructuras

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