buque de 6000 tpm

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS NAVALES

PROYECTO N 1671

BUQUE DE CABOTAJE 4600 TPM

CUADERNO 0

MEMORIA EXPLICATIVA

Tutor D. Francisco Alonso Thous

Rodrguez Surez, Marin Romero Irazu, lvaro

Cuaderno 0 - Memoria Explicativa

Rodrguez Surez, Marin Romero Irazu, lvaro Pgina 1 de 36

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS NAVALES PROYECTO FIN DE CARRERA

N 1671

TIPO DE BUQUE: Buque cabotaje 4600 TPM. Doble casco / fondo. Castillo de proa. Superestructura a popa. C. Mquinas popa. Carga general, acero, grano, containers. CLASIFICACIN Y COTA: Lloyds Register +100 A1 Equipped for Carriage of Containers + UMS. PESO MUERTO: 4600 TPM. VELOCIDAD EN PRUEBAS AL 90% MCR: Pruebas 4600 TPM 12 nudos. AUTONOMA / CAPACIDADES: Capacidad Bodegas 6000 m3. SISTEMA DE PROPULSIN: Motor rpido engranado a reductora y hlice de paso fijo. OTROS REQUERIMIENTOS: PTO-PTI para navegacin y emergencia (retorno a casa). 2 Diesel Alternadores + 1 Diesel AH. de emergencia. Caldereta mixta aceites gases. 2 Molinetes combinados + 2 Maquinillas. Timn Becker. 1 Propulsor transversal proa. 10 tripulantes y rancho 4 personas. Legislacin Europea (combustibles). Bandera Espaola.



ndice Captulo 1 Planteamiento conceptual y anlisis de la misin

1.1 Introduccin 1.2 El trfico de cabotaje 1.3 El buque costero 1.4 Buque de cabotaje 4600 TPM

Captulo 2 Especificaciones de Proyecto

2.1 Tipo de buque 2.2 Clasificacin y cota 2.3 Capacidades 2.4 Velocidad en pruebas 2.5 Sistema de propulsin 2.6 Tripulacin 2.7 Otros requerimientos 2.8 Legislacin

Captulo 3 Descripcin general del Buque Proyecto Captulo 4 Problemas que plantea el Proyecto y soluciones adoptadas

4.1 Dimensionamiento y Disposicin General 4.2 Formas 4.3 Timn 4.4 Propulsin 4.5 Generacin elctrica 4.6 Estructura 4.7 Equipos y sistemas 4.8 Sistema de combustible 4.9 Sistema de lubricacin 4.10 Instalaciones propias del tipo de buque 4.11 Seguridad del Buque Proyecto

Captulo 5 Conclusiones Captulo 6 Bibliografa general Captulo 7 Agradecimientos



Captulo 1 Planteamiento conceptual y anlisis de la misin 1.1. Introduccin

En este Cuaderno se exponen las especificaciones que debe cumplir el Buque Proyecto, y las caractersticas generales que suelen tener los buques del tipo al que ste pertenece, es decir, a los denominados buques de cabotaje.

Para ello, se explica cmo se ha llegado en cada caso a las soluciones

adoptadas y la metodologa que se ha seguido, teniendo siempre presente las soluciones ya existentes en buques similares.

En muchos casos, los datos sobre buques existentes son escasos, aunque

proporcionan ideas sobre los lmites en los que se pueden mover algunos parmetros, que en un principio se supone que adoptan un valor estndar, para luego corregirlos de acuerdo con lo que ms conviene al Buque Proyecto.

Se tiene en cuenta en todo momento cul es el cometido del Buque Proyecto,

esto es, a qu servicio est destinado (sin que esto signifique en absoluto que est pensado exclusivamente para un servicio en particular, pero s a un tipo de trfico concreto).

Finalmente, se incluye la bibliografa de las fuentes y referencias consultadas

para el desarrollo de este Proyecto, as como los agradecimientos.

1.2 El trfico de cabotaje

El sector naviero es una actividad privada de servicios, de naturaleza muy competitiva que se divide en varias categoras; como pueden ser servicios sin trayecto fijo, servicios industriales, petroleros, etc. Todos estos servicios se valen de rutas comerciales establecidas. La mayora de los buques utilizan un nmero relativamente pequeo de rutas ocenicas principales. Pero una parte importante de la navegacin mundial tiene lugar en aguas costera e interiores (ros, lagos y canales). Tcnicamente la navegacin costera es la que se realiza a menos de 20 millas de la costa; en la prctica, sin embargo, las rutas de navegacin se extienden a una distancia mayor por razones econmicas y de seguridad. Segn la restriccin conocida como cabotaje muchos pases slo permiten el trfico costero a barcos de bandera propia, pero esta restriccin ha dejado de aplicarse en pases de la Unin Europea.

En el caso de EEUU, la navegacin costera tiene como caracterstica peculiar el comercio entre la costa del Pacfico y la del Atlntico y el Golfo de Florida, donde los buques dedicados a ese comercio navegan por alta mar y utilizan el Canal de Panam. El trfico de cabotaje vio disminuido su importancia en el pasado con el auge del transporte de mercancas por ferrocarril y carreteras. En los ltimos aos, sin



embargo, la congestin en el transporte terrestre y el alto coste de las obras de mejora de la red de carreteras ha revitalizado el cabotaje en Europa, EEUU y Japn. Tanto el transporte de mercanca a granel, como las mercancas de baja densidad y elevado valor unitario son ahora transportadas por mar.

Para comprender esta revitalizacin, se deben analizar los tres factores definitorios de cualquier transporte: flexibilidad, coste y tiempo. El transporte por carretera es sin duda el ms flexible y por tanto idneo para la distribucin local. El trfico de cabotaje martimo no puede ms que servir de refuerzo en lo que se ha dado en llamar transporte intermodal. Los buques actan concertadamente, con trenes y camiones, aumentando a su vez su flexibilidad. El coste juega siempre a favor del buque, debido a sus grandes espacios de carga. El tiempo ha sido tradicionalmente un factor ventajoso para el transporte terrestre. El buque de cabotaje no puede competir en la gama de velocidades altas y medias, pero s en baja velocidad. La velocidad media de los camiones en carretera ha disminuido notablemente debido a la congestin de las mismas, y adems el buque de cabotaje puede beneficiarse en muchos casos de rutas ms cortas por mar. Por otro lado, en las distancias cortas la velocidad, en lo que a tiempo total de transporte se refiere, puede llegar a ser un factor secundario. El tiempo empleado en aproximacin al muelle, maniobras de amarre, carga y descarga, no dependen de la velocidad mxima. Los buques se concentran por tanto en reducir el tiempo en puerto, mejorando su operatividad en maniobra y carga y descarga, tratando de exigir a los muelles el incremento de su capacidad logstica. El marco jurdico en el que opera el buque de cabotaje desde enero de 1993 (entrada en vigor del Reglamento CEE 3577/1992) -1994 en Espaa por aplicacin de clusula de salvaguardia- permite la libre prestacin de servicios de cabotaje dentro de los estados miembros. La liberalizacin del trfico conlleva una mayor competitividad en el sector, siendo de mayor entidad el cabotaje al sur de la Unin que al norte. Las flotas del norte de Europa son sin embargo ms competitivas. Espaa tiene servicios regulares de gran importancia, tanto de carga general como de pasaje con territorios insulares. Los trficos tramp de carga seca suponen un 55% de todos los de la Unin y Espaa est especialmente bien posicionada geogrficamente para una operacin tramp global en Europa. 1.2. El buque costero La Real Academia Espaola define como cabotaje a la navegacin o trfico que hacen los buques entre los puertos de su nacin sin perder de vista la costa, o sea siguiendo derrota de cabo a cabo. La legislacin martima y la aduanera de cada pas suelen alterar sus lmites en el concepto administrativo, pero sin modificar su concepto tcnico.



El renacimiento del short-shipping sita al buque de cabotaje como un autentico camin del mar que permite aprovechar en su beneficio factores como su bajo coste, la congestin de las vas terrestres -que ayuda a aliviar-, la liberalizacin del trafico costero de la Unin Europea, y la tendencia actual hacia el transporte intermodal, etc. Los buques costeros han incrementado su tamao desde la aplicacin del Reglamento de Arqueo de 1969 -cuya puesta en vigor definitiva data de 1994- con el que se obtienen menos toneladas de Peso Muerto por tonelada de arqueo. Adems de mayor tamao, los buques cuentan con una mayor automatizacin con objeto de reducir la tripulacin y con una mayor maniobrabilidad con objeto de reducir el empleo de remolcadores; a estos fines responden, por ejemplo, el uso intensivo de la hidrulica en cierres de escotillas, el amarre sobre maquinillas con carreteles partidos, la automatizacin de mquinas en puerto, la instalacin de hlices de maniobra y timones de gran rendimiento. Por una parte la reduccin de la tripulacin permite reducir el tamao de las acomodaciones (menor coste de adquisicin) y los salarios (menores costes de explotacin), siendo el coste de la automatizacin claramente rentable. De otra parte la reduccin del empleo de remolcadores en la entrada y salida de puerto supone una disminucin de los costes de explotacin, siendo los costes de instalacin de la hlice de maniobra y del timn de alto rendimiento claramente rentables. En cuanto a su Disposicin General, el buque costero se caracteriza por tener una sola cubierta, una o dos bodegas de carga y acaso mamparos transversales porttiles que permiten una mayor segregacin de la carga. No suelen disponer de medios de carga / descarga, confiando esta misin a las instalaciones de puerto. El tamao de la superestructura se encuentra en proporcin directa al nmero de tripulantes, siendo importante reducir su altura al galibo de los puentes de las rutas objetivo, manteniendo al mismo tiempo la visibilidad desde el Puente de Gobierno cuando se transporten contenedores sobre cubierta. Las dimensiones del buque costero deben considerar una regla importante cuanto ms pequeo es el buque ms acuciante se hace la necesidad de una mayor manga para alcanzar la estabilidad necesaria. En cuanto a las formas, predominan las formas en U que proporcionan un volumen mayor en doble fondo que las formas en V, lo que dota de una capacidad de lastre suficiente para una navegacin segura. La velocidad en servicio es menor que en los buques ocenicos, buscando una propulsin ms econmica, siendo velocidades tpicas para este tipo de buques entre 10 y 15 nudos. 1.3. Buque cabotaje 4600 TPM.

El Buque Proyecto puede afrontar el trfico de mercancas entre distancias propias del mbito europeo. Se encuentra capacitado para entrar y salir de puerto sin apenas ayuda de remolcadores, gracias a su hlice de proa y al timn tipo Becker instalado, dotndole de una de una gran maniobrabilidad y una baja resistencia al giro,



lo que reduce el tiempo de maniobra y, consecuentemente, el tiempo total de transporte.

La posibilidad de transportar cargas diversas como son grano, carga general,

cargas pesadas y contenedores, aumenta notablemente su viabilidad econmica y resulta apto para realizar una operacin tramp global en Europa.



Captulo 2 Especificaciones de Proyecto Se indican a continuacin, realizando un comentario, las especificaciones a cumplir por el Buque Proyecto. 2.1 Tipo de buque

Se trata de un buque de cabotaje de 4600 toneladas de Peso Muerto, entendiendo por Peso Muerto la suma de los pesos de las siguientes partidas:

Carga. Combustible. Aceite. Aguas dulce. Tripulacin y sus efectos. Pertrechos y vveres.

El buque, dotado de doble casco / fondo, est indicado para el transporte de

carga general, acero, grano y contenedores. La Cmara de Mquinas se sita a popa, contando con superestructura a popa y con castillo a proa 2.2 Clasificacin y cota La clasificacin del Buque Proyecto es Lloyds Register +100 A1 Equipped for Carriage of Containers + UMS El significado de cada trmino o carcter de clasificacin es:

LLoyds Register: Sociedad de Clasificacin. 100: carcter asignado a todos aquellos buques considerados aptos

para la navegacin.

A: carcter asignado a todos los buques que han sido construidos o aceptados dentro de la clase de acuerdo con las Reglas y Regulaciones del Lloyss Register of Shipping (LRS) y los cuales son mantenidos en buenas y eficientes condiciones.

1: carcter asignado a:

Buques que disponen a bordo, en buenas y eficientes

condiciones, sistema de fondeo y amarre en concordancia con las Reglas del LRS.

Buques clasificados para un servicio determinado que disponen

abordo, en buenas y eficientes condiciones, sistema de fondeo y



amarre aprobado por el Comit como adecuado y suficiente para ese determinado servicio.

Equipped for Carriage of Containers: carcter asignado a buques

equipados para el transporte de contenedores. UMS: carcter asignado cuando los dispositivos a bordo son tales que

el buque puede ser operado con los espacios de maquinas desatendidos. Esto denota que la ingeniera del equipo de control ha sido diseada, instalada y probada de acuerdo con las Reglas del Lloyds Register of Shipping, para manejo de la mquina sin personal.

2.3 Capacidades

La capacidad de bodegas mnima debe ser de 6000 m3.

2.4 Velocidad en pruebas

La velocidad que el Buque Proyecto desarrolla en las pruebas de mar, con el motor principal al 90 % de su M.C.R. (mxima potencia continua) es de 12 nudos. 2.5 Sistema de Propulsin

El sistema propulsor est compuesto de un motor rpido engranado a reductora, consumiendo HFO (Heavy Fuel Oil) y hlice de paso fijo.

La diferencia fundamental entre los motores rpidos y los de revoluciones ms

bajas es el menor empacho de lo primeros. El Buque Proyecto dispone de hlice de paso fijo de acuerdo con las

especificaciones de Proyecto. 2.6 Tripulacin

Se dispone de espacios de habilitacin para 10 tripulantes y rancho 4 personas.

2.7 Otros requerimientos

Se dispone de PTO/PTI para navegacin y emergencia (retorno a casa), se trata de un generador acoplado a la reductora que permite la obtencin de electricidad en navegacin evitando tener en funcionamiento los motores auxiliares.

La reductora dispone de un conjunto de embragues que permite desacoplar el

motor principal en caso de avera. En esta situacin se genera energa mediante los motores auxiliares y es el PTO/PTI el que propulsa al Buque Proyecto a una velocidad



mnima de 4 nudos hasta llegar a puerto o zona segura donde pueda ser reparado. Para una mejor maniobrabilidad y una reduccin del nmero de remolcadores durante las maniobras de atraque-desatraque, el buque cuenta con un propulsor transversal de proa. Adems debe contar con 2 Diesel Altenadores y un Diesel de emergencia situado por encima de la cubierta principal, caldereta mixta aceites gases (para un mayor aprovechamiento de la energa), dos molinetes combinados y dos maquinillas de amarre y timn tipo Becker. 2.8 Legislacin

El Buque Proyecto ha de cumplir con las disposiciones recogidas en los Reglamentos SOLAS y MARPOL de la IMO. Adems al portar bandera espaola, debe cumplir la Legislacin Europea de Combustibles (sita en el Anexo I del Captulo 7)

El 22 de Julio de 2005 la Unin Europea public oficialmente la directiva

2005/33/EC, enmendando la directiva 199/32/EC. Los estados miembros disponan desde esa fecha de 12 meses y 20 das para reformar sus propias legislaciones y ajustarse a los requerimientos de la Unin Europea.

Esta legislacin restringe el contenido de azufre en los combustibles segn la

zona de navegacin, obligando a la hora del diseo de los tanques de combustible a disponer de una adecuada compartimentacin y sistemas de tuberas ya que los combustibles deben manejarse de forma que no se mezclen con otros en los tanques, tales como almacenaje, uso diario, sedimentacin.

En la imagen siguiente se muestra una comparativa de las disposiciones del

IMO frente a las ms restrictivas de la Unin Europea.



Captulo 3 Descripcin general del Buque Proyecto Las principales caractersticas del Buque Proyecto, son las que se muestran a continuacin:

99,31m90,81m15,61m7,46m5,81m0,7480,985

4717,901tn1730,449tn6448,350tn3500 millas

12 nudos (90% MCR)10 (+4 rancho)

Mixta

600650800600

12001300240018001200

336857

290860

6276117

102

3322 GT1731 NT

Peso Muerto Peso en Rosca Desplazamiento (a calado de diseo)Autonoma Velocidad en pruebas Tripulantes

Tipo (estructura principal)

Volumen (m3)

Cuaderna 108-Proa

Espaciado de cuadernas (mm)

Espaciado de bulrcamas (mm)

Bodega N2

Caractersticas principalesDimensiones, caractersticas y coeficientes principales

Estructura del buque

Eslora total Eslora entre perpendicularesManga de trazadoPuntal de trazado a Cubierta SuperiorCalado de diseoCoeficiente de bloqueCoeficiente de la maestra

Popa-Cuaderna 15Cuaderna 15-Cuaderna 30

Cuaderna 30- Cuaderna 108

Popa-Cuaderna 15Cuaderna 15-Cuaderna 30

Cuaderna 30- Cuaderna 108Cuaderna 108-Cuaderna 111

Cuaderna 111-ProaEspacios de carga

Volumen (m3)N contenedores

Bodega N1

N contenedoresTotal bodegas

Volumen (m3)

Arqueo Bruto

N contenedoresCubierta

N contenedoresArqueo

Arqueo Neto



43,8m0,85124

0,725

Becker8,94m2

3,8m2,35m

2 x 45 ( flap 2 x 50 )

WRTSIL 8L20 4 tiempos

10001600200280

192 g/kWh

ZF W23100 NCReversible

STAMFORD HCM534E-E1500

380 / 50

316 kWe395 kVA331 kW

VOLVO PENTA D16MG-HE3

4 tiempos1500

6144165

331 kW208 g/kWh

Aalborg Industries MISSION OC

tubos de humotubos con aletas de varilla

5001000

9

Capacidad gases escape (kg/h)Capacidad quemador (kg/h)Presin de diseo (bar)

Caractersticas principales

TipoZona gases escape

Zona quemador

Tipo

Potencia adaptada (kW)Consumo especfico (100% MCR)

Caldereta mixta gases / aceiteModelo

Revoluciones (R.P.M.)CilindrosDimetro del cilindro (mm)Carrera (mm)

Motores AuxiliaresModeloUnidadesTipo

Voltaje (V) / Frecuencia (Hz) Potencia de salida

Potencia de entrada (kW)

TipoPTO/PTI take me home (retorno a casa)

ModeloRevoluciones (R.P.M.)

Carrera (mm)Consumo especfico (100% MCR)

ReductoraModelo

Modelo

Velocidad (r.p.m.)Potencia (kW)

Dimetro del pistn (mm)

Cuerda mediangulo mximo

Equipo propulsorMotor propulsor

TimnTipo de timnrea totalAltura

Relacin paso-dimetro (H/D)R.P.M. (ptimas)Rendimiento propulsivo (p)

HliceNmero de palas (Z)Dimetro de la hlice (D)



Captulo 4 Problemas que plantea el Proyecto y soluciones adoptadas A continuacin se detallan una serie de problemas que se han planteado en el transcurso de la realizacin del Proyecto, justificndose las soluciones adoptadas. La metodologa aplicada para el desarrollo del Proyecto se basa en la espiral de Proyecto del buque. Dicho proceso se fundamenta en la definicin de las caractersticas del Buque Proyecto a partir de una serie de datos generales y de forma progresiva volver sobre ciertos aspectos, ya tratados con anterioridad, pero con un mayor nmero de datos y una mayor precisin en el clculo de los mismos. Se trata de una herramienta conceptual que permite el desarrollo del Proyecto de una forma no lineal, realizando un proceso de reingeniera que permite lograr un equilibrio entre la fase del Proyecto en la que se encuentra, el esfuerzo necesario para el clculo y la precisin obtenida en dicho clculo o estimacin. Las propias caractersticas del buque a proyectar son la causa de sus principales problemas. La problemtica del Proyecto se pone de manifiesto en las facetas del mismo que a continuacin se detallan. 4.1 Dimensionamiento y Disposicin General

Desde el punto de vista de las dimensiones principales y de Disposicin General del Buque Proyecto se ha optado por el dimensionamiento directo del buque en funcin del volumen de bodegas, condicin de Proyecto.

Como el Buque Proyecto ha de estar capacitado para el transporte de

contenedores, se han dimensionado las bodegas de modo que se optimiza el espacio, cumpliendo en todo momento con la condicin de volumen de bodegas requerido. De ah que el tamao de las bodegas y de sus correspondientes escotillas se hayan determinado a partir de las dimensiones del contenedor estndar de 20 pies. Las bodegas presentan una forma rectangular para conseguir estibar el mximo nmero de contenedores, aunque las formas del Buque Proyecto en proa lo impiden al mantener la continuidad del doble casco.

Por todo ello se ha buscado la solucin ms optima que verifique el volumen de

bodegas, condicin de Proyecto y que permita estibar el mayor nmero de contenedores, mediante una solucin de compromiso entre la elevacin del puntal, que se considera la dimensin ms barata de un buque, y la manga necesaria que permita ajustarse a la Reglamentacin vigente de estabilidad.

En cubierta se ha reservado el espacio suficiente para la ubicacin de

contenedores y de la superestructura. Esta ltima tiene la altura suficiente para garantizar la visibilidad desde el Puente de Gobierno, que permita el correcto gobierno del Buque Proyecto. La disposicin de contenedores en cubierta tiene como principal problema a considerar el del trnsito de personas, por lo que se ha dotado al buque de los espacios necesarios para tal fin.



4.2 Formas

Las formas del Buque Proyecto se han adaptado a los espacios de carga rectangulares, antes mencionados, por lo que se han utilizado formas con un coeficiente de la maestra alto que aseguran un espacio de las bodegas en la zona central del buque, de modo que contengan el mayor nmero de contenedores posible.

El hecho de realizar un pequeo incremento de la eslora del Buque Proyecto se

traduce, por la general, en una disminucin de la resistencia al avance (disminuye el nmero de Froude y por consiguiente la resistencia por formacin de olas, y aunque aumenta la resistencia viscosa por aumento de la superficie mojada, la resultante es por lo general menor), por ello es prctica habitual aumentar la eslora en la flotacin lo que permite obtener una mayor eslora en cubierta , y por tanto mayor capacidad de carga.

Dadas las dimensiones y coeficientes obtenidos en el dimensionamiento del

Buque Proyecto, se ha observado la conveniencia de adoptar bulbo de proa para reducir la resistencia al avance. Al tratarse de un buque hidrodinmicamente no rpido la justificacin de dicha reduccin es en orden a amortiguar o incluso a hacer desaparecer el fenmeno de ola rompiente disminuyendo el efecto de la resistencia viscosa.

4.3 Timn

El Buque Proyecto dispone de un timn tipo Becker. Este tipo de timones han sido desarrollados por la compaa BECKER MARINE SYSTEMS. Los proyectistas han requerido, al ser el timn tipo Becker un diseo patentado, la colaboracin de BECKER MARINE SYSTEMS para el diseo del timn del buque, obteniendo el diseo que ha sido utilizado en el desarrollo del presente Proyecto. Adicionalmente se han realizado los clculos de la geometra del timn considerando ste como suspendido compensado convencional, con el objeto de poder realizar una comparacin entre el timn Becker propuesto y un timn convencional tambin desarrollado por los proyectistas en el Cuaderno 5 Prediccin de Potencia. Diseo del Propulsor y Timn. 4.4 Propulsin

Desde el punto de vista de la propulsin, el condicionante ms importante es la potencia necesaria para que el Buque Proyecto alcance la velocidad condicin de Proyecto.

Al realizar el clculo del propulsor ptimo, hlice de paso fijo de cuatro palas a

124 r.p.m. y un dimetro de 3.8 metros, se ha obtenido una MCR (Mxima Potencia Continua) necesaria en el motor propulsor de 1294 kW, a fin de obtener en pruebas (90% MCR y PTO/PTI desacoplado) una velocidad de 12 nudos.



Teniendo en cuenta que se ha de disponer de un motor rpido acoplado a reductora (condiciones de proyecto) se ha optado por el motor WRTSIL 8L20 1600 kW 1000 r.p.m. acoplado a reductora.

La eleccin de un motor de 1600 kW, pudiera pensarse algo sobredimensionado, sta se debe a que en navegacin, aunque no en pruebas, se encuentra acoplado al citado motor propulsor un PTO/PTI cuya demanda de energa es del orden del 16% de la MCR del motor propulsor. 4.5 Generacin elctrica El nmero de diesel generadores viene dado por las condiciones de Proyecto, 2 Diesel Alternadores + 1 Diesel Alternador de emergencia. Adems en las mismas se especifica la presencia de un PTO/PTI para navegacin y emergencia (retorno a casa). Se decide instalar los llamados GenSet (conjunto motor generador), por considerar esta alternativa la que presenta un mayor rendimiento al ser diseados motor y alternador de forma conjunta. Ante la imposibilidad de cubrir las necesidades elctricas en todas las situaciones del Buque Proyecto, manteniendo al menos un diesel generador en reserva y que el funcionamiento de estos est siempre dentro del rgimen ideal, se ha de tomar la decisin de cul es la mejor alternativa, modificando con ello las condiciones de Proyecto. Se han considerado dos alternativas:

Instalacin de hlice de paso variable y dos diesel generadores (la hlice de paso variable regula la velocidad del buque variando el ngulo de ataque de las palas, manteniendo las revoluciones del motor principal constantes en todo momento y permitiendo el empleo del PTO/PTI en la situacin de maniobra)

Instalacin de tres diesel generadores. El criterio para adoptar una solucin ha sido el econmico y tcnico:

Hlice de paso controlable + 2 grupos generadores (HPC+2GG) vs. Hlice de paso fijo + 3 grupos generadores (HPF+3GG).

Mayor costo de adquisicin de HPC+2GG frente a HPF+3GG. Mayor consumo de combustible con HPC que con HPF. Mayor complicaciones tcnicas (eje hueco, sistema hidrulico de

las palas, etc.) con HPC. Menor versatilidad para mantenimiento con HPC+2GG que con

HPF+3GG.



Vistos los pros y los contras de las dos opciones consideradas se ha optado, de acuerdo con el Tutor del Proyecto, Don Francisco Alonso Thous, por la instalacin de 3 Diesel Alternadores, ya que se considera sta la solucin ptima. 4.6 Estructura

La eleccin del tipo de estructura obedece a la necesidad de ofrecer una

respuesta eficaz a las solicitaciones que actan sobre ella. Una de las primeras decisiones que deben ser tomadas en el diseo estructural es la eleccin del tipo de estructura, es decir si la estructura principal ser de tipo transversal o longitudinal.

Para buques de grandes esloras (mayores de 200 m) la estructura longitudinal

es generalmente un requisito de clasificacin. Pero incluso si no es este el caso, la estructura longitudinal resulta en un menor peso de acero, y es por lo tanto ms econmica.

Para buques de eslora menor de 65 m, la resistencia longitudinal de la estructura es de importancia secundaria y la eleccin de uno u otro tipo de estructura no representa una ventaja en el peso de acero. Sin embargo, la estructura longitudinal es ms compleja e incrementa los costes de produccin.

Para las esloras intermedias, como es el caso del Buque Proyecto, la eleccin depende del diseador, quien debe sopesar si es ms ventajoso minimizar el peso del acero, o los costes de produccin.

La eleccin habitual lleva a estructuras mixtas, que combinan la estructura

longitudinal para el fondo y la cubierta resistente, mientras que la estructura transversal se utiliza para los costados y el soporte de las cubiertas centrales.

En cualquier caso, la estructura de los extremos de popa y proa, y de la Cmara de Mquinas, cuando sta se encuentra a popa, suele ser transversal o mixta.

Atendiendo a lo antes mencionado y en estrecha relacin con la Disposicin

General del Buque Proyecto, a sus dimensiones, a su servicio futuro y a buques similares, se ha adoptado una estructura mixta longitudinal/transversal, longitudinal en la zona central y mixta longitudinal/transversal en los extremos del mismo.

Este tipo de buques presentan formas en U abierta, excepto en los extremos de proa y popa.

En estas estructuras aparecen altas tensiones causadas por los esfuerzos de

torsin que puede sufrir el casco y ante los cuales se deforma, por ello se ha optado por cuadernas intermedias tendiendo a V en la proa del Buque Proyecto, mientras que para evitar problemas de configuracin de estela, donde la hlice trabajara mal y se produciran grandes problemas de vibraciones, se ha optado en popa, para evitar este efecto, por una configuracin de cuadernas de forma intermedia (U-V).

Por otro lado la carga y descarga de contenedores obliga a un gran tamao de las escotillas, y por tanto se han reforzado convenientemente las brazolas de modo que la deformacin del casco no impida el correcto cierre y la estanqueidad de las mismas.



La clara de cuadernas, en el Buque Proyecto, est condicionada por las caractersticas de una posible carga de contenedores, de tal forma que deben coincidir las cuadernas con la posicin de los mamparos transversales en los extremos de las bodegas. En general, los criterios de clculo de la estructura se basan en lograr la resistencia del Buque Proyecto como un conjunto (buque viga), y la resistencia local, adems de asegurar la suficiente estabilidad de todos sus elementos y permitir un margen ante corrosiones y prdida de resistencia al estar sometido a cargas cclicas (fatiga). 4.7 Equipos y sistemas

En principio los diferentes equipos y sistemas a bordo del Buque Proyecto son los habituales que se disponen en la mayor parte de los buques, especial atencin ha requerido nicamente el equipo de gobierno, ya que en este tipo de buque es primordial reducir el tiempo de maniobra. A tal fin se ha dispuesto, segn condiciones de Proyecto, de una hlice de maniobra en proa y del citado timn tipo Becker.

4.8 Sistema de combustible Tanto el motor principal WRTSILA 8L20, los auxiliares VOLVO PENTA D16 MG y la caldereta mixta estn diseados para operar con el mismo fuel pesado, sistema UNIFUEL, lo que permite disponer de un sistema de combustible comn a todos ellos. Durante mucho tiempo el modo tradicional de operacin con HFO ha sido puerto a puerto. Las recomendaciones eran no alternar el uso de Heavy Fuel Oil y el Light Fuel Oil, excepto en caso de emergencia o en preparaciones para mantenimiento antes de la parada de los motores. Debido a las nuevas regulaciones (Ley europea de combustibles, punto 2.8 del presente Cuaderno), que limitan el contenido de sulfuros del combustible en determinadas zonas restringidas, el mundo naval se enfrenta con nuevos cambios a gran escala, especialmente aquellos buques que han de operar tanto fuera como dentro de las reas restringidas, teniendo que cambiar de un fuel a otro al cambiar la zona por la que navegan. El cumplimiento de la nueva directiva europea obliga a buscar soluciones ptimas para los problemas que se plantean al tener que usar diferentes tipos de combustible.

Cuando dos fuels diferentes se mezclan existe un riesgo de incompatibilidad, el cual puede causar obstrucciones en los filtros de combustible y las bombas de inyeccin de combustible. Para evitar estos problemas se han instalado dobles tanques de sedimentacin y servicio diario. Esto permite vaciar estos tanques cuando vaya a ser necesario realizar el cambio de combustible al entrar en las zonas restringidas.

El mnimo nmero de tanques de almacn es 4, para permitir al barco almacenar HFO y LSHFO en tanques vacos en cualquier momento, incluso si ambas calidades de fuel estn disponibles en otros tanques, de este modo al realizar consumo, el almacenaje se puede realizar sin tener que mezclar diferentes combustibles.



La solucin adoptada a bordo del Buque Proyecto es 8 tanques de almacn (4 HFO, 2 LSHFO y 2 LSLFO) adems de 2 tanques de diesel oil para arranque en fro y limpieza de tuberas antes de una parada prolongada. Dobles tanques de sedimentacin y servicio diario. Esta solucin es la ms apropiada en una nueva construccin ya que slo supone un aumento en los costes de fabricacin, pero no un aumento en el coste de operacin. 4.9 Sistema de lubricacin El Buque Proyecto ha de cumplir con la Legislacin Europea de Combustibles, antes citada, lo que plantea un problema al emplearse combustibles de alto y bajo contenido en sulfuros que precisan de aceites con caractersticas distintas. La solucin ptima, recomendada por WRTSIL y MAN&BW, adoptada en este Proyecto, es la instalacin de dos tanques de aceite de retorno, formando un doble sistema que permite el empleo de un aceite de alto BN cuando el combustible tenga un alto contenido en sulfuros (navegacin normal) y un aceite de bajo BN cuando el combustible tenga un bajo contenido en sulfuros (navegacin por zonas restringidas). 4.10 Instalaciones propias del tipo de buque

Una instalacin importante a bordo de un buque de cabotaje, que puede transportar contenedores en cubierta, son las escotillas, que adems de asegurar la estanqueidad de las bodegas deben permitir la estiba de contenedores sobre ellas.

Para mantener el Buque Proyecto adrizado durante las labores de carga y

descarga, se ha instalado un equipo antiescora, compuesto por dos tanques ubicados en el doble casco a proa de la Cuaderna Maestra, uno a cada banda, y puestos en comunicacin por medio de una bomba que permite el paso rpido de agua de uno a otro para compensar los desequilibrios producidos durante el citado proceso.

4.11 Seguridad del Buque Proyecto En el Proyecto del buque hay que considerar ciertos aspectos que influyen sobre la operacin y la seguridad del mismo. El Buque Proyecto se trata de un buque que transporta carga en zonas altas (contenedores sobre cubierta), y por lo tanto pueden plantearse problemas de estabilidad. Dada la citada problemtica hay que prestar atencin al correcto trincado de los contenedores sobre cubierta, que debe impedir que incluso en condiciones de mala mar, con grandes amplitudes de movimientos del buque, los contenedores puedan caer a la mar. Esta situacin resulta muy peligrosa no slo por la prdida de la carga en s, sino por la variacin brusca de la posicin del centro de gravedad del buque que puede influir decisivamente en la prdida del mismo por zozobra o por adquirir una nueva posicin de equilibrio con grandes ngulos de escora. Es necesaria una correcta compartimentacin del buque, de modo que en caso de accidente o avera, con la aparicin de alguna va de agua, se evite la inundacin progresiva de los espacios del casco, siempre que sea posible por la naturaleza de la misma, y al menos se mantenga la estabilidad durante el mximo tiempo posible.



Captulo 5 Conclusiones El Proyecto de un buque de estas caractersticas permite la aplicacin sucesiva de un conjunto de herramientas y procedimientos muy dispares y con un diferente grado de aproximacin y validez que permiten conocer con un grado cada vez mayor de exactitud las caractersticas del Buque Proyecto. En el Proyecto se han de poner de manifiesto todas las caractersticas que rodean al proyecto de un buque tal y como se realiza en la prctica, como son su interdisciplinariedad y la interaccin entre todas las partes del buque, plataforma y conjunto de sistemas que lo componen; la relacin ntima entre estos sistemas y las caractersticas de la operacin del buque tambin se ponen de manifiesto. El presente Cuaderno no ha pretendido ser una relacin exhaustiva de todas las caractersticas propias de los buques de cabotaje, sin embargo, si permite un acercamiento global a su problemtica. Muchas otras particularidades se desarrollan a lo largo del presente Proyecto siendo oportunamente comentadas.



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VIKING LIFE-SAVING EQUIPMENT (2006): Viking Liferafts. Technical Information. Esbjerg V, Denmark

VIKING PUMP, INC. (2007): Electronic Product Folder. General Purpose

Series Internal Gear Pumps. Cedar Falls, Iowa, United States.

VIKING PUMP, INC. (2007): Electronic Product Folder. Jacketed and Fully-Jacketed Universal Seal Series Internal Gear Pumps. Cedar Falls, Iowa, United States.

VIKING PUMP, INC. (2007): Electronic Product Folder. Universal Seal

Series Internal Gear Pumps. Cedar Falls, Iowa, United States.

WRTSIL FINLAND OY (2007): Wrtsil 20. Technology Review. Vaasa, Finland

WRTSIL FINLAND OY (2007): Wrtsil 20. Project Guide. Vaasa,

Finland

WRTSIL FINLAND OY (2005): Wrtsil Gears and PTI solutions. Vaasa, Finland

WRTSIL FINLAND OY; WRTSIL SWITZERLAND Ltd. (2006):

Wrtsil Low Sulphur Guidelines. Vaasa, Finland

YORK NOVENCO (2006): Hi-pres Marine & Offshore. Air Handling Units. Naestved, Denmark

YORK NOVENCO (2006): Hi-pres Marine & Offshore. Cabin Units.

Naestved, Denmark



YORK REFRIGERATION (2005): Technical documentation. Marine air conditioners type SCU-E. Hjbjerg, Denmark

YORK REFRIGERATION (2006): Technical documentation. Unisab II. Advanced control system for screw and reciprocating compressors. Hjbjerg, Denmark

ZF MARINE GMBH (2007): Technical Data Sheet. ZF W23100 NC. ZF

Marine GmbH Applications Dept. for Data Sheets, Drawings and Technical Bulletins. ZF Marine GmbH Service Dept. Manuals. Friedrichshafen, Germany

Informaciones y comunicaciones:

Information sent by AALBORG INDUSTRIES. Aalborg, Denmark Information sent by BECKER MARINE SYSTEMS. Hamburg, Germany Information sent by COMPOSITE FAN TECHNOLOGY. Lockport, NY,

United States

Information sent by DEMAG CRANES & COMPONENTS . Cleveland, Ohio, United States

Information sent by ROLLS ROYCE MARINE AS. Tennfjord, Norway

Software:

AUTODESK INC (2006): Autocad 2006. San Rafael, CA, United States BITZER (2006): Bitzer Software (Version 4.2.2). Sindelfingen, Germany

FORMATION DESIGN SYSTEM PTY LTD (2002): Hullspeed Professional

Version 9.52. Fremantle, WA, Australia

FORMATION DESIGN SYSTEM PTY LTD (2002): Hydromax Professional Version 9.52. Fremantle, WA, Australia

FORMATION DESIGN SYSTEM PTY LTD (2002): Maxsurf Professional

Version 9.52. Fremantle, WA, Australia

GRUNDFOS (2005): WinCAPS - Computer Aided Product Selection Software (Version 7). Bjerringbro, Denmark.

LLOYDS REGISTER OF SHIPPING. MARINE DATA SYSTEM (2006):

Rules and Regulations for the Classification of Ships. RulesCalc. London, United Kingdom

MCNEEL (2002): Rhinoceros Version 3.0. Seatle, WA, Unites States



PARSONS, Michael G.; LI, Jun (1997): Gear Sizing Program. University of Michigan. Department of Naval Architecture and Marine Engineering. Ann Arbor, MI, Unites States

PARSONS, Michael G.; LI, Jun (1997): Manoeuvring Prediction Program.

University of Michigan. Department of Naval Architecture and Marine Engineering. Ann Arbor, MI, Unites States

PARSONS, Michael G.; LI, Jun (1997): Power Prediction Program.


PARSONS, Michael G.; LI, Jun (1997): Propeller Optimization Program.


PARSONS, Michael G.; LI, Jun (1997): Seakeeping Prediction Program.


PUNCH SOFTWARE (2001): Professional Home Design Suite Platinium

Version 4.5. Kansas City, MO, United States

ZURITA SENZ DE NAVARRETE, lvaro; GARCA IGLESIAS, Jess; PERALES GORDO, Eugenio M. (199-): MIOR. Prediccin de potencia. Curva del stick. Holtrop 1984. Hlices serie BB. ETSIN. Ctedra de Motores y Mquinas Marinas, Madrid



Captulo 7 Agradecimientos En primer lugar queremos manifestar nuestro profundo agradecimiento al Profesor D. Francisco Alonso Thous, Tutor de este Proyecto, sin cuya direccin y consejos no hubiera sido posible el desarrollo del mismo. La lista que sigue a continuacin menciona los nombres de las personas y de las empresas que han contribuido a este Proyecto, facilitando parte de la informacin tcnica necesaria. Debemos admitir que esta lista es incompleta ya que otras personas cuyos nombres no recordamos en este momento, han hecho que este Proyecto haya sido posible, nuestro sincero agradecimiento a todas ellas.

Aalborg Industries

Martin Nielsen. Sales Support. Aalborg Industries. Aalborg, Denmark

Alfa Laval Iberia S.A

Mariano Esteban. Jefe Segmento Marina y Diesel. Alfa Laval Iberia S.A. Alcobendas, Madrid

Becker Marine Systems GmbH & Co. KG

Christian Schneider. Sales Director. Becker Marine Systems GmbH & Co. KG. Hamburg, Germany.

Thomas Falz. Sales Engineer. Becker Marine Systems GmbH &

Co. KG. Hamburg, Germany.

Jette Dam. Secretary Assistant. Becker Marine Systems GmbH & Co. KG. Hamburg, Germany.

G. Junquera Martima S.L

Claudio Fernndez Marmiesse. Consejero. G. Junquera Martima S.L. Gijn.

Jastram GmbH & Co KG

Gerhard Erb. Managing Director. Jastram GmbH & Co KG. Hamburg, Germany.

J.J. Sietas KG Schiffswerft GmbH u. Co

Cristian Bayer. Technical Director. J.J. Sietas KG Schiffswerft GmbH u. Co. Hamburg, Germany.



MacGREGOR Group

Asko Pitknen. Tendering, Senior Designer. MacGREGOR Hatch Cover Division. Kaarina, Finland.

Heli Malkavaara. Communications Manager. MacGREGOR Group.

Kaarina, Finland.

MAN B&W Diesel A/S

Ulla Lntvert. Sales Engineer. MAN B&W Diesel A/S. Copenhagen, Denmark.

Annelise Brincker. Sales Secretary. MAN B&W Diesel A/S.

Copenhagen, Denmark.

Norsafe AS

Benedicte Terjesen. Sales. Norsafe AS. Frvik, Norway

Roden Staal BV

Johanna Laagland. Sales. Roden Staal BV Drachten, AN, Nederland.

TTS Norlift, TTS Marine Cranes AS

Olivia Eikemo. Sales Secretary. TTS Norlift, TTS Marine Cranes

AS. Bergen & Kristiansand, Norway.

Volvo Penta Europe

Bjrn Kre Kaslegard. Sales Support. Volvo Penta Europe Office Norway. Kolbotn, Norway.

Wrtsil

Johan Bckman. Internet Online Infomaster. Marketing

Communications. Wrtsil. Vaasa, Finland.

Simon Sortland. Manager Business Support Gear. Wrtsil Propulsion Norway AS. Bmlo, Hordaland, Norway.

As mismo deseamos expresar nuestro reconocimiento por las contribuciones recibidas de las siguientes personas que han aportado al Proyecto sus conocimientos y experiencia.

D. Manuel Meizoso Fernndez. Catedrtico ETSIN. Madrid. D. lvaro Zurita Senz de Navarrete. Profesor titular ETSIN. Madrid.

D. Miguel ngel Palencia Herrero. Profesor asociado ETSIN. Madrid.



D. Manuel Perezagua Aguado. Departamento Mecnico. Empresarios Agrupados A.I.E. Madrid.

D. Manuel Ruiz Hoyos. Capitn de la Marina Mercante Espaola.

Carlos J. Araujo. Primer Oficial de la Marina Mercante Peruana.

Lus Rosales. Contramaestre.

Por ltimo, queremos agradecer a nuestros padres y amigos el apoyo y la paciencia que han mostrado durante todo este tiempo.

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS NAVALES

PROYECTO N 1671

BUQUE DE CABOTAJE 4600 TPM

CUADERNO 1

DIMENSIONAMIENTO

Tutor D. Francisco Alonso Thous

Rodrguez Surez, Marin Romero Irazu, lvaro

Cuaderno 1 - Dimensionamiento


ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS NAVALES PROYECTO FIN DE CARRERA

N 1671

TIPO DE BUQUE: Buque cabotaje 4600 TPM. Doble casco / fondo. Castillo de proa. Superestructura a popa. C. Mquinas popa. Carga general, acero, grano, containers. CLASIFICACIN Y COTA: Lloyds Register +100 A1 Equipped for Carriage of Containers + UMS. PESO MUERTO: 4600 TPM. VELOCIDAD EN PRUEBAS AL 90% MCR: Pruebas 4600 TPM 12 nudos. AUTONOMA / CAPACIDADES: Capacidad Bodegas 6000 m3. SISTEMA DE PROPULSIN: Motor rpido engranado a reductora y hlice de paso fijo. OTROS REQUERIMIENTOS: PTO-PTI para navegacin y emergencia (retorno a casa). 2 Diesel Alternadores + 1 Diesel AH. de emergencia. Caldereta mixta aceites gases. 2 Molinetes combinados + 2 Maquinillas. Timn Becker. 1 Propulsor transversal proa. 10 tripulantes y rancho 4 personas. Legislacin Europea (combustibles). Bandera Espaola.



ndice Captulo 1 Dimensionamiento por Base de Datos

1.1 Regresiones de Costeros 1.2 Base de Datos

Captulo 2 Dimensionamiento por Mtodo Directo

2.1 Dimensionamiento de bodegas 2.1.1 Opcin A 2.1.2 Opcin B 2.1.3 Opcin C

2.2 Dimensionamiento del Buque Proyecto 2.2.1 Clculo de la eslora del Buque Proyecto 2.2.2 Clculo de la manga de Buque Proyecto 2.2.3 Clculo del puntal del Buque Proyecto

Captulo 3 Seleccin de las dimensiones del Buque Proyecto Captulo 4 Clculo de Pesos

4.1 Estimacin del Peso en Rosca 4.2 Clculo desglosado del Peso en Rosca

4.2.1 Peso de acero 4.2.2 Peso de habilitacin y equipo 4.2.3 Peso de la maquinaria propulsora y auxiliar

Captulo 5 Clculo de coeficientes de formas

5.1 Coeficiente de bloque 5.2 Coeficiente de la maestra 5.3 Coeficiente prismtico 5.4 Coeficiente de la flotacin 5.5 Coeficientes

Captulo 6 Estimacin de centros

6.1 Posicin longitudinal del centro de flotacin LCB 6.2 Centro de gravedad del buque en Rosca

6.2.1 Estructura 6.2.2 Mquinas 6.2.3 Armamento

6.3 Centro de gravedad del buque en carga

Captulo 7 Estudio preliminar de estabilidad

7.1 Estabilidad en situacin de carga 1 7.1.1 Correccin de la posicin longitudinal del centro de carena



7.1.2 Posicin del metacentro y altura metacntrica 7.2 Estabilidad en situacin de carga 2

7.2.1 Correccin de la posicin longitudinal del centro de carena 7.2.2 Posicin del metacentro y altura metacntrica

7.3 Estabilidad en situacin de carga 3 7.3.1 Correccin de la posicin longitudinal del centro de carena 7.3.2 Posicin del metacentro y altura metacntrica

7.4 Estabilidad en situacin de carga 4 7.4.1 Correccin de la posicin longitudinal del centro de carena 7.4.2 Posicin del metacentro y altura metacntrica

Captulo 8 Bibliografa Anexo I Base de Datos Anexo II Parametric Design. Foundation of Ship Design Noteclass



Captulo 1 Dimensionamiento por Base de Datos 1.1 Regresiones de Costeros

Como primera aproximacin se emplea como base el libro El Proyecto Bsico del Buque Mercante (PBBM), escrito por Alvario, Azproz y Meizoso.

En el apndice al captulo 2.5 Costeros de Carga General, se analiza una

muestra de buques entre 1000 y 6000 toneladas. De dicha muestra se han deducido por regresin las dimensiones Lpp, B, D y T en funcin del Peso Muerto (DWT). Es la formulacin correspondiente a estas regresiones la que se utiliza para hallar una primera aproximacin de las dimensiones del Buque Proyecto.

Eslora entre perpendiculares:

Lpp = 109 94209 / DWT+ 4,83 107 / DWT2 = 90,80m.

Manga:

B = 1 / (0,105 8,63 10-6 DWT) = 15,31 m.

Puntal a Cubierta Superior:

D = 3,61 + 0,0012 DWT 8,25 10-8 DWT2 = 7,38 m.

Calado de Francobordo:

T = 1,65 + 0,00128 DWT 8,18 10-8 DWT2 = 5,81 m.

A continuacin se indican los valores normales de las relaciones dimensionales

(ratios), el nmero de Froude y la relacin esperada de Peso Muerto / Desplazamiento para este tipo de embarcaciones.

DWT L / B B / D B / T L / D T / D FN

>4000 5,3 6,3 1,9 2,2 2,3 2,8 11 12,5 0,73 0,81 0,19 0,21

Partiendo de esta primera aproximacin se estima el volumen de carga (VCAR) segn la relacin (3.8.15. del libro PBBM)

VCAR = (0,65 N) 267

N = LPP B D De donde se obtiene un VCAR = 6401,5 m3, que se ajusta bastante a la capacidad de bodegas requerida (6000 m3).



1.2 Base de Datos A continuacin se detalla la Base de Datos correspondiente a los buques de cabotaje ms prximos en Peso Muerto al Buque Proyecto. Con ello se obtiene una aproximacin de las dimensiones principales del Buque Proyecto. La tabla Base de Datos se adjunta en el A3 que se encuentra en el Anexo I del presente Cuaderno para una mejor visualizacin de los datos. Con la citada base de datos y mediante el programa EXCEL se han realizado las grficas siguientes, de las que se obtienen unas lneas de tendencia en funcin de la cual se llega a una aproximacin de las dimensiones del Buque Proyecto.

LBD - DWT

y = 1,4683x1,0558

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

DWT

LBD

B / L - DWT

y = 0,1756x-0,0038

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

DWT

B /

L



D / L - DWT

y = 0,0943x-0,0112

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

DWT

D /

L

Las relaciones adimensionalizadas que se han obtenido son las siguientes:

0112,0

0038,0

0558,0

as

DWT0943,0LD

DWT1756,0LB

DWT6644,0DBL

DWT

=

=

=

Aplicando estas relaciones al DWT de proyecto DWT = 4600 tn:

===

===

.m76,7D.m39,15B.m49,90L

08580,0LD

17006,0LB

207,10813DBL



Captulo 2 Dimensionamiento por Mtodo Directo 2.1 Dimensionamiento de bodegas A continuacin se realiza un dimensionamiento directo del Buque Proyecto en funcin del volumen de bodegas condicin de Proyecto. Como el Buque Proyecto ha de ser capaz de llevar contenedores, condicin de Proyecto, se dimensionan las bodegas de modo que se optimiza el espacio. Se toma como base el contenedor estndar de 20 pies:

Exterior Length Width Height

20'0" 8'0" 8'6" 6.058 m 2.438 m 2.591 m

Interior Length Width Height

19'4 13/16" 7'8 19/32" 7'9 57/64"

5.898 m 2.352 m 2.385 m

Weight Door Opening

MGW TARE NET Width Height 52,910 lb 5,140 lb 47,770 lb 7'-8 1/8" 7'-5 3/4" 67,200 lb 5,290 lb 61,910 lb 2.343 m 2.280 m 24,000 kg 2,330 kg 21,670 kg CU.M CU.FT 30,480 kg 2,400 kg 28,080 kg 33.1 1,169

Purpose 1.Used for all kinds of general cargo. 2.Captioned units(MGW 30,480 KG) can be coordinated from EMCU 3204073 and EISU 3568118.

A continuacin se analizan y valoran las distintas disposiciones de contenedores y los volmenes de bodegas a que dan lugar:

Opcin A: Bodega 1 - 5 contenedores en eslora y 5 en manga. Bodega 2 - 4 contenedores en eslora y 5 en manga. 3 en altura.

Opcin B: Bodega 1 - 6 contenedores en eslora y 4 en manga. Bodega 2 - 4 contenedores en eslora y 4 en manga. 3 en altura.

Opcin C: Bodega 1 - 6 contenedores en eslora y 5 en manga. Bodega 2 - 4 contenedores en eslora y 5 en manga. 2 en altura.



2.1.1 Opcin A

Las longitudes a que da lugar esta disposicin son:

Eslora de bodegas: se ha adoptado un espacio de separacin entre mamparos y contenedores de 600 mm, que permite el paso de hombre y las maniobras de trincado de los contenedores.

As: Bodega 1:

LBODEGA1= 5 6058 + 4 355 + 2 600 = 32910 mm.

Bodega 2:

LBODEGA2 = 4 6058 + 3 355 + 2 600 = 26497 mm.

LTBODEGAS = LBODEGA1 + LBODEGA2 = 59407 mm.

Manga de bodegas: igual que en el clculo de la eslora de

bodegas, se ha adoptado un espacio de separacin entre costados y contenedores de 600 mm, que permite el paso de hombre y las maniobras de trincado de los contenedores.

As:

BBODEGA = 5 2438 + 4 82 + 2 600 = 13718 mm.



Puntal de bodegas: en el clculo del puntal de bodegas se ha tenido en cuenta la separacin que generan los elementos de sujecin al fondo de bodegas y entre contenedores

As:

HBODEGA = 3 2591 + 2 26 + 13 + 200 = 8038 mm. Con estos valores se obtiene un volumen de bodegas V = 6547 m3. Si se tienen en cuenta las zonas de las bodegas no tiles para carga, tales como zona de acceso a bodegas, o la zona de proa donde se presentan unas formas ms afinadas, la capacidad de carga se ve reducida en un valor que se puede estimar en un 5 % de la capacidad de carga total. De este modo el volumen til de bodegas es V = 6219 m3, segn la disposicin descrita en la opcin A.

2.1.2 Opcin B Las longitudes a que da lugar esta disposicin son:

Eslora:

Bodega 1:

LBODEGA1 = 6 6058 + 5 355 + 2 600 = 39323 mm.

Bodega 2:

LBODEGA2 = 4 6058 + 3 355 + 2 600 = 26497 mm.




Manga:

BBODEGA = 4 2438 + 3 82 + 2 600 = 11200 mm.

Puntal:

HBODEGA = 3 2591 + 2 26 + 13 + 200 = 8038 mm.

Con estos valores se obtiene un volumen de bodegas V = 5921 m3. Si se tienen en cuenta las zonas de las bodegas no tiles para carga, tales como zona de acceso a bodega, o la zona de proa donde se presentan unas formas ms afinadas, la capacidad de carga se ve reducida en un valor que se puede estimar en un 5 % de la capacidad de carga total. De este modo el volumen til de bodegas es V = 5625 m3, segn la disposicin descrita en la opcin B.

2.1.3 Opcin C Las longitudes a que da lugar esta disposicin son:

Eslora:

Bodega 1:

LBODEGA1= 6 6058 + 5 355 + 2 600 = 39323 mm.

Bodega 2:

LBODEGA2 = 4 6058 + 3 355 + 2 600 = 26497 mm.


Manga:

BBODEGA = 5 2438 + 4 82 + 2 600 = 13718 mm.

Puntal:

HBODEGA = 2 2591 + 1 26 + 13 + 200 = 5421 mm.

Con estos valores se obtiene un volumen de bodegas V = 4892 m3. Si se tienen en cuenta las zonas de las bodegas no tiles para carga, tales como zona de acceso a bodega, o la zona de proa donde se presentan unas formas ms afinadas, la capacidad de carga se ve reducida en un valor que se puede estimar en un 5 % de la capacidad de carga total. De este modo el volumen til de bodegas es V = 4647 m3, segn la disposicin descrita en la opcin C.



Los resultados obtenidos se muestran en la tabla siguiente:

Opcin Eslora ( m ) Manga ( m ) Puntal ( m ) VUTIL ( m3 )

A 59,407 13,71 8,04 6219B 65,82 11,19 8,04 5625C 65,82 13,71 5,42 4647

Del proceso de dimensionamiento de bodegas se deduce que la solucin ms prxima a las condiciones de Proyecto es la Opcin A (en la cual se ha obtenido un valor de manga igual a 13,71 metros como redondeo a la baja del valor real calculado por el mtodo directo 13,718 metros, lo que implica una reduccin del paso de hombre en 4 mm perfectamente asumible), por lo que se procede al clculo de las dimensiones del Buque Proyecto en funcin de estos datos:

Opcin A: Bodega 1 - 5 contenedores en eslora y 5 en manga. Bodega 2 4 contenedores en eslora y 5 en manga. 3 en altura.

2.2 Dimensionamiento del Buque Proyecto

2.2.1 Clculo de la eslora del Buque Proyecto La LPP del buque se obtiene como suma de:

Eslora de pique de proa: segn las Sociedades de Clasificacin sta debe estar comprendida entre 0,05 LPP y 0,08 LPP. En el caso del Buque Proyecto se ha optado por un valor de 0,06 LPP en base a los buques de la Base de Datos.

LPIQUEPROA = 0,06 LPP

Eslora de pique de popa: como se ha observado en los planos de

los buques de la Base de Datos, esta eslora llega hasta la cuaderna 8, en la que se sita el mamparo de prensaestopas. Se adopta una clara de cuadernas para esta zona del Buque Proyecto de 600 mm:

LPIQUEPOPA = 8 600 = 4800 mm.

Eslora de tanque profundo a proa (tanque de lastre): se ha

dispuesto un tanque de lastre por delante del mamparo de bodegas, tomando como base el buque Celtic Monarca, presente en la Base de Datos, con el propsito de aumentar la capacidad de lastre y favorecer el trimado del Buque Proyecto.

LDEEPTANK = 3 600 = 1800 mm.

Eslora para tnel de hlice de proa: la longitud necesaria para el

local donde se encuentra situada, teniendo el cuenta el dimetro de la hlice, funcin de la potencia, es de aproximadamente 4 claras de cuadernas:



LHPROA = 4 600 = 2400 mm.

Eslora de Cmara de Mquinas: en funcin de la potencia necesaria para alcanzar la velocidad requerida segn condiciones de Proyecto. La longitud se puede estimar mediante la siguiente frmula:

Potencia Buque = C V3 DWT0.5

Siendo: C = 0,0175 segn Hansen.

V: velocidad en pruebas en nudos.

As:

Potencia Buque = 0,0175 123 46000.5 = 2050 HP.

Por condiciones de Proyecto se dispone de un PTO/PTI engranado a la

reductora, pero no se exige que la velocidad en pruebas sea alcanzada con el PTO en funcionamiento, por lo que se opta por mantener esta potencia de 2050 HP para este clculo.

LCM = CW1 PB + CW2

Siendo:

CW1 : 1,4 2 CW2 : 6 10

As:

LCMMIN = 1,4 2,05 + 6 = 8,87 m. LCMMAX = 2 2,05 + 10 = 14,1 m.

La Cmara de Mquinas consta de 22 claras de cuadernas (segn se ha

observado en buques similares de la base de datos) de las cuales 15 tienen una separacin de 650 mm. y las 7 restantes de 600 mm.

LCM = 15 650 + 7 600 = 13950 mm.

Eslora de bodegas: se ajusta a 75 claras de cuadernas de 800

mm, con ello la eslora de bodegas se ve incrementada en 593 mm, y es por tanto:

LTBODEGA = 60000 mm.

Mamparos de bodegas: los mamparos de final de bodega 1 y comienzo de bodega 2 delimitan un espacio de 3 claras de



cuadernas de 800 mm, donde se situan 2 tanques de lastre y un tronco de acceso a bodegas.

LMAMPARO = 3 800 = 2400 mm.

Con todo esto la eslora entre perpendiculares es:

LPP = 0,06 LPP + 4800 + 1800 + 2400 + 13950 + 60000 + 2400 El resultado de la operacin proporciona una LPP = 90,798 mm, que ajustando a cuadernas se obtiene:

LPP = 90,81 m.

2.2.2 Clculo de la manga del Buque Proyecto

Se considera un espesor del doble forro lateral de 950 mm, siendo conocida la manga de bodegas 13710 mm, se obtiene la dimensin de la manga del Buque Proyecto:

B = 13710 + 2 950 = 15610 mm.

B = 15,61 m.



2.2.3 Clculo del puntal de

buque de 6000 tpm

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