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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales MADRID TRABAJO FIN DE MÁSTER EN INGENIERÍA NAVAL Y OCEÁNICA Nº MINO-084 Buque de apoyo a plataformas con capacidad de remolque, contraincendios y manejo de anclas Autor: GABRIEL PASCUAL LÓPEZ Tutor: JAIME PANCORBO CRESPO Febrero de 2019

Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navalesoa.upm.es/65761/1/TFM_GABRIEL_PASCUAL_LOPEZ.pdf · 2020. 12. 16. · Agradecimientos Agradecimientos En este trabajo quiero expresar

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Page 1: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navalesoa.upm.es/65761/1/TFM_GABRIEL_PASCUAL_LOPEZ.pdf · 2020. 12. 16. · Agradecimientos Agradecimientos En este trabajo quiero expresar

UNIVERSIDAD POLITEacuteCNICA DE MADRID

Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales

MADRID

TRABAJO FIN DE MAacuteSTER EN

INGENIERIacuteA NAVAL Y OCEAacuteNICA

Nordm MINO-084

Buque de apoyo a plataformas con capacidad de remolque contraincendios y manejo de anclas

Autor

GABRIEL PASCUAL LOacutePEZ

Tutor

JAIME PANCORBO CRESPO

Febrero de 2019

Dedicado a todas las personas que han confiado en miacute durante todos estos antildeos

en especial a mi familia y a mis amigos maacutes cercanos

Especificaciones

Especificaciones

Las especificaciones del buque estudiado se resumen a continuacioacuten

Trabajo Fin de Maacutester Nordm 084

Tutor D Jaime Pancorbo Crespo

Alumno Gabriel Pascual Loacutepez

bull TIPO DE BUQUE ANCHOR HANDLING TUG SUPPLY VESSEL

bull BANDERA SEYCHELLES

bull PESO MUERTO 800 TPM

bull TIRO A PUNTO FIJO (BOLLARD PULL) 40 t

bull Aacuterea miacutenima y carga de cubierta 200m2 y 5 tm2

bull VELOCIDAD EN PRUEBAS 12 nudos al 90 del MCR con un 15 de margen de mar

bull PROPULSIOacuteN dieacutesel eleacutectrico

bull ACOMODACIOacuteN 36 personas

bull SOCIEDAD DE CLASIFICACIOacuteN Bureau Veritas

bull CLASIFICACIOacuteN Y COTAS I +HULL +MACH OFFSHORE SUPPORT VESSEL (TUG

SUPPLY ANCHOR HANDLING Fire-fighting 1 WATER SPRAYING) +AUT-UMS

DYNAPOS -AMAT UNRESTRICTED NAVIGATION

bull REGLAMENTACIOacuteN SOLAS MARPOL y los requeridos por la reglamentacioacuten

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Resumen

Resumen

El documento que se presenta a continuacioacuten supone el desarrollo del anteproyecto de un

buque de suministros o apoyo a plataformas offshore En el mismo se recogen los aspectos y

epiacutegrafes necesarios para definir el buque en cuestioacuten partiendo de algunos baacutesicos como son

el dimensionamiento y disentildeo de formas hasta llegar a aspectos maacutes concretos como es el

anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

Siguiendo la norma general de este tipo de proyectos se ha desarrollado tambieacuten la disposicioacuten

general (muy caracteriacutestica en este tipo de buques) con capacidad para alojar a 36 personas

Tambieacuten se ha determinado el sistema propulsivo oacuteptimo para este tipo de embarcaciones y se

ha determinado la potencia eleacutectrica que es necesario disponer a bordo Este apartado es

especial puesto que se ha de atender a las necesidades y requisitos concretos del sistema de

posicionamiento dinaacutemico

Para cumplir con los requisitos de la normativa se ha disentildeado la estructura del buque en

funcioacuten de los criterios miacutenimos de seguridad Debido a las caracteriacutesticas especiales de este

tipo de buques es necesario calcular y disentildear tres secciones una caracteriacutestica de popa de

proa y la cuaderna maestra

Por uacuteltimo se ha determinado de manera aproximada el coste de construccioacuten del buque en

base a los costes de acero personal e ingenieriacutea

Abstract

Abstract

Abstract

The document presented below involves the development of a preliminary project for a

supply or support vessel for offshore platforms It includes the aspects and epigraphs

necessary to define the ship in question starting from some basics such as preliminary

sizing and design of the hull lines to more specific aspects such as the analysis of

dynamic positioning capabilities

Following the general rule of this type of project the general layout has also been

developed (very characteristic of this type of ship) with a capacity to accommodate 36

people The optimum propulsion system for this type of vessel has also been developed

and the electrical power required on board has been determined This section is special

as the specific needs and requirements of the dynamic positioning system have to be

met

In order to comply with the requirements of the regulations the structure of the vessel

has been designed according to the minimum safety criteria Due to the special

characteristics of this type of ship it is necessary to calculate and design three sections

of the ship a stern characteristic a bow characteristic and the midship frame

Finally the cost of building the vessel has been determined on an approximate basis

based on the costs of steel personnel and engineering

Abstract

Agradecimientos

Agradecimientos

En este trabajo quiero expresar mi agradecimiento a la Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros

Navales (ETSIN) de la Universidad Politeacutecnica de Madrid por haberme dado la oportunidad de

formarme y adquirir los conocimientos necesarios para realizar el presente proyecto

En el plano personal me gustariacutea agradecer la ayuda y atencioacuten prestadas por mi tutor D

Jaime Pancorbo Crespo quien gracias a su enorme paciencia ha conseguido guiarme durante

las distintas etapas y capiacutetulos del proyecto

Agradecimientos

Iacutendice

Iacutendice

Especificaciones iv

Resumen x

Abstract xi

Agradecimientos xiv

Iacutendice xvi

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento 1

1 Especificacioacuten del proyecto 1

2 Introduccioacuten 2

3 Siglas y acroacutenimos empleados 2

4 El buque supply 3

5 Anaacutelisis de la misioacuten 4

6 Introduccioacuten al dimensionamiento 7

7 Base de Datos 8

8 Buque Base 11

9 Regresiones directas 11

91 Eslora total 12

92 Eslora entre perpendiculares 13

93 Manga 14

94 Puntal 16

95 Calado 17

96 Francobordo 18

97 Dimensiones obtenidas 18

10 Relaciones adimensionales 19

101 LppmiddotBmiddotD 19

102 Lpp B 20

103 LOA B 20

104 Fn 20

105 T D 20

106 Lpp D 20

Iacutendice

107 B T 21

108 B D 21

11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas 21

12 Estimacioacuten de la potencia 22

13 Estimacioacuten del peso en rosca 22

131 Peso de la estructura de acero del buque base 24

132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base 24

133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base 24

134 Peso en rosca estimado del buque base 24

135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial 25

136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial 25

137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial 25

138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial 25

14 Generacioacuten de alternativas 26

141 Generacioacuten de la alternativa inicial 26

142 Generacioacuten de alternativas 28

15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas 29

151 Alternativa final seleccionada 31

16 Coeficientes de la carena 31

161 Coeficiente de bloque 32

162 Coeficiente de la maestra 32

163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal 32

164 Coeficiente de la flotacioacuten 32

165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena 33

166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico 33

167 Coeficientes estimados 33

17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada 34

171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta 34

172 Evaluacioacuten del francobordo 35

173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial 36

18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque 39

Disentildeo de formas 41

Iacutendice

1 Introduccioacuten 41

2 Aspectos Previos 41

21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten 42

21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada 43

22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada 44

23 Disposicioacuten de los propulsores 45

24 Comportamiento en la mar 46

25 Estabilidad 48

26 Resistencia al avance 48

27 Astilla muerta 48

3 Generacioacuten de formas 49

4 Caracteriacutesticas de las formas 51

41 Curva de aacutereas normalizada 53

5 Plano de formas 54

6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico 55

7 Estimacioacuten de la resistencia al avance 56

71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance 57

72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos 58

73 Resistencia aerodinaacutemica 59

74 Resultados obtenidos 60

Disposicioacuten general 63

1 Introduccioacuten 63

2 Anaacutelisis previo 65

21 Tipo de buque y operaciones que realiza 65

22 Tipo de propulsioacuten y gobierno 66

23 Habilitacioacuten 67

24 Autonomiacutea 68

25 Lastre 69

26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT) 70

3 Elementos estructurales 70

31 Elementos transversales 70

32 Elementos longitudinales 72

Iacutendice

4 Mamparos estancos 72

41 Mamparo de colisioacuten 74

42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa 74

43 Mamparo del pique de popa 74

44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa 75

45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas 75

5 Cubiertas y doble fondo 75

51 Doble fondo 76

52 Cubierta principal 78

53 Cubierta de acomodacioacuten 1 79

54 Cubierta de acomodacioacuten 2 80

55 Cubierta de gobierno 80

56 Tope de puente de gobierno 81

6 Disposicioacuten de tanques 82

61 Tanques de combustible 83

62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio 84

63 Tanque de lodos y sentinas 85

64 Tanques de agua dulce 86

65 Tanques de lastre 88

66 Tanques de servicio 89

67 Tomas de mar 89

68 Cofferdams 90

Equipos y servicios 91

1 Introduccioacuten 91

2 Equipos de fondeo y amarre 91

21 Anclas 92

22 Cadenas 93

23 Caja de Cadenas 94

24 Escobeacuten 95

25 Molinetes 95

26 Estopor 96

27 Liacuteneas de amarre y de remolque 96

Iacutendice

28 Elementos auxiliares de amarre 96

29 Resumen elementos de amarre y fondeo 97

3 Sistema de propulsioacuten y gobierno 97

4 Equipos de salvamento 98

41 Comunicaciones 98

42 Dispositivos individuales 98

43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate 98

44 Elementos auxiliares 99

5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones 99

51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten 99

52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna 100

53 Luces y sentildeales de navegacioacuten 100

54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas 102

55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten 102

6 Achique y sentinas 102

61 Colector de sentinas 103

62 Ramales del colector de sentinas 103

63 Ramales del colector de sentinas 103

7 Sistema de lastre 104

71 Bombas de lastre 104

72 Sistema de tratamiento de lastre 105

8 Aireaciones reboses y sondas de tanques 107

81 Aireaciones 107

82 Reboses 108

83 Sondas 108

9 Sistema contraincendios 108

91 Sistema de deteccioacuten 109

92 Sistema de contencioacuten 109

93 Sistemas de lucha contraincendios 110

931 Sistema de agua salada 110

932 Sistema de CO2 110

933 Sistema de rociadores 111

Iacutendice

934 Elementos contraincendios individuales 112

94 Sistema contra incendios exterior FIFI I 113

941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua 114

10 Sistema de agua sanitaria 115

101 Tanque hidroacuteforo 116

102 Bombas de agua sanitaria 117

103 Calentador de agua dulce 117

11 Sistema de aguas residuales 118

12 Gruacutea principal 119

121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea 119

122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque 120

13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico 121

14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de anclas 123

141 Anchor Handling Towing 123

142 Rodillo de popa 124

143 Shark Jaws y Tow Pins 124

144 Tugger winches 125

15 Sistema de alumbrado 125

151 Sistema de alumbrado exterior 126

152 Sistema de alumbrado interior 127

153 Sistema de alumbrado de emergencia 129

16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado 129

Dimensionamiento de la planta propulsora 133

1 Introduccioacuten 133

2 Propulsores 133

21 Seleccioacuten de propulsores principales 134

22 Propulsores auxiliares 139

3 Generacioacuten de potencia 141

4 Descripcioacuten de propulsores principales 142

41 Modelo de propulsor principal 142

42 Disposicioacuten de los propulsores principales 146

43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares 146

Iacutendice

5 Disposicioacuten de los propulsores 148

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica 151

1 Introduccioacuten 151

2 Situaciones de carga 151

3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica 152

31 Tipo de corriente 152

32 Tipo de tensioacuten y frecuencia 153

33 Redes fundamentales 153

34 Transformadores 154

35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten 154

36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten 154

4 Principales Consumidores 155

5 Balance eleacutectrico preliminar 158

6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos 159

61 Grupos generadores principales 160

62 Grupo generador de emergencia 162

7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores 163

71 Consumo de los generadores 164

72 Sistemas auxiliares de los motores generadores 164

721 Sistema de combustible 164

722 Sistema de lubricacioacuten 166

723 Sistema de refrigeracioacuten 167

724 Sistema de aire comprimido 170

73 Generador de agua dulce 172

74 Sistema de exhaustacioacuten 173

741 Elementos 174

75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas 177

751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores 179

752 Ventilacioacuten del local de emergencia 180

8 Balance eleacutectrico 180

9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas 182

10 Diagrama unifilar 183

Iacutendice

Disentildeo estructural 187

1 Introduccioacuten 187

2 Consideraciones iniciales 187

21 Definiciones 188

211 Tipo de casco 188

212 Notacioacuten de navegacioacuten 188

213 Eslora de escantillonado 188

214 Posicioacuten de la cuaderna maestra 188

215 Manga de trazado o escantillonado 189

216 Puntal de trazado o escantillonado 189

217 Calado de trazado o escantillonado 189

218 Coeficiente de bloque 189

22 Materiales 189

3 Principios de disentildeo estructurales 189

31 Tipo de estructura 189

32 Disposicioacuten de elementos principales 190

4 Resistencia Longitudinal 191

41 Determinacioacuten de las cargas globales 192

411 Momento en aguas tranquilas 192

412 Momento flector en olas 193

413 Momentos flectores combinados 194

42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles 195

421 Tensiones globales admisibles 195

422 Tensiones locales admisibles 196

43 Determinacioacuten de las presiones externas 197

431 Presiones en el fondo 198

432 Presiones en el costado 198

433 Presiones en cubierta 199

44 Determinacioacuten de las presiones internas 199

441 Aceleracioacuten en heave 200

442 Aceleracioacuten en pitch 200

443 Aceleracioacuten en roll 200

Iacutendice

444 Aceleracioacuten vertical 200

445 Cargas internas en mamparos 201

5 Escantillonado de elementos 201

51 Estructura del fondo 202

52 Estructura del costado 203

53 Estructura de la cubierta principal 204

54 Estructura de los mamparos 204

6 Caacutelculo de las secciones representativas 205

61 Seccioacuten de popa 205

62 Seccioacuten de proa 208

63 Seccioacuten media o cuaderna maestra 210

7 Resumen de los elementos estructurales empleados 213

8 Valor y posicioacuten del peso en rosca 215

81 Peso de acero 215

811 Peso del acero longitudinal continuo 216

812 Peso del acero transversal continuo 217

813 Peso de los mamparos 219

814 Peso del acero de la superestructura 219

815 Otros pesos 220

82 Peso de acero total 220

83 Peso de maquinaria y equipos 220

84 Peso de la habilitacioacuten 222

85 Peso en rosca 223

Caacutelculos de arquitectura naval 225

1 Introduccioacuten 225

2 Componentes del peso muerto 225

3 Puntos de inundacioacuten progresiva 226

4 Situaciones de carga consideradas 227

41 SC01 Salida a plena carga 227

42 SC02 En operacioacuten 229

43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal 230

44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga 231

Iacutendice

45 SC05 Fin de operacioacuten con carga 232

46 SC06 Operacioacuten de remolque 232

5 Curvas hidrostaacuteticas 233

6 Caacutelculos de estabilidad 234

61 Estabilidad intacta 234

611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01 235

612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02 236

613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03 237

614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04 237

615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05 238

616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06 239

62 Estabilidad en averiacuteas 244

7 Determinacioacuten del francobordo 248

71 Paraacutemetros del buque 248

72 Francobordo tabular 249

73 Correcciones y reducciones aplicables 249

731 Correccioacuten por coeficiente de bloque 249

732 Correccioacuten por puntal 249

733 Reduccioacuten por superestructuras 249

734 Correccioacuten por arrufo 250

74 Francobordos miacutenimos obtenidos 251

741 Francobordo de verano 251

742 Francobordo tropical 251

743 Francobordo de invierno 251

744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte 251

745 Francobordo en agua dulce 251

746 Francobordo tropical en agua dulce 251

8 Caacutelculo del arqueo 252

81 Arqueo bruto 252

82 Arqueo neto 253

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico 255

1 Introduccioacuten 255

Iacutendice

2 Sistema de coordenadas 256

3 Escenarios considerados 257

4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de propulsores 257

5 Fuerzas y coeficientes de viento 259

6 Fuerzas y coeficientes de corriente 261

7 Fuerzas y coeficientes de olas 262

8 Resultados 263

81 Condicioacuten intacta 263

82 Peacuterdida T1 266

83 Peacuterdida A1 268

84 Peacuterdida A2 y T1 270

9 Conclusiones 272

Anaacutelisis econoacutemico 275

1 Introduccioacuten 275

2 Costes de los materiales y equipos 275

21 Costes asociados al casco 276

22 Equipos armamento e instalaciones 277

221 Equipos de fondeo amarre y remolque 278

222 Medios de salvamento 278

223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten 278

224 Equipos de fonda y hotel 278

225 Acondicionamiento de alojamientos 279

226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones 279

227 Medios de contraincendios 279

228 Instalacioacuten eleacutectrica 280

229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones 280

23 Maquinaria auxiliar de cubierta 280

24 Instalacioacuten propulsora 280

25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten 281

26 Cargas pertrechos y repuestos 282

27 Instalaciones especiales del buque 282

3 Costes de la mano de obra 283

Iacutendice

31 Costes de mano de obra asociados al casco 283

32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones 284

4 Costes de astillero 285

5 Conclusiones 286

Referencias 291

Planos 295

Anexo 1 Generacioacuten de alternativas 297

Anexo 2 Curva de aacutereas 299

Anexo 3 Balance eleacutectrico 301

Anexo 4 Pesos y centros de gravedad 307

Anexo 5 Situaciones de carga 309

Anexo 6 Generacioacuten de momentos escorantes 317

Anexo 7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico 329

1 Condicioacuten intacta 330

2 Peacuterdida T1 333

3 Peacuterdida A1 337

4 Peacuterdida A2 y T1 340

Iacutendice

Iacutendice de Ilustraciones

Ilustracioacuten 1 Ejemplo de buque AHTS Fuentewwwmarinelogcom 5

Ilustracioacuten 2 Ejemplo de buque PSV Fuente wwwsaltshipcom 5

Ilustracioacuten 3 Ejemplo de buque FCS Fuente wwwcgtradercom 5

Ilustracioacuten 4 Ejemplo de buque MPSV Fuente wwwoffshoreshipdesignerscom 6

Ilustracioacuten 5 Ejemplo de buque Offshore Carrier Fuente wwwoffshorewindbiz 6

Ilustracioacuten 6 Ejemplo de buque Well Stimulation Vessel Fuente wwwproductsdamencom 6

Ilustracioacuten 7 Disposicioacuten tiacutepica de la popa de un buque AHTS Fuente wwwsectormaritimoes

42

Ilustracioacuten 8 Aacuterea en la flotacioacuten a bajo nuacutemero de Froude Fuente [Larsson amp Raven 2010]

43

Ilustracioacuten 9 Representacioacuten de cuadernas en ldquoVrdquo [Baquero 2014] 44

Ilustracioacuten 10 Distribucioacuten de Presiones en Fondos Planos [Campana 2010] 45

Ilustracioacuten 11 Concepto de proa invertida o Xbow Fuente Ulstein 46

Ilustracioacuten 12 Bulbo semisumergido Fuente Gelibolu Shipyard 47

Ilustracioacuten 13 Influencia de la Astilla Muerta en la Generacioacuten de Spray y Presiones Ejercidas

[Larsson amp Raven 2010] 49

Ilustracioacuten 14 Obtencioacuten del modelo 3D del buque base Elaboracioacuten propia 50

Ilustracioacuten 15 Volumen equivalente de los propulsores de proa 52

Ilustracioacuten 16 Modelo en 3D del buque proyecto Elaboracioacuten propia 53

Ilustracioacuten 17 Curva de aacutereas normalizada Elaboracioacuten propia 54

Ilustracioacuten 18 Reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Fuente [Larssonamp

Raven 2010] 57

Ilustracioacuten 19 Estimacioacuten de las medidas de la obra muerta Elaboracioacuten propia 59

Ilustracioacuten 20 Disposicioacuten y elementos tiacutepicos de un buque AHTS Fuente [Casado J Martiacuten

DA] 64

Ilustracioacuten 21 Sistemas de remolque Shark Jaw (abajo) y Tow spin (fondo) Fuente

Wikipedia 66

Ilustracioacuten 22 Disposicioacuten de los mamparos transversales estancos Elaboracioacuten propia 73

Ilustracioacuten 23 Seccioacuten bajo doble fondo 77

Ilustracioacuten 24 Caacutelculo de la liacutenea de visioacuten Elaboracioacuten propia 81

Ilustracioacuten 25 Disposicioacuten de tanques de combustible 84

Ilustracioacuten 26 Disposicioacuten de los tanques de aceite 85

Iacutendice

Ilustracioacuten 27 Disposicioacuten del tanque de sentinas 86

Ilustracioacuten 28 Disposicioacuten de tanques de agua dulce 87

Ilustracioacuten 29 Disposicioacuten de los tanques de lastre 88

Ilustracioacuten 30 Disposicioacuten de otros tanques de servicio 89

Ilustracioacuten 31 Disposicioacuten de tomas de mar 90

Ilustracioacuten 32 Disposicioacuten de cofferdams 90

Ilustracioacuten 33 Aacuterea del perfil del buque 92

Ilustracioacuten 34 Anclas de tipo patente o stockless Fuente Natureduca 93

Ilustracioacuten 35 Dimensionamiento de eslabones y grilletes tipo Kenter Fuente

wwwanchorchains4ucom 94

Ilustracioacuten 36 Ubicacioacuten de las cajas de cadenas (en amarillo) 95

Ilustracioacuten 37 Tipos de luces de navegacioacuten Fuente wwwnaval582com 101

Ilustracioacuten 38 Caracteriacutesticas del dispositivo para el tratamiento de aguas de lastre Fuente

wwwgeacom 107

Ilustracioacuten 39 Clasificacioacuten de mamparos que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

109

Ilustracioacuten 40 Clasificacioacuten de cubiertas que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

110

Ilustracioacuten 41 Gruacutea telescoacutepica instalada en la cubierta de trabajo Fuente Palfinger 120

Ilustracioacuten 42 Capacidad de izado de la gruacutea principal 120

Ilustracioacuten 43 Esquema de los elementos del sistema de posicionamiento dinaacutemico Fuente

dynamic-positioningcom 122

Ilustracioacuten 44 Modelo del conjunto de Tow Pins instalado Fuente kappis-nauticde 125

Ilustracioacuten 45 Propulsor de eje vertical modelo Voith Schneider Fuente wwwvoithcom 134

Ilustracioacuten 46 Esquema tiacutepico de una liacutenea de ejes Fuente wwwricepropulsioncom 135

Ilustracioacuten 47 Propulsor azimutal tiacutepico Fuente wwwcomarsecom 136

Ilustracioacuten 48 Ejemplo de buque con propulsioacuten azimutal en proa Fuente wwwgcaptaincom

139

Ilustracioacuten 49 Ejemplo de heacutelice transversal en tuacutenel Fuente wwwtrasmeshipscom 140

Ilustracioacuten 50 Obtencioacuten del huelgo disponible en popa 144

Ilustracioacuten 51 Propulsor azimutal de popa Modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom 145

Ilustracioacuten 52 Dimensiones del modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom 146

Ilustracioacuten 53 Modelo representativo de los propulsores transversales Fuente

wwwwartsilacom 147

Iacutendice

Ilustracioacuten 54 Disposicioacuten de los propulsores principales de popa sobre el buque 148

Ilustracioacuten 55 Disposicioacuten de los propulsores principales de proa sobre el buque 149

Ilustracioacuten 56 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga 161

Ilustracioacuten 57 Dimensiones del grupo generador principal Fuente wwwenginesmaneu 162

Ilustracioacuten 58 Dimensiones del grupo generador de emergencia Fuente wwwenginemaneu

163

Ilustracioacuten 59 Diagrama del sistema de combustible de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu 165

Ilustracioacuten 60 Diagrama del sistema de arranque mediante aire comprimido Fuente

wwwenginemaneu 171

Ilustracioacuten 61 Sistema de exhaustacioacuten de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu 175

Ilustracioacuten 62 Esquema del sistema de exhaustacioacuten 177

Ilustracioacuten 63 Esquema de ventilacioacuten de Caacutemara de maacutequinas Fuente Maroacuten B D [2015]

178

Ilustracioacuten 64 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas 183

Ilustracioacuten 65 Representacioacuten esquemaacutetica del diagrama unifilar 185

Ilustracioacuten 66 Criterio de signos tomado para el meacutetodo del buque viga Fuente Bureau Veritas

191

Ilustracioacuten 67 Distribucioacuten del momento en aguas tranquilas 193

Ilustracioacuten 68 Distribucioacuten del momento en olas 194

Ilustracioacuten 69 Distribucioacuten de los momentos flectores totales sobre la eslora del buque Fuente

Bureau Veritas 194

Ilustracioacuten 70 Distribucioacuten de los momentos flectores totales 195

Ilustracioacuten 71 Valores admisibles de tensiones globales Fuente Bureau Veritas 195

Ilustracioacuten 72 Tensiones locales admisibles para chapas Fuente Bureau Veritas 196

Ilustracioacuten 73 Tensiones locales admisibles para refuerzos secundarios Fuente Bureau

Veritas 196

Ilustracioacuten 74 Tensiones locales admisibles para refuerzos primarios Fuente Bureau Veritas

197

Ilustracioacuten 75 Subdivisiones del buque a lo largo de la eslora Fuente Bureau Veritas 197

Ilustracioacuten 76 Movimientos verticales relativos del buque Fuente Bureau Veritas 198

Ilustracioacuten 77 Aceleraciones en funcioacuten de la zona del buque Fuente Bureau Veritas 201

Ilustracioacuten 78 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local 207

Iacutendice

Ilustracioacuten 79 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 66 sobre el modelo 3D 208

Ilustracioacuten 80 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 66 modelada en MARS 209

Ilustracioacuten 81 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local 210

Ilustracioacuten 82 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 42 sobre el modelo 3D 211

Ilustracioacuten 83 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 42 modelada en MARS 212

Ilustracioacuten 84 Seccioacuten media Verificacioacuten de la resistencia local 212

Ilustracioacuten 85 Divisioacuten del buque en 20 secciones 216

Ilustracioacuten 86 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo 234

Ilustracioacuten 87 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo 234

Ilustracioacuten 88 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC01 235

Ilustracioacuten 89 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC02 236

Ilustracioacuten 90 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC03 237

Ilustracioacuten 91 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC04 238

Ilustracioacuten 92 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC05 239

Ilustracioacuten 93 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC06 240

Ilustracioacuten 94 Componentes de la tensioacuten del cable de tiro de popa Fuente Bureau Veritas

241

Ilustracioacuten 95 Paraacutemetros del guide pin Fuente Bureau Veritas 241

Ilustracioacuten 96 Brazos adrizante y brazos escorantes debidos al tiro en popa 243

Ilustracioacuten 97 Espacios cerrados del buque 253

Ilustracioacuten 98 Cargas ambientales consideradas Fuente Holvik J Kongsberg Simrad Inc

255

Ilustracioacuten 99 Sistema de coordenadas considerado 256

Ilustracioacuten 100 Disposicioacuten de propulsores 258

Ilustracioacuten 101 Aacuterea lateral expuesta al viento 260

Ilustracioacuten 102 Aacuterea frontal expuesta al viento 260

Ilustracioacuten 103 Coeficientes de viento considerados 261

Ilustracioacuten 104 Coeficientes de viento considerados 262

Ilustracioacuten 105 Paraacutemetros de entrada necesarios Fuente DNV-GL 263

Ilustracioacuten 106 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Condicioacuten intacta

264

Ilustracioacuten 107 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Condicioacuten intacta 265

Ilustracioacuten 108 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Condicioacuten intacta 265

Iacutendice

Ilustracioacuten 109 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida T1 266

Ilustracioacuten 110 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida T1 267

Ilustracioacuten 111 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida T1 267

Ilustracioacuten 112 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A1 268

Ilustracioacuten 113 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A1 269

Ilustracioacuten 114 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A1 269

Ilustracioacuten 115 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A2 y T1 270

Ilustracioacuten 116 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A2 y T1 271

Ilustracioacuten 117 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A2 y T1 271

Ilustracioacuten 118 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Intacto y peacuterdida A2

y T1 273

Ilustracioacuten 119 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Intacto y peacuterdida A2 y T1 273

Ilustracioacuten 120 Reparto de costes de materiales y equipos 287

Ilustracioacuten 121 Reparto de costes de mano de obra 288

Ilustracioacuten 122 Reparto de costes de astillero 288

Ilustracioacuten 123 Curva de aacutereas normalizada 300

Iacutendice de tablas

Tabla 1-1 Siglas y acroacutenimos empleados 2

Tabla 1-2 Base de datos (1) 10

Tabla 1-3 Base de datos (2) 10

Tabla 1-4 Caracteriacutesticas del buque base 11

Tabla 1-5 Dimensiones obtenidas de la base de datos 19

Tabla 1-6 Rangos de relaciones adimensionales de la base de datos 19

Tabla 1-7 Dimensiones y relaciones adimensionales de la alternativa inicial 21

Tabla 1-8 Resumen de pesos de la alternativa inicial 25

Tabla 1-9 Caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial 28

Tabla 1-10 Coeficientes asociados al coste de material a granel 29

Tabla 1-11 Paraacutemetros de la alternativa final seleccionada 31

Tabla 1-12 Coeficientes de carena de la alternativa final seleccionada 33

Tabla 1-13 Evaluacioacuten teacutecnica del aacuterea de cubierta 34

Tabla 1-14 Estimacioacuten del francobordo tabular 35

Iacutendice

Tabla 1-15 Dimensiones principales 39

Tabla 1-16 Relaciones adimensionales 39

Tabla 1-17 Coeficientes de la carena 39

Tabla 1-18Partidas de pesos 39

Tabla 1-19 Otros valores caracteriacutesticos 40

Tabla 2-1 Comparativa de los coeficientes de carena estimados y obtenidos 51

Tabla 2-2 Comprobacioacuten de la aplicacioacuten de los meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

58

Tabla 2-3 Aacutereas proyectas de superestructura y obra muerta 60

Tabla 3-1 Consumos del buque base en navegacioacuten 68

Tabla 3-2 Nuacutemero de mamparos transversales estancos miacutenimo Fuente Bureau Veritas 73

Tabla 3-3 Caracteriacutesticas de los tanques de combustible 83

Tabla 3-4 Caracteriacutesticas de los tanques de aceite 85

Tabla 3-5 Caracteriacutesticas de los tanques de agua dulce 87

Tabla 3-6 Caracteriacutesticas de los tanques de lastre 88

Tabla 3-7 Caracteriacutesticas de los tanques de servicio 89

Tabla 4-1 Caracteriacutesticas del fondeo a disponer en funcioacuten del numeral de equipo 92

Tabla 4-2 Caracteriacutesticas de las liacuteneas de fondeo 94

Tabla 4-3 Resumen de los elementos del sistema de amarre y fondeo 97

Tabla 4-4 Ramales del colector de sentinas Diaacutemetros interiores 103

Tabla 4-5 Presioacuten miacutenima de trabajo de las bombas de lastre 105

Tabla 4-6 Caracteriacutesticas de los monitores para la notacioacuten FIFI II Fuente Bureau Veritas

113

Tabla 4-7 Potencia de las luces de navegacioacuten 126

Tabla 4-8 Iluminancia media en funcioacuten del espacio Fuente ABS 127

Tabla 4-9 Iluminacioacuten interior de los distintos espacios 128

Tabla 4-10 Temperatura y humedad en funcioacuten de la estacioacuten 130

Tabla 4-11 Volumen de los distintos locales a ventilar 130

Tabla 5-1 Matriz de PUGH realizada para la seleccioacuten del sistema de propulsioacuten 138

Tabla 5-2 Consumidores principales no asociados a la propulsioacuten 141

Tabla 5-3 Modelos de propulsor azimutal de popa considerados 143

Tabla 5-4 Dimensiones del propulsor de proa 147

Iacutendice

Tabla 5-5 Disposicioacuten de los propulsores de proa 149

Tabla 6-1 Principales consumidores eleacutectricos del buque 156

Tabla 6-2 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga 159

Tabla 6-3 Regiacutemenes de funcionamiento de los generadores principales por situacioacuten de carga

160

Tabla 6-4 Caracteriacutesticas principales del grupo generador principal 161

Tabla 6-5 Regiacutemenes de funcionamiento del generador de emergencia por situacioacuten de carga

163

Tabla 6-6 Consumo de los motores de los generadores principales y de emergencia 164

Tabla 6-7 Calor a disipar por el sistema de refrigeracioacuten 168

Tabla 6-8 Zonas especiales en virtud del convenio MARPOL 174

Tabla 6-9 Caudales y voluacutemenes considerados en el sistema de ventilacioacuten 179

Tabla 6-10 Modelo de ventilador seleccionado 179

Tabla 6-11 Ventilacioacuten de los locales de propulsioacuten 179

Tabla 6-12 Principales consumidores eleacutectricos del buque (valores actualizados) 180

Tabla 6-13 Resumen del balance eleacutectrico 182

Tabla 7-1 Disposicioacuten de los elementos estructurales principales 191

Tabla 7-2 Valor de los movimientos relativos verticales del buque 198

Tabla 7-3 Valor de las aceleraciones relativos verticales del buque 200

Tabla 7-4 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de popa 208

Tabla 7-5 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de proa 210

Tabla 7-6 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten media 213

Tabla 7-7 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de popa 213

Tabla 7-8 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de proa 214

Tabla 7-9 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten media 214

Tabla 7-10 Distribucioacuten del acero longitudinal continuo 217

Tabla 7-11 Peso del acero longitudinal continuo 217

Tabla 7-12 Peso del acero longitudinal continuo 218

Tabla 7-13 Peso de acero de la superestructura 220

Tabla 7-14 Peso final de acero de la superestructura 220

Tabla 7-15 Peso de acero total obtenido 220

Tabla 7-16 Peso de la maquinaria y equipos 221

Iacutendice

Tabla 7-17 Peso final de la partida de habilitacioacuten 223

Tabla 7-18 Peso en rosca final 223

Tabla 8-1 Partidas del peso muerto 226

Tabla 8-2 Puntos de inundacioacuten progresiva 227

Tabla 8-3 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC01 228

Tabla 8-4 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC02 229

Tabla 8-5 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC03 230

Tabla 8-6 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC04 231

Tabla 8-7 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05 232

Tabla 8-8 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05 233

Tabla 8-9 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC01 235

Tabla 8-10 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC02 236

Tabla 8-11 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC03 237

Tabla 8-12 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC04 238

Tabla 8-13 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05 239

Tabla 8-14 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05 240

Tabla 8-15 Criterios especiacuteficos de la notacioacuten AHTS 244

Tabla 8-16 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas 246

Tabla 8-17 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas en popa 246

Tabla 8-18 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

247

Tabla 8-19 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas tras golpe en costado 247

Tabla 8-20 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

248

Tabla 8-21 Obtencioacuten del francobordo tabular 249

Tabla 8-22 Valores de arrufo obtenidos de la curva normal 250

Tabla 8-23 Deficiencias de arrufo en las mitades de popa y de proa 250

Tabla 8-24 Francobordos miacutenimos obtenidos 252

Tabla 8-25 Volumen de los espacios cerrados del buque 253

Tabla 8-26 Volumen total de los espacios de carga 254

Tabla 8-27 Volumen total de los espacios de carga 254

Tabla 9-1 Caracteriacutesticas principales del buque 257

Iacutendice

Tabla 9-2 Caracteriacutesticas de los propulsores 258

Tabla 10-1 Costes asociados a la pintura y preparacioacuten de superficies 277

Tabla 10-2 Coste de los medios de salvamento 278

Tabla 10-3 coste de los equipos de navegacioacuten y comunicaciones 279

Tabla 10-4 Coste de los propulsores principales 281

Tabla 10-5 Coste de los equipos especiales 282

Tabla 10-6 Costes de materiales y equipos 283

Tabla 10-7 Costes de mano de obra 285

Tabla 1-1 Generacioacuten de alternativas (1) 297

Tabla 1-2 Generacioacuten de alternativas (2) 297

Tabla 1-3 Generacioacuten de alternativas (3) 298

Tabla 3-1 Principales consumidores instalados en el buque 301

Tabla 3-2 Balance eleacutectrico 303

Tabla 5-1 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC01 309

Tabla 5-2 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC02 310

Tabla 5-3 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC03 311

Tabla 5-4 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC04 312

Tabla 5-5 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC05 313

Tabla 5-6 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC06 314

Tabla 6-1 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=10 317

Tabla 6-2 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=45 318

Tabla 6-3 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=80 319

Tabla 6-4 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=10 320

Tabla 6-5 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=45 321

Tabla 6-6 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=80 323

Tabla 6-7 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=10 324

Tabla 6-8 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=45 325

Tabla 6-9 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=80 326

Tabla 7-1 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (1) 330

Tabla 7-2 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (2) 331

Tabla 7-3 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (1) 333

Tabla 7-4 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (2) 335

Iacutendice

Tabla 7-5 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (1) 337

Tabla 7-6 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (2) 339

Tabla 7-7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (1) 340

Tabla 7-8 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (2) 342

Iacutendice

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

1

Anaacutelisis funcional y conceptual

Dimensionamiento

1 Especificacioacuten del proyecto

Las especificaciones del buque estudiado se resumiraacuten a continuacioacuten

Trabajo Fin de Maacutester Nordm 084

Tutor D Jaime Pancorbo Crespo

Alumno Gabriel Pascual Loacutepez

bull TIPO DE BUQUE ANCHOR HANDLING TUG SUPPLY VESSEL

bull BANDERA SEYCHELLES

bull PESO MUERTO 800 TPM

bull TIRO A PUNTO FIJO (BOLLARD PULL) 40 t

bull Aacuterea miacutenima y carga de cubierta 200m2 y 5 tm2

bull VELOCIDAD EN PRUEBAS 12 nudos al 90 del MCR con un 15 de margen de mar

bull PROPULSIOacuteN dieacutesel eleacutectrico

bull ACOMODACIOacuteN 36 personas

bull SOCIEDAD DE CLASIFICACIOacuteN Bureau Veritas

bull CLASIFICACIOacuteN Y COTAS I +HULL +MACH OFFSHORE SUPPORT VESSEL (TUG

SUPPLY ANCHOR HANDLING Fire-fighting 1 WATER SPRAYING) +AUT-UMS

DYNAPOS -AMAT UNRESTRICTED NAVIGATION

bull REGLAMENTACIOacuteN SOLAS MARPOL y los requeridos por la reglamentacioacuten

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

2

2 Introduccioacuten

El objetivo de este apartado no es otro que el de realizar una presentacioacuten del buque objetivo

asiacute como de sus caracteriacutesticas y cualidades maacutes representativas Tambieacuten se describiraacuten sus

funciones y su finalidad o misioacuten

En primer lugar debemos destacar el hecho de que la funcioacuten principal de este tipo de buques

y de la cual reciben su nombre es la de dar apoyo a instalaciones en alta mar denominadas

instalaciones Offshore El apoyo prestado puede ir desde el mero suministro de cargas y

pertrechos hasta el desempentildeo de un papel maacutes especiacutefico como puede ser el remolque y

posicionamiento de plataformas y sobre todo al tendido y manejo de anclas

El disentildeo final deberaacute cumplir con una serie de normativas y reglas Deberaacute cumplir con las

reglas internacionales como son principalmente los convenios SOLAS (Safety Of Life At Sea)

MARPOL (Marine Pollution) COLREG (Convention on the International Regulations for

Preventing Collisions at Sea) etc

Seraacute un buque clasificado por Bureau Veritas por lo que debe cumplir tambieacuten con toda la

reglamentacioacuten exigida por esta sociedad de clasificacioacuten y las diferentes resoluciones de la

IMO que afecten a este tipo de buque

3 Siglas y acroacutenimos empleados

En la presente seccioacuten se adjunta una tabla en la que se resumen las distintas siglas empleadas

a lo largo del presente proyecto y en la que ademaacutes se explica el significado de las mismas

Tabla 1-1 Siglas y acroacutenimos empleados

Sigla Significado

AHTS Anchor Handling Tug Supply

COLREG Conventions on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea

DP Dynamic Positioning

FiFi Fire Fighting

IMO International Maritime Organization (OMI en espantildeol)

MARPOL Marine Pollution

MDO MGO Marine Diesel Gas Oil

ROVs Remote Operated Vehicles

SOLAS Safety Of Life At Sea

TPF Tiro a Punto Fijo

VRS Vertical Reference System

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

3

4 El buque supply

El nacimiento de este tipo de buques vino de la mano de la aparicioacuten y proliferacioacuten en la

industria naval de las plataformas offshore

Son como su propio nombre indica buques de apoyo y suministro a tales plataformas

Dependiendo de la finalidad a la que esteacuten destinados tendraacuten como es loacutegico unas

caracteriacutesticas determinadas

En teacuterminos generales se trata de buques de tamantildeo medio alto (entre los 50-150 metros de

eslora total) y que estaacuten dotados de una cubierta muy amplia con una superficie de trabajo muy

elevada Cuentan con una maniobrabilidad excelente y con una gran capacidad de carga

distribuida en amplios espacios y bodegas Por lo general su potencia desmesurada se debe

a su elevada capacidad de tiro a punto fijo

En definitiva las cualidades que caracterizan a este tipo de buques y que suponen los

paraacutemetros del disentildeo sobre los cuales se basaraacute su proyecto son

bull Amplia cubierta de trabajo que ocupa praacutecticamente 23 de la eslora del buque a popa

y que provoca que la estructura se situacutee a proa Sirve para la estiba de carga y para

facilitar las operaciones en alta mar

bull Los espacios y bodegas son destinados praacutecticamente al almaceacuten de los productos y

consumibles para transportar agua potable y no potable lodo de perforacioacuten1 cemento

combustibles productos quiacutemicos etc Por lo general estos productos se transportan

en contenedores circulares dentro de las bodegas de carga

bull Si el buque cuenta con capacidad de remolque o tiro a punto fijo dispondraacute de un chigre

en crujiacutea Si cuenta con capacidad de manejo de anclas contaraacute con un rodillo y una

maquinilla a popa para el manejo de las mismas En ambos casos se vuelve a hacer

patente la necesidad de una cubierta amplia y diaacutefana

bull Por lo general en cuanto a la propulsioacuten la solucioacuten maacutes extendida es la de disponer

dos heacutelices azimutales a popa Tambieacuten aunque en menor medida se opta por la

solucioacuten tradicional que consiste en heacutelices acopladas mediante liacuteneas de ejes a los

motores

bull En funcioacuten del sistema de propulsioacuten la caacutemara de maacutequinas se ubicaraacute en una zona u

otra Es corriente que se situacutee en la zona central del buque para conseguir un mayor

espacio para poder albergar asiacute los motores principales los generadores las bombas

contraincendios y demaacutes equipos

1 Mezcla de arcillas agua y productos quiacutemicos utilizada en la industria offshore en las operaciones de perforacioacuten

para lubricar y enfriar la barrena para elevar hasta la superficie el material que va cortando la barrena para evitar

el colapso de las paredes del pozo y para mantener bajo control el flujo ascendente del aceite o del gas Es circulado

en forma continua hacia abajo por la tuberiacutea de perforacioacuten y hacia arriba hasta la superficie por el espacio entre

la tuberiacutea de perforacioacuten y la pared del pozo (Ver [18])

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

4

bull La habilitacioacuten estaacute situada en la proa del buque distribuida en varias cubiertas de la

superestructura El puente estaacute situado lo maacutes alto posible y es normal que permita una

visioacuten de 360ordm al capitaacuten

bull En estos buques los requisitos de maniobrabilidad y de estabilidad son importantes ya

que realizan operaciones de aproximacioacuten a plataformas muy arriesgadas y en mares

muy agitados Por tanto debido a ello tienen una manga muy grande en comparacioacuten a

lo que seriacutea normal para un buque similar en eslora Ademaacutes para garantizar la

seguridad y buen hacer de tales operaciones este tipo de buques suele contar con

sistemas de posicionamiento dinaacutemico que permiten al buque permanecer en una

posicioacuten determinada de manera muy precisa y continuada en el tiempo

bull Debido a su buena maniobrabilidad y relativa agilidad pueden utilizarse en caso de

emergencia como buques de rescate y tambieacuten como buques anti colisioacuten para la

prevencioacuten de abordajes Cuentan en numerosos casos con sistemas de lucha contra

incendios bien para fuegos del propio buque o para otros buques o plataformas

Algunos tambieacuten disponen de capacidad para recogida de vertidos de productos

peligrosos

bull Por uacuteltimo aunque en menor medida algunos de estos buques estaacuten especializados en

la ayuda a las operaciones submarinas y estaacuten equipados con medios y equipos de

ayuda a buceadores ROVs (Remote Operated Vehicle) etc

5 Anaacutelisis de la misioacuten

Una vez definido el buque en siacute es conveniente definir a continuacioacuten la misioacuten para la cual ha

de ser proyectado y disentildeado

Existen diferentes tipos de buques supply atendiendo a la misioacuten Los 6 principales tipos

podemos resumirlos brevemente como sigue

bull Anchor Handling Tug Supply (AHTS) Se encargan de hacer tareas de manejo de

anclas remolque de las plataformas de perforacioacuten transporte de suministros etc

Estaacuten equipados con gruacuteas en cubierta para operaciones con anclas y cuentan con gran

capacidad de tiro a punto fijo El buque que se proyectaraacute en el presente informe seraacute

de este tipo

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

5

Ilustracioacuten 1 Ejemplo de buque AHTS Fuentewwwmarinelogcom

bull Buques de suministro a plataformas de perforacioacuten Platform Supply Vessels (PSV)

Llevan a cabo misiones de aprovisionamiento de tuberiacuteas cemento combustibles

suministros liacutequidos etc Pueden utilizarse tambieacuten como buques standby de rescate

etc

Ilustracioacuten 2 Ejemplo de buque PSV Fuente wwwsaltshipcom

bull Fast Crew Supplier (FCS) Para el transporte raacutepido de personal o suministros a las

plataformas

Ilustracioacuten 3 Ejemplo de buque FCS Fuente wwwcgtradercom

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

6

bull Multi-Purpose Service Vessels (MPSV) o buques de servicio multipropoacutesito Como su

propio nombre indica son buques destinados a una amplia gama de operaciones desde

acomodacioacuten vigilancia operaciones submarinas etc

Ilustracioacuten 4 Ejemplo de buque MPSV Fuente wwwoffshoreshipdesignerscom

-Offshore Carrier Especialmente disentildeados para el transporte de elementos pesados de las

plataformas offshore

Ilustracioacuten 5 Ejemplo de buque Offshore Carrier Fuente wwwoffshorewindbiz

-Well Stimulation Vessel buques para la estimulacioacuten de la produccioacuten Intervienen en los

yacimientos de petroacuteleo o gas para aumentar la produccioacuten mejorando el flujo de hidrocarburos

de la zona de drenaje en el agujero del pozo

Ilustracioacuten 6 Ejemplo de buque Well Stimulation Vessel Fuente wwwproductsdamencom

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

7

6 Introduccioacuten al dimensionamiento

El objetivo de este capiacutetulo es determinar las dimensiones principales del buque proyecto y sus

coeficientes de forma maacutes representativos Ademaacutes se haraacute una estimacioacuten preliminar de

pesos y de potencia instalada a bordo Los resultados obtenidos serviraacuten como punto de partida

para completar el resto del documento y se iraacuten ajustando a lo largo del mismo

El punto de partida consiste en la elaboracioacuten de una base de datos de buques

geomeacutetricamente similares y con la misma misioacuten que el buque proyecto (ver Tabla 1-2 y Tabla

1-3)

A continuacioacuten se determinaraacuten los valores miacutenimos reglamentarios de las distintas relaciones

adimensionales aplicables o de intereacutes a este tipo de buques de acuerdo con lo establecido

seguacuten [1] En base a los valores obtenidos se generaraacute un nuacutemero determinado de alternativas

cuyos valores se encuentren entre los rangos previamente establecidos Atendiendo a distintos

criterios tomados en base a las especificaciones de proyecto se determinaraacute cuaacutel de todas las

alternativas es la idoacutenea

Tras ello se realizaraacute un breve desglose del peso en rosca y una pequentildea estimacioacuten del aacuterea

de trabajo disponible en cubierta

Por uacuteltimo se haraacute una comprobacioacuten inicial de la estabilidad y como final del capiacutetulo se

incluiraacute un breve caacutelculo del francobordo disponible en base a lo establecido seguacuten el Convenio

Internacional de las Liacuteneas de Carga

En resumen este Capiacutetulo incluye los siguientes apartados

1 Elaboracioacuten de una base de datos con buques similares al objetivo

2 Obtencioacuten sobre los datos obtenidos de la misma de regresiones lineales

3 Generacioacuten de alternativas en base a los valores obtenidos a partir de las regresiones

4 Evaluacioacuten del cumplimiento de las mismas en base a los intervalos aceptables de

relaciones adimensionales para este tipo de buque

5 Evaluacioacuten teacutecnico-econoacutemica de las distintas alternativas

6 Eleccioacuten y anaacutelisis de la alternativa viable idoacutenea

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

8

7 Base de Datos

Como ya se mencionoacute previamente en el apartado anterior el primer paso tomado de cara a

comenzar el dimensionamiento del buque proyecto fue el de realizar una base de datos En la

misma se recopiloacute informacioacuten relativa a una serie de buques similares al buque proyecto cuyos

paraacutemetros dimensionales guardaban estrecha relacioacuten entre siacute Los valores que se incluyeron

en la base de datos son aquellos que o bien eran necesarios para definir y proyectar el buque

en cuestioacuten o bien aportaban especial informacioacuten de alguacuten sistema especial de ese tipo de

buque

Ademaacutes se tomaron una serie de consideraciones previas a la buacutesqueda de buques para tratar

de obtener asiacute valores de la manera maacutes precisa posible

bull Rango inicial de esloras comprendidas entre los 50 y los 65 metros

bull Buques a igualdad de misioacuten (como vimos en el apartado El buque supply buque de

apoyo a plataformas con capacidad de manejo de anclas)

bull Buques no gemelos para no alterar la linealidad de las regresiones

bull Buques posteriores (en la medida de lo posible) al antildeo 2011

bull Al ser un buque que tiene capacidad de remolque la potencia de tiro o bollard pull tuvo

que tenerse en cuenta al ser un paraacutemetro que influye en la potencia total instalada y la

alguna dimensioacuten2

bull Aunque su influencia en las dimensiones principales no es determinante el hecho de

que disponga de capacidad contraincendios requiere que se seleccionen buques con la

misma capacidad En este caso se puede comprobar que los buques seleccionados

tienen todos clasificacioacuten FiFi 1

Como se puede comprobar en la Tabla 1-2 y la

Tabla 1-3 debido a las consideraciones anteriores la base de datos no es del todo extensa ya

que estaacute formada por simplemente diez (10) buques Sin embargo al tratarse de una estimacioacuten

preliminar se puede asumir que es un nuacutemero suficiente

2 Capacidades de tiro muy elevadas obligan a aumentar la manga para garantizar una adecuada estabilidad y maniobrabilidad durante la operacioacuten Si el aumento de este paraacutemetro no es posible la solucioacuten pasa por aumentar el calado una cierta cantidad equivalente

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

9

En definitiva los valores que se compararon fueron los siguientes

bull Bandera

bull Antildeo de construccioacuten

bull Capacidad DP

bull Tiro (t) tiro o bollard pul

bull FiFi capacidad 12 oacute 3

bull GT Gross Tonnage o arqueo bruto

bull NT Net Tonnage o arqueo neto

bull PM (t) peso muerto

bull Loa (m) eslora total

bull Lpp (m) eslora entre perpendiculares

bull B (m) manga

bull D (m) puntal

bull T (m) calado

bull P (kW) Potencia propulsiva instalada

bull Pelec (kW) potencia eleacutectrica instalada

bull V (kn) velocidad de servicio

A continuacioacuten se muestra en la siguiente tabla la base de datos definitiva que se elaboroacute

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

10

Tabla 1-2 Base de datos (1)

NOMBRE Bandera Antildeo construccioacuten DP Tiro (t) FiFi GT NT PM (t)

BOURBON SAGITTA - 2014 X 75 1 2014 604 1622

OMNI MARISSA MALAYSIA 2011 X 70 1 1706 511 1714

TIME RINA MALAYSIA 2013 X 70 1 1683 504 1388

DIAN HORIZON INDONESIA 2013 X 65 1 1555 466 1350

LION KING SAINT VINCENT AND THE GRENADINES 2012 X 65 1 1537 461 1357

MARTENS - A651 MARSHALL ISLANDS 2012 X 65 1 1500 450 1350

RAWABI 322 TUVALU 2015 X 65 1 1575 472 1400

SWISCCO PEARL SINGAPORE 2014 X 65 1 1463 439 1300

MADUKARA INDONESIA 2017 X 65 1 1488 447 1020

OYA SAINT VINCENT AND THE GRENADINES 2015 X 35 1 1240 372 767

Tabla 1-3 Base de datos (2)

NOMBRE Loa (m) Lpp (m) B (m) D (m) T (m) P (kW) Pelec (kW) V (kn)

BOURBON SAGITTA 648 585 16 58 49 3960 2488 13

OMNI MARISSA 60 539 155 57 485 3840 2300 12

TIME RINA 5924 5221 1495 56 48 3840 2366 13

DIAN HORIZON 59 55 146 55 475 3840 2250 135

LION KING 587 532 146 55 475 3840 2200 13

MARTENS - A651 587 5631 146 55 475 3840 2150 135

RAWABI 322 587 532 146 55 48 3840 2382 135

SWISCCO PEARL 585 517 146 55 475 3840 1700 13

MADUKARA 538 504 148 55 45 3840 1800 12

OYA 50 4551 135 55 43 2400 1800 11

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

11

8 Buque Base

Una vez completada la base de datos se escoge un buque base para ser tomado como

referencia en el dimensionamiento El criterio de seleccioacuten no es otro que tomar el buque cuyas

caracteriacutesticas sean las maacutes parecidas a las del buque proyecto y de aquel del que se

dispongan maacutes datos Ademaacutes ha de tratarse de un buque de nueva construccioacuten

El buque elegido es el OYA el cual tiene un peso muerto de 767 TPM con 50 metros de eslora

total y 422 metros de eslora entre perpendiculares Cuenta tambieacuten con un aacuterea de cubierta de

aproximadamente 200 m2 con una gruacutea electrohidraacuteulica en cubierta con capacidad de 12

toneladas y con un rodillo de popa de 130 toneladas

En la siguiente tabla se recogen las principales caracteriacutesticas de este buque

Tabla 1-4 Caracteriacutesticas del buque base

Paraacutemetro Valor

Nombre OYA

Clasificacioacuten BV

LOA (m) 50

Lpp (m) 4551

Manga (m) 135

Puntal (m) 55

Calado (m) 43

Desplazamiento (t) 1891

Peso muerto (t) 76700

Peso en rosca (t) 11244

Aacuterea cubierta principal (m2) 220 m2

Velocidad 11

Tanques de combustible (m3) 314

Tanques de agua dulce (m3) 380

Tanques de lastre (m3) 245

Acomodacioacuten personas 35

Potencia (kW) 2400

9 Regresiones directas

Con el objetivo de estimar de manera orientativa las dimensiones principales del buque

proyecto y adecuarlas asiacute a lo establecido en la especificacioacuten se realizaron regresiones

directas o lineales a partir de los buques que se incluyeron en la base de datos En las

siguientes ilustraciones se muestran sendas regresiones y en la Tabla 1-5 se resumen los

paraacutemetros obtenidos de realizar cada una de estas regresiones Los valores obtenidos seraacuten

posteriormente revisados y corregidos

Durante el proceso de dimensionamiento se siguieron documentos como

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

12

bull El libro ldquoEl Proyecto Baacutesico del Buque Mercanterdquo [1]

bull Las notas ldquoSobre los Buques de Suministrordquo [16]

Es necesario mencionar que cada una de estas regresiones se ha realizado teniendo en cuenta

su coeficiente de correlacioacuten3 Este valor es llamativo en la Ilustracioacuten 1-5 referente a la relacioacuten

LD lo cual se debe a que en este tipo de buques el puntal suele ser elevado y no suele variar

apenas con la eslora debido a las exigentes necesidades geomeacutetricas necesarias para llevar a

cabo con seguridad las operaciones de remolque Este hecho explica que para variaciones de

eslora no se produzcan variaciones de puntal y consecuentemente el valor de correlacioacuten se

altere y sea bajo

91 Eslora total

Aunque en este tipo de buque puede que no sea la dimensioacuten maacutes caracteriacutestica siacute que seraacute

la que condicione en mayor medida el resto y por tanto la correcta operacioacuten del mismo En la

especificacioacuten de proyecto se ha definido una capacidad de 800 TPM que se consiguen con

una determinada eslora Por este motivo la regresioacuten para definir la eslora seraacute en funcioacuten de

este paraacutemetro

Ilustracioacuten 1-1 Regresioacuten L - TPM

Introduciendo las toneladas de peso muerto miacutenimas se obtiene una eslora de

119871119874119860 (119898) = 00133 middot 119883 + 40511 = 00133 middot 800 + 40511 = 511 m Eq 1

3 Coeficiente de correlacioacuten muestra coacutemo de fiable es la regresioacuten realizada siendo mayor

cuanto maacutes se acerque R2 a 1

y = 00133x + 40511

Rsup2 = 08528

35

135

235

335

435

535

635

735

48 248 448 648 848 1048 1248 1448 1648 1848

LOA

(m

)

TPM

L-TPM

L-TPM Lineal (L-TPM)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

13

En definitiva

119871119874119860 (119898) = 511 119898 Eq 2

92 Eslora entre perpendiculares

La eslora entre perpendiculares se puede obtener a partir de la eslora total obtenida en el

apartado anterior

Ilustracioacuten 1-2 Regresioacuten Lpp - LOA

La eslora entre perpendiculares obtenida a traveacutes de esta regresioacuten es

119871119901119901(119898) = 08314 middot 119883 + 46499 = 08314 middot 511 + 46499 = 4718 119898 Eq 3

Pero de acuerdo con lo establecido en [16] es necesario confirmar la eslora entre

perpendiculares con el peso muerto

y = 08314x + 46499Rsup2 = 08445

10

20

30

40

50

60

70

48 50 52 54 56 58 60 62 64 66

Lpp

(m

)

LOA (m)

Lpp-LOA

Lpp-LOA Lineal (Lpp-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

14

Ilustracioacuten 1-3 Regresioacuten Lpp-TPM

En este caso la eslora entre perpendiculares obtenida es

119871119901119901 (119898) = 00108 middot 119883 + 38655 = 00108 middot 800 + 38655 = 473 119898 Eq 4

En este caso podemos comprobar que ambos valores son sumamente parecidos y no es

necesario escoger entre ambas De haber sido asiacute hubiera primado el hecho de cumplir con

las toneladas de peso muerto antes que conseguir una relacioacuten L Lpp maacutes exacta

Por lo tanto

119871119901119901 (119898) = 473 119898 Eq 5

93 Manga

Para obtener el valor estimado de la manga se van a realizar regresiones con respecto a la

eslora total y a la capacidad de tiro a punto fijo En el primer caso es posible que la relacioacuten

entre las esloras y las mangas de los buques seleccionados no guarden una estrecha relacioacuten

Esto se debe a que debido a las propias caracteriacutesticas de los buques AHTS la manga no va

tan ligada a la eslora como cabriacutea esperar sino que va muy ligada a la potencia de tiro a punto

fijo (por razones de estabilidad que se veraacute maacutes adelante)

De este modo la manga obtenida a partir de la eslora total es

y = 00108x + 38655Rsup2 = 06889

10

20

30

40

50

60

70

650 850 1050 1250 1450 1650 1850

Lpp

(m

)

TPM

Lpp-TPM

Lpp-TPM Lineal (Lpp-TPM)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

15

Ilustracioacuten 1-4 Regresioacuten B-LOA

Introduciendo los valores en la ecuacioacuten

119861 (119898) = 01432 middot 119883 + 64502 = 01432 middot 511 + 64502 = 1378 119898 Eq 6

En el caso de la relacioacuten con el tiro a punto fijo

El valor obtenido es el siguiente

119861 (119898) = 00547 middot 119883 + 11463 = 00547 middot 41 + 11463 = 1365 119898 Eq 7

y = 01432x + 64502Rsup2 = 07264

13

135

14

145

15

155

16

165

45 50 55 60 65 70

B (

m)

LOA (m)

B-LOA

B-LOA Lineal (B-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

16

Como los valores obtenidos en ambas regresiones son muy parecidos se toman los dos como

vaacutelidos y se decide estimar el valor final en

119861 (119898) = 1365 119898

Como podemos comprobar efectivamente la potencia de tiro a punto fijo estaacute muy relacionada

con la manga de los buques por el hecho de dotarles de la estabilidad necesaria para realizar

la operacioacuten de remolque con una cierta seguridad

94 Puntal

Para determinar el valor inicial de puntal se realiza una regresioacuten con respecto a la manga

obtenida en el apartado anterior La relacioacuten entre estos dos paraacutemetros estaacute muy ligada a la

estabilidad de los buques y sobre todo en buques con una misioacuten tan exigente como la del

buque proyecto El puntal influye sobre la posicioacuten vertical del centro de gravedad y la manga

influye del mismo modo sobre el metacentro

Ilustracioacuten 1-5 Regresioacuten D- B

Puede observarse a simple vista que el coeficiente de correlacioacuten no es del todo elevado o al

menos no lo suficiente como para obtener un valor maacutes o menos aproximado Esto puede

deberse a que por lo general este tipo de buques cuentan con un puntal miacutenimo recomendado

independientemente del resto de sus caracteriacutesticas geomeacutetricas

Por lo tanto se decidioacute realizar una segunda regresioacuten para obtener el valor del puntal En este

caso se incluyoacute el tiro a punto fijo a la relacioacuten que guardan la manga y el puntal

y = 01382x + 35187Rsup2 = 07041

35

4

45

5

55

6

13 135 14 145 15 155 16 165

D (

m)

B (m)

D-B

D-B Lineal (D-B)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

17

Ilustracioacuten 1-6 Regresioacuten BD - TPF

Tras la observacioacuten de la Ilustracioacuten superior puede concluirse que el puntal obtenido quedaraacute

muy ligado a la relacioacuten que guarden la manga y el tiro a punto fijo De este modo se decide

obviar la regresioacuten del puntal relacionada uacutenicamente con la manga y tener en cuenta esta

uacuteltima

De este modo

119861

119863= 0072 middot 119883 + 21975 = 0072 middot 40 + 21975 = 248 119898 Eq 8

119863 =119861

119861119863=

1375

13752486= 552 119898 Eq 9

El resultado es como cabriacutea esperar muy similar al de todos los buques de la base de datos

ya que es un valor que presenta muy pocas variaciones como ya se mencionoacute previamente

95 Calado

En buques remolcadores o con capacidad de remolque el calado se encuentra ligado en cierta

medida a la eslora por temas de desplazamiento Esto se debe a que pequentildeos aumentos de

la capacidad de tiro a punto fijo hacen que la manga se incremente notablemente (ver 93) y

por lo tanto que el calado tenga que aumentar proporcionalmente al aumento del

desplazamiento

y = 00072x + 21975

Rsup2 = 09466

240

245

250

255

260

265

270

275

280

0 10 20 30 40 50 60 70 80

BD

TPF (t)

BD-TPF

BD-TPF Lineal ( BD-TPF)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

18

Ilustracioacuten 1-7 Regresioacuten L - T

Introduciendo el valor de la eslora total obtenido en apartados anteriores se obtiene

119879 (119898) = 00443 middot 119883 + 21411 = 00443 middot 512 + 21411 = 44 119898 Eq 10

Tras el anaacutelisis de esta regresioacuten podemos concluir que si bien el puntal es independiente (en

gran medida) de la eslora no ocurre lo mismo con el calado Por lo tanto la variacioacuten entre

buques no es tanto referente al puntal sino al francobordo

96 Francobordo

Conocidos el puntal y el calado se puede determinar el francobordo aproximado de la siguiente

manera

119865119861 = 119863 minus 119879 = 552 minus 44 = 1110 119898119898 Eq 11

En etapas posteriores del presente informe se comprobaraacute si el valor del francobordo obtenido

es suficiente o si por el contrario se requiere realizar alguna modificacioacuten

97 Dimensiones obtenidas

Los datos de proyecto utilizados para obtener las dimensiones principales son los siguientes

bull TPM (t) 800

bull TPF (t) 40

bull V (kn) 12

y = 00443x + 21411Rsup2 = 09178

4

42

44

46

48

5

52

48 50 52 54 56 58 60 62 64 66

T (m

)

LOA (m)

T-LOA

T-LOA Lineal (T-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

19

A continuacioacuten y a modo de resumen se presentan los datos de la ecuacioacuten que aproxima

cada regresioacuten lineal el coeficiente de correlacioacuten correspondiente y el paraacutemetro o dimensioacuten

obtenido tras la realizacioacuten de las distintas regresiones

Tabla 1-5 Dimensiones obtenidas de la base de datos

Regresioacuten Pendiente y0 R2 Paraacutemetro

LOA-TPM 00133 40511 085 LOA (m) 5115

Lpp-LOA 08314 46499 085 Lpp (m) 4718

Lpp- TPM 00108 38655 072 Lpp (m) 4730

B-LOA 01432 64502 073 B (m) 1378

B-TPF 00547 11463 085 B (m) 1365

D-B 01382 35187 07 D (m) 541

TPF-BD 00072 21975 095 D (m) 552

T-LOA 00443 21411 092 T (m) 441

FB (m) 1110

10 Relaciones adimensionales

El objetivo de este apartado es justificar que los valores obtenidos de las regresiones son lo

suficientemente aproximados Para ello se calcularaacuten las regresiones adimensionales de mayor

importancia y relevancia y se compararaacuten los valores obtenidos del buque proyecto con los de

los buques de la base de datos

Los rangos de relaciones adimensionales que se han obtenido de tales buques son

Tabla 1-6 Rangos de relaciones adimensionales de la base de datos

LppmiddotBmiddotD LppB LOAB Fn TD LppD BT BD

54288 39 41 06 09 102 33 28

33791 34 36 05 08 83 30 25

Los datos referentes al buque proyecto se muestran a continuacioacuten

101 LppmiddotBmiddotD

Con las dimensiones que se obtuvieron de la base de datos la relacioacuten eslora entre

perpendiculares por manga y por puntal toma un valor de

119871119901119901 middot 119861 middot 119863 = 473 middot 137 middot 552 = 357822 cong 3580 Eq 12

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

20

Se observa que el resultado obtenido se encuentra entre 33791 y 5428 por lo que estaacute dentro

del rango de los buques que forman parte de la base de datos

102 Lpp B

La relacioacuten eslora entre perpendiculares entre manga toma el siguiente valor

119871119901119901119861 = 4731375 = 345 Eq 13

El resultado se encuentra entre 34 y 39 por lo que estaacute dentro del rango de los buques que

forman parte de la base de datos

103 LOA B

La relacioacuten eslora total entre manga toma el siguiente valor

119871119874119860119861 = 5121375 = 373 Eq 14

El resultado se encuentra entre 36 y 41 por lo que estaacute dentro del rango de los buques que

forman parte de la base de datos

104 Fn

El nuacutemero de Froude obtenido es

119865119899 =119907 middot 05144

radic119892 middot 119871119901119901

=12 middot 05144

radic119892 middot 473= 029 Eq 15

El resultado se encuentra entre 027 y 03 por lo que estaacute dentro del rango establecido

105 T D

La relacioacuten calado puntal obtenida toma el siguiente valor

119879

119863=

441

552= 080 Eq 16

El resultado se encuentra entre 08 y 09 por lo que estaacute dentro del rango establecido

106 Lpp D

La relacioacuten que tiene la eslora entre perpendiculares con el puntal tiene el siguiente valor

119871119901119901

119863=

473

552= 857 Eq 17

El resultado se encuentra entre 83 y 102 por lo que estaacute dentro del rango establecido

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

21

107 B T

La relacioacuten entre la manga y el calado obtenida es de

119861

119879=

1375

441= 311 Eq 18

El resultado se encuentra entre 30 y 33 por lo que estaacute dentro del rango establecido

108 B D

La relacioacuten entre la manga y el calado obtenida es de

119861

119863=

1375

552= 249 Eq 19

El resultado se encuentra entre 25 y 28 por lo que estaacute dentro del rango establecido

11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas

En este apartado se resumiraacuten los valores obtenidos de las dimensiones y relaciones

adimensionales principales despueacutes de haber realizado las regresiones

Tabla 1-7 Dimensiones y relaciones adimensionales de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

LOA (m) 5115

Lpp (m) 4730

Manga (m) 1371

Puntal (m) 552

Calado (m) 430

Peso muerto (TPM) 800

LppmiddotBmiddotD 357822

LppB 345

LOAB 373

Fn 029

TD 080

LppD 857

BT 311

BD 249

Como los buques que se incluyeron en la base de datos presentaban las mismas caracteriacutesticas

(gruacutea en cubierta tiro por popa proa invertida etc) no es necesario corregir las dimensiones

obtenidas

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

22

12 Estimacioacuten de la potencia

Antes de estimar el peso en rosca del buque caacutelculo que se realiza en el siguiente apartado

del presente capiacutetulo es necesario estimar su capacidad propulsiva

A pesar de que existe un gran nuacutemero de meacutetodos para estimar la potencia a partir de las

dimensiones principales en este caso se decide obtener el paraacutemetro a partir de las

regresiones por tratarse de una etapa inicial del proyecto

Como era de esperar la peculiar misioacuten de estos buques hace que la potencia instalada

dependa en gran medida de su capacidad de tiro a punto fijo y no tanto de su velocidad Es

decir ldquose da por hechordquo que si los buques cuentan con la capacidad suficiente para remolcar

objetos y buques con capacidad de varias decenas de toneladas tambieacuten tendraacuten capacidad

de navegar a una cierta velocidad

Por tanto se va a estimar la potencia instalada a partir de la capacidad de tiro a punto fijo de

los buques

Ilustracioacuten 1-8 Regresioacuten TPF ndash P

De este modo

119875 = 41423 middot 119883 + 10569 = 41423 middot 40 + 10569 = 271385 cong 2750 119896119882 Eq 20

13 Estimacioacuten del peso en rosca

Seguacuten Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes en sus apuntes de la asignatura Proyecto de Buques ldquoel peso

en rosca es la suma de todos los pesos del buque listo para navegar excluyendo carga pasaje

tripulacioacuten pertrechos y consumos pero incluyendo fluidos en aparatos y tuberiacuteasrdquo El peso en

rosca se puede dividir en tres componentes principales

bull Estructura de acero (WST)

y = 41423x + 10569Rsup2 = 09325

25

8025

16025

24025

32025

40025

48025

0 10 20 30 40 50 60 70 80

P (

kW)

TPF (t)

P - TPF

P - TPF Lineal (P - TPF)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

23

bull Equipo y habilitacioacuten (WOA)

bull Maquinaria (WQ)

La estimacioacuten de este paraacutemetro es una de las maacutes difiacuteciles en las fases iniciales del proyecto

y es que su peso y centro de gravedad no se conocen exactamente hasta la puesta a flote del

buque y concretamente tras la realizacioacuten de la experiencia de estabilidad

Por lo tanto para la estimacioacuten del peso en rosca se han analizado varios meacutetodos

(experimentales) destinados concretamente a buques de apoyo a plataformas Como se podraacute

observar a continuacioacuten los caacutelculos se han realizado sobre el buque base ya que del mismo

se conoce su peso en rosca real A simple vista puede observarse que los valores obtenidos

por estos procedimientos difieren en gran medida (y a la baja) del peso en rosca del buque

base A continuacioacuten se recoge un resumen de los meacutetodos analizados

bull Meacutetodo recomendado por [1]

Seguacuten este meacutetodo la partida de pesos se distribuye de la siguiente manera

119882119877 = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 50156 + 15206 + 9656 = 75018 119905 Eq 21

Valor que comparado con el peso en rosca real arroja un coeficiente de aproximacioacuten de

119862119886 =11244

75018= 15 Eq 22

bull Foacutermula propuesta por Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes en sus apuntes de la asignatura Proyecto de Buques

119882119877 = 014 middot 119871 middot 119861 middot 119863 + 003 middot 119861119867119875 + 0045 middot 119871 middot 119861 middot 119863= 014 middot 511 middot 1375 middot 552 + 003 middot 321864 + 0045 middot 511 middot 1375middot 552 = 72170 119905

Eq 23

Siendo

1 119861119867119875 = 1341 middot 1 (119896119882) Eq 24

En este caso el coeficiente de aproximacioacuten es de

119862119886 =11244

72170= 156 Eq 25

Como se mencionoacute previamente la aproximacioacuten de estos meacutetodos es escasa luego no es

conveniente emplearlos de manera directa para obtener el peso en rosca del buque proyecto

Sin embargo es necesario comentar que la escasa precisioacuten de estos meacutetodos no es debido a

la calidad de los mismos sino a su antiguumledad Los buques de apoyo a plataformas modernos

cuentan con una serie de caracteriacutesticas que los diferencian de sus predecesores como puede

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

24

ser la propulsioacuten azimutal habilitaciones (y superestructuras) mucho mayores gruacuteas en

cubierta etc

Por lo tanto la solucioacuten adoptada consiste en ldquoactualizarrdquo estos meacutetodos de acuerdo a una serie

de premisas para permitir asiacute aproximar lo maacuteximo posible el valor obtenido al peso en rosca

del buque base Con el resultado que se obtenga se definiraacute un coeficiente de aproximacioacuten

global que permita calcular el peso en rosca del buque proyecto

131 Peso de la estructura de acero del buque base

Para estimar esta partida del peso en rosca se recurriraacute a lo establecido en [1] donde se

representa en funcioacuten de la relacioacuten 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 del buque Para tener en cuenta el aumento de

superestructura de los buques modernos a la expresioacuten original se le antildeade un coeficiente

corrector con valor 12 que permita ajustar el valor obtenido

119882119878119879 = 1198621198621 middot 014 middot 119871119875119875 middot 119861 middot 119863 = 12 middot 014 middot 4551 middot 1375 middot 552 = 56769 119905 Eq 26

132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base

De nuevo se va a utilizar el valor medio propuesto por [1]

En este caso la diferencia es si cabe todaviacutea mayor El hecho de incluir todos los equipos y

sistemas actuales asiacute como el aumento de peso debido al incremento de la acomodacioacuten y

sobre todo a la disposicioacuten de una gruacutea de gran capacidad en cubierta hacen que esta partida

del peso en rosca necesite un coeficiente corrector mayor En este caso el valor del coeficiente

se ha estimado en 13 y se antildeade el peso de la gruacutea como una partida adicional 119875119892 con un valor

aproximado de 20 toneladas

119882119874119860 = 1198621198622 middot 0045 middot 119871119875119875 middot 119861 middot 119863 + 119875119892 = 13 middot 0045 middot 4551 middot 135 middot 55 + 20 = 21768 119905 Eq 27

133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base

Aunque no es un paraacutemetro que forme parte de la especificacioacuten de proyecto la propulsioacuten del

buque proyecto seraacute dieacutesel-eleacutectrica debido simplemente a que es la solucioacuten maacutes extendida

entre los buques AHTS actuales por su gran versatilidad y maniobrabilidad Por lo tanto en

este caso el coeficiente propulsor se debe a que este tipo de propulsioacuten es maacutes pesada que la

convencional El coeficiente corrector se ha estimado en 12

119882119876 = 1198621198623 middot 003 middot 11986111986711987512 middot 003 middot 321864 = 11587 119905 Eq 28

134 Peso en rosca estimado del buque base

Una vez se han calculado las distintas partidas que lo componen el peso en rosca del buque

base se calcula como

119882119877prime = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 56769 + 21768 + 11587 = 90124 119905 Eq 29

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

25

Valor que comparado con el peso en rosca real arroja un coeficiente de aproximacioacuten de

119862119886 =11244

90124= 125 Eq 30

El coeficiente de aproximacioacuten obtenido puede considerarse razonable y vaacutelido para estimar el

peso en rosca del buque proyecto

135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial

Si se sigue el procedimiento desde el apartado 131 se obtiene que la alternativa inicial tiene

un peso de estructura de acero de

119882119878119879 = 1198621198881 middot 014 middot 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 = 12 middot 014 middot 4730 middot 1375 middot 552 = 60114 119905 Eq 31

136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial

Del mismo modo que en el apartado 132

119882119874119860 = 1198621198882 middot 014 middot 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 + 119875119892 = 12 middot 014 middot 4730 middot 1375 middot 552 + 20 = 22933 119905 Eq 32

137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial

Del mismo modo que en el apartado 133

119882119876 = 1198621198623 middot 003 middot 119861119867119875 = 12 middot 003 middot 271382 middot 134 = 13102 119905 Eq 33

138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial

Siguiendo el procedimiento tomado en el apartado 134 una vez se han calculado las distintas

partidas que lo componen el peso en rosca de la alternativa inicial se calcula como

119882119877prime = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 60114 + 22933 + 13102 = 11996 119905 Eq 34

A continuacioacuten se recoge una tabla resumen con los resultados obtenidos

Tabla 1-8 Resumen de pesos de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

Peso de la estructura de acero (t) 60114

Peso del equipo y la habilitacioacuten (t) 22933

Peso de la maquinaria propulsora y auxiliar (t) 13102

Peso en rosca total (t) 119957

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

26

Peso muerto (t) 80000

Desplazamiento (t) 199957

14 Generacioacuten de alternativas

El objetivo de este apartado es la obtencioacuten de las dimensiones y paraacutemetros definitivos del

buque El punto de partida seraacute una alternativa inicial generada a partir del buque base y de la

primera alternativa generada en el apartado anterior A partir de tal alternativa se generaraacuten

muchas otras hasta llegar a la oacuteptima

141 Generacioacuten de la alternativa inicial

Como los valores obtenidos de las regresiones lineales no son completamente fiables se

modifican las dimensiones principales obtenidas de acuerdo a los valores del buque base

El primer valor que se modificoacute fue la eslora entre perpendiculares Conocidos los

desplazamientos del buque base y de la primera alternativa la relacioacuten queda de la siguiente

manera

1198711198751198750 = 119871119875119875119887 middot (∆0

∆119887)

13

= 4551 middot (199009

1891)

13

= 463 119898 Eq 35

Tomando este valor corregido de la eslora entre perpendiculares se obtiene el valor corregido

de la manga

1198610 = 119861119887 middot1198711198751198750

119871119875119875119887= 135 middot

463

4551= 1373 119898 Eq 36

En el caso del puntal se obtiene a partir de la relacioacuten entre mangas

1198630 = 119863119887 middot1198610

119861119887= 55 middot

1373

135= 559 119898 Eq 37

Para corregir la potencia se pueden seguir dos caminos distintos El primero pasa por corregirla

empleando la misma relacioacuten de desplazamientos que en el caso de la eslora entre

perpendiculares (entendiendo que esta dimensioacuten influye de manera considerable en el valor

de la potencia instalada) De este modo

1198750 = 119875119887 middot (∆0

∆119887)

13

= 2400 middot (199009

1891)

13

= 244104 119896119882 Eq 38

Como el valor corregido dista en gran medida del valor de la alternativa inicial obtenido por

regresiones se decide obtener la potencia corregido de un segundo modo distinto En este

segundo caso la solucioacuten pasa por relacionar las potencias a traveacutes de la capacidad de tiro a

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

27

punto fijo que como se ha mencionado en distintas partes de este proyecto condiciona

enormemente la potencia instalada Por lo tanto

1198750 = 119875119887 middot1198791199011198910

119879119901119891119887= 2400 middot

40

35= 274286 119896119882 Eq 39

Este segundo resultado parece mucho maacutes coherente al resto de paraacutemetros corregidos

obtenidos y con el resto de los buques de la base de datos

Con todos los paraacutemetros obtenidos hasta ahora se puede obtener el nuacutemero de Froude como

119865119899 =119907

radic119892 middot 119871119875119875

=12 middot 05144

radic981 middot 63= 029 Eq 40

Como bien indica Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes ldquolo normal es elegir un CB adecuado al Fn y

comprobar despueacutes otras caracteriacutesticas del proyecto como estabilidad y capacidad de cargardquo

Por lo tanto tras haber obtenido el nuacutemero de Froude en el apartado anterior se procede a

calcular el coeficiente de bloque del buque base y a continuacioacuten a estimar el coeficiente de

bloque del buque proyecto

El coeficiente de bloque del buque base se calcula de acuerdo con la foacutermula tradicional

119862119861119887 =∆

120588 middot 119871119887 middot 119861119887 middot 119879119887=

1891

1026 middot 4551 middot 135 middot 43= 0696 Eq 41

En cuanto a la estimacioacuten del coeficiente de bloque del buque proyecto se estima de acuerdo

con la foacutermula de Alexander (ver Eq 42)

119862119861 = 119870 minus119907 middot 05

radic328 middot 119871119875119875

Eq 42

Despejando

119870 = 119862119861 +119907 middot 05

radic328 middot 119871119875119875

= 119862119861 +12 middot 05

radic328 middot 4541 Eq 43

De este modo el coeficiente de bloque de proyecto es

119862119861 = 1149 minus12 middot 05

radic328 middot 463= 0662 Eq 44

Como es loacutegico al ser la velocidad de proyecto ligeramente superior (1 nudo) a la velocidad del

buque base el coeficiente de bloque obtenido es menor

Conocido el coeficiente de bloque el caacutelculo del calado es inmediato

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

28

1198790 =∆

120588 middot 1198710 middot 1198610 middot 1198621198610=

199009

1026 middot 463 middot 1375 middot 0662= 462 Eq 45

Por uacuteltimo resta obtener el paraacutemetro correspondiente a la eslora total Para ello simplemente

mantendremos la relacioacuten que presentaba dicho valor con la eslora entre perpendiculares que

se obtuvo de las regresiones lineales (ver Tabla 1-7) Esta relacioacuten era de

119871119874119860

119871119875119875=

5115

4730= 1082 Eq 46

De este modo

1198711198741198600 = 1082 middot 1198711198751198750 = 1082 middot 4730 = 5006 119898 Eq 47

Resumiendo las dimensiones y caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial que se tomaraacute

como punto de partida de la generacioacuten del resto son

Tabla 1-9 Caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

LOA0 (m) 5006

Lpp0 (m) 4629

B0 (m) 1373

D0 (m) 559

T0 (m) 462

Fn 029

CB0 066

P0 (kW) 274286

Peso en rosca total (t) 119009

Peso muerto (t) 80000

Desplazamiento (t) 199009

142 Generacioacuten de alternativas

A modo de segunda comprobacioacuten se generaron una serie de alternativas complementarias a

la inicial La variacioacuten entre sus dimensiones es pequentildea ya que ha de asegurarse en todo

momento que el buque sea capaz de realizar todas las operaciones para las que va a ser

proyectado

Por lo tanto se generaron 10 esloras distintas para 10 mangas diferentes lo que hace un total

de 100 alternativas Las variaciones en ambos casos no superan la deacutecima para asegurar lo

mencionado en el paacuterrafo superior

El resto de los paraacutemetros se calcularaacuten en base a los dos primeros del mismo modo como se

hizo en el apartado 141

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

29

Es necesario comentar que en el caso del puntal se decidioacute no incluir su valor en el conjunto

de las iteraciones sino que se fijoacute el mismo en 55 metros

Una vez generadas todas las alternativas se excluyeron del conjunto de las posibles opciones

aquellas que contaban con relaciones adimensionales invaacutelidas es decir fuera de los rangos

establecidos en la base de datos Estos rangos adimensionales pueden consultarse en la Tabla

1-6

Las alternativas que siacute cumpliacutean con todas las relaciones adimensionales pueden consultarse

en el 0

15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas

Como se mencionoacute al principio del presente capiacutetulo la manera de determinar la mejor

alternativa fue a traveacutes de una evaluacioacuten teacutecnico-econoacutemica de las mismas Como el presente

informe trata del proyecto de un determinado buque se daraacute maacutes peso al criterio econoacutemico ya

que suele ser el que prima para los proyectistas

Por lo tanto dada la caracteriacutestica del presente documento y a la etapa del proyecto del buque

que concierne solo se tendraacuten en cuenta los costes relacionados a la construccioacuten del mismo

de cara a la evaluacioacuten econoacutemica Seguacuten [1] el coste de construccioacuten del buque (que suele

calcularse por el astillero) se divide de la siguiente manera

119862119862 = 119862119898119892 + 119862119864119902 + 119862119872119900 + 119862119881119886 Eq 48

Como es loacutegico el caacutelculo de las distintas partidas estaacute basado en el peso en rosca del buque

y en la potencia instalada en el mismo

bull Coste de los materiales a granel (CMg)

El material a granel estaacute formado tanto por el acero como por las chapas y perfiles que

conforman la estructura del buque Seguacuten [Alvarintildeo Azpiacuteroz y Meizoso 2007] ldquose consideraraacute

que solamente estaacuten incluidos en este apartado el coste del acero del casco y de las

superestructuras y el equipo metaacutelico del cascordquo lo que implica que el resto del material a granel

se incorporaraacute al sistema del buque al que pertenezca

En definitiva el coste de los materiales a granel puede calcularse como

119862119898119892 = 119888119898119892 middot 119882119878119879 = 119888119888119904 middot 119888119886119904 middot 119888119890119898 middot 119901119904 middot 119882119878119879 Eq 49

Siendo

Tabla 1-10 Coeficientes asociados al coste de material a granel

Paraacutemetro Valores Valor seleccionado

Ccs (Coste chapas y perfiles) 105 a 110 108

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

30

Cas (Coeficiente aprovechamiento de acero) 108 a 115 112

Cem (Coste incremento por equipo metaacutelico 103 a 110 107

Ps (Precio unitario acero) (eurot) - 800

En el caso del precio unitario del acero 119875119904 se tomaraacute un valor medio estimado ya que en este

apartado no es importante el valor obtenido sino la mayor o menor relacioacuten que presenten las

distintas alternativas entre siacute Se decide tomar 800 eurot

bull Coste de los equipos (CEq)

Dentro del coste de los equipos existe un nuacutemero elevado de partidas que pueden estudiarse

pero como en este apartado no es importante el coste en siacute sino la influencia de las formas y

dimensiones del buque sobre su precio de construccioacuten simplemente se tomaron aquellas

partidas que dependiacutean de tales valores Estas partidas son el coste del equipo propulsor (CEp)

y el coste del equipo restante instalado (CEr)

El primero se calcula como

119862119864119902 = 119888119890119902 middot 119875119861 Eq 50

Donde el coeficiente cep puede tomar valores de 300 eurokW a 360 eurokW o de 240 eurokW a 300

eurokW dependiendo de si los motores instalados son de 2 o de 4 tiempos respectivamente Se

toma un valor aproximado de 300 eurokW

El coste del equipo restante instalado se calcula del siguiente modo

119862119864119903 = 119888119890119901 middot 119901119904 middot (119882119876 + 119882119874119860) Eq 51

Donde cpe representa el coeficiente de comparacioacuten del coste de equipo restante y puede

tomar un valor comprendido entre 125 y 135 Se toma un valor de 13

bull Coste de la mano de obra (CMo)

Se calcula como la suma de los costes de montaje del material a granel (CmM) maacutes el coste

del montaje de los equipos (CmE)

119862119872119900 = 119862119898119872 + 119862119898119864 = 119888ℎ119898 middot 119888119904ℎ middot 119882119878119879 Eq 52

Siendo csh el coeficiente de horas por unidad de peso (aproximadamente 60ht) y chm el coste

medio por hora de la mano de obra (aproximadamente 55 euroh)

bull Otros costes aplicados (CVa)

Esta partida se estima sobre el total de los costes de construccioacuten exactamente supone entre

un 5 y 10 Por lo tanto se tomar un valor de 75 de los costes de construccioacuten

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

31

Como se mencionoacute previamente estos caacutelculos tienen una validez meramente comparativa y

en ninguacuten caso cuantitativa

Finalmente se antildeadieron todos estos criterios econoacutemicos a la hoja de caacutelculo de las

alternativas preseleccionadas (aquellas que cumpliacutean con las relaciones adimensionales) para

determinar cuaacutel de las mismas presentaba un coste de construccioacuten menor

151 Alternativa final seleccionada

La alternativa finalmente seleccionada presenta los siguientes paraacutemetros y dimensiones

Tabla 1-11 Paraacutemetros de la alternativa final seleccionada

Paraacutemetro Valor

Alternativa 22

L (m) 5024

Lpp (m) 4645

B (m) 1375

D (m) 550

T (m) 451

FB (m) 099

CB 066

P (kW) 276328

WR (t) 115556

Desplazamiento (t) 195556

LppmiddotBmiddotD 351375

LppB 338

LOAB 365

Fn 029

TD 082

LppD 845

BT 305

BD 250

16 Coeficientes de la carena

Una vez se han determinado las dimensiones principales de la alternativa seleccionada ya se

pueden calcular los coeficientes de la carena principales como son

bull Coeficiente de bloque

bull Coeficiente de la maestra

bull Coeficiente prismaacutetico

bull Coeficiente de la flotacioacuten

bull Posicioacuten longitudinal del centro de carena

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

32

161 Coeficiente de bloque

Se antildeade tal coeficiente simplemente a modo de recopilacioacuten pues ya fue calculado en el

apartado anterior Su valor es de

119862119861 = 0662

162 Coeficiente de la maestra

Para estimar el coeficiente de la maestra se recurre de nuevo a la referencia [1]

En la misma se muestran una serie de foacutermulas para el caacutelculo del coeficiente de la seccioacuten

media o maestra de las cuales solamente pueden emplearse dos ya que una de ellas queda

descartada por ser vaacutelida para RoRorsquos y portacontenedores y la otra por ser aplicable solamente

a remolcadores

La primera de las dos vaacutelidas es la foacutermula de Kerlen

119862119872 = 1006 minus 00056 middot 119862119861minus356 = 1006 minus 00056 middot 00662minus356 = 0982 Eq 53

La segunda es proporcionada por el canal de experiencias hidrodinaacutemicas de Hamburgo

(HSVA)

119862119872 =1

1 + (1 minus 119862119861)35=

1

1 + (1 minus 0662)35= 0978 Eq 54

Como no hay ninguna referencia acerca de la precisioacuten de ambos meacutetodos se decide tomar el

valor medio obtenido de ambos meacutetodos y por lo tanto estimar que el coeficiente de la maestra

de la alternativa final es de

119862119872 = 0980

163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal

Una vez definidos los coeficientes CB y CM la obtencioacuten del coeficiente prismaacutetico longitudinal

o CP es inmediata

La relacioacuten que guardan estos tres coeficientes es la siguiente

119862119875 =119862119861

119862119872=

0662

0980= 0676 Eq 55

164 Coeficiente de la flotacioacuten

Del mismo modo que el coeficiente prismaacutetico longitudinal el coeficiente de la flotacioacuten estaacute en

gran medida condicionado por los coeficientes de bloque y de la maestra

Este nuevo coeficiente tiene una notable influencia sobre la estabilidad inicial y sobre la

resistencia hidrodinaacutemica de las embarcaciones (mayor coeficiente supone mayor resistencia

y mayor estabilidad)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

33

Como suele ser habitual existen diversas formas para estimarlo En este caso se recurriraacute a la

foacutermula aplicable a remolcadores de la referencia [1]

La foacutermula es la siguiente

119862119882119875 = 045 middot 119862119861 + 056 = 045 middot 0662 + 056 = 0858 Eq 56

165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena

A pesar de no ser un coeficiente en siacute es un paraacutemetro muy representativo de la carena y por

ello se decide incluir en el presente apartado

Para su estimacioacuten se recurre a la foacutermula teoacuterica de L Troost descrita en [1]

1198831198610 (119871119875119875) = 175 middot 119862119882119875 minus 125 = 175 middot 0858 minus 125 = minus067 Eq 57

El valor obtenido es un porcentaje de la eslora entre perpendiculares desde la seccioacuten media

tomando valores positivos hacia proa y negativos hacia popa

166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico

Del mismo modo que la posicioacuten longitudinal del centro de carena la longitud del cuerpo

ciliacutendrico no es un coeficiente de la carena como tal Se decide incluir en la obtencioacuten de los

coeficientes de la misma de cara a facilitar el proceso de generacioacuten de formas que se

desarrollaraacute en el capiacutetulo posterior

Para la obtencioacuten de este paraacutemetro se recurre nuevamente a la referencia [1]

119871119861 (119871119875119875) = minus658 + 1607 middot 119862119861 minus 914 middot 1198621198612 = minus658 + 1607 middot 0662 minus 914 middot 06622

= 535

Eq 58

167 Coeficientes estimados

En definitiva los coeficientes de la carena obtenidos para la alternativa final son

Tabla 1-12 Coeficientes de carena de la alternativa final seleccionada

Paraacutemetro Valor

Coeficiente de bloque 066

Coeficiente de la maestra 098

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068

Coeficiente de la flotacioacuten 086

Pos Longitudinal centro de carena (Lpp) -067

Long Cuerpo ciliacutendrico (Lpp) 535

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

34

17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada

En base a todo lo estudiado anteriormente con la alternativa final seleccionada y sus

coeficientes ya se estaacute en disposicioacuten de evaluar la viabilidad teacutecnica de tal alternativa

La evaluacioacuten teacutecnica pasa por realizar una serie de comprobaciones que determinen si aparte

de cumplir las especificaciones de proyecto la alternativa final cumple con unos criterios

miacutenimos de seguridad

Los aspectos que se evaluaraacuten son los siguientes

bull Aacuterea de cubierta

bull Francobordo

bull Estabilidad inicial

171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta

Por las propias caracteriacutesticas de la misioacuten de este tipo de buques se requiere un amplio

espacio en cubierta

Con todos los paraacutemetros y dimensiones calculados en los apartados anteriores ya es posible

estimar (de manera muy aproximada) cuaacutel seriacutea el aacuterea en cubierta del buque proyecto

Basaacutendonos en las especificaciones del buque base el cual cuenta con un aacuterea en cubierta de

aproximadamente 200 m2 se extrapolaraacute tal valor en base a las dimensiones de ambos buques

En el buque base la cubierta de trabajo tiene una eslora aproximada del 40 de la eslora total

del buque y una manga proacutexima al 80 de la manga del mismo De esta forma se puede estimar

que

Tabla 1-13 Evaluacioacuten teacutecnica del aacuterea de cubierta

Buque base Buque proyecto

40middotLOAb (m) 200 40middotLOAp (m) 201

80middotBb (m) 108 80middotBp (m) 110

Aacuterea cubierta (m2) 2160 Aacuterea cubierta (m2) 2211

Como se puede observar el aacuterea disponible en cubierta resulta maacutes que suficiente pare realizar

correctamente las operaciones para las que el buque estaacute destinado4

4 El valor obtenido es superior al espacio del que realmente dispondraacute el buque ya que al mismo hay que

restarle el espacio ocupado por las gruacuteas molinillos locales etc Por tratarse de un valor estimativo se

omite este aspecto

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

35

172 Evaluacioacuten del francobordo

A pesar de que hemos obtenido un valor preliminar para el francobordo disponible por el buque

es necesario aplicar el conocido Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga para determinar la

validez del valor obtenido

En el documento se establece el proceso a seguir que consiste simplemente en determinar en

primer lugar el tipo de buque la eslora que se toma para el anaacutelisis y el coeficiente de bloque

a tener en consideracioacuten Posteriormente se realizan una serie de correcciones hasta

determinar en uacuteltima instancia un puntal miacutenimo a satisfacer

Por lo tanto se determina en primer lugar el tipo de buque Como no se ha proyectado

uacutenicamente para el transporte de cargas liacutequidas a granel se clasifica como buque de tipo B

En cuanto a la eslora seguacuten la referencia anterior ha de tomarse ldquoigual al 96 de la eslora

total de una flotacioacuten situada a una distancia por encima de la quilla igual al 85 del puntal

miacutenimo de trazado medido desde el canto alto de la quilla o a la distancia entre la cara de proa

de la roda y el eje de la mecha del timoacuten en esta flotacioacuten si esta uacuteltima es mayorrdquo Como en

esta etapa del proyecto no se tienen datos suficientes para tener en cuenta tales premisas se

opta por tomar una solucioacuten de compromiso y estimar que tal eslora seraacute muy similar a la eslora

entre perpendiculares

Para la eslora tomada se obtiene mediante interpolacioacuten (entrando en las tablas de francobordo

de buques de tipo B) un francobordo tabular de 40056 mm

Tabla 1-14 Estimacioacuten del francobordo tabular

Lpp (m) FB tab (mm)

46 39600

4645 40145

47 40800

El coeficiente de bloque se calcula en funcioacuten del puntal de trazado valor que si se conoce Por

lo tanto

119862119861prime =∆

119871119875119875 middot 119861 middot 085 middot 119863=

195556

4645 middot 1375 middot 085 middot 550= 064 Eq 59

En lo referente a las correcciones han de aplicarse las siguientes

minus Regla 31 Correccioacuten por puntal Como se puede observar a continuacioacuten seguacuten la

norma para buques con esloras inferiores a 120 metros si la fraccioacuten de la eslora entre

15 es superior al puntal no ha de aplicarse correccioacuten alguna En este caso al ser el

resultado (309) menor de los 55 metros del puntal es necesario aplicar la correccioacuten

119871

15=

4645

15= 309 Eq 60

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

36

119877 =119871

048=

4645

048= 9678 Eq 61

El francobordo se aumentaraacute en

1198621 = (119863 minus119871

15) middot 119877 = (55 minus

4645

15) middot 9678 = 23257 Eq 62

minus Regla 31 Correccioacuten por superestructuras Si se interpola para la eslora de 4638

metros se obtiene que la reduccioacuten de francobordo correspondiente es de 57454

miliacutemetros

Como la superestructura supondraacute aproximadamente un 40-45 de la eslora el paraacutemetro

anteriormente obtenido se ha de reducir un 25 Luego el valor final de la reduccioacuten por

superestructura es de

119862119878 = 025 middot 57454 = 14363 119898119898 Eq 63

El resto de las correcciones asiacute como el francobordo definitivo se calcularaacuten maacutes adelante

puesto que en la presente etapa del proyecto no pueden aplicarse por falta de informacioacuten

Por lo tanto el francobordo total bajo estas consideraciones es de

119865119861 = 119865119861119879 + 1198621 minus 119862119878 = 40145 + 23257 minus 14363 = 49038 119898119898 Eq 64

Consecuentemente el puntal miacutenimo obtenido es de

119863119872119868119873 = 119879 + 119865119861 = 451 + 049 = 500 119898 Eq 65

Luego como era de esperar el buque cumple holgadamente con el Convenio Internacional de

Liacuteneas de Carga para el caacutelculo del francobordo al obtenerse un puntal miacutenimo inferior a los

55 metros de puntal calculados en el apartado 151

173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial

Para evaluar que el buque cumple con unos valores miacutenimos de seguridad en cuanto a la

estabilidad se refiere es necesario estudiar de manera preliminar la estabilidad inicial del

buque Este paraacutemetro queda representado por el valor de la altura metaceacutentrica o ldquoGMrdquo

119866119872 = 119870119861 + 119861119872 minus 119870119866 Eq 66

Seguacuten la referencia [16] el valor de GM obtenido ha de ser superior a 015 m para considerar

que el buque cumple con unos criterios miacutenimos de estabilidad

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

37

En primer lugar se calcula el teacutermino KB (posicioacuten vertical del centro de carena) que seguacuten [1]

equivale simplemente a

119870119861 = (0858 minus 037 middot119862119861

119862119865) middot 119879 = (0858 minus 037 middot

0662

0858 ) middot 451 = 243 119898 Eq 67

A continuacioacuten se calcula el radio metaceacutentrico o BM de la siguiente manera

119861119872 =119870 middot 1198612

119879 middot 119862119861 Eq 68

Donde el paraacutemetro K se calcula como

119870 = 0113 middot 119862119865 minus 00306 = 0113 middot 0858 minus 00306 = 0066 Eq 69

Y por tanto

119861119872 =119870 middot 1198612

119879 middot 119862119861=

0066 middot 13752

451 middot 0662= 420 119898 Eq 70

Por uacuteltimo se calcula la posicioacuten vertical del centro de gravedad o KG

Seguacuten la circular 279 ldquoEstabilidad de remolcadores de la Inspeccioacuten General de Buques y

Construccioacuten Navalrdquo se establece que como estimacioacuten miacutenima preliminar ha de tener un

valor igual al 76 del puntal del buque En este caso en vez de simplemente optar por tomar

dicho valor se calcula de acuerdo a la formulacioacuten mostrada en la referencia [1]

119870119866119882119878119879 = (48 + 015 middot (085 minus 119862119861119863) middot119871119875119875

2

1198632 ) middot119863119860

119863 Eq 71

Donde

119862119861119863 = 119862119861 + 035 middot119863 minus 119879

119879middot (1 minus 119862119861) = 0662 + 035 middot

550 minus 451

451middot (1 minus 0662)

= 0689

Eq 72

119863119860 = 119863 middot (1 minus 0004 minus 0016) = 55 middot (1 minus 0004 minus 0016) = 539 Eq 73

De modo que

119870119866119882119878119879 = (48 + 015 middot (085 minus 0689) middot46452

552 ) middot539

55= 49 Eq 74

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

38

Es decir la coordenada vertical del centro de gravedad del peso de la estructura de acero se

encuentra aproximadamente a la mitad del puntal concretamente a 27 metros

La coordenada vertical del centro de gravedad del equipo y habilitacioacuten se estima directamente

a partir del puntal como

119870119866119882119874119860 = 119863 + 125 = 55 + 125 = 675 119898 Eq 75

En cambio la coordenada vertical del centro de gravedad de la maquinaria se calcula en funcioacuten

del puntal y del calado como sigue

119870119866119882119876 = 017 middot 119879 + 036 middot 119863 = 017 middot 451 + 036 middot 55 = 275 119898 Eq 76

Conocidas todas las coordenadas verticales de las distintas partidas que conforman el peso en

rosca del buque simplemente resta conocer la coordenada vertical del peso muerto para hallar

el centro de gravedad del buque

El peso muerto estaacute compuesto principalmente por los consumibles del buque y por la carga

que el buque transporta Debido a las peculiares caracteriacutesticas de estos buques la carga suele

transportarse en cubierta al menos un 65 de la misma y el resto repartido en distintas

bodegas o tanques situados sobre el doble fondo Para estimar la coordenada vertical de este

conjunto de cargas nos limitaremos a suponer que la carga sobre cubierta este

aproximadamente a 15 metros sobre la misma y que la carga sobre el doble fondo (el 35

restante) a 18 metros de este

Por tanto

119870119866119875119872 =(065 middot 119875119872 middot (119863 + 15)) + (035 middot 119875119872 middot 18)

119875119872

=(065 middot 800 middot (55 + 15)) + (035 middot 800 middot 18)

800= 518 119898

Eq 77

Finalmente la coordenada vertical del centro de gravedad se obtiene como

119870119866 =(119870119866119882119878119879 middot 119882119878119879 + 119870119866119882119874119860 middot 119882119874119860 + 119870119866119882119876 middot 119882119876 + 119870119866119875119872 middot 119875119872)

119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 + 119875119872

=(065 middot 800 middot (55 + 15)) + (035 middot 800 middot 18)

800= 518 119898

Eq 78

Conocidos todos los valores de la ecuacioacuten inicial (ver Eq 66) ya podemos calcular la

estabilidad inicial

119866119872 = 119870119861 + 119861119872 minus 119870119866 = 244 + 420 minus 438 = 226 119898 Eq 79

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

39

Efectivamente el valor de GM obtenido supera con creces el liacutemite miacutenimo de 015 metros

18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque

En uacuteltimo lugar y como punto final al capiacutetulo de dimensionamiento se recoge en una serie de

tablas todos los paraacutemetros que se han ido obteniendo en las distintas subsecciones del

susodicho capiacutetulo

Tabla 1-15 Dimensiones principales

Paraacutemetro Valor

L (m) 5024

Lpp (m) 465

B (m) 1375

D (m) 550

T (m) 451

Tabla 1-16 Relaciones adimensionales

Paraacutemetro Valor

LppmiddotBmiddotD 351375

LppB 338

LOAB 365

Fn 029

TD 082

LppD 845

BT 305

BD 250

Tabla 1-17 Coeficientes de la carena

Paraacutemetro Valor

Coeficiente de bloque 066

Coeficiente de la maestra 098

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068

Coeficiente de la flotacioacuten 086

Pos Longitudinal centro de carena (Lpp) -067

Long Cuerpo ciliacutendrico (Lpp) 535

Tabla 1-18Partidas de pesos

Paraacutemetro Valor

WST (t) 59031

WOA (t) 22555

WQ (t) 11035

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

40

WR (t) 115556

PM (t) 80000

Desplazamiento (t) 195556

Tabla 1-19 Otros valores caracteriacutesticos

Paraacutemetro Valor

Aacuterea cubierta (m2) 22110

P (Kw) 276328

Fn 029

TPF (t) 40

Disentildeo de formas

41

Disentildeo de formas

1 Introduccioacuten

El buen desarrollo de este capiacutetulo es vital para obtener unos buenos resultados de cara al

proyecto del buque ya que condiciona directamente el resto de los paraacutemetros obtenidos

Tambieacuten definiraacute tanto las capacidades como la disposicioacuten general del mismo

El disentildeo de formas se llevaraacute a cabo tratando de encontrar una solucioacuten de compromiso entre

la que mejor comportamiento hidrodinaacutemico ofrezca (resistencia al avance comportamiento en

la mar etc) y la que mejor comportamiento de cara a la operatividad (estabilidad

maniobrabilidad etc) ofrezca

A pesar de las numerosas referencias que existen sobre tal aspecto se ha decidido utilizar dos

que son frecuentemente empleadas dadas su sencillez y claridad como son la ya conocida

referencia [1] y el libro de Antonio Baquero relativo al caacutelculo de la resistencia al avance del

buque [4]

En cuanto al disentildeo en siacute mismo de las formas existen diversos meacutetodos

minus Derivacioacuten de formas a partir del buque base (supuesto un buen comportamiento

hidrodinaacutemico)

minus Generacioacuten de formas en softwares del tipo CAD

minus Disentildeo a partir de series sistemaacuteticas

En el presente documento el meacutetodo a seguir seraacute el primero de los anteriormente mostrados

ya que se dispone de diversos planos de buques de similares caracteriacutesticas El objetivo es

ldquolevantarrdquo las formas de todos estos buques y combinarlas de modo tal que se mantenga de

cada uno de ellos su caracteriacutestica maacutes notable El objetivo final es por lo tanto modificar las

formas y coeficientes del modelo obtenido para conseguir que se adecuen de la mejor manera

posible a las del buque base y a los coeficientes del buque proyecto obtenidos en el capiacutetulo

anterior Las modificaciones consistiraacuten en transformaciones afines y modificaciones de los

coeficientes de carena

Sin embargo se han de tener en cuenta una serie de aspectos previos que marcaraacuten el disentildeo

de las formas antes de proceder al proceso de generacioacuten de las mismas

2 Aspectos Previos

Debido a las propias caracteriacutesticas de operatividad a las que se veraacute sometido el buque

principalmente bajo condiciones de mar moderadas o severas la optimizacioacuten de las formas de

cara a minimizar la peacuterdida de velocidad en olas es muy importante Por lo tanto el objetivo

principal es dotar a la embarcacioacuten de una buena estabilidad en olas dejando en segundo lugar

aunque no menospreciando su capacidad de respuesta en tales condiciones y su resistencia

al avance en aguas tranquilas

Disentildeo de formas

42

21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten

Los aspectos que maacutes determinan el buen comportamiento hidrodinaacutemico desde el punto de

vista de la flotacioacuten son el aacutengulo de salida y el aacutengulo de entrada En lo que respecta al

primero el de popa ha de ser inferior o ligeramente superior a 20ordm y la liacutenea de agua

correspondiente ha de tener una ligera convexidad Estas dos caracteriacutesticas son propias de

los buques con formas finas y el buque proyecto del presente informe no estaacute caracterizado

por tal aspecto ya que ha de contar con formas relativamente ldquollenasrdquo para garantizar una

adecuada estabilidad La solucioacuten maacutes comuacutenmente tomada es la de disponer una popa en

espejo ya que permite conceder a la flotacioacuten el aacutengulo de salida adecuado respecto al veacutertice

entre popa y costado sin aumentar exageradamente la presioacuten de origen viscoso Mediante

esta solucioacuten se produce un brusco desprendimiento de flujo pero que queda concentrado en

la popa del buque Sin embargo esta solucioacuten no se puede adoptar en el caso del presente

informe y es que este tipo de buques presenta una popa caracteriacutestica de cara a poder realizar

las operaciones de remolque y fondeo

Ilustracioacuten 7 Disposicioacuten tiacutepica de la popa de un buque AHTS Fuente wwwsectormaritimoes

Por lo tanto la solucioacuten pasa por disponer de longitudinales rectos y con una pendiente

suficiente para evitar pantocazos en la zona de salida de flujo de popa y para evitar generar

formas con convexidades acusadas en dicha zona

Es praacutectica habitual disponer ademaacutes de un quillote central en popa para diferenciar claramente

los flujos que le llegan a cada uno de los propulsores y para conferir a la nave una mejor

estabilidad de ruta y de rumbo al amortiguar en gran medida el movimiento de balance

En lo referente al cuerpo de entrada el principal factor limitante es la resistencia por formacioacuten

de olas En buques lentos categoriacutea en la que podriacutea incluirse nuestro buque esta componente

no es tan importante como otras por lo que en principio seraacute suficiente dotarlo de una proa

sencilla con una liacutenea de flotacioacuten recta Si embargo el principal problema que puede aparecer

en buques lentos con proas rectas es el fenoacutemeno de la ola rompiente que incrementa en gran

medida la resistencia de presioacuten de origen viscoso Para paliar en la medida de lo posible tal

Disentildeo de formas

43

efecto se puede combinar la disposicioacuten de un bulbo no muy pronunciado y elevado con un

aacutengulo de entrada en la flotacioacuten inferior a 30ordm

Seguacuten [Larsson y Raven2010] (ver [11]) el aacutengulo de entrada en la flotacioacuten ha de reducirse

hasta conseguir un cuerpo de entrada fino y alargado para desplazar el centro de flotacioacuten

hacia popa y conseguir disminuir los coeficientes de bloque y prismaacutetico En la siguiente

ilustracioacuten se muestra un ejemplo del aacuterea en la flotacioacuten de un buque tiacutepico de bajas

velocidades

Ilustracioacuten 8 Aacuterea en la flotacioacuten a bajo nuacutemero de Froude Fuente [Larsson amp Raven 2010]

21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada

Las cuadernas han de ser las maacutes adecuadas para una embarcacioacuten como eacutesta con un nuacutemero

de Froude menor de 06 y con un casco proyectado para navegar bajo reacutegimen de

desplazamiento ademaacutes la embarcacioacuten ha de ser estable y debe ofrecer una buena

navegabilidad en condiciones de mar desfavorables

Distinguiremos entre cuadernas de popa y cuadernas de proa siendo las primeras las

comprendidas entre la perpendicular de popa y la cuaderna maestra y las segundas las

comprendidas entre la cuaderna maestra y la perpendicular de proa

Actualmente los tipos de cuaderna en ldquoUrdquo y en ldquoVrdquo (nombrados asiacute por el cierto parecido de

estas letras a las formas de las cuadernas que llevan su nombre) son los de uso maacutes extendido

en el disentildeo de cualquier embarcacioacuten

En la zona de popa las cuadernas en U pueden provocar la aparicioacuten de torbellinos (llamados

ldquotorbellinos de pantoquerdquo) y por lo tanto una disminucioacuten de la presioacuten y un aumento de la

resistencia Este fenoacutemeno se puede evitar con la disposicioacuten de cuadernas en V las cuales

no forman tales torbellinos al generar una salida de flujo de costado mucho maacutes uniforme y que

no interfiere con la salida del flujo del fondo

Disentildeo de formas

44

Ilustracioacuten 9 Representacioacuten de cuadernas en ldquoVrdquo [Baquero 2014]

Sin embargo el disponer de cuadernas en V en popa tiene un grave inconveniente y es la

formacioacuten de una estela muy poco uniforme y por ende la llegada de un flujo irregular al disco

de la heacutelice El problema reside en que dicho flujo heterogeacuteneo generaraacute numerosas

vibraciones y tambieacuten problemas de cavitacioacuten

En definitiva en el cuerpo de popa optaremos por la solucioacuten de compromiso maacutes generalizada

actualmente que consiste en disponer cuadernas mixtas U-V formadas por cuadernas en U

en la parte baja de la misma y cuadernas en V en la parte alta evitando asiacute los problemas

anteriormente mencionados de cada tipo de cuaderna

En cuanto al cuerpo de proa la eleccioacuten de un tipo u otro de cuaderna estaacute directamente

relacionada con la velocidad de la embarcacioacuten Ante velocidades bajas (nuacutemeros de Froude

pequentildeos) la configuracioacuten maacutes extendida son las cuadernas en U ya que en esta situacioacuten

apenas se da el fenoacutemeno de ldquoslammingrdquo 1 principal problema de tales cuadernas en proa al

tener la parte baja plana

Nuestra embarcacioacuten estaacute proyectada para navegar a una velocidad medio-baja (en torno a los

10-11 nudos) y por lo tanto seraacute maacutes conveniente disponer de cuadernas en V que al ser maacutes

afiladas y menos ldquollenasrdquo en su parte baja permiten un paso mucho maacutes suave del barco sobre

las olas es decir al caer el buque sobre la superficie del agua debido a los movimientos de

eacuteste la proa cortaraacute a la ola evitando asiacute los temidos y tiacutepicos golpes de slamming Se les

dotaraacute tambieacuten a las cuadernas de proa de una ligera concavidad que haraacute que aumente la

manga mojada y por lo tanto que mejore la estabilidad transversal

22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada

El disentildeo de la seccioacuten longitudinal ha de hacerse atendiendo fundamentalmente a dos criterios

el nuacutemero de Froude y la fuerza o empuje hidrodinaacutemico al que se veraacute sometido la

embarcacioacuten

Disentildeo de formas

45

Al navegar entre un nuacutemero de Froude cercano a 03 las fuerzas hidrodinaacutemicas actuacutean en

direccioacuten vertical descendente y no aparece el fenoacutemeno de planeo La embarcacioacuten desplaza

un volumen de agua constante durante su navegacioacuten

De este modo descartamos disentildear la embarcacioacuten o bien con un fondo convexo o bien con

un fondo coacutencavo El primero porque es el maacutes indicado para las embarcaciones de planeo

(nuacutemeros de Froude superiores a 1) ya que hace que el centro de presiones se desplace hacia

proa y que se levante la misma a medida que aumentamos la velocidad y el segundo el fondo

coacutencavo tampoco es indicado porque en este caso el centro de presiones se ve desplazado

hacia la popa haciendo que en este caso la proa trime de manera gradual a medida que

aumenta la velocidad

Ilustracioacuten 10 Distribucioacuten de Presiones en Fondos Planos [Campana 2010]

En ambos casos que el centro de presiones y por tanto la distribucioacuten de las mismas no quede

en torno a la seccioacuten media origina los siempre incoacutemodos movimientos de cabeceo o

ldquoporpoisingrdquo que pueden provocar mareos a la gente embarcada

Por lo tanto concluimos que el fondo maacutes indicado para esta embarcacioacuten es el fondo recto

que hace que el centro de presiones quede siempre en torno a la seccioacuten media para cualquier

velocidad Para mejorar la navegabilidad a la velocidad maacutexima (unos 11 nudos) se dotaraacute a la

parte maacutes a popa del fondo de una ligera concavidad y de formas llenas que doten de volumen

a esta zona y hagan que trime al barco por proa facilitando el corte de las olas por la misma

23 Disposicioacuten de los propulsores

La disposicioacuten de los propulsores independientemente del tipo seraacute a popa del buque y por

tanto se produciraacute una peacuterdida de volumen en tal zona necesaria para permitir su alojamiento

Las formas han de moldearse de tal manera que los propulsores (en este caso se estima que

sean azimutales con tobera) se encuentren lo maacutes sumergidos posible de cara a ubicarlos en

las zonas de flujo maacutes uniforme y evitar su posible emersioacuten

Dentro de la popa la posicioacuten final de los propulsores quedaraacute determinada por el perfil

operacional del buque que a grandes rasgos queda delimitado por dos operaciones

esenciales navegacioacuten y en operacioacuten (con DP)

La condicioacuten de navegacioacuten determinaraacute la potencia necesaria a instalar en los propulsores de

popa y permitiraacute por tanto su dimensionamiento La navegacioacuten estaacute directamente relacionada

con la resistencia al avance que ofrece el buque y que depende a su vez de las formas Por lo

Disentildeo de formas

46

tanto seraacute necesario estimar la resistencia al avance ofrecida por el buque a su velocidad

maacutexima de 12 nudos

Por otro lado la condicioacuten de posicionamiento dinaacutemico es maacutes determinante en cuanto a la

disposicioacuten como tal de propulsores La capacidad de posicionamiento dinaacutemico de una

embarcacioacuten no depende exclusivamente de la potencia y nuacutemero de sus propulsores sino que

depende en gran medida de su ubicacioacuten

El buen funcionamiento del posicionamiento dinaacutemico depende en gran medida de dos

aspectos El primero es que permitan direccionar o ldquovectorizarrdquo el empuje de los propulsores

mediante la rotacioacuten de los mismos (o el empleo de elementos auxiliares) para contrarrestar los

efectos medioambientales que intenten sacar al buque de su posicioacuten de equilibrio Por lo tanto

en ese sentido los propulsores azimutales adquieren gran protagonismo ya que son capaces

de rotar 360ordm sobre su eje vertical De cara a la optimizacioacuten del posicionamiento dinaacutemico

conviene situarlos lo maacutes lejos de crujiacutea posible para aumentar su brazo de par y el momento

(empuje) que generan

En segundo lugar seraacute necesario contar en proa con una potencia comparable a la de popa

para que se puedan compensar en los momentos de mayor demanda (mares de traveacutes

remolque etc) La potencia en proa se conseguiraacute mediante el empleo de propulsores

transversales

24 Comportamiento en la mar

A lo largo de este proyecto se ha repetido en varias ocasiones la importancia que cobra la

operatividad en este tipo de buques

Tanto es asiacute que muchos de los buques similares al de proyecto cuentan incluso con la

novedosa proa invertida o ldquoXbowrdquo desarrollada por la empresa noruega Ulstein

Ilustracioacuten 11 Concepto de proa invertida o Xbow Fuente Ulstein

Disentildeo de formas

47

Sin embargo el desarrollo y concepcioacuten de este disentildeo requiere de numerosos recursos y de

una complejidad teacutecnica que supera lo esperado en el presente informe

Para mejorar el comportamiento en la mar del buque se decide optar por meacutetodos maacutes

tradicionales pero igualmente efectivos como son las quillas de balance y el bulbo de proa

En cuanto a las primeras su funcioacuten principal es la de amortiguar o compensar los movimientos

de balance el buque los maacutes criacuteticos junto a los de cabeceo Las olas que el buque genera con

sus movimientos de balance no son de gran magnitud por lo tanto los efectos viscosos cobran

gran importancia La disposicioacuten de las quillas de balance seraacute en los pantoques (con los que

formaraacute un aacutengulo de 90ordm) siguiendo en la medida de lo posible las liacuteneas de corriente Su

ubicacioacuten seraacute a lo largo del cuerpo ciliacutendrico donde el flujo es maacutes uniforme y el efecto de las

quillas es maacuteximo

Aunque suponen un aumento considerable de superficie mojada su aumento de energiacutea

disipada por formacioacuten de torbellinos y por lo tanto su efecto en los movimientos de balance

justifica sobradamente su instalacioacuten

En lo referente al bulbo de proa la praacutectica habitual consiste en disponer de un bulbo

ldquosemisumergidordquo es decir que la parte alta del mismo sobresale por encima de la flotacioacuten

En la siguiente ilustracioacuten del buque base puede comprobarse como efectivamente la liacutenea de

flotacioacuten corta al bulbo a aproximadamente frac34 de su altura

Ilustracioacuten 12 Bulbo semisumergido Fuente Gelibolu Shipyard

Mediante el empleo de este tipo de bulbo se consiguen dos efectos positivos de cara al

comportamiento en la mar de la embarcacioacuten El primero de ellos es ldquocortarrdquo las olas rompientes

de proa y disminuir la resistencia al avance ya que como puede apreciarse en la ilustracioacuten

superior en aacutengulo de entrada en la flotacioacuten del bulbo es muy pequentildeo En definitiva se trata

de simular el efecto de ldquoWave Piercingrdquo que se consigue en los patines de los catamaranes

raacutepidos En segundo lugar y con la misma finalidad se consigue retrasar el seno de la ola

rompiente y tratar de ajustarlo con el valle generado por el buque con el objetivo final de

ldquoanularrdquo el efecto de la ola rompiente en proa

Disentildeo de formas

48

25 Estabilidad

Las formas finalmente seleccionadas son determinantes de cara a la estabilidad de la nave ya

que establecen el aacuterea en la flotacioacuten de la misma y consecuentemente los coeficientes de la

carena

Debido a la disposicioacuten de equipos muy pesados en cubierta como la gruacutea molinetes etc los

momentos escorantes que se producen en buques de este tipo son elevados al elevarse el

centro de gravedad notablemente

26 Resistencia al avance

Como en la mayoriacutea de los buques que se proyectan el objetivo primordial es que la resistencia

al avance que ofrece el buque sea miacutenima La resistencia al avance influye de manera directa

en la potencia a instalar de los propulsores y por ende en el consumo de combustible y en la

autonomiacutea del buque

Debido a la necesaria inclusioacuten de elementos auxiliares a la carena del buque como son el

quillote central las quillas de balance los tuacuteneles para los propulsores transversales etc la

resistencia al avance se ve incrementada Sin embargo su disposicioacuten puede ser optimizada

mediante numerosos meacutetodos para que tal incremento sea miacutenimo

Como la embarcacioacuten tiene un nuacutemero de Froude de 029 (muy proacuteximo a 03) navegaraacute bajo

reacutegimen de desplazamiento y por lo tanto para optimizar las formas y ofrecer la menor

resistencia al avance posible habraacute que tener en cuenta que la componente de la resistencia

predominante seraacute la viscosa

27 Astilla muerta

El aacutengulo de astilla muerta definido por la Real Academia de Ingenieriacutea (2012) como ldquoelevacioacuten

de la cuaderna sobre el plano de quilla medida a mitad de la mangardquo hemos de tenerlo en

cuenta a la hora de determinar un casco oacuteptimo en cuanto a la navegacioacuten tanto en aguas

tranquilas como con mal tiempo ya que es uno de los aspectos que maacutes influyen en el

comportamiento de una embarcacioacuten

Un aacutengulo miacutenimo de astilla muerta es decir una placa plana implicariacutea que la embarcacioacuten

fuera muy sensible a las aceleraciones verticales y tuviera una maniobrabilidad muy limitada en

mares agitados y en el otro extremo un aacutengulo demasiado grande implicariacutea que las fuerzas

de sustentacioacuten verticales no fueran suficientes y que se tuviera que aumentar o bien el trimado

o bien la superficie mojada conllevando ello un aumento considerable de la resistencia al

avance

Una de las ventajas que presenta esta disposicioacuten es la suavidad del impacto del casco con las

olas en comparacioacuten a otra embarcacioacuten que no disponga apenas de astilla muerta Ademaacutes

aumenta la maniobrabilidad de las embarcaciones tanto en aguas tranquilas como en

navegacioacuten con mal tiempo

La astilla muerta reduce la sustentacioacuten vertical debido a que el agua que golpea el fondo del

casco se desprende tambieacuten hacia los laterales formando el tiacutepico spray

Disentildeo de formas

49

Ilustracioacuten 13 Influencia de la Astilla Muerta en la Generacioacuten de Spray y Presiones Ejercidas [Larsson

amp Raven 2010]

Sin embargo el spray que se genera en el fondo y continuacutea por los costados aumenta

gradualmente la resistencia friccional

Por lo tanto teniendo en cuenta todo lo anterior consideramos que lo oacuteptimo para nuestra

embarcacioacuten es dotarla de una astilla muerta gradual la cual aumente a medida que nos

movemos de popa a proa (ldquowarpingrdquo)

De este modo combinando cuadernas mixtas tipo U-V en popa con un cierto aacutengulo

ascendente de astilla muerta conseguiremos que la salida del flujo sea lo maacutes homogeacutenea

posible y que las aceleraciones verticales sean miacutenimas mejorando asiacute el rendimiento

propulsivo la maniobrabilidad y capacidad de navegacioacuten en mal tiempo de la embarcacioacuten

3 Generacioacuten de formas

Como ya se mencionoacute en el primer apartado del presente capiacutetulo los procesos de generacioacuten

de formas son muy variados Por norma general se parte de buques ya construidos y de los

que se conoce su comportamiento hidrodinaacutemico y se modifican sus formas lo menor posible

hasta obtener las dimensiones y coeficientes de carena del buque que se desea obtener

Seguacuten [15] las transformaciones maacutes habituales son las siguientes

minus Transformacioacuten afiacuten este tipo de transformacioacuten modifica las dimensiones principales

de las formas de partida para ajustarlas al buque de proyecto manteniendo inalterados

los coeficientes de carena del buque

minus Modificacioacuten del coeficiente prismaacutetico se modifica el coeficiente prismaacutetico pero se

mantienen constantes las dimensiones principales

minus Modificacioacuten del coeficiente de bloque se realiza manteniendo constante el coeficiente

de la maestra

minus Modificacioacuten del centro de carena se cambia la curva de aacutereas manteniendo constante

el coeficiente de bloque

minus Modificacioacuten de la curva de aacutereas

Disentildeo de formas

50

El primer paso fue el de obtener el modelo en 3D de los buques base para poder proceder a su

posterior combinacioacuten y transformacioacuten

Para ello y con ayuda del programa de disentildeo asistido por ordenador Rhinoceros se parte de

la vista de perfil y transversal de los distintos planos de formas es decir los planos en los que

aparecen las longitudinales y las cuadernas respectivamente

Una vez obtenidos ambos planos se insertan como imagen de fondo en el programa para

despueacutes trazar curvas NURBS5 o curvas racionales sobre cada uno de los longitudinales y

cuadernas tratando de reproducirlos lo mejor posible y hacer que el modelo 3-D se asemeje lo

maacuteximo al original Una vez modeladas las curvas y habiendo comprobado que todas teniacutean

los mismos puntos de control (para evitar la aparicioacuten de ldquobollosrdquo o discontinuidades en el

casco) se desplazan a su posicioacuten longitudinal correspondiente para obtener asiacute el modelo en

3-D

Finalmente con la ayuda de diversos comandos del programa (ldquoSweep2rdquo ldquoSurface Networkrdquo

etc) se generan las distintas superficies que conformaraacuten el casco obteniendo finalmente el

modelo en 3-D En la siguiente ilustracioacuten se muestra un ejemplo del proceso anteriormente

descrito

Ilustracioacuten 14 Obtencioacuten del modelo 3D del buque base Elaboracioacuten propia

Obtenido el modelo 3D el siguiente paso consiste en realizar una transformacioacuten afiacuten para

ajustar las dimensiones del modelo a las del buque proyecto Para ello se recurrioacute a la opcioacuten

ldquoescalar en una dimensioacutenrdquo que tambieacuten ofreciacutea el programa Rhinoceros ya que permite

escalar el modelo en las tres direcciones principales de manera independiente

5 NURBS Non- Uniform Rational B-Splines

Disentildeo de formas

51

Sin embargo adecuar las dimensiones principales no garantiza una escala correcta de los

coeficientes de la carena Por lo tanto el siguiente paso consiste en modificar las formas

levemente hasta alcanzar unos valores que se pueden considerar razonablemente

aproximados a los esperados

Las transformaciones que se llevaron a cabo pueden resumirse del siguiente modo

minus Aumento de la altura vertical de la zona del codaste con el fin de garantizar que el

espacio en popa fuera maacutes que suficiente para alojar los propulsores principales

Ademaacutes el desplazamiento obtenido tras las primeras transformaciones era mayor de

lo esperado y por lo tanto era necesario que se rebajara en la medida de lo posible

minus Reduccioacuten de la envergadura de los ldquoshouldersrdquo de popa y de proa con el objetivo de

conseguir una segunda disminucioacuten del desplazamiento

El ajuste de las formas se realzoacute directamente en el programa Rhinoceros debido a que al

haberse realizado a traveacutes de curvas NURBS su modificacioacuten a traveacutes de los puntos de control

que las componen resulta muy intuitiva y raacutepida

4 Caracteriacutesticas de las formas

Tras los pasos del apartado anterior se obtuvo una carena que cumpliacutea en la medida de lo

posible con los paraacutemetros obtenidos tras la generacioacuten de alternativas Como se podraacute

comprobar a continuacioacuten la precisioacuten obtenida sin ser insuficiente o mala no es tan buena

como cabriacutea esperar pero se considera aceptable y dentro de los maacutergenes para la etapa en

la que se encuentra el proyecto

Una vez alcanzadas unas formas con coeficientes de carena adecuados al proyecto se

procedioacute al alisado de las mismas en Rhinoceros Este proceso es muy importante ya que no

sirve simplemente para mejorar el aspecto visual del modelo (corrigiendo los famosos ldquobollosrdquo

que se generan en las superficies que no comparten la curvatura) si no que presenta una mejora

importante en cuanto al comportamiento hidrodinaacutemico de la carena que define finalmente la

resistencia al avance y por tanto la potencia requerida

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 2-1 Comparativa de los coeficientes de carena estimados y obtenidos

Paraacutemetro Alternativa Modelado Aprox

Desplazamiento (t) 1956 207000 58

T (m) 451 451 003

Lpp (m) 4645 4804 345

B (m) 1375 1375 -001

Coeficiente de bloque 066 068 233

Coeficiente de la maestra 098 099 062

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068 069 192

Coeficiente de la flotacioacuten 086 086 -011

Disentildeo de formas

52

Paraacutemetro Alternativa Modelado Aprox

LppB 338 350 346

BT 305 304 -021

Como se puede comprobar el valor que maacutes se aleja de lo estimado es el correspondiente al

desplazamiento Este hecho se debe a diversos motivos

minus Inclusioacuten del quillote central en el modelo El hecho de antildeadir el quillote a la hora de

realizar las curvas hidrostaacuteticas aumenta el desplazamiento obtenido en unas 20

toneladas sin embargo y de cara a etapas futuras como el caacutelculo de la resistencia al

avance se decide no eliminar para mejorar la precisioacuten de los caacutelculos

minus No inclusioacuten de los propulsores transversales de proa En la etapa presente del

proyecto se desconoce el diaacutemetro con el que han de contar tales propulsores y por

tanto careciacutea de sentido modificar la carena ya que es un proceso lento y complicado

Grosso modo de cara al caacutelculo del desplazamiento pueden considerarse como

tanques ciliacutendricos vaciacuteos Suponiendo que el diaacutemetro de tales propulsores puede ser

de 15 metros el desplazamiento que restariacutean seriacutea de

119863119890119904119905 = 120588 middot 120587 middot 1198772 middot 1198611199011199031199001199011 +middot 120587 middot 1198772 middot 1198611199011199031199001199012

= 1025 middot 120587 middot 0752 middot 3 + 1025 middot 120587 + 0752 middot 5 = 55 119905 + 91 119905 = 146 119905

Eq 80

Teniendo en cuenta estas consideraciones el desplazamiento final seriacutea de unas 2020

toneladas y el margen bajariacutea hasta el 32

Ilustracioacuten 15 Volumen equivalente de los propulsores de proa

Finalmente las formas obtenidas se muestran a continuacioacuten

Disentildeo de formas

53

Ilustracioacuten 16 Modelo en 3D del buque proyecto Elaboracioacuten propia

Como se puede ver en las tablas superiores durante el proceso de generacioacuten de formas las

dimensiones principales se han mantenido y por lo tanto las relaciones adimensionales no se

han modificado En cuanto a los coeficientes de carena el caso es distinto ya que aparecen

ligeras variaciones respecto a lo estimado en la generacioacuten de alternativas En todo caso

dichas variaciones se consideran plenamente admisibles por tratarse bajos porcentajes y cuyos

efectos negativos no seraacuten cuantificables con las herramientas de las que se dispone para la

realizacioacuten del presente documento

41 Curva de aacutereas normalizada

La curva de aacutereas que se muestra a continuacioacuten se obtuvo a partir del programa Maxsurf

Posteriormente se editoacute en Excel para obtener una visioacuten maacutes clara de los distintos puntos que

la forman

Disentildeo de formas

54

Ilustracioacuten 17 Curva de aacutereas normalizada Elaboracioacuten propia

Como se puede observar las caracteriacutesticas globales de la curva son razonablemente

adecuadas y satisfactorias

Destaca la entrada del cuerpo de proa que es suave y progresiva debido al efecto de disponer

el bulbo ldquoadosadordquo a la proa y no como una protuberancia como suele ser lo general

El cuerpo ciliacutendrico presenta una longitud proporcionalmente adecuada y una ordenada vertical

constante entre los 15 y 25 metros en los que se presenta

Por uacuteltimo el cuerpo de popa o de salida presenta una curvatura constante y progresiva desde

la salida del cuerpo ciliacutendrico hasta la llegada a la popa en espejo Cabe destacar la ligera

discontinuidad que se produce en el entorno de los 5 metros debido a la aparicioacuten del quillote

central La popa en espejo tiene un aacuterea sumergida suficiente para evitar en gran medida los

efectos de slamming6 en popa

5 Plano de formas

El plano de formas es una imagen representativa de las formas del barco En el mismo aparecen

proyecciones de diversas secciones transversales (caja de cuadernas) longitudinales y

verticales o liacuteneas de agua En nuestro caso estaacute constituido por 20 cuadernas (maacutes una

adicional que queda a popa de la perpendicular de popa) 6 longitudinales y 15 liacuteneas de agua

donde las 6 primeras quedan por debajo de la flotacioacuten siendo la 6 la maacutes representativa por

ser la que determina el calado del buque

Las cuadernas estaacuten equiespaciadas con 120 de la eslora entre perpendiculares los

longitudinales con 16 de la semimanga y las liacuteneas de agua con 16 del calado

6 Slamming vocablo anglosajoacuten que hace referencia al teacutermino ldquopantocazordquo que seguacuten la RAE se define

como golpe dado por el casco del buque en el agua al cabecear

AP MS FP

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

-500 000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Aacutere

a (

m2)

Pos Long (m)

Disentildeo de formas

55

Ademaacutes de las secciones miacutenimas indicadas anteriormente se ha decidido incluir dos

secciones inclinadas o ldquovagrasrdquo que sirven para dar maacutes informacioacuten de la curvatura del casco

concretamente en los hombros o ldquoshouldersrdquo de popa y proa Estas secciones son la

interseccioacuten de un plano inclinado en el sentido longitudinal con el casco del buque y se

representan en el plano mediante un abatimiento y no una proyeccioacuten El nuacutemero de vagras

que se incluyen son dos la primera une el punto de interseccioacuten entre la liacutenea de agua 6 y

crujiacutea con el punto de interseccioacuten entre la liacutenea base y la semimanga maacutexima del buque la

segunda une el punto de interseccioacuten entre la liacutenea de agua 5 y la mitad de la semimanga

maacutexima del buque

En el plano de formas que se adjunta como anexo se pueden observar todas las caracteriacutesticas

comentadas en el anaacutelisis anterior Ademaacutes en el mismo aparecen las secciones

correspondientes al quillote de popa y al bulbo de proa

6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico

Tras la obtencioacuten de las formas de la carena en el apartado anterior ya se estaacute en disposicioacuten

de realizar un anaacutelisis de su ldquobondadrdquo desde el punto de vista hidrodinaacutemico El principal factor

que determina si unas formas son adecuadas o no desde este punto de vista es la resistencia

al avance que ofrecen

En el apartado 2 de Aspectos Previos se analizaron los aspectos maacutes determinaban que

caracterizaban a la embarcacioacuten y que condicionariacutean el proceso de generacioacuten de formas

Como ya se comentoacute en dicho capiacutetulo con todas las caracteriacutesticas implementadas se

buscaba obtener un comportamiento en la mar oacuteptimo no un comportamiento hidrodinaacutemico

oacuteptimo Es decir la resistencia ofrecida al avance pasoacute a un segundo lugar de importancia en

pos de garantizar y asegurar un comportamiento idoacuteneo en operacioacuten Este hecho puede

comprobarse con la inclusioacuten de ciertos elementos que penalizan seriamente el

comportamiento hidrodinaacutemico y que aumentan considerablemente la resistencia al avance

como pueden ser

minus Quillote central de popa mejora notablemente la facilidad de gobierno del buque y

permite la instalacioacuten (opcional) de heacutelices transversales Sin embargo aumenta la

resistencia al avance al aumentar la superficie mojada en popa

minus Espejo de popa semisumergido aumenta el aacuterea sumergida de popa mejorando el

comportamiento en la mar pero penaliza seriamente la resistencia al avance al

aumentar la superficie mojada

minus Quillas de balance mejoran el comportamiento ante movimientos de balance del buque

al amortiguar sus oscilaciones Aumenta la superficie mojada a lo largo de todo el

costado

Puede comprobarse que el buque no seraacute oacuteptimo desde el punto de vista hidrodinaacutemico

Sin embargo el tiempo en navegacioacuten del buque (durante el cual la resistencia al avance cobra

una mayor importancia) es muy bajo en comparacioacuten al tiempo en operacioacuten que pasan estos

Disentildeo de formas

56

buques Seguacuten fuentes del sector como son Subse7 y Damen lo normal es que este tipo de

buques pasen el 70 o maacutes en operacioacuten frente a un 15 en traacutensito o navegacioacuten

En definitiva antes de proceder a la estimacioacuten de la resistencia al avance del buque es

necesario considerar que los valores esperados no son del todo ldquooptimistasrdquo si bien tampoco

se espera que sean valores necesariamente negativos ya que como se pudo ver en el apartado

referente a la curva de aacutereas y coeficientes de carena los valores obtenidos eran maacutes que

razonables

7 Estimacioacuten de la resistencia al avance

El presente apartado es uno de los maacutes importantes en el proyecto de una embarcacioacuten ya que

determina la potencia propulsora necesaria a instalar y con ello otros paraacutemetros como pueden

ser la autonomiacutea el tamantildeo de la caacutemara de maacutequinas etc

La estimacioacuten de la resistencia al avance puede llevarse a cabo de diversas maneras siendo

la maacutes precisas las predicciones numeacutericas y la realizacioacuten de ensayos en canales de

experiencias hidrodinaacutemicas sobre modelos a escala de la embarcacioacuten cuya resistencia al

avance desea conocerse Loacutegicamente tal proceso no puede llevarse a cabo en nuestro caso

y por lo tanto ha de recurrirse a meacutetodos alternativos como son las series sistemaacuteticas7 o a

meacutetodos estadiacutesticos

La primera de las opciones la de las series sistemaacuteticas se descarta debido a que la mayoriacutea

de ellas estaacuten desactualizadas Los rangos de aplicacioacuten que permiten su utilizacioacuten han

variado a lo largo de los antildeos y por lo tanto es difiacutecil encontrar alguna en la que se cumplan

todos los requisitos para su utilizacioacuten

Por lo tanto es necesario recurrir a los meacutetodos estadiacutesticos En primer lugar es necesario

determinar el tipo de reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Esta variacioacuten

normalmente se representa a traveacutes del coeficiente prismaacutetico longitudinal

Como se puede comprobar en la Ilustracioacuten 18 para el nuacutemero de Froude de nuestra

embarcacioacuten que es de 029 el graacutefico establece que el reacutegimen de navegacioacuten corresponde

a la frontera entre el semi- desplazamiento y el desplazamiento Este hecho implica que los

meacutetodos estadiacutesticos de prediccioacuten de potencia que pueden emplearse son

minus Holtrop y Mennen

minus Compton

minus Fung

minus van Oortmerssen

minus Series 60

7 En una serie sistemaacutetica se realizan variaciones en los paraacutemetros principales de una serie

caracteriacutestica de buques y los resultados se presentan en forma de diagramas y tablas en los que la

resistencia de un nuevo disentildeo se puede obtener por interpolacioacuten

Disentildeo de formas

57

Ilustracioacuten 18 Reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Fuente [Larssonamp Raven

2010]

De entre todos los meacutetodos el maacutes extendido y utilizado para buques de desplazamiento es el

de Holtrop y Mennen Sin embargo su principal inconveniente reside en su amplio margen de

utilizacioacuten el cual puede dar lugar a incertidumbres en los resultados Por ello se opta por

analizar la validez de los distintos meacutetodos y obtener la resistencia al avance estimada de

acuerdo a cada uno de ellos para una serie de velocidades y finalmente se decide tomar como

criterio la potencia propulsora instalada por el buque base ya que es un dato que se conoce y

en la etapa actual del proyecto supone sin lugar a dudas el valor maacutes fiable

71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

En primer lugar se ha de verificar si los paraacutemetros y relaciones adimensionales del buque

proyecto son suficientemente vaacutelidos como para ser incluidos en los distintos caacutelculos del

software Maxsurf

Disentildeo de formas

58

Tabla 2-2 Comprobacioacuten de la aplicacioacuten de los meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

Paraacutemetro Valor obtenido Holtrop van Oortmerssen Series 60 Compton Fung

Cp 068 055 085 050 073 - - - - 053 077

LB 365 390 1500 300 620 550 850 400 520 252 1794

BT 305 210 400 190 400 250 350 - - 170 1020

L (m) 5024 - - 800 8000 - - - - - -

Cm 098 - - 070 097 - - - - - -

LcgL -004 - - -8 3 - - -013 -002 - -

Despl (m3) 195556 - - 500 300000 - - - - - -

Semiaacuteng entrada (ordm) 2700 - - 1000 4600 - - - - 1432 2367

Cb 068 - - - - 060 080 - - - -

Cflotacioacuten 086 - - - - - - - - 066 084

Despl L3 0020 - - - - - - 000 001 - -

Velocidad (kn) 12

Fn 0284

Resistencia (kN) 909 1266 785 323 60

Potencia (kW) 561139 781404 484635 1993678 370093

Como se puede comprobar no existe ninguacuten meacutetodo para el cual se cumplan todos los

requisitos Sin embargo en todos los casos se exceden o no se llega a los liacutemites por un margen

muy pequentildeo

Se puede observar tambieacuten que existe una gran disparidad en los resultados que ofrecen los

distintos meacutetodos lo cual se debe a la incertidumbre que se comentaba con anterioridad

Como ya se indicoacute en el apartado anterior se decide tener en cuenta el valor de la potencia

instalada en el buque base que se conoce y es de 2400 kW El meacutetodo que maacutes se aproxima

a este valor es el meacutetodo de Compton y seraacute por tanto el que se tenga en cuenta para el resto

de las operaciones

72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos

Los resultados no son en ninguacuten caso definitivos ya que el programa no tiene en cuenta todos

los efectos de los distintos componentes de la resistencia al avance como pueden ser la

resistencia de los apeacutendices (quillote central quillas de balance y propulsores azimutales) la

resistencia aerodinaacutemica de la superestructura etc

En el caso de la resistencia antildeadida por apeacutendices no es disparatado considerar que su efecto

supone un 5-10 de la eslora total lo que en el peor de los casos (meacutetodo de Compton)

equivaldriacutea a unos 16-32 kN adicionales respectivamente y que equivaldriacutean a unos 100-200

kW maacutes

En lo que respecta a la resistencia ofrecida por el aire ninguno de los meacutetodos anteriores la

incluye en sus estimaciones ya que son meacutetodos estadiacutesticos basados en la resistencia

ofrecida por la carena Sin embargo su influencia en la resistencia ofrecida por el buque es

Disentildeo de formas

59

considerable en comparacioacuten al resto de componentes como son resistencia de presioacuten en el

bulbo de proa resistencia por inmersioacuten del espejo resistencia adicional por correlacioacuten

modelo-buque etc Por ello se considera oportuno calcular de manera breve y aproximada su

aportacioacuten a la resistencia global del buque al avance

73 Resistencia aerodinaacutemica

Para el caacutelculo de la resistencia al aire ofrecida por la obra viva del buque se ha de estimar la

forma transversal que presentariacutea la misma

El primer paso es acudir a buques similares para determinar brevemente como variacutea la

superestructura en funcioacuten de la eslora Se obtuvieron imaacutegenes de distintos buques del rango

de 50 metros y se comproboacute que las modificaciones o variaciones entre los mismos eran

debidas sobre todo a temas esteacuteticos

Una vez obtenidas diversas estructuras se realizoacute un modelo en 3D de la misma para ajustarla

y escalarla a la carena previamente disentildeada El resultado obtenido fue el siguiente

Ilustracioacuten 19 Estimacioacuten de las medidas de la obra muerta Elaboracioacuten propia

Como se puede comprobar el modelo de la superestructura se simplificoacute a traveacutes de

rectaacutengulos ya que como se veraacute a continuacioacuten los meacutetodos de caacutelculo de resistencia

aerodinaacutemica tienen en cuenta el aacuterea proyectada de la misma

En cuanto a la obra muerta las medidas del rectaacutengulo que forman se pueden obtener

raacutepidamente tras restar al puntal maacuteximo (1120 metros) el calado (452 metros) y antildeadiendo

la manga total del buque (1375 metros)

En definitiva la suma de las aacutereas totales proyectadas es de

Disentildeo de formas

60

Tabla 2-3 Aacutereas proyectas de superestructura y obra muerta

Alto (m) Aacuterea (m2)

Exhaustacioacuten 1 465 119 553

Exhaustacioacuten 2 465 119 553

Caseta inferior 270 1160 3132

Caseta Superior 318 688 2188

Obra muerta 669 1378 9219

Total 15645

Seguacuten [4] existen diversos meacutetodos experimentales para el caacutelculo de la resistencia al avance

ofrecida por la obra muerta y la superestructura como Hughes Isherwood Blenderman etc

Para todos ellos el coeficiente de resistencia (dato que se emplearaacute maacutes adelante) se situacutea

para cualquier tipo de buque en torno a 12

Todos los meacutetodos se basan en la formulacioacuten claacutesica referente al caacutelculo de la resistencia

119877119886119890119903119900 =1

2middot 119862119863 middot 120588119886 middot 119881119886

2 middot 119860119879 Eq 81

Donde

- CD representa el coeficiente de resistencia ofrecido

- 120588119886 representa la resistencia del aire y toma un valor de 1225 kgm3

- Va representa (en nudos) la velocidad del aire Por simplicidad se tomaraacute la del buque

en su lugar por ser un dato de proyecto

- AT representa el aacuterea total ofrecida por la obra muerta y la superestructura

Por lo tanto la resistencia ofrecida por el aire toma un valor de

119877119886119890119903119900 =1

2middot 119862119863 middot 120588119886 middot 119881119886

2 middot 119860119879 =1

2middot 12 middot 1225 middot (12 middot 05144)2 = 4381 119873 cong 438 119896119873 Eq 82

74 Resultados obtenidos

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos a traveacutes de los meacutetodos estadiacutesticos las

pertinentes correcciones a los mismos y la resistencia aerodinaacutemica la resistencia al avance

total puede estimarse en

119877119886119907119886119899119888119890 = 119877119888119900119898119901119905119900119899 + 119877119888119900119903119903119890119888119888 + 119877119886119894119903119890 = 323 + 32 + 438 cong 360 119896119873 Eq 83

Para obtener la potencia necesaria para vencer tal resistencia se obtiene la liacutenea de tendencia

del graacutefico relativo a la relacioacuten entre la resistencia y potencia para el meacutetodo de Compton

obtenido en el apartado 71

Disentildeo de formas

61

La ecuacioacuten de la liacutenea de tendencia que permite extrapolar el resultado obtenido es la

siguiente

119910 = minus4119864 minus 06 middot 1199093 + 00075 middot 1199092 + 434065 middot 119909 minus 97856 Eq 84

Sustituyendo los 360 kN equivalentes a la resistencia total se obtiene que la potencia necesaria

es de

119910 = minus4119864 minus 06 middot 3603 + 00075 middot 3602 + 434065 middot 360 minus 97856 = 227386 119896119882

cong 2300 119896119882 Eq 85

Con los datos que se acaban de obtener ya seriacutea posible realizar la seleccioacuten de los motores

y propulsores principales del buque

Disentildeo de formas

62

Disposicioacuten general

63

Disposicioacuten general

1 Introduccioacuten

Tras la realizacioacuten de los capiacutetulos anteriores ya se conocen tanto las dimensiones principales

del buque como sus formas y coeficientes de carena y por lo tanto ya se estaacute en disposicioacuten

de proceder al proyecto de la disposicioacuten general del buque El objetivo es por tanto determinar

y definir los espacios y elementos estructurales que lo compondraacuten en base a los resultados

obtenidos en los capiacutetulos anteriores

Como es loacutegico la disposicioacuten general o distribucioacuten de los elementos estaacute condicionada

directamente por la misioacuten y tipo de buque y por consiguiente por el tipo de trabajos que haya

de realizar En el presente caso queda ademaacutes condicionado por las especificaciones

concretas de proyecto

Teniendo en cuenta la especificacioacuten y caracteriacutesticas del buque este ha de contar con al

menos

- Cubierta principal de 225 m2

- Gruacutea de 20 t en la cubierta principal

- Habilitacioacuten para 36 personas

- Caacutemara de maacutequinas

- Local del generador de emergencia

- Tanques de combustible

- Tanques de agua dulce

- Tanques de lastre

- Cocina

- Comedor

- Zona de descanso

- Sala de reuniones

- Talleres

- Lavanderiacutea

- Vestuarios y aseos

Disposicioacuten general

64

Durante todo el proceso de definicioacuten de la disposicioacuten general se comprobaraacute el cumplimiento

de la normativa establecida por la sociedad de clase (Bureau Veritas) y por los convenios

MARPOL y SOLAS

El objetivo final del presente capiacutetulo es la realizacioacuten de un plano de disposicioacuten general en 2D

en el que queden plasmadas todas las caracteriacutesticas anteriores Ademaacutes se trataraacute (en la

medida de lo posible) de realizar un levantamiento de dicho plano en 3D que ayude a una

mejor comprensioacuten del mismo

A continuacioacuten se muestra una imagen explicativa con la disposicioacuten y los elementos maacutes

representativos de un buque AHTS tiacutepico

Ilustracioacuten 20 Disposicioacuten y elementos tiacutepicos de un buque AHTS Fuente [Casado J Martiacuten DA]

De manera general el buque dispondraacute de una zona de trabajo en cubierta lo maacutes amplia

posible (de babor a estribor) En base a lo anterior la superestructura se ubicaraacute lo maacutes a proa

posible aprovechando al maacuteximo la eslora del buque pero permitiendo la instalacioacuten de los

equipos de amarre y fondeo Es comuacuten disponer de las casetas de exhaustacioacuten a ambos

costados de la superestructura y situarlas a la mitad de su eslora aproximadamente Este

hecho se debe a la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas que suele situarse praacutecticamente en

la seccioacuten media del buque ya que debido a la enorme potencia que han de generar estos

buques supone el espacio maacutes importante de los mismos Por norma general se extiende

desde el doble fondo (el cual suele ubicarse a unos 1300-1500 metros sobre la liacutenea base)

hasta la cubierta principal En la misma se alojaraacuten los motores y generadores principales para

el correcto funcionamiento del buque Ademaacutes la popa en espejo no sube recta hasta la

cubierta principal sino que termina en un rodillo que facilita las operaciones de remolque El

molinillo o ldquowinchrdquo se situacutea en la cubierta principal en crujiacutea y lo maacutes proacuteximo a la

superestructura que sea posible para no entorpecer las operaciones de la zona de trabajo Por

uacuteltimo estos buques cuentan con una gran gruacutea principal en cubierta que les permite realizar

las operaciones de recogida y largada de anclas Al ser gruacuteas muy pesadas y con gran

capacidad de carga su estructura principal o pilar atraviesa las cubiertas y se extiende lo maacutes

Disposicioacuten general

65

al fondo que sea posible para absorber al maacuteximo los esfuerzos a los que se puede ver

sometida

2 Anaacutelisis previo

La disposicioacuten general de este tipo de buques es particularmente compleja en ciertos aspectos

El hecho de contar con una superficie de trabajo muy amplia en la cubierta principal implica

distribuir los elementos en el resto de los espacios de la manera maacutes homogeacutenea y uniforme

posible

Pero antes de nada hay que tener en consideracioacuten todas las restricciones y caracteriacutesticas

que son determinantes a la hora de proyectar una disposicioacuten general teacutecnicamente viable

Las consideraciones fundamentales que se han tenido en cuenta antes de abordar la

proyeccioacuten de la disposicioacuten general de nuestro buque han sido las siguientes

- Tipo de buque y operaciones que realiza

- Tipo de propulsioacuten y gobierno

- Cubierta de trabajo y equipos

- Habilitacioacuten

- Autonomiacutea

- Medios de salvamento

- FIFI

21 Tipo de buque y operaciones que realiza

Como ya se indicoacute en el Capiacutetulo 1 la principal misioacuten que desempentildea un buque AHTS es la

de remolcar unidades offshore y posicionar manejar y retirar las anclas o sistemas de fondeo

de las mismas Ademaacutes como misioacuten complementaria puede realizar operaciones de

suministro de viacuteveres y cargas de lucha contra incendios traslado de personal etc

Todos estos aspectos implican que la disposicioacuten general de este tipo de buques siga un patroacuten

maacutes o menos determinado y caracteriacutestico Las caracteriacutesticas principales son

- Gran capacidad de carga y gran volumen de tanques bien sea en las bodegas o en la

cubierta principal

- Cubierta principal de trabajo amplia y despejada para la realizacioacuten de diversas

operaciones

- Cubierta especialmente reforzada para soportar holgadamente los posibles impactos de

los objetos retirados del fondo como cadenas anclas etc Suelen contar con una

sobrecubierta de madera

- Superestructura situada a proa elevada con respecto a la cubierta principal El objetivo

de tal disposicioacuten es maximizar el aacuterea de trabajo de la cubierta principal y posibilitar

Disposicioacuten general

66

una visioacuten de 360ordm en el puente para aumentar la seguridad en las operaciones de

cubierta y de remolque

- Entre la cubierta principal y la superestructura se disponen los sistemas auxiliares del

sistema de fondeo Se disponen los chigres y diversos equipos especializados como

son los ldquoshark jawsrdquo y ldquotow pinsrdquo que refuerzan y aseguran la estiba de las anclas

Ilustracioacuten 21 Sistemas de remolque Shark Jaw (abajo) y Tow spin (fondo) Fuente Wikipedia

22 Tipo de propulsioacuten y gobierno

A pesar de tratarse de una etapa muy temprana del proyecto ya es posible determinar el tipo

de propulsioacuten que se desea instalar Por las propias caracteriacutesticas de la embarcacioacuten y las

misiones que desempentildea se decide optar por una propulsioacuten dieacutesel-eleacutectrica compuesta por

motores dieacutesel acoplados a generadores eleacutectricos

La principal ventaja de este tipo de propulsioacuten de cara a la definicioacuten de la disposicioacuten general

es la flexibilidad que presenta de cara a su ubicacioacuten en el buque Al no necesitar liacuteneas de ejes

para la transmisioacuten de la potencia a las heacutelices como ocurre en la propulsioacuten convencional no

es necesario ubicar la caacutemara de maacutequinas lo maacutes a popa posible sino que su ubicacioacuten es

ldquolibrerdquo en cierto modo

Debido al tamantildeo y desplazamiento del buque los motores seraacuten semi-raacutepidos o de cuatro

tiempos que cuentan con la principal ventaja de ser mucho maacutes reducidos en altura que los de

dos tiempos y de permitir utilizar combustible ligero o MDO (Marine Diesel Oil)

Los propulsores iraacuten alojados en toberas cuyo efecto positivo en operaciones de tiro a punto

fijo como es el remolque estaacute maacutes que demostrado Su efecto negativo sobre la resistencia al

avance se desprecia ya que seguacuten el perfil operativo del buque la mayor parte de su vida la

pasaraacute operando y no navegando

Los timones no seraacuten necesarios ya que se decide instalar propulsores azimutales (si no no

tendriacutea sentido la propulsioacuten dieacutesel-eleacutectrica) Este tipo de propulsores son orientables y

permiten obtener el maacuteximo empuje en cualquier direccioacuten con giros de 360ordm Ademaacutes su gran

maniobrabilidad los hace idoacuteneos en buques que cuentan con posicionamiento dinaacutemico al

aportar un enorme grado de flexibilidad y velocidad de respuesta

Disposicioacuten general

67

Se dispondraacuten dos propulsores azimutales en popa y dos propulsores transversales en proa

Si los requerimientos del posicionamiento dinaacutemico lo exigieran seriacutea posible instalar un

propulsor transversal en popa concretamente en el quillote central

El local de los propulsores azimutales se dispondraacute en popa delimitado por el espejo y un

mamparo estanco transversal En cuanto a los de proa se dispondraacute de un local delimitado por

el mamparo de colisioacuten y un mamparo a popa

23 Habilitacioacuten

Otra caracteriacutestica particular de este tipo de buques es la distribucioacuten de su habilitacioacuten A pesar

del ldquopequentildeordquo tamantildeo del buque a proyectar unos 50 metros ha de contar con espacio

suficiente para albergar todos los equipos espacios y locales necesarios para garantizar su

correcta operacioacuten y ademaacutes ha de contar con espacio suficiente para alojar de la manera

maacutes coacutemoda posible a 36 tripulantes

Para lograr tal objetivo es necesario aprovechar al maacuteximo las alturas libres de los espacios

como por ejemplo disponiendo literas en los camarotes dobles Sin embargo en los

alojamientos de los oficiales esta solucioacuten no es posible y ademaacutes han de contar con una

reducida oficina propia En definitiva la solucioacuten pasa por hallar (como en la mayoriacutea de los

casos) una solucioacuten de compromiso

Para poder distribuir y organizar los espacios es necesario conocer brevemente de cuaacuteles

dispondraacute el buque En base a buques similares se ha podido determinar que buques ya

construidos de la misma eslora y propoacutesito que el buque proyecto cuentan por norma general

con

- Tanques distribuidos bajo el doble fondo

- Sobre el doble fondo tanques distribuidos por los costados (lastre y servicios de los

equipos de caacutemara de maacutequinas) y caacutemara de maacutequinas Tambieacuten se suelen disponer

los locales de los propulsores el taller y la lavanderiacutea

- En la cubierta principal todos cuentan con el aacuterea de trabajo desde popa hasta la mitad

de la eslora Tambieacuten disponen de un local de C02 un pantildeol de pinturas vestuarios un

almaceacuten etc Es norma general ubicar en dicha cubierta los comedores la cocina y las

caacutemaras frigoriacuteficas En algunos casos el espacio restante es suficiente para disponer

de uno o dos camarotes

- Ya en la superestructura suelen disponerse dos cubiertas para alojar la acomodacioacuten

(la inferior para la tripulacioacuten y la superior para la acomodacioacuten de los oficiales) Ademaacutes

se aprovecha su elevacioacuten sobre la flotacioacuten para ubicar el local de generadores de

emergencia

- Por uacuteltimo se encuentra el puente que cuenta con un puesto de mando en proa y uno

en popa maacutes pequentildeo En la parte alta del puente en su zona expuesta se encuentran

el maacutestil o palo de luces y los equipos del sistema FiFi y de gobierno y control

Disposicioacuten general

68

24 Autonomiacutea

El caacutelculo o estimacioacuten de la autonomiacutea decide incluirse para poder dimensionar los tanques

de combustible y determinar si el buque tendraacute capacidad y espacio suficientes

Seguacuten lo recogido en la especificacioacuten del buque eacuteste ha de contar con una autonomiacutea miacutenima

de 2000 millas naacuteuticas Dicha autonomiacutea ha de repartirse en todo el perfil operativo del buque

es decir que incluye el traslado hasta las plataformas en operacioacuten o DP y en operacioacuten de

lucha contra incendios

Para determinar el consumo en navegacioacuten se ha de conocer la potencia instalada y la

autonomiacutea necesaria Suponiendo que el buque va a trabajar en plataformas lo maacutes alejadas

posible de la costa distancia que hoy en diacutea se encuentra en torno a las 300 millas naacuteuticas

aproximadamente se obtiene que a una velocidad de 12 nudos el buque podriacutea navegar 1152

millas naacuteuticas en 4 diacuteas de margen

Debido a la temprana etapa del proyecto se ha de recurrir a los consumos de los motores del

buque base para poder estimar los del buque proyecto cuyo motor todaviacutea no se ha

seleccionado

Tabla 3-1 Consumos del buque base en navegacioacuten

Situacioacuten Velocidad (kn) Consumo Tdiacutea Consumo m3diacutea

V maacutex 124 126 1482

V servicio 115 85 1000

Plena carga 10 68 800

Despueacutes de analizar la tabla superior se decide tomar que el consumo aproximado del buque

proyecto seraacute ligeramente superior al del buque base y tomar que a una velocidad de 12 nudos

el consumo seraacute de 13 toneladas al diacutea de marine diesel oil Como es loacutegico el buque no

navegaraacute siempre a maacutexima velocidad se trata de un criterio conservador para asegurar que

la autonomiacutea se cumple holgadamente

De este modo

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119899119886119907 = 119873deg 119889iacute119886119904 middot 119862119900119899119904119906119898119900 = 4 middot 13 = 52 119905 Eq 86

En cuanto a la autonomiacutea necesaria para el funcionamiento del buque en operacioacuten el proceso

es ideacutentico Sin embargo en este caso el consumo es mucho mayor debido a ciertos aspectos

de los cuales el factor meteoroloacutegico es el maacutes importante

En operacioacuten se necesita el uso del sistema de posicionamiento dinaacutemico para vencer los

movimientos generados en el buque por factores externos Para ello a veces es necesario

emplear toda la potencia propulsiva instalada en el buque con las enormes cantidades de

consumo que pueda conllevar

Para estimar el consumo en condicioacuten de posicionamiento dinaacutemico se extrapola el consumo

de la condicioacuten de navegacioacuten La diferencia entre ambas condiciones reside en el empleo de

Disposicioacuten general

69

los propulsores transversales de proa maacutes pequentildeos que los de popa y por lo tanto con un

menor consumo Por lo tanto se antildeade un consumo de 2 toneladas a los propulsores de popa

porque pasariacutean a trabajar a maacuteximo rendimiento y se antildeade un consumo de 7 toneladas a los

propulsores de proa

Finalmente si se tiene en cuenta que el buque pueda estar 10 diacuteas seguidos trabajando se

obtiene lo siguiente

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119900119901 = 119873deg 119889iacute119886119904 middot 119862119900119899119904119906119898119900 = 10 middot 20 = 200 119905 Eq 87

Conocidas las capacidades necesarias en toneladas se obtiene a continuacioacuten su equivalencia

en teacuterminos de volumen o m3

Para ello se ha de tener en cuenta que la densidad media del combustible MDO o MGO se

encuentra en torno a los 085-089 tm3 seguacuten lo establecido en la normativa ISO 8217 2010

En definitiva si se antildeade un margen del 10 para ldquoabsorberrdquo los errores de la estimacioacuten los

tanques deberaacuten tener una capacidad total de

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119905119900119905119886119897 =(119862119886119901119886119888119894119889119886119889119899119886119907 + 119862119886119901119886119888119894119889119886119889119900119901)

120588119872119863119874

middot 119872119886119903119892119890119899 =(52 + 200)

085middot 11

= 32612 1198983 = 330 1198983

Eq 88

25 Lastre

De cara al buen comportamiento en la mar del buque el empleo de lastre se hace necesario

para mantener en todo momento y en la medida de lo posible el calado en un nivel constante

durante la duracioacuten de la condicioacuten de operacioacuten Tanto es asiacute que la capacidad de agua de

lastre es muy cercana a la de combustible

El hecho de tener que disponer de tanto lastre a bordo condiciona en gran medida la disposicioacuten

general ya que casi la totalidad del volumen de tanques situado entre la cubierta principal y el

doble fondo ha de destinarse a alojar los tanques de lastre La praacutectica general es disponerlos

a ambos costados a lo largo de la caacutemara de maacutequinas y en los piques de proa y popa

consiguiendo asiacute adrizar el buque en el sentido longitudinal y transversal

Para maximizar su efecto es decir corregir los movimientos del buque con el miacutenimo uso de

los tanques de lastre se han de disponer en las proximidades de las concentraciones de carga

o de peso del buque que en este caso corresponde a la cubierta de trabajo

Disposicioacuten general

70

26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT)

Para el correcto desarrollo de las operaciones del buque eacuteste ha de contar (seguacuten la

especificacioacuten) con un sistema de posicionamiento dinaacutemico de la clase DYNAPOS-AMAT

una de las clases maacutes exigentes Concretamente el buque contaraacute con un sistema DP-28

Los requisitos que se han de cumplir para que se otorgue tal condicioacuten son los siguientes

- Los distintos elementos que conformen el sistema de posicionamiento dinaacutemico han de

ser instalados con redundancia

- Se ha de disponer un sistema de ldquoback-uprdquo del control de posicionamiento dinaacutemico en

una cubierta de acomodacioacuten distinta a la cubierta del puente

- El sistema ha de contar (por redundancia y seguridad) con dos cuadros eleacutectricos

separados

- Para garantizar la seguridad en la redundancia los equipos principales del sistema se

alojaraacuten en locales separados o se aislaraacuten adecuadamente a traveacutes de mamparos

estancos de la clase A-60 Por este motivo los locales de los propulsores y de los

cuadros eleacutectricos estaraacuten separados

- En cuanto a los elementos maacutes pequentildeos tambieacuten ha de garantizarse su redundancia

Los maacutes tiacutepicos son los sensores de viento girocompases y sistemas de referencia de

movimiento vertical (VRS)

3 Elementos estructurales

Como puede parecer loacutegico la estructura del propio buque es la base y por tanto el principal

condicionante de la disposicioacuten general del mismo En lo referente al tema estructural es

imprescindible tener en cuenta a la hora de la definicioacuten de espacios que los mamparos que

generan tales compartimentos se integren totalmente con el resto de los elementos

estructurales El objetivo es que la transmisioacuten de cargas sea la correcta y no se generen puntos

de concentracioacuten de tensiones

El sistema estructural del buque seraacute mixto En la zona central o ciliacutendrica la estructura seraacute

longitudinal y en los cuerpos de popa y de proa seraacute transversal Por lo tanto estaraacute compuesta

tanto por elementos primarios transversales o bulaacutercamas como por elementos secundarios

longitudinales

31 Elementos transversales

Los elementos transversales que conforman la estructura del buque son principalmente las

cuadernas y las bulaacutercamas

8 En funcioacuten del equipamiento de clase y de la redundancia de equipos los sistemas de posicionamiento

dinaacutemico se clasifican de menor a mayor redundancia como DP1 DP2 y DP3

Disposicioacuten general

71

Las cuadernas son los elementos estructurales secundarios transversales cuya funcioacuten

principal es la de reforzar las planchas de forro a modo de ldquocostillasrdquo y que evitan que tales

planchas colapsen cuando se ven afectadas por las presiones de disentildeo Para evitar que estos

elementos fallen localmente cuentan con una separacioacuten determinada ente uno y otro Esta

separacioacuten es fundamental de cara a definir la disposicioacuten general ya que para evitar fallos

ante esfuerzos todos los elementos estructurales han de ser coincidentes con alguna

cuaderna Como es un criterio de disentildeo tal separacioacuten no ha de mantenerse a lo largo de la

eslora del buque si no que generalmente el espaciado en los piques de proa popa y cuerpo

ciliacutendrico es distinto siendo mayor en el uacuteltimo En el pique de popa la separacioacuten es menor ya

que han de soportarse los esfuerzos generados por el peso de los propulsores azimutales

principales y el peso de los propulsores transversales caja de cadenas o posibles impactos

(slamming obras civiles etc) respectivamente En cuanto al cuerpo central los esfuerzos son

maacutes homogeacuteneos y por ello es habitual disponer de un mayor espaciado entre cuadernas

Por otro lado las bulaacutercamas son en siacute mimas cuadernas la uacutenica diferencia es que a nivel

estructural estaacuten maacutes reforzadas que las anteriores y por tanto su separacioacuten es mucho mayor

que la de las cuadernas Esta separacioacuten ha de ser muacuteltiplo directo de la separacioacuten entre

cuadernas

Para determinar dichas separaciones se recurre tanto a lo establecido por la sociedad de clase

como a lo implementado en el resto de los buques de la base de datos

Seguacuten el Bureau Veritas las bulaacutercamas no tendraacuten un espaciado superior a 005L o 38m el

que sea menor de los dos En el caso del buque proyecto el primero de los dos criterios es

maacutes restrictivo y arroja un valor de espaciado entre bulaacutercamas de

119864119904119901119886119888119894119886119889119900119887119906119897 = 005 middot 119871 = 2512 119898119898 cong 2400 119898119898 Eq 89

Como se puede comprobar el espaciado entre cuadernas no ha de ser mayor de 2512 mm y

por lo tanto se decide aproximar tal separacioacuten a 2400 mm nuacutemero entero que permite estimar

la separacioacuten entre cuadernas en 600 mm y disponer asiacute una bulaacutercama por cada cuatro

cuadernas o lo que es lo mismo cada 4 claras de cuadernas En los refuerzos primarios

transversales de cubierta se dispondraacute del mismo espaciado para cumplir con lo establecido

en la sociedad de clasificacioacuten concretamente a lo especificado en Pt B Ch4 Sec 6 212

En el resto de los buques de la base de datos se ha podido comprobar que el espaciado de

cuadernas oscilaba en todo momento entre los 600 y 800 mm y que las bulaacutercamas se repetiacutean

por norma general cada 3 o 5 cuadernas Por lo tanto los espaciados estimados se creen maacutes

que convenientes

La cuaderna 0 se situacutea coincidiendo con la perpendicular de popa mientras que la cuaderna -

3 corresponde con el espejo de popa y la 81 es la que estaacute situada maacutes a proa En total el

buque dispone de 84 cuadernas y 21 bulaacutercamas

Disposicioacuten general

72

32 Elementos longitudinales

La disposicioacuten de los elementos longitudinales tambieacuten marcaraacute notablemente la resistencia

estructural del buque y la distribucioacuten de tanques y locales

En base a lo comentado en apartados anteriores se decide disponer los elementos

longitudinales que forman la estructura secundaria con un espaciado de 600 mm La clara

entre longitudinales definiraacute el posicionamiento de las vagras las cuales se colocaraacuten a un valor

muacuteltiplo del anterior El objetivo es lograr una distribucioacuten uniforme a lo largo de toda la eslora

para aumentar la continuidad estructural

En cuanto al espaciado de vagras se ha decidido posicionarlas cada 23 oacute 4 metros es decir

cada 3 oacute 4 longitudinales Sin embargo esta distribucioacuten no podraacute ser uniforme a lo largo de

toda la eslora debido a los distintos esfuerzos a los que se veraacute sometido el buque Por ejemplo

en la caacutemara de maacutequinas el espaciado entre vagras seraacute menor

En lo referente a las esloras y puntales se estima que las primeras se distribuiraacuten a 1700 mm

de crujiacutea y los segundos serviraacuten de apoyo a las mismas

4 Mamparos estancos

De aquiacute en adelante se utilizaraacute el teacutermino de ldquoeslora de escantillonadordquo Este teacutermino es

equivalente a la eslora entre perpendiculares siempre que su valor quede comprendido entre

el 96 y el 97 de la eslora entre perpendiculares En el caso del buque proyecto ambos

paraacutemetros tienen el mismo valor de 4804 m

Tambieacuten se utilizaraacute el teacutermino de ldquoeslora de francobordordquo Este valor de la eslora ha de medirse

en la flotacioacuten que se obtiene al 85 del puntal del buque es decir al 85 de 112 m que

equivale a 952 m En tal punto la eslora en la flotacioacuten es notablemente inferior al 96 de la

eslora total y por tanto se toma como valor este uacuteltimo que equivale a 482m

Seguacuten lo especificado en la normativa el buque ha de contar al menos con 4 mamparos

estancos

Disposicioacuten general

73

Tabla 3-2 Nuacutemero de mamparos transversales estancos miacutenimo Fuente Bureau Veritas

Length (m) Aft machinery (1) Other ships

L lt 65 3 4

65 le L lt 85 4 5

85 le L lt 105 4 5

105 le L lt 120 5 6

120 le L lt 145 6 7

145 le L lt 165 7 8

165 le L lt 190 8 9

L ge 190 to be defined on a case by case basis

(1) After peak bulkhead and aft machinery bulkhead are the same

Como el buque proyecto cuenta con una eslora inferior a 65 m y la caacutemara de maacutequinas no se

encuentra a popa del mismo ha de contar con al menos cuatro mamparos transversales

estancos

Por seguridad el buque contaraacute con al menos un mamparo de colisioacuten en el pique de proa otro

a popa del mismo que delimite el local de los propulsores de proa tras el pique de popa uno a

proa del local de los propulsores azimutales y otros dos que delimiten por proa y por popa la

caacutemara de maacutequinas

La altura de los mismos se extenderaacute por norma general hasta la cubierta de francobordo

Por lo tanto el buque contaraacute en total con 6 mamparos estancos superando asiacute el miacutenimo

establecido por la sociedad de clasificacioacuten

La disposicioacuten de los mamparos en el modelo 3D es la siguiente

Ilustracioacuten 22 Disposicioacuten de los mamparos transversales estancos Elaboracioacuten propia

Disposicioacuten general

74

A continuacioacuten en los siguientes apartados se explicaraacute por queacute los distintos mamparos se

situacutean en unas cuadernas y no en otras

41 Mamparo de colisioacuten

Para determinar su ubicacioacuten es necesario recurrir a lo establecido en la OMI asiacute como en la

documentacioacuten referente de la sociedad de clasificacioacuten Ambos organismos exigen una

distancia miacutenima de tal mamparo a la proa del buque Esta distancia no seraacute inferior al 5 de

la eslora de francobordo o a 10m el menor de ambos Tampoco seraacute superior al 8 de la eslora

de francobordo o a 3m sumados al 5 de la eslora de francobordo el que sea mayor Sin

embargo el punto de referencia no tiene por queacute coincidir con la perpendicular de proa si no

que coincidiraacute con el punto que situado bajo la flotacioacuten se extienda maacutes a proa de la misma

Por ejemplo seguacuten SOLAS los valores son

119883119888119898119894119899 = 005 lowast 119871119865 minus 147 = 005 lowast 4804 minus 147 = 2402 minus 147 = 0932 119898 Eq 90

119883119888119898aacute119909 = 008 lowast 119871119865 minus 147 = 008 lowast 4804 minus 147 = 3843 minus 147 = 2733 119898 Eq 91

Por lo tanto el mamparo de colisioacuten ha de estar situado a una distancia de entre 0932 y 2733

metros a popa desde la perpendicular de proa

Se decide disponer tal mamparo en la cuaderna 73 a una distancia de 2600 mm a popa de la

perpendicular de proa

42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa

Conocida la posicioacuten del mamparo de colisioacuten en base a las disposiciones generales de los

buques de la base de datos y del buque base se puede estimar que la eslora del local de

control de los propulsores transversales de proa es de aproximadamente unos 5 metros En

nuestro caso se decide optar por situar tal mamparo 8 cuadernas a popa del mamparo de

colisioacuten o lo que es lo mismo a una distancia de 4800 mm Su ubicacioacuten corresponde a la

cuaderna 65

43 Mamparo del pique de popa

La posicioacuten longitudinal de este mamparo no estaacute restringida o indicada por la sociedad de

clasificacioacuten Como ya se mencionoacute el objetivo de dicho mamparo es aislar y asegurar la

estanqueidad en el local de los propulsores principales de popa Ha de situarse ligeramente a

proa del espejo de popa permitiendo asiacute disponer tanto de espacio suficiente para alojar

tanques de lastre y alejar lo maacuteximo posible los propulsores principales del centro de empuje

de barco para maximizar su rendimiento

Como punto de partida en base a lo dispuesto en [1] se puede tomar que para buques

pequentildeos (esloras inferiores a 100 m) el mamparo se puede situar a una distancia igual al

55 de la eslora entre perpendiculares Sin embargo este criterio estaacute destinado a buques

con propulsioacuten convencional y con caacutemara de maacutequinas a popa Por lo tanto se decide recurrir

Disposicioacuten general

75

a la disposicioacuten general de los buques de la base de datos y tras observar el tamantildeo de los

tanques de lastre situados entre el espejo y el mamparo estanco de popa extrapolar la

dimensioacuten a las medidas del buque proyecto Tras esto se concluye que el mamparo de popa

se situaraacute a 1200 mm de la perpendicular de popa concretamente en la cuaderna -2

44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa

Del mismo modo que en el caso del local de los propulsores transversales de proa se decide

disponer de una clara de 8 cuadernas entre el mamparo del pique de popa y el mamparo que

delimita el local de los propulsores azimutales por proa Por lo tanto la distancia entre ambos

seraacute de 4800 mm y este uacuteltimo se ubicaraacute en la cuaderna 7

45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas

Por norma general la longitud de la caacutemara de maacutequinas suele estimarse como 3 veces la

longitud de los motores principales En este caso al no disponer de motores principales

convencionales se decide tomar como referencia la longitud de los generadores principales

Debido a que todaviacutea no se conocen las necesidades eleacutectricas del buque no se pueden

conocer el nuacutemero y modelo de generadores a instalar y por lo tanto tampoco la longitud de

los mismos En este caso se decide recurrir de nuevo al buque base y tomar la longitud de su

caacutemara de maacutequinas como referencia

Por lo tanto siendo la longitud de la caacutemara de maacutequinas del buque base de 18 metros se opta

por tomar dicho valor como vaacutelido y dotar al buque proyecto de una caacutemara de maacutequinas que

se extiende desde la cuaderna 17 hasta la cuaderna 47

5 Cubiertas y doble fondo

En funcioacuten de los distintos espacios que se han de crear se definen las cubiertas para el

alojamiento de los mismos Por lo tanto la altura entre cubiertas seraacute variable

Lo habitual es fijar en primer lugar la altura del doble fondo y tomarla como primer punto de

partida

En la siguiente ilustracioacuten se muestran las cuadernas y los mamparos del apartado anterior

sobre el modelo 3D

Disposicioacuten general

76

En los siguientes apartados se explica con detalle la altura de las cubiertas asiacute como los

elementos y espacios que albergan

51 Doble fondo

Para determinar la altura recomendada del doble fondo se recurre a lo indicado por el convenio

SOLAS y a lo establecido por la sociedad de clasificacioacuten pues indican lo mismo Seguacuten ambas

normativas la altura miacutenima recomendada para el doble fondo es de

ℎ119889119891 = 1000 middot119861

20= 1000 middot

1378

20= 689 119898119898 Eq 92

Mientras que la altura maacutexima se establece en 2000 mm

Debido a la necesidad de disponer gran cantidad de tanques de lastre y de combustible y a que

la zona de popa del buque queda ldquoimpedidardquo por el local de los propulsores de popa se decide

fijar tal altura en 1500 mm

ℎ119889119891 = 1500 119898119898

Esta cubierta se extenderaacute desde el mamparo de popa del local de propulsores transversales

de proa hasta el mamparo de proa del local de propulsores azimutales de popa Es decir desde

la cuaderna 18 hasta la cuaderna 65

Por debajo del doble fondo uacutenicamente se alojaraacuten tanques de agua dulce agua dulce teacutecnica

lastre combustible etc

Disposicioacuten general

77

Ilustracioacuten 23 Seccioacuten bajo doble fondo

Por encima del doble fondo se situacutean de popa a proa el local de propulsores principales

escotilla de bajada de cubierta principal caacutemara de maacutequinas taller lavanderiacutea y local de

propulsores de tuacutenel de proa

Local de propulsores de popa

Es un local destinado a albergar los propulsores principales del buque y los sistemas auxiliares

para su correcto funcionamiento

Como ya se analizoacute en apartados previos queda delimitado por varios mamparos estancos

transversales concretamente el mamparo de popa y de proa del local de propulsores

azimutales Ha de contar por lo tanto con un acceso estanco a traveacutes de valga la redundancia

una puerta estanca

El espacio restante entre los mamparos que lo delimitan y el casco seraacute empleado como

tanques de lastre tanto por popa como los costados

Se extiende desde la cuaderna -2 hasta la cuaderna 7

Caacutemara de maacutequinas

La caacutemara de maacutequinas ha de alojar los grupos generadores principales y a todos los sistemas

auxiliares que necesiten para su correcto funcionamiento Los grupos generadores son

elementos indispensables en el buque pues son los encargados de suministrar energiacutea

eleacutectrica a todos los sistemas y equipos a bordo Su distribucioacuten se explicaraacute en detalle en

capiacutetulos posteriores

Se extiende desde el mamparo de popa de caacutemara de maacutequinas situado en la cuaderna 17

hasta el mamparo de proa de caacutemara de maacutequinas situado en la cuaderna 47 Por lo tanto

una eslora de 18 metros de caacutemara de maacutequinas (correspondiente a 30 cuadernas) se

considera de momento suficiente Debido a que se encuentra situada en torno a la seccioacuten

media del buque no hay problema de restriccioacuten de manga debido al estrechamiento generado

por las formas como si ocurre en popa y proa

Las salidas de las exhaustaciones se disponen en ambos costados y lo maacutes a proa de la caacutemara

de maacutequinas posible para tratar de que su salida coincida con el mamparo de popa de la

superestructura y quede a ambos costados de la misma

Disposicioacuten general

78

El espacio que se genera entre la caacutemara de maacutequinas y el casco se destina a albergar diversos

tanques de almacenamiento como pueden ser agua dulce lastre diesel oil lubricacioacuten etc

Local de propulsores de proa

Del mismo modo que ocurriacutea con el local de propulsores de proa este local estaacute destinado al

alojamiento de los propulsores transversales de proa y al resto de equipos auxiliares que

necesiten

Quedan delimitados por los mamparos de popa del local de propulsores de proa y por el

mamparo de colisioacuten situados en las cuadernas 65 y 73 respectivamente

52 Cubierta principal

La cubierta principal se encuentra a 5900 mm de la liacutenea base y por lo tanto a 4400 mm del

doble fondo

ℎ119888119901 = 5900 119898119898

En ella se encuentran baacutesicamente la zona de carga o trabajo a popa y la acomodacioacuten a proa

En ambos costados se disponen los sistemas de amarre y en el de babor se dispone la gruacutea

principal de cubierta Ligeramente a popa de la entrada a la habilitacioacuten y en crujiacutea se situacutean

los elementos de remolque y de tiro

Los primeros locales que se encuentran en la habilitacioacuten son los talleres y almacenes de

cubierta Continuando hacia proa se disponen los vestuarios las gambuzas la cocina el

comedor la zona de descanso y cuatro camarotes

Zona de carga

La zona de carga de la cubierta principal es quizaacute el elemento maacutes caracteriacutestico de este tipo

de buques

Cuenta con una longitud uacutetil que se extiende desde la cuaderna -1 hasta la cuaderna 32 y se

extiende 6 metros a cada costado con respecto a crujiacutea Por lo tanto teniendo en cuenta que

habraacute un porcentaje de la misma ocupado por los elementos de amarre gruacutea principal etc se

puede estimar que la superficie de carga total es de aproximadamente 225 m2 valor muy

proacuteximo a los 222 m2 estimados en el apartado 171

Toda la cubierta de trabajo se recubre de una proteccioacuten de madera para aumentar la seguridad

durante las operaciones para minimizar la corrosioacuten de la chapa de acero de cubierta y para

minimizar los dantildeos sobre la carga a transportar

En un costado de la misma (concretamente a babor) se dispone la gruacutea principal que cuenta

con una capacidad de izado de 12 toneladas y un peso de 20 toneladas Su brazo extensible

garantiza que pueda llegar a cualquier punto de la cubierta pues cuenta con un radio de

operacioacuten elevado Sus caracteriacutesticas teacutecnicas se detallaraacuten en capiacutetulos posteriores

Zona de habilitacioacuten

Disposicioacuten general

79

Corresponde a la zona cubierta por la superestructura donde se encuentran los servicios

destinados a la habilitacioacuten del buque Se extiende desde la cuaderna 38 hasta el mamparo de

colisioacuten

En concreto de popa a proa cuenta con los siguientes espacios

- Talleralmaceacuten de cubierta se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 42 y

estaacute situado a 4300 mm de crujiacutea En eacutel se almacenan todos los equipos y elementos

necesarios para realizar las labores de la zona de trabajo

- Pantildeol de pintura se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 42 Es un espacio

contiguo a las gambuzas frigoriacuteficas y queda a 4460 mm de crujiacutea Es un espacio

destinado al almacenamiento de las pinturas dispuestas a bordo

- Caseta de ventilacioacuten se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 40 Es

contigua a las gambuzas y termina en crujiacutea

- Local de CO2 destinado a albergar las botellas de CO2 comprimido para la extincioacuten

de incendios se extiende desde la cuaderna 38 a la 42 Estaacute situado a 2000 mm de

crujiacutea y se extiende en manga hasta el talleralmaceacuten de cubierta

- Vestuarios se situacutean lo maacutes a popa posible para que se encuentren proacuteximos a la zona

de carga y optimizar asiacute al maacuteximo las operaciones de cubierta

- Gambuzas y despensa estos espacios se situacutean lo maacutes cerca posible a la cocina

siendo por norma general espacios contiguos Su funcioacuten es la de albergar viacuteveres en

distintos estados y temperaturas Las primeras se componen de una gambuza

frigoriacutefica a 4ordmC y de una gambuza congeladora a -25ordmC

- Cuatro (4) camarotes dobles debido a la elevada tripulacioacuten que se ha de embarcar se

hace necesario disponer de dos camarotes dobles en la cubierta principal Ambos

cuentan con una litera dos mesas de estudio y un bantildeo comuacuten

- Cocina cuenta con los equipos necesarios para abastecer de manera suficiente a los

36 tripulantes Tiene acceso directo al comedor y al pasillo central de crujiacutea

- Zona de lavado o lavanderiacutea situada de manera contigua a la cocina y con conexioacuten

directa al comedor

- Comedor de tripulacioacuten espacio muy diaacutefano con capacidad suficiente para la

tripulacioacuten Estaacute conectado directamente al pasillo principal y a la cocina y a la

lavanderiacutea Cuenta con elementos de ocio como televisores radio etc

- Comedor de oficiales comedor separado no fiacutesicamente del comedor de la tripulacioacuten

sirve para alojar a los capitanes y oficiales a bordo

53 Cubierta de acomodacioacuten 1

La primera cubierta de acomodacioacuten se encuentra a 8300 mm de la liacutenea base y a 2400 mm de

la cubierta principal

ℎ1198861198881 = 8300 119898119898

Disposicioacuten general

80

Los elementos y locales que aparecen en ella son de popa a proa lancha salvavidas con

pescante un camarote con capacidad para 4 tripulantes local de generador de emergencia

dos camarotes de 4 tripulantes dos camarotes dobles y cuatro camarotes dobles Por uacuteltimo

se encuentran las cajas de cadenas

Puede comprobarse que dicha cubierta estaacute destinada praacutecticamente a la habilitacioacuten La

capacidad es de 24 tripulantes

54 Cubierta de acomodacioacuten 2

La segunda cubierta de acomodacioacuten se encuentra a 11100 mm de la liacutenea base y a 2800 mm

de la primera cubierta de acomodacioacuten

ℎ1198861198882 = 11100 119898119898

En este caso se disponen 2 lanchas auto inflables a cada costado con capacidad para alojar

a todo el personal a bordo del buque (tanto a babor como a estribor) La misioacuten de esta cubierta

es la de acomodar a la tripulacioacuten de mayor nivel Hay 4 camarotes individuales de oficiales

cada uno equipado con una oficina propia un local para almacenar la ropa de cama y una sala

de reuniones

Tambieacuten en la zona expuesta al exterior se disponen distintos elementos de amarre y los

molinillos de las anclas

Por lo tanto la capacidad de esta cubierta es de 4 tripulantes

55 Cubierta de gobierno

La cubierta del puente de gobierno estaacute situada a 13700 mm sobre la liacutenea base y a 2600 mm

de la segunda cubierta de acomodacioacuten

ℎ119892 = 13700 119898119898

Estaacute situada a la mayor altura posible para contar con una visibilidad suficiente Permite la visioacuten

360ordm para poder controlar en todo momento tanto el rumbo y la navegacioacuten como las posibles

operaciones de la cubierta de trabajo de popa Tambieacuten es necesario calcular la miacutenima

distancia entre la proa y el puente para garantizar una correcta liacutenea de visioacuten

Para calcular la distancia es necesario tener en cuenta lo siguiente

Disposicioacuten general

81

Ilustracioacuten 24 Caacutelculo de la liacutenea de visioacuten Elaboracioacuten propia

Como se puede observar la distancia horizontal entre el puente y el extremo maacutes a proa es de

1076 metros el aacutengulo formado por la horizontal y la liacutenea de visioacuten es de 2048 grados y la

altura desde la que se toma la altura de visioacuten es de 1530 metros resultado de antildeadir a la

altura de la cubierta de puente un falso suelo de 01 metros y 15 metros adicionales (media

aproximada de la altura de la liacutenea de visioacuten de un tripulante medio)

Por lo tanto la distancia horizontal buscada se calcula como sigue

119909 =153

tan(2048)minus 1076 = 3020 119898 Eq 93

El resultado cumple de sobra con los criterios miacutenimos para tal distancia ya que el valor obtenido

no llega incluso a superar una eslora del buque

Como es loacutegico en la misma se disponen todos los elementos y sistemas necesarios para la

correcta navegacioacuten del buque Estos sistemas son por ejemplo el puesto central de mando

el puesto auxiliar de popa el centro de mando para el posicionamiento dinaacutemico mesa de

trabajo etc

56 Tope de puente de gobierno

El tope del puente de gobierno se situacutea a una altura de 16700 mm sobre la liacutenea base y a 3000

mm de la cubierta del puente de gobierno

ℎ119905119901 = 16700 119898119898

Sobre el puente de gobierno se encuentran los monitores para la lucha contra incendios el

maacutestil o palo de luces (con las distintas antenas y sentildeales luminosas y acuacutesticas

correspondientes) los distintos elementos que conforman el sistema de telecomunicaciones y

elementos para la navegacioacuten y sensores

Disposicioacuten general

82

6 Disposicioacuten de tanques

La funcioacuten que desempentildearaacute el buque obliga al mismo a disponer de una serie de tanques

determinados

- Tanques de combustible

- Tanques de aceite de lubricacioacuten

- Tanque de aguas aceitosas

- Tanques de agua dulce

- Tanques de lastre

- Tanques de agua dulce teacutecnica

- Tanques de aguas grises

- Tanques de aguas negras

- Tanque de reboses

La disposicioacuten y volumen de los tanques se llevaron a cabo mediante el software ldquoMaxsurf

Stabilityrdquo que permite adecuar los mismos a la forma del casco del buque

Los aspectos generales que caracterizan su disposicioacuten son los siguientes

- El llenado maacuteximo de los tanques se establece en un 98 de su capacidad para tener

asiacute en consideracioacuten la presencia de refuerzos estructurales que en la praacutectica real

impiden su llenado al maacuteximo En determinados tanques como los de combustible

tambieacuten se aplica un factor de expansioacuten teacutermica del 2 adicional

- La disposicioacuten de unos tanques respecto a otros se ha llevado a cabo seguacuten las

recomendaciones de organismos como SOLAS y MARPOL

- Para evitar fugas y trasvases de unos tanques a otros se disponen cofferdams entre

aquellos especialmente sensibles a la contaminacioacuten como por ejemplo entre un tanque

de combustible y de agua dulce o un tanque de aguas aceitosas y uno de agua dulce

teacutecnica

- Se ha tratado en la medida de lo posible de disponer tanques simeacutetricos con respecto

a crujiacutea y disponer en popa los tanques maacutes grandes en cuanto a capacidad se refiere

- Para asegurar una correcta disposicioacuten se han tomado como referencia los mamparos

transversales estancos mamparos longitudinales y cubiertas definidos en apartados

anteriores

A continuacioacuten se realizaraacute una breve descripcioacuten de los distintos tipos de tanque que dispone

el buque

Disposicioacuten general

83

61 Tanques de combustible

Suponen loacutegicamente una partida de tanques indispensable para garantizar el correcto

funcionamiento de la nave y su seguridad

Seguacuten lo establecido en el apartado 24 del presente capiacutetulo el buque debe contar con una

capacidad de combustible de aproximadamente 330 m3

Para conseguir tal capacidad se ha optado por disponer de dos tanques grandes a popa

concretamente en torno a la cuaderna 8 (muy proacuteximos a los propulsores principales) y

dispuestos simeacutetricamente con respecto a crujiacutea para permitir el alojamiento de unas escaleras

que comuniquen la cubierta del doble fondo con la cubierta principal

Adicionalmente se disponen dos tanques simeacutetricos y de menor capacidad en torno a la

cuaderna 33 situados maacutes cerca de la caacutemara de maacutequinas y de los tanques de sedimentacioacuten

y servicio diario Son los tanques DO2PS y DO2SB

De acuerdo con lo establecido en el convenio MARPOL (concretamente en la regla 12A) si la

capacidad total de combustible del buque es superior a 600 m3 los tanques deberaacuten situarse a

una determinada altura del fondo del buque Como en nuestro caso la capacidad total es de

aproximadamente 330 m3 la regla no se aplica

El volumen miacutenimo de los tanques de sedimentacioacuten se calcula de una manera muy sencilla

pues ya es conocido el consumo al diacutea (de la condicioacuten maacutes exigente) que es de 148 m3 Por

lo tanto se dispone de dos tanques simeacutetricos de tal capacidad Como su alimentacioacuten a los

motores principales es por gravedad se disponen a una cierta altura del doble fondo

Del mismo modo los tanques de servicio diario tambieacuten tendraacuten capacidad para 1482 m3 y

seraacuten simeacutetricos

Tabla 3-3 Caracteriacutesticas de los tanques de combustible

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

DO1SB 7 17 085 7748 9089

DO1PS 7 17 085 7748 9089

DO 2 PS 28 38 085 3316 3890

DO 2 SB 28 38 085 3316 3890

Total 2401 25958

DO D PS 28 32 085 148 1758

DO D SB 28 32 085 148 1758

Total 296 3516

DO S PS 32 36 085 148 1758

DO S SB 32 36 085 148 1758

Total 296 3516

En la siguiente imagen se muestra la disposicioacuten de estos tanques en el buque

Disposicioacuten general

84

Ilustracioacuten 25 Disposicioacuten de tanques de combustible

Los tanques que aparecen en color azul corresponden a los tanques de almaceacuten los que

aparecen en color amarillo corresponden a los tanques de servicio diario y por uacuteltimo los que

aparecen en rojo a los tanques de sedimentacioacuten

62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio

El aceite de lubricacioacuten es necesario para abastecer a determinados equipos y garantizar su

correcto funcionamiento principalmente a los motores principales

Su misioacuten es la de asegurar que los niveles de aceite se mantienen siempre en el nivel

adecuado ya que debido al propio funcionamiento de los equipos y a posibles fugas los niveles

se ven reducidos constantemente

Se disponen a proa de los tanques de sedimentacioacuten y en caacutemara de maacutequinas buscando que

esteacuten lo maacutes proacuteximos posible a los motores principales

Como es loacutegico el aceite usado ha de recogerse en otro tanque denominado ldquotanque de aceite

suciordquo El objetivo es que el aceite que ha recorrido el circuito no contamine el mismo con los

posibles residuos que haya recogido

Este nuevo tanque se dispone bajo el doble fondo y en cuadernas similares a los tanques de

aceite de lubricacioacuten Su capacidad puede calcularse en funcioacuten de la potencia de los motores

o en funcioacuten de su consumo medio dato que emplearemos Seguacuten [Arias C 2012-2013] ldquoel

consumo de aceite se encuentra entre el 1 y el 15 del consumo de combustible de un motor

dieacuteselrdquo luego se tomaraacute que la capacidad necesaria de aceite de lubricacioacuten ha de ser como

miacutenimo

119881119886119897119906119887 = 13 middot 119862119888119900119898119887 = 0013 middot 330 1198983 = 43 1198983 Eq 94

Disposicioacuten general

85

Por seguridad y debido a que existen otros elementos que pueden necesitar de lubricacioacuten se

dispone de dos tanques simeacutetricos con tal capacidad

Tabla 3-4 Caracteriacutesticas de los tanques de aceite

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

LO 1 BR 36 37 090 404 449

LO 1 SB 36 37 090 404 449

AC S 1 BR 32 35 090 546 607

Total 1300 1444

En la siguiente ilustracioacuten se muestran la disposicioacuten de estos tres nuevos tanques junto a los

anteriores ya definidos

Ilustracioacuten 26 Disposicioacuten de los tanques de aceite

Los tanques que presentan simetriacutea corresponden a los tanques de aceite de lubricacioacuten y el

tanque que aparece aproximadamente en crujiacutea corresponde al tanque de aceite sucio

Como los tanques se disponen entre cuadernas la capacidad final es ligeramente superior a la

calculada en principio

63 Tanque de lodos y sentinas

La capacidad del tanque de lodos y de sentinas depende loacutegicamente del consumo de

combustible y de la duracioacuten maacutexima del viaje entre puertos

De acuerdo con lo establecido en el anexo 1 de MARPOL el volumen de lodos puede calcularse

del siguiente modo

119881119897119900119889119900119904 = 119870 middot 119862 middot 119863 Eq 95

Disposicioacuten general

86

Donde

- K es igual a 0005 en buques que utilizan MDO como combustible

- C es el consumo diario de combustible

- D es la duracioacuten maacutexima del viaje entre puertos en diacuteas

Como la misioacuten del buque no es regular si no que su modo de operacioacuten variacutea constantemente

la foacutermula anterior no es del todo precisa pues no se conoce la duracioacuten maacutexima del viaje entre

puertos en diacuteas y de conocerse no seriacutea un nuacutemero constante

Por lo tanto se decide calcular la capacidad del tanque de lodos como una proporcioacuten del

volumen total de combustible concretamente como un 5 Ademaacutes por motivos de seguridad

el buque ha de llegar a puerto con una determinada capacidad de combustible de reserva por

lo que el total de la capacidad de combustible se tomaraacute como un porcentaje de la misma

En definitiva la capacidad del tanque de lodos ha de ser como miacutenimo de

119881119897119900119889119900119904 = 005 middot 09 middot 330 = 1485 1198983 Eq 96

El tanque se dispone en el espaciado libre que queda entre los dos tanques de almaceacuten de

combustible pequentildeos y el tanque de aceite sucio

Ilustracioacuten 27 Disposicioacuten del tanque de sentinas

Concretamente se ubica entre las cuadernas 27 y 32 y tiene una capacidad total de

119881119897119900119889119900119904 = 189 1198983

64 Tanques de agua dulce

Como es loacutegico los tanques de agua dulce se disponen a bordo para abastecer de agua dulce

a la tripulacioacuten Por ello su dimensionamiento es funcioacuten directa del nuacutemero de tripulantes y de

su consumo medio diario

Tal consumo puede estimarse en 160 l diarios (incluyendo alimentacioacuten higiene etc)

Disposicioacuten general

87

Ademaacutes debido a la caracteriacutestica misioacuten del buque es difiacutecil estimar el tiempo que

permaneceraacute en alta mar y por lo tanto se decide antildeadir un margen de seguridad al valor

habitual de 2 meses que se suele tomar

En definitiva

119881119886119889119906119897119888119890 =119871119894119905119903119900119904

119889iacute119886 middot 119905119903119894119901119906119897119886119899119905119890middot 119873ordm 119905119903119894119901 middot 119863iacute119886119904 middot 119872119886119903119892119890119899 = 160 middot 36 middot 60 middot 13 = 449 m3 Eq 97

Para conseguir tal capacidad se han dispuesto 6 tanques aproximadamente similares del

siguiente modo

Ilustracioacuten 28 Disposicioacuten de tanques de agua dulce

Las caracteriacutesticas de los mismos se resumen en la siguiente tabla

Tabla 3-5 Caracteriacutesticas de los tanques de agua dulce

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

FW1PS 17 27 1 789 8588

FW 1 SB 17 27 1 7889 8588

FW2PS 40 47 1 8212 8212

FW2SB 41 47 1 7493 7493

FW3PS 47 60 1 8878 8878

FW3SB 47 60 1 6102 6102

Total 44605 45945

Como se puede comprobar la capacidad total obtenida es ligeramente superior a la estimada

luego se entiende que la disposicioacuten es correcta Ademaacutes debido a que en determinadas

ocasiones este tipo de buques abastece a las plataformas de agua dulce es habitual que la

capacidad de este tipo de carga sea ligeramente excesiva a lo esperado

Disposicioacuten general

88

65 Tanques de lastre

Debido a que el buque ha de mantener una posicioacuten en operacioacuten lo maacutes estable posible los

tanques de lastre tienen una importancia capital en el desarrollo de las distintas operaciones

que ha de realizar Por ejemplo cuando se descarguen los elementos que pueda transportar

en cubierta o los consumibles vayan disminuyendo el buque ha de ser capaz de recuperar la

escora de disentildeo (nula por lo general) de la manera maacutes raacutepida y suave posible

Del mismo modo han de ser capaces de corregir el trimado y mantener una altura del centro

de gravedad adecuada en cualquier momento

Debido a que el peso muerto del buque no es muy elevado no se puede disponer de una gran

capacidad de lastre y por lo tanto se ha de maximizar su efecto disponieacutendolos en una

posicioacuten oacuteptima

Para conocer de una manera aproximada la capacidad de lastre necesaria se recurre de nuevo

a buques similares en concreto al buque base por tener un peso muerto muy similar al buque

proyecto El buque base cuenta con una capacidad de lastre de aproximadamente 250 m3

divididos en 4 tanques simeacutetricos a popa y un pique de proa

De este modo se intenta aproximar tal disposicioacuten al buque proyecto

Ilustracioacuten 29 Disposicioacuten de los tanques de lastre

Las caracteriacutesticas de los mismos se resumen en la siguiente tabla

Tabla 3-6 Caracteriacutesticas de los tanques de lastre

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

WB1SB -3 7 103 3815 3722

WB1BR -3 7 103 3815 3722

WBSB2 7 18 103 5353 5222

WBBR2 7 18 103 5353 5222

PIQUE PR 65 Proa 103 5084 4960

Total 22483 21935

Disposicioacuten general

89

Como se puede comprobar la capacidad total de agua de lastre es de praacutecticamente 225 m3

la cual a pesar de ser ligeramente inferior a la del buque base se considera suficiente

66 Tanques de servicio

Dentro de este grupo se incluyen tanques como aguas grises aguas negras aguas aceitosas

reboses etc

Como es loacutegico el primero se situacutea bajo el doble fondo y en la vertical de la superestructura y

los otros dos siguientes tambieacuten bajo el doble fondo pero en este caso bajo la caacutemara de

maacutequinas

En este caso la capacidad no es limitante y se decide disponer los tanques en los espacios

libres que no han sido ocupados por el resto de los tanques

La disposicioacuten de estos tanques es la siguiente

Ilustracioacuten 30 Disposicioacuten de otros tanques de servicio

Las capacidades de los mismos son

Tabla 3-7 Caracteriacutesticas de los tanques de servicio

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

A AC 1 BR 32 35 092 546 594

REB 1 SB 32 38 1 1188 1188

AG 1 C 63 65 1 883 883

AN 1 C 62 63 1 512 512

Total 3005 3050

67 Tomas de mar

Las tomas de mar no son en realidad tanques pues no aportan volumen sino que se comportan

como ldquoespacios inundadosrdquo

Disposicioacuten general

90

Su misioacuten es la de conseguir una toma de agua constante para abastecer en todo momento al

colector de toma de mar a los sistemas de lucha contra incendios etc

Se disponen bajo la caacutemara de maacutequinas bajo el doble fondo y lo maacutes a proa posible

(representadas en color verde)

Ilustracioacuten 31 Disposicioacuten de tomas de mar

68 Cofferdams

En base a lo establecido por la normativa ciertas sustancias no pueden estar alojadas en

espacios o tanques contiguos Por ello se han de separar mediante espacios vaciacuteos

denominados cofferdams

Por ejemplo en el buque proyecto se dispone un cofferdam entre los tanques de agua dulce y

de combustible entre los tanques de aceite de lubricacioacuten y agua dulce aceite sucio y agua

dulce etc

La disposicioacuten de los cofferdams (representados en color azul oscuro) es la siguiente

Ilustracioacuten 32 Disposicioacuten de cofferdams

Equipos y servicios

91

Equipos y servicios

1 Introduccioacuten

El objetivo del presente es capiacutetulo es enumerar y definir los distintos equipos y servicios que

necesita disponer el buque para llevar a cabo de la mejor manera posible las distintas misiones

que ha de desempentildear

Los equipos y sistemas relativos a la propulsioacuten y generacioacuten de energiacutea a bordo se definiraacuten

en capiacutetulos posteriores en base a los consumos y requerimientos de potencia obtenidos en

este capiacutetulo 4

Como es loacutegico los equipos y servicios han sido obtenidos en base a lo establecido por la

reglamentacioacuten y las sociedades de clase Tambieacuten se han tenido en cuenta las notaciones de

clase con las que cuenta el buque pues definen alguno de los equipos especiacuteficos necesarios

para la misioacuten del buque

2 Equipos de fondeo y amarre

Como la mayoriacutea de los buques actuales el de este proyecto necesitaraacute equipos para las

operaciones de fondeo y de amarre Ademaacutes si las condiciones meteoroloacutegicas y

caracteriacutesticas del emplazamiento (profundidad sobre todo) lo permiten se puede combinar

este sistema con el de posicionamiento dinaacutemico para aumentar la seguridad de la operacioacuten

y reducir los consumos de combustible

De acuerdo con la expresioacuten establecida por la sociedad de clasificacioacuten Bureau Veritas el

numeral de equipo es igual a

119864119873 = ∆23 + 2 middot 119861 middot 119867 + 01 middot 119860 Eq 98

Donde

- Δ = desplazamiento para el calado de verano (en toneladas) 195556 t

- B = manga maacutexima (en metros) 1375 m

- H= altura efectiva (en metros) desde la liacutenea de calado de verano a la parte maacutes alta de

la caseta maacutes alta Se calcula de la siguiente manera

119867 = 119886 + sum ℎ119894

Siendo a la distancia entre la flotacioacuten y la cubierta maacutes alta que llega hasta el costado

del buque 1218 m

sum ℎ119894 es la suma de las alturas de las casetas que tienen una manga mayor de B4 0m

- A = es el aacuterea (en metros cuadrados) del perfil del buque o el aacuterea proyectada por

encima de la flotacioacuten para el calado de verano Se incluyen la superestructura y

aquellas casetas con un valor de manga mayor a B4 Toma un valor de 38861 m2

Equipos y servicios

92

Ilustracioacuten 33 Aacuterea del perfil del buque

Incluyendo estos valores en Eq 98

119864119873 = ∆23 + 2 middot 119861 middot 119867 + 01 middot 119860 = 19555623 + 2 middot 1375 middot 1218 + 01 middot 38861 = 533

Tabla 4-1 Caracteriacutesticas del fondeo a disponer en funcioacuten del numeral de equipo

Como se puede apreciar el valor obtenido se situacutea entre 500 y 550 Esto supone que sea

necesario instalar un tipo y nuacutemero determinado de anclas y cadenas que se detallaraacuten a

continuacioacuten

21 Anclas

Si se entra en la tabla anterior con el valor obtenido del numeral de equipo se observa que al

buque proyecto le corresponde instalar 3 anclas de 1590 kg cada una De estas 3 anclas 2

han de estar siempre dispuestas a bordo para ser utilizadas y la tercera permaneceraacute

correctamente almacenada de respeto

Equipos y servicios

93

El tipo de anclas que hay de disponer son las de patente o ldquostocklessrdquo (ver Ilustracioacuten 34)

Ilustracioacuten 34 Anclas de tipo patente o stockless Fuente Natureduca

A pesar de que seguacuten la normativa el peso de las anclas puede variar un 7 el 60 de la

masa del ancla ha de estar en la cabeza de la misma para asegurar que se apoye en el fondo

marino de la manera adecuada y su funcionamiento sea oacuteptimo

22 Cadenas

Seguacuten la Tabla 4-1 las cadenas han de contar con una longitud de 4125 metros en total Estas

liacuteneas de fondeo estaraacuten compuestas por tramos o ldquolargosrdquo de cadena con contrete de 275

metros unidos mediante eslabones de tipo Kenter

Como la longitud total ha de repartirse en las liacuteneas de ambos costados se opta por disponer

8 largos de cadena o lo que es lo mismo 220 metros por liacutenea

En cuanto al espesor se ha optado por disponer el tamantildeo intermedio o tipo Q2 que establece

el diaacutemetro en 34 mm Las dimensiones de los eslabones se pueden obtener a partir del

diaacutemetro de acuerdo a lo establecido en la siguiente ilustracioacuten

Equipos y servicios

94

Ilustracioacuten 35 Dimensionamiento de eslabones y grilletes tipo Kenter Fuente

wwwanchorchains4ucom

De este modo con un diaacutemetro de cadena de 34 mm los eslabones contariacutean con una longitud

de 204 mm y una altura de 1224 mm En cuanto a los grilletes las medidas seriacutean 204 mm y

1428 mm respectivamente

Las cadenas de estas caracteriacutesticas tienen un peso aproximado de 251 kgm y una carga de

rotura aproximada de 655 kN

En definitiva las caracteriacutesticas de las cadenas son las siguientes

Tabla 4-2 Caracteriacutesticas de las liacuteneas de fondeo

Paraacutemetro Valor

Largos estribor 8

Largos babor 8

Diaacutemetro cadena (mm) 34

Pesolargo (kglargo) 1295

Carga rotura (kN) 655

Peso por m (kgm) 251

Peso (kg) 1035375

23 Caja de Cadenas

Determinados el diaacutemetro y la longitud de las cadenas a disponer ha de dimensionarse el

espacio a bordo en el cual se estibaraacuten esto es la caja de cadenas La expresioacuten que se

recomienda seguacuten Jesuacutes Panadero es la siguiente

119881119898119894119899 = 0082 middot 10minus4 middot 119871119888 middot 119889119888 2 = 0082 middot 10minus4 middot 4125 middot 342 = 391 1198983 asymp 4 1198983 Eq 99

Es decir cada una de las 2 cajas de cadenas ha de contar con un volumen de al menos 4 m3

Sin embargo en tal foacutermula no se tiene en cuenta el espacio de los sistemas y huelgos

auxiliares de las cajas de cadenas como son una determinada altura libre superior que permita

el correcto estibado de la cadena y un enjaretado en la parte inferior por el que se pueda

evacuar el agua embarcada por las cadenas

Equipos y servicios

95

Con todo lo anterior el espacio obtenido en la disposicioacuten general es de 8 m3 por caja de

cadenas valor que tomamos como suficiente Como se muestra en la siguiente figura las cajas

de cadenas se elevan desde la cubierta de acomodacioacuten 1 hasta la cubierta de acomodacioacuten

2 o lo que es lo mismo 280 metros y tienen una manga o distancia horizontal de 175 metros

El hecho de que se eleven hasta la cubierta 2 de acomodacioacuten se debe a que de este modo la

proximidad a los equipos de fondeo es miacutenima y por lo tanto las operaciones de fondeo se

simplifican enormemente

Ilustracioacuten 36 Ubicacioacuten de las cajas de cadenas (en amarillo)

24 Escobeacuten

Por escobeacuten se entiende el tubo o conducto por el cual pasa la cadena del ancla durante su

largada e izado Su funcioacuten es la de guiar la cadena y evitar que el ancla se desviacutee Ademaacutes

aloja una serie de sistemas que permiten limpiar en la medida de lo posible las cadenas para

evitar que la suciedad y el fango se acumulen en las cajas de cadenas

La longitud del escobeacuten ha de ser suficiente para que se extienda desde la cubierta expuesta

donde se ubiquen los equipos de amarre hasta el nicho del ancla Su diaacutemetro se determina

mediante la siguiente expresioacuten

119863119890119904119888 = [(100 minus 119889) middot 003867 + 75] middot 119889 = [(100 minus 34) middot 003867 + 75] middot 34

= 34178 119898119898 asymp 350 119898119898

Eq 100

Por lo tanto el diaacutemetro miacutenimo del escobeacuten seraacute de 350 mm

25 Molinetes

Los molinetes son los equipos que se encargan de hacer la fuerza necesaria para poder largar

e izar las cadenas y anclas

Seguacuten la normativa aplicable los molinetes han de ser capaces de desarrollar una fuerza de

manera continua durante 30 minutos de

Equipos y servicios

96

119885119888119900119899119905(119873) = 35 middot 1198892 + 134 middot 119898119860 = 35 middot 342 + 134 middot 1590 = 60610 119873 = 6061119896119873 Eq 101

Si se establece una velocidad media de izado de 9 mmin la potencia uacutetil de cada molinete ha

de ser

119875119898 = 119865 middot 119907 = 6061 middot9

60= 91 119896119882 Eq 102

26 Estopor

El siguiente elemento del sistema de fondeo es el estopor cuya funcioacuten es la de fijar o trincar

la cadena en una determinada posicioacuten Supone el nexo entre la cadena y la estructura del

buque pues se encarga de transmitir las cargas que la primera pueda originar

Es por tanto un elemento criacutetico del conjunto y ha de estar dimensionado de manera adecuada

para evitar posibles fallos Ademaacutes la cubierta en la que se encuentre ha de estar reforzada

Su dimensionamiento estaacute basado en funcioacuten de la carga de rotura de la cadena que depende

a su vez del numeral de equipo como se vio en el apartado anterior correspondiente En

concreto la sociedad de clase establece que el estopor ha de ser capaz de soportar una carga

igual al 80 de la carga de rotura de la cadena

119865 = 08 middot 119861119871 = 08 middot 655 = 524 119896119873 Eq 103

27 Liacuteneas de amarre y de remolque

Del mismo modo que se hizo para la definicioacuten de las cadenas se seguiraacuten las indicaciones de

la sociedad de clasificacioacuten para determinar las caracteriacutesticas de las liacuteneas de amarre y de

remolque

En base al numeral de equipo obtenido se recoge en una tabla la longitud miacutenima de la liacutenea

de remolque y su carga de rotura asiacute como de las liacuteneas de amarre En este caso el numeral

de equipo obtenido fue de 533 al que corresponde una longitud de liacutenea de remolque de 190

metros y una carga de rotura de 306 kN en cuanto a las liacuteneas de amarre se han de disponer

cuatro (4) cada una con una longitud de 160 metros y con una carga de rotura de 123 kN

En este caso todas estas liacuteneas pueden ser de cable fibra sinteacutetica o una combinacioacuten de

ambas

28 Elementos auxiliares de amarre

Aparte de los propios cabos y liacuteneas es necesario disponer de una serie de elementos que los

guiacuteen a bordo del buque para evitar enredos y accidentes Estos elementos son los siguientes

- 4 gateras en los costados (2 por costado) en la cubierta de trabajo y 2 gateras elevadas

en la cubierta de acomodacioacuten 1 (una por costado)

- 9 bitas de amarre 8 dispuestas de manera simeacutetrica a lo largo de los dos costados del

buque y una central a proa del mismo

Equipos y servicios

97

- 4 guiacutea cabos con rodillos verticales situados en las proximidades de los molinetes de

anclas

El peso de estos elementos se considera simeacutetrico respecto a crujiacutea y cercano a los 400 kg

29 Resumen elementos de amarre y fondeo

Debido a la variedad de elementos que conforman el sistema de amarre y fondeo se considera

oportuno antildeadir una tabla a modo de resumen que recoja toda la informacioacuten relativa a tales

equipos

Tabla 4-3 Resumen de los elementos del sistema de amarre y fondeo

Elemento Caracteriacutesticas

Ancla

Cantidad 3

Tipo Patente

Peso (kg) 4770

Liacutenea de fondeo

Cantidad 2

Longitud total (m) 4125

Diaacutemetro (mm) 34

Peso total (t) 1035

Carga de rotura (kN) 655

Caja de cadenas Cantidad 2

Volumen (m3) 88

Escobeacuten Cantidad 2

Diaacutemetro (mm) 350

Molinete

Cantidad 2

Potencia (kW) 91

Velocidad (mmin) 9

Estopor Cantidad 2

Carga maacutexima (kN) 524

Liacuteneas de amarre

Cantidad 4

Longitud (m) 160

Carga de rotura (kN) 123

Liacuteneas de remolque

Cantidad 1

Longitud (m) 190

Carga de rotura (kN) 306

Gateras Cantidad 6

Bitas de amarre Cantidad 9

Guiacutea cabos Cantidad 4

3 Sistema de propulsioacuten y gobierno

Los sistemas de propulsioacuten y gobierno se definiraacuten en detalle en el Capiacutetulo 5 puesto que en

este punto todaviacutea no se conocen los equipos instalados

Equipos y servicios

98

4 Equipos de salvamento

Para poder determinar los miacutenimos medios de salvamento que son necesarios disponer a

bordo se recurre a lo establecido en el coacutedigo SOLAS Concretamente se seguiraacute lo descrito

en el capiacutetulo III (ldquoLifesaving appliances and arrangementrdquo)

Al tratarse de un buque de carga con acomodacioacuten inferior a 50 personas se consideraraacute (a

efectos de salvamento) como buque de carga

41 Comunicaciones

De acuerdo a lo establecido en la regla 6 del citado documento el buque ha de disponer de

- Al menos 3 aparatos radiotelefoacutenicos bidireccionales de ondas meacutetricas

- Al menos un transpondedor radar a cada banda

- No menos de 12 cohetes lanza bengalas equipados con paracaiacutedas

- Sistema de alarma y comunicaciones a bordo

- Sistema de megafoniacutea audible en todos los espacios

42 Dispositivos individuales

La siguiente regla que aplicar es loacutegicamente la regla 7 del mismo capiacutetulo III En la misma se

establece que para buques de eslora inferior a 100 metros se ha de disponer de al menos el

siguiente nuacutemero de elementos individuales de salvamento

- 8 aros salvavidas repartidos de manera adecuada a lo largo de la eslora y de ambos

costados Dos de ellos han de contar con rabiza flotante (uno por banda) otros dos con

artefacto luminoso (tambieacuten uno por banda) y otros dos con artefacto luminoso y sentildeal

fumiacutegena

- 1 chaleco salvavidas por persona embarcada maacutes uno para cada tripulante de guardia

y un 5 adicional de respeto En definitiva se dispondraacute de 46 chalecos salvavidas

- 3 trajes de inmersioacuten (para los tripulantes del bote de rescate) y 3 trajes de proteccioacuten

contra la intemperie

43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate

De acuerdo con lo establecido en la Opcioacuten A se deberaacute contar con los siguientes elementos

- Bote de rescate Se decide disponer el modelo Merlin 615 FRC 530 MKII del fabricante

Norsafe el cual tiene capacidad para 15 personas Se ubicaraacute en el costado de estribor

- Balsas salvavidas inflables para el 100 de las personas embarcadas Se dispondraacuten

dos balsas con capacidad de 20 personas ambas cada banda Su peso aproximado es

de 150 kg aproximadamente Cada una de ellas contaraacute con un dispositivo adecuado

de puesta a flote (caiacuteda por rampa) Se elige el fabricante ldquoVikingrdquo

Equipos y servicios

99

Estos equipos han de ubicarse en una zona de intemperie no demasiado elevada (para facilitar

su puesta a flote y operaciones un lugar de faacutecil acceso (desde el interior y exterior del buque)

y en la medida de lo posible que proteja en cierta medida a los equipos

Los medios necesarios para su puesta a flote y recogida son pescantes de distintas

capacidades especificadas por el fabricante Por lo general las potencias requeridas se situacutean

entre los 8-15 kW

44 Elementos auxiliares

A continuacioacuten se enumeran una serie de equipos que a pesar de no ser medios de

salvamento per se han de estar dispuestos en el buque para garantizar la seguridad de las

personas embarcadas Estos elementos tambieacuten son exigidos por el convenio SOLAS

- Respondedor de radar uno por banda

- Aparato lanza cabo

- Laacutempara de sentildeales independiente energeacuteticamente del buque

- Medios de embarco y desembarco escalas retraacutectiles y rampa de rescate o evacuacioacuten

en los puestos de puesta a flote

5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones

En base a lo establecido por el convenio SOLAS y la Direccioacuten General de la Marina Mercante

(DGMM) el buque ha de contar con una serie determinada de equipos y sistemas de ayuda a

la navegacioacuten alumbrado y comunicaciones

51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten

Para garantizar que la navegacioacuten en mar abierto se realiza de una manera segura y eficiente

la tripulacioacuten ha de contar con una serie de equipos y servicios a bordo del buque Estos

elementos son como miacutenimo los siguientes

- 1 compaacutes magistral instalado en el techo del puente dotado de un sistema oacuteptico con

una rosa de diaacutemetro igual o mayor de 160 mm

- 1 compaacutes de respeto

- 1 girocompaacutes

- 1 corredera Doppler

- 1 ecosonda

- 1 sextante

- 1 cronoacutemetro

- 1 cronoacutegrafo contador de bolsillo

- 1 reloj de bitaacutecora

Equipos y servicios

100

- 2 transportadores de aacutengulos

- 2 compases de puntas

- 1 regla de 40 cm o reglas paralelas

- 1 megaacutefono

- 2 prismaacuteticos nocturnos y 2 prismaacuteticos diurnos (7x50)

- Cartas naacuteuticas derroteros y libros de faros de la zona de navegacioacuten

- 1 bocina de niebla

- 1 campana

- 1 laacutempara 1 coacutedigo y 1 espejo de sentildeales

- 2 linternas estancas

- 1 registrador de datos de la travesiacutea

- 1 baroacutemetro y 1 baroacutegrafo

- 1 termoacutemetro y 1 psicoacutemetro

- Sistema de limpiaparabrisas anticongelante y limpieza para los ventanales del puente

de mando

52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna

El buque ha de ser capaz no solo de comunicarse con otros buques o con alguna base en tierra

sino que ha de contar ademaacutes con una serie de equipos y sistemas que permitan una correcta

comunicacioacuten entre los distintos espacios que lo conforman especialmente la caacutemara de

maacutequinas y el puente de mando

En el caso de las comunicaciones con el exterior ha de disponer al menos de una instalacioacuten

de equipos de radio (que emita y reciba en las principales frecuencias) un receptor NAVTEX

sistema de comunicaciones viacutea sateacutelite (INMARSAT) radiobaliza etc

Por otro lado para permitir las comunicaciones interiores el buque ha de contar con una central

telefoacutenica sistemas de megafoniacutea y altavoces walkie-talkies etc

Ademaacutes el buque contaraacute con un sistema ECDIS de cartografiacutea radares de banda S y X y un

sistema AIS de recepcioacuten y transmisioacuten

53 Luces y sentildeales de navegacioacuten

El reglamento que se ha de seguir para determinar las luces marcas y sentildeales de navegacioacuten

que como miacutenimo han de ser dispuestas en un buque es el COLREG de 1972 concretamente

la parte C denominada Luces y Marcas

Como el buque proyecto tiene una eslora igual o superior a 50 metros ha de contar con al

menos

- Luz de tope blanca visible desde 6 millas

Equipos y servicios

101

- Luz de costado visible desde 3 millas Roja para el costado de babor y verde para el

costado de estribor

- Luz de alcance blanca visible desde 3 millas

- Luz de remolque amarilla visible desde 3 millas

- Luz todo horizonte blanca roja verde o amarilla visible desde 3 millas

Ilustracioacuten 37 Tipos de luces de navegacioacuten Fuente wwwnaval582com

Como es loacutegico las exigencias variacutean en funcioacuten de la operacioacuten del buque las cuales se

enumeran brevemente a continuacioacuten

- Navegacioacuten

o Luz de tope a proa

o Segunda luz de tope a popa y maacutes alta que la de pro

o Luces de banda

o Luz de alcance

- Buque en operaciones de remolque (longitud de remolque mayor de 200 metros)

o 3 luces de tope en liacutenea vertical

o Luces de banda

o 1 Luz de alcance

o 1 Luz de remolque en liacutenea vertical y por encima de la luz de alcance

o Una marca bicoacutenica en el lugar maacutes visible cuando la longitud

- Embarcaciones sin gobierno deberaacuten llevar

o 2 luces rojas todo horizonte en liacutenea vertical en el lugar maacutes visible

Equipos y servicios

102

- Las embarcaciones que tengan maniobra restringida

o 3 luces de todo horizonte en liacutenea vertical en el lugar maacutes visible de la

embarcacioacuten La maacutes elevada y la maacutes baja de estas luces seraacuten rojas y la luz

central seraacute blanca

- Embarcaciones fondeadas y varadas

Todos los buques fondeados exhibiraacuten en el lugar maacutes visible 1 luz blanca todo horizonte o

una bola en la parte de proa y los buques con eslora mayor de 50 metros 1 luz blanca todo

horizonte o bola en la proa y en la popa (si es mayor de 100 metros deberaacute tambieacuten iluminar

su cubierta)

54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas

Lo relativo a las sentildeales acuacutesticas y luminosas se describen en la regla 33 de la parte D del

anterior documento Seguacuten esta regla el buque ha de contar con un pito9 y con una campana

55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten

Si bien es difiacutecil establecer un valor determinado el elevado nuacutemero de elementos que

conforman este sistema y su tamantildeo hacen que el peso total pueda llegar faacutecilmente a las 5-8

toneladas

6 Achique y sentinas

El sistema de achique y sentinas es uno de los principales de los que dispone el buque Su

funcioacuten es por la parte de sentinas recoger aquellos residuos y derrames de liacutequidos o fluidos

de los distintos espacios del buque y si su concentracioacuten en partiacuteculas por milloacuten es adecuada

devolverlos al mar Si la concentracioacuten es demasiado alta estos fluidos se almacenaraacuten en el

tanque de lodos dispuesto para tal efecto Para determinar queacute fluidos se almacenan y cuaacuteles

se devuelven se bombean todos para hacerlos pasar por el separador de sentinas el cual

discierne ente unos y otros

En los espacios susceptibles de generar ldquoresiduosrdquo liacutequidosrdquo que vayan a las sentinas (caacutemara

de maacutequinas locales de propulsores etc) se disponen aspiraciones (en estos espacios se

dispondraacuten concretamente dos)

Por la parte del sistema de achique su funcioacuten es loacutegicamente la de evacuar los liacutequidos que

esteacuten inundando alguacuten espacio o compartimento determinado del buque Se considera por lo

tanto un sistema de emergencia

9 Seguacuten el Reglamento Internacional para la Prevencioacuten de Abordajes (RIPA) pito significa todo

dispositivo que es capaz de producir las pitadas reglamentarias y que cumple con las especificaciones

del Anexo III de tal Reglamento

Equipos y servicios

103

Los elementos que conforman este sistema son colector de sentinas ramales bombas y

separador de sentinas

61 Colector de sentinas

Para recoger todos los vertidos de los posibles compartimentos y tanques se dispone un

colector principal que recorre el buque de proa a popa y en el que ldquomuerenrdquo o vierten los

distintos ramales de tales espacios Cada uno de estos ramales contaraacute con rejillas o ldquocajas de

fangosrdquo para permitir su limpieza inspeccioacuten y revisioacuten

Para dimensionar dicho colector concretamente su diaacutemetro interior se recurre a la foacutermula

que se indica en la parte C seccioacuten 10 artiacuteculo 6 de la normativa del Bureau Veritas

119889 = 25 (119898119898) + 168 middot radic119871 middot (119861 + 119863) Eq 104

Siendo

- L la eslora de francobordo (en metros) Toma un valor de 4645 m

- B manga del buque (en metros) Toma un valor de 1375 m

- D el puntal del buque (en metros) Toma un valor de 550 m

De este modo

119889 = 25 (119898119898) + 168 middot radic4645 middot (1375 + 550) = 7523 119898119898 cong 80 119898119898 Eq 105

62 Ramales del colector de sentinas

Para determinar el diaacutemetro interno de los ramales del colector de sentinas se recurre a la

misma expresioacuten empleada para dimensionar el colector (Eq 104) La uacutenica diferencia es que

en este caso el valor de la eslora en la foacutermula no coincide con la eslora de francobordo si no

que toma el valor de la eslora del tanque en cuestioacuten del cual se esteacute dimensionando el ramal

En la siguiente tabla se resumen los distintos diaacutemetros de los ramales que llegan a los

principales espacios que han de contar con achique de sentinas

Tabla 4-4 Ramales del colector de sentinas Diaacutemetros interiores

Espacio Eslora (m) Dint (mm)

CCMM 18 60

LPProa 480 4000

LPPopa 540 4000

63 Ramales del colector de sentinas

De acuerdo con lo establecido por la Sociedad de Clasificacioacuten es necesario disponer dos (2)

bombas conectadas al sistema de sentinas principal El tipo de las mismas ha de ser auto

cebante

Equipos y servicios

104

Cada una de las bombas tiene que ser capaz de bombear agua a traveacutes del colector principal

de sentinas a una velocidad miacutenima de 2 ms

La capacidad de cada una de las bombas tiene que ser como miacutenimo de

119876 = 000565 middot 1198892 Eq 106

Donde

- Q= capacidad miacutenima de cada una de las bombas de sentinas (1198983 ℎ)

- d= diaacutemetro interno del colector de sentinas (en mm)

119876 = 000565 middot 802 = 3616 1198983ℎ cong 36 1198983ℎ Eq 107

7 Sistema de lastre

Este sistema es uno de los fundamentales (por no decir imprescindible) a bordo de un buque

de las caracteriacutesticas del de este proyecto Su misioacuten es la de mantener al buque en las

condiciones oacuteptimas de calado trimado y escora en todo momento Debido a una serie de

aspectos tales como consumo de viacuteveres y combustible operaciones en cubierta etc el buque

tiende a alejarse de su calado trimado y escora de disentildeo Mediante el sistema de lastre se

consigue compensar tales acciones y mantener al buque en la posicioacuten deseada

Este sistema estaacute formado por una serie de tanques repartidos de manera estrateacutegica a lo largo

del buque Por norma general se disponen en los ldquoextremosrdquo del buque es decir tanto en el

pique de proa y de popa como en los costados Tambieacuten es deseable que el nuacutemero de tanques

sea elevado para dotar al sistema de mayor flexibilidad Para generar momento y compensar

los movimientos que lo desviacutean de sus condiciones de disentildeo estos tanques se llenan o vaciacutean

de agua salada (que se toma directamente del mar) La capacidad total de estos tanques ha de

ser similar (en la medida de lo posible) al peso muerto del buque para asegurar que sea cual

sea la operacioacuten el sistema responderaacute efectivamente

Por lo tanto estaraacute formado por bombas de lastre vaacutelvulas colectores de agua de mar y

tanques

71 Bombas de lastre

La Sociedad de Clasificacioacuten establece que el nuacutemero de bombas de lastre a disponer es de al

menos dos (2) Han de ser centriacutefugas y una de ellas ha de contar con un sistema de

alimentacioacuten eleacutectrica independiente

Como ya se vio en el apartado 65 la capacidad total de lastre es de 225 m3 En este caso la

Sociedad no establece ninguacuten criterio para determinar el caudal de las bombas de lastre y por

lo tanto se determina que las bombas sean capaces de lastrar deslastrar completamente el

buque en aproximadamente 3 horas Por lo tanto la capacidad de cada una de las bombas

seraacute de

Equipos y servicios

105

119876 =225 1198983

2 middot 3 ℎ= 375

1198983

ℎcong 40

1198983

ℎ Eq 108

Para determinar la presioacuten de trabajo se ha de estimar de manera aproximada la columna de

agua maacutexima que las bombas deberiacutean ser capaces de vencer Para ello se tienen en

consideracioacuten los siguientes aspectos

Tabla 4-5 Presioacuten miacutenima de trabajo de las bombas de lastre

Paraacutemetro Valor (mca)

Altura maacutex tanque lastre - Calado 139

Peacuterdidas 300

Presioacuten descarga 400

Total 839

Por lo tanto las bombas han de tener como miacutenimo una presioacuten de 1 bar aunque por seguridad

y para permitir su uso en otros sistemas que puedan requerir mayor capacidad se estableceraacute

en 2 bares

Aparte de las bombas el sistema contaraacute con vaacutelvulas de cierre automaacutetico en cada tanque y

este estaraacute automatizado para evitar que las bombas no actuacuteen de manera imprevista y

provoquen dantildeos

En los casos en los que sea posible se procederaacute al llenado de los tanques por gravedad

72 Sistema de tratamiento de lastre

El hecho de que el buque necesite tanques de lastre para realizar las distintas operaciones y

llevar a cabo las misiones necesarias obliga a que se disponga un sistema de tratamiento

especial para tratar el agua empleada por tal sistema

El organismo que regula estos sistemas y tratamientos es la OMI concretamente de acuerdo

con lo establecido en el Convenio Internacional de Control y Gestioacuten de Agua de Lastre y

Sedimentos

La normativa aplicable variacutea en funcioacuten del volumen de lastre dispuesto a bordo del buque En

este caso el buque proyecto cuenta con una capacidad total de volumen de agua de lastre de

225 m3 y por lo tanto la normativa a aplicar es la referente a buques con una capacidad inferior

a 1500 m3

Sin embargo al tratarse de un buque construido en un antildeo posterior al 2016 el sistema ha de

cumplir con norma de eficacia de la gestioacuten del agua de lastre o regla D-2

Seguacuten la OMI esta norma establece que ldquolos buques que efectuacuteen la gestioacuten del agua de lastre

descargaraacuten menos de 10 organismos viables por metro cuacutebico cuyo tamantildeo miacutenimo sea igual

o superior a 50 micras y menos de 10 organismos viables por mililitro cuyo tamantildeo miacutenimo sea

inferior a 50 micras y superior a 10 micras y la descarga de los microbios indicadores no

excederaacute de las concentraciones especificadasrdquo

Equipos y servicios

106

Los microbios anteriormente mencionados son los siguientes

- Vibrio cholerae toxicoacutegeno (O1 y O139) menos de 1 unidad formadora de colonias (ufc)

por 100 mililitros o menos de 1 ufc por gramo (peso huacutemedo) de muestras de

zooplancton

- Escherichia coli menos de 250 ufc por 100 mililitros

- Enterococos intestinales menos de 100 ufc por 100 mililitros

Por lo tanto conocidas las necesidades del sistema es necesario escoger alguna de las

tecnologiacuteas disponibles para tratar el agua de lastre En este caso se decide disponer de un

sistema combinado pues ademaacutes de poseer un filtro incluye un esterilizador de rayos

ultravioleta Este modelo es concretamente el BallastMaster ultraV ya que se trata de una

tecnologiacutea simple eficaz y altamente probada Ademaacutes de acuerdo con lo establecido por el

propio fabricante GEA este sistema cumple con las directrices de la OMI y ha sido catalogado

como sistema AMS10 Ademaacutes y de nuevo de acuerdo con las palabras del propio fabricante

presenta las siguientes ventajas

- Funcionamiento sin sustancias quiacutemicas sin subproductos ni eliminacioacuten de residuos

- Radiacioacuten UV de baja presioacuten y alta eficiencia energeacutetica

- La luz UV-C afecta al ADN de los organismos

- Alto poder de desinfeccioacuten permanente

- Supervisioacuten de la intensidad de la radiacioacuten UV mediante un sensor

- Inactivacioacuten segura de siete patoacutegenos resistentes al cloro como Cryptosporidium

- Poco mantenimiento y control por menuacutes increiacuteblemente faacutecil

- Tamantildeo reducido e instalacioacuten sencilla

- Para instalaciones nuevas y aplicaciones de reacondicionamiento

Las caracteriacutesticas del dispositivo son las siguientes

10 Notacioacuten que expide la Guardia Costera de EE UU(USCG) y que permite pasar los controles reglamentarios en puerto en lo relativo a la gestioacuten y tratamiento de las aguas de lastre

Equipos y servicios

107

Ilustracioacuten 38 Caracteriacutesticas del dispositivo para el tratamiento de aguas de lastre Fuente

wwwgeacom

Como se puede comprobar se ha seleccionado el modelo de 250 m3h que presenta un

consumo eleacutectrico de 34 kW

8 Aireaciones reboses y sondas de tanques

Estos elementos se disponen en los tanques del buque y son imprescindibles para que el

sistema al cual prestan servicio funcione con normalidad

81 Aireaciones

De cara a reducir cargas inesperadas en los tanques (y por ende en la estructura del buque)

debidas a sobre presiones o gradientes de presioacuten causados por cambios bruscos de

temperatura y disminuciones repentinas del nivel de estos es necesario disponer de

aireaciones en aquellos tanques que no cuenten con sistemas o medios de ventilacioacuten

especiacuteficos

Como es loacutegico estas aireaciones se dispondraacuten en la parte alta de los tanques concretamente

en la zona de proa de los mismos (para evitar que los refuerzos o elementos estructurales

entorpezcan la evacuacioacuten de los gases y se generen bolsas peligrosas) De todos modos es

norma general disponer groeras o imbornales 11 en tales refuerzos para evitar problemas Todas

las aireaciones descargan en un colector (uno a cada banda) que termina a su vez en una

vaacutelvula situada a una determinada altura por encima de la cubierta de trabajo En el caso de

disponer de tanques que contengan liacutequidos inflamables se dispondraacute un tercer colector que

agrupe sus aireaciones correspondientes y que cuente con medios cortafuegos para evitar que

una chispa genere un incendio

11 Seguacuten la Real Academia de Ingenieriacutea se entiende por groera o imbornal el agujero o canal practicado a trechos en los trancaniles y costados de un buque para dar salida a las aguas de las respectivas cubiertas

Equipos y servicios

108

82 Reboses

En el caso de aquellos tanques que contengan liacutequido en su interior no se puede permitir la

evacuacioacuten libre por las aireaciones de cubierta pues los liacutequidos derramados en la misma

supondriacutean una fuente potencial de accidentes

En este caso se ha de disponer de una especie de contenedor o recipiente que recoja los

posibles vertidos de las aireaciones y que descargue en un colector que los lleve al tanque de

reboses correspondiente

83 Sondas

Las sondas son un elemento muy sencillo pero fundamental en los tanques Su misioacuten es la de

indicar el nivel o porcentaje de llenado de todos los tanques del buque y permitir asiacute a la

tripulacioacuten controlar en todo momento los recursos disponibles para llevar a cabo las distintas

misiones en las que pueda verse involucrado el buque

Son elementos imprescindibles para determinar por ejemplo el nivel de los tanques de

combustible (y determinar la autonomiacutea restante del buque) para determinar el nivel de los

tanques de lastre de agua dulce etc

Existen de diversos tipos y por norma general se suelen disponer de tipo visual o manual

consistentes en un tubo adosado a los tanques que incorpora un nivel En aquellos tanques

denominados principales se antildeadiraacute una sonda automaacutetica o remota que enviaraacute a la sala de

control informacioacuten cuando se desee o en todo momento acerca del porcentaje de llenado del

tanque correspondiente

9 Sistema contraincendios

En un buque uno de los principales peligros es la aparicioacuten de un incendio pues obviamente

no se dispone de medios terrestres de extincioacuten y soacutelo se puede contar con aquellos dispuestos

a bordo Ademaacutes debido a la gran cantidad de elementos inflamables que hay en el mismo

(combustible aceites equipos eleacutectricos etc) el riesgo es elevado

Para minimizar tal riesgo al maacuteximo posible se equiparaacute al buque con los medios y equipos

necesarios de acuerdo con lo establecido en el Capiacutetulo II-2 del SOLAS relativo al sistema

contraincendios

Como su propio nombre indica este sistema seraacute el encargado de proporcionar los medios

necesarios para prevenir detectar y en uacuteltimo lugar extinguir un incendio a bordo del buque

proyecto

A pesar de que son muchas son las indicaciones existentes para prevenir la aparicioacuten de

incendios en este proyecto se seguiraacuten las directrices del coacutedigo SOLAS

Equipos y servicios

109

91 Sistema de deteccioacuten

Como su nombre bien indica el objetivo de este sistema es valga la redundancia detectar el

local o espacio de origen del incendio y activar una alarma para iniciar la actividad contra

incendios

Se deberaacuten disponer sistemas de deteccioacuten y de alarma fijos puntos de socorro manuales y

patrullas de incendio

Al tratarse de un buque de 36 tripulantes los sistemas se han de instalar en los siguientes

espacios del siguiente modo

- Espacios de maacutequinas

- Espacios de acomodacioacuten (en todos los pasillos escaleras y rutas de escape)

- Puesto de control

92 Sistema de contencioacuten

En el caso de producirse un incendio el paso inmediato a su deteccioacuten es su contencioacuten para

evitar que se propague por todos los espacios del buque

Seguacuten lo establecido en la novena (9) regulacioacuten del SOLAS para buques con una tripulacioacuten

igual o superior a 36 integrantes se ha de disponer la siguiente configuracioacuten de mamparos en

funcioacuten de los espacios que se separen

Ilustracioacuten 39 Clasificacioacuten de mamparos que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

En el caso de las cubiertas la clasificacioacuten es la siguiente

Equipos y servicios

110

Ilustracioacuten 40 Clasificacioacuten de cubiertas que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

93 Sistemas de lucha contraincendios

Como su propio nombre indica estos sistemas seraacuten los encargados de extinguir el incendio

en el espacio en el que se genere Se instalaraacuten sistemas fijos de extincioacuten y las medidas anti-

incendio seraacuten legibles de manera sencilla

Los sistemas que se disponen a bordo del buque son sistema de CO2 sistema de agua salada

sistema de rociadores y aspersores y equipos de uso individual

931 Sistema de agua salada

Como es loacutegico la primera medida para combatir los incendios para por el empleo del agua de

mar recurso praacutecticamente ilimitado en el caso de los barcos Es un sistema sencillo que

baacutesicamente consiste en una red de tuberiacuteas que se extiende a lo largo del buque y que cuenta

con capacidad de descarga en todos los espacios que se desean proteger Ademaacutes es el

sistema encargado de dar servicio a las bocas contraincendios

Se compone de los siguientes elementos toma de mar colector ramales vaacutelvulas de

aislamiento y bocas y mangueras contra incendio

Al tener un arqueo bruto superior a 600 GT la presioacuten en todas las bocas contra incendios ha

de ser de 027 Nmm2

Las mangueras de las bocas contra incendios tendraacuten una longitud miacutenima de 10 metros y no

maacutes de 20 metros (salvo en caacutemara de maacutequinas donde como maacuteximo pueden ser de 15

metros) En buques de maacutes de 1000 GT se dispondraacute una por cada 30 metros de eslora (con

una de respeto y en total nunca menos de 5)

Para conseguir que el agua llegue del colector a los distintos espacios del buque es necesario

bombearla Seguacuten lo establecido en el SOLAS el buque ha de contar con al menos 3 bombas

contraincendios con una de ellas aislada del resto La capacidad de estas bombas seraacute de 25

m3h

932 Sistema de CO2

En determinados espacios como aquellos que alojan maacutequinas en su interior es necesario

disponer de un sistema de contraincendios adicional al de agua salada

Equipos y servicios

111

En este caso el agente extintor es el dioacutexido de carbono o CO2 el cual ldquoeliminardquo el oxiacutegeno del

espacio en cuestioacuten para que se extinga el incendio A diferencia de otros sistemas esta medida

obliga a que en el momento de su activacioacuten no quede ninguacuten tripulante en el espacio pues el

riesgo es elevado

Por lo tanto el sistema ha de contar ademaacutes de con los medios inherentes al mismo como son

las bombonas gas etc de medios acuacutesticos y visuales que alerten de su activacioacuten Se

dispondraacute de una cabina de control en el exterior de los espacios para activar el sistema

Para determinar el volumen de gas que es necesario llevar a bordo se determina el tamantildeo o

volumen del espacio mayor a proteger En este caso el mayor espacio es la caacutemara de

maacutequinas Ademaacutes se ha de tener en cuenta el volumen del guardacalor pero como en esta

etapa del proyecto no estaacute definido todaviacutea se aplicaraacute un factor del 10 que tenga en cuenta

dicho volumen

De este modo

1198811198621198742 = 04 middot (119881119862119862119872119872 + 119881119866119862) = 04 middot (119881119862119862119872119872 + 01 middot 119881119862119862119872119872) = 04 middot (825 + 01 middot 825)

= 363 1198983 Eq 109

Este volumen de CO2 se lleva a bordo dispuesto en botellas o bombonas de alta presioacuten que

se alojan en el local especialmente habilitado para ello en la cubierta expuesta o de trabajo

933 Sistema de rociadores

Es un sistema capaz de proyectar agua de forma uniforme y en cantidad suficiente sobre el

piso del espacio a proteger

Se puede utilizar agua dulce o salada del mar como agente extintor Es obligatorio que todos

los sistemas de rociadores que utilizan agua dulce como agente inicial una vez agotada esta

sean capaces de utilizar agua salada para continuar la extincioacuten El uso de agua salada

garantiza que es sistema sea inagotable ya que se toma directamente del mar El agua dulce

debe llevarse a bordo almacenada y tiene una capacidad limitada tambieacuten dantildea menos los

equipos y el mobiliario

La descarga del agua es remota lo implica que no es necesario que ninguna persona se

encuentre en el interior del espacio durante la extincioacuten del incendio Ademaacutes el sistema puede

ser automaacutetico lo que garantiza una pronta extincioacuten antes de que el fuego tenga tiempo de

extenderse

El circuito se disentildearaacute de modo que el circuito y por tanto los rociadores se puedan alimentar

con agua salada desde la bomba de rociadores y desde el colector de contra incendios (bombas

principales de CI) La activacioacuten del sistema seraacute siempre manual y de forma local o remota

desde fuera de los locales a proteger Seguiraacute la siguiente secuencia de activacioacuten

El sistema estaraacute compuesto por

- Bomba de rociadores bombea el agua salada al circuito del sistema Toma agua del

mar a traveacutes de una toma de mar que dispondraacute de rejilla filtro y vaacutelvula de aislamiento

Equipos y servicios

112

Se arranca de forma manual cuando se detecta el incendio de forma remota desde el

puente o local de control de contra incendios o local

- Circuito de rociadores red de tuberiacuteas que distribuye el agua desde el sistema de

impulsioacuten hasta los rociadores Estaraacute compuesto por un colector de rociadores

secciones de rociadores y vaacutelvulas de control (situada en cada uno de los ramales de

suministro de agua a los espacios a proteger que permite controlar la descarga de agua

independiente en cada uno de los espacios)

- Rociador o aspersor elemento situado en las salidas de agua del circuito que garantiza

una distribucioacuten uniforme y en cantidad adecuada Su nuacutemero y disposicioacuten seraacute la

adecuada para cubrir todo el espacio a proteger Estaraacuten abiertos permanentemente de

modo que cuando se active el sistema descargara sobre todo el piso de la zona

protegida

En los espacios de acomodacioacuten de acuerdo con lo establecido en SOLAS el sistema ha de

ser capaz de suministrar 5 litrosminuto sobre un aacuterea miacutenima de 280 m2 de superficie a

proteger

Por lo tanto

119876119903119900119888 = 5119897

119898119894119899 middot 1198982middot Aacute119903119890119886 (1198982) = 5 middot 280 = 1400

119897

119898119894119899= 84

1198983

ℎ Eq 110

La bomba de agua salada tendraacute una capacidad suficiente para mantener el flujo continuo de

agua necesario en los rociadores

La potencia de dicha bomba seraacute de

119875 =119876119903119900119888 middot 600

3600 middot 06=

84 middot 600

3600 middot 06= 23 119896119882 Eq 111

En los espacios de maquinaria el sistema ha de ser capaz de suministrar 5 litrosminuto por

metro cuadrado de la superficie a proteger

119876119903119900119888 = 5119897

119898119894119899 middot 1198982middot Aacute119903119890119886 (1198982) = 5 middot 1875 = 9375

119897

119898119894119899= 5624

1198983

ℎ Eq 112

La potencia de dicha bomba seraacute de

119875 =119876119903119900119888 middot 600

3600 middot 06=

5624 middot 600

3600 middot 06= 15 119896119882 Eq 113

934 Elementos contraincendios individuales

Por elementos individuales se entiende aquellos dispositivos que han de ser utilizados por un

uacutenico tripulante Es decir se trata de los extintores y de los equipos de bombero

Equipos y servicios

113

En cuanto a los primeros han de cumplir con lo establecido en el Coacutedigo Internacional de

Sistemas de Seguridad Contraincendios

- Caacutemara de maacutequinas 4 extintores de espuma de 45 litros garantizando que alcancen

cualquiera de los sistemas de lubricacioacuten y combustible y que no sea necesario recorrer

maacutes de 10 metros para alcanzarlos

- En espacios de acomodacioacuten se utilizaraacuten extintores de polvo seco (no estaacuten permitidos

los extintores de anhiacutedrido carboacutenico) Se dispondraacute un nuacutemero suficiente de este tipo

de extintores

- Local de pinturas contaraacute con un extintor de polvo seco

A bordo se debe contar con carga de respeto para el 100 de los 10 primeros extintores y del

50 para el resto

Con respecto a los equipos de bombero al tratarse de un buque con capacidad FIFI I la

normativa obliga a disponer de 4 Se dispondraacuten en dos espacios de contra incendios

independientes contando una de ellas con acceso directo a la cubierta de trabajo

94 Sistema contra incendios exterior FIFI I

El buque proyecto tiene notacioacuten de clase FIFI I lo que implica que no solo ha de ser capaz de

sofocar los posibles incendios que se den a bordo del mismo sino que ha de contar con los

medios y equipos necesarios para extinguir incendios en otros buques o en alguna plataforma

oceaacutenica

Para contar con tal clasificacioacuten ha de disponer de los elementos que se describen a

continuacioacuten

- Monitores Han de ser operados y controlados remotamente pero se dispone de un

control manual de emergencia por cada monitor Las caracteriacutesticas y nuacutemero de los

mismos se muestran en la Tabla 4-6 Han de disponerse de tal modo que se consiga un

movimiento en el plano horizontal de al menos 90ordm con respecto a crujiacutea y en un lugar

que se encuentre libre de obstaacuteculos Por tal motivo se decide disponerlos a ambos

costados de la superestructura En definitiva se dispondraacuten 2 monitores de 1200 m3h

con una distancia de lanzamiento horizontal de 120 metros y una altura de 45 metros

Como es loacutegico debido a la gran potencia de disparo de estos monitores es necesario

estudiar la fuerza de retroceso que generan en operacioacuten ya que pueden afectar a la

estabilidad del buque durante las operaciones de lucha contra incendios y DP

Tabla 4-6 Caracteriacutesticas de los monitores para la notacioacuten FIFI II Fuente Bureau Veritas

Equipos y servicios

114

A pesar de que el fabricante no especifica tal fuerza es faacutecil estimarla a partir de otros

monitores y establecer que los del buque proyecto tendraacuten una fuerza de retroceso de

25 kN aproximadamente El efecto de los monitores en la estabilidad se determinaraacute a

traveacutes de la expresioacuten del momento escorante

120579 =119865119898119900119899119894119905119900119903 middot 119860119897119905119906119903119886119898119900119899119894119905119900119903

120549 middot 119866119872=

25119896119873 middot1119905

981 119896119873middot 14119898

195556 119905 middot 226119898= 001119900 Eq 114

Como era de esperar el efecto de los monitores en operacioacuten sobre la estabilidad del

buque es miacutenimo

- Tuberiacuteas La velocidad maacutexima de disentildeo no ha de exceder 4 ms entre las bombas y

los monitores

- Bombas contra incendios exteriores Se instalaraacuten dos bombas centriacutefugas situadas en

caacutemara de maacutequinas y que tomaraacuten al agua salada directamente de las tomas de mar

destinadas para el sistema de contraincendios Su capacidad seraacute de como miacutenimo

119876119862119868 =

119876119898119900119899119894119905119900119903119890119904

1198983

119873ordm 119887119900119898119887119886119904=

2 middot 12001198983

ℎ2

= 1200 1198983

Eq 115

En este caso la bomba va acompantildeada de un motor eleacutectrico para garantizar su correcto

funcionamiento

Ademaacutes y debido a que la normativa lo permite se instalaraacuten dos bombas de 185 kW para

abastecer a los sistemas de sentinas lastre y contra incendios

941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua

De acuerdo con lo establecido por la sociedad de clasificacioacuten en los buques con notacioacuten de

clase FIFI I todos los espacios exteriores por encima de la flotacioacuten (para la condicioacuten de menor

calado) incluyendo superestructuras y cubiertas expuestas han de ser de acero y estar

internamente aislados para formar divisiones del tipo A-60

Sin embargo la normativa tambieacuten establece que si se decide disponer de un sistema de auto

proteccioacuten mediante cortina de agua las consideraciones anteriores no son de obligado

cumplimiento y que los elementos a proteger pueden ser de aluminio si se desea y sin ninguacuten

tipo de aislamiento

Por lo tanto teniendo en consideracioacuten todo lo anterior se decide disponer de elementos de

acero sin aislamiento y protegidos por un sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua

La capacidad de este sistema ha de ser como miacutenimo de 10 lmin por cada metro cuadrado del

aacuterea total a proteger

El aacuterea total que proteger estaacute formada por

- Aacutereas verticales del casco

Equipos y servicios

115

- Aacutereas verticales de la superestructura

- Bases o soportes de los monitores de contra incendios

El sistema ha de ser dispuesto de tal modo que no perturbe la visibilidad desde el puente de

gobierno o desde los lugares de operacioacuten de los monitores

El nuacutemero y disposicioacuten de los rociadores ha de ser suficiente como para que el agua cubra

todos los espacios expuestos a la radiacioacuten

En este caso para este sistema pueden emplearse las bombas reservadas para los monitores

siempre y cuando su capacidad se aumente de acuerdo con las nuevas necesidades del

sistema Si se opta por emplear dichas bombas una vaacutelvula de cierre seraacute necesaria

Por lo tanto el siguiente paso seraacute determinar el aacuterea total a proteger Los valores

correspondientes al aacuterea frontal expuesta y al aacuterea lateral expuesta ya se obtuvieron en los

Capiacutetulo 2 (ver Ilustracioacuten 19) y Capiacutetulo 4 (ver Ilustracioacuten 33) respectivamente

El valor total obtenido asciende hasta

119860119879119900119905119886119897 = (Aacute119903119890119886119897119886119905119890119903119886119897 middot 2 + Aacute119903119890119886119891119903119900119899119905119886119897 middot 2) middot 105 = ( 38861 middot 2 + 15645 middot 2) middot

105 = 114463 1198982 Eq 116

Como se puede comprobar se ha estimado que el aacuterea frontal de popa es equivalente al aacuterea

frontal de proa y ademaacutes se ha antildeadido un factor de seguridad del 5

Con todo lo anterior el caudal necesario se determina del siguiente modo

119876119882119878 = 10119897

119898119894119899 middot 1198982middot 119860119905119900119905119886119897(1198982) = 10 middot 114463 = 1144627

119897

119898119894119899cong 650

1198983

ℎ Eq 117

Si antildeadimos este caudal a las bombas de los monitores FIFI se obtiene que el caudal total de

este sistema asciende hasta los 1750 m3 aproximadamente

Tomando que para que el agua ascienda hasta la parte maacutes elevada de las aacutereas verticales

de la superestructura es necesario que las bombas trabajen a 13 bares la potencia de las

bombas asciende a

119875119865119868119865119868 =119876119882119878 middot 119901

3600 middot 06=

1750 middot 15 middot 100

3600 middot 06= 105805 119896119882 cong 1100 119896119882 Eq 118

10 Sistema de agua sanitaria

Como su propio nombre indica el sistema de agua sanitaria es el encargado de que se

disponga a bordo en todo momento de agua dulce potable tanto friacutea como caliente para la

tripulacioacuten embarcada Abastece a espacios y elementos como pueden ser los lavabos las

duchas la cocina etc

Equipos y servicios

116

El sistema se compone de los tanques de agua dulce bombas de agua dulce sanitaria y un

tanque hidroacuteforo (que mantenga la presioacuten del circuito a niveles adecuados) Ademaacutes como el

agua estaacute destinada al consumo humano se ha de disponer un sistema de esterilizacioacuten y

mineralizacioacuten compuesto por un equipo UV Por uacuteltimo para calentar el agua es necesario

disponer de calentadores de agua a bordo

Como se vio en el apartado 64 del capiacutetulo 3 el volumen total de los tanques de agua dulce

ascendiacutea a 45945 m3 que se preveacuten suficientes para suplir las necesidades diarias de la

tripulacioacuten que seguacuten [1] se estima en 150 litros por persona y diacutea

101 Tanque hidroacuteforo

El proceso para dimensionar el tanque hidroacuteforo es sencillo Basta con estimar un pico de

consumo de agua dulce durante un intervalo de tiempo de 10 minutos El criterio tomado es el

siguiente

- 13 tercio de la tripulacioacuten (12 tripulantes) consumiendo 50 litros durante los 10 minutos

en duchas y aseos

- 23 restantes de la tripulacioacuten (24 tripulantes) consumiendo 10 litros entre aseos y

cocina

- Adicionalmente se antildeadiraacute un margen del 10

De este modo el caudal del equipo se estima como miacutenimo en

119876119864119867 = (1

3middot 50 119897 +

2

3middot 10119897) middot

119879119903119894119901

10 119898119894119899middot 119898119886119903119892119890119899 = (

1

3middot 50119897 +

2

3middot 10119897) middot

36

10 119898119894119899middot 11

= 504 1198983ℎ

Eq 119

Caudal que corresponde al siguiente volumen de tanque

119881119879119867 = 119876119864119867 middot10

60ℎ middot

1000 119897

1 1198983= 840 119897 cong 850 119897 Eq 120

Finalmente para determinar la presioacuten del tanque se determina el espacio maacutes elevado al cual

daraacute servicio pues su altura marcaraacute la altura a vencer por las bombas

En este caso el espacio maacutes elevado es loacutegicamente el puesto de gobierno el cual estaacute

situado (en su punto maacutes alto) a aproximadamente 16 metros Teniendo en cuenta un margen

de peacuterdidas del 15 el resultado es el siguiente

119875119879119867 = 119867 + 119867119901119890119903119889 = 16 + 16 middot 115 = 184 119898 119888 119886 cong 2 119887119886119903 Eq 121

En definitiva se instalaraacute un tanque de 850 l de capacidad y a una presioacuten de 2 bares

Equipos y servicios

117

102 Bombas de agua sanitaria

Como se pudo comprobar en el apartado anterior las caracteriacutesticas de la bomba de agua

sanitaria ya quedaron determinadas

Por lo tanto seraacute necesario disponer de bombas que soporte un caudal ligeramente superior a

5 1198983ℎ y que trabaje a una presioacuten de 2 bares

Se instalaraacuten dos bombas de una potencia de 45 kW con las caracteriacutesticas anteriormente

mencionadas

103 Calentador de agua dulce

Para determinados servicios es necesario disponer de agua caliente a bordo Para ello se

dispone de calentadores de agua dulce que calienten parte del agua de la que se dispone a

bordo

El funcionamiento del mismo es muy sencillo pues simplemente toma agua de los tanques

dispuestos en el doble fondo y la hace pasar por unos serpentines que se calientan mediante

vapor de agua y por ende calientan el agua dulce

El tamantildeo del calentador se determinaraacute en base al nuacutemero de tripulantes y a las situaciones

en las que se requiera disponer de agua caliente En definitiva los criterios para su

dimensionamiento pueden resumirse del siguiente modo

- Se estima que el pico de consumo de agua caliente puede suponer un 40-45 de la

capacidad total de agua dulce

- La temperatura de entrada del agua dentro del calentador no seraacute superior a 8ordm Se

estima que entre a una temperatura media de 5ordm

- La temperatura media de salida del termo seraacute de 50ordm (regulables por medios

individuales) y la temperatura maacutexima de salida seraacute de 60ordm

Con estas consideraciones se establece que el volumen energiacutea necesaria para calentar el

agua y potencia del calentador necesaria para calentar toda el agua en una hora toman los

siguientes valores

119881119862 = 045 middot 119881119879119867 = 045 middot 850119897 = 3825 119897 = 039 1198983 Eq 122

119864119862 = 119898 middot 119862119890 middot ∆119879 = 039 1198983 middot1000 119896119892

1198983middot

418 119896119869

119896119892 middot middot (50 minus 10) = 671517119896119869 Eq 123

119875119862 =119864

1ℎ middot 120578119888=

671517

3600119904 middot 085= 2195 119896119882 cong 22 119896119882 Eq 124

El sistema debe contar ademaacutes con una bomba que pueda hacer frente a la demanda del

sistema Como la demanda del calentador es aproximadamente la mitad de todo el sistema de

agua dulce se decide disponer una bomba de las mismas caracteriacutesticas a la calculada en el

Equipos y servicios

118

apartado anterior La uacutenica diferencia seraacute el caudal de esta pues en este caso seriacutea suficiente

contar con un caudal de 2 5 1198983ℎ

11 Sistema de aguas residuales

Este sistema se encarga de recoger y tratar las aguas residuales del buque para poder asiacute

descargarlas en alta mar sin ninguacuten tipo de peligro para el medio ambiente

Se trata de un sistema regulado por el convenio MARPOL concretamente por el anexo IV Para

el disentildeo y dimensionamiento del sistema se seguiraacuten las directrices indicadas en el mismo

teniendo en cuenta que en el capiacutetulo de disposicioacuten general concretamente en el apartado

66 se establecioacute que el volumen del tanque de aguas grises era de 883 m3 y el de aguas

negras de 512 m3

A pesar de que se dispondraacute de un sistema de tratamiento de aguas residuales es necesario

dimensionar los tanques de un modo preliminar y en base a las expectativas de generacioacuten de

tales aguas residuales Los posibles espacios de generacioacuten y su volumen de produccioacuten son

los siguientes

- Aguas negras 20 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Aguas grises 30 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Lavanderiacutea 10 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Cocina 15 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

Los tanques de aguas residuales han de tener una capacidad para almacenar el total de la

generacioacuten durante el nuacutemero de diacuteas que el buque se encuentre en zonas restringidas y que

por tanto no pueda descargar el agua tratada Con el volumen disponible para el tanque de

aguas grises se obtiene que el nuacutemero de diacuteas que el buque puede permanecer sin descargar

las aguas residuales es de 8 Se trata de un valor correcto pues podriacutea equivaler perfectamente

a los diacuteas que el buque puede permanecer en una determinada operacioacuten

Para la descarga a tierra de los tanques se dispondraacute de una conexioacuten universal y una bomba

de descarga con capacidad suficiente para realizar la operacioacuten en un periacuteodo inferior a 2 horas

119876119860119877 =119881119905119900119905

119905=

883 1198983 + 512 1198983

2= 6975

1198983

ℎcong

71198983

Eq 125

La potencia de la bomba ha de ser lo suficiente como para vencer la diferencia de alturas entre

el doble fondo y el costado por lo que

Equipos y servicios

119

119875119860119877 =119876119860119877 middot ℎ middot 100

3600 middot 06=

7 lowast (682 minus 15) lowast 100

3600 lowast 06= 172 119896119882

Eq 126

12 Gruacutea principal

El buque proyecto cuenta con una gruacutea principal en la cubierta de trabajo para dar servicio a

las operaciones que en ella puedan llevarse a cabo

La gruacutea instalada cuenta con unas especificaciones recogidas en el cataacutelogo del fabricante (ver

0) Se trata de una gruacutea telescoacutepica especiacuteficamente disentildeada para asistir y facilitar las labores

de la industria offshore

121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea

A pesar de que todas las caracteriacutesticas y paraacutemetros de la gruacutea se encuentran recogidos en

el anexo anteriormente citado a continuacioacuten se describen brevemente aquellas que se

consideran de especial relevancia

De acuerdo a lo especificado por el propio vendedor este tipo de gruacuteas destaca por

- Elevada maniobrabilidad y elevado grado de resistencia

- Flexibilidad para realizar labores de izado a larga y corta distancia

- Mientras no esteacute en operacioacuten el espacio que ocupa en cubierta es reducido Las cortas

longitudes de cable que emplean garantizan una manipulacioacuten segura de la carga a

corta distancia

Cuenta con una plataforma adosada en la cual se disponen los mandos de control que son

controlados por un operario cualificado Su capacidad de giro con respecto al eje vertical es

elevada y es accionada por bombas hidraacuteulicas movidas por motores eleacutectricos

Equipos y servicios

120

Ilustracioacuten 41 Gruacutea telescoacutepica instalada en la cubierta de trabajo Fuente Palfinger

Brevemente mencionar que su capacidad de izado variacutea (loacutegicamente) con la extensioacuten del

brazo telescoacutepico de la manera que se muestra a continuacioacuten

Ilustracioacuten 42 Capacidad de izado de la gruacutea principal

Seguacuten el fabricante el consumo eleacutectrico se situacutea en 66 kW

122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque

La gruacutea estaraacute situada en el costado de estribor y aproximadamente en el punto medio de la

eslora total de la cubierta de carga con el objetivo de alcanzar cualquier punto de la misma

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Carg

a (

t)

Distancia (m)

Capacidad de izado

Equipos y servicios

121

13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico

Como bien apareciacutea reflejado en la definicioacuten de clase y especificacioacuten del buque proyecto

este estaraacute equipado con un sistema de posicionamiento dinaacutemico de clase 2 clasificado por

el Bureau Veritas como DYNAPOS -AMAT Las siglas AMAT se otorgan a sistemas que son

capaces de mantener la posicioacuten automaacuteticamente y que pueden mantener una trayectoria

predeterminada a una velocidad preestablecida y con un rumbo preestablecido

respectivamente Los buques con tal clasificacioacuten han de disponer de una unidad de caacutelculo

que incluya ademaacutes del ordenador un reloj de referencia y un equipo perifeacuterico para la

visualizacioacuten y la impresioacuten

En este caso la notacioacuten AMAT para ser clasificada como sistema de posicionamiento

dinaacutemico de clase 2 ha de llevar asociada la letra R que implica que el sistema ha de ser

redundante En este caso la sociedad de clase establece que por redundancia se entiende ldquola

capacidad de un componente o sistema para mantener o restaurar su funcioacuten cuando se ha

producido un uacutenico fallo La redundancia puede lograrse por ejemplo mediante la instalacioacuten

de muacuteltiples componentes sistemas o medios alternativos para realizar una funcioacutenrdquo

Los requisitos indispensables para que un buque cuente con un sistema de tales caracteriacutesticas

son los siguientes

- No se produciraacute una peacuterdida de posicioacuten yo de rumbo en caso de que se produzca un

solo fallo en cualquier componente o sistema activo

- Los componentes estaacuteticos comunes pueden aceptarse en sistemas que no afecten

inmediatamente a las capacidades de mantenimiento de la posicioacuten en caso de averiacutea

- Los criterios de fallo incluyen pero no se limitan a cualquier componente o sistema

activo (generadores propulsores cuadros de distribucioacuten redes de comunicacioacuten

vaacutelvulas teledirigidas etc) y cualquier componente normalmente estaacutetico (cables

tuberiacuteas manuales vaacutelvulas etc) que pueden afectar inmediatamente a las

capacidades de mantenimiento de la posicioacuten en caso de fallo

El sistema finalmente seleccionado es (por su uso extendido en buques similares) el

Kongsberg K-Pos DP-21 Se trata de un sistema de posicionamiento dinaacutemico redundante dual

disentildeado con un rango de funcionalidades completo Ademaacutes se trata de un sistema que

satisface las exigencias de la normativa que le es aplicable

Estaacute formado por un controlador dual redundante y dos estaciones de operador

El esquema del sistema es el siguiente

Equipos y servicios

122

Ilustracioacuten 43 Esquema de los elementos del sistema de posicionamiento dinaacutemico Fuente dynamic-

positioningcom

Como se puede comprobar el sistema estaacute formado por

- Dos fuentes de energiacutea o UPS12

- 3 giro compases

- 2 sensores de viento

12 UPS Unit Power of Supply o Unidad de Suministro de Potencia

Equipos y servicios

123

- 2 MRU

- 2 DGPS

- 1 CyScan

El consumo combinado de todos estos equipos se establece en 15 kW

14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de

anclas

Como es loacutegico debido al tipo de buque y a la misioacuten que desempentildea los equipos de remolque

y de manejo de anclas cobran en este caso un papel mucho maacutes importante que en otro tipo

de buques

Se trata de elementos muy voluminosos y pesados por lo que es necesario realizar una buena

aproximacioacuten en cuanto a tales paraacutemetros pues pueden condicionar en gran medida la

estimacioacuten de pesos del presente informe

141 Anchor Handling Towing

Este elemento puede tratarse quizaacute de la unidad maacutes representativa del buque proyecto pues

da nombre a las embarcaciones a cuya clase pertenece Se utiliza tanto en las operaciones de

remolque como de manejo de anclas

En este caso se decide disponer del modelo DTW 45x130 H de la empresa Aksoy Este

modelo cuenta con una capacidad de tiro maacuteximo de 45 toneladas y con una carga de rotura

de 130 toneladas En cuanto a las caracteriacutesticas del cable mencionar que cuenta con un

diaacutemetro de 42 miliacutemetros y una longitud de 1200 metros

El accionamiento de esta unidad es electrohidraacuteulico y el consumo de la unidad puede

estimarse teniendo en cuenta los datos de tiro anteriormente reflejados y que la velocidad de

recogida de anclas es una operacioacuten lenta (debido al peso de las mismas) con valores de

recogida en torno a los 4 metros por minuto De este modo se dispondraacuten 2 motores de una

capacidad miacutenima de

119875 =119865 middot 119881

120578119879=

45 119905 middot 981 1198981199042 middot 4 119898119898119894119899

09 middot 60 119904119898119894119899= 327 119896119882 cong 35 119896119882 Eq 127

Es un elemento que cuenta con un peso de 13 toneladas y que como es loacutegico su ubicacioacuten

maacutes habitual es en crujiacutea

Dispone de un sistema adicional de refrigeracioacuten que se activa automaacuteticamente cuando el

sistema trabaja

Ademaacutes del ldquotowing winchrdquo principal el sistema se complementa de un par de ldquowinchesrdquo

secundarios empleados con cables sinteacuteticos empleados sobre todo en operaciones de agua

ultra profundas

Equipos y servicios

124

142 Rodillo de popa

El rodillo de popa es un elemento indispensable de cara a facilitar las operaciones en cubierta

Estaacute disentildeado para permitir que determinados objetos como pilotes cadenas anclajes o

mangueras sean subidos a bordo causando el menor dantildeo posible a la cubierta del buque

concretamente en la zona de popa

Se trata de un elemento que a simple vista parece fusionado con la estructura y casco del

buque pero que rota sobre su eje horizontal

Cuenta con un eje interno y pasante que se conecta a la estructura del buque Se dispondraacute

ademaacutes de un sistema de medida calibrado que muestre informacioacuten acerca de la longitud de

liacutenea largada en cada momento

Sus dimensiones son las siguientes

- Diaacutemetro 100 mm

- Longitud 6 metros (aproximadamente)

- Carga maacutexima admisible (SWL13) 130 t

143 Shark Jaws y Tow Pins

Como ya se mencionoacute en el Capiacutetulo 3 dentro de la maquinaria de cubierta se incluyen estos

elementos que facilitan las labores relacionadas con el manejo de anclas

Los Tow Pins son simplemente rodillos verticales que sirven como guiacutea para que las cadenas

sigan un camino preestablecido y adecuado Se instalaraacuten un conjunto formado por 2 de estos

elementos con un peso de 19 toneladas y una capacidad maacutexima de trabajo de 268 toneladas

(la capacidad variacutea de manera inversamente proporcional al del aacutengulo de tiro)

13 Safe Working Load o Carga Segura de Trabajo es la fuerza maacutexima de seguridad que sistema de

elevacioacuten puede ejercer para levantar suspender o bajar una determinada masa sin temor a que se

rompa

Equipos y servicios

125

Ilustracioacuten 44 Modelo del conjunto de Tow Pins instalado Fuente kappis-nauticde

En cuanto a los Shark Jaws son dispositivos que fijan la posicioacuten de la cadena en el momento

deseado Cuentan con una carga de trabajo muy elevada

Se trata de elementos retraacutectiles pues una vez terminada la misioacuten se ocultan bajo la cubierta

de trabajo Por lo tanto se destinaraacute un espacio bajo cubierta para alojarlos junto a las bombas

y equipos hidraacuteulicos auxiliares que necesitan La potencia eleacutectrica necesaria para estos

sistemas se estima en 4kW

144 Tugger winches

A ambos lados del Towing Winch se disponen dos Tugger Winches que baacutesicamente

consisten en dos chigres auxiliares de maniobras y que prestan ayuda en las operaciones en

cubierta relacionadas con el manejo de anclas

Se dispone el modelo DRC 10x30H de la firma ldquodatardquo y son dispositivos que cuentan con una

capacidad de 10 toneladas a 15 metros por minuto

La potencia del motor que necesita se estima del siguiente modo

119875119860119877 =119865 middot 119881

120578119879=

10 119905 middot 981 1198981199042 middot 15 119898119898119894119899

09 middot 60 119904119898119894119899= 2725 119896119882 cong 28 119896119882 Eq 128

El peso de cada unidad se estima en 3 toneladas

15 Sistema de alumbrado

Este sistema engloba todos los elementos del buque relacionados con la iluminacioacuten a bordo

del mismo tanto exterior interior como de emergencia

En los tres casos al tratarse de consumidores secundarios se alimentaraacuten a traveacutes de la red

de 230V

Equipos y servicios

126

El objetivo de este apartado es por tanto determinar la disposicioacuten y nuacutemero de elementos

asiacute como la potencia requerida por cada uno de estos tres subsistemas

151 Sistema de alumbrado exterior

El subsistema de alumbrado exterior incluye todos los elementos dispuestos en las zonas

expuestas del buque y los elementos relativos a la ayuda a la navegacioacuten del mismo

Al estar directamente expuestos a condiciones agresivas como son las mariacutetimas han de estar

adecuadamente aislados y protegidos ante agentes como el agua la humedad la corrosioacuten

etc Normalmente se disponen cubiertas de plaacutestico transparentes o transluacutecidas alrededor y

una rejilla alaacutembrica que los proteja de posibles impactos

Por zonas expuestas del buque se entiende cubierta de trabajo exterior y pasillos laterales de

la superestructura y cubierta de proa destinada a los elementos de amarre En cada una de

estas zonas se dispondraacuten los siguientes elementos

- Cubierta de trabajo se dispondraacuten 6 proyectores pivotantes 4 de ellos se ubicaraacuten en

las ldquoesquinasrdquo de la cubierta para alumbrar la zona de trabajo por completo 1 estaraacute

destinado especiacuteficamente a favorecer las operaciones llevadas a cabo por la gruacutea y el

uacuteltimo a favorecer las operaciones relacionadas con las operaciones y equipos de

remolque En total 6

- Exterior y pasillos laterales de la superestructura Se dispondraacuten fluorescentes en la

pared de popa y en los pasillos laterales Se dispondraacuten ademaacutes 2 proyectores ubicados

cerca de los monitores FIFI para permitir la lucha contra incendios en ambientes

nocturnos Por uacuteltimo se antildeadiraacuten 2 proyectores cerca de los elementos de rescate para

facilitar las operaciones en situaciones de baja visibilidad En total 4

- Zona de proa Se dispondraacute un proyector que ilumine los elementos de amarre

principales

Estos proyectores de alta intensidad tienen un consumo de 700 W cada uno y como en total se

dispone de 11 proyectores y 2 fluorescentes (100 Watios cada uno aproximadamente) se

obtiene que la potencia requerida es de 78 kW

En cuanto a las luces de navegacioacuten los consumos son los siguientes

Tabla 4-7 Potencia de las luces de navegacioacuten

Elemento Nordm Potencia individual (W) Total (W)

Luz de tope 1 100 100

Luz de costado 2 100 200

Luz de alcance 1 100 100

Luz de remolque 1 100 100

Luz todo horizonte 1 100 100

Total 600

Como se puede comprobar el consumo total de la iluminacioacuten exterior del buque es de 84 kW

Equipos y servicios

127

152 Sistema de alumbrado interior

Como su propio nombre indica este sistema incluye todos los medios necesarios para iluminar

de un modo adecuado los espacios interiores del buque Estos espacios son los destinados a

la habilitacioacuten a las maacutequinas y a otros servicios

En este caso no se tienen todos los datos necesarios para estimar el consumo de este

subsistema y por lo tanto es necesario recurrir a un meacutetodo distinto El meacutetodo empleado

consiste en estimar los niveles medios requeridos de cada uno de los espacios a iluminar y en

base a los valores obtenidos y en funcioacuten del aacuterea del espacio calcular la potencia necesaria

a disponer de acuerdo a la siguiente expresioacuten

119875 =25 middot 119864119898 middot 119878

120578119871 Eq 129

Donde

- P = potencia consumida (W)

- Em = iluminancia (lux)

- S = superficie del espacio a iluminar (m2)

- 120578119871= rendimiento lumiacutenico (lmW) Depende del tipo de laacutempara o elemento utilizado Se

tomaraacute un valor medio estaacutendar de 75 lmW

Por lo tanto el primer paso es determinar de manera aproximada el aacuterea de los distintos

espacios que conforman el buque Conocido este valor es necesario determinar la iluminancia

media de tales espacios Para ello se recurre a los valores de iluminancia media recomendados

por la sociedad de clasificacioacuten ABS

Tabla 4-8 Iluminancia media en funcioacuten del espacio Fuente ABS

Tipo de local Iluminancia media (lx)

Pasillo interior 110

Escaleras y accesos 110

Camarotes 150

Aseos y servicios 325

Comedor 300

Enfermeriacutea 540

Cocina 540

Maquinaria 200

Oficinas 540

Locales de control 540

Conocidos todos los valores se aplica la foacutermula mostrada en la Eq 129 en cada uno de los

espacios y se obtiene la potencia total como suma de todos ellos

Equipos y servicios

128

Tabla 4-9 Iluminacioacuten interior de los distintos espacios

Cubierta Local Superficie (m2) Iluminancia (lx) Potencia eleacutectrica (W)

Doble fondo

Local Propulsores 567 200 40489

Pasillo 1446 110 5681

Caacutemara de Maacutequinas 16193 200 115664

Sala de Motores 1347 200 9621

Lavanderiacutea 1309 150 7013

Zona de talleres 5985 150 32063

Cubierta principal

Local CO2 938 150 5025

Taller cubierta 427 200 3050

Almaceacuten de cubierta 788 150 4221

Pantildeol de pinturas 398 150 2132

Vestuarios 1258 325 14602

Caacutemara frigoriacutefica 1 957 150 5127

Caacutemara frigoriacutefica 2 725 150 3884

Almaceacutendespensa 927 150 4966

Camarote 1 2263 150 12123

Comedor 7255 300 77732

Cocina 3328 540 64183

Pasillo 1 632 110 2483

Pasillo 2 538 110 2114

Hueco escalera 79 110 3104

Cubierta Acc 1

Sala gen emergencia 988 150 5293

Almaceacuten 623 150 3338

Camarote 1 175 150 9375

Camarote 2 2012 150 10779

Camarote 3 1352 150 7243

Camarote 4 1352 150 7243

Camarote 5 2138 150 11454

Camarote 6 1721 150 9220

Camarote 7 1865 150 9991

Camarote 8 1256 150 6729

Camarote 9 1865 150 9991

Camarote 10 1256 150 6729

Pasillo 1 1113 110 4373

Pasillo 2 359 110 1410

Cubierta Acc 2

Camarote 1 1027 150 5502

Camarote 2 1288 150 6900

Camarote 3 2091 150 11202

Camarote 4 2091 150 11202

Equipos y servicios

129

Cubierta Local Superficie (m2) Iluminancia (lx) Potencia eleacutectrica (W)

Camarote 5 1026 150 5496

Camarote 6 1026 150 5496

Camarote 7 191 150 10232

Oficina 838 300 8979

Pasillo 1205 110 4734

Puente Sala del Puente 14339 540 276538

En total el consumo eleacutectrico del alumbrado interior asciende hasta los 865 kW

153 Sistema de alumbrado de emergencia

Como su propio nombre indica este sistema entraraacute uacutenicamente en funcionamiento en casos

de emergencia Tambieacuten puede darse el caso en el que el buque pierda por unos instantes el

suministro de potencia eleacutectrica conocido como ldquoblack-outrdquo caso en el que el sistema tambieacuten

entrariacutea en funcionamiento

A diferencia de los otros dos sistemas la demanda en este caso es muy inferior pues ha de

dar servicio simplemente a aquellos espacios que garanticen una correcta evacuacioacuten de la

tripulacioacuten embarcada y que permitan al buque mantener unos determinados servicios miacutenimos

como pueden ser el puesto de mando la caacutemara de maacutequinas o las zonas cercanas a los

medios de salvamento

Es habitual determinar el consumo de este sistema como funcioacuten del consumo combinado de

los sistemas de alumbrado exterior e interior anteriormente calculados En este caso se estima

que el consumo de este sistema supondraacute un 15 del consumo del sistema de iluminacioacuten del

buque y que por tanto tomaraacute un valor de

119860119897119906119898119887119903119886119889119900119890119898119890119903119892119890119899119888119894119886 = (119860119890119909119905 + 119860119894119899119905) middot 015 = (84 + 865) middot 015 = 256 119896119882 Eq 130

16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado

En el presente apartado se realizaraacute una estimacioacuten preliminar de las necesidades energeacuteticas

de estos equipos

Este sistema estaacute compuesto por una unidad de ventilacioacuten y de aire acondicionado

denominado HVAC y su misioacuten es conseguir en todo momento una atmoacutesfera respirable

adecuada para cada uno de los espacios del buque independientemente de las condiciones

atmosfeacutericas exteriores

Para conseguir tal atmoacutesfera es necesario renovar el aire del interior de los locales concepto

conocido como renovaciones por hora Estas renovaciones dependeraacuten del local a ventilar y

loacutegicamente de su volumen El valor maacutes comuacuten de estas renovaciones por hora se establece

en 15

Equipos y servicios

130

Por lo tanto en primer lugar se determinaraacuten tanto las renovaciones por hora de los locales

como su volumen

A continuacioacuten es necesario tener en cuenta las temperaturas y humedades medias del

exterior tanto en verano como en invierno Dado que el buque puede operar en cualquier parte

del mundo se toman valores extremos por seguridad

Tabla 4-10 Temperatura y humedad en funcioacuten de la estacioacuten

Estacioacuten T Exterior (ordm) T Interior (ordm) Humedad relativa exterior () Humedad relativa interior ()

Verano 35 22 75 40

Invierno 0 25 55 40

Por uacuteltimo se resumen a continuacioacuten los voluacutemenes de los distintos locales a ventilar desde

el doble fondo hasta la cubierta principal y asiacute sucesivamente

Tabla 4-11 Volumen de los distintos locales a ventilar

Local Volumen (m3) Caudal (m3h)

Cubierta principal 172759 25913

Cubierta de acomodacioacuten 1 75412 11311

Cubierta de acomodacioacuten 2 94821 14223

Cubierta de gobierno 46485 6972

Tope de la cubierta de gobierno 38638 5795

Total 428115 64217

Para calcular la potencia necesaria por el sistema aplicamos la siguiente expresioacuten

119875119907119890119899119905 =119876119907119890119899119905 lowast 100 lowast ∆119875

3600 lowast 120578=

6421720 lowast 100 lowast 002

3600 lowast 07= 5096 119896119882 Eq 131

Donde

- 119860119875 es el incremento de presioacuten generado por la ventilacioacuten entre el interior y el exterior

del buque Se ha tomado un valor del 2

- 120578= rendimiento de los ventiladores

En cuanto al sistema de calefaccioacuten y aire acondicionado el proceso es ligeramente diferente

En primer lugar hay que tener en cuenta que no todo el aire utilizado procede directamente del

exterior sino que una gran parte del mismo se recircula por el interior del buque Este porcentaje

se situacutea por lo general en torno al 60-70 por lo que para el buque proyecto se tomaraacute un 65

Este hecho implica que de todo el caudal que se calculoacute para determinar la potencia del sistema

de ventilacioacuten en el caso de la calefaccioacuten y el aire acondicionado se reduce a

Equipos y servicios

131

119876119890119909119905 = 119876119905119900119905 minus 119876119903119890119888 = 6421720 minus (6421720 lowast 065) = 2247602 1198983ℎ Eq 132

Por lo tanto

119875119860119862 =119876119890119909119905 lowast 120588 lowast 119862119890 lowast ∆119879

3600 lowast 120578=

2247602 lowast 1125 lowast 101 lowast (25 minus (0))

3600 lowast 08= 22169 119896119882 Eq 133

Donde

- 120588 es la densidad del aire

- 119862119890 es el calor especiacutefico tenido en consideracioacuten

- ∆119879 es el incremento de temperatura que el sistema tiene que vencer Se toma la

maacutexima diferencia entre la temperatura interior y la exterior En este caso la primera

corresponde a la temperatura interior en invierno y la temperatura exterior en invierno

- 120578= rendimiento global del sistema

En resumen el sistema conjunto de ventilacioacuten aire acondicionado y calefaccioacuten HVAC tiene

una potencia total de

119875119867119881119860119862 = 119875119881119864119873119879 + 119875119860119862 = 5096 + 22169 = 27265 119896119882 Eq 134

Equipos y servicios

132

Dimensionamiento de la planta propulsora

133

Dimensionamiento de la planta

propulsora

1 Introduccioacuten

En este quinto capiacutetulo se justificaraacute la decisioacuten final del sistema propulsivo y se definiraacuten en

profundidad los equipos y sistemas que conforman la planta propulsora del buque proyecto

En la especificacioacuten de proyecto no se muestra ninguna exigencia relativa al tipo de sistema

propulsivo y por lo tanto seraacute necesario estudiar y comparar entre los distintos medios posibles

para determinar finalmente aquel que se adecuacutee de una mejor manera a las caracteriacutesticas y

peculiaridades del buque

Por lo tanto en primer lugar se llevaraacute a cabo la seleccioacuten de los propulsores principales y

secundarios pues seraacuten los equipos que definan principalmente los requisitos y caracteriacutesticas

de la planta propulsora a instalar

2 Propulsores

Debido a que las misiones de los buques son cada vez maacutes especiacuteficas los sistemas de

propulsioacuten de los mismos han ido evolucionando y hacieacutendose cada vez maacutes sofisticados

En el caso del buque proyecto y debido a que las misiones que realiza son muy concretas la

propulsioacuten principal instalada cobra un caraacutecter fundamental pues ha de permitir al mismo

reaccionar de una manera raacutepida y eficiente ante las inclemencias meteoroloacutegicas a las que

pueda verse sometido en operacioacuten

Ademaacutes debido al tamantildeo y a las formas hidrodinaacutemicas de su carena ciertos sistemas

propulsivos quedan praacutecticamente descartados pues las ventajas que plantean se veriacutean

seriamente mermadas Este es el caso de los propulsores a chorro o waterjets que estaacuten

destinados a embarcaciones mucho maacutes ligeras y de menor tamantildeo y desplazamiento En esta

liacutenea se decide descartar las turbinas pues el reacutegimen de operacioacuten del buque proyecto seraacute

muy constante y la velocidad de crucero reducida

En definitiva tras estos descartes las opciones en cuanto a la propulsioacuten principal se reducen

a 3 baacutesicamente propulsioacuten mediante ejes verticales (Voith Schneider) mediante propulsioacuten

convencional o mediante propulsores azimutales

En cuanto a la propulsioacuten auxiliar o de maniobra las opciones son mucho menores pues

baacutesicamente se dispone de propulsores transversales o en tuacutenel y pequentildeos propulsores de

tipo azimutal

Dimensionamiento de la planta propulsora

134

21 Seleccioacuten de propulsores principales

En base a lo anteriormente establecido se decide recoger de una manera breve las principales

caracteriacutesticas de los sistemas anteriormente citados para despueacutes analizar las ventajas e

inconvenientes de cada uno de ellos de cara a su instalacioacuten en el buque proyecto

Propulsores de ejes verticales

Este tipo de propulsores comuacutenmente conocidos como propulsores Voith-Schneider (por ser

el modelo maacutes extendido) estaacuten formados por un disco o plato giratorio adosado al fondo del

barco y en el cual se instalan una serie de aacutelabes equiespaciados radialmente a lo largo de su

periacutemetro

Ilustracioacuten 45 Propulsor de eje vertical modelo Voith Schneider Fuente wwwvoithcom

Seguacuten De la Calle MJ ldquolos aacutelabes dispuestos verticalmente permiten ademaacutes girar alrededor

de su propio eje de forma que una liacutenea perpendicular a la cuerda de los aacutelabes pasa por un

punto comuacuten de control [hellip] Cada posicioacuten determinada del mencionado punto de control indica

una direccioacuten del empuje merecidordquo

La principal ventaja de estos sistemas es su enorme maniobrabilidad su velocidad de respuesta

y actuacioacuten y su capacidad para variar el empuje raacutepidamente Ademaacutes con dos de estos

propulsores instalados puede crearse una rotacioacuten sin generar una traslacioacuten del buque lo que

en operaciones de aproximamientos a plataformas offshore resulta muy interesante

Sin embargo su eficiencia es reducida y su precio es muy elevado

Dimensionamiento de la planta propulsora

135

Propulsioacuten convencional

Por propulsioacuten convencional se entiende aquella configuracioacuten que combina la heacutelice como

elemento propulsivo y el timoacuten como elemento de gobierno

En este caso la descripcioacuten del sistema se omite pues no se aporta ninguacuten dato nuevo a los

ya comuacutenmente conocidos

En este caso se indicaraacuten brevemente las ventajas e inconvenientes del sistema Sobre el resto

destaca por su configuracioacuten sencilla y su precio reducido ademaacutes permiten al buque alcanzar

grandes velocidades con buenos rendimientos Sin embargo obligan a disponer un eje desde

la heacutelice hasta el motor principal situado en la caacutemara de maacutequinas Este hecho obliga a

modificar la disposicioacuten general enormemente y limita el espacio en popa Por uacuteltimo al estar

formado por numerosos elementos las probabilidades de fallo aumentan y por tanto el

mantenimiento previsto

Ilustracioacuten 46 Esquema tiacutepico de una liacutenea de ejes Fuente wwwricepropulsioncom

Es un tipo de propulsioacuten muy extendido en buques sencillos pero habitualmente descartado en

buques que requieren gran maniobrabilidad y capacidad de posicionamiento dinaacutemico

Propulsioacuten azimutal

Por sistema azimutal se entiende aquel cuya configuracioacuten estaacute basada en la propulsioacuten

convencional es decir consta de una heacutelice como elemento propulsor pero que no dispone de

timoacuten En este caso las heacutelices estaacuten situadas en pods o goacutendolas que las permiten rotar 360

grados con respecto al eje vertical consiguiendo asiacute lograr un empuje en cualquier direccioacuten

haciendo innecesario el uso de timoacuten

Dimensionamiento de la planta propulsora

136

Ilustracioacuten 47 Propulsor azimutal tiacutepico Fuente wwwcomarsecom

Para determinar las principales ventajas e inconvenientes del sistema recurrimos a lo indicado

por Echave D P ldquoComo todo sistema de propulsioacuten el sistema de propulsioacuten azimutal tiene

sus ventajas e inconvenientes entre los que cabe destacar lo siguienterdquo

- El barco puede posicionarse o mantenerse dinaacutemicamente en aguas abiertas

(posicionamiento dinaacutemico (DP)

- Incremento espectacular de la maniobrabilidad del barco

- Posibilidad de girar 360deg sobre su propia longitud

- Incremento de la eficacia respecto a los sistemas tradicionales

- Supone ahorro de espacio trabajo y dinero

- Instalacioacuten flexible en un espacio reducido Construccioacuten modular

- El costo inicial del equipo se ve recompensado por la disminucioacuten de los costes de

construccioacuten y horas de mano de obra de instalacioacuten

Los principales inconvenientes que presenta este sistema vienen reflejados por las goacutendolas

a saber

- La eficiencia del disentildeo es generalmente peor que para los sistemas convencionales

- La masa de los elementos sumergidos es mucho mayor que con los sistemas

convencionales

- El coste tambieacuten es mucho mayor que para un sistema convencional

Dimensionamiento de la planta propulsora

137

- El diaacutemetro maacuteximo de la heacutelice disponible es menor que para los accionamientos

convencionales

Como se puede comprobar este sistema es una evolucioacuten del sistema convencional muy

adecuada para buques de este tipo Su gran maniobrabilidad y la ausencia de liacutenea de ejes

resultan aspectos clave

En definitiva una vez descritas las principales caracteriacutesticas asiacute como las principales ventajas

e inconvenientes de los distintos sistemas se realiza una comparacioacuten entre los mismos para

determinar su idoneidad en cuanto a su instalacioacuten en el buque proyecto

Los criterios tomados son los siguientes

- Maniobrabilidad debido a las operaciones que realiza el buque dotarlo de una buena

maniobrabilidad es fundamental Los distintos sistemas que se analizan dotan al buque

de una mejor o peor maniobrabilidad en funcioacuten de sus caracteriacutesticas y elementos

asociados

- Popularidad este criterio refleja el porcentaje de elementos similares que estaacute instalado

en buques de tamantildeo y funciones similares al buque proyecto Es un criterio muy

relevante pues aporta datos basados en la experiencia

- Velocidad de navegacioacuten en este caso su importancia es mucho menor que otros

criterios pero no puede descuidarse pues reduciraacute los tiempos de duracioacuten de ciertas

operaciones

- Sencillez sistemas con menores elementos tienden a fallar menos Por lo tanto se

buscaraacute dotar al buque de sistemas lo maacutes robustos posibles para reducir lo maacuteximo

posible las labores de mantenimiento asiacute como los elementos de recambio disponibles

a bordo

- Adecuacioacuten al posicionamiento dinaacutemico el sistema finalmente instalado ha de ser

compatible con el sistema de posicionamiento dinaacutemico del buque Ciertos sistemas

permiten una mayor reaccioacuten al variar el empuje raacutepidamente y en cualquier direccioacuten

mientras que otros mezclan elementos fijos con elementos moacuteviles y su capacidad de

reaccioacuten es maacutes limitada (por ejemplo la propulsioacuten convencional)

- Costes de adquisicioacuten y reparaciones en funcioacuten del grado de sofisticacioacuten e innovacioacuten

del sistema los costes variacutean sustancialmente Este aspecto es en ciertos casos

determinante pues afecta notablemente a la especificacioacuten del buque al limitar otras

partidas del mismo

- Capacidad de reducir movimientos de roll este criterio a pesar de ser muy concreto es

muy importante en buques de apoyo a plataformas como es el caso del buque proyecto

En determinadas operaciones el buque ha de ser capaz de mantenerse en unos niveles

de escora reducidos para evitar el movimiento indeseado de elementos y cargas en

cubierta asiacute como en operaciones de aproximacioacuten a plataformas

Dimensionamiento de la planta propulsora

138

- Consumo de combustible como es loacutegico sistemas que conlleven consumos de

combustible muy elevados seraacuten descartados pues la autonomiacutea es un factor

determinante Algunos sistemas presentan niveles de consumo muy reducidos gracias

a procesos de optimizacioacuten de sus elementos

- Interferencias con otros sistemas el sistema ha de ser adecuado para no impedir el

correcto desarrollo de otras operaciones del buque como puede ser el manejo o

remocioacuten de anclas remolque de plataformas etc Es decir el sistema ha de ser flexible

Para comparar de una manera sencilla todos estos criterios se decide plasmarlos en una matriz

de Pugh14 para determinar asiacute cuaacutel de los sistemas analizados es el maacutes adecuado Los criterios

se ordenan en funcioacuten de su importancia y se asigna un valor positivo si el buque cumple el

criterio de manera holgada un valor de ldquosrdquo si se cumple el criterio de manera ajustada y un

valor negativo si el sistema presenta alguna deficiencia a la hora de cumplir con un determinado

criterio El sistema que cuente con una suma de valores positivos ponderada maacutes alta seraacute el

escogido finalmente

Tabla 5-1 Matriz de PUGH realizada para la seleccioacuten del sistema de propulsioacuten

Criterios Peso (1-10) Eje vertical Convencional Azimutal

Maniobrabilidad 10 + s +

Adecuacioacuten al DP 9 + - +

Popularidad 8 - s s

Interferencia con otros sistemas 7 + - +

Consumo de combustible 6 s + s

Coste de adquisicioacuten 5 - + s

Sencillez 4 - + -

Velocidad 3 s + +

Capacidad reducir roll 2 + - -

Positivos 4 4 4

Negativos 3 3 2

Iguales 2 2 3

Peso ponderado de negativos 17 18 6

Peso ponderado de positivos 28 18 29

En este caso se observa que las alternativas de eje vertical y azimutal destacan notablemente

sobre la propulsioacuten convencional Dentro de estas dos la diferencia es miacutenima y en la realidad

14 Matriz de PUGH meacutetodo de toma de decisiones a traveacutes de una matriz inventado por Stuart Pugh Es

una teacutecnica cualitativa utilizada para clasificar las opciones multidimensionales de un conjunto de

opciones (Fuente Wikipediacom) En este caso la matriz empleada se ha ponderado dando mayor

importancia a los criterios que se han considerado maacutes relevantes para este proyecto

Dimensionamiento de la planta propulsora

139

la eleccioacuten depende sobre todo del coste de los equipos y de las preferencias del cliente o

armador

En definitiva se decide dotar al buque proyecto de un sistema de propulsioacuten principal azimutal

22 Propulsores auxiliares

Como ya se comentoacute en el apartado anterior las opciones en cuanto al sistema de propulsioacuten

secundario o de maniobra son maacutes reducidas

En los buques de propulsioacuten convencional los timones son muy efectivos debido a que los

giros cambios de rumbo o maniobra suele realizarse a una velocidad no reducida Sin

embargo en buques como el del proyecto las operaciones maacutes delicadas ocurren a

velocidades muy bajas donde los timones no son capaces de generar un empuje transversal

suficiente Por ello para el buque proyecto se consideraraacuten baacutesicamente dos tipos de

propulsioacuten mediante pequentildeos propulsores azimutales o propulsioacuten mediante heacutelices

transversales en tuacutenel

Propulsores azimutales de proa

Estos elementos son del todo semejantes a los propulsores principales dispuestos en popa

salvo que en este caso el tamantildeo y la disposicioacuten son distintos

Se trata de elementos relativamente pequentildeos pues se ha de llegar a una solucioacuten de

compromiso entre mejorar las operaciones de maniobra de los buques y no aumentar la

resistencia al avance (por obstruir el flujo y por aumentar la resistencia mojada)

El aumento de la maniobrabilidad del buque se debe a que cuando entra en funcionamiento

este elemento se crea un momento en proa que se puede combinar con el generado por los

propulsores de popa haciendo que el buque pueda girar sin desplazarse

Ilustracioacuten 48 Ejemplo de buque con propulsioacuten azimutal en proa Fuente wwwgcaptaincom

Dimensionamiento de la planta propulsora

140

El rendimiento de esta configuracioacuten es excelente aunque quizaacute excesivo para el buque

proyecto Sus operaciones maacutes complejas no requieren de sistemas tan sofisticados que

ademaacutes aumentan considerablemente los equipos auxiliares de control y mantenimiento

requeridos

Propulsores transversales en tuacutenel de proa

Este sistema consiste en una o varias heacutelices montada en el interior de un tuacutenel transversal

realizado en la obra viva del casco Como es loacutegico el tuacutenel se extiende de costado a costado

y la heacutelice se dispone en crujiacutea

El funcionamiento de este sistema es del todo similar al anterior salvo que en este caso los

propulsores no son externos al casco si no que se disponen en su interior Ademaacutes se trata

de sistemas fijos que consiguen las variaciones de empuje mediante el sentido de giro de las

heacutelices Se disponen lo maacutes a proa posible para generar un momento mayor

Para determinar el nuacutemero de heacutelices a instalar recurrimos a las palabras de Creixenti M T

que afirma que ldquoLos barcos mercantes que necesitan potencias elevadas en las heacutelices de proa

se les recomienda utilizar dos propulsores de proa maacutes pequentildeos antes que una heacutelice dos

veces maacutes grande Eacutesta uacuteltima puede reducir el rendimiento en los casos en que el buque tenga

el calado instantaacuteneo muy bajo ya que puede no quedar totalmente sumergidardquo

Ilustracioacuten 49 Ejemplo de heacutelice transversal en tuacutenel Fuente wwwtrasmeshipscom

Como se puede observar en la ilustracioacuten anterior este sistema requiere de medios de

proteccioacuten como son la rejilla exterior y los aacutenodos de sacrificio

El nuacutemero de palas de este tipo de heacutelices suele ser de 4 aunque este valor suele estar

relacionado con el nuacutemero de palas del propulsor principal Debido al hecho de que las heacutelices

pueden girar en ambos sentidos se disentildean simeacutetricas Ademaacutes estas heacutelices suelen ser de

paso fijo pues las de paso variable requieren sistemas de control y mantenimiento mucho maacutes

complejos

Dimensionamiento de la planta propulsora

141

Finalmente teniendo en consideracioacuten lo anteriormente descrito se decide dotar al buque

proyecto de dos heacutelices transversales en tuacutenel

3 Generacioacuten de potencia

Para seleccionar el tipo de planta propulsora a disponer a bordo es necesario primero

determinar la potencia propulsora total pues supondraacute una partida muy importante de los

consumidores eleacutectricos del buque

La generacioacuten de potencia necesaria para mover los propulsores puede realizarse de dos

maneras o bien directamente a traveacutes de motores dieacutesel que accionen directamente a los

propulsores (ademaacutes de accionar a los generadores) o bien de manera eleacutectrica

El criterio para determinar la configuracioacuten de la planta propulsora se basaraacute en dos aspectos

fundamentales el impacto de las necesidades de la planta propulsora sobre los consumos

globales eleacutectricos del buque y las caracteriacutesticas y espacios disponibles en la disposicioacuten

general

Por lo tanto el primer paso es identificar los principales consumidores del buque De manera

muy preliminar estos equipos son

Tabla 5-2 Consumidores principales no asociados a la propulsioacuten

Elemento Potencia (kW)

Motor eleacutectrico bomba FIFI 1100

Heacutelices transversales 800

Gruacutea principal 66

Motores de molinetes 70

Tugger winches 28

Total 2064

Como se puede comprobar simplemente con los valores de los consumidores principales el

valor de la potencia necesaria no dista mucho de la potencia requerida por los propulsores

principales De este modo teniendo en cuenta ademaacutes las ventajas en cuanto a flexibilidad que

la propulsioacuten eleacutectrica ofrece se descarta la propulsioacuten dieacutesel directa y se opta por disponer

una solucioacuten eleacutectrica

Este hecho implica que la caacutemara de maacutequinas se destinaraacute exclusivamente a disponer los

generadores necesarios para abastecer a todos los consumidores del buque alojaacutendose los

motores eleacutectricos de los distintos propulsores en locales independientes situados sobre sendos

propulsores

Dimensionamiento de la planta propulsora

142

Para justificar la seleccioacuten de este tipo de propulsioacuten se antildeaden a continuacioacuten una serie de

ventajas que este tipo de propulsioacuten ofrece seguacuten una referencia especializada del sector15

Estas ventajas son las siguientes

- Rentabilidad de construccioacuten e instalacioacuten

- Flexibilidad de disentildeo que mejore la utilizacioacuten del buque

- Mayor seguridad

- Disponibilidad de sistemas de propulsioacuten y mantenimiento de posicioacuten utilizados para

DP (posicionamiento dinaacutemico)

- Bajo consumo de combustible

- Bajo impacto medioambiental (es decir menores emisiones)

- Mejor entorno de trabajo para la tripulacioacuten

- Coste de mantenimiento reducido

- Facilidad de mantenimiento durante el ciclo de vida del buque

- Facilidad de mantenimiento en la regioacuten de utilizacioacuten a menudo por todo el mundo

- Disponibilidad de repuestos

- Apoyo remoto y de a bordo

- Minimizacioacuten de las limitaciones que llevan a un rendimiento suboacuteptimo

- Minimizacioacuten de efectos adversos sobre otros equipos

En resumen tras todo lo descrito en los apartados previos el buque estaraacute dotado por dos

propulsores azimutales en popa y dos propulsores transversales en tuacutenel en proa (como

propulsioacuten auxiliar) La propulsioacuten seraacute dieacutesel eleacutectrico

4 Descripcioacuten de propulsores principales

Conocidas todas las caracteriacutesticas del sistema se estaacute ya en disposicioacuten de determinar el

modelo de propulsor azimutal seleccionado para la propulsioacuten principal (en popa) y los

propulsores transversales en tuacutenel para la propulsioacuten de maniobra o auxiliar (en proa)

41 Modelo de propulsor principal

Como se pudo comprobar en apartados anteriores es necesario disponer de dos propulsores

azimutales en popa que combinados permitan mover al buque a la velocidad de crucero

esperada

15 Myklebust TA ABB Process Automation Marine Systems Llegar a buen puerto

Dimensionamiento de la planta propulsora

143

En el Capiacutetulo 1 se determinoacute a traveacutes del dimensionamiento y la generacioacuten de alternativas

que la potencia propulsora necesaria ascendiacutea hasta los 276328 kW que se aproximaraacuten en

este caso a los 2800 kW Por lo tanto es necesario disponer en popa de dos propulsores

azimutales de 1400 kW cada uno

Para determinar las caracteriacutesticas fiacutesicas y dimensiones principales de los propulsores es

necesario recurrir a modelos reales de fabricantes concretos En este caso se recurre a tres

de las principales firmas del sector como son Waumlrtsila Schottel y Rolls Royce El criterio de

buacutesqueda es faacutecil pues simplemente se han de encontrar aquellos modelos que sean

azimutales y tengan una potencia miacutenima y lo maacutes cercana posible a los 1400 kW Los modelos

maacutes adecuados de cada una de las tres firmas se muestran en la siguiente tabla junto a sus

principales caracteriacutesticas

Tabla 5-3 Modelos de propulsor azimutal de popa considerados

Firma Modelo Potencia (kW) rpm Oslash (mm) Peso (t) Empuje (t)

Schottel SRP 400 1410 750-1800 2300 20 -

Waumlrtsila WST -16 1400 1000-1200 2000 1705 47

Rolls Royce US 205-P18 1500 750-1800 2200 18 51

Como primera consideracioacuten decide descartarse el modelo de Rolls Royce debido a que los

1500 kW de potencia que presenta su modelo de propulsor pueden resultar excesivos

En segundo lugar entre los dos modelos restantes parece loacutegico seleccionar aquel que facilite

y asegure en la medida de lo posible su adecuacioacuten a la carena del buque Uno de los aspectos

limitantes es el espacio disponible desde la bovedilla16 hasta la liacutenea base En este caso el

hecho de tener modelado el buque en un software 3D hace que la obtencioacuten de tal paraacutemetro

sea muy raacutepida y sencilla Se observa que el huelgo maacuteximo disponible asciende a los 2873

mm valor maacutes que suficiente para cualquiera de los 3 modelos analizados

16 Bovedilla La parte inferior y maacutes inclinada de la popa Fuente wwwdiccionario-nauticocom

Dimensionamiento de la planta propulsora

144

Ilustracioacuten 50 Obtencioacuten del huelgo disponible en popa

En este aspecto el modelo idoacuteneo es claramente el WSTndash16 de la firma Waumlrtsila pues el

diaacutemetro de la heacutelice es de uacutenicamente 2000 mm

El siguiente factor que puede resultar limitante es el del peso del sistema Coacutemo es loacutegico

sistemas maacutes livianos son preferibles pues facilitan cualquier operacioacuten que realice el

propulsor asiacute como las posibles tareas de mantenimiento que lleve asociadas Ademaacutes los

esfuerzos locales en la zona de popa seraacuten menores y consecuentemente el reforzado de

dicha zona seraacute inferior haciendo que el peso de la estructura se rebaje

En cuanto a este criterio tambieacuten resulta maacutes adecuado el modelo WST-16

Teniendo en consideracioacuten lo anteriormente expuesto se decide disponer en el buque del

modelo WST-16 de Waumlrtsila cuyas especificaciones completas se encuentran en el 0

Dimensionamiento de la planta propulsora

145

Ilustracioacuten 51 Propulsor azimutal de popa Modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom

Como se puede comprobar en la ilustracioacuten superior este modelo lleva una tobera incorporada

para mejorar la potencia desarrollada a punto fijo por el buque durante las operaciones de

remolque A pesar de que este elemento hace que el rendimiento del propulsor disminuya en

navegacioacuten el aumento de empuje que aporta durante las operaciones de remolque hace que

merezca la pena en gran medida Se observa de manera muy clara la configuracioacuten en ldquoZrdquo con

un eje horizontal de entrada un eje vertical que atraviesa el casco y un eje de salida de nuevo

horizontal

Las dimensiones globales de este modelo son las siguientes

Dimensionamiento de la planta propulsora

146

A (mm) OslashB (mm) D (mm)

2000 2400 2800

Ilustracioacuten 52 Dimensiones del modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom

42 Disposicioacuten de los propulsores principales

Una vez se ha seleccionado el modelo final de los propulsores principales de popa se procede

a su implantacioacuten en el modelo 3D del buque proyecto Este paso se realiza para comprobar

que las dimensiones obtenidas son coherentes y proporcionadas con el tamantildeo del buque

Ademaacutes es necesario comprobar que los huelgos bajo la bovedilla y con respeto a la quilla de

popa son suficientes en todo momento

El primer paso es obtener un modelo en 3D del propulsor azimutal escogido A pesar de que

normalmente son las propias firmas las que ceden estos modelos en este caso no fue posible

obtenerlo Llegados a este punto se abriacutean dos caminos o bien disentildear el modelo directamente

a partir de los planos proporcionados por el fabricante o bien obtener un modelo estaacutendar de

propulsor azimutal (similar al seleccionado) y adecuar sus formas y principales paraacutemetros

Finalmente se determinoacute que el tiempo y esfuerzo necesarios para modelar un propulsor

azimutal desde cero era excesivo y que al fin y al cabo simplemente se necesitaba una

aproximacioacuten del modelo Por lo tanto se recurrioacute a uno de los modelos disponibles en la web

concretamente en el repositorio de archivos ldquoGrabcadrdquo y se modificoacute y adecuoacute a las

dimensiones presentes en la especificacioacuten del modelo

Se ha comprobado que tanto los huelgos respecto a la bovedilla como el espacio entre los

propulsores y la quilla asiacute como la propia separacioacuten entre los propulsores es suficiente

43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares

Una vez determinado que se instalaraacuten dos propulsores auxiliares en tuacutenel en proa

simplemente es necesario determinar la potencia de cada uno de ellos

La normativa establece que se ha de disponer de al menos dos propulsores para evitar que en

caso de fallo de uno de los dos el buque se quede con la mitad del margen de maniobra en

proa situacioacuten que puede ser muy delicada

Dimensionamiento de la planta propulsora

147

Debido a que todaviacutea no se ha realizado el anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento

dinaacutemico en este apartado se estableceraacute de manera preliminar la potencia de los propulsores

de proa en base a la potencia de los propulsores de popa La relacioacuten entre ambos se establece

en 13 siendo menor la potencia de los propulsores auxiliares Esta relacioacuten se ha obtenido en

base a los datos obtenidos de buques similares puesto que la mayoriacutea cuentan con clase DP2

dimensiones y funciones similares

Por lo tanto dado que los propulsores de popa cuentan con una potencia de 1400 kW los

propulsores auxiliares de proa contaraacuten con una potencia de

119875119901119903119900119901119886119906119909119909 =1400

3= 46666 119896119882 cong 500 119896119882

Eq 135

Determinada la potencia de ambos propulsores se determina el modelo y dimensiones del

propulsor Como es loacutegico se recurre de nuevo a la firma seleccionada para los propulsores de

popa Waumlrtsila De todos los modelos que ofrece se selecciona el CTFT 125H Este modelo

cuenta con las siguientes caracteriacutesticas principales

Tabla 5-4 Dimensiones del propulsor de proa

Modelo Potencia Diaacutemetro

(mm) Longitud

(mm) Peso (kg)

Frecuencia (Hz)

rpm

CTFT 125 H 501 kW 1250 1550 2820 50 1480

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de este tipo de propulsores

Ilustracioacuten 53 Modelo representativo de los propulsores transversales Fuente wwwwartsilacom

Dimensionamiento de la planta propulsora

148

5 Disposicioacuten de los propulsores

Una vez seleccionados los propulsores principales y auxiliares del buque ya puede procederse

a su disposicioacuten en el mismo

En cuanto a los propulsores principales de popa se dispondraacuten sobre la liacutenea de crujiacutea y en la

cuaderna 0 como es loacutegico La separacioacuten entre ambos es de 688 metros puesto que ambos

se situacutean en la mitad de la semimanga Esta distancia se ha tratado de maximizar en la medida

de lo posible pues cuanto maacutes separados esteacuten los propulsores de crujiacutea mayor momento

conseguiraacuten Sin embargo una distancia excesiva podriacutea conllevar caiacutedas de rendimiento pues

las formas de la carena hacen que el flujo de agua sea maacutes uniforme en las proximidades de

crujiacutea

La separacioacuten del punto maacutes bajo de los propulsores con la liacutenea base asciende hasta los 210

miliacutemetros distancia maacutes que suficiente para evitar cualquier tipo de problema y de nuevo

permanecer en las zonas oacuteptimas de flujo

En la misma liacutenea se ha comprobado que la distancia del punto maacutes a proa de los propulsores

con el casco y quillote es maacutes que suficiente

Ilustracioacuten 54 Disposicioacuten de los propulsores principales de popa sobre el buque

En cuanto a los propulsores auxiliares de proa se muestra a continuacioacuten una tabla resumen

con la disposicioacuten de los mismos Para diferenciarlos se denominaraacute propulsor nordm1 al situado

maacutes a popa de los dos y consecuentemente propulsor nordm2 al situado maacutes a proa

Dimensionamiento de la planta propulsora

149

Tabla 5-5 Disposicioacuten de los propulsores de proa

Propulsor Cuaderna Altura

Propulsor nordm1 67 1465 mm

Propulsor nordm2 71 1465 mm

La separacioacuten miacutenima entre ambos asciende hasta los 1140 miliacutemetros

Ilustracioacuten 55 Disposicioacuten de los propulsores principales de proa sobre el buque

Dimensionamiento de la planta propulsora

150

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

151

Dimensionamiento de la planta

eleacutectrica

1 Introduccioacuten

El presente capiacutetulo es de vital importancia para el correcto funcionamiento del buque proyecto

Como ya se determinoacute en el capiacutetulo anterior el buque contaraacute con propulsioacuten eleacutectrica

destinaacutendose principalmente la caacutemara de maacutequinas a la generacioacuten de energiacutea eleacutectrica

En este caso la notacioacuten de clase DYNAPOS AMAT va acompantildeada de una serie de

exigencias que influiraacuten de manera considerable en la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

eleacutectrica como por ejemplo disponer de dos cuadros eleacutectricos principales

Con todo lo anterior el primer paso consistiraacute en dimensionar la caacutemara de maacutequinas Como

es loacutegico se empezaraacute seleccionando los equipos maacutes voluminosos que puedan condicionar

el resto de la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas Estos equipos son los grupos generadores

encargados de abastecer de energiacutea eleacutectrica al resto de los consumidores Por lo tanto para

dimensionarlos es necesario realizar un balance eleacutectrico que incluya la potencia individual el

nuacutemero y el reacutegimen de funcionamiento de cada uno de ellos en funcioacuten de las distintas

situaciones de carga las cuales se describiraacuten a continuacioacuten

Para el desarrollo de las distintas operaciones que el buque ha de realizar la planta eleacutectrica

del mismo ha de asegurar una respuesta raacutepida y flexible en todo momento Como es loacutegico

la demanda de potencia de los consumidores no es uniforme si no que variacutea en funcioacuten del tipo

y tamantildeo de estos Ademaacutes dependiendo de la operacioacuten o misioacuten el reacutegimen de

funcionamiento de tales consumidores variaraacute Ademaacutes hay consumidores que uacutenicamente

actuacutean en determinadas ocasiones muy especiacuteficas dando lugar a determinados escenarios o

situaciones de carga muy concretas pero que es necesario estudiar

En definitiva en primer lugar se analizaraacute la distribucioacuten de energiacutea eleacutectrica (tipo de corriente

tensioacuten y frecuencias) en el buque y se describiraacute la estructura o arquitectura del sistema

Finalmente se realizaraacute el balance eleacutectrico del buque determinando por cada uno de los

consumidores su potencia unitaria nuacutemero rendimientos aplicables potencia real o

demandada y el factor de potencia

2 Situaciones de carga

Las situaciones de carga a considerar variacutean en funcioacuten del tipo de buque puesto que algunas

son demasiado especiacuteficas como para extenderse a la totalidad de los mismos En el caso que

se estaacute estudiando un buque supply con capacidad de posicionamiento dinaacutemico y capacidad

de lucha contra incendios se estudiaraacuten las siguientes condiciones de carga

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

152

- Navegacioacuten esta situacioacuten representa los consumos del buque cuando se encuentra

en condiciones normales de navegacioacuten como por ejemplo el trayecto entre el puerto y

una plataforma cualquiera

- Remolque y manejo de anclas esta situacioacuten recoge los consumos del buque durante

una operacioacuten tiacutepica como puede ser el aproximamiento a una plataforma o bien durante

la recogida o manejo de anclas En ambos casos se requiere el uso del DP y los equipos

de cubierta

- Operacioacuten contra incendios como su propio nombre indica esta situacioacuten refleja los

consumos del buque cuando opere sofocando incendios del exterior Se tendraacute en

cuenta tambieacuten que durante esta operacioacuten el buque pueda estar haciendo uso del

sistema DP

- Puerto en esta situacioacuten el buque se encuentra atracado en puerto y uacutenicamente hace

uso de determinados equipos esenciales Como es loacutegico mientras el buque se

encuentre en puerto los equipos destinados a la propulsioacuten no estaraacuten funcionando

- Emergencia esta situacioacuten de carga se da cuando los generadores principales del

buque no estaacuten disponibles y los equipos y servicios esenciales son abastecidos por el

generador de emergencia

Como se puede comprobar se ha decidido no incluir la condicioacuten de maniobra en el anaacutelisis

pues esta condicioacuten es del todo similar a la del buque realizando operaciones de manejo de

anclas siendo la segunda maacutes restrictiva al tener activo el sistema de DP

3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica

En el presente apartado se daraacute una visioacuten global de los distintos paraacutemetros que caracterizan

a la planta eleacutectrica instalada en el buque Los factores maacutes caracteriacutesticos de una planta

eleacutectrica son tipo de corriente empleado la tensioacuten y la frecuencia seleccionadas la tipologiacutea

de las redes etc

31 Tipo de corriente

Dentro de los tipos de corriente las opciones se reducen baacutesicamente a dos corriente continua

(flujo de cargas invariantes con el tiempo) y corriente alterna (su magnitud y direccioacuten variacutean

ciacuteclicamente)

Si se combinan tres corrientes alternas o fases con la misma frecuencia y amplitud y que esteacuten

desfasadas 120ordm se obtiene la denominada corriente alterna trifaacutesica Este tipo de corriente

seraacute el instalado a bordo del buque debido a las numerosas ventajas que ofrece con respecto

al resto de configuraciones Seguacuten [Zebensuiacute P C 2012] algunas de estas ventajas son

- Posibilidad de conectarse a la red de puerto

- Mayor robustez menor coste mantenimiento maacutes sencillo y menor peso y empacho de

los motores y generadores

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

153

- Permiten el uso de tensioacuten maacutes elevada por lo que se puede ahorrar en cobre a ser la

seccioacuten de los conductores menor

- En general la tripulacioacuten conoce con maacutes profundidad estos equipos por lo que la

fiabilidad en el mantenimiento que realizan es mayor

- No exigen un control tan elevado de la velocidad de reacutegimen

No obstante en un sistema de corriente alterna trifaacutesico hay que tener en cuenta las tensiones

diferentes que existen y su relacioacuten En este caso se opta por disponer las tres fases con el

neutro aislado debido a su mayor seguridad

32 Tipo de tensioacuten y frecuencia

El motivo fundamental por el que se decide disponer de un tipo de tensioacuten y de frecuencia en

los buques y no otro depende de la corriente empleada en los puertos de los distintos paiacuteses

en los que el buque tiene previsto atracar con mayor frecuencia

Por ejemplo en los paiacuteses de Europa la tensioacuten empleada es de 380 V a una frecuencia de 50

Hz y sin embargo en EE UU la tensioacuten empleada es de 440 V y 60 Hz

En este caso el buque estaacute proyectado para operar en aguas americanas luego por tanto se

decide dotarlo de una corriente con una tensioacuten de 440 V y a una frecuencia de 60 Hz

Para permitir que el buque pueda realizar tambieacuten misiones especiacuteficas en Europa se instalaraacute

un convertidor de frecuencia

33 Redes fundamentales

Loacutegicamente las tensiones y frecuencias seleccionadas tienen valores normalizados Los

niveles que se estaacuten manejando en este proyecto corresponden todos al nivel de baja tensioacuten

(pues son inferiores a los 500 V que marcan el inicio de media tensioacuten) Dentro de este nivel se

manejan tres redes fundamentales

- Red de fuerza con valores de 440 V y 60 Hz es la encargada de abastecer

eleacutectricamente a los consumidores de mayor potencia como pueden ser los propulsores

principales los propulsores transversales la bomba del sistema FIFI etc

- Red de alumbrado con valores de 230 V y 60 Hz es la encargada de abastecer a los

consumidores secundarios del buque como puede ser el alumbrado sistemas

electroacutenicos etc

- Red especial para abastecer a los consumidores maacutes pequentildeos del buque como

pueden ser las luces de navegacioacuten y sentildeales aparatos de comunicacioacuten y radio etc

esta red necesita corriente continua a 24 V Por ello es necesario disponer de

transformadores adecuados que modifiquen la corriente suministrada por los

generadores Esta energiacutea es suministrada por medio de acumuladores o bateriacuteas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

154

34 Transformadores

Para conseguir el aumento o disminucioacuten de tensioacuten entre las distintas redes eleacutectricas es

necesario disponer de transformadores trifaacutesicos

En este caso seraacute necesario disponer de transformadores entre las redes de fuerza y de

alumbrado y entre la red de alumbrado y la red especial En concreto entre la red de alumbrado

y la red especial se dispondraacute un rectificador pues la corriente a 24V no es alterna sino

continua

35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten

De acuerdo con la funcioacuten de los distintos equipos que conforman la planta eleacutectrica del buque

se puede establecer una clasificacioacuten en funcioacuten de la jerarquiacutea de estos

De esta manera se entiende que la planta generadora del buque se subdivide en

- Planta principal es la que se encuentra en funcionamiento en condiciones normales del

buque Estaacute formada por los generadores principales necesarios para abastecer a los

distintos consumidores dispuestos a bordo del buque Estaacute en cierto modo sobre

dimensionada de tal manera que si uno de los generadores falla el buque no vea

mermada su capacidad de operacioacuten

- Planta auxiliar o de emergencia como su propio nombre indica esta planta uacutenicamente

entraraacute en funcionamiento en caso de emergencia o lo que es lo mismo si falla la planta

principal En este caso estaacute formada por un uacutenico generador (de menor tamantildeo que los

principales) que abastece a un nuacutemero concreto de consumidores como son el

alumbrado de emergencia las luces de navegacioacuten los sistemas de comunicaciones y

radio bombas contra incendios etc

- Planta o fuente transitoria dispuesta a bordo uacutenicamente si la planta de emergencia no

entra en funcionamiento de manera automaacutetica tras fallo de la planta principal Estaacute

compuesta por una serie de acumuladores o bateriacuteas que permiten abastecer a una

serie de equipos miacutenimos (luces de evacuacioacuten luces de emergencia etc) durante un

periodo (breve) de tiempo suficiente como para arrancar el generador de emergencia

- Planta de reserva por uacuteltimo el buque dispondraacute de una planta de reserva que garantice

unos servicios eleacutectricos miacutenimos en caso de peacuterdida total o ldquoblack-outrdquo Esta planta ha

de ser capaz de mantener al buque en tales servicios durante el tiempo necesario hasta

que se active la planta transitoria o de emergencia

36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten

Una vez que se conoce coacutemo se genera la energiacutea eleacutectrica a bordo del buque es necesario

describir brevemente coacutemo eacutesta se distribuye a lo largo del mismo para llegar desde los

generadores a cada uno de los consumidores

Existen diversas tipologiacuteas de redes de distribucioacuten a bordo como pueden ser la red en liacuteneas

abiertas la red en anillo cerrado o red en derivaciones sucesivas o en aacuterbol De entre todas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

155

estas se escogeraacute la uacuteltima por ser la que mejor se adecua a la planta eleacutectrica dispuesta a

bordo

Para definir esta tipologiacutea se recurre de nuevo a la referencia [20] que describe esta tipologiacutea

del siguiente modo ldquodistribucioacuten de sistemas en aacuterbol desde el cuadro principal Desde el

cuadro principal salen algunas liacuteneas que a su vez se conectan a cuadros primarios o grandes

terminales (motores) y a su vez de eacutestos uacuteltimos cuadros salen varias liacuteneas hacia cuadros

secundarios y asiacute consecutivamente seguacuten las necesidades del buque o la instalacioacutenrdquo Su

disentildeo jeraacuterquico y sencillo son sus principales bazas

En definitiva la red de distribucioacuten se dividiraacute en dos cuadros principales a 440 V

Los principales consumidores iraacuten directamente acoplados a la red la cual mediante

transformadores se llevaraacute a otros dos cuadros de 230 V y asiacute abastecer a los consumidores

medios

Por uacuteltimo existiraacute un cuadro de emergencia situado fuera de la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

concretamente junto al generador de emergencia

4 Principales Consumidores

Para realizar el balance eleacutectrico del buque es necesario realizar una clasificacioacuten de todos los

consumidores que lleva a bordo En algunos casos concretamente en los consumidores de

mayor tamantildeo es muy faacutecil conocer o estimar su consumo eleacutectrico Sin embargo en

consumidores maacutes pequentildeos es maacutes complicado y por lo tanto es necesario agruparlos y

estimar el consumo combinado

En el Capiacutetulo 4 simplemente se obtuvo la potencia mecaacutenica de los equipos pero no la

potencia del motor eleacutectrico que llevan asociado Por lo tanto en este capiacutetulo se ha de antildeadir

un rendimiento adicional que equivale al rendimiento eleacutectrico de tales motores Ademaacutes en

los equipos que vayan conectados a la red de alumbrado y no directamente a la red de fuerza

se aplicaraacute un rendimiento debido al transformador necesario para pasar de los 440 V a los 230

V a los que van conectados

Un buen punto de partida es ordenar los consumidores en funcioacuten de su importancia en el

buque es decir en funcioacuten de si son servicios prescindibles o no De acuerdo con esta

clasificacioacuten los consumidores se ordenariacutean en

- Servicios esenciales aquellos que son necesarios para que el buque realice su misioacuten

y mantenga unos niveles de propulsioacuten y habitabilidad adecuados

- Servicios no esenciales sistemas o equipos que mejoran las prestaciones del buque y

permiten que su misioacuten se realice y lleve a cabo de la manera inicialmente prevista

- Servicios de emergencia aquellos que uacutenicamente entran en servicio en caso de que

ocurra alguacuten imprevisto y fallen los medios de generacioacuten de emergencia principales

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

156

A pesar de ser una clasificacioacuten muy acertada en este caso es preferible establecer la

clasificacioacuten en funcioacuten del sistema al que dan servicio cada uno de los consumidores pues en

el Capiacutetulo 4 ya se organizaron de tal modo

Dentro de cada uno de estos grupos se indicaraacuten los equipos y servicios que incluyen asiacute

como la red eleacutectrica (fuerza alumbrado) a la que estaraacuten conectados

Sin embargo algunos de los sistemas anteriores dependen de los grupos generadores

seleccionados y a su vez estos dependen de los primeros Loacutegicamente uno depende del otro

y por lo tanto es necesario estimar uno de los dos Como en la base de datos se tiene

informacioacuten suficiente se decide estimar el consumo de los sistemas de combustible sistemas

de refrigeracioacuten sistemas de lubricacioacuten sistemas de aire comprimido de arranque ventilacioacuten

etc y cuando se conozca el motor dieacutesel asociado a los generadores principales calcular el

valor real de tales sistemas comprobando que el valor previamente estimado era adecuado o

no En caso de no serlo se repetiraacute el proceso hasta que se llegue a una solucioacuten oacuteptima

Teniendo en consideracioacuten todo lo anteriormente descrito se puede establecer ya una

clasificacioacuten de los distintos consumidores a bordo del buque

Tabla 6-1 Principales consumidores eleacutectricos del buque

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 80 81 230

Alumbrado interior 1 098 88 90 230

Luces de emergencia 1 098 26 27 24

Luces de navegacioacuten 1 098 06 06 24

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 10 10 230

Bocina 2 098 03 03 230

Comunicacioacuten externa 1 098 31 31 24

Comunicacioacuten interna 1 098 26 26 230

Equipos de navegacioacuten 1 098 41 42 24

Sistema DP 1 098 15 16 230

Locales

Equipos de cocina 1 098 408 416 230

Gambuzas 1 098 306 312 230

Lavanderiacutea 1 098 224 229 230

Taller eleacutectrico 1 098 153 156 230

Taller mecaacutenico 1 098 51 52 230

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 357 364 440

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 41 42 440

Gruacutea 1 094 702 747 440

Cabestrante 2 098 276 281 440

Molinete de fondeo 2 098 186 190 440

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

157

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Pescante lancha 1 092 98 106 230

Tugger winches 2 098 571 583 440

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 129 131 440

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 112 115 440

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal

2 098 135 137 440

Motor de giro azimutal 2 094 234 249 440

Propulsor azimutal 2 098 28571 29155 440

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 10224 10433 440

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 45 46 440

Bomba aguas grises 1 098 18 18 440

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 15 16 440

Bomba refrig agua dulce 3 098 153 156 440

Bomba refrig agua salada 3 098 459 469 440

Bomba rociadores acom 1 098 235 239 440

Bomba rociadores CM 1 098 153 156 440

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 378 385 440

Bomba trasiego aceite 2 098 41 42 440

Bomba trasiego combustible 2 098 51 52 440

Bombas FIFI 1 098 11224 11454 440

Calentador agua sanitaria 1 098 224 229 440

Calentadores combustible 2 098 510 521 440

Compresor aire arranque 2 098 100 102 230

Compresor serv generales 2 098 50 51 230

Esterilizador UV agua dulce 1 098 13 14 230

Generador de agua dulce 1 095 105 111 230

Sistema tratamiento lastre 1 098 347 354 230

HVAC 1 098 2262 2308 440

Separador de combustible 2 098 27 27 230

Separador sentinas 1 098 38 39 230

Separadora aceite lubricante 1 098 20 21 230

Ventilador aseos 1 098 06 06 440

Ventilador cocina 1 098 07 07 440

Ventilador local de cuadros 1 098 31 31 440

Ventilador local propulsores popa 1 098 13 14 440

Ventilador local propulsores proa 1 098 13 14 440

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 30 306 440

Ventiladores emergencia 1 098 31 31 440

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

158

Como se puede comprobar aparecen determinados elementos destacados pues son los

elementos cuyos consumos se han estimado y que conocidos los generadores y motores dieacutesel

instalados habraacute que confirmar

5 Balance eleacutectrico preliminar

El balance eleacutectrico no es maacutes que un resumen de los consumos de los distintos equipos

durante unas determinadas situaciones de carga seguacuten las cuales estos consumidores

requieren de una mayor o menos potencia

Como no es un proceso exacto pues los consumos y rendimientos variacutean ligeramente es

necesario realizar una estimacioacuten personal es decir que depende de la experiencia y habilidad

del proyectante para determinar cuaacutenta cantidad de la potencia disponible estaacute empleando

cada uno de los consumidores

Para una mejor comprensioacuten del proceso llevado a cabo en este apartado es necesario

describir de un modo conciso un par de paraacutemetros que condicionan el balance final

El primero de ellos es el denominado factor de simultaneidad o ldquoKnrdquo Este paraacutemetro determina

cuaacutentos de los consumidores de un mismo tipo estaacuten funcionando a la vez por cada situacioacuten

de carga Es decir es un cociente que muestra la relacioacuten entre los consumidores empleados

y los disponibles Puede tomar un valor entre 0 y 1

El siguiente factor es el denominado factor de servicio y reacutegimen o ldquoKsrrdquo Este paraacutemetro indica

a que porcentaje de la carga total estaacute funcionando cada uno de los consumidores empleados

(valor medido por el coeficiente de simultaneidad) durante el tiempo que estos esteacuten

funcionando Su valor situado entre 0 y 1 es el producto ente los factores de servicio (fraccioacuten

de tiempo que el consumidor funciona para una determinada situacioacuten de carga) y el factor de

reacutegimen (porcentaje del total de potencia al que funciona)

Para que las estimaciones sean lo maacutes acertadas posible se recurre a los numerosos recursos

web pues la cantidad de buques realizados en proyectos similares supone una ingente base

de datos

A pesar de que existen distintas maneras de realizar el balance eleacutectrico en este caso se ha

creiacutedo conveniente realizarlo de acuerdo con el modelo claacutesico Esto implica que al tratarse de

un balance eleacutectrico preliminar (pues se han estimado algunos de los equipos y sistemas que

aparecen en la Tabla 6-1) no sea necesario tener en cuenta el factor de potencia de los distintos

elementos y por ende obtener la potencia activa y reactiva para cada situacioacuten de carga El

proceso es del todo similar al claacutesico

A continuacioacuten se muestra el resultado final del balance eleacutectrico Simplemente se muestra

una tabla resumen pues el balance completo es extenso y se podraacute consultar en el Anexo 3

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

159

Tabla 6-2 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Potencia (kW) 24733 37253 39372 1704 813

Como se puede comprobar efectivamente las condiciones en las que el DP se ve involucrado

son las maacutes exigentes Concretamente la situacioacuten en la que se combina con los monitores

FIFI es la maacutes exigente

Como es loacutegico la diferencia en cuanto a la potencia requerida entre las situaciones de Puerto

y Emergencia y el resto es notable En este caso y siguiendo la praacutectica habitual se dispondraacute

un generador maacutes pequentildeo que los principales para abastecer al buque en estas dos

condiciones

6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos

Una vez determinada la potencia requerida en cada una de las situaciones de carga se procede

a determinar el nuacutemero y potencia unitaria de cada uno de los generadores que se instalaraacuten a

bordo

Para tal seleccioacuten es necesario tener una serie de consideraciones previas

- Los generadores han de trabajar en la medida de lo posible a unos rendimientos altos

Estos rendimientos deben oscilar entre el 70-95 En casos puntuales sus

rendimientos pueden presentar picos o bien muy altos o bien muy bajos

- El tamantildeo de los generadores ha de ser limitado pues han de situarse en la caacutemara de

maacutequinas en la cual es espacio disponible es limitado Ademaacutes han de tenerse en

cuenta las limitaciones que establece el fabricante en cuanto a la instalacioacuten aacuterea libre

entre motores y mamparos y desmontaje (vertical) de cilindros

- Las emisiones de los motores El convenio que regula las emisiones es el MARPOL y

de todos los anexos se prestaraacute especial atencioacuten al anexo VI En tal documento se

establece literalmente ldquola reduccioacuten progresiva de las emisiones de NOx de los motores

dieacutesel marinos instalados en buques con un liacutemite de emisioacuten del Nivel II para los

motores instalados en buques construidos el 1 de enero de 2011 o posteriormente y

un liacutemite de emisioacuten maacutes estricto correspondiente al Nivel III para los motores

instalados en buques construidos el 1 de enero 2016 o posteriormente que naveguen

en las ECA17 (zona de control de las emisiones de Norteameacuterica y zona de control de

las emisiones del mar Caribe de los Estados Unidos)rdquo Por lo tanto como estaacute previsto

que el buque opere en aguas de los Estados Unidos que son en la mayoriacutea zonas ECA

los motores que se instalen deberaacuten cumplir como en anteriormente referido Nivel III

17 ECA Emission Control Area zonas de control de las emisiones Si se controlan en concreto las emisiones de sulfuro pasan a denominarse SECA (Sulphur Emission Control Area)

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

160

Teniendo en consideracioacuten todas las premisas anteriores y despueacutes de haber analizado los

generadores disponibles de las principales firmas navales (Caterpillar Waumlrtsila Rolls Royce

Man etc) se decide instalar los grupos generadores ofrecidos por MAN pues sus potencias

tamantildeos y emisiones se adecuan mejor que las de los motores ofrecidos por el resto de las

firmas

61 Grupos generadores principales

Analizando los resultados del balance eleacutectrico (ver Tabla 6-2) se determina que el modelo de

grupo generador maacutes adecuado es el L2330H Mk2 de 1136 kW y 8 cilindros

En primer lugar se comprueba que los regiacutemenes de funcionamiento resultantes para las tres

primeras18 situaciones de carga de navegacioacuten maniobra + DP y FIFI + DP son adecuados

Tabla 6-3 Regiacutemenes de funcionamiento de los generadores principales por situacioacuten de carga

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP

Potencia necesaria (kW) 24733 37253 39372

Potencia disponible (kW) 3408 4544 4544

Reacutegimen 726 820 866

Para el caso de navegacioacuten es necesario disponer de tres de los cuatro generadores a bordo

pues combinados generan una potencia de 3408 kW En cuanto a las situaciones de manejo

de anclas + DP y FIFI+DP es necesario disponer de los cuatro generadores que combinados

generan una potencia de 4544 kW

Graacuteficamente

18 Simplemente se analizan las tres primeras situaciones de carga pues los dos restantes (Puerto y Emergencia) se estudiaraacuten cuando se defina el generador de emergencia

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

161

Ilustracioacuten 56 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga

Del graacutefico superior se pueden extraer las siguientes conclusiones y comentarios

- Los datos mostrados en columnas representan de izquierda a derecha los valores

maacuteximos de potencia que pueden dar 3 generadores principales (3408) 4 generadores

principales (4544) y el valor maacuteximo que puede dar el generador de emergencia (200)

- En el caso de la condicioacuten de navegacioacuten no es necesario que funcionen los 4

generadores principales si no que con 3 es suficiente

Las caracteriacutesticas principales del generador seleccionado son las siguientes

Tabla 6-4 Caracteriacutesticas principales del grupo generador principal

Modelo Cilindros Potencia por cilindro (kW) Potencia total (kW) rpm

L2330H Mk 2 8 142 1136 720

A continuacioacuten se ha de comprobar que el modelo tiene unas dimensiones adecuadas para el

espacio disponible en la caacutemara de maacutequinas

3408

4544 4544

200 200

2 473

3 7253 937

170 81

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Po

ten

cia

(kW

)POTENCIA EN FUNCIOacuteN DEL CASO DE CARGA

Valor maacuteximo Valor obtenido

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

162

Ilustracioacuten 57 Dimensiones del grupo generador principal Fuente wwwenginesmaneu

En la ilustracioacuten anterior en su parte superior derecha las letras P y Q hacen referencia al aacuterea

libre entre motores y a la separacioacuten miacutenima entre motores respectivamente La primera toma

un valor de 600 mm en manga y 2000 mm en altura mientras que la segunda toma un valor de

2250 mm

62 Grupo generador de emergencia

Del mismo modo que en el caso de los generadores principales se definiraacute a continuacioacuten el

grupo generador de emergencia que se ha seleccionado

A las premisas anteriormente mencionadas hay que antildeadir el hecho de que este generador ha

de separarse fiacutesicamente de los principales a ser posible en un local de emergencia separado

y situado por encima de la cubierta de francobordo Ha de contar ademaacutes con un acceso desde

el exterior del buque

En este caso la firma MAN no dispone de generadores con potencias tan bajas como la

necesaria Por lo tanto y a pesar de que pueda suponer un ligero inconveniente a la hora de

realizar el mantenimiento y las revisiones de los equipos se decide disponer de un grupo

generador de la firma Caterpillar El modelo seleccionado es el C71 Acert de 200 kW 60 Hz y

1800 rpm

En primer lugar se comprueba que disponiendo de tal modelo de generador los regiacutemenes de

potencia obtenidos para las situaciones de puerto y emergencia son adecuados

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

163

Tabla 6-5 Regiacutemenes de funcionamiento del generador de emergencia por situacioacuten de carga

Puerto Emergencia

Potencia necesaria (kW) 1704 813

Potencia disponible (kW) 200 200

Reacutegimen 852 406

Las dimensiones del grupo se muestran en la siguiente ilustracioacuten Se comprueba que

efectivamente se trata de un modelo mucho maacutes pequentildeo que los generadores principales

Ilustracioacuten 58 Dimensiones del grupo generador de emergencia Fuente wwwenginemaneu

7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores

En el presente apartado se calcularaacuten las necesidades de los distintos servicios y sistemas

relacionados con la caacutemara de maacutequinas y asociados a los generadores principales y al

generador de emergencia pues cada uno presenta unas condiciones diferentes

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

164

En primer lugar se mostraraacuten los consumos de ambos generadores y a continuacioacuten se

describiraacuten y calcularaacuten con detalle los servicios de combustible refrigeracioacuten etc asociados

a cada uno de ellos

Por uacuteltimo se disentildearaacute la exhaustacioacuten y la ventilacioacuten de la caacutemara de maacutequinas

71 Consumo de los generadores

En este apartado se determinaraacute el consumo de combustible de cada uno de los motores dieacutesel

asociados a cada uno de los generadores los cuatro principales y el de emergencia

Todos ellos son de cuatro tiempos y cumplen con el Nivel III mencionado en apartados

posteriores Esto implica que estaacuten preparados tanto para quemar MGO (Marine Gasoil) como

MDO (Marine Diesel Oil)

En definitiva el consumo de combustible de cada uno de los motores es el siguiente

Tabla 6-6 Consumo de los motores de los generadores principales y de emergencia

Modelo Porcentaje de Carga ()

100 85 75 50 25

Principal (gkWmiddoth) 1883 1883 1882 1945 2196

Emergencia (gkWmiddoth) 2164 NA 2259 2427 2740

Los valores que aparecen en la tabla superior son correspondientes al consumo de MDO En

el caso de MGO los valores son ligeramente superiores

72 Sistemas auxiliares de los motores generadores

En el presente apartado se dimensionaraacuten los sistemas asociados a los motores generadores

que son necesarios para asegurar su correcto funcionamiento

En el caso del generador de emergencia y debido a su reducido tamantildeo el fabricante indica

que el grupo generador se instala junto a todos sus sistemas auxiliares y que por lo tanto no

es necesario dimensionarlos El uacutenico aspecto que hay que considerar es la salida de los

conductos de exhaustacioacuten

En el caso de los generadores principales estos sistemas son los siguientes

- Sistema de combustible

- Sistema de lubricacioacuten

- Sistema de refrigeracioacuten

- Sistema de aire comprimido

721 Sistema de combustible

El sistema de combustible engloba todo el proceso que se sigue para que el mismo llegue

desde los tanques correspondientes hasta el motor en las condiciones adecuadas para su

correcto funcionamiento

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

165

Las capacidades de los tanques de combustible del buque son de acuerdo a lo calculado en

el Capiacutetulo 3 las siguientes

- Tanques de almaceacuten de combustible 28167 m3

- Tanques de servicio diario 3516 m3

- Tanques de sedimentacioacuten 3516 m3

De acuerdo a lo establecido por el fabricante el motor requiere una serie de equipos y

elementos como bombas separadoras filtros etc

Los sistemas de combustible pueden llegar a ser muy complejos como se puede comprobar

en la siguiente ilustracioacuten

Ilustracioacuten 59 Diagrama del sistema de combustible de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu

Debido a que la complejidad y el tiempo requerido para realizar tales sistemas trasciende a lo

requerido en el presente proyecto en este caso simplemente se dimensionaraacuten los equipos

asociados y asiacute determinar el consumo eleacutectrico exacto de cada uno de ellos

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

166

Bombas de trasiego

La funcioacuten de estas bombas es la de trasegar o transferir la capacidad equivalente al consumo

maacuteximo de los motores en un tiempo maacuteximo de 2 horas Por lo tanto

119876119879 =119862 middot 119873ordm

119905 middot 120588119888=

2196 middot 24 middot 4

6 middot 089 middot 1000= 1185

1198983

ℎ Eq 136

Tomando una presioacuten de 2 bares se obtiene que la potencia de estas bombas es de

119875119879 =119876119879 middot 119901

3600 middot 06=

1185 middot 4 middot 100

3600 middot 06= 22 119896119882 Eq 137

Se instalaraacuten dos bombas de trasiego de tal potencia y caudal

Bombas de alimentacioacuten

Para dar servicio a todos los motores se ha instalar una bomba de alimentacioacuten El propio

fabricante del grupo generador establece que para un reacutegimen del 100 la presioacuten de estas

bombas es de 6 bares y que el caudal que han de mover es equivalente a 3 veces el consumo

para tal condicioacuten de carga En este caso estas bombas funcionan de manera continua por lo

que el tiempo de operacioacuten se establece en 24 horas

En definitiva tomando el consumo de combustible diario al 100 se obtiene que

119876119860 =3 middot 119862 middot 119873ordm

119905 middot 120588119888=

3 middot 451 middot 4

24 middot 120588119888= 25

1198983

ℎ Eq 138

La potencia de esta bomba es

119875119860 =119876119879 middot 119901

3600 middot 06=

25 middot 6 middot 100

3600 middot 06= 22 119896119882 Eq 139

En el caso del generador de emergencia la normativa establece que este sistema ha de tener

una autonomiacutea de 36 horas Por lo tanto conocido su consumo la capacidad del tanque de

almaceacuten el cual se suele disponer en el propio local del generador de emergencia es de

119879119862119864 =274

119892119896119882 middot ℎ

middot 36ℎ middot 200119896119882

1000 middot 890 1198961198921198983= 222 1198983 Eq 140

722 Sistema de lubricacioacuten

Para el correcto funcionamiento de los motores acoplados a los grupos generadores es

indispensable disponer de un sistema de lubricacioacuten Este sistema se encarga de mantener en

buen estado los distintos elementos internos que conforman el motor evitando que se

desgasten por friccioacuten o suciedad

En este caso simplemente se han de calcular la capacidad de las separadoras y de la bomba

de trasiego pues el resto de los elementos estaacuten incorporados en el propio equipo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

167

Separadoras

Para calcular la capacidad necesaria de estos equipos se recurre a una expresioacuten del propio

fabricante

119876119871 =119875 middot 136 middot 119899

119905=

4 middot 1136 middot 136 middot 119899

119905= 107

1198983

ℎ Eq 141

Siendo

- P= potencia total instalada

- n=en este caso al quemar MDO toma un valor de 4 (dato del fabricante)

- t= 23 horas (dato del fabricante)

Por lo tanto para cumplir con tal caudal se instalaraacuten dos bombas de 1100 lh o 11 m3h y 2

kW

Bombas de trasiego

Del mismo modo que para el sistema de combustible el buque dispondraacute de dos bombas de

trasiego de aceite Para calcular la capacidad de estas bombas se recurre a la expresioacuten

habitual

119875119871 =119876119871 middot 119901

3600 middot 06=

11 middot 4 middot 100

3600 middot 06= 02 119896119882 Eq 142

Tomando que la presioacuten de trabajo de estas bombas es de 4 bares se obtiene que su potencia

es de 02 kW

723 Sistema de refrigeracioacuten

Como es loacutegico para garantizar un correcto funcionamiento de los motores es necesario

refrigerarlos El objetivo de la refrigeracioacuten es claro disminuir la temperatura en operacioacuten de

los equipos para evitar que debido a sobrecalentamientos los equipos funcionen de manera

irregular o en el peor de los casos dejen de funcionar

En los buques la praacutectica habitual es emplear el agua de mar para tal disposicioacuten pues se trata

de un recurso ilimitado Sin embargo el agua de mar es salada y por ende muy corrosiva Por

tal motivo su uso se combina con el agua dulce que cumple el mismo objetivo y no es

corrosiva En el caso de emplear agua dulce como refrigerante el inconveniente estaacute claro y

es que en este caso el recurso es limitado y hay que generarlo

En el caso del buque proyecto los motores de los grupos generadores cuentan con tal sistema

combinado Se emplea la refrigeracioacuten por agua salada para refrigerar a su vez al circuito de

refrigeracioacuten de agua dulce

El sistema de refrigeracioacuten de agua salada se abastece de las tomas de mar situadas en el

doble fondo Estas tomas de mar se tratan baacutesicamente de aberturas en el casco por lo que

se trata de espacios inundados es decir que no aportan desplazamiento Cuentan con rejillas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

168

exteriores para evitar que se incrusten organismos grandes y medianos y con unos filtros para

evitar la entrada de partiacuteculas pequentildeas al sistema Ademaacutes al tratarse de una potencial viacutea

de inundacioacuten cuentan con vaacutelvulas de aislamiento El colector de tomas de mar se abastece

de estos ldquotanquesrdquo y abastece a su vez a las bombas correspondientes El buque proyecto

cuenta con dos tomas de mar simeacutetricas destinadas a la toma de agua de mar para abastecer

al sistema de agua salada y una destinada a abastecer al sistema contraincendios Su acceso

se encuentra en la caacutemara de maacutequinas (ver Capiacutetulo 3)

Por otro lado el sistema de refrigeracioacuten de agua dulce se subdivide en dos el sistema de

refrigeracioacuten de ldquoaltardquo y de ldquobajardquo Esta nomenclatura es debida a que el primero el sistema de

alta temperatura se encarga de refrigerar el aire de carga camisas y cilindros y ha de controlar

que el aire a la salida no supere los 90 ordmC En cuanto al sistema de refrigeracioacuten de baja se

encarga de refrigerar el aceite de lubricacioacuten el combustible etc y ha de controlar la

temperatura para que no supere los 32 ordmC (temperatura mucho maacutes inferior que la del sistema

de alta)

Los sistemas de refrigeracioacuten internos de los motores contaraacuten cada uno de ellos con una

bomba

En definitiva se dispondraacute a bordo un sistema de refrigeracioacuten de agua dulce centralizado

refrigerado a su vez por un sistema de refrigeracioacuten de agua salada

Calor emitido

El primer paso que realizar para poder dimensionar los equipos del sistema es conocer que

cantidad de calor es necesario disipar de los motores El propio fabricante facilita estos datos

tanto para el sistema de alta como para el sistema de baja temperatura

Tabla 6-7 Calor a disipar por el sistema de refrigeracioacuten

Elemento Calor emitido (kW)

Cilindros 347

Aire de carga (Alta) 563

Aire de carga (Baja) 201

Aceite lubricante 107

Radiacioacuten del motor 48

Total 1266

Bombas de agua salada

Para determinar la capacidad de las bombas de agua salada es necesario conocer primero el

calor total que han de disipar

Para ello se recurre a la siguiente expresioacuten

119862119863 = 119873ordm 119866119890119899middot 119862119890 = 4 middot 1266 = 5064 119896119882 Eq 143

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

169

Una vez que se conoce la potencia total a disipar se pueden dimensionar las bombas de agua

salada Para ello es necesario recurrir a la expresioacuten de transferencia de calor pues el total de

la energiacutea a disipar se transferiraacute al sistema de agua salada a traveacutes de diferentes

intercambiadores de calor Por lo tanto

119862119863 = 119876119860119878 middot 120588119860119878 middot 119862119860119878 middot ∆119879 Eq 144

Donde

- 119876119860119878 =caudal de agua salada a disipar

- 120588119860119878 = densidad del fluido

- 119862119860119878 = calor especiacutefico del agua salada Toma un valor de 398 kJkgmiddotordmC

- ∆119879 = diferencia entre la temperatura de salida y de entrada La primera toma un valor

de 38 ordmC y la segunda de 32ordmC

Finalmente

119876119860119878 =119862119863

120588119860119878 middot 119862119860119878 middot ∆119879=

5064

1025 middot 398 middot (38 minus 32)= 02

1198983

119904cong 745

1198983

ℎ Eq 145

Ahora bien para satisfacer tal necesidad se dispondraacuten 3 bombas de agua salada cada una

de ellas con una capacidad de 260 1198983ℎ

La potencia eleacutectrica demandada por estas bombas suponiendo que trabajen a una presioacuten de

3 bares seraacute de

119875119860119878 =119876119860119878 middot 119901

3600 middot 06=

745 middot 3 middot 100

3600 middot 06= 3625 119896119882 cong 37 119896119882 Eq 146

Bombas de agua dulce

A pesar de que los motores llevan ya incorporadas las bombas de refrigeracioacuten en su circuito

interno es necesario disponer de unas bombas auxiliares exteriores una para el circuito de alta

y otra para el circuito de baja temperatura

El fabricante establece que la primera ha de ser capaz de tener un caudal de 32 1198983ℎ y la

segunda de 55 1198983ℎ trabajando ambas a una presioacuten de entre 1 y 25 bares Se toman 2 bares

En este caso se ha optado por disponer 3 bombas de 55 1198983ℎ siendo una de ellas de respeto

Finalmente se obtiene que la potencia eleacutectrica que demandan es la siguiente

119875119860119863 =119876119860119863 middot 119901

3600 middot 06=

55 middot 2 middot 100

3600 middot 06= 51 119896119882 cong 55 119896119882 Eq 147

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

170

724 Sistema de aire comprimido

De acuerdo a lo establecido por el propio fabricante el sistema de aire comprimido del motor

contiene un sistema de arranque un sistema de control de arranque y seguridad del sistema

El aire comprimido es suministrado desde los receptores de aire de arranque (30 bar) a traveacutes

de una estacioacuten reductora desde la que se suministra aire comprimido a 7-9 bar al motor Para

evitar la entrada de partiacuteculas en el sistema interno se monta un filtro en la liacutenea de entrada al

motor

En el diagrama del sistema que se muestra en la siguiente ilustracioacuten se puede comprobar

como el sistema proporciona aire comprimido a 30 bares a los motores y aire comprimido para

el resto de los servicios generales a 7 bares

Los elementos que conforman dicho sistema son

- Botellas de aire comprimido

- Compresores de aire

- Compresor de emergencia

- Separador de agua y aceite

- Vaacutelvula de arranque

- Vaacutelvula reductora de presioacuten

De todos los elementos mencionados simplemente se han de dimensionar las botellas de aire

comprimido y los compresores de aire

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

171

Ilustracioacuten 60 Diagrama del sistema de arranque mediante aire comprimido Fuente

wwwenginemaneu

Botellas de aire comprimido

Para dimensionar las botellas de aire comprimido basta con determinar el volumen necesario

Como es loacutegico el volumen dependeraacute del nuacutemero de arrancadas siendo en este caso el

consumo por arrancada de 154 1198983

La expresioacuten empleada para conocer el volumen de las botellas de aire comprimido es la

siguiente

119881119860119862 =119881119886 middot 119899 middot 119875119886119905119898

119875119898aacute119909 minus 119875119898iacute119899=

616 middot 6 middot 1

30 minus 10= 185 1198983 Eq 148

Donde

- 119881119886 = volumen de aire necesario para arrancar una vez todos los equipos

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

172

- 119899 = nuacutemero de arrancadas reglamentario

- 119875119898aacute119909= presioacuten maacutexima indicada por el fabricante

- 119875119898iacute119899= presioacuten miacutenima indicada por el fabricante

Por lo tanto se instalaraacuten dos botellas de 1 1198983 y 30 bar cada una para abastecer a los motores

principales y otras dos de la misma capacidad para abastecer a los servicios generales del

buque

Compresores de aire comprimido de arranque y servicios generales

Para dimensionar estos equipos basta con conocer una serie de paraacutemetros determinados por

el propio fabricante Baacutesicamente conocido el volumen total de las botellas de aire comprimido

se establece un tiempo de llenado de las mismas y la presioacuten final del equipo para determinar

el volumen

119881119862119860 =119881119860119862 middot (119875119891119894119899119886119897 minus 119875119894119899119894119888119894119886119897)

1ℎ middot 119875119886119905119898=

1 middot (30 minus 1)

1ℎ middot 1= 29 1198983 Eq 149

El modelo de compresor que mejor se adecua a tales requisitos es el de la firma Atlas Copco

concretamente el modelo LT 10-30 KE de 306 1198983ℎ Su consumo es de 75 kW y su peso

asciende hasta los 166 kg

Para abastecer de aire comprimido al resto de los servicios generales se repite el mismo

proceso salvo que en este caso la presioacuten final es de 7 bares Se obtiene

119881119862119860119866 =119881119860119862 middot (119875119891119894119899119886119897 minus 119875119894119899119894119888119894119886119897)

1ℎ middot 119875119886119905119898=

1 middot (7 minus 1)

1ℎ middot 1= 6 1198983 Eq 150

En este caso el modelo de compresor que mejor se adecua a tales requisitos es el LT 3-30

KE de 910 1198983ℎ Su consumo es de 3 kW y su peso asciende hasta los 94 kg

73 Generador de agua dulce

En el buque cualquier fuente de energiacutea sea del tipo que sea ha de ser utilizada pues la

mayoriacutea de los recursos son limitados y siempre es deseable dotar al buque de la mayor

autonomiacutea e independencia a recursos externos posible

Uno de los recursos maacutes preciados y limitados a bordo de los buques es el agua dulce para la

tripulacioacuten A pesar de que el buque dispone de varios tanques a bordo (ver 64) se opta por

disponer de un generador de agua dulce que aproveche el calor residual radiado por el circuito

de alta de los motores generadores principales para destilar el agua salada mediante

intercambiadores de vapor y generar agua dulce

En primer lugar se toma la capacidad total de los tanques de agua dulce para dimensionar el

generador En el apartado 64 se determinoacute que a bordo del buque se disponiacutean

aproximadamente 450 m3 de agua dulce y en este caso se tomaraacute como criterio el consumo

diario de toda la tripulacioacuten que se establecioacute en 160 litros

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

173

En definitiva el caudal del generador de agua dulce asciende a

119876119866119860119863 = 160119897

119889iacute119886 middot 119901119890119903119904119900119899119886middot 36 119901119890119903119904119900119899119886119904 = 5760

119897119894119905119903119900119904

119889iacute119886cong 58

1198983

119889iacute119886 Eq 151

Para cubrir estas necesidades se decide instalar el modelo AQUA Blue C80 de la firma Alfa

Laval pues es adecuado para caudales situados entre 5 y 25 m3diacutea19 Su peso asciende hasta

los 790 kilogramos aproximadamente y su potencia es de 8 kW

74 Sistema de exhaustacioacuten

Para expulsar o evacuar al exterior los gases generados por los generadores principales

durante la combustioacuten de sus motores se dispone como en todos los buques no eleacutectricos de

un sistema de exhaustacioacuten

Este sistema es el encargado de evitar que los gases nocivos para el ser humano se acumulen

en la caacutemara de maacutequinas y lo conviertan en un espacio no habitable Por lo tanto es un

sistema esencial

Sin embargo la solucioacuten no reside simplemente en expulsar dichos gases a la atmoacutesfera pues

son muy contaminantes para el medio ambiente Es necesario que a lo largo del recorrido que

toman desde los motores hasta el exterior se traten para reducir lo maacuteximo posible la cantidad

de partiacuteculas contaminantes que contienen (principalmente NOx y SOx20)

Para asegurar que el buque cumple con la normativa se recurre al anexo VI de MARPOL

ldquoReglas para prevenir la contaminacioacuten atmosfeacuterica ocasionada por los buquesrdquo en el cual se

indican aquellas zonas donde se imponen una serie de controles maacutes rigurosos de lo normal

en lo que respecta a las emisiones de SOx y NOx Las zonas que actualmente cuentan con tal

distintivo son las siguientes

19 En el caso de manejar caudales proacuteximos a 6 m3diacutea como es el caso que se estaacute estudiando la temperatura de funcionamiento de este modelo es de 70ordmC Esta temperatura es de sobra alcanzada en el circuito de alta 20 NOx (Oacutexidos de nitroacutegeno) y SOx (Oacutexidos de azufre) son gases contaminantes producidos como resultado de la combustioacuten de productos relacionados con el petroacuteleo (en su mayoriacutea)

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

174

Tabla 6-8 Zonas especiales en virtud del convenio MARPOL

Zonas especiales Adopcioacuten Entrada en

vigor Con efecto

desde

mar Baacuteltico (SOx) 26 sept 1997

19 may 2005 19 may 2006

mar del Norte (SOx) 22 jul 2005 22 nov 2006 22 nov 2007

ECA de Norteameacuterica (SOx y materia particulada) 26 mar 2010

1 ago 2011 1 ago 2012

(NOx) 26 mar 2010

1 ago 2011

ECA del mar Caribe de los Estados Unidos (SOx y materia particulada)

26 jul 2011 1 en 2013 1 en 2014

(NOx) 26 jul 2011 1 en 2013

Las casillas que aparecen destacadas con un asterisco () indican que los buques construidos

a partir del 1 de enero de 2016 o en adelante y que operen en tales zonas cumpliraacuten con las

normas del nivel III de las emisiones de NOx

En definitiva el buque ha de cumplir unos requisitos miacutenimos en cuanto a emisiones para poder

navegar por dichas zonas mariacutetimas americanas Concretamente los liacutemites de SOx y materia

particulada seraacuten como mucho del 010 y en cuanto al NOx de acuerdo al Nivel III para

buques construidos a partir del 1 de enero de 2016 que naveguen en las ECA

Los grupos generadores instalados en el buque ya cumplen con dicha normativa por lo tanto

no es necesario instalar ninguacuten equipo adicional a lo largo del rutado de las tuberiacuteas de

exhaustacioacuten

741 Elementos

El sistema estaraacute formado por conductos de exhaustacioacuten silenciadores compensadores

flexibles y el guardacalor

A continuacioacuten se muestra una imagen ofrecida por el fabricante en la que se encuentran

presentes los elementos de dicho sistema

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

175

Ilustracioacuten 61 Sistema de exhaustacioacuten de los motores principales Fuente wwwenginemaneu

Conductos de exhaustacioacuten

Los conductos de exhaustacioacuten son baacutesicamente los tubos por los cuales se hacen circular los

gases de exhaustacioacuten y guiarlos hacia el exterior por el camino deseado

Su diaacutemetro depende del caudal de gases a evacuar (con un espesor miacutenimo de 3mm seguacuten

el fabricante) y en la medida de lo posible se ha de buscar una disposicioacuten tal que el nuacutemero

de codos o quiebros necesarios sean los menos posibles

Como el fabricante aporta los datos del caudal de gases generado por cada motor que

asciende a 16121 m3h se puede calcular el diaacutemetro aproximado de dichos conductos

Ademaacutes seguacuten el fabricante la velocidad maacutexima de los gases de escape es de 35 ms

Finalmente

119863119888 = 2 middot radic119860119888

120587= 2 middot radic

119876119907

120587= 2 middot radic

16121(35 middot 3600)

120587cong 04 119898 Eq 152

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

176

Silenciadores

Los silenciadores como su propio nombre indica son los encargados de reducir el nivel

acuacutestico generado en la caacutemara de maacutequinas al estar los motores en funcionamiento Ademaacutes

y siguiendo la praacutectica habitual estos equipos llevan integrados supresores de chispas que

evitan que cualquier posible chispa valga la redundancia pueda salir al exterior y generar un

accidente

Estos equipos suelen estar recomendados y facilitados por el propio fabricante en este caso

MAN El propio fabricante recomienda ademaacutes que la posicioacuten del silenciador sea lo maacutes

elevada posible para evitar o retrasar en la medida de lo posible la aparicioacuten de fouling21

Se dispone uno por cada uno de los motores en la parte maacutes alta del guardacalor

Compensadores flexibles

Para absorber las posibles desalineaciones y vibraciones y movimientos indeseados en los

cambios de direccioacuten de los conductos se instalaraacuten compensadores o juntas flexibles

En total se instalaraacuten ocho dos por cada uno de los conductos

Guardacalor

El guardacalor o casing es el elemento encargado de asilar los conductos de exhaustacioacuten y

sus sistemas auxiliares del resto de los elementos y espacios del buque Su misioacuten es doble

pues tambieacuten sirven para proteger los conductos del ambiente corrosivo marino y de posibles

golpes

El primer paso consiste en determinar si se dispondraacute uno o dos guardacalores Las ventajas

de disponer de un solo guardacalor son evidentes pues la complicacioacuten estructural y fuentes

de ruido y vibraciones se reducen Sin embargo esta configuracioacuten impide que para un nuacutemero

elevado de generadores a bordo la disposicioacuten de estos no pueda ser en liacutenea ya que el

nuacutemero de quiebros y codos necesario para llegar al guardacalor seriacutea excesivo Ademaacutes y

teniendo en consideracioacuten lo anteriormente explicado esta configuracioacuten obligariacutea a disponer

el guardacalor en crujiacutea limitando la visioacuten desde la cubierta de trabajo desde el puesto de

gobierno

En definitiva se decide instalar dos guardacalores simeacutetricos a cada costado Ascenderaacuten

desde la caacutemara de maacutequinas hasta superar la parte maacutes alta del puente adosados en todo

momento a las paredes verticales laterales de la superestructura

El siguiente paso es determinar sus dimensiones En apartados anteriores se determinoacute que el

diaacutemetro de los conductos de exhaustacioacuten teniacutea que ser de 04 metros y en cuanto al

silenciador a pesar de no tener sus dimensiones exactas se puede estimar que su diaacutemetro

es un 20 superior al de los conductos

Con tales consideraciones el resultado del sistema seriacutea el siguiente

21 Por fouling se entiende la acumulacioacuten o depoacutesito de material no deseado sobre una superficie de un equipo que puede dificultar el correcto funcionamiento del mismo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

177

Ilustracioacuten 62 Esquema del sistema de exhaustacioacuten

La disposicioacuten final de este sistema sobre la caacutemara de maacutequinas y sobre el buque en general

se mostraraacute tanto en el plano de disposicioacuten general y el de caacutemara de maacutequinas anexos al

presente documento

75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas

Este sistema es el encargado de valga la redundancia ventilar la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

para garantizar que la temperatura del local sea la adecuada para mantener los distintos

equipos y sistemas a una temperatura oacuteptima

Sus objetivos son baacutesicamente los siguientes

- Reducir la temperatura de la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

- Renovar el aire del interior del local para asegurar la combustioacuten de los motores

- Expulsar las posibles fugas de los conductos de exhaustacioacuten

Las exigencias del sistema y por lo tanto su dimensionamiento dependeraacuten directamente de

la capacidad de los grupos generadores principales puesto que son los elementos maacutes grandes

y que maacutes calor y gases emiten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

178

Para el disentildeo adecuado del sistema se han de tener en cuenta una serie de consideraciones

baacutesicas En palabras de [12] estos aspectos son los siguientes

- Las entradas de aire fresco han de disponerse lo maacutes alejadas posible de las fuentes

de calor y en el punto maacutes bajo que sea posible

- Por otro lado los puntos de extraccioacuten de aire han de disponerse proacuteximos a las fuentes

de calor o grupos generadores y en este caso lo maacutes elevados que sea posible

- El sistema debe asegurar una correcta recirculacioacuten de aire entre todos los elementos

y debe evitar que se generen puntos de remanso que puedan convertirse en focos de

calor

Para cumplir con tales premisas se dispondraacuten los ventiladores de impulsioacuten de aire en la parte

baja del mamparo de popa de la caacutemara de maacutequinas y los de expulsioacuten en la parte elevada

del mamparo de proa Para que el aire extraiacutedo salga del local se dispondraacute una chimenea de

ventilacioacuten con una rejilla en su parte maacutes elevada

Ilustracioacuten 63 Esquema de ventilacioacuten de Caacutemara de maacutequinas Fuente Maroacuten B D [2015]

El caudal de aire que el sistema manejaraacute estaacute formado tanto por el aire que es necesario

renovar como por el aire necesario por la turbo soplante Ademaacutes hay que tener en cuenta las

renovaciones que son necesarias debido a la presencia del resto de equipos de la caacutemara de

maacutequinas

En definitiva a las necesidades de aire de los motores principales se antildeadiraacuten una serie de

renovaciones por lo general entre 25 y 30 por hora que cambien el volumen completo de la

caacutemara de maacutequinas En este caso se ha optado por tomar 30 renovaciones por hora

En la siguiente tabla se resumen los caudales y voluacutemenes que se han de tener en cuenta para

dimensionar el sistema de ventilacioacuten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

179

Tabla 6-9 Caudales y voluacutemenes considerados en el sistema de ventilacioacuten

Concepto Caudal de aire

Disipacioacuten motores 15610 m3h

Turbo soplante 8688 m3h

Volumen CCMM 8251 m3

De esta forma el caudal total que el sistema ha de tratar asciende hasta

119876119881119862119862119872119872 = 4 middot (15610 + 8688) + 30 middot 8251 = 121945 1198983ℎ Eq 153

Para conseguir evacuar y renovar tal cantidad de aire es necesario disponer de 6 ventiladores

de aproximadamente 40500 m3h tres de ellos destinados a la impulsioacuten y los otros tres

destinados a la extraccioacuten de aire

En definitiva se decide instalar 6 ventiladores helicoidales tubulares de la firma Sodeca

concretamente el modelo HCT 100-6T-3 cuyas caracteriacutesticas principales se muestran a

continuacioacuten

Tabla 6-10 Modelo de ventilador seleccionado

Modelo Velocidad (rpm) Potencia (kW) Caudal maacuteximo (m3h) Peso (kg)

HCT 100-6T-3 1146 22 40500 103

751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores

A pesar de que los motores eleacutectricos del sistema en cuestioacuten estaacuten adecuadamente

refrigerados lo maacutes habitual es que los locales de propulsioacuten cuenten con un sistema de

ventilacioacuten propio Como es bien sabido los motores radian una cantidad de calor muy elevada

y si no se evacuacutea puede elevar la temperatura de estos e impedir su correcto funcionamiento

En este caso se opta por obtener el volumen de los locales de popa y de proa y establecer un

determinado nuacutemero de renovaciones de aire a la hora Se decide tomar 15 Por lo tanto

Tabla 6-11 Ventilacioacuten de los locales de propulsioacuten

Local Volumen (m3) Renovaciones por hora

Propulsores popa 1751 15

Propulsores proa 435 15

Con estos voluacutemenes la potencia de los ventiladores asciende a

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

180

119875119881119901119900119901119886 =(1751 middot 15) middot 100 middot 01

3600 middot 075= 97 119896119882 Eq 154

119875119881119901119903119900119886 =(435 middot 15) middot 100 middot 01

3600 middot 075cong 25 119896119882 Eq 155

Para satisfacer tal necesidad de caudal se instalaraacute un ventilador de 200 m3h en el local de

popa y uno de 50 m3h en el de proa

752 Ventilacioacuten del local de emergencia

Del mismo modo que para los locales de los propulsores se ha de disponer de un sistema de

ventilacioacuten en el local donde se ubique el generador de emergencia

Para el dimensionamiento del sistema se tendraacute en cuenta que el nuacutemero de renovaciones

asciende hasta las 20 y que el volumen del local es de 403 m3 Finalmente

119875119881119890119898119890119903119892 =20 middot 119881

3600 middot 075=

20 middot 403

3600 middot 075= 03 119896119882 cong 05 119896119882 Eq 156

Para satisfacer tal necesidad de caudal se instalaraacute un ventilador de 800 m3h Concretamente

se instalaraacute el modelo HCT 25-4T de 1000 m3h de la firma Sodeca

8 Balance eleacutectrico

Una vez que se han seleccionado los motores y generadores principales de la caacutemara de

maacutequinas eleacutectrica y se han determinado y dimensionado sus sistemas auxiliares ya se estaacute

en consideracioacuten de actualizar los valores de potencia estimados en el apartado 5 del presente

capiacutetulo

En primer lugar se muestra la tabla de consumidores principales con los valores actualizados

Tabla 6-12 Principales consumidores eleacutectricos del buque (valores actualizados)

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 08 78 80

Alumbrado interior 1 098 08 87 88

Luces de emergencia 1 098 08 26 26

Luces de navegacioacuten 1 098 08 06 06

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 08 10 10

Bocina 2 098 08 03 03

Comunicacioacuten externa 1 098 08 30 31

Comunicacioacuten interna 1 098 08 25 26

Equipos de navegacioacuten 1 098 08 40 41

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

181

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Sistema DP 1 098 08 15 15

Locales

Equipos de cocina 1 098 08 400 408

Gambuzas 1 098 08 300 306

Lavanderia 1 098 08 220 224

Taller eleacutectrico 1 098 08 150 153

Taller mecaacutenico 1 098 08 50 51

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 08 350 357

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 08 40 41

Gruacutea 1 094 08 660 702

Cabestrante 2 098 08 135 138

Molinete de fondeo 2 098 08 91 93

Pescante lancha 1 092 08 90 98

Tugger winches 2 098 08 280 286

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 08 63 64

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 08 55 56

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal

2 098 08 66 67

Motor de giro azimutal 2 094 08 110 117

Propulsor azimutal 2 098 08 14000 14286

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 08 5010 5112

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 08 22 22

Bomba aguas grises 1 098 08 17 18

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 08 22 22

Bomba refrig agua dulce 3 098 08 55 56

Bomba refrig agua salada 3 098 08 370 378

Bomba rociadores acom 1 098 08 230 235

Bomba rociadores CM 1 098 08 150 153

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 08 185 189

Bomba trasiego aceite 2 098 08 02 02

Bomba trasiego combustible 2 098 08 22 22

Bombas FIFI 1 098 08 11000 11224

Calentador agua sanitaria 1 098 08 220 224

Calentadores combustible 2 098 08 250 255

Compresor aire arranque 2 098 08 75 77

Compresor serv generales 2 098 08 30 31

Esterilizador UV agua dulce 1 098 08 13 13

Generador de agua dulce 2 095 08 50 53

Sistema tratamiento lastre 1 098 08 340 347

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

182

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

HVAC 1 098 08 2217 2262

Separador de combustible 2 098 08 13 13

Separador sentinas 1 098 08 37 38

Separadora aceite lubricante 1 098 08 20 20

Ventilador aseos 1 098 08 06 06

Ventilador cocina 1 098 08 07 07

Ventilador local de cuadros 1 098 08 30 31

Ventilador local propulsores popa 1 098 08 97 99

Ventilador local propulsores proa 1 098 08 25 26

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 08 220 224

Ventiladores emergencia 1 098 08 05 05

Finalmente tras las modificaciones anteriores el resultado final del balance eleacutectrico es el

siguiente

Tabla 6-13 Resumen del balance eleacutectrico

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Potencia estimada (kW) 24733 37253 39372 1704 813

Potencia actualizada(kW) 24564 37085 39302 1704 787

Reacutegimen estimado 726 820 866 852 406

Reacutegimen actualizado 721 816 865 852 393

Como se puede comprobar los valores actualizados presentan ligeras diferencias pero los

regiacutemenes de operacioacuten de los motores en cada una de las condiciones siguen siendo

adecuados

9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

Una vez que se han determinado y seleccionado los distintos equipos y sistemas asociados a

los grupos generadores principales el siguiente paso es disponerlos en el local de caacutemara de

maacutequinas habilitado

Como ya se determinoacute en el Capiacutetulo 3 la caacutemara de maacutequinas se extiende desde la cuaderna

17 hasta la cuaderna 47 es decir tiene una eslora de 18 metros Su extensioacuten de costado a

costado asciende hasta los 1042 metros y tiene una altura vertical libre de 44 metros

Conocidas las dimensiones disponibles el primer paso es ubicar los grupos generadores

principales puesto que son los equipos maacutes voluminosos y que condicionaraacuten la disposicioacuten

del resto de los equipos

De entre todas las configuraciones disponibles (generadores en liacutenea dos a dos generadores

en paralelo dos a dos 3 generadores en liacutenea y uno a proa etc) se determinoacute que la opcioacuten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

183

de disponer los cuatro generadores en paralelo y en la parte de popa de la caacutemara de maacutequinas

era la maacutes adecuada Se comproboacute que el espacio lateral para revisioacuten y desmontaje de los

motores recomendado por el fabricante se cumpliacutea en todo momento

Las razones de esta eleccioacuten son las siguientes

- El rutado de la exhaustacioacuten se simplifica enormemente al ser simeacutetrico con respecto a

crujiacutea Ademaacutes el nuacutemero de codos se ve reducido y simplemente son necesarios 2 por

motor

- Se evitan las interferencias entre la parte de poa de los motores y el colector de tomas

de mar El espacio disponible entre ambos se utilizaraacute para colocar los equipos que

dependen directamente del colector

- La distribucioacuten de pesos es simeacutetrica con respecto a crujiacutea

- Se permite el acceso a todos los tanques de costado y de doble fondo

- Todos los grupos se pueden revisar desde la sala de control a la vez

- La ventilacioacuten se realiza de manera mucho maacutes sencilla y de manera maacutes homogeacutenea

en todos los grupos generadores

A continuacioacuten se muestra una ilustracioacuten preliminar de la disposicioacuten de la caacutemara de

maacutequinas

Ilustracioacuten 64 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

10 Diagrama unifilar

Para finalizar el presente capiacutetulo es necesario realizar el diagrama unifilar de la red eleacutectrica

dispuesta a bordo del buque

En dicho diagrama se representa de manera esquemaacutetica la distribucioacuten y conexioacuten de las

distintas redes eleacutectricas del buque Como ya se comentoacute en apartados previos los equipos y

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

184

sistema que requieren maacutes potencia apareceraacuten conectados a las redes de fuerza separadas

entre siacute

Las redes de alumbrado se conectan a las anteriores por medio de transformadores que

convierten la potencia de 440 V a 230 V A estas redes se conectaraacuten el resto de los equipos

secundarios

Finalmente los equipos maacutes pequentildeos como los sistemas de navegacioacuten alarmas etc se

conectan a la red de alumbrado Dicha red se encuentra conectada a la red de alumbrado por

medio de un transformador 230V a 24 V y de un rectificador pues es necesario convertir la

corriente alterna en corriente continua

El diagrama en cuestioacuten se muestra a continuacioacuten por medio de una ilustracioacuten Sin embargo

un plano con mayor calidad se adjuntaraacute como documento anexo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

185

Ilustracioacuten 65 Representacioacuten esquemaacutetica del diagrama unifilar

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

186

Disentildeo estructural

187

Disentildeo estructural

1 Introduccioacuten

En este seacuteptimo capiacutetulo se disentildea y calcula la disposicioacuten estructural del buque proyecto

Como es loacutegico resulta indispensable dotar al buque de una estructura que le permita realizar

las distintas operaciones que le sean asignadas sin ver mermada su capacidad a lo largo de su

vida operativa

Debido a que las posibilidades y alternativas son numerosiacutesimas es praacutectica habitual seguir las

pautas y consideraciones establecidas por la sociedad de clasificacioacuten para el tipo de buque en

cuestioacuten

En este caso se seguiraacute lo establecido por la norma NR 600 del Bureau Veritas

correspondiente a la disposicioacuten y estructura del casco para la clasificacioacuten de buques de carga

con una eslora inferior a 65 metros y para buques que sin ser de carga tengan una eslora

inferior a 90 metros

A grandes rasgos el proceso recomendado por esta normativa consiste baacutesicamente en

- Definir e identificar las caracteriacutesticas geomeacutetricas del buque a tener en cuenta para el

proceso de disentildeo

- Determinacioacuten del material de construccioacuten tanto del casco como de la superestructura

y demaacutes elementos estructurales internos

- Determinar las cargas miacutenimas a soportar por la estructura del buque asiacute como los

momentos flectores en olas y en aguas tranquilas

- Escantillonado de los elementos que conforman la estructura

- Determinacioacuten y verificacioacuten de moacutedulos

- Representacioacuten graacutefica de las secciones estructurales maacutes representativas del buque

(por lo general seccioacuten de popa seccioacuten maestra y seccioacuten de proa)

Los distintos caacutelculos que han de llevarse a cabo se haraacuten en base a las foacutermulas y expresiones

que aparecen en la normativa anteriormente expuesta y para agilizar y documentar los

resultados en una base de datos se emplearaacute el software MARS proporcionado por la propia

normativa La funcioacuten de este software es controlar la estructura en su conjunto pudieacutendose

comprobar raacutepidamente los escantillones y propiedades de los elementos por separado

2 Consideraciones iniciales

De acuerdo con lo establecido por la propia normativa antes de comenzar a dimensionar y

calcular la estructura del buque es necesario determinar una serie de caracteriacutesticas y aspectos

del mismo Estos aspectos pueden ser meramente geomeacutetricos (definiciones de esloras

alturas etc) o funcionales (aacuterea de operacioacuten tipo de buque etc)

Disentildeo estructural

188

21 Definiciones

211 Tipo de casco

En primer lugar en funcioacuten del tipo de casco la normativa establece una distincioacuten entre

- Casco de desplazamiento casco disentildeado para ser fundamentalmente soportado

sostenido debido al efecto de la presioacuten del agua que el mismo desplaza

- Casco de planeo casco disentildeado para ser sustentado hidrodinaacutemicamente sobre la

superficie del agua cuando el buque alcanza una velocidad criacutetica En tal condicioacuten se

considera al casco como uno de desplazamiento

Debido a las caracteriacutesticas del buque proyecto se considera que se trata de un casco de

desplazamiento

212 Notacioacuten de navegacioacuten

En funcioacuten de las caracteriacutesticas de la zona de operacioacuten del buque los requisitos y coeficientes

aplicables variacutean En este caso debido a que el buque estaacute destinado a operar en cualquier

zona y periacuteodo del antildeo cuenta con la notacioacuten ldquoUnrestricted Navigationrdquo

El coeficiente de navegacioacuten n asignado a esta notacioacuten toma un valor de 1

213 Eslora de escantillonado

La eslora de reglas o de escantillonado es la distancia en metros medida para el calado de

verano desde la mecha de los timones hasta la roda es decir entre perpendiculares Su valor

ha de ser superior al 96 e inferior al 97 de la eslora en la flotacioacuten para el calado de verano

El valor de la eslora entre perpendiculares es de acuerdo con lo establecido en la Tabla 1-15

de 465 metros En lo referente a la eslora en la flotacioacuten para el calado de verano los valores

son

- Eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4864 m

- 96 de la eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4670 m

- 97 de la eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4718 m

Por lo tanto como la eslora entre perpendiculares es ligeramente inferior al 96 de la eslora

en la flotacioacuten al calado de verano se tomaraacute por tanto que la eslora de escantillonado tiene un

valor de 4670 metros

214 Posicioacuten de la cuaderna maestra

La seccioacuten de la cuaderna maestra se calcula como la perpendicular trazada a la liacutenea de agua

en la flotacioacuten a una distancia equivalente a la mitad de la eslora de escantillonado trazada

desde la perpendicular de proa hacia popa

Por lo tanto la cuaderna maestra se encuentra situada a una distancia X=2318 m que coincide

praacutecticamente con la cuaderna 39

Disentildeo estructural

189

215 Manga de trazado o escantillonado

La manga de trazado corresponde a la mayor distancia transversal medida en la seccioacuten media

del buque por encima de la primera cubierta expuesta

Esta distancia toma un valor de 1375 metros

216 Puntal de trazado o escantillonado

El puntal de escantillonado es la distancia vertical medida en la seccioacuten media desde la liacutenea

base hasta la primera cubierta corrida

En el caso del buque proyecto esta medida toma un valor de 590 metros

217 Calado de trazado o escantillonado

El calado de escantillonado es la distancia vertical medida en la seccioacuten media desde la liacutenea

base hasta la liacutenea de la flotacioacuten para el calado de verano

En el caso del buque proyecto esta medida toma un valor de 451 metros

218 Coeficiente de bloque

El coeficiente de bloque a considerar seraacute aquel obtenido para el calado de verano Para tal

calado el buque presenta un desplazamiento de 195556 toneladas

De este modo el coeficiente de bloque toma un valor de

119862119861 =∆

120588 middot 119871 middot 119861 middot 119879=

195556

1025 middot 4670 middot 1375 middot 451= 0658 Eq 157

22 Materiales

Como norma general el buque estaraacute construido en acero de calidad naval de grado A por

tratarse de lo maacutes habitual en buques de este estilo Este tipo de acero presenta para

espesores inferiores a 100 mm un liacutemite elaacutestico 119877119890119867 de 235 Nmm2 una tensioacuten de rotura

119877119898 de 400-520 Nmm2 un moacutedulo de Young 119864 de 210 GPa y una densidad de 785 tm3

Sin embargo puede darse el caso en el que para determinadas zonas sea necesario disponer

de un tipo de acero con mayor capacidad En tal caso se dispondraacute de acero de alta resistencia

Finalmente es necesario tener en cuenta unos determinados factores o maacutergenes de

corrosioacuten119905119888 que dependen de la posicioacuten relativa del elemento en cuestioacuten En este caso

mediante la aplicacioacuten de la presente regla se obtienen los escantillones brutos es decir

espesores que ya incluyen los maacutergenes de corrosioacuten

3 Principios de disentildeo estructurales

31 Tipo de estructura

En este punto se ha de decidir si la estructura del buque seraacute transversal longitudinal o una

combinacioacuten de la misma que se conoce como estructura mixta

Disentildeo estructural

190

En la estructura transversal los elementos secundarios transversales se apoyan sobre los

elementos longitudinales para transmitir los esfuerzos a los que el buque se ve sometido

La principal ventaja del sistema transversal reside en su facilidad de construccioacuten y que otorga

gran rigidez en las planchas de cubierta y de fondo Sin embargo no es adecuada para otorgar

rigidez a las planchas del casco sobre todo ante esfuerzos de compresioacuten y que pueden

provocar en uacuteltima instancia el pandeo de estas

Por otra parte la estructura longitudinal (aquella en la que los elementos secundarios

longitudinales se apoyan en elementos primarios transversales) aporta una mayor rigidez a las

planchas del casco y permite disponer de chapas de cubierta y fondo con menores espesores

disminuyendo el peso de acero empleado y aumentando asiacute la capacidad de carga Es decir

la estructura longitudinal permite dotar al buque de la rigidez necesaria sin aumentar el espesor

de las planchas de cubierta y fondo Sin embargo esta disposicioacuten tambieacuten presenta una serie

de inconvenientes como puede ser la dificultad de encontrar continuidad estructural y el hecho

de que en buques de dimensiones medias (como es el buque proyecto) la construccioacuten no es

coacutemoda debido a que las tensiones y esfuerzos longitudinales no son muy elevados

Teniendo en consideracioacuten lo anteriormente mencionado parece razonable que debido al

tamantildeo y a las caracteriacutesticas del buque en principio no sea conveniente dotarlo de una

estructura transversal en la zona central puesto que no se espera que sufra esfuerzos elevados

de pandeo ni necesita grandes bodegas para almacenar carga

Por lo tanto como en la inmensa mayoriacutea de los buques construidos en acero de la actualidad

se decide disponer de una estructura mixta Esto implica que para soportar los esfuerzos

longitudinales se dispondraacute la estructura longitudinal en la parte central del buque

concretamente en las cubiertas y se dispondraacute estructura transversal en las zonas de los

piques de popa y de proa

Sin embargo debido a la especial caracteriacutestica y formas de este tipo de buques la seccioacuten

maestra no es representativa del buque completo como si lo es por ejemplo en el caso de un

buque petrolero En este tipo la seccioacuten variacutea considerablemente de popa a proa y por lo tanto

es praacutectica habitual calcular y representar una seccioacuten a popa en la cuaderna maestra y a proa

del mismo En concreto se calcularaacuten la cuaderna 5 41 y 66

32 Disposicioacuten de elementos principales

La disposicioacuten de los elementos estructurales principales quedoacute definida en el Capiacutetulo 3

concretamente en el apartado 3

En resumen la separacioacuten entre los mismos era de

Disentildeo estructural

191

Tabla 7-1 Disposicioacuten de los elementos estructurales principales

Elemento Separacioacuten (mm)

Cuadernas 600

Baos 600

Bulaacutercamas 2400

Varengas 2400

Longitudinales 600

Vagras 24003000

4 Resistencia Longitudinal

Conocida la separacioacuten entre los distintos elementos estructurales principales del buque el

siguiente paso para disentildear la estructura mixta del mismo es determinar los momentos y

esfuerzos a los que se veraacute sometido durante su navegacioacuten

Se seguiraacute el proceso establecido por la sociedad de clasificacioacuten en concreto el meacutetodo del

buque viga Este meacutetodo asemeja el buque a una viga apoyada en ambos extremos y sometida

a una serie de cargas o esfuerzos de flexioacuten Las cargas de este buque viga son fuerzas y

momentos que resultan de los efectos de las cargas locales que actuacutean sobre el buque en su

conjunto considerado como una viga

Se consideran

- Momento en aguas tranquilas inducidos por la distribucioacuten longitudinal del peso en

rosca las cargas internas (carga y lastre) y el empuje en aguas tranquilas

- Momento vertical en olas inducido debido al efecto de las olas en la estructura

El criterio de signos tomado para este caacutelculo es el siguiente

Ilustracioacuten 66 Criterio de signos tomado para el meacutetodo del buque viga Fuente Bureau Veritas

En la ilustracioacuten anterior la letra Q representa los esfuerzos cortantes y la letra M los momentos

flectores

Se calcularaacuten los momentos para la seccioacuten media del buque concretamente para la zona

comprendida entre 03L y 07L con respecto a la perpendicular de popa

Disentildeo estructural

192

Conocidas las solicitaciones del buque viga el siguiente paso consiste en determinar el moacutedulo

resistente de las distintas secciones y comprobar que sea mayor o igual al exigido por tales

solicitaciones globales

Si el moacutedulo obtenido fuera inferior a lo necesario se deberiacutea proceder a un aumento de los

escantillones o a una disminucioacuten de las distintas claras entre elementos estructurales

Es importante destacar que en la normativa que es aplicable al buque proyecto hay una serie

de diferencias con respecto a la normativa estaacutendar (NR467) para buques de acero

Estas diferencias son las siguientes

- Los escantillones son brutos como ya se comentoacute en apartados previos del presente

capitulo

- La resistencia longitudinal soacutelo se debe tener en cuenta si la tensioacuten de buque viga es

mayor que 035middotRy Si es menor no se debe considerar y por tanto el estudio de

resistencia longitudinal y local no se combinan

- La tensioacuten admisible es menor puesto que en buques regidos por la normativa estaacutendar

se usa el concepto de ola centenaria y en buques regidos por la normativa NR600 se

usa el concepto de ola diaria

- El escantilloacuten miacutenimo es general para todos los elementos primarios existiendo leves

diferencias en funcioacuten de la zona del buque a considerar

- El caacutelculo de tensioacuten de buque viga se debe hacer a traveacutes de los paraacutemetros

geomeacutetricos de la seccioacuten del buque como son la inercia el moacutedulo la altura del eje

neutro etc para lo cual se recomienda la aplicacioacuten de la herramienta MARS

- En la determinacioacuten de los momentos flectores maacuteximos en aguas tranquilas el valor

correspondiente al momento flector y cortante en la condicioacuten de arrufo puede tomarse

igual a 0

- En cuanto a los refuerzos primarios de costado y cubierta es necesario calcular

simplemente los esfuerzos locales debidos a la presioacuten hidrostaacutetica

41 Determinacioacuten de las cargas globales

411 Momento en aguas tranquilas

De acuerdo con lo establecido por la normativa se aplica la siguiente expresioacuten para obtener

el momento flector en aguas tranquilas

119872119878119882119867 = 08 middot (025 middot 119862119882 middot 119871119882 2 middot 119861119882119871 middot 119862119861) = 08 middot (025 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658)

= 1309380 119896119873 middot 119898 Eq 158

Donde

- 119862119908 paraacutemetro de ola Calculado como 119862119908 = 0625 middot (118 minus 036 middot 119871119908) middot 119871119908 middot 10minus3

- 119871119908 longitud de ola Calculada como 119871119908 = 05 middot (119871119908119897 + 119871119867119906119897119897)

Disentildeo estructural

193

Como se puede comprobar se trata de un momento que loacutegicamente depende de la posicioacuten

longitudinal del buque siendo maacuteximo en la seccioacuten media y nulo en los extremos

Su distribucioacuten es la siguiente

Ilustracioacuten 67 Distribucioacuten del momento en aguas tranquilas

En este caso la normativa establece en la seccioacuten 2 de su tercer capiacutetulo que el valor del

momento flector y cortante en la condicioacuten de arrufo puede tomarse igual a 0

412 Momento flector en olas

En este caso la formulacioacuten depende de que el buque se encuentre en condicioacuten de arrufo o

de quebranto

En el caso de la condicioacuten de quebranto

119872119882119867 = 020 middot 119899 middot 119862119908 middot 119871119908 2 middot 119861119908119897 middot 119862119861 = 020 middot 1 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658

= 1309380 119896119873 middot 119898 Eq 159

En el caso de la condicioacuten de arrufo

119872119882119867 = minus025 middot 119899 middot 119862119908 middot 119871119908 2 middot 119861119908119897 middot 119862119861 = 020 middot 1 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658

= minus163672 119896119873 middot 119898 Eq 160

Graacuteficamente

Disentildeo estructural

194

Ilustracioacuten 68 Distribucioacuten del momento en olas

En este caso se comprueba que el valor del momento flector es mayor para la condicioacuten de

arrufo

413 Momentos flectores combinados

Para conocer los momentos flectores globales a los que se veraacute sometido el buque es

necesario combinar los momentos flectores obtenidos en aguas tranquilas con los momentos

flectores obtenidos en olas

El resultado final es el siguiente

Ilustracioacuten 69 Distribucioacuten de los momentos flectores totales sobre la eslora del buque Fuente Bureau

Veritas

Disentildeo estructural

195

Ilustracioacuten 70 Distribucioacuten de los momentos flectores totales

De la graacutefica anterior se puede concluir que el valor maacutes elevado asciende hasta los 2618760

kN que se da en la condicioacuten de quebranto

42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles

421 Tensiones globales admisibles

Como su propio nombre indica en el presente apartado se determinaraacuten los valores de las

tensiones admisibles bajo la accioacuten de las cargas globales calculadas en el punto anterior

Por norma general y como ya se comentoacute previamente los esfuerzos globales del buque viga

y los esfuerzos locales se examinan de forma independiente Sin embargo de acuerdo con el

nivel de tensioacuten global la estructura del casco bajo tensiones locales puede ser comprobada

teniendo en cuenta las tensiones globales del buque viga

En la presente tabla se recogen los valores anteriormente mencionados

Ilustracioacuten 71 Valores admisibles de tensiones globales Fuente Bureau Veritas

Donde120590119892119897119886119898 representa la tensioacuten global admisible 120591119892119897119886119898 la tensioacuten cortante admisible y 119877 el

liacutemite elaacutestico del material considerado

Disentildeo estructural

196

422 Tensiones locales admisibles

Las tensiones locales admisibles para las chapas y los refuerzos secundarios sometidos a

cargas locales en relacioacuten con el tipo de elemento estructural y el tipo de cargas locales se

definen en las siguientes tablas

Ilustracioacuten 72 Tensiones locales admisibles para chapas Fuente Bureau Veritas

Se puede comprobar como de nuevo la tensioacuten admisible depende del liacutemite elaacutestico del

material

En el caso de los refuerzos secundarios

Ilustracioacuten 73 Tensiones locales admisibles para refuerzos secundarios Fuente Bureau Veritas

Y finalmente en el caso de los refuerzos primarios

Disentildeo estructural

197

Ilustracioacuten 74 Tensiones locales admisibles para refuerzos primarios Fuente Bureau Veritas

Como es loacutegico los subiacutendices de las tensiones admisible variacutean siendo 120590119897119900119888119886119898 la tensioacuten local

admisible 120591119897119900119888119886119898 y la tensioacuten cortante admisible

43 Determinacioacuten de las presiones externas

En este apartado se calcularaacuten las presiones externas debidas al efecto del agua salada

exterior al buque

Estas presiones no son constantes pues variacutean con los movimientos relativos verticales del

buque es decir con las oscilaciones verticales de la superficie del mar en el costado de este

Se miden desde el calado de escantillonado y son simeacutetricas en ambos costados Variacutean en

funcioacuten de la zona del buque considerada

Ilustracioacuten 75 Subdivisiones del buque a lo largo de la eslora Fuente Bureau Veritas

Disentildeo estructural

198

Ilustracioacuten 76 Movimientos verticales relativos del buque Fuente Bureau Veritas

En funcioacuten de las distintas zonas se obtienen los siguientes valores

Tabla 7-2 Valor de los movimientos relativos verticales del buque

Localizacioacuten 119945120783(119950)

Popa a 025 Lw 161

025 Lw a 070 Lw 141

070 Lw a 085Lw 238

085 a proa 386

Como es loacutegico los movimientos verticales en la seccioacuten media son mucho menores que los

obtenidos en los piques de popa y proa

431 Presiones en el fondo

Para determinar la presioacuten externa en el fondo se tomaraacute el valor obtenido por la siguiente

expresioacuten

119901119878 = 120588 middot 119892(119879 + ℎ1 + ℎ2 minus 119885 0) = 1025 middot 981 middot (451 + 146 minus 0 minus 0) = 6004 119896119873

1198982 Eq 161

Donde

- 1198850 altura considerada para el caacutelculo En el caso del fondo su valor es nulo

432 Presiones en el costado

En el caso de la presioacuten en el costado se tomaraacute el mayor de los valores obtenidos por las

siguientes expresiones

119901119878 = 120588 middot 119892(119879 + ℎ1 + ℎ2 minus 119911) = 1025 middot 981 middot (451 + 146 minus 15) = 6004 119896119873

1198982 Eq 162

119901119878 = 120588 middot 119892 (119879 +08 middot 119861119908

2middot 119904119890119899119900119860119877 minus 119911) = 120588 middot 119892 (119879 +

08 middot 1375

2middot 11990411989011989911990025ordm minus 0)

= 3803 119896119873

1198982

Eq 163

Disentildeo estructural

199

Donde

- ℎ2 constante que toma un valor nulo de acuerdo con la normativa

- 119860119877 aacutengulo de roll Seguacuten la normativa toma un valor de 25ordm

- 119911 altura a considerar En este caso se ha tomado que la condicioacuten maacutes restrictiva es

z=0 m es decir en el fondo

433 Presiones en cubierta

Para calcular las cargas locales en cubiertas expuestas se recurre a la siguiente expresioacuten

119901119889 = (1199010 minus 10 middot 119911119889) middot 1205931 middot 1205932 middot 1205933 = (6004 minus 10 middot 59) middot 1 middot 041 middot 1 = 042 119896119873

1198982 Eq 164

Donde

- 119911119889 altura de la cubierta en metros

- 1199010 presioacuten obtenida en el fondo

- 1205931 1205932 1205933 factores determinados por la normativa

Sin embargo este valor ha de ser como miacutenimo igual al obtenido mediante la siguiente

expresioacuten

119901119889119898119894119899 = 196 middot 119899 middot 1205931 middot 1205932 middot 1205933 = 196 middot 1 middot 1 middot 041 middot 1 = 794 119896119873

1198982 Eq 165

Como se puede comprobar se tomaraacute el valor obtenido mediante la segunda expresioacuten puesto

que es mayor al obtenido mediante la primera

Sin embargo en el caso de las presiones en cubierta el valor obtenido se considera que no es

lo suficientemente elevado pues el buque estaacute destinado a llevar elementos muy pesados

sobre la misma como pueden ser cadenas anclas etc Por lo tanto de cara a los caacutelculos

estructurales y determinacioacuten de escantillones se tomaraacute que la carga sobre cubierta es de

60 1199051198982

44 Determinacioacuten de las presiones internas

El efecto de las presiones no solo se debe al efecto del agua exterior que rodea al buque sino

que tambieacuten pueden darse como consecuencia de cargas secas fluidos en tanques cargas

rodadas etc Estas presiones y fuerzas internas locales mencionadas se basan en las

aceleraciones del buque las cuales se basan en el siguiente paraacutemetro

Disentildeo estructural

200

119886119861 = 119899 middot (076 middot 119865 + 25 middot119862119908

119871119908119897) = 1 middot (076 middot 028 + 25 middot

3055

4864) = 0371 Eq 166

Donde

- 119865 nuacutemero de Froude

441 Aceleracioacuten en heave

La aceleracioacuten en heave se obtiene de la siguiente expresioacuten

119886119867 = 125 middot 119886119861 middot 119892 = 125 middot 0371 middot 981 = 455 119898 1199042 Eq 167

442 Aceleracioacuten en pitch

La aceleracioacuten en pitch se obtiene de la siguiente expresioacuten

120572119901 = 119860119901 (2 middot 120587

119879119901)

2

middot 119899 = 015 middot (2 middot 120587

362)

2

middot 1 = 0457 1199031198861198891199042 Eq 168

Siendo 119860119875 y 119879119901 la amplitud de pitch y el periacuteodo de pitch respectivamente

443 Aceleracioacuten en roll

La aceleracioacuten en roll se obtiene de manera anaacuteloga a la aceleracioacuten en pitch

120572119903 = 119860119903 (2 middot 120587

119879119903)

2

middot 119899 = 043 middot (2 middot 120587

608)

2

middot 1 = 0129 1199031198861198891199042 Eq 169

444 Aceleracioacuten vertical

Finalmente se puede determinar la aceleracioacuten vertical en funcioacuten de los paraacutemetros

anteriormente calculados y de la zona del buque por medio de la siguiente foacutermula

120572119911 = radic119886119867 2 + 120572119901

2 middot (020 middot 119871119908119897)2 Eq 170

Obteniendo

Tabla 7-3 Valor de las aceleraciones relativos verticales del buque

Localizacioacuten 119938119963(119950119956120784)

Popa a 025 Lw 81

025 Lw a 070 Lw 64

070 Lw a 085Lw 81

085 a proa 120

De manera anaacuteloga a los movimientos verticales las aceleraciones verticales en la seccioacuten

media son mucho menores que las obtenidas en los piques de popa y proa

Disentildeo estructural

201

Ilustracioacuten 77 Aceleraciones en funcioacuten de la zona del buque Fuente Bureau Veritas

445 Cargas internas en mamparos

Conocidas las distintas aceleraciones del buque el siguiente paso es determinar la presioacuten en

los mamparos debidas al efecto de los liacutequidos que contengan en su interior

Se ha de tomar el mayor de los valores obtenidos mediante las siguientes dos foacutermulas

119901 = 120588119871 [015 middot 120578 middot 119892 middot119897119887

2+ 119886119911 middot 120578 middot (119911119905119900119901 minus 119911) + 119892 middot (119911119871 minus 119911)]

= 1 middot [015 middot 08 middot 981 middot06

2+ 636 middot 08 middot (59 minus 15) + 981 middot (3075 minus 15)

= 4025119896119873

1198982

Eq 171

119901 = 120588119871 middot (119892 + 119886119885 middot 120578) middot (119911119905119900119901 minus 119911) + 100 middot 119875119901119907 + 015 middot 120578 middot 120588119871 middot119897119887

2

= 1 middot (981 + 636 middot 08) middot (59 minus 15) + 100 middot 0 + 015 middot 08 middot 1 middot06

2= 6865

119896119899

1198982

Eq 172

En el caso de locales vaciacuteos22 como puede ser la caacutemara de maacutequinas la presioacuten que se ha

de tomar es la siguiente

119901 = 119901119904 middot (1 +119886119885 middot 120578

119892) = 10 middot (1 +

636 middot 08

981) = 1519

119896119873

1198982 Eq 173

5 Escantillonado de elementos

Definidos los requisitos y tensiones admisibles de la resistencia longitudinal del buque el

siguiente paso es establecer los distintos escantillones de los numerosos elementos que

conforman la estructura del mismo

22 En este caso por ldquovaciacuteordquo se entiende que no es un tanque y por lo tanto que no estaacute destinado a alojar ninguacuten liacutequido en su interior si no distintos equipos y sistemas

Disentildeo estructural

202

El escantilloacuten de los elementos depende de su posicioacuten global en el buque esto es el

escantilloacuten de los elementos situados en el fondo del buque no tiene por queacute coincidir con el de

los elementos de costado o cubierta

Debido a que se trata de una fase preliminar del proyecto el proceso de escantillonado que se

seguiraacute no se centraraacute en detalles estructurales o geomeacutetricos concretos puesto que estos

corresponderiacutean al proceso de detalle

Por lo tanto en el presente apartado se determinaraacuten los escantillones miacutenimos de los distintos

elementos de las secciones 5 41 y 66 para las siguientes zonas del buque

- Fondo

- Costados

- Cubierta

Por comodidad uacutenicamente apareceraacuten reflejados los obtenidos para la cuaderna maestra

51 Estructura del fondo

En primer lugar se han de calcular las chapas del fondo incluida la quilla a la cual es habitual

dotar de un espesor mayor que al resto de chapas de fondo Ademaacutes la chapa del pantoque

se ha decidido incluir como chapa de fondo y no de costado al tratarse de una condicioacuten maacutes

conservadora

Estas chapas estaraacuten sometidas a la presioacuten de fondo calculada en apartados anteriores

En el caso de la normativa que es de aplicacioacuten se establece que las chapas de fondo han de

tener un espesor bruto miacutenimo de

119905119898119894119899119891 = 005 middot 119871119882 middot 119896 12 + 30 = 005 middot 4864 middot 1

12 + 30 = 55 119898119898 cong 6 119898119898 Eq 174

En este caso la normativa establece ademaacutes que como norma las chapas de fondo han de

tener como miacutenimo un espesor igual al de las chapas de costado

Para determinar el espesor miacutenimo de los refuerzos primarios se recurre a la siguiente

expresioacuten

119905119898119894119899 = 12 middot (37 + 0015 middot 119871119908119897 = 12 middot (37 + 0015 middot 4864) = 532 119898119898

cong 6 119898119898 Eq 175

Para determinar el escantillonado de los refuerzos longitudinales de fondo y de doble fondo es

necesario en primer lugar determinar el moacutedulo miacutenimo de la seccioacuten

En el fondo

Disentildeo estructural

203

119905119898119894119899119891 = (55 + 005 middot 119871119908 middot 11989612) middot 1198992 middot 119862119879 = (55 + 005 middot 4864 middot 1

12 ) middot 1 middot 1

= 793 119898119898 cong 8 119898119898 Eq 176

119882119898119894119899119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 141

= 5598 1198881198983

Eq 177

En el doble fondo

119905119898119894119899119889119891 = (4 + 004 middot 119871119908 middot 11989612) middot 1198992 middot 119862119879 = (4 + 004 middot 4864 middot 1

12 ) middot 1 middot 1

= 595 119898119898 cong 6 119898119898 Eq 178

119882119898119894119899119889119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 141

= 5598 1198881198983

Eq 179

Para los elementos transversales como con las varengas el espesor miacutenimo se mantiene

variando uacutenicamente el moacutedulo miacutenimo requerido

119882119898119894119899119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 1175

= 6718 1198881198983 cong 68 1198881198983

Eq 180

Siendo el espesor del alma y del ala del refuerzo como miacutenimo de

ℎ119882

119905119908le 20 middot radic119896 Eq 181

52 Estructura del costado

Para calcular el espesor miacutenimo de las chapas que se encuentran sometidas a una presioacuten

lateral como es el caso de las chapas de costado la expresioacuten a utilizar es la siguiente

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

6084

15275

= 78 119898119898 cong 8 119898119898

Eq 182

Por lo tanto tras todo lo mencionado anteriormente se deduce que tanto las chapas de fondo

como las chapas de costado han de tener un espesor miacutenimo de 8 mm

Para determinar el moacutedulo de los palmejares y refuerzos secundarios de costado se recurre a

la siguiente expresioacuten

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

6084 middot 22 middot 122

16 middot 15275= 713 1198881198983 Eq 183

Disentildeo estructural

204

53 Estructura de la cubierta principal

Para escantillonar los elementos de cubierta chapas esloras y baos se han de tener en cuenta

las presiones calculadas en apartados anteriores

Sin embargo al tratarse de una cubierta protegida por un revestimiento de madera o cubierta

auxiliar la normativa permite aplicar una reduccioacuten al espesor obtenido en primer lugar como

aplicacioacuten directa de la misma Como es loacutegico este valor no ha se ser inferior en ninguacuten caso

al miacutenimo aplicable

Para obtener el espesor miacutenimo de las chapas de cubierta se recurre a la misma expresioacuten

empleada para el caacutelculo de las chapas de costado pues la carga en cubierta es del todo similar

a una presioacuten externa lateral

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

794

1645

= 28 119898119898 cong 3 119898119898

Eq 184

Como el valor obtenido es inferior global cuyo valor se establecioacute en 6 mm se tomaraacute este

uacuteltimo como espesor miacutenimo de las chapas de cubierta

En cuanto a los refuerzos secundarios el moacutedulo miacutenimo requerido asciende a

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

60 middot 22 middot 122

16 middot 1645= 662 1198881198983 Eq 185

54 Estructura de los mamparos

Para calcular el espesor miacutenimo requerido en los elementos estructurales de los mamparos se

tomaraacuten las presiones obtenidas en apartados anteriores y se tendraacute en consideracioacuten que

estos de elementos han de dotar al buque de continuidad estructural en la medida de lo posible

Este hecho implica que la estructura de estos estaraacute condicionada por la zonza del buque en

la que se encuentren

El espesor miacutenimo de las chapas se determina del siguiente modo

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

6865

1645

= 799 119898119898 cong 8 119898119898

Eq 186

En cuanto a los refuerzos secundarios el moacutedulo miacutenimo requerido toma un valor de

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

6854 middot 22 middot 122

16 middot 1645= 76 1198881198983 Eq 187

Disentildeo estructural

205

6 Caacutelculo de las secciones representativas

Una vez que se han determinado las caracteriacutesticas de los elementos estructurales de las

distintas zonas del buque que hacen que el mismo soporte las presiones y tensiones a las que

se veraacute sometido el siguiente paso es disentildear y disponer tales elementos en la estructura del

buque

La disposicioacuten de los mismos depende del proyectista o disentildeador pero siempre se han de

cumplir unos criterios y requisitos miacutenimos como pueden ser los espacios o alturas libres

separaciones miacutenimas entre elementos del mismo tipo mantenimiento de continuidad

estructural y buacutesqueda de la homogeneidad etc

En el presente capiacutetulo como bien se indicoacute en apartados anteriores se llevaraacute a cabo un

disentildeo y optimizacioacuten de las secciones de popa cuerpo central y proa del buque

El objetivo final es asegurar que la estructura del buque dota al mismo de una resistencia

estructural adecuada mediante la homogeneizacioacuten y optimizacioacuten de sus elementos En el

primer caso el criterio tomado seraacute que el moacutedulo obtenido en las secciones previamente

mencionadas sea como miacutenimo igual al establecido por la sociedad de clasificacioacuten

Para calcular el moacutedulo miacutenimo en cubierta y en el fondo de las secciones se requeriraacute a una

herramienta propia de la normativa el software MARS Este programa permite determinar las

distintas caracteriacutesticas geomeacutetricas de las secciones como son su inercia eje neutro moacutedulo

etc

61 Seccioacuten de popa

La primera de las secciones que se introdujo en el programa MARS fue la seccioacuten de popa

correspondiente a la cuaderna nuacutemero 5 mostrada en la siguiente figura

Disentildeo estructural

206

Figura 7-1 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 5 sobre el modelo 3D

Como se puede comprobar variacutea la altura del doble fondo y empieza a nacer el quillote

central23 Ademaacutes corresponde a la zona de los tanques de agua de lastre de costado y a la

zona del local de propulsores de popa Se considera una seccioacuten representativa puesto que su

estructura es transversal y considera las solicitaciones debidas a la cubierta de carga y a los

propulsores de popa

En cuanto al disentildeo de la estructura se optoacute por disponer de varengas en cada cuaderna y

vagras cada 600 mm en el doble fondo para crear una estructura suficientemente resistente

como para transmitir bien los esfuerzos generados por el peso de los motores de los

propulsores principales En los tanques de costado se disponen refuerzos verticales para

soportar la presioacuten del fluido interior y finalmente se opta por disponer perfiles longitudinales

en la cubierta de carga

Para modelar la seccioacuten en el programa MARS primero se generoacute un panel correspondiente al

casco En segundo lugar se generoacute el panel correspondiente a la cubierta y por uacuteltimo se

modeloacute el panel correspondiente al mamparo longitudinal a 5200 mm delimitador de los

tanques de lastre de costado

23 Para el caacutelculo preliminar de la resistencia estructural se ha decidido no incluir la seccioacuten correspondiente al quillote central pues la informacioacuten que aportaba era miacutenima y las complicaciones que suponiacutea su modelado eran por el contrario considerables

Disentildeo estructural

207

Con tales consideraciones el modelado en el programa MARS fue el siguiente

Figura 7-2 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 5 modelada en MARS

Debido a que en ninguacuten caso las tensiones superaban el liacutemite de 035 middot 119877119910 no fue necesario

combinar la resistencia estructural con la resistencia local

En cuanto a la resistencia local de los elementos se comproboacute que salvo ligeras

modificaciones los escantillones miacutenimos proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran

adecuados para garantizar que la estructura era adecuada

Ilustracioacuten 78 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local

Finalmente se muestran a continuacioacuten las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten

Disentildeo estructural

208

Tabla 7-4 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de popa

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 059 m2

Momento de inercia sobre eje Y 106 m4

Momento de inercia sobre eje Z 1070 m4

Altura eje neutro 190 m

Moacutedulo en cubierta 027 m3

Moacutedulo en el fondo 056 m3

62 Seccioacuten de proa

La segunda seccioacuten que se analizoacute fue la correspondiente a la zona de proa concretamente a

la cuaderna 66

Ilustracioacuten 79 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 66 sobre el modelo 3D

Esta seccioacuten se considera representativa porque incluye las cubiertas de acomodacioacuten primera

y segunda y porque ademaacutes corresponde a la zona del abanico de proa caracteriacutestica por sus

formas y por estar sometida a altas presiones24

La estructura que se ha proyectado para la zona de proa es predominantemente transversal

Se ha dotado al doble fondo de varengas aligeradas por cada cuaderna y de un elemento

24 En el presente proyecto y debido a que el buque en cuestioacuten navega a velocidades relativamente bajas no se han considerado los efectos sobre la estructura de los golpes en proa o ldquoslammingrdquo

Disentildeo estructural

209

longitudinal a 1200 mm de crujiacutea para asegurar que la estructura soporta los esfuerzos de los

motores de los propulsores de proa Para asegurar la resistencia local de las chapas se dota

a las varengas centrales de contretes y a las varengas exteriores de refuerzos verticales

En los costados se disponen cuadernas verticales y si la luz del elemento es demasiado alta

(superior a los 1800 mm) como se da en el caso del local de los propulsores es necesario

disponer un palmejar que disminuya la longitud de las cuadernas a la mitad

Finalmente en las cubiertas se decide dotar al buque de una estructura longitudinal formada

por perfiles de tipo bulbo con un escantilloacuten descendiente en funcioacuten de la altura

En el caso cuadernas reforzadas se disponen bulaacutercamas con llantas de cara y baos en

cubierta Debido a que las solicitaciones son eran muy elevadas se pudo prescindir del empleo

de esloras en cubierta

Su representacioacuten en el programa MARS es la siguiente

Ilustracioacuten 80 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 66 modelada en MARS

Del mismo modo que para la cuaderna de popa se comproboacute que los escantillones miacutenimos

proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran adecuados para garantizar que la

resistencia local de la estructura era adecuada

Disentildeo estructural

210

Ilustracioacuten 81 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local

Las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten son las siguientes

Tabla 7-5 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de proa

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 041 m2

Momento de inercia sobre eje Y 542 m4

Momento de inercia sobre eje Z 147 m4

Altura eje neutro 667 m

Moacutedulo en cubierta 123 m3

Moacutedulo en el fondo 081 m3

63 Seccioacuten media o cuaderna maestra

Por uacuteltimo se realizoacute el mismo proceso para la cuaderna maestra correspondiente a la seccioacuten

media concretamente la cuaderna 39 A pesar de no tratarse de la cuaderna maestra se

decidioacute representar la cuaderna 42 en vez de la cuaderna 39 puesto que la informacioacuten que la

primera proporcionaba era ligeramente menos representativa Baacutesicamente el aspecto clave es

Disentildeo estructural

211

que en la cuaderna maestra se encuentran las tomas de mar y no tanques como siacute ocurre en

la cuaderna 42

Ilustracioacuten 82 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 42 sobre el modelo 3D

En el caso de la estructura de la seccioacuten media esta ha de calcularse uacutenicamente hasta la

cubierta resistente

El periacutemetro de la seccioacuten tiene la forma en ldquoUrdquo disposicioacuten caracteriacutestica de la mayoriacutea de los

buques en la zona ciliacutendrica Se ha optado por dotar a la seccioacuten de estructura transversal en

el doble fondo y costados y de estructura longitudinal en la cubierta resistente o de carga

En el doble fondo se han dispuesto varengas aligeradas cada cuaderna y longitudinales no

pasantes cada 600 mm

En los costados y tambieacuten para reforzar los tanques laterales se han dispuesto refuerzos

verticales de tipo bulbo que terminan y empiezan con cartelas para mejorar la continuidad

estructural y evitar la aparicioacuten de puntos duros o de concentracioacuten de tensiones

Finalmente para dotar a la cubierta de carga de una resistencia estructural adecuada se ha

decidido disponer de bulbos equiespaciados desde crujiacutea hasta el final de los tanques laterales

Como en el resto de la estructura se disponen cuadernas resistentes cada 4 cuadernas

formadas por baos fuertes con llantas de cara

Su representacioacuten en el programa MARS es la siguiente

Disentildeo estructural

212

Ilustracioacuten 83 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 42 modelada en MARS

Del mismo modo que para las secciones de popa y de proa se comproboacute que los escantillones

miacutenimos proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran adecuados para garantizar que

la resistencia local de la estructura era adecuada

Ilustracioacuten 84 Seccioacuten media Verificacioacuten de la resistencia local

Las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten son las siguientes

Disentildeo estructural

213

Tabla 7-6 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten media

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 069 m2

Momento de inercia sobre eje Y 368 m4

Momento de inercia sobre eje Z 1392 m4

Altura eje neutro 276 m

Moacutedulo en cubierta 117 m3

Moacutedulo en el fondo 133 m3

7 Resumen de los elementos estructurales empleados

En el presente apartado se incluiraacute una breve table resumen con todos los elementos

estructurales empleados en las distintas secciones del buque tanto longitudinales como

transversales

Se incluiraacute ademaacutes una comparativa entre el espesor y moacutedulo miacutenimo recomendados por la

normativa y el ofrecido

Tabla 7-7 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de popa

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas t (mm) 92 10

Chapas (doble fondo) t (mm) 81 9

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 9 9

w (cm3) 5599 60

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 6718 12318

Costado

Chapas t (mm) 97 10

Cuadernas t (mm) 10 10

w (cm3) 3631 9581

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 348 35085

Cubierta

Chapas t (mm) 970 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 85 9

w (cm3) 14509 16629

Disentildeo estructural

214

Tabla 7-8 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de proa

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas t (mm) 97 10

Chapas (doble fondo) t (mm) 81 9

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 8 8

w (cm3) 369 5426

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 355 6369

Costado

Chapas t (mm) 78 8

Cuadernas t (mm) 8 8

w (cm3) 4926 9581

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 13513 1415

Cubierta Ppal

Chapas t (mm) 97 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 8 8

w (cm3) 2504 4432

Cubierta Acc 1

Chapas t (mm) 92 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 8 8

w (cm3) 1001 4432

Cubierta Acc 2

Chapas t (mm) 87 9

Refuerzos longitudinales t (mm) 10 10

w (cm3) 12059 13138

Tabla 7-9 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten media

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas (quilla) t (mm) 95 10

Chapas t (mm) 8 8

Chapas (doble fondo) t (mm) 8 8

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 8 8

w (cm3) 1167 1201

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 1133 1192

Costado

Chapas t (mm) 85 9

Cuadernas t (mm) 9 9

w (cm3) 26026 26437

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 3364 3532

Disentildeo estructural

215

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Cubierta

Chapas t (mm) 97 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 85 9

w (cm3) 12255 14139

8 Valor y posicioacuten del peso en rosca

Conocida la estructura interna del buque a lo largo de la eslora es posible determinar de un

modo maacutes preciso el peso y posicioacuten (de su centro de gravedad) del peso en rosca del buque

Como ya se determinoacute en capiacutetulos anteriores el peso en rosca estaacute compuesto por el peso de

acero (elementos estructurales continuos transversales y acero en general) peso de la

maquinaria y peso de la habilitacioacuten y equipos

A pesar de que existen numerosos meacutetodos para determinar el peso de acero del buque en

este caso se decide recurrir a las caracteriacutesticas geomeacutetricas de las distintas secciones que lo

conforman El proceso se explicaraacute con detalle en los capiacutetulos posteriores

Para determinar el peso de la maquinaria y equipos se recurre a la informacioacuten proporcionada

por los propios fabricantes antildeadiendo en determinados casos factores correctores para tener

en cuenta las estructuras auxiliares necesarias que puedan tener asociadas

En otros casos bien por no contar con la informacioacuten correspondiente o por no contar con

meacutetodos experimentales adecuados ciertas partidas de pesos tendraacuten que estimarse

Una vez se conoce el peso de cada una de las partidas y la posicioacuten de su respectivo centro

de gravedad se puede determinar los correspondientes al peso en rosca del buque Este valor

es fundamental para determinar la estabilidad del buque la cual se estudiaraacute en el siguiente

capiacutetulo

81 Peso de acero

En este apartado se determinaraacute el peso del acero del buque Como peso del acero se entiende

el peso de los elementos que conforman la estructura del buque la cual se definioacute en apartados

previos como una estructura mixta (longitudinal en las cubiertas y transversal en costados y

fondo)

La estructura del buque se dividiraacute en tres secciones principales zona de popa (desde la

perpendicular de popa hasta la cuaderna 17) seccioacuten central (desde la cuaderna 5 hasta la

cuaderna 48) y zona de proa (desde la cuaderna 48 hasta la perpendicular de proa)

Ademaacutes de la separacioacuten anterior el buque se dividiraacute en 20 secciones representativas de las

cuales se calcularaacute el peso y para conocer el peso de las secciones intermedias entre ellas se

integraraacute mediante el meacutetodo de Simpson para obtener los respectivos pesos

Disentildeo estructural

216

Ilustracioacuten 85 Divisioacuten del buque en 20 secciones

811 Peso del acero longitudinal continuo

Para calcular el peso de los elementos estructurales continuos se extrapola el peso de los

elementos longitudinales que conforman las tres secciones caracteriacutesticas (1198821198711 1198821198712 119910 1198821198713) al

resto de las secciones del buque (119882119871119894)

Se ha seguido el meacutetodo de Aldwinckle por haber trabajado en anteriores ocasiones con el

mismo

Este meacutetodo relaciona el peso de cada una de las secciones con el de su correspondiente

seccioacuten caracteriacutestica de acuerdo con una relacioacuten de periacutemetros (119866119894) y ofrece ademaacutes una

serie de coeficientes (119898119894) que variacutean en funcioacuten del tipo de buque que se esteacute estudiando

119882119871119894 = 119866119894 119898119894 middot 119882119871123 Eq 188

Para obtener el peso de acero longitudinal de las distintas secciones se ha tenido en cuenta el

aacuterea obtenida mediante el programa MARS y la densidad del acero (en 1199051198983) como

119882119894 = 120588119904 middot 119860119894

Para calcular la altura del centro de gravedad del acero longitudinal continuo se toma la

suposicioacuten de que la relacioacuten entre el centro de gravedad del acero de las tres secciones

representativas (ver 6) y el centro geomeacutetrico acero de las misma mantiene una relacioacuten

constante para el resto de las secciones

Disentildeo estructural

217

Finalmente se integran todos los valores obtenidos y se obtiene el peso del acero longitudinal

continuo total asiacute la altura de su centro de gravedad

Los valores obtenidos son los siguientes

Tabla 7-10 Distribucioacuten del acero longitudinal continuo

SECCIOacuteN Xi (m) Periacutemetro (m) Gi mi Zgi (m) Kgi (m) Wli (tm) Simpson (tm)

0 000 3121 082 240 453 353 287 287

1 232 3197 084 325 434 338 263 1050

2 463 3762 099 320 409 319 446 892

3 695 3818 100 292 373 290 467 1870

4 926 3830 101 267 354 276 471 942

5 1158 3836 101 240 330 257 472 1888

6 1390 3850 101 212 312 243 555 1110

7 1621 3875 102 184 303 236 560 2239

8 1853 3792 100 157 299 233 538 1077

9 2084 3822 100 125 298 232 544 2178

10 2316 3806 100 100 298 232 542 1083

11 2548 3795 100 111 298 232 540 2160

12 2779 3750 099 125 303 236 532 1063

13 3011 3657 096 136 305 237 513 2052

14 3242 3490 092 155 310 242 474 947

15 3474 3235 085 190 317 247 398 1591

16 3706 2904 076 223 323 252 176 352

17 3937 2504 066 250 331 258 113 452

18 4169 2062 054 307 346 270 049 098

19 4400 1546 041 385 384 299 010 040

20 4632 124 003 315 426 332 000 000

El peso de acero longitudinal continuo total asciende hasta

Tabla 7-11 Peso del acero longitudinal continuo

WL (t) XgL(m) ZgL(m)

18111 2547 328

812 Peso del acero transversal continuo

De un modo del todo semejante al apartado anterior se determina el peso del acero transversal

continuo

Una vez se determinaron los escantillones de los elementos primarios transversales y su

separacioacuten la cual ascendiacutea hasta los 24 metros se obtiene el peso correspondiente por

unidad de longitud

Disentildeo estructural

218

La principal diferencia con respecto al apartado anterior el correspondiente al peso de acero

longitudinal continuo es que en este caso la extrapolacioacuten de los valores obtenidos en las

secciones caracteriacutesticas al resto de secciones no se hace en funcioacuten de su periacutemetro sino de

su aacuterea

119882119879119894 = 119876119894 119901119894

middot 119882119879123 Eq 189

En este caso el coeficiente 119901119894 estaacute tabulado y no depende del tipo de buque (ver [1])

Los valores obtenidos son los siguientes

SECCIOacuteN Xi (m) Aacuterea (m2) Qi pi Zgi (m) Kgi (m) Wli (tm) Simpson (tm)

0 000 3711 046 050 453 353 333 333

1 232 4241 053 065 434 338 323 1294

2 463 4919 061 078 409 319 334 668

3 695 5866 073 087 373 290 373 1491

4 926 6453 080 094 354 276 399 798

5 1158 7118 089 099 330 257 435 1739

6 1390 7621 095 100 312 243 465 930

7 1621 7870 098 100 303 236 480 1921

8 1853 7995 100 100 299 233 488 976

9 2084 8020 100 100 298 232 489 1957

10 2316 8023 100 100 298 232 490 979

11 2548 8001 100 100 298 232 488 1953

12 2779 7903 099 100 303 236 482 964

13 3011 7582 095 100 305 237 463 1850

14 3242 7017 087 100 310 242 428 856

15 3474 6095 076 098 317 247 374 1496

16 3706 4972 062 094 323 252 312 624

17 3937 3756 047 087 331 258 253 1012

18 4169 2491 031 078 346 270 197 393

19 4400 1197 015 065 384 299 142 569

20 4632 085 001 050 426 332 050 050

El peso de acero transversal continuo total asciende hasta

Tabla 7-12 Peso del acero longitudinal continuo

Wt (t) Xgt(m) Zgt(m)

331 331 331

Disentildeo estructural

219

813 Peso de los mamparos

Al tratarse de unos elementos con una geometriacutea simple el caacutelculo de su peso es sencillo Se

ha de tener en cuenta tanto su aacuterea como su espesor y densidad

Al peso correspondiente a la mera chapa que conforma el mamparo se ha de antildeadir un margen

del 30 correspondiente a los refuerzos verticales y transversales que se disponen en los

mismos

En cuanto a las posiciones verticales de sus centros de gravedad estas vendraacuten determinadas

por el aacuterea de las chapas que los conforman

Finalmente los valores obtenidos son los siguientes

Xg(m) Yg(m) Zg(m) Aacuterea (m2) Espesor (mm) Peso chapa (t) Peso Refuerzos (t) Peso (t)

-120 000 459 3519 11 304 091 395

420 000 414 4782 11 413 124 537

1020 000 344 6729 11 581 174 755

2820 000 559 14781 11 1276 383 1659

3910 000 329 3935 11 340 102 442

4380 000 559 2736 11 236 071 307

Obteniendo unos valores finales de

Wm(t) Xgm(m) Zgm(m)

3150 2762 606

814 Peso del acero de la superestructura

Para determinar el peso de la superestructura se recurre al meacutetodo propuesto en [1]

En este meacutetodo se aplican una serie de coeficientes a las distintas cubiertas que se encuentren

en la superestructura Toman los siguientes valores

- Peso de cubiertas bajas 0065 tm3

- Peso de cubiertas intermedias 0055 tm3

- Peso de cubierta de puente de gobierno 0040 tm3

Por lo tanto conocidas las aacutereas de las distintas cubiertas y voluacutemenes de los espacios que

conforman se puede determinar de un modo sencillo el peso de la superestructura

Los valores obtenidos son los siguientes

Disentildeo estructural

220

Tabla 7-13 Peso de acero de la superestructura

Elemento Aacuterea (m2) Volumen (m3) Peso (t) Xg(m) Zg(m)

Cubierta principal 27628 57586 3743 3097 590

Cubierta Acc1 31453 75412 4148 3217 830

Cubierta Acc2 35714 94821 5215 3363 1110

Puente gobierno 14567 46485 1859 3015 1388

El valor final obtenido es el siguiente

Tabla 7-14 Peso final de acero de la superestructura

WL (t) Xg (m) Zg (m)

14965 3213 937

815 Otros pesos

Como es loacutegico las partidas anteriormente consideradas no incluyen todo el peso de acero del

buque pues el nuacutemero de elementos y equipos auxiliares a considerar es muy elevado y queda

fuera del alcance de la etapa preliminar en la que queda enmarcado el presente proyecto

Por lo tanto para considerar el resto de los equipos que acompantildean a los sistemas del buque

como pueden ser polines o refuerzos estructurales puntuales los guardacalores el quillote

central etc se decide antildeadir al resultado final un margen situado entre el 5 y el 8 Finalmente

se ha considerado un factor del 5

82 Peso de acero total

En este apartado se incluye una tabla resumen con la partida de pesos de acero que se ha

considerado Se incluye el valor total obtenido asiacute como las coordenadas del centro de

gravedad

Tabla 7-15 Peso de acero total obtenido

Elemento Peso (t) Xg(m) Zg(m)

Peso de acero longitudinal 18111 2547 328

Peso de acero transversal 17711 2757 331

Peso de mamparos 3150 2762 606

Peso de superestructura 14965 3213 937

Total 53938 2813 514

Total (maacutes margen) 56635 2813 514

83 Peso de maquinaria y equipos

En este apartado se recogen los pesos de todos los equipos y sistemas instalados a bordo del

buque

Disentildeo estructural

221

La mayoriacutea de los pesos han podido obtenerse por parte de los propios fabricantes y en los

casos en los que no fue posible se estimoacute el valor en base a modelos similares de otras firmas

Tabla 7-16 Peso de la maquinaria y equipos

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Anclas 300 4260 000 820

Balsas salvavidas 066 3540 000 1300

Bomba FIFI 250 2160 270 300

Bombas 370 1800 000 300

Bote de rescate 150 2040 -500 880

Botellas de aire comprimido 160 1080 280 300

Cable tugger winches 150 1860 000 650

Cadenas de anclas 100 4290 000 700

Compresores y sistemas HVAC 600 2910 310 300

Compresores 200 1230 425 250

Compresores de aire de arranque 140 1080 280 300

Convertidores 540 2670 000 370

Defensas 600 3000 000 760

Elementos de acomodacioacuten externos 890 1760 000 620

Elementos de amarre 200 4320 000 1150

Equipos eleacutectricos 7500 1800 000 400

Estopor 080 4230 000 1130

Generador de agua dulce 150 3360 -060 300

Generador de emergencia 137 2580 -270 920

Generadores Principales 3400 1680 000 295

Gruacutea principal 1920 910 460 850

Maquinaria auxiliar 500 1750 000 260

Motor de propulsor de proa 1 115 3900 000 320

Motor de propulsor de proa 2 115 4100 000 340

Motor eleacutectrico de azimutal Babor 438 000 180 400

Motor eleacutectrico de azimutal Estribor 438 000 -180 400

Palo de luces 280 3242 000 2123

Paneles de mando 700 1140 -148 320

Pescante de bote de rescate 270 2100 -600 1020

Propulsor azimutal Babor 1600 000 360 290

Propulsor azimutal Estribor 1600 000 -360 290

Propulsor transversal de proa 1 318 3900 000 130

Propulsor transversal de proa 2 318 4100 000 150

Proteccioacuten madera cubierta 463 790 000 550

Rodillo de popa 500 -100 590 300

Rutado y ventilacioacuten 5900 2086 000 361

Disentildeo estructural

222

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Silenciadores 250 2700 000 970

Sistema towing pins 237 150 000 580

Sistema towing winch 1000 2940 240 250

Equipos de talleres 130 3000 -270 250

Transformador de emergencia 050 2460 -420 920

Transformadores 540 2670 000 370

Tugger winches 300 1860 000 650

Total 33966 1745 041 435

84 Peso de la habilitacioacuten

La estimacioacuten del peso de acero correspondiente a la habilitacioacuten es por lo general muy

compleja

La distribucioacuten de espacios y camarotes en los buques depende fundamentalmente de la misioacuten

y tipo del mismo Por lo tanto en este caso para realizar una estimacioacuten del peso de la

habilitacioacuten en funcioacuten del tipo de local (camarote cocina gambuzas lavanderiacutea etc) y su

aacuterea se recurre a unos factores proporcionados por [12] y por [15] por tratarse de proyectos de

buques similares

Los coeficientes que se emplearaacuten son los siguientes

Espacio Coeficiente (tm2)

Gambuzas 012

Pasillos 016

Escaleras 017

Camarote 018

Comedor 018

Salones 018

Oficinas 018

Salas de control

022

Hospital 022

Bantildeos 022

Talleres 024

Lavanderiacutea 026

Cocina 030

Para determinar las posicioacuten longitudinal transversal y vertical de los centros de gravedad de

los distintos locales se ha recurrido al plano de disposicioacuten general y se ha medido un hipoteacutetico

centro de voluacutemenes de los mismos Debido a que la tabla resumen con todos los valores

resulta demasiado extensa se ha decidido incluir como anexo

Los resultados finales son los siguientes

Disentildeo estructural

223

Tabla 7-17 Peso final de la partida de habilitacioacuten

Peso total (t) Xg(m) Yg(m) Zg(m)

16641 2887 -032 824

85 Peso en rosca

Conocidas las distintas partidas que conforman el peso en rosca del buque ya se estaacute en

disposicioacuten de obtener el valor y posicioacuten del centro de gravedad del mismo

Debido a las estimaciones y suposiciones tomadas y a que el proyecto se encuentra en su fase

maacutes temprana desviaciones comprendidas entre el 5 y el 10 con respecto al peso en rosca

estimado en el dimensionamiento (ver 18) se consideran aceptables

A continuacioacuten se muestra el peso en rosca del buque obtenido

Tabla 7-18 Peso en rosca final

Elemento Peso (t) Xg(m) Yg(m) Zg(m)

Peso de acero 56635 2679 000 490

Peso de maquinaria y equipos 33966 1745 041 435

Peso de habilitacioacuten 16641 2887 -032 824

Total 107241 2416 008 524

Total (dimensionamiento) 115556

Desviacioacuten 7

Como se puede comprobar las estimaciones realizadas fueron adecuadas pues el valor

obtenido de peso en rosca se aproxima notablemente al valor esperado desviaacutendose

uacutenicamente un 7 Este incremento de peso implicariacutea un aumento de calado de

aproximadamente 12 centiacutemetros lo cual de nuevo se considera aceptable

En definitiva el valor de peso en rosca obtenido se considera razonable y adecuado para

proseguir con el capiacutetulo de estabilidad

Disentildeo estructural

224

Caacutelculos de arquitectura naval

225

Caacutelculos de arquitectura naval

1 Introduccioacuten

En este capiacutetulo nuacutemero 8 el objetivo es analizar la estabilidad intacta y en averiacuteas del buque

proyecto

Como es loacutegico el estudio de la estabilidad del buque ha de hacerse en las uacuteltimas etapas del

proyecto para contar con la mayor cantidad de datos posible Los datos que son necesarios

son las formas de la carena del buque la distribucioacuten y disposicioacuten de tanques la distribucioacuten

y posicioacuten del peso en rosca etc Cuantos maacutes datos se consideren mayor seraacute la precisioacuten

de los caacutelculos de estabilidad

Uno de los aspectos importantes que se han de considerar antes de realizar los caacutelculos es la

consideracioacuten que se le da al buque en cuanto a criterios aplicables En este sentido se decide

considerar al buque como SPS25 y por lo tanto tendraacute que cumplir con todos los requisitos

establecidos en el coacutedigo SPS del 2008 los cuales se mostraraacuten maacutes adelante

Para llevar a cabo todos los caacutelculos necesarios se emplearaacuten hojas de caacutelculo auxiliares y el

software Maxsurf concretamente su moacutedulo Stability

Teniendo en cuenta todo lo anteriormente mencionado el presente capiacutetulo consistiraacute en

determinar los siguientes aspectos

- Pesos y caracteriacutesticas consideradas

- Puntos de inundacioacuten progresiva

- Situaciones de carga consideradas

- Caacutelculos de estabilidad

- Requisitos aplicables

- Francobordo

- Arqueo

2 Componentes del peso muerto

Para cumplir con las especificaciones del proyecto es necesario comprobar que las toneladas

de peso muerto finalmente obtenidas son iguales o superiores a las 800 toneladas requeridas

En el capiacutetulo anterior se obtuvo que el peso en rosca del buque ascendiacutea hasta las 107241

toneladas mientras que en el capiacutetulo de dimensionamiento se obtuvo que el desplazamiento

del buque ascendiacutea hasta las 195556 toneladas Sin embargo durante el proceso de

generacioacuten de formas el desplazamiento obtenido fue de 2020 toneladas aproximadamente En

25 SPS Special Purpose Ships (buques de fines especiales)

Caacutelculos de arquitectura naval

226

este caso la partida de peso muerto asciende hasta las 950 toneladas lejanas a las 800

esperadas

Sin embargo este hecho se debe a que en el modelado se excedioacute ligeramente el

desplazamiento esperado y en la obtencioacuten del peso en rosca se obtuvo un valor inferior al

esperado En la etapa preliminar en la cual se ubica este proyecto se considera una desviacioacuten

aceptable pero de cara a etapas posteriores del mismo seriacutea necesario disminuir el

desplazamiento del buque modelado para aumentar la precisioacuten de los resultados

Finalmente las partidas de peso muerto consideradas son las siguientes

Tabla 8-1 Partidas del peso muerto

Partida Valor (t)

Agua dulce 40364

Agua dulce teacutecnica 6102

Combustible 28545

Aceite lub 808

Pertrechos 500

Tripulacioacuten 360

Conocidas las partidas del peso muerto y aplicando un factor de reduccioacuten del 10 para

compensar la desviacioacuten anteriormente mencionada se obtiene que la carga uacutetil en cubierta

asciende hasta aproximadamente las 120 toneladas

Las cargas se consideraraacuten puntuales pues su distribucioacuten a lo largo de la eslora no es sencilla

En concreto la carga estimada en cubierta se consideraraacute dispuesta a un metro de altura sobre

la misma la carga por tripulante se ha establecido en 100 kg y los pertrechos en 5 toneladas

3 Puntos de inundacioacuten progresiva

De cara a realizar correctamente los caacutelculos de estabilidad es necesario analizar las distintas

aberturas con las que cuenta el buque y que determinan a su vez los posibles puntos de

inundacioacuten progresiva Por abertura se entiende puertas o escotillas

Se considera que si estos puntos de inundacioacuten progresiva se sumergen el calado puede

aumentar considerablemente al inundarse un espacio o local del buque

En el buque proyecto se considera que todas las escotillas de la cubierta principal (escotilla de

escape del local de propulsores de popa y escotilla de escape de caacutemara de maacutequinas) y todas

las puertas que dan acceso a la acomodacioacuten son estancas

Sin embargo se decide tomar un caraacutecter muy conservador en este aspecto y considerar que

las puertas que dan acceso a la acomodacioacuten en la cubierta de acomodacioacuten 1 y la puerta de

acceso al local del generador de emergencia no son estancas (aunque en realidad si lo sean)

Por lo tanto estas dos uacuteltimas aberturas se consideraraacuten como puntos de inundacioacuten

progresiva

Caacutelculos de arquitectura naval

227

Tabla 8-2 Puntos de inundacioacuten progresiva

Posicioacuten

Abertura x(m) y (m) z (m)

Puerta Local Emergencia 234 05 83

Puerta Acc 01 234 4 83

4 Situaciones de carga consideradas

En este apartado se indicaraacuten las condiciones de carga que se han considerado como maacutes

relevantes de cara a la correcta operacioacuten del buque y que engloban todas las situaciones a las

que se veraacute sometido el buque a lo largo de su vida uacutetil

Las condiciones de carga consideradas son las siguientes

- SC01 ndash Salida a plena carga En esta condicioacuten el buque lleva a bordo todos los

consumibles necesarios incluyendo viacuteveres y pertrechos La carga en cubierta se

incluye

- SC02 ndash En operacioacuten Durante la operacioacuten se considera que no hay carga en cubierta

y que los consumibles se han reducido un 35

- SC03 ndash En operacioacuten con gruacutea principal Este caso es ideacutentico al anterior pero se

considera que la gruacutea principal estaacute levantando un peso de 12 toneladas a 12 metros

de distancia

- SC04 ndash Fin de operacioacuten sin carga Situacioacuten que representa la llegada a puerto del

buque con un 10 de los consumibles sin pertrechos y sin carga en cubierta

- SC05 ndash Fin de operacioacuten con carga Mismo caso que el anterior pero antildeadiendo la

carga en cubierta

- SC06 ndash Operacioacuten de remolque Una de las operaciones maacutes criacuteticas de este tipo de

buques se da durante las operaciones de remolque pues los aacutengulos de tiro pueden

llegar a los 45deg y el peso de los equipossistemas remolcados puede alcanzar las 40

toneladas En este caso se han de cumplir unos criterios de estabilidad especiales

aparte de los generales

41 SC01 Salida a plena carga

Como ya se comentoacute previamente esta condicioacuten corresponde a la salida del buque de puerto

con todos los consumibles disponibles y con la carga en cubierta Por el contrario los tanques

de sentinas reboses aguas grises y aguas negras se consideran vaciacuteos

Como norma general el llenado maacuteximo de los tanques corresponderaacute a un 98 y el llenado

miacutenimo a un 05 El primer caso debido a la reduccioacuten de llenado por el efecto de los refuerzos

internos y el segundo debido a que es muy complicado vaciar los tanques por completo

Caacutelculos de arquitectura naval

228

Debido a la elevada carga que se dispone en cubierta la tendencia del buque seraacute la de adquirir

un cierto trimado hacia popa el cual se ha de corregir mediante el llenado vaciado de los

tanques de lastre de popa y proa

En este caso manteniendo el pique de proa vaciacuteo se consigue la condicioacuten de escora nula pero

no se puede evitar que el buque trime ligeramente por proa

Finalmente para la condicioacuten de carga considerada se han obtenido los siguientes valores en

la situacioacuten de equilibrio

Tabla 8-3 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC01

Concepto Valor

Calado medio (m) 450

Desplazamiento (t) 201600

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 456

Calado popa (m) 445

Trimado (m) -014

Superficie mojada (m2) 84422

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 56524

CP 067

CB 066

CM 099

CF 086

LCB (m) 2083

LCF (m) 1878

KB (m) 255

KG (m) 435

BMt (m) 407

BML (m) 4342

GMt corregido (m) 227

GML m 4161

Toneladas 1 cm inmersioacuten 579

Momento trimar 1 cm 1826

Analizando los resultados obtenidos se puede concluir que la condicioacuten resulta satisfactoria y

adecuada

Caacutelculos de arquitectura naval

229

42 SC02 En operacioacuten

En la condicioacuten de operacioacuten inicial se considera que los tanques han reducido su capacidad

en un 3526 y que el buque ya no cuenta con la carga en cubierta original Ademaacutes los tanques

de reboses sentinas etc se consideran llenos hasta el 35 de su capacidad

En este caso al no contar con el elevado peso que supone la carga en cubierta se espera que

el buque trime por proa pues el peso en rosca queda ligeramente hacia proa desde la seccioacuten

media del buque

Para conseguir una adecuada distribucioacuten de tanques que garantice unos aacutengulos de escora y

trimado pequentildeos en este caso se han tenido que llenar los tanques de lastre de popa al

completo y los tanques de lastre inmediatamente ubicados a estos al 98 el de babor y al

75 el de estribor

Los valores finalmente obtenidos son los siguientes

Tabla 8-4 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC02

Concepto Valor

Calado medio (m) 404

Desplazamiento (t) 174500

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 411

Calado popa (m) 397

Trimado (m) -018

Superficie mojada (m2) 79214

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55892

CP 065

CB 063

CM 098

CF 085

LCB (m) 2119

LCF (m) 1875

KB (m) 229

KG (m) 469

BMt (m) 459

BML (m) 4880

GMt corregido (m) 219

GML m 4640

Toneladas 1 cm inmersioacuten 573

26 En realidad no todos los tanques presentan la misma reduccioacuten de capacidad sino que esta variacutea en funcioacuten de las capacidades y tipo del mismo (fluido que almacena) En este caso se asume que todos variacutean proporcionalmente para poder representar de manera aproximada tal condicioacuten de carga

Caacutelculos de arquitectura naval

230

Concepto Valor

Momento trimar 1 cm 1763

Como se puede comprobar en este caso se ha conseguido mantener un aacutengulo de escora

nulo pero no se ha podido evitar que el buque trime ligeramente por proa

43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal

Este caso es ideacutentico al anterior a excepcioacuten de la carga adicional generada por el movimiento

vertical de un peso como resultado de la operacioacuten de la gruacutea principal

De acuerdo con la capacidad de izado de la gruacutea principal ver Ilustracioacuten 42 se ha considerado

el peor escenario posible es decir aquel que genera un mayor momento El mayor momento

se alcanza al desplazar una carga de 12 toneladas a una distancia de 16 metros lo cual genera

un momento de 192 tmiddotm

En este caso se ha comprobado que el aacutengulo de escora obtenido asciende hasta los -18

grados muy inferior a lo miacutenimo exigido por la normativa Para conseguir que el buque navegue

con una escora nula se han llenado los tanques de lastre de estribor por completo mientras

que los de babor se han llenado de popa a proa al 83 y al 70 respectivamente para

corregir el trimado que se daba por proa

Los resultados finales son los siguientes

Tabla 8-5 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC03

Concepto Valor

Calado medio (m) 405

Desplazamiento (t) 175600

Escora (m) 000

Calado proa (m) 406

Calado popa (m) 403

Trimado (m) -004

Superficie mojada (m2) 79419

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55927

CP 065

CB 064

CM 098

CF 085

LCB (m) 2105

LCF (m) 1872

KB (m) 230

KG (m) 467

BMt (m) 458

BML (m) 4857

Caacutelculos de arquitectura naval

231

Concepto Valor

GMt corregido (m) 221

GML m 4620

Toneladas 1 cm inmersioacuten 573

Momento trimar 1 cm 1766

44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga

En este caso se va a analizar la condicioacuten de equilibrio en la cual el buque regresa a puerto

con un 10 de los consumibles sin pertrechos y sin carga en cubierta En este caso los tanques

de sentinas reboses aguas grises y aguas negras se consideraraacuten llenos

Para controlar el trimado el nivel del pique de proa se ha fijado en el 45

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-6 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC04

Concepto Valor

Calado medio (m) 375

Desplazamiento (t) 159100

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 375

Calado popa (m) 376

Trimado (m) 001

Superficie mojada (m2) 76164

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55392

CP 064

CB 063

CM 098

CF 084

LCB (m) 2125

LCF (m) 1874

KB (m) 213

KG (m) 474

BMt (m) 494

BML (m) 5236

GMt corregido (m) 234

GML m 4975

Toneladas 1 cm inmersioacuten 568

Momento trimar 1 cm 1724

Caacutelculos de arquitectura naval

232

45 SC05 Fin de operacioacuten con carga

En este caso se parte de la condicioacuten de carga anterior y aparte de la configuracioacuten del resto

de tanques se antildeade la carga en cubierta

Esta situacioacuten podriacutea representar la recogida de unas anclas para su reparacioacuten o sustitucioacuten

Como es loacutegico para compensar el efecto de la carga de cubierta situada a popa del centro de

gravedad global es necesario disminuir el nivel de los tanques de lastre de popa al 70 y

aumentar el nivel del pique de proa hasta el 98

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-7 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05

Concepto Valor

Calado medio (m) 392

Desplazamiento (t) 168700

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 392

Calado popa (m) 392

Trimado (m) 000

Superficie mojada (m2) 78062

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55724

CP 065

CB 063

CM 098

CF 084

LCB (m) 2112

LCF (m) 1872

KB (m) 223

KG (m) 500

BMt (m) 473

BML (m) 5012

GMt corregido (m) 196

GML m 4735

Toneladas 1 cm inmersioacuten 571

Momento trimar 1 cm 1739

46 SC06 Operacioacuten de remolque

En este caso se considera una condicioacuten de carga especial en la cual el buque se encuentra

en operacioacuten pero con carga en cubierta Esta condicioacuten trata de representar el momento en

el cual el buque se encuentra realizando operaciones de remolque o de recogida de anclas

Caacutelculos de arquitectura naval

233

Por lo tanto los tanques se encontraraacuten aproximadamente al 50 de su capacidad y la carga

en cubierta seraacute aproximadamente un 75 del total admisible

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-8 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05

Concepto Valor

Calado medio (m) 394

Desplazamiento (t) 169800

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 394

Calado popa (m) 394

Trimado (m) 001

Superficie mojada (m2) 78271

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55758

CP 065

CB 064

CM 098

CF 085

LCB (m) 2110

LCF (m) 1872

KB (m) 224

KG (m) 492

BMt (m) 470

BML (m) 4987

GMt corregido (m) 202

GML m 4719

Toneladas 1 cm inmersioacuten 572

Momento trimar 1 cm 1744

5 Curvas hidrostaacuteticas

Conocidas las posiciones de equilibrio en las distintas condiciones de carga el siguiente paso

es obtener las curvas hidrostaacuteticas para un rango de calados que cubra todos los obtenidos

Por este motivo se cubriraacute un rango de paraacutemetros entre 37 metros y 45 metros con una

variacioacuten de calados de 02 metros Ademaacutes y a pesar de que el trimado se mantiene

praacutecticamente nulo en todas las condiciones se van a obtener las curvas hidrostaacuteticas para los

trimados de -05deg 0deg y 05deg

En el caso del trimado nulo las curvas hidrostaacuteticas y la variacioacuten de los coeficientes de carena

con el calado son las siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

234

Ilustracioacuten 86 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo

Ilustracioacuten 87 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo

6 Caacutelculos de estabilidad

El siguiente paso para determinar si la estabilidad del buque es o no adecuada consiste en

comprobar si se cumplen los requerimientos que le son aplicables En primer lugar se

determinaraacute su estabilidad intacta y en segundo lugar su estabilidad en averiacuteas

61 Estabilidad intacta

Al tratarse de un buque con fines especiales los criterios de estabilidad que ha de cumplir son

los siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

235

- El aacuterea bajo la curva de brazos adrizantes ha de ser superior a 0055 mmiddotrad hasta 30ordm

de escora y ha de ser superior a 009 mmiddotrad hasta los 40ordm de escora o hasta el aacutengulo

de inundacioacuten progresiva Por su parte el aacuterea bajo la curva entre los 30ordm y 40ordm de

escora o el aacutengulo de inundacioacuten progresiva ha de ser superior a 003 mmiddotrad

- El brazo adrizante o GZ miacutenimo para 30ordm o maacutes de escora ha de ser al menos de 02 m

- El brazo adrizante o GZ maacuteximo debe alcanzarse para un aacutengulo de escora mayor de

25ordm

- La altura metaceacutentrica transversal inicial ha de ser igual o superior a 015 m

En cuanto al criterio meteoroloacutegico este tipo de buques se encuentran exentos de su aplicacioacuten

611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC01 la cual se describioacute en apartados anteriores

presenta la siguiente curva de estabilidad o de brazos adrizantes

Ilustracioacuten 88 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC01

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-9 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC01

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0313 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0531 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0218 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 146 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 527 Cumple

Caacutelculos de arquitectura naval

236

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 227 Cumple

Como se puede ver la elevada relacioacuten esloramanga del buque le dota de una estabilidad muy

elevada puesto que los requisitos son cumplidos sin problema

612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC02 presenta la siguiente curva de estabilidad o de

brazos adrizantes

Ilustracioacuten 89 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC02

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-10 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC02

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0299 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0512 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0213 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 135 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 500 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 219 Cumple

De nuevo aunque con un margen menor puesto que la condicioacuten es maacutes restrictiva el buque

cumple los criterios de manera holgada

Caacutelculos de arquitectura naval

237

613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03

En este caso la estabilidad del buque en la condicioacuten SC03 presenta la siguiente curva de

estabilidad o de brazos adrizantes

Ilustracioacuten 90 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC03

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-11 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC03

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0301 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0517 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0214 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 136 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 500 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 221 Cumple

A pesar de que en esta condicioacuten se maneja un peso a una determinada altura y distancia de

la cubierta principal la configuracioacuten de los tanques de lastre permite dotar al buque de una

estabilidad adecuada

614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04

Del mismo modo que en los apartados anteriores la estabilidad del buque en la condicioacuten SC04

presenta la siguiente curva de estabilidad o de brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

238

Ilustracioacuten 91 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC04

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-12 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC04

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0315 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0537 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0222 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1370 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 491 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 233 Cumple

De nuevo a pesar de que el buque cuenta con un calado inferior debido a que los consumibles

se reducen hasta niveles muy bajos los tanques de lastre dotan al buque de una estabilidad

maacutes que suficiente

615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05

Finalmente la estabilidad del buque en la condicioacuten SC05 presenta la siguiente curva de

estabilidad o de brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

239

Ilustracioacuten 92 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC05

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-13 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0267 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0454 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0187 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1134 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 464 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 196 Cumple

En esta condicioacuten ideacutentica a la anterior a excepcioacuten de que la carga en cubierta siacute que se

considera la estabilidad del buque es maacutes que suficiente

616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC06 presenta la siguiente curva de estabilidad o de

brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

240

Ilustracioacuten 93 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC06

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-14 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0274 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0467 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0193 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1187 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 473 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 202 Cumple

Sin embargo en este caso es necesario comprobar una serie de criterios especiacuteficos para que

el buque pueda obtener la notacioacuten de AHTS

De acuerdo con lo establecido en la parte E Ch 2 Sec 2 cuando el buque se encuentre

realizando operaciones de remolque se ha de calcular el brazo escorante provocado en funcioacuten

de la componentes vertical y horizontal de la tensioacuten del cable

Caacutelculos de arquitectura naval

241

Ilustracioacuten 94 Componentes de la tensioacuten del cable de tiro de popa Fuente Bureau Veritas

En este caso como uacutenicamente se dispone de un ldquoguide pinrdquo el esquema de operacioacuten es el

siguiente

Ilustracioacuten 95 Paraacutemetros del guide pin Fuente Bureau Veritas

El brazo escorante ha de calcularse empleando la siguiente expresioacuten

119887ℎ = 119879119882 middot (ℎ middot 119904119894119899120572 middot 119888119900119904120573 + 119910 middot 119904119894119899120573) middot119888119900119904120579

119863= (119879119882119910 middot ℎ + 119879119882119911 middot 119910) middot

119888119900119904120579

119863 Eq 190

Donde

- ℎ brazo de la componente horizontal (m) En este caso es la altura vertical medida

desde el centro de los propulsores hasta el punto maacutes alto de los guide pins

Caacutelculos de arquitectura naval

242

- 119863 desplazamiento en toneladas de la condicioacuten de carga considerada incluyendo el

efecto de la componente vertical 119879119882119911

- 120579 aacutengulo de escora en grados

- 119879119908 tensioacuten permisible en la liacutenea en toneladas Se tomaraacute la tensioacuten maacutexima admisible

por el buque 40 toneladas

- 119879119882119911 componente vertical de la tensioacuten en toneladas que causa el trimado del buque

Se calcula como 119879119882119911 = 119879119882 middot 119904119894119899120573

- 119879119882119910 componente horizontal de la tensioacuten en toneladas que causa la escora del buque

Se calcula como 119879119882119910 = 119879119882 middot 119904119894119899120572 middot 119888119900119904120573

- 120573 aacutengulo vertical en grados entre la flotacioacuten y el cable Variacutea entre 0 y 90deg

- 120572 aacutengulo horizontal en grados formado entre el eje longitudinal tangente a la parte

interna del guide pin y el cable Por tener uacutenicamente un guide pin este aacutengulo variacutea

entre 25 y 90deg

- 1199100 distancia transversal en metros desde crujiacutea hasta la parte interna del guide pin

- 119909 distancia longitudinal en metros desde la popa del buque hasta el guide pin

- 119910 brazo de la componente vertical (m) Se calcula como 119910 = 1199100 + 119909 middot tan 120572

Por lo tanto el primer paso consiste en generar una serie de brazos escorantes mediante la

variacioacuten de los aacutengulos 120572 y 120573 Las combinaciones que se han estudiado aparecen reflejadas

en la Ilustracioacuten 96

Debido a que la combinacioacuten de posibilidades es muy extensa en el presente documento

uacutenicamente se incluiraacute una graacutefica resumen con todos los resultados La generacioacuten de los

distintos brazos escorantes puede consultarse en el Anexo 6

En la siguiente graacutefica se muestran tanto la curva de brazos adrizantes relativa a la condicioacuten

de carga SC-06 como los distintos brazos escorantes generados

Caacutelculos de arquitectura naval

243

Ilustracioacuten 96 Brazos adrizante y brazos escorantes debidos al tiro en popa

Como se puede comprobar la peor condicioacuten corresponde loacutegicamente a la combinacioacuten de

los aacutengulos 120572 y 120573 mayores En este caso a pesar de que el aacutengulo de tiro horizontal maacuteximo

permitido es de 45deg la normativa indica que es necesario realizar los caacutelculos con un aacutengulo 120572

de 90deg Sin embargo debido a que el valor de la tangente de 90deg es infinito no era posible

realizar los caacutelculos y se optoacute por fijar el valor en 80deg muy superior aun asiacute a los 45deg liacutemite

Conocidos los brazos adrizantes los criterios que la normativa impone son los siguientes

- El aacuterea residual entre la curva de brazos adrizantes y la curva de brazos escorantes ha

de ser superior a 0070 mmiddotrad

- El brazo adrizante residual ha de ser por su parte de como miacutenimo 02 metros

- El maacuteximo aacutengulo de escora ha de limitarse al menor de los siguientes aacutengulo de escora

equivalente a 119866119885119898aacute1199092 aacutengulo de inmersioacuten de la cubierta o 15deg En este caso

corresponde al aacutengulo de inmersioacuten de la cubierta con un valor de 147 deg

- El francobordo en proa en crujiacutea ha de ser como miacutenimo equivalente a 0005middotL

Los criterios se han comprobado para las curvas correspondientes a las siguientes

configuraciones de aacutengulos 120572 = 80deg y 120573 = 10deg y 120572 = 80deg y 120573 = 80deg Se trata de situaciones muy

extremas que no se daraacuten en la realidad nunca por propias limitaciones de los equipos pero

de nuevo se insiste en que la normativa lo requiere Se han escogido estas dos configuraciones

puesto que representan la peor condicioacuten en cuanto a remolque de ahiacute el valor tan bajo del

aacutengulo 120573 y la peor condicioacuten de izado de anclas respectivamente

Caacutelculos de arquitectura naval

244

Los valores obtenidos son los siguientes

Tabla 8-15 Criterios especiacuteficos de la notacioacuten AHTS

Combinacioacuten Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

120572 = 80deg y 120573 = 10deg

Aacuterea residual (mmiddotrad) 0070 091 Cumple

Brazo adrizante residual (m) 020 097 Cumple

Francobordo en proa (m) 0005middotL=0243 192 Cumple

120572 = 80deg y 120573 = 85deg

Aacuterea residual (mmiddotrad) 0070 063 Cumple

Brazo adrizante residual (m) 020 058 Cumple

Francobordo en proa (m) 0005middotL=0243 169 Cumple

Como era de esperar la segunda condicioacuten es mucho maacutes restrictiva ya que la componente

vertical de la tensioacuten es muy elevada y genera por ejemplo un trimado en popa de 05 metros

Sin embargo este hecho podriacutea corregirse aumentando el nivel del pique de proa

En definitiva se comprueba que a pesar de ser condiciones muy exigentes y alejadas de las

condiciones de operacioacuten reales del buque la estabilidad estaacute garantizada

62 Estabilidad en averiacuteas

Del mismo modo que en apartados anteriores se determinoacute la estabilidad intacta en el presente

apartado se estudiaraacute la estabilidad en averiacuteas del buque En este caso se emplea el meacutetodo

probabilista el cual determina la probabilidad de que el buque se mantenga a flote tras una

varada un impacto o un abordaje en el que se dantildean uno o varios tanques y compartimentos

La comprobacioacuten del cumplimiento o no del meacutetodo se lleva a cabo mediante la comparacioacuten

del iacutendice de compartimentado requerido por el buque ldquoRrdquo y el iacutendice de compartimentado

obtenido ldquoArdquo por el mismo en determinadas condiciones de averiacuteas Si el iacutendice obtenido A es

mayor que el iacutendice requerido R entonces se considera que el buque cumple la estabilidad en

averiacuteas

El buque al ser considerado como un buque con fines especiales debe cumplir los

requerimientos para estabilidad en averiacuteas dispuestos en la parte B del primer punto del

segundo capiacutetulo del SOLAS Estos son baacutesicamente los siguientes

- El iacutendice de compartimentado A ha de ser superior o igual al iacutendice de compartimentado

requerido R

- El iacutendice de compartimentado R se corresponde con el de un buque de pasaje de menos

de 60 personas a bordo y por lo tanto pasa a reducirse un 20 sobre el iacutendice R global

- El iacutendice de compartimentado obtenido A se obtiene como combinacioacuten de los

subiacutendices As (al calado de verano) Ap (a un calado parcial) y Al (al calado inferior)

Finalmente el iacutendice de compartimentado se obtiene como

119860 = sum 119901119894 middot 119903119894 middot 119907119894 middot 119898iacute119899 (119904119894119899119905119890119903119898119890119889119894119900119894 119904119891119894119899119886119897119894 119904119898119900119898119894) Eq 191

Caacutelculos de arquitectura naval

245

Donde

-119903119894 = probabilidad debida a la divisioacuten en mamparos longiudinales del buque

-119907119894 = probabilidad debida a la divisioacuten en cubiertas del buque

-119904119894 = probabilidad de supervivencia en cada una de las etapas de inundacioacuten

El meacutetodo a seguir es muy similar al referente al caacutelculo de la estabilidad intacta es decir una

vez modelado el buque y los tanques en el software Maxsurf el programa realiza

automaacuteticamente los caacutelculos Para que el programa realice los datos correctamente es

necesario dotarle de unos datos de entrada o inputs

- En primer lugar en este caso es necesario aplicar a los tanques un coeficiente de

permeabilidad en funcioacuten de la carga que lleve siendo de 095 para los tanques y

espacios en general y de 085 para espacios destinados a maacutequinas

- El calado maacuteximo considerado es el calado de verano a 451 metros y el menor se

obtendraacute de la condicioacuten de carga que loacutegicamente menor calado genere

- Debido a que el buque presenta simetriacutea en cuanto a la disposicioacuten de tanques es

indiferente estudiar la averiacutea en el costado de babor o estribor Se decide estudiar el

costado de babor debido a que por lo general los buques se acercan a las plataformas

por el costado en el cual se encuentra la gruacutea principal

- Como aacutengulo liacutemite de trimado se ha considerado razonable establecerlo en 20deg valor

maacutes que suficiente

- De acuerdo con lo establecido por el coacutedigo SPS de 2008 el valor de la constante R

para este tipo de buques es de 08middotR siendo R

08 middot 119877 = 08 middot (1 minus5000

119871119904 + 25 middot 119873 + 15225) = 08 middot (1 minus

5000

4808 + 25 middot 36 + 15225)

= 08 middot 067 = 05396

Eq 192

Donde

-119871119904 = eslora de compartimentado del buque Toma un valor de 4808 metros

-119873 = obtenido como 119873 = 1198731 + 2 middot 1198732 siendo 1198731 la capacidad de los botes

salvavidas y 1198732 el nuacutemero de personas que tienen autorizacioacuten para ir a bordo del buque

sin contar las referentes a 1198731 En total toma un valor de 36

A continuacioacuten se ha de subdividir el buque en zonas para poder calcular los factores 119901119894119903119894 y

119907119894 Debido a que no se han considerado divisiones longitudinales el paraacutemetro 119903119894 tomaraacute

siempre un valor de 1

En el sentido longitudinal las zonas se han definido de manera que coincidan con el final de

los tanques y en el sentido vertical se ha distinguido entre la cubierta de doble fondo y la

cubierta principal

Caacutelculos de arquitectura naval

246

Tabla 8-16 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas

Nombre Xpopa (m) Xproa (m) Eslora (m) h1 (m) h2 (m)

Zona 1 -2109 420 6309 59 -

Zona 2 420 108 660 15 59

Zona 3 1080 282 1740 15 59

Zona 4 2820 39 1080 15 59

Zona 5 3900 432 420 15 59

Zona 6 4320 48051 485 15 59

Una vez definidos los tanques y compartimentos que se ven afectados por cada una de las

zonas el programa calcula las distintas probabilidades 119901119894

Se han considerado dos escenarios criacuteticos

- Golpe en popa con la subsecuente peacuterdida de los tanques de babor y estribor

correspondientes a las zonas 1 y 2 anteriormente definidas

El equilibrio tras la averiacutea se alcanza para los siguientes valores

Tabla 8-17 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas en popa

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Calado medio (m) 485 434 401

Desplazamiento (t) 201600 174500 159100

Escora (deg) 000 000 000

Calado proa (m) 332 295 276

Calado popa (m) 637 573 526

Trimado (deg) 305 278 250

Superficie mojada (m2) 87566 82279 79008

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 54281 44994 44761

CP 058 056 056

CB 056 054 054

CM 097 097 097

CF 083 069 068

LCB (m) 2072 2105 2111

LCF (m) 1904 2231 2224

KB (m) 278 245 227

KG (m) 435 469 474

BMt (m) 377 338 368

BML (m) 4057 2734 2961

GMt corregido (m) 219 113 120

GML m 3899 2509 2713

Toneladas 1 cm inmersioacuten 556 461 459

Caacutelculos de arquitectura naval

247

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Momento trimar 1 cm 1711 953 940

Como es loacutegico en este caso el trimado por popa alcanza valores de hasta 511 grados en el

peor de los casos

En cuanto a la estabilidad en averiacuteas como tal el resultado final es el siguiente

Tabla 8-18 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

Condicioacuten de carga Calado (m) Iacutendice R Iacutendice A

SC-01 451 05396 0776

SC-02 404 05396 0953

SC-04 375 05396 0971

Total 05396 0887

Como se puede comprobar el iacutendice de compartimentado obtenido es superior al requerido en

cada uno de los casos y por tanto el resultado se considera satisfactorio

- Golpe en el costado de babor como consecuencia de un impacto con una plataforma

offshore Se consideran dantildeados los tanques de costado de las zonas 123 y 4

En este caso el equilibrio se alcanza para los siguientes valores

Tabla 8-19 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas tras golpe en costado

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Calado medio (m) 591 535 502

Desplazamiento (t) 201600 174500 159100

Escora (deg) -2850 -3000 -2970

Calado proa (m) 570 543 519

Calado popa (m) 613 528 485

Trimado (deg) 043 -015 -035

Superficie mojada (m2) 105132 97788 93478

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 49634 51708 52142

CP 052 050 048

CB 033 030 029

CM 065 061 060

CF 067 069 070

LCB (m) 2082 2119 2126

LCF (m) 2264 2228 2191

KB (m) 370 355 341

KG (m) 435 469 474

BMt (m) 357 429 471

Caacutelculos de arquitectura naval

248

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

BML (m) 3839 4484 4867

GMt corregido (m) 283 297 318

GML m 3765 4351 4714

Toneladas 1 cm inmersioacuten 509 530 535

Momento trimar 1 cm 1653 1654 1633

En este caso y como era de esperar los aacutengulos de escora por el costado de babor alcanzan

valores muy elevadas de incluso 30deg

En cuanto a la estabilidad en averiacuteas como tal el resultado final es el siguiente

Tabla 8-20 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

Condicioacuten de carga Calado (m) Iacutendice R Iacutendice A

SC-01 451 05396 0665

SC-02 404 05396 0754

SC-04 375 05396 0919

Total 05396 0752

Como se puede comprobar el iacutendice de compartimentado obtenido es superior al requerido en

cada uno de los casos y por tanto el resultado se considera satisfactorio

7 Determinacioacuten del francobordo

En el presente apartado se realiza el caacutelculo del francobordo de acuerdo con lo establecido

por el Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga En dicho convenio se define el francobordo

miacutenimo para cada tipo de buque atendiendo a las distintas correcciones aplicables (por

coeficiente de bloque disposicioacuten de la superestructura etc)

71 Paraacutemetros del buque

En primer lugar es necesario determinar una serie de paraacutemetros y caracteriacutesticas del buque

que condicionaraacuten las correcciones que le son aplicables

- Tipo de buque B Como la misioacuten del buque no es la de transportar cargas liacutequidas a

granel en cuyo caso el tipo de buque seriacutea A el tipo de buque es el B

- Eslora de francobordo La eslora de francobordo seraacute la miacutenima entre aquella que

supone el ldquo96 de la eslora total en la flotacioacuten correspondiente al 85 del puntal de

trazadordquo o la eslora entre perpendiculares En este caso la eslora de francobordo toma

un valor de 465 metros

- Coeficiente de bloque En este caso el coeficiente de bloque se calcula con los valores

anteriormente obtenidos de eslora de francobordo calado (85 del puntal) y

desplazamiento correspondiente a tal calado

Caacutelculos de arquitectura naval

249

119862119861 =2321

1025 middot 1375 middot 502 middot 465= 071 Eq 193

72 Francobordo tabular

El francobordo tabular toma este valor debido a que se obtiene mediante interpolacioacuten en unas

tablas que dependen del tipo de buque En este caso el valor obtenido se obtiene interpolando

entre los valores de 46 y 47 metros de eslora

Tabla 8-21 Obtencioacuten del francobordo tabular

119923119943119939 (119950) 119917119939119957 (119950)

46 396

465 402

47 408

73 Correcciones y reducciones aplicables

En este apartado se recogen todas las correcciones que se han de aplicar al buque de cara a

obtener el francobordo

731 Correccioacuten por coeficiente de bloque

Seguacuten la Regla 30 debido a que el coeficiente de bloque es superior a 068 se ha de aplicar

la siguiente correccioacuten

1198621 =119862119861 + 068

136=

071 + 068

136= 102 Eq 194

732 Correccioacuten por puntal

En este caso de acuerdo con lo establecido por la Regla 31 debido a que el puntal es mayor

que la relacioacuten 11987111989111988715 se ha de aplicar la siguiente correccioacuten

1198622 = (119863 minus119871119891119887

15) middot

119871119891119887

048= (59 minus

465

15) middot

465

048= 2713 119898119898 Eq 195

En este caso el francobordo tendraacute que aumentarse en 2713 mm

733 Reduccioacuten por superestructuras

De acuerdo con lo establecido por la Regla 37 del convenio se ha de aplicar una correccioacuten

suponiendo que la superestructura se extendiese a lo largo de la eslora del buque En este

caso la longitud de la superestructura supone un 553 de la eslora de francobordo y por lo

tanto la reduccioacuten asciende hasta el siguiente valor

119877119904 = 350 +860 minus 350

85 minus 24middot (119871119891119887 minus 24) = 350 +

860 minus 350

85 minus 24middot (4650 minus 24) = 5381 119898119898 Eq 196

Luego

Caacutelculos de arquitectura naval

250

1198623 = 5381 middot 119877119878 = 5381 middot 0463 = 24900 119898119898 Eq 197

734 Correccioacuten por arrufo

La siguiente regla la Regla 38 se encarga de regular la correccioacuten por arrufo tanto en proa

como en popa mediante una serie de curvas de arrufo normal En funcioacuten de la eslora del

buque estas curvas toman el siguiente valor

Tabla 8-22 Valores de arrufo obtenidos de la curva normal

Posicioacuten Factor Valor obtenido

Ppopa 1 6375

16 de L desde Ppopa 3 8492

13 de L desde Ppopa 3 2142

Seccioacuten media 1 0

13 de L desde Pproa 3 4284

16 de L desde Pproa 3 16983

Pproa 1 12750

De acuerdo con lo establecido con la Regla 38 ldquolas cuatro ordenadas de cada una de las curvas

en mitades de proa o de popa se multiplicaraacuten por los factores [hellip] La diferencia entre las

sumas de los productos asiacute obtenidos y la de los productos correspondientes al arrufo normal

dividida por 8 indica la deficiencia o exceso de arrufo en las mitades de proa o de popa

Aplicando lo anteriormente descrito se obtiene que las deficiencias de arrufo en las mitades de

popa y de proa y consecuentemente la reduccioacuten por arrufo son las siguientes

Tabla 8-23 Deficiencias de arrufo en las mitades de popa y de proa

Posicioacuten Deficiencia

Mitad Popa 2126

Mitad Proa 4252

Reduccioacuten 3189

Finalmente para obtener la correccioacuten por arrufo se ha de aplicar la siguiente expresioacuten

1198624 = (075 minus119878

2 middot 119871) middot 119877 = (075 minus

257

2 middot 465) middot 3189 = 15110 119898119898 Eq 198

Donde 119878 representa la longitud de la superestructura

Caacutelculos de arquitectura naval

251

74 Francobordos miacutenimos obtenidos

Una vez que se conocen todas las correcciones y deducciones aplicables al francobordo

tabular es posible calcular los valores de los distintos francobordos de acuerdo con lo

establecido por la Regla 40

741 Francobordo de verano

El francobordo de verano se obtiene simplemente aplicando las correcciones al francobordo

tabular

119865119887119907prime = 119865119887119905 middot 1198621 + 1198622 minus 1198623 + 1198624 = 402 middot 102 + 2713 minus 249 + 1511 = 533 119898119898 Eq 199

En este caso el calado de verano o ldquo119879119904 corresponderiacutea al miacutenimo de los calados de

ldquofrancobordordquo o reglas de escantillonado y de disentildeo El miacutenimo corresponde al uacuteltimo de ellos

que como es bien sabido toma un valor de 451 metros

Por lo tanto el francobordo de verano final asciende hasta el siguiente valor

119865119887119907 = 119863119891119887 minus 119879119904 = 591 minus 451 = 1400 119898119898 Eq 200

742 Francobordo tropical

Se calcula de la siguiente manera

119865119887119905119903 = 119865119887119907 minus119879119904

48= 1400 minus

451

48= 1306 119898119898 Eq 201

743 Francobordo de invierno

Se calcula como

119865119887119908 = 119865119887119907 +119879119904

48= 1400 +

451

48= 1494 119898119898 Eq 202

744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte

Se calcula del siguiente modo

119865119887119908119860119873 = 119865119887119908 + 50 = 1494 + 50 = 1544 119898119898 Eq 203

745 Francobordo en agua dulce

Se calcula de acuerdo con la siguiente expresioacuten

119865119887119860119863 = 119865119887119904 minus∆

40 middot 119879119888119894= 1400 minus

2016

40 middot 579= 1313 119898119898 Eq 204

746 Francobordo tropical en agua dulce

Se calcula en funcioacuten del valor obtenido para el francobordo de agua dulce

Caacutelculos de arquitectura naval

252

119865119887119905119860119863 = 119865119887119860119863 minus119879119904

48= 1313 minus

451

48= 1219 119898119898 Eq 205

En definitiva los francobordos miacutenimos obtenidos son los siguientes

Tabla 8-24 Francobordos miacutenimos obtenidos

Francobordo Valo

r (mm)

Calado

(mm)

Siglas

Verano 1400 4510 S

Tropical 1306 4603 T

Invierno 1494 4416 W

Invierno At N 1544 4366 WNA

Agua dulce 1313 4597 F

Tropical en agua dulce

1219 4691 TF

8 Caacutelculo del arqueo

El uacuteltimo paso dentro del capiacutetulo de estabilidad consiste en la determinacioacuten del arqueo bruto

y neto del buque

Estos caacutelculos son regulados por el convenio de junio de 1969 sobre el arqueo de buques En

dicho convenio por arqueo bruto se entiende que es la expresioacuten del tamantildeo total de un buque

y por arqueo neto la expresioacuten de la capacidad utilizable de un buque

Los caacutelculos de cada uno de ellos se indican en la Regla 3 del ya mencionado convenio

81 Arqueo bruto

Para detemrinar el arqueo bruto del buque se han de identificar todos los espacios cerrados

del mismo asiacute como sus voluacutemenes Los espacios cerrados del buque son los siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

253

Ilustracioacuten 97 Espacios cerrados del buque

Para determinar el arqueo bruto se recure a la siguiente expresioacuten

119866119879 = 1198701 middot 119881 Eq 206

Donde

- 1198701 = 02 + 002 middot log10 119881

- 119881 volumen de todos los espacios cerrados del buque

Tabla 8-25 Volumen de los espacios cerrados del buque

Espacio Volumen (m3)

Hasta cubierta ppal 2525

Acc Cubierta ppal 6713

Cubierta Acc 01 75412

Cubierta Acc 02 94821

Cubierta Puente 46485

TOTAL 536348

Finalmente

119866119879 = 1198701 middot 119881 = (02 + 002 middot log10 119881) middot 119881 = (02 + 002 middot log10 536348) middot 536348

= 1473 Eq 207

82 Arqueo neto

En cuanto al arqueo neto la expresioacuten que determina su valore es la siguiente

Caacutelculos de arquitectura naval

254

119873119879 = 1198702 middot 119881119888 middot (4 middot 119889

3 middot 119863)

2

+ 1198703 middot (1198731 + (1198732

10)) Eq 208

Donde

- 1198702 = 02 + 002 middot log10 119881

- 119881119888 volumen total de los espacios de carga

Tabla 8-26 Volumen total de los espacios de carga

Espacio Volumen (m3)

FW1P 8878

FW2P 8212

FW2S 7493

FW3P 7732

FW3S 7732

TOTAL 40047

- 119889 calado de trazado en el centro del buque (m) Toma el valor de 451 metros

- 119863 puntal de trazado en el centro del buque (m) Toma el valor de 59 metros

- 1198703 = 125 middot (119866119879 + 10000)10000

- 1198731 nuacutemero de pasajeros en camarotes con menos de 8 literas Toma el valor de 0

- 1198732 el resto de los pasajeros Toma el valor de 0

Sustituyendo en Eq 208 se obtiene el valor del arqueo neto

119873119879 = 1198702 middot 119881119888 middot (4 middot 119889

3 middot 119863)

2

+ 1198703 middot (1198731 + (1198732

10))

= 0275 middot 4005 middot (4 middot 47

3 middot 59)

2

+ 143 middot (0 + (0

10)) = 12425

Eq 209

Como el valor obtenido es inferior al 33 del arqueo bruto se tomaraacute el 33 del arqueo bruto

como el arqueo neto Por tanto

Tabla 8-27 Volumen total de los espacios de carga

Tipo de arqueo Volumen (m3)

Bruto 1473

Neto 442

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

255

Anaacutelisis de las capacidades de

posicionamiento dinaacutemico

1 Introduccioacuten

En el presente capiacutetulo se analizan las capacidades de posicionamiento dinaacutemico del buque

El objetivo final consiste en determinar las condiciones liacutemites en las que el sistema de

posicionamiento del buque tiene capacidad para mantener al buque en una determinada

posicioacuten media

Los resultados se presentan de dos formas distintas mediante resultados numeacutericos y

mediante graacuteficas de capacidad de DP o ldquocapability plotsrdquo que muestran las condiciones

ambientales maacuteximas que el buque puede soportar para cada rumbo

Para obtener los ya mencionados capability plots se recurre a una aplicacioacuten web

proporcionada por la sociedad de clasificacioacuten DNV En dicha aplicacioacuten se introducen las

caracteriacutesticas principales del buque la configuracioacuten y disposicioacuten de los propulsores y los

coeficientes de forma del buque Por otra parte es necesario calcular los coeficientes de viento

corrientes y olas para introducirlos a su vez en dicha aplicacioacuten

En definitiva el objetivo es someter al buque a una serie de cargas ambientales producidas

por el viento corrientes y olas (ver Ilustracioacuten 98) similares a las que el buque se vea sometido

durante su operacioacuten para sacar al mismo de su posicioacuten de equilibrio en cada uno de los tres

grados de libertad del plano avance (surge) deriva(sway) y guintildeada (yaw)

Ilustracioacuten 98 Cargas ambientales consideradas Fuente Holvik J Kongsberg Simrad Inc

El buque mediante el uso de sus propulsores ha de ser capaz de contrarrestar todas estas

fuerzas en cada momento para mantener su posicioacuten de equilibrio y facilitar sus labores

durante la operacioacuten

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

256

2 Sistema de coordenadas

Para realizar estudios correctos de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico es

imprescindible establecer un sistema de coordenadas adecuado

En este caso se ha optado por tomar el sistema de coordenadas de uso maacutes extendido es

decir un sistema ortogonal dextroacutegiro El origen del sistema de coordenadas se encuentra

situado en medio del buque concretamente en 1198711199011199012 y en la liacutenea media de la superficie libre

de la condicioacuten de carga analizada Desde este origen el eje Z apunta hacia arriba el eje Y

hacia babor y el eje X hacia proa

Ilustracioacuten 99 Sistema de coordenadas considerado

Las direcciones del viento de la corriente y de las olas se definen como ldquohacialdquo o going to y

se consideran positivas cuando producen un momento en sentido contrario a las agujas del

reloj es decir por ejemplo la direccioacuten del viento de 90ordm ejerce una fuerza Y positiva Ademaacutes

la direccioacuten del viento las olas y la corriente coinciden en los anaacutelisis

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

257

3 Escenarios considerados

Como ya se ha mencionado en capiacutetulos anteriores el buque proyecto cuenta con notacioacuten de

clase DP2 Por lo tanto este hecho implica que ha de ser capaz de mantener su posicioacuten bajo

las condiciones ambientales de disentildeo consideradas incluso con uno de los cuadros de

distribucioacuten principales fuera de servicio

En el caso del buque proyecto se distingue entre los propulsores o cuadros de babor y estribor

En cada uno de estos cuadros se conecta un propulsor azimutal principal y un propulsor

transversal de tipo tuacutenel

Por lo tanto se han analizado cuatro escenarios posibles

- Intacto con los cuatro propulsores funcionando a plena potencia

- Fallo de un propulsor azimutal

- Fallo de un propulsor transversal

- Fallo de un propulsor transversal y un propulsor azimutal del mismo grupo

4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de

propulsores

En primer lugar es necesario indicar que los caacutelculos realizados a partir de este punto se haraacuten

para la condicioacuten de operacioacuten maacutes habitual es decir la condicioacuten de operacioacuten SC-06 en la

cual el buque se encuentra en operacioacuten y con parte de la carga en cubierta

Las caracteriacutesticas principales del buque que es considerable recordar son las siguientes

Tabla 9-1 Caracteriacutesticas principales del buque

Paraacutemetro Valor Unidades

Desplazamiento 1698 t

Eslora entre perpendiculares 465 m

Eslora total 5024 m

Manga 1375 m

Calado 394 m

En cuanto a la disposicioacuten y configuracioacuten de los propulsores el resultado es el siguiente

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

258

Ilustracioacuten 100 Disposicioacuten de propulsores

Las caracteriacutesticas de los propulsores se muestran a continuacioacuten

Tabla 9-2 Caracteriacutesticas de los propulsores

Nombre Tipo X (m) Y (m) P (kW) SF FE (kNkW)

A1 Azimutal -2325 345 1400 08 0171

A2 Azimutal -2325 345 1400 08 0171

T1 Transversal 1931 0 501 08 0145

T2 Transversal 1692 0 501 08 0145

Debido a las caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica dispuesta a bordo (ver Capiacutetulo 6) los

propulsores pueden aislarse en dos grupos diferenciados De este modo A1 y T1 se conectan

a un cuadro y A2 y T2 al otro

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

259

Los propulsores azimutales cuentan con heacutelices de paso controlable y estaacuten preparados para

trabajar a cualquier velocidad Por su parte los propulsores son de paso fijo y pueden

desarrollar un empuje variable mediante la regulacioacuten de la velocidad

En la tabla arriba mostrada las posiciones longitudinal y transversal de los propulsores son

relativas al sistema de coordenadas previamente mostrado El teacutermino SF o ldquosafety factorrdquo

hace referencia a un factor de servicio de potencia que se tiene en cuenta para asegurar que

el buque cuenta con un ldquoempuje de repuestordquo Debido a que el buque no siempre trabaja en las

condiciones idoacuteneas es necesario tener en consideracioacuten tal factor para compensar el

comportamiento dinaacutemico del viento y las fuerzas de la deriva de las olas

Por uacuteltimo el factor de empuje o FE se ha calculado siguiendo las indicaciones de la referencia

IMCA M 140 En este documento se muestran una serie de relaciones entre el empuje generado

y la potencia instalada (kghp27) para cada tipo de propulsor En el caso de los propulsores

principales se ha de tomar 13 kghp y en el caso de los propulsores transversales esta relacioacuten

toma un valor de 11 kghp

5 Fuerzas y coeficientes de viento

Para determinar los coeficientes de viento en avance deriva y guintildeada se seguiraacute la siguiente

metodologiacutea

( ) ( ) ( )middot middot middot middot

= = =viento viento vientoX viento Y viento N viento

viento F viento L viento L Total

FX FY NC C C

q A q A q A L Eq 210

Donde

- 119902119907119894119890119899119905119900 =1

2middot 120588119886119894119903119890 middot 119881119907119894119890119899119905119900

2 Es la presioacuten dinaacutemica debida a la velocidad del viento

- 120588119886119894119903119890 Densidad del aire

- 119860119865 y 119860119871 Aacutereas frontal y lateral respectivamente

- 120572 Aacutengulo de direccioacuten del viento

- 119865119883119907119894119890119899119905119900 Es la fuerza producida por el viento en avance

- 119865119884119907119894119890119899119905119900 Es la fuerza producida por el viento en deriva

- 119873119907119894119890119899119905119900 Momento producido en guintildeada

27 Hp horse power o caballo de potencia Se ha tomado que 1 kW=134 hp

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

260

El meacutetodo empleado para determinar los valores de los distintos coeficientes es el meacutetodo de

Blenderman (ver [5])

Las aacutereas lateral y frontal expuestas al viento son las siguientes

Ilustracioacuten 101 Aacuterea lateral expuesta al viento

Ilustracioacuten 102 Aacuterea frontal expuesta al viento

El centro del aacuterea lateral se encuentra a 691 metros a proa del centro de coordenadas

Finalmente teniendo en cuenta todas las consideraciones anteriores se obtienen los

coeficientes de viento

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

261

Ilustracioacuten 103 Coeficientes de viento considerados

6 Fuerzas y coeficientes de corriente

En el caso de los coeficientes adimensionales de las fuerzas de corriente las expresiones son

las siguientes

Para determinar los coeficientes de viento en avance deriva y guintildeada se seguiraacute la siguiente

metodologiacutea

2( ) ( ) ( )

middot middot middot middot middot middot = = =C C C

X C Y C N C

mar mar pp mar pp

FX FY NC C C

q T B q T L q T L Eq 211

Donde

- 119902119898119886119903 =1

2middot 120588119898119886119903 middot 119881119862

2 Es la presioacuten dinaacutemica debida a la velocidad del agua

- 120588119898119886119903 Densidad del agua de mar

- 119860119865 y 119860119871 Aacutereas frontal y lateral respectivamente

- 120572 Aacutengulo de direccioacuten de la corriente

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

262

- 119865119883119862 Es la fuerza producida por la corriente en avance

- 119865119884119862 Es la fuerza producida por la corriente en deriva

- 119873119862 Momento producido por la corriente en guintildeada

- 119879 119861 119910 119871119901119901 calado manga y eslora entre perpendiculares respectivamente (m)

Para calcular las fuerzas y el momento debidos a la corriente se ha realizado una integracioacuten

aplicando una teoriacutea de rebanadas simple

Finalmente teniendo en cuenta todas las consideraciones anteriores se obtienen los

coeficientes de corriente

Ilustracioacuten 104 Coeficientes de viento considerados

7 Fuerzas y coeficientes de olas

En el caso de las fuerzas de deriva media debidas a las olas el propio programa de DNV calcula

los coeficientes para los movimientos de avance deriva y guintildeada

Por lo tanto a pesar de que el proceso de caacutelculo es del todo similar a los seguidos para para

la obtencioacuten de los coeficientes de viento y corrientes se ha considerado maacutes adecuado tomar

los que la normativa en este caso DNV a traveacutes de su programa aporta

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

263

8 Resultados

En primer lugar el programa de caacutelculo necesita una serie de paraacutemetros de entrada

relacionados con las caracteriacutesticas del caso del buque sus dimensiones aacutereas proyectadas

etc (ver Ilustracioacuten 105)

Ilustracioacuten 105 Paraacutemetros de entrada necesarios Fuente DNV-GL

Tras haber definido los paraacutemetros del buque es necesario definir la configuracioacuten y disposicioacuten

de los propulsores siguiendo lo establecido en Tabla 9-2)

Por uacuteltimo se antildeaden los coeficientes de viento y de corrientes y se generan los distintos

escenarios que es necesario considerar

El programa automaacuteticamente realiza una serie de combinaciones de magnitud y direcciones

de las fuerzas de viento corrientes y olas para encontrar las peores condiciones posibles a las

que se podriacutea ver sometido el buque

Los resultados obtenidos son los siguientes

81 Condicioacuten intacta

Este caso representa la condicioacuten normal de operacioacuten del buque es decir con los cuatro

propulsores y generadores funcionando a plena potencia

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

264

Para determinar las capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico instalado se ha

optado por someter al buque a una serie de condiciones ambientales estaacutendar consideradas

por la normativa y obtener como resultado las direcciones y magnitudes de viento maacuteximas

que puede contrarrestar el sistema Los resultados se muestran tanto en la escala Beaufort

como en ms Se antildeade ademaacutes un tercer graacutefico que muestra la utilizacioacuten de los propulsores

ante cada uno de los vientos considerados

Finalmente

Ilustracioacuten 106 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Condicioacuten intacta

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

265

Ilustracioacuten 107 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Condicioacuten intacta

Ilustracioacuten 108 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Condicioacuten intacta

Como se puede comprobar el buque es capaz de soportar vientos de entre 326 ms a 0deg y de

138 ms a 270deg Estos vientos alcanzan el grado 11 (temporal muy duro) y grado 6 (fresco) en

la escala Beaufort

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

266

Debido a que los resultados numeacutericos son muy extensos se ha considerado maacutes adecuado

disponerlos en un anexo aparte concretamente en el Anexo 7

82 Peacuterdida T1

Por otra parte en este caso se considera el hecho de que uno de los propulsores transversales

de proa concretamente el propulsor de maacutes a proa (T1) falle

Este caso se considera menor pues no supone el fallo entero de una de las liacuteneas

Finalmente

Ilustracioacuten 109 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

267

Ilustracioacuten 110 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida T1

Ilustracioacuten 111 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida T1

Como se puede comprobar en este caso las velocidades liacutemites uacutenicamente se reducen en

vientos de costado como era de esperar El valor se reduce hasta los 107 ms a 270deg En la

escala Beaufort los vientos oscilan entre el grado 11 (temporal muy duro) y grado 6 (fresco)

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

268

83 Peacuterdida A1

En este caso se analiza de nuevo el caso de fallo simple pero en este caso de uno de los

propulsores azimutales principales Se ha analizado concretamente el fallo del propulsor

azimutal de babor

Al tratarse de un propulsor que gira 360deg en su eje vertical se espera que los efectos de su

peacuterdida se noten para cualquier aacutengulo de incidencia de las condiciones ambientales

Finalmente

Ilustracioacuten 112 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

269

Ilustracioacuten 113 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A1

Ilustracioacuten 114 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

270

Como era de esperar los diagramas no son simeacutetricos sino que las capacidades en el costado

de babor son ligeramente inferiores a las del costado de estribor Concretamente el buque ve

limitadas sus capacidades ante vientos incidentes en el rango de 240deg y 230deg soportando

vientos de 171 ms en vez de 207 ms

84 Peacuterdida A2 y T1

Por uacuteltimo se llevoacute a cabo el caso de fallo severo En este caso se analizan las capacidades

de posicionamiento dinaacutemico frente a la peacuterdida del propulsor transversal de maacutes a proa T1 y

el fallo del propulsor azimutal de estribor

Como es loacutegico es de esperar que las capacidades se vean limitadas considerablemente ante

cualquier aacutengulo de incidencia de las condiciones ambientales

Los resultados obtenidos son los siguientes

Ilustracioacuten 115 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

271

Ilustracioacuten 116 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A2 y T1

Ilustracioacuten 117 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

272

En este caso hipoteacutetico las capacidades de posicionamiento del buque se ven seriamente

afectadas El buque sigue siendo capaz de soportar vientos de 326 ms a 0deg pero ante aacutengulos

de incidencia de 270deg la velocidad liacutemite se reduce hasta los 34 ms a 270deg Estos vientos

alcanzan el grado 11 (temporal muy duro) y grado 2 (flojito) en la escala Beaufort

respectivamente

9 Conclusiones

Como se ha podido comprobar en el apartado anterior las capacidades del sistema de

posicionamiento dinaacutemico instalado en el buque se pueden considerar maacutes que satisfactorias

durante la operacioacuten en condiciones normales

Ante un fallo simple como puede serla peacuterdida de un propulsor transversal o de un propulsor

azimutal las capacidades se reducen pero dentro de un rango considerable pues el buque

sigue siendo capaz de soportar condiciones ambientales de cierta consideracioacuten

Sin embargo ante un fallo severo como puede ser la peacuterdida de una liacutenea del cuadro eleacutectrico

el fallo simultaacuteneo de un propulsor transversal y de un propulsor azimutal limita seriamente las

capacidades del buque de contrarrestar condiciones ambientales que incidan de costado

La reduccioacuten de estas capacidades se puede observar faacutecilmente en el siguiente graacutefico en el

cual se comparan las capacidades de posicionamiento dinaacutemico en el caso intacto frente al

caso de fallo severo

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

273

Ilustracioacuten 118 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Intacto y peacuterdida A2 y T1

Ilustracioacuten 119 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Intacto y peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

274

Anaacutelisis econoacutemico

275

Anaacutelisis econoacutemico

1 Introduccioacuten

Por uacuteltimo en el presente capiacutetulo se realizaraacute un anaacutelisis econoacutemico de todos los costes

asociados a la construccioacuten del buque proyecto Se trataraacute de una estimacioacuten preliminar pues

es muy complicado obtener los gastos y costes asociados a las distintas partidas sin realizar

ofertas o pedir presupuestos

En este caso el anaacutelisis seraacute simplemente informativo es decir el objetivo no es estudiar la

viabilidad econoacutemica del buque En otro tipo de buques como puede ser cualquier buque de

carga (petrolero granelero portacontenedores etc) el objetivo fundamental es determinar el

flete28 para el cual el buque resulta econoacutemicamente viable teniendo en cuenta sus gastos de

construccioacuten y de explotacioacuten (fijos y variables) Sin embargo en buques como el de proyecto

no se ha de calcular el flete sino que el objetivo fundamental es determinar el coste de

construccioacuten de este

Para determinar el coste total de construccioacuten es necesario determinar el coste total de una

serie de partidas que lo conforman

- Costes de los materiales y equipos

- Costes de mano de obra

- Costes generales y costes del astillero

A su vez para determinar el valor de estas partidas se ha de recurrir a una serie de referencias

y formulaciones experimentales que a pesar de ser razonablemente precisas estaacuten por lo

general muy desfasadas Por lo tanto a la hora de obtener los valores se ha de antildeadir un factor

corrector que aumente o disminuya el valor final obtenido en funcioacuten de los precios actuales

del mercado

2 Costes de los materiales y equipos

Como es loacutegico la partida correspondiente al coste de los materiales y equipos es una de las

maacutes importantes y que mayor porcentaje supone del total de construccioacuten de este

Por materiales y equipos se entiende

28 Flete precio pagado por el servicio de transporte de mercanciacuteas o por el fletamento de una embarcacioacuten Fuente httpsdiccionario-nauticocomarf

Anaacutelisis econoacutemico

276

- Casco

- Equipos armamento e instalaciones

- Maquinaria auxiliar de cubierta

- Instalacioacuten propulsora y servicios auxiliares

- Cargas pertrechos y respetos

21 Costes asociados al casco

Dentro de la partida del casco se ha de analizar el coste del acero necesario el coste de la

pintura y finalmente el coste asociado al galvanizado

En primer lugar el coste de acero se calcula en funcioacuten del precio que alcance en el mercado

y de la cantidad de acero necesario para construir el buque A su vez es necesario distinguir

entre las distintas piezas de acero que se necesitan pues el precio de una plancha simple es

distinto al de una pieza curva o al de un perfil En este caso y teniendo en consideracioacuten la

situacioacuten del mercado se ha considerado oportuno establecer un coste medio de 950 euro t

Teniendo en cuenta que el peso del acero total obtenido en el apartado 82 del capiacutetulo 7

ascendiacutea hasta las 56635 toneladas y que el acero se obtiene en bruto y luego existen recortes

y elementos sobrantes el precio del acero asciende hasta el siguiente valor

119862119886119888119890119903119900 = 56635 middot 950 middot 115 = 618 73738 euro Eq 212

Como es loacutegico la construccioacuten del buque requiere de una serie de accesorios estructurales

que se han de soldar y cortar del casco constantemente Estimando un coste de 64 euro por

tonelada se obtiene el siguiente valor

119862119886119888119890119903119900119886119906119909= 56635 middot 64 = 36 24640 euro Eq 213

Aparte del peso de acero es necesario considerar el coste de otros elementos asociados al

casco como pueden ser piezas fundidas y forjadas

119862119886119888119890119903119900119886119904= 40 middot 119871 middot 119863 = 40 middot 5024 middot 590 = 11 85664 euro Eq 214

En cuanto al coste asociado a la pintura el valor depende de la zona considerada En

construccioacuten naval es indispensable pintar de manera adecuada todos los elementos del

buque pues el ambiente marino es muy corrosivo Las chapas de acero que conforman la obra

viva y los tanques de lastre del buque reciben un tratamiento especial ldquoanti-foulingrdquo y por lo

tanto su precio es maacutes elevado Del mismo modo los elementos internos necesitan menos

capas de pintura y por lo tanto su precio es maacutes reducido

Anaacutelisis econoacutemico

277

En este sentido se antildeade tambieacuten el coste asociado a la preparacioacuten de superficies

tratamiento indispensable para una correcta imprimacioacuten de la pintura Este coste se estima en

12 euro por cada metro cuadrado de pintura

Tabla 10-1 Costes asociados a la pintura y preparacioacuten de superficies

Superficie euro m2 Aacuterea (m2) Coste (euro)

Obra viva 12 50798 6 09576 euro

Obra muerta 12 117612 14 11344 euro

Cubiertas exteriores 12 9061 10 87320 euro

Guardacalores 12 50 60000 euro

Caacutemara de maacutequinas 21 480 10 08000 euro

Tanques de lastre 21 6942 14 57820 euro

Imprimacioacuten 12 38144 45 77280 euro

Total 102 11340 euro

Como es loacutegico las tuberiacuteas tambieacuten han de ser pintadas para evitar su degradacioacuten por

corrosioacuten El coste de pintura de las tuberiacuteas puede calcularse del siguiente modo

119862119901119894119899119905119905119906119887 = 018 middot (057 middot 119875119905119900119905 + 018 middot 119871) middot 48 =

018 middot (057 middot 4544 + 018 middot 5024) middot 48 = 2 24564 euro Eq 215

Por uacuteltimo se antildeaden los costes relativos a la proteccioacuten catoacutedica y galvanizado del buque

- Proteccioacuten catoacutedica

Depende de la superficie mojada del buque para la condicioacuten de calado de disentildeo

119862119901119903119900119905119888119886119905 = 150 middot 119878119898 = 150 middot 84402 = 1 26633 euro Eq 216

- Galvanizado

Se toma un coste equivalente al 75 del coste de pintura del casco

119862119892119886119897119907119886119899119894119911119886119889119900 = 0075 middot 119862119901119894119899119905119906119903119886 = 0075 middot 102 11340 = 7 65851 euro Eq 217

En definitiva el coste total de la partida del casco asciende hasta los 805 38579 euro

22 Equipos armamento e instalaciones

En este apartado se incluyen las partidas de costes de los distintos equipos y armamentos del

casco

Anaacutelisis econoacutemico

278

221 Equipos de fondeo amarre y remolque

Para estimar el peso de los equipos de fondeo es decir de las cadenas cables estachas y

anclas se recurre a dos expresiones distintas En el primer caso el coste de las anclas es

funcioacuten de su peso y en el segundo caso del diaacutemetro y la longitud Por lo tanto teniendo en

cuenta que el peso de las anclas es de 159 toneladas y que el diaacutemetro y longitud de la cadena

es de 34 miliacutemetros y 4125 metros respectivamente se obtienen los siguientes resultados

119862119886119899119888119897119886119904 = 3000euro

119905middot 119873deg middot 119901119890119904119900 = 3000 middot 3 middot 159 = 14 31000 euro Eq 218

119862119888119886119889119890119899119886119904 = 023 middot 0335 middot 119889119888 2 middot 119871119888 = 023 middot 0335 middot 34 middot 4125 = 36 74129 euro Eq 219

222 Medios de salvamento

Esta partida incluye los costes de los botes salvavidas la lancha salvavidas los pescantes y

los costes del resto de elementos de salvamento (chalecos sentildeales etc)

Tabla 10-2 Coste de los medios de salvamento

Elemento Coste (euro)

Balsas salvavidas 14 00000 euro

Bote de rescate 12 00000 euro

Pescante 15 00000 euro

Otros 5 31860 euro

Total 46 31860 euro

En este caso el coste del resto de equipos se ha calculado del siguiente modo

119862119900119905119903119900119904 = 917 middot (400 + 5 middot 119879119903119894119901119906119897119886119888119894oacute119899) = 917 middot (400 + 5 middot 36) = 5 31860 euro Eq 220

223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten

En esta partida se incluyen todos los costes asociados a la correcta adecuacioacuten de los distintos

espacios que componen la habilitacioacuten del buque Se considera que por cada espacio es

necesario realizar labores de revestimiento aislamiento instalaciones etc Estimando un coste

de 250 euro m2 se obtiene el siguiente valor

119862ℎ119886119887 = 250 middot 119878ℎ119886119887 = 250 middot 99664 = 249 16000 euro Eq 221

224 Equipos de fonda y hotel

Se incluyen en este apartado los equipos y servicios asociados a las labores de hosteleriacutea que

se dan a bordo del buque

- Cocina

Anaacutelisis econoacutemico

279

119862119888119900119888119894119899119886 = 64158 middot 119879119903119894119901 = 64158 middot 36 = 23 09688 euro Eq 222

- Gambuzas

119862119892119886119898119887119906119911119886119904 = 274963 middot 119881119892 23 = 274963 middot 406423 = 32 50200 euro Eq 223

Donde 119881119892 representa el volumen neto de las gambuzas

- Equipos de lavanderiacutea y varios

119862119897119886119907119886119899119889119890119903iacute119886 = 235 middot 119879119903119894119901 = 235 middot 36 = 8 46000 euro Eq 224

225 Acondicionamiento de alojamientos

Este apartado incluye los costes relacionados con los equipos de calefaccioacuten aire

acondicionado radiadores etc Estimando un coste de 140 euro m2 y considerando todos los

espacios que cuentan con calefaccioacuten y aire acondicionado se obtiene el siguiente coste

119862ℎ119886119887 = 140 middot 119878ℎ119886119887 = 140 middot 84715 = 116 60016 euro Eq 225

226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones

Debido a que no existen foacutermulas experimentales para estimar el coste de los distintos equipos

que conforman estos sistemas en este caso se recurre a consultar proyectos de buques

similares y ldquoescalarrdquo en la medida de lo posible el coste de los mismos

Tabla 10-3 coste de los equipos de navegacioacuten y comunicaciones

Elemento Coste (euro)

Equipos de navegacioacuten 128 48684 euro

Equipos de navegacioacuten auxiliares 2 75329 euro

Comunicaciones externas 55 67763 euro

Comunicaciones internas 2 44737 euro

Total 189 36513 euro

227 Medios de contraincendios

En el caso de los equipos de contraincendios uacutenicamente existe una expresioacuten para calcular

el coste de los dispuestos en la caacutemara de maacutequinas

Por lo tanto se antildeadiraacute un factor corrector del 20 al valor obtenido

119862119862119868 = 1283 middot 119871119862119862119872119872 middot 119861119862119862119872119872 middot 119863119862119862119872119872 = 1283 middot 18 middot 104 middot 44 = 10 56781 euro Eq 226

Anaacutelisis econoacutemico

280

228 Instalacioacuten eleacutectrica

El coste asociado a la instalacioacuten eleacutectrica a bordo del buque puede estimarse en funcioacuten de la

potencia total instalada a bordo Estimando un coste de 20 euro kW se obtiene que el coste total

de esta partida asciende hasta los 90 88000 euro

229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones

En este uacuteltimo apartado se antildeaden los costes de los elementos auxiliares puertas metaacutelicas

ventanas portillos escalares pasamanos candeleros escotillas de acceso lumbreras etc

Tambieacuten se incluyen los accesorios de los equipos de fondeo y amarre

El precio de estos elementos se calcula del siguiente modo

- Puertas metaacutelicas ventanas y portillos

1198621 = 412445 middot 119879119903119894119901048 = 412445 middot 36048 = 23 03516 euro Eq 227

- Escaleras pasamanos y candeleros

1198622 = 3391 middot 119871 16 = 3391 middot 5024 16 = 17 86517 euro Eq 228

- Escotillas de acceso lumbreras y registros

1198623 = 1925 middot 119871 15 = 1925 middot 5024 15 = 6 85496 euro Eq 229

- Accesorios de fondeo y amarre

1198624 = 2841 middot (119871 middot (119861 + 119863))0815

= 2841 middot (5024 middot (1375 + 59))0815

= 7 83280 euro Eq 230

En definitiva el coste total de la partida de equipos armamento e instalaciones asciende hasta

los 1 025 58998 euro

23 Maquinaria auxiliar de cubierta

De todos los equipos que conforman el sistema de amarre del buque se consideran los maacutes

importantes molinetes chigres y cabestrantes Debido a que todo el sistema se suele adquirir

como una uacutenica partida suministrada por la misma firma en este caso se estima el coste

completo del conjunto Debido a las dimensiones principales del buque y por ende a las

caracteriacutesticas teacutecnicas de los equipos se estima un coste de 250 000euro

24 Instalacioacuten propulsora

En este caso al tratarse de propulsores azimutales no se puede recurrir a las expresiones

experimentales habituales Sin embargo al tratarse de equipos concretos se conoce su coste

aproximado tanto del conjunto de los propulsores azimutales de popa como el de los

propulsores transversales de tipo tuacutenel de proa

Anaacutelisis econoacutemico

281

Tabla 10-4 Coste de los propulsores principales

Elemento Coste (euro)

Conjunto propulsores azimutales 2 000 00000 euro

Conjunto propulsores transversales 1 200 00000 euro

Total 3 200 00000 euro

25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten

Dentro de la presente partida de costes se engloban todos los sistemas y equipos auxiliares

que son necesarios para garantizar un correcto funcionamiento de los sistemas de propulsioacuten

del buque

Se incluyen por lo tanto

- Grupos electroacutegenos de 1136 kW (x4) Dependen del diaacutemetro (DIA) nuacutemero de los

cilindros (119873119888) y la potencia de los generadores

119862119892119890119897119890119888 = 914 middot (42 middot 11986311986811986022 middot 119873119888

119903119901119898+ 4000 middot (

119896119882

119903119901119898)

25

)

= 914 middot (42 middot 22522 middot 8

720+ 4000 middot (

1136

720)

25

) = 681 77856 euro

Eq 231

- Equipo de circulacioacuten refrigeracioacuten y lubricacioacuten

119862119888119903119897 = 3106 middot 119896119882119905119900119905 = 3106 middot 4544 = 141 13664 euro Eq 232

- Equipo de arranque de los motores

119862119886119903119903 = 11876 middot 119873119888119900 middot 119876119888119900 = 11876 middot 2 middot 25 = 5 93800 euro Eq 233

- Equipo de manejo de combustible Se estima como un 10 de los costes anteriores y

se obtiene un valor de 82 88532 euro

- Equipo de manejo de lodos y derrames Se estima en 5 00000 euro

- Equipos auxiliares de casco Incluye elementos como las bombas de sentinas

contraincendios etc Depende del caudal total de las mismas

119862119886119906119909 = 914 middot (100 middot 3 middot 119876119887119904 13

+ 160 middot 3 middot 119876119888119894 13

) = 69 46400 euro Eq 234

- Equipos sanitarios Incluye elementos como grupos hidroacuteforos el generador de agua

dulce etc Su coste asciende hasta los 603240 euro

Anaacutelisis econoacutemico

282

- Otros Incluye el resto de los elementos principales relacionados con la propulsioacuten como

pueden ser los ventiladores de caacutemara de maacutequinas el taller mecaacutenico e hidraacuteulico etc

El coste de los elementos de los talleres se estima en 30 00000 euro mientras que el

caacutelculo de los ventiladores puede estimarse del siguiente modo

119862119907119890119899119905 = 914 middot (125 middot 119873119907119890119899119905 middot 119876119907119890119899119905 055) = 914 middot (125 middot 6 middot 40500055) = 23 44810 euro Eq 235

En definitiva el coste total de la maquinaria auxiliar de propulsioacuten se estima en 1 015 68302 euro

26 Cargas pertrechos y repuestos

Se reserva una partida de 150 00000 euro para tener en consideracioacuten las cargas y respetos no

reglamentarios asiacute como los respetos esenciales

27 Instalaciones especiales del buque

En esta uacuteltima partida de los materiales y equipos se incluyen todos aquellos elementos

caracteriacutesticos que el buque incorpora como motivo de la misioacuten que realiza Los elementos

fundamentales son

- Gruacutea offshore principal Se trata de una gruacutea de gran porte y complejidad y por lo tanto

su precio resulta muy elevado

- Sistema de posicionamiento dinaacutemico Debido a la alta especializacioacuten de estos

sistemas su precio suele ser muy elevado Ademaacutes y como es loacutegico crece en funcioacuten

del grado de posicionamiento dinaacutemico requerido

- Equipos de manejo de anclas Se incluyen el rodillo de popa los ldquoshark Jawsrdquo y ldquotow

pinsrdquo los ldquotugger winchesrdquo etc Su precio asciende considerablemente a medida que lo

hacen sus capacidades de tiro y peso y consecuentemente su peso

- Sistema de lucha contra incendios o FIFI Se incluyen los equipos auxiliares y los

monitores de alta capacidad

- Sistemas y equipos de control y automatizacioacuten

Los precios estimados se recogen a continuacioacuten

Tabla 10-5 Coste de los equipos especiales

Elemento Coste (euro)

Gruacutea principal 150 00000 euro

Sistema DP 1 200 00000 euro

Anaacutelisis econoacutemico

283

Elemento Coste (euro)

Equipos de manejo de anclas 550 00000 euro

Sistema FIFI 100 00000 euro

Equipos control y automatizacioacuten 35 00000 euro

Total 2 035 00000 euro

Finalmente una vez que se han calculado todas las partidas correspondientes de los costes de

materiales y equipos se muestra continuacioacuten una tabla resumen con los valores obtenidos

para cada una de ellas

Tabla 10-6 Costes de materiales y equipos

Elemento Coste (euro)

Casco 805 38579 euro

Equipos armamento e instalaciones 875 58998 euro

Maquinaria auxiliar de cubierta 250 00000 euro

Instalacioacuten propulsora 3 200 00000 euro

Maquinaria auxiliar propulsioacuten 1 015 68302 euro

Cargas pertrechos y repuestos 75 00000 euro

Equipos especiales 2 035 00000 euro

Total 8 256 65879 euro

3 Costes de la mano de obra

Una vez calculados los costes asociados a los materiales y equipos el siguiente paso es

determinar los costes de la mano de obra asociada a su construccioacuten e instalacioacuten a bordo del

buque

El procedimiento es simple pues consiste baacutesicamente en estimar el nuacutemero de horas que

necesita cada una de las partidas y multiplicarlas por el precio de una hora de trabajo de un

astillero Debido a la gran diferencia de precios entre los astilleros maacutes y menos desarrollados

en este caso se ha optado por tomar un precio medio de 50euro h

En realidad en funcioacuten de la complejidad teacutecnica del trabajo a realizar el coste de la mano de

obra aumenta proporcionalmente y por lo tanto este valor se deberiacutea cambiar en cada una de

las estimaciones Sin embargo al tratarse de un presupuesto preliminar obtenido a traveacutes de

estimaciones se ha considerado suficiente establecer un uacutenico valor medio

31 Costes de mano de obra asociados al casco

Las horas de dedicacioacuten en este caso se destinan a la elaboracioacuten prefabricacioacuten y montaje de

las chapas y perfiles de acero

Se determinan a traveacutes de la siguiente expresioacuten

Anaacutelisis econoacutemico

284

119867119886119888119890119903119900 = 110 middot 119882119886119888119890119903119900 middot (1 + 03 middot (1 minus 119862119887)) = 110 middot 56635 middot (1 + 03 middot (1 minus 0655))

= 68 74639 ℎ Eq 236

Para determinar las horas de trabajo dedicadas al resto de piezas auxiliares del casco se utiliza

la siguiente expresioacuten

119867119886119888119890119903119900 119886119906119909 = 25 + 11987113 middot 119879 middot 2 = 25 + 502413 middot 451 middot 2 = 5828 ℎ Eq 237

Debido a que el montaje de las piezas del casco del buque requiere de una serie de elementos

auxiliares fabricados en acero es necesario determinar el nuacutemero de horas asociado

Se estimaraacuten como un porcentaje de las horas totales dedicadas al casco concretamente un

10 Se obtiene un total de 687464 h

En cuanto a las horas dedicadas a la pintura y control de la corrosioacuten el valor se obtiene de la

siguiente expresioacuten la cual depende de la superficies y manos de pintura aplicadas a la obra

muerta viva e interior

119867119901119894119899119905119888119900119903119903 = 025 middot 119878119874119872 middot (1 + 03 middot 119873119872) + 035 middot 119878119874119881 middot (119873119872119881

4) + 04 middot 119878119868 middot 119873119868

= 351922 ℎ

Eq 238

Se ha considerado suficiente establecer un valor de 4 manos de pintura en los tres casos

32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones

En primer lugar se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los equipos de fondeo amarre

y remolque

1198671 = 27 middot (119875119886119899119888119897119886)04) = 3251 ℎ Eq 239

A continuacioacuten se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los medios de salvamento

1198672 = 300 + 15 middot 119873 = 840 ℎ Eq 240

Despueacutes se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los alojamientos Se estima un coste

de 10 ℎ1198982

1198673 = 10ℎ

1198982middot 119878119905119900119905 = 16841 ℎ Eq 241

Para el resto de la acomodacioacuten se estiman 100 horas por tripulante obteniendo un total de

Para determinar las horas dedicadas a los equipos de navegacioacuten y comunicaciones se emplea

la siguiente expresioacuten

1198674 = 360 middot (119873119890119902 minus 6) = 720 ℎ Eq 242

En cuanto a los medios contraincendios el porcentaje de horas se estima en funcioacuten de la

eslora concretamente en 3 horas por cada metro de eslora Supone un total 15072 horas

Anaacutelisis econoacutemico

285

En cuanto a las horas dedicadas a la instalacioacuten de tuberiacuteas y redes eleacutectricas se ha estimado

el valor en funcioacuten de las toneladas de cada una de las partidas 75 y 59 toneladas

respectivamente A razoacuten de 5 euro por tonelada se ha obtenido un total de 670 horas

Para determinar el nuacutemero de horas dedicadas a los accesorios de equipo armamento e

instalaciones se emplea la siguiente expresioacuten

1198675 = 80 middot 119873 + 56 middot (119871 minus 15) + 09 middot 119871 middot (119861 + 119863) + 2 middot 119871 + 150 = 599214 ℎ Eq 243

Por otro lado las horas de montaje de la maquinaria propulsora se estiman en funcioacuten de la

potencia total instalada de acuerdo con la siguiente expresioacuten

1198676 = 10 middot 119875119905119900119905 23

middot 119873119898119900119905119900119903119890119904 = 1097368 ℎ Eq 244

Del mismo modo pero para la maquinaria auxiliar de la propulsioacuten

1198677 = 52 middot 119873119892119890119899 middot 119875119905119900119905 043 = 7776 1 ℎ Eq 245

El nuacutemero de horas dedicado al montaje de los equipos de circulacioacuten refrigeracioacuten y

lubricacioacuten asiacute como los equipos de manejo de combustible se calculan del siguiente modo

1198678 = 2250 + 018 middot 119875119905119900119905 = 306792 ℎ Eq 246

1198679 = 013 middot 119875119905119900119905 = 59072 ℎ Eq 247

En cuanto a los equipos auxiliares de casco la expresioacuten es la siguiente

11986710 = 420 + 047 middot 119871 middot (119861 + 119863) = 88399 ℎ Eq 248

Finalmente se obtiene el siguiente valor

Tabla 10-7 Costes de mano de obra

Concepto Nordm horas Coste hora (euroh) Coste (euro)

Casco 79198 50 3 959 92681 euro

Equipos armamento e instalaciones 55740 50 2 786 95231 euro

Total 6 746 87913euro

Como es loacutegico la partida de costes de mano de obra asociados al casco es considerablemente

superior a la de equipos armamento e instalaciones

4 Costes de astillero

Por uacuteltimo es necesario determinar los costes que se imputan al astillero como resultado de

considerar las siguientes partidas

Anaacutelisis econoacutemico

286

- Costes de ingenieriacutea En este caso se decide incluir tambieacuten la partida correspondiente

a las horas de ingenieriacutea dedicadas por una supuesta oficina teacutecnica para disentildear y

desarrollar los planos productivos del buque Se considera que con 20 ingenieros

superiores a razoacuten de 45 euro la hora de trabajo son capaces de llevar a cabo el proyecto

en 1 antildeo (trabajaacutendose un total de 1424 horas al antildeo) Por lo tanto se obtiene un coste

de 1 922 40000euro

- Costes de pruebas y puesta a punto Una vez construido el buque y durante sus etapas

preliminares se llevan a cabo diversas pruebas para determinar la calidad de los

trabajos realizados Se estima que los costes en combustible praacutecticos y demaacutes

servicios auxiliares puede ascender hasta los 350 00000euro

- Seguros Para llevar a cabo todos los trabajos requeridos con la mayor seguridad

posible es necesario contar con un seguro que cubra tanto al buque como a los

trabajadores Se estima un coste de 100 00000euro

- Costes de clasificacioacuten Durante las etapas de construccioacuten y ya una vez construido es

necesario que una sociedad de clasificacioacuten (en este caso Bureau Veritas) determine la

calidad teacutecnica del buque Tambieacuten ha de determinar que el buque cumple con todos

los requisitos necesarios para que le sean otorgadas las notaciones de clase descritas

en las especificaciones Se estima un coste de 150 00000euro

En total esta partida asciende hasta los 2 522 40000euro

5 Conclusiones

Una vez obtenido el valor de la estimacioacuten del coste final de la construccioacuten del buque proyecto

es necesario analizar dos aspectos el primero si la proporcioacuten entre las distintas partidas es

loacutegica y segundo si el coste total obtenido es coherente con los precios actuales del mercado

para buques similares

En cuanto al reparto de las distintas partidas el resultado es el siguiente

Anaacutelisis econoacutemico

287

Ilustracioacuten 120 Reparto de costes de materiales y equipos

Como es loacutegico en el caso de los materiales y equipos la mayor parte del coste se destina a

la instalacioacuten propulsora debido al elevado precio de los propulsores azimutales sobre todo

En segundo lugar destaca el elevado porcentaje de los equipos especiales al tratarse equipos

muy especiacuteficos y complejos como la gruacutea de cubierta o el sistema de posicionamiento

dinaacutemico su precio es elevado

En cuanto al coste de la mano de obra el reparto es el siguiente

Anaacutelisis econoacutemico

288

Ilustracioacuten 121 Reparto de costes de mano de obra

En cuanto a los costes de mano de obra el reparto es similar Sin embargo y como era de

esperar el nuacutemero de horas dedicado al casco y sus elementos asociados es ligeramente

superior al asociado a los equipos armamento e instalaciones

Finalmente el reparto de costes de astillero presenta el siguiente aspecto

Ilustracioacuten 122 Reparto de costes de astillero

Anaacutelisis econoacutemico

289

Loacutegicamente el precio asociado a los trabajos de ingenieriacutea es con diferencia la mayor partida

de los costes de astillero

Finalmente teniendo en cuenta los valores finales obtenidos para cada una de las anteriores

partidas de costes se obtiene que el coste de construccioacuten del buque asciende hasta el

siguiente valor

119875119862119861 = 119875119872 + 119875119872119874 + 119875119860 = 8 256 65879 + 6 746 87913 + 2 522 400

= 120783120789 120787120784120787 120791120785120789 120791120784 euro Eq 249

Como se puede comprobar el precio final del buque asciende hasta aproximadamente un

valor de 17 500 000 euro

Para comprobar que el precio obtenido es correcto o al menos coherente se ha buscado

informacioacuten referente al precio de venta de buques similares Sin embargo este proceso de

obtencioacuten de informacioacuten es muy complejo puesto que las empresas dedicadas a los estudios

de mercado ofrecen su informacioacuten a cambio de importantes cantidades de dinero Finalmente

fue posible obtener informacioacuten en revistas del sector naval29 Del estudio de estas fuentes se

ha podido obtener por ejemplo que el precio de un buque AHTS de aproximadamente 80

metros de eslora asciende hasta los 28 millones de euros o que buques de segunda mano de

esloras similares al buque proyecto tienen un valor de mercado de 9 millones de euros

Por lo tanto teniendo en cuenta tales consideraciones el valor de buque proyecto obtenido se

considera aceptable y coherente con los precios actuales de mercado

29

1- httpwwwseaboatsnetnew-build-77m-ahts-10000ps-xidp440206html

2- httpswwwoffshoreenergytodaycomsingapore-otto-marine-sells-two-ahts-vessels-for-usd-43-4-million

3- httpshorizonshipcomship-categoryoffshore-supply-vessels-for-saleanchor-handling-tug-supply-vessels-

for-salesort=priceampsort_dir=DESC

Anaacutelisis econoacutemico

290

Referencias

291

Referencias

Las referencias que se han consultado para la elaboracioacuten del presente documento se recogen

a continuacioacuten

[1] [Alvarintildeo Azpiacuteroz y Meizoso 2007] Proyecto Baacutesico del Buque Mercante Ricardo

Alvarintildeo Castro Juan Joseacute Azpiacuteroz Azpiacuteroz Manuel Meizoso Fernaacutendez Fondo

Editorial de Ingenieriacutea Naval Colegio Oficial de Ingenieros Navales 2007

[2] [Aacutelvarez-Campana 1991] Gonzaacutelez Aacutelvarez-Campana JM (1991) Formas de cascos

de embarcaciones raacutepidas Publicacioacuten nuacutemero 129 Canal de Experiencias

Hidrodinaacutemicas El Pardo

[3] [Babicz 2015] Babicz J (2015) Waumlrtsilauml Encyclopedia of Ship Technology Finlandia

Waumlrtsilauml Corporation Helsinki Finlandia

[4] [Baquero 2011] Resistencia al Avance del Buque Antonio Baquero Mayor Escuela

Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Octubre 2011

[5] [Baquero 2012] Introduccioacuten a la Resistencia y Propulsioacuten Antonio Baquero Mayor

Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Octubre 2012

[6] [Brix 1993] Manoeuvring Technical Manual Brix J Seehafen Verlag 1993

[7] [Creixenti M T 2009] Sistema de heacutelices de proa operacioacuten requerimientos y

mantenimiento Teresa Martiacutenez Creixenti Facultad de Naacuteutica 2009

[8] [De la Calle MJ 1997] Propulsores Marinos Juliaacuten Martiacutenez de la Calle Joseacute

Gonzaacutelez Peacuterez Universidad de Oviedo 1997

[9] [Echave D P 2014] Estudio Teacutecnico de un Sistema de Propulsioacuten Azimutal Pablo

Diacuteaz Echave Universidad de Cantabria 2014

[10] [Goacutemez y Avezuela 1998] Garciacutea Goacutemez A y Olivera Avezuela A (1998) Eleccioacuten

de las formas de popa para optimizar la interaccioacuten heacutelice-carena Publicacioacuten

nuacutemero 148 Canal de Experiencias Hidrodinaacutemicas El Pardo

[11] [Larsson y Raven 2010] The Principles of Naval Architecture Series Ship Resistance

and Flow Lars Larsson and Hoyte C Raven The Society of Naval Architects

and Marine Engineers 2010

Referencias

292

[12] [Maroacuten 2015] Maroacuten B (2015) Anchor Handling amp Tug Supply Vessel Proyecto Final

de Carrera Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Espantildea

[13] [Meizoso 2000] Desplazamiento Caacutelculo iterativo del peso en rosca y peso muerto M

Meizoso Fernaacutendez Apuntes de la ETSIN

[14] [Moody 1996] Moody R (1996) Preliminary power prediction during early design

stages of a ship Tesis Doctoral School of Mechanical and Process Engineering

Ciudad del Cabo

[15] [Muntildeoz 2016] Muntildeoz C (2016) Buque de apoyo a buceadores Trabajo Final de

Maacutester Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Espantildea

[16] [Peacuterez 1984] Sobre los Buques de Suministro Luis Peacuterez Rojas ETSIN Caacutetedra de

Proyectos

[17] [Schneekluth y Bertram 1998] Schneekluth H y Bertram V (1998) Ship Design for

Efficiency and Economy Oxford Butterworth-HeinemannWiburn

Massachusetts

[18] [Rajwade 1974] Rajwade M (1974) Offshore Oil Exploration amp Indian Industry Indian

Merchants Chamber Economic Research and Training Foundation Sri

Purshotamdas Thakurdas Research Wing

[19] [Van Manen y Van Oossanen 1988] Principles of Naval Architecture Volume II J D

Van Manen y P Van Oossanen Mayo 1988

[20] [Zebensuiacute P C 2012] Electricidad en el buque Zebensuiacute Palomo Cano Patroacuten

Costero Polivalente 2013

Los cataacutelogos comerciales normativas y convenios consultados se resumen a continuacioacuten

- Bureau Veritas Reglas para la clasificacioacuten de buques de acero NR 467 y NR 600

- Convenio Internacional de Estabilidad sin Averiacutea 2008

- Convenio Internacional de Gestioacuten y Control de Agua de Lastre y Sedimentos 2004

- Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga

- Convenio SOLAS 2014

- Coacutedigo SPS 2008

Referencias

293

- Convenio MARPOL

- DNV GL DP Capability standard ST-0111

- IMCA M 140 Especificaciones para diagramas de capacidades del posicionamiento

dinaacutemico

- MAN L2330H Mk2 Project Guide sheet

- Palfinger marine cranes sheet

- Waumlrtsilauml Steerable Thrusters sheet

Referencias

294

Planos

295

Planos

Planos

296

Generacioacuten de alternativas

297

Anexo 1 Generacioacuten de alternativas

En el presente apartado se muestran las distintas alternativas generadas que cumpliacutean en

mayor o menor medida con las restricciones descritas en el Capiacutetulo 1 del proyecto

Tabla 1-1 Generacioacuten de alternativas (1)

Tabla 1-2 Generacioacuten de alternativas (2)

Alternativa i j L (m) Lpp (m) B (m) D (m) T (m)

22 3 2 5024 4645 1375 550 451

31 4 1 5044 4664 1375 550 449

32 4 2 5044 4664 1381 550 448

41 5 1 5064 4683 1381 550 447

51 5 1 5064 4683 1381 550 447

42 5 2 5064 4683 1386 550 446

52 6 2 5084 4701 1392 550 444

62 7 2 5104 4720 1397 550 441

71 8 1 5124 4738 1397 550 440

72 8 2 5124 4738 1403 550 439

81 9 1 5145 4757 1403 550 438

82 9 2 5145 4757 1408 550 437

91 10 1 5165 4775 1408 550 435

92 10 2 5165 4775 1414 550 434

Alternativa FB (m) CB P (Kw) WST WOA WQ (t) PR estimado

22 099 066 276328 59031 22555 11035 92622

31 101 066 276143 59265 22637 11035 92937

32 102 066 275955 59503 22720 11035 93258

41 103 066 275771 59737 22801 11035 93574

51 103 066 275771 59737 22801 11035 93574

42 104 066 275582 59977 22885 11035 93898

52 106 067 275210 60453 23051 11035 94539

62 109 067 274839 60931 23217 11035 95184

71 110 067 274658 61165 23298 11035 95499

72 111 067 274468 61411 23384 11035 95831

81 112 067 274288 61645 23466 11035 96146

82 113 067 274097 61893 23552 11035 96480

91 115 067 273918 62126 23633 11035 96795

92 116 067 273727 62376 23720 11035 97132

Generacioacuten de alternativas

298

Tabla 1-3 Generacioacuten de alternativas (3)

Alternativa WR (t) Desplazamiento (t) LppmiddotBmiddotD LppB LOAB Fn TD LppD BT BD

22 115556 195556 351375 338 365 029 082 845 305 250

31 115949 195949 352766 339 367 029 082 848 306 250

32 116350 196350 354186 338 365 029 082 848 308 251

41 116744 196744 355577 339 367 029 081 851 309 251

51 116744 196744 355577 339 367 029 081 851 309 251

42 117148 197148 357008 338 365 029 081 851 311 252

52 117949 197949 359842 338 365 029 081 855 314 253

62 118752 198752 362686 338 365 029 080 858 317 254

71 119145 199145 364077 339 367 029 080 861 318 254

72 119559 199559 365542 338 365 029 080 861 320 255

81 119952 199952 366932 339 367 029 080 865 321 255

82 120370 200370 368409 338 365 029 079 865 322 256

91 120762 200762 369799 339 367 029 079 868 323 256

92 121183 201183 371287 338 365 029 079 868 325 257

Curva de aacutereas

299

Anexo 2 Curva de aacutereas

En el presente apartado se muestra la curva de aacutereas normalizada de la carena del buque

proyecto

Curva de aacutereas

300

Ilustracioacuten 123 Curva de aacutereas normalizada

AP MS FP

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

-500 000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Aacutere

a (

m2)

Pos Long (m)

Balance eleacutectrico

301

Anexo 3 Balance eleacutectrico

En el presente anexo se recogen tanto la potencia necesaria por los distintos consumidores

como el balance eleacutectrico final del buque

Tabla 3-1 Principales consumidores instalados en el buque

Grupo Equipo Nordm η total P unit (kW) Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 80 230

Alumbrado interior 1 098 88 230

Luces de emergencia 1 098 26 24

Luces de navegacioacuten 1 098 06 24

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 10 230

Bocina 2 098 03 230

Comunicacioacuten externa 1 098 31 24

Comunicacioacuten interna 1 098 26 230

Equipos de navegacioacuten 1 098 41 24

Sistema DP 1 098 15 230

Locales

Equipos de cocina 1 098 408 230

Gambuzas 1 098 306 230

Lavanderia 1 098 224 230

Taller eleacutectrico 1 098 153 230

Taller mecaacutenico 1 098 51 230

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 357 440

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 41 440

Gruacutea 1 094 702 440

Cabestrante 2 098 138 440

Molinete de fondeo 2 098 93 440

Pescante lancha 1 092 98 230

Tugger winches 2 098 286 440

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 64 440

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 56 440

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal 2 098 67 440

Motor de giro azimutal 2 094 117 440

Propulsor azimutal 2 098 14286 440

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 5112 440

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 22 440

Bomba aguas grises 1 098 18 440

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 22 440

Balance eleacutectrico

302

Bomba refrig agua dulce 3 098 56 440

Bomba refrig agua salada 3 098 378 440

Bomba rociadores acom 1 098 235 440

Bomba rociadores CM 1 098 153 440

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 189 440

Bomba trasiego aceite 2 098 02 440

Bomba trasiego combustible 2 098 22 440

Bombas FIFI 1 098 11224 440

Calentador agua sanitaria 1 098 224 440

Calentadores combustible 2 098 255 440

Compresor aire arranque 2 098 77 230

Compresor serv generales 2 098 31 230

Esterilizador UV agua dulce 1 098 13 230

Generador de agua dulce 2 095 53 230

Sistema tratamiento lastre 1 098 347 230

HVAC 1 098 2262 440

Separador de combustible 2 098 13 230

Separador sentinas 1 098 38 230

Separadora aceite lubricante 1 098 20 230

Ventilador aseos 1 098 06 440

Ventilador cocina 1 098 07 440

Ventilador local de cuadros 1 098 31 440

Ventilador local propulsores popa 1 098 99 440

Ventilador local propulsores proa 1 098 26 440

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 224 440

Ventiladores emergencia 1 098 05 440

Balance eleacutectrico

303

Tabla 3-2 Balance eleacutectrico

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

PROPULSIOacuteN

Bomba lubricacioacuten azimutal 129 2 08 2 1 1032 07 2 1 903 07 2 1 903 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 112 2 02 2 1 224 07 2 1 784 07 2 1 784 00 0 0 000 00 0 0 000

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal 135 2 08 2 1 1080 06 2 1 810 04 2 1 540 00 0 0 000 00 0 0 000

Motor de giro azimutal 234 2 08 2 1 1872 08 2 1 1872 08 2 1 1872 00 0 0 000 05 2 1 1170

Propulsor azimutal 28571 2 07 2 1 199997 08 2 1 228568 07 2 1 199997 00 0 0 000 00 0 0 000

Propulsor transversal tuacutenel 10224 2 00 0 0 000 08 2 1 81792 07 2 1 71568 00 0 0 000 00 0 0 000

SERVICIOS

Bomba agua sanitaria 45 2 06 2 1 270 06 2 1 270 06 2 1 270 04 1 1 090 02 2 1 090

Bomba aguas grises 18 1 06 1 1 108 06 1 1 108 06 1 1 108 01 1 1 018 00 0 0 000

Bomba alimentacioacuten combustible 22 1 08 1 1 176 08 1 1 176 05 1 1 110 01 1 1 022 00 0 0 000

Bomba refrig agua dulce 55 3 08 3 1 440 08 3 1 440 08 1 0 147 01 2 1 037 00 0 0 000

Bomba refrig agua salada 37 3 08 3 1 2960 08 3 1 2960 08 1 0 987 01 2 1 247 00 0 0 000

Bomba rociadores acom 235 1 00 0 0 000 00 0 0 000 01 1 1 235 00 0 0 000 08 1 1 1880

Bomba rociadores CM 153 1 00 0 0 000 00 0 0 000 01 1 1 153 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba sentinas lastre e incendios 378 2 00 1 1 000 00 1 1 000 05 1 1 945 01 1 1 189 00 0 0 000

Bomba trasiego aceite 02 2 06 2 1 012 06 2 1 012 06 2 1 012 01 1 1 001 00 0 0 000

Bomba trasiego combustible 22 2 08 2 1 176 08 2 1 176 06 2 1 132 01 1 1 011 00 0 0 000

Bombas FIFI 11224 1 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 89792 00 0 0 000 00 0 0 000

Balance eleacutectrico

304

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Calentador agua sanitaria 224 1 07 1 1 1568 07 1 1 1568 05 1 1 1120 04 1 1 896 00 0 0 000

Calentadores combustible 51 2 07 2 1 3570 07 2 1 3570 04 2 1 2040 01 2 1 510 00 0 0 000

Compresor aire arranque 75 2 02 2 1 150 02 2 1 150 02 1 1 075 00 0 0 000 00 0 0 000

Compresor serv generales 3 2 04 2 1 120 04 2 1 120 02 2 1 060 01 2 1 030 00 0 0 000

Esterilizador UV agua dulce 13 1 07 1 1 091 07 1 1 091 05 1 1 065 03 1 1 039 02 1 1 026

Generador de agua dulce 105 1 08 1 1 840 08 1 1 840 04 1 1 420 00 0 0 000 02 1 1 210

Sistema tratamiento lastre 347 1 08 1 1 2776 08 1 1 2776 02 1 1 694 00 0 0 000 00 0 0 000

HVAC 2262 1 08 1 1 18096 08 1 1 18096 04 1 1 9048 04 1 1 9048 00 0 0 000

Separador de combustible 27 2 08 2 1 216 08 2 1 216 03 2 1 081 01 2 1 027 00 0 0 000

Separador sentinas 38 1 04 1 1 152 04 1 1 152 03 1 1 114 02 1 1 076 00 0 0 000

Separadora aceite lubricante 2 1 06 1 1 120 06 1 1 120 05 1 1 100 02 1 1 040 00 0 0 000

Ventilador aseos 06 1 05 1 1 030 05 1 1 030 05 1 1 030 03 1 1 018 00 0 0 000

Ventilador cocina 07 1 05 1 1 035 05 1 1 035 05 1 1 035 03 1 1 021 00 0 0 000

Ventilador local de cuadros 31 1 07 1 1 217 07 1 1 217 05 1 1 155 03 1 1 093 00 0 0 000

Ventilador local propulsores popa 97 1 07 1 1 679 07 1 1 679 06 1 1 582 03 1 1 291 00 0 0 000

Ventilador local propulsores proa 25 1 07 1 1 175 07 1 1 175 06 1 1 150 03 1 1 075 00 0 0 000

Ventiladores caacutemara maacutequinas 22 2 08 1 1 880 08 1 1 880 08 1 1 880 03 1 1 330 00 0 0 000

Ventiladores emergencia 05 1 00 1 1 000 00 1 1 000 01 1 1 005 00 0 0 000 10 1 1 050

MAQUINARIA DE CUBIERTA

Anchor Handling Towing 357 1 00 0 0 000 08 1 1 2857 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba shark jaws amp tow spin 41 1 00 0 0 000 07 1 1 286 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Balance eleacutectrico

305

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Gruacutea 702 1 00 0 0 000 08 1 1 5617 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Cabestrante 276 2 00 0 0 000 05 1 1 689 06 2 1 1653 03 2 1 827 00 0 0 000

Molinete de fondeo 186 2 00 0 0 000 05 1 1 464 00 0 0 000 00 0 0 000 03 2 1 557

Pescante lancha 98 1 00 0 0 000 02 1 1 196 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 783

Tugger winches 571 2 00 0 0 000 08 2 1 4571 02 2 1 1143 00 0 0 000 00 0 0 000

LOCALES DE SERVICIO

Equipos de cocina 408 1 05 1 1 2041 05 1 1 2041 04 1 1 1633 03 1 1 1224 00 0 0 000

Gambuzas 306 1 06 1 1 1837 06 1 1 1837 03 1 1 918 03 1 1 918 00 0 0 000

Lavanderia 224 1 05 1 1 1122 05 1 1 1122 02 1 1 449 03 1 1 673 00 0 0 000

Taller eleacutectrico 153 1 03 1 1 459 03 1 1 459 02 1 1 306 01 1 1 153 00 0 0 000

Taller mecaacutenico 51 1 03 1 1 153 03 1 1 153 02 1 1 102 01 1 1 051 00 0 0 000

ACOMODACIOacuteN COMUNICACIOacuteN

Alarma incendios 10 1 02 1 1 020 02 1 1 020 08 1 1 082 01 1 1 010 10 1 1 102

Bocina 03 1 04 1 1 012 04 1 1 012 08 1 1 024 00 0 0 000 10 1 1 031

Comunicacioacuten externa 31 1 08 1 1 245 08 1 1 245 08 1 1 245 06 1 1 184 10 1 1 306

Comunicacioacuten interna 26 1 08 1 1 204 08 1 1 204 08 1 1 204 06 1 1 153 10 1 1 255

Equipos de navegacioacuten 41 1 08 1 1 327 08 1 1 327 08 1 1 327 01 1 1 041 10 1 1 408

Sistema DP 15 1 00 0 0 000 08 0 0 000 08 1 1 122 00 0 0 000 00 0 0 000

ALUMBRADO

Alumbrado exterior 80 1 05 1 1 398 05 1 1 398 08 1 1 637 04 1 1 318 10 1 1 796

Balance eleacutectrico

306

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Alumbrado interior 88 1 08 1 1 706 08 1 1 706 08 1 1 706 04 1 1 353 10 1 1 883

Luces de emergencia 26 1 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 209 00 0 0 000 10 1 1 261

Luces de navegacioacuten 06 1 09 1 1 055 09 1 1 055 08 1 1 049 04 1 1 024 10 1 1 061

TOTAL 24564 TOTAL 37085 TOTAL 39302 TOTAL 1704 TOTAL 787

GENERADORES Potencia

(kW) Nordm En uso kW En uso kW En uso kW En uso kW En uso kW

Generadores principales 1136 4 3 3408 4 4544 4 4544 0 0 0 0

Generador de emergencia 200 1 0 0 0 0 0 0 10 200 1 200

Carga del gen Principal () 721 816 865 NA NA

Carga del gen de emergencia () NA NA NA 852 393

Pesos y centros de gravedad

307

Anexo 4 Pesos y centros de gravedad

El objetivo del presente anexo es recoger todos los pesos y centros de gravedad de las distintas

partidas de pesos de las que se compone el buque

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Anclas 300 4260 000 820

Balsas salvavidas 066 3540 000 1300

Bomba FIFI 250 2160 270 300

Bombas 370 1800 000 300

Bote de rescate 150 2040 -500 880

Botellas de aire comprimido 160 1080 280 300

Cable tugger winches 150 1860 000 650

Cadenas de anclas 100 4290 000 700

Compresores y sistemas HVAC 600 2910 310 300

Compresores 200 1230 425 250

Compresores de aire de arranque 140 1080 280 300

Convertidores 540 2670 000 370

Defensas 600 3000 000 760

Elementos de acomodacioacuten externos 890 1760 000 620

Elementos de amarre 200 4320 000 1150

Equipos eleacutectricos 7500 1800 000 400

Estopor 080 4230 000 1130

Generador de agua dulce 150 3360 -060 300

Generador de emergencia 137 2580 -270 920

Generadores Principales 3400 1680 000 295

Gruacutea principal 1920 910 460 850

Maquinaria auxiliar 500 1750 000 260

Motor de propulsor de proa 1 115 3900 000 320

Motor de propulsor de proa 2 115 4100 000 340

Motor eleacutectrico de azimutal Babor 438 000 180 400

Motor eleacutectrico de azimutal Estribor 438 000 -180 400

Palo de luces 280 3242 000 2123

Paneles de mando 700 1140 -148 320

Pescante de bote de rescate 270 2100 -600 1020

Propulsor azimutal Babor 1600 000 360 290

Propulsor azimutal Estribor 1600 000 -360 290

Propulsor transversal de proa 1 318 3900 000 130

Propulsor transversal de proa 2 318 4100 000 150

Proteccioacuten madera cubierta 463 790 000 550

Rodillo de popa 500 -100 590 300

Pesos y centros de gravedad

308

Rutado y ventilacioacuten 5900 2086 000 361

Silenciadores 250 2700 000 970

Sistema towing pins 237 150 000 580

Sistema towing winch 1000 2940 240 250

Talleres 130 3000 -270 250

Transformador de emergencia 050 2460 -420 920

Transformadores 540 2670 000 370

Tugger winches 300 1860 000 650

Total 33966 1745 041 435

Situaciones de carga

309

Anexo 5 Situaciones de carga

En este anexo se recogen las distintas configuraciones de tanques consideradas en cada una

de las situaciones de carga del Capiacutetulo 8

SC01

Tabla 5-1 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC01

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

1 1200 12000 700 000 690 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 050 3820 1910 3727 1863 045 471 394 5218

WB1BR 040 3820 1528 3727 1491 050 -465 380 5220

DO1SB 098 8053 7892 9587 9395 760 347 373 000

DO1BR 098 8053 7892 9587 9395 760 -347 373 000

ST C 001 1972 010 1972 010 1820 000 001 2130

A AC 1 BR 001 547 003 594 003 2010 -110 000 147

AC S 1 BR 001 547 003 594 003 2190 -110 000 147

REB1 SB 001 1188 006 1188 006 2100 110 000 319

DO 2 BR 098 3267 3202 3890 3812 1982 -438 077 000

DO 2 SB 098 3267 3202 3890 3812 1982 438 077 000

FW2BR 098 8212 8048 8212 8048 2570 -445 209 000

FW2SB 098 7493 7343 7493 7343 2567 448 206 000

FW1BR 098 8878 8701 8878 8701 3119 -335 163 000

FOAM 098 633 621 2110 2068 2909 533 372 000

AG 1 C 001 883 004 883 004 3837 000 001 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 025 5353 1338 5222 1306 935 332 137 4676

WBBR2 025 5353 1338 5222 1306 935 -332 137 4676

DO D BR 098 1477 1447 1758 1723 1800 -603 366 000

DO D SB 098 1477 1447 1758 1723 1800 603 366 000

DO S BR 098 1477 1447 1758 1723 2040 -603 366 000

DO S SB 098 1477 1447 1758 1723 2040 603 366 000

LO 1 BR 098 404 396 440 431 2190 -603 366 000

LO 1 SB 098 404 396 440 431 2190 603 366 000

DISPERS 098 392 384 1307 1281 3059 524 375 000

Situaciones de carga

310

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

FW 1 SB 098 6102 5980 6102 5980 3197 251 077 000

AN 1 C 001 512 003 512 003 3749 000 001 1441

Total 201578 113347 89070 2083 -001 419 32076

Corr SL 016

KG corr 435

SC02

Tabla 5-2 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC02

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

FW3SB 063 7890 4971 7890 4971 1370 362 112 13311

FW3BR 063 7890 4971 7890 4971 1370 -362 112 13310

WB1SB 065 3820 2483 3727 2422 040 477 415 5218

WB1BR 095 3820 3629 3727 3541 035 -483 454 5220

DO1SB 063 8053 5073 9587 6040 765 347 298 1881

DO1BR 063 8053 5073 9587 6040 765 -347 298 1881

ST C 035 1972 690 1972 690 1771 000 027 2130

A AC 1 BR 035 547 191 594 208 2010 -110 026 147

AC S 1 BR 035 547 191 594 208 2190 -110 026 147

REB1 SB 035 1188 416 1188 416 2100 110 026 319

DO 2 BR 063 3267 2058 3890 2451 1984 -430 052 4262

DO 2 SB 063 3267 2058 3890 2451 1984 430 052 4262

FW2BR 063 8212 5174 8212 5174 2583 -357 097 11309

FW2SB 063 7493 4721 7493 4721 2594 362 095 10591

FW1BR 063 8878 5593 8878 5593 3196 -250 072 12102

FOAM 063 633 399 2110 1330 2909 530 296 101

AG 1 C 035 883 309 883 309 3838 000 033 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 090 5353 4818 5222 4700 809 526 317 4676

WBBR2 095 5353 5085 5222 4961 806 -530 330 4676

DO D BR 063 1477 930 1758 1108 1800 -603 289 078

DO D SB 063 1477 930 1758 1108 1800 603 289 078

DO S BR 063 1477 930 1758 1108 2040 -603 289 078

DO S SB 063 1477 930 1758 1108 2040 603 289 078

Situaciones de carga

311

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

LO 1 BR 063 404 255 440 277 2190 -603 289 021

LO 1 SB 063 404 255 440 277 2190 603 289 021

DISPERS 063 392 247 1307 823 3059 519 300 060

FW 1 SB 063 6102 3844 6102 3844 3195 242 051 12041

AN 1 C 035 512 179 512 179 3750 000 032 1441

Total 174531 113347 71049 2119 -001 402 117538

Corr SL 067

KG corr 469

SC03

Tabla 5-3 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC03

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

Gruacutea 1 1200 1200 500 -1600 000 000

FW3SB 063 7890 4971 7890 4971 1370 362 112 13311

FW3BR 063 7890 4971 7890 4971 1370 -362 112 13310

WB1SB 098 3820 3744 3727 3652 034 483 458 000

WB1BR 083 3820 3171 3727 3093 036 -481 439 5220

DO1SB 063 8053 5074 9587 6040 765 347 298 1881

DO1BR 063 8053 5074 9587 6040 765 -347 298 1881

ST C 035 1972 690 1972 690 1771 000 027 2130

A AC 1 BR 035 547 191 594 208 2010 -110 026 147

AC S 1 BR 035 547 191 594 208 2190 -110 026 147

REB1 SB 035 1188 416 1188 416 2100 110 026 319

DO 2 BR 063 3267 2059 3890 2451 1984 -430 052 4262

DO 2 SB 063 3267 2059 3890 2451 1984 430 052 4262

FW2BR 063 8212 5174 8212 5174 2583 -357 097 11309

FW2SB 063 7493 4721 7493 4721 2594 362 095 10591

FW1BR 063 8878 5593 8878 5593 3196 -250 072 12102

FOAM 063 633 399 2110 1330 2909 530 296 101

AG 1 C 035 883 309 883 309 3838 000 033 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 098 5353 5246 5222 5118 804 532 337 000

WBBR2 070 5353 3747 5222 3656 826 -504 267 4676

Situaciones de carga

312

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

DO D BR 063 1477 930 1758 1108 1800 -603 289 078

DO D SB 063 1477 930 1758 1108 1800 603 289 078

DO S BR 063 1477 930 1758 1108 2040 -603 289 078

DO S SB 063 1477 930 1758 1108 2040 603 289 078

LO 1 BR 063 404 255 440 277 2190 -603 289 021

LO 1 SB 063 404 255 440 277 2190 603 289 021

DISPERS 063 392 247 1307 823 3059 519 300 060

FW 1 SB 063 6102 3844 6102 3844 3195 242 051 12041

AN 1 C 035 512 179 512 179 3750 000 032 1441

Total 175623 113347 70944 2105 -001 399 107644

Corr SL 061

KG corr 461

SC04

Tabla 5-4 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC04

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 0 500 000 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

Gruacutea 0 1200 000 500 -1600 000 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 098 3820 3744 3727 3652 034 483 458 000

WB1BR 098 3820 3744 3727 3653 034 -483 458 000

DO1SB 010 8053 805 9587 959 831 341 181 1881

DO1BR 010 8053 805 9587 959 831 -341 181 1881

ST C 098 1972 1933 1972 1933 1770 000 074 000

A AC 1 BR 098 547 536 594 582 2010 -110 074 000

AC S 1 BR 098 547 536 594 582 2190 -110 074 000

REB1 SB 098 1188 1164 1188 1164 2100 110 074 000

DO 2 BR 010 3267 327 3890 389 1994 -398 010 4262

DO 2 SB 010 1477 148 1758 176 1800 -603 172 078

FW2BR 010 1477 148 1758 176 1800 603 172 078

FW2SB 010 1477 148 1758 176 2040 -603 172 078

FW1BR 010 1477 148 1758 176 2040 603 172 078

FOAM 010 3267 327 3890 389 1994 398 010 4262

Situaciones de carga

313

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

AG 1 C 010 404 040 440 044 2190 -603 172 021

PIQUE PR 010 404 040 440 044 2190 603 172 021

WBSB2 033 8212 2710 8212 2710 2590 -302 049 11309

WBBR2 010 7493 749 7493 749 2607 292 016 10591

DO D BR 033 8878 2930 8878 2930 3193 -237 040 12102

DO D SB 010 6102 610 6102 610 3188 210 009 12041

DO S BR 033 633 209 2110 696 2909 526 228 101

DO S SB 033 392 129 1307 431 3059 513 232 060

LO 1 BR 098 883 866 883 866 3838 000 080 000

LO 1 SB 098 512 502 512 502 3750 000 079 000

DISPERS 045 5084 2288 4960 2232 4332 000 333 6133

FW 1 SB 098 5353 5246 5222 5118 804 532 337 000

AN 1 C 098 5353 5246 5222 5118 804 -532 337 000

Total 159140 113347 52478 2125 -001 433 64974

Corr SL 041

KG corr 474

SC05

Tabla 5-5 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC05

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 0 500 000 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

1 12000 12000 700 000 690 000

Gruacutea 0 1200 000 500 -1600 000 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 070 3820 2674 3727 2609 039 478 421 5218

WB1BR 070 3820 2674 3727 2609 039 -478 421 5220

DO1SB 010 8053 805 9587 959 831 341 181 1881

DO1BR 010 8053 805 9587 959 831 -341 181 1881

ST C 098 1972 1933 1972 1933 1770 000 074 000

A AC 1 BR 098 547 536 594 582 2010 -110 074 000

AC S 1 BR 098 547 536 594 582 2190 -110 074 000

REB1 SB 098 1188 1164 1188 1164 2100 110 074 000

DO 2 BR 010 3267 327 3890 389 1994 -398 010 4262

DO 2 SB 010 1477 148 1758 176 1800 -603 172 078

Situaciones de carga

314

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

FW2BR 010 1477 148 1758 176 1800 603 172 078

FW2SB 010 1477 148 1758 176 2040 -603 172 078

FW1BR 010 1477 148 1758 176 2040 603 172 078

FOAM 010 3267 327 3890 389 1994 398 010 4262

AG 1 C 010 404 040 440 044 2190 -603 172 021

PIQUE PR 010 404 040 440 044 2190 603 172 021

WBSB2 033 8212 2710 8212 2710 2590 -302 049 11309

WBBR2 010 7493 749 7493 749 2607 292 016 10591

DO D BR 033 8878 2930 8878 2930 3193 -237 040 12102

DO D SB 010 6102 610 6102 610 3188 210 009 12041

DO S BR 033 633 209 2110 696 2909 526 228 101

DO S SB 033 392 129 1307 431 3059 513 232 060

LO 1 BR 098 883 866 883 866 3838 000 080 000

LO 1 SB 098 512 502 512 502 3750 000 079 000

DISPERS 098 5084 4982 4960 4860 4391 000 551 000

FW 1 SB 070 5353 3747 5222 3656 826 504 267 4676

AN 1 C 070 5353 3747 5222 3656 826 -504 267 4676

Total 168697 113347 50095 2112 -001 453 78631

Corr SL 047

KG corr 500

SC06

Tabla 5-6 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC06

Concepto

llenado

Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 100 400 400 2416 000 590 000

Trip 100 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

100 4400 4400 000 000 590 000

FW3SB 075 9000 6750 700 000 690 000

FW3BR 050 7890 3945 7890 3945 1374 305 089 13940

WB1SB 050 7890 3945 7890 3945 1374 -305 089 13940

WB1BR 050 3820 1910 3727 1863 042 469 394 5218

DO1SB 090 3820 3438 3727 3354 034 -482 448 5220

DO1BR 050 8053 4027 9587 4794 767 346 271 1881

ST C 050 8053 4027 9587 4794 767 -346 271 1881

A AC 1 BR 050 1972 986 1972 986 1770 000 038 2130

Situaciones de carga

315

Concepto

llenado

Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

AC S 1 BR 050 547 273 594 297 2010 -110 038 147

REB1 SB 050 547 273 594 297 2190 -110 038 147

DO 2 BR 050 1188 594 1188 594 2099 110 038 319

DO 2 SB 050 3267 1634 3890 1945 1982 -426 042 4262

FW2BR 050 1477 738 1758 879 1800 -603 260 078

FW2SB 050 1477 738 1758 879 1800 603 260 078

FW1BR 050 1477 738 1758 879 2040 -603 260 078

FOAM 050 1477 738 1758 879 2040 603 260 078

AG 1 C 050 3267 1634 3890 1945 1982 426 042 4262

PIQUE PR 050 404 202 440 220 2190 -603 260 021

WBSB2 050 404 202 440 220 2190 603 260 021

WBBR2 050 8212 4106 8212 4106 2590 -308 073 11309

DO D BR 050 7493 3747 7493 3747 2607 319 072 10591

DO D SB 050 8878 4439 8878 4439 3191 -246 059 12102

DO S BR 050 6102 3051 6102 3051 3188 239 042 12041

DO S SB 050 633 317 2110 1055 2909 529 267 101

LO 1 BR 050 392 196 1307 653 3059 517 271 060

LO 1 SB 050 883 442 883 442 3838 000 045 1969

DISPERS 050 512 256 512 256 3750 000 044 1441

FW 1 SB 016 5084 813 4960 794 4191 000 112 6133

AN 1 C 050 5353 2676 5222 2611 855 465 213 4676

Total 050 5353 2676 5222 2611 855 -465 213 4676

Corr SL 171912 113347 56478 2074 000 423 118798

KG corr 069

Situaciones de carga

316

Generacioacuten de momentos escorantes

317

Anexo 6 Generacioacuten de momentos

escorantes

En este anexo se recogen los distintos brazos escorantes generados como combinacioacuten de los

paraacutemetros alpha y beta referentes al Capiacutetulo 8

Tabla 6-1 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -2500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -2000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -1500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 -1000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 -500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 1000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 1500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 2000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 2500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 3000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 3500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 4000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 4500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 5000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 5500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 003

500 170495 6000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 003

500 170495 6500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 7000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 7500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 8000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 001

500 170495 8500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 001

500 170495 9000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 000

500 170495 9500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -001

500 170495 10000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -001

500 170495 10500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 11000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 11500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 12000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -003

Generacioacuten de momentos escorantes

318

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 12500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -003

500 170495 13000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 13500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 14000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 14500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 15000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 15500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 16000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 16500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 17000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 17500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 18000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

Tabla 6-2 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 -2500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -2000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -1500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -1000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 1000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 1500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 2000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 2500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 3000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 3500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 4000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 4500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 005

500 172628 5000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 005

500 172628 5500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 004

500 172628 6000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 004

500 172628 6500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 003

500 172628 7000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 003

500 172628 7500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 002

500 172628 8000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 001

500 172628 8500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 001

500 172628 9000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 000

Generacioacuten de momentos escorantes

319

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 9500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -001

500 172628 10000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -001

500 172628 10500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -002

500 172628 11000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -003

500 172628 11500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -003

500 172628 12000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -004

500 172628 12500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -004

500 172628 13000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -005

500 172628 13500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -005

500 172628 14000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 14500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 15000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 15500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 16000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 16500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 17000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 17500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 18000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

Tabla 6-3 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 -2500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -2000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -1500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -1000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 1000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 1500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 2000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 2500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 3000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 3500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 4000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 4500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 5000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 5500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 6000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 003

Generacioacuten de momentos escorantes

320

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 6500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 003

500 173739 7000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 002

500 173739 7500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 002

500 173739 8000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 001

500 173739 8500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 001

500 173739 9000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 000

500 173739 9500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -001

500 173739 10000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -001

500 173739 10500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -002

500 173739 11000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -002

500 173739 11500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -003

500 173739 12000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -003

500 173739 12500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 13000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 13500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 14000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 14500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 15000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 15500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 16000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 16500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 17000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 17500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 18000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

Tabla 6-4 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -2500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -2000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -1500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 -1000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 -500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 1000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 1500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 2000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 2500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 3000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

Generacioacuten de momentos escorantes

321

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 3500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 009

500 170495 4000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 009

500 170495 4500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 008

500 170495 5000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 007

500 170495 5500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 006

500 170495 6000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 006

500 170495 6500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 005

500 170495 7000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 004

500 170495 7500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 003

500 170495 8000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 002

500 170495 8500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 001

500 170495 9000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 000

500 170495 9500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -001

500 170495 10000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -002

500 170495 10500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -003

500 170495 11000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -004

500 170495 11500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -005

500 170495 12000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -006

500 170495 12500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -006

500 170495 13000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -007

500 170495 13500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -008

500 170495 14000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -009

500 170495 14500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -009

500 170495 15000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 15500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 16000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 16500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 17000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 17500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 18000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

Tabla 6-5 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 -2500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 014

500 172628 -2000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -1500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -1000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

Generacioacuten de momentos escorantes

322

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 1000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 1500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 2000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 2500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 014

500 172628 3000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 3500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 4000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 012

500 172628 4500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 011

500 172628 5000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 010

500 172628 5500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 009

500 172628 6000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 008

500 172628 6500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 007

500 172628 7000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 005

500 172628 7500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 004

500 172628 8000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 003

500 172628 8500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 001

500 172628 9000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 000

500 172628 9500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -001

500 172628 10000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -003

500 172628 10500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -004

500 172628 11000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -005

500 172628 11500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -007

500 172628 12000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -008

500 172628 12500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -009

500 172628 13000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -010

500 172628 13500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -011

500 172628 14000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -012

500 172628 14500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -013

500 172628 15000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -013

500 172628 15500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -014

500 172628 16000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 16500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 17000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 17500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 18000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

Generacioacuten de momentos escorantes

323

Tabla 6-6 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 -2500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 -2000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 -1500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 -1000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 -500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 1000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 1500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 2000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 2500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 3000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 3500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 4000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 011

500 173739 4500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 010

500 173739 5000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 009

500 173739 5500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 008

500 173739 6000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 007

500 173739 6500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 006

500 173739 7000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 005

500 173739 7500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 004

500 173739 8000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 002

500 173739 8500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 001

500 173739 9000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 000

500 173739 9500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -001

500 173739 10000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -002

500 173739 10500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -004

500 173739 11000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -005

500 173739 11500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -006

500 173739 12000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -007

500 173739 12500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -008

500 173739 13000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -009

500 173739 13500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -010

500 173739 14000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -011

500 173739 14500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -012

500 173739 15000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -012

500 173739 15500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -013

Generacioacuten de momentos escorantes

324

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 16000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -013

500 173739 16500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 17000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 17500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 18000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

Tabla 6-7 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 019

500 170495 -2500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 020

500 170495 -2000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 -1500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 -1000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 -500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 1000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 1500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 2000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 2500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 020

500 170495 3000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 019

500 170495 3500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 018

500 170495 4000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 017

500 170495 4500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 015

500 170495 5000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 014

500 170495 5500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 013

500 170495 6000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 011

500 170495 6500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 009

500 170495 7000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 007

500 170495 7500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 006

500 170495 8000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 004

500 170495 8500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 002

500 170495 9000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 000

500 170495 9500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -002

500 170495 10000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -004

500 170495 10500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -006

500 170495 11000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -007

500 170495 11500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -009

500 170495 12000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -011

500 170495 12500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -013

Generacioacuten de momentos escorantes

325

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 13000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -014

500 170495 13500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -015

500 170495 14000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -017

500 170495 14500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -018

500 170495 15000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -019

500 170495 15500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -020

500 170495 16000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -021

500 170495 16500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -021

500 170495 17000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

500 170495 17500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

500 170495 18000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

Tabla 6-8 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 044

500 172628 -2500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 046

500 172628 -2000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 047

500 172628 -1500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 049

500 172628 -1000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 -500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 1000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 1500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 049

500 172628 2000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 047

500 172628 2500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 046

500 172628 3000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 044

500 172628 3500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 041

500 172628 4000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 039

500 172628 4500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 036

500 172628 5000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 032

500 172628 5500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 029

500 172628 6000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 025

500 172628 6500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 021

500 172628 7000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 017

500 172628 7500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 013

500 172628 8000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 009

500 172628 8500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 004

500 172628 9000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 000

500 172628 9500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -004

Generacioacuten de momentos escorantes

326

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 10000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -009

500 172628 10500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -013

500 172628 11000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -017

500 172628 11500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -021

500 172628 12000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -025

500 172628 12500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -029

500 172628 13000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -032

500 172628 13500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -036

500 172628 14000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -039

500 172628 14500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -041

500 172628 15000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -044

500 172628 15500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -046

500 172628 16000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -047

500 172628 16500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -049

500 172628 17000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

500 172628 17500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

500 172628 18000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

Tabla 6-9 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 052

500 173739 -2500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 055

500 173739 -2000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 057

500 173739 -1500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 058

500 173739 -1000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 -500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 1000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 1500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 058

500 173739 2000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 057

500 173739 2500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 055

500 173739 3000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 052

500 173739 3500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 049

500 173739 4000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 046

500 173739 4500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 043

500 173739 5000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 039

500 173739 5500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 035

500 173739 6000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 030

500 173739 6500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 026

Generacioacuten de momentos escorantes

327

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 7000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 021

500 173739 7500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 016

500 173739 8000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 010

500 173739 8500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 005

500 173739 9000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 000

500 173739 9500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -005

500 173739 10000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -010

500 173739 10500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -016

500 173739 11000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -021

500 173739 11500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -026

500 173739 12000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -030

500 173739 12500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -035

500 173739 13000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -039

500 173739 13500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -043

500 173739 14000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -046

500 173739 14500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -049

500 173739 15000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -052

500 173739 15500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -055

500 173739 16000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -057

500 173739 16500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -058

500 173739 17000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

500 173739 17500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

500 173739 18000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

Generacioacuten de momentos escorantes

328

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

329

Anexo 7 Capacidades del sistema de

posicionamiento dinaacutemico

En el presente anexo se recogen los distintos resultados numeacutericos obtenidos para cada una

de las condiciones estudiadas en el Capiacutetulo 9

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

330

1 Condicioacuten intacta

Tabla 7-1 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (1)

Heading [deg]

Beaufort Max [-]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 11 326 112 132 153 55 5 98 -346

30 975 274 84 119 110 66 11 93 -188

40 862 23 76 110 92 72 19 91 -70

50 797 206 60 104 78 76 27 91 35

60 742 186 64 100 88 79 34 90 137

70 708 174 64 96 94 82 41 90 238

80 697 17 41 93 63 85 44 90 217

90 691 168 40 90 63 88 46 90 279

100 708 174 63 87 98 91 44 90 531

110 725 18 64 84 94 94 41 90 640

120 753 19 64 81 87 97 34 90 737

130 8 207 89 78 107 101 27 89 1148

140 857 228 76 73 91 106 19 89 1080

150 95 264 81 67 108 112 11 87 1225

160 1076 316 77 56 104 123 5 82 1150

170 11 326 67 37 107 144 2 60 784

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

331

Heading [deg]

Beaufort Max [-]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

180 11 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 1076 316 77 304 104 237 5 278 -1150

210 95 264 81 293 108 248 11 273 -1225

220 857 228 76 287 91 254 19 271 -1080

230 8 207 89 282 107 259 27 271 -1148

240 753 19 64 279 87 263 34 270 -737

250 725 18 64 276 94 266 41 270 -640

260 708 174 63 273 98 269 44 270 -531

270 691 168 40 270 63 272 46 270 -279

280 697 17 41 267 63 275 44 270 -217

290 708 174 64 264 94 278 41 270 -238

300 742 186 64 260 88 281 34 270 -137

310 797 206 60 256 78 284 27 269 -35

320 862 23 76 250 92 288 19 269 70

330 975 274 84 241 110 294 11 267 188

340 11 326 112 228 153 305 5 262 346

350 11 326 85 208 111 325 2 240 229

Tabla 7-2 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

332

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 77 433 0 0 0 214 273 -164

30 24 701 0 0 0 185 271 -536

40 -13 961 0 0 0 178 270 -878

50 -40 1183 0 0 0 162 271 -1178

60 -78 1338 0 0 0 183 272 -1397

70 -120 1409 0 0 0 198 272 -1528

80 -103 1387 0 0 0 148 271 -1501

90 -129 1275 0 0 0 150 271 -1425

100 -236 1085 0 180 0 205 271 -1380

110 -261 842 0 180 0 198 270 -1221

120 -273 574 0 180 0 184 270 -1038

130 -371 313 0 180 0 217 270 -1090

140 -345 92 0 180 0 180 269 -827

150 -431 -64 0 180 0 187 267 -730

160 -408 -135 0 180 0 157 265 -608

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 408 135 0 180 0 157 95 608

210 431 64 0 180 0 187 93 730

220 345 -92 0 180 0 180 91 827

230 371 -313 0 180 0 217 90 1090

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

333

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

240 273 -574 0 180 0 184 90 1038

250 261 -842 0 180 0 198 90 1221

260 236 -1085 0 180 0 205 89 1380

270 129 -1275 0 180 0 150 89 1425

280 103 -1387 0 360 0 148 89 1501

290 120 -1409 0 360 0 198 88 1528

300 78 -1338 0 360 0 183 88 1397

310 40 -1183 0 360 0 162 89 1178

320 13 -961 0 360 0 178 90 878

330 -24 -701 0 360 0 185 89 536

340 -77 -433 0 360 0 214 87 164

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

2 Peacuterdida T1

Tabla 7-3 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 11 33 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 9 945 24 262 63 132 83 55 5 98 -194

30 8 803 21 208 60 119 75 66 11 93 -135

40 6 685 14 166 34 110 43 72 19 91 -31

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

334

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

50 6 612 14 142 39 104 50 76 27 91 23

60 5 555 11 124 25 100 36 80 34 90 53

70 5 516 11 112 25 96 38 82 41 90 93

80 5 503 11 108 25 93 40 85 44 90 131

90 5 51 11 11 24 90 41 88 46 90 168

100 5 529 11 116 25 87 40 91 44 90 208

110 5 561 11 126 25 84 38 94 41 90 251

120 6 6 14 138 42 81 55 97 34 90 480

130 6 648 14 154 39 78 49 101 27 89 510

140 7 708 17 174 52 73 66 105 19 89 737

150 8 803 21 208 59 67 74 112 11 87 881

160 9 925 24 254 57 56 82 123 5 82 849

170 11 11 33 326 67 37 107 144 2 60 784

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 11 33 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 9 925 24 254 57 304 82 237 5 278 -849

210 8 803 21 208 59 293 74 248 11 273 -881

220 7 708 17 174 52 287 66 255 19 271 -737

230 6 648 14 154 39 282 49 259 27 271 -510

240 6 6 14 138 42 279 55 263 34 270 -480

250 5 561 11 126 25 276 38 266 41 270 -251

260 5 529 11 116 25 273 40 269 44 270 -208

270 5 51 11 11 24 270 41 272 46 270 -168

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

335

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

280 5 503 11 108 25 267 40 275 44 270 -131

290 5 516 11 112 25 264 38 278 41 270 -93

300 5 555 11 124 25 260 36 280 34 270 -53

310 6 612 14 142 39 256 50 284 27 269 -23

320 6 685 14 166 34 250 43 288 19 269 31

330 8 803 21 208 60 241 75 294 11 267 135

340 9 945 24 262 63 228 83 305 5 262 194

350 11 11 33 326 85 208 111 325 2 240 229

Tabla 7-4 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 42 433 0 0 0 121 273 -281

30 16 701 0 0 0 133 270 -581

40 -6 961 0 0 0 92 270 -924

50 -25 1183 0 0 0 113 271 -1180

60 -32 1338 0 0 0 94 271 -1360

70 -49 1409 0 0 0 103 271 -1454

80 -66 1387 0 0 0 109 271 -1452

90 -82 1275 0 0 0 111 271 -1360

100 -96 1085 0 180 0 109 270 -1197

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

336

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

110 -106 842 0 180 0 103 270 -986

120 -174 574 0 180 0 131 270 -880

130 -172 313 0 180 0 114 270 -651

140 -251 92 0 180 0 133 269 -578

150 -294 -64 0 180 0 134 268 -524

160 -321 -135 0 180 0 122 264 -393

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 321 135 0 180 0 122 96 393

210 294 64 0 180 0 134 92 524

220 251 -92 0 180 0 133 91 578

230 172 -313 0 180 0 114 90 651

240 174 -574 0 180 0 131 90 880

250 106 -842 0 180 0 103 90 986

260 96 -1085 0 180 0 109 90 1197

270 82 -1275 0 180 0 111 89 1360

280 66 -1387 0 360 0 109 89 1452

290 49 -1409 0 360 0 103 89 1454

300 32 -1338 0 360 0 94 89 1360

310 25 -1183 0 360 0 113 89 1180

320 6 -961 0 360 0 92 90 924

330 -16 -701 0 360 0 133 90 581

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

337

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

340 -42 -433 0 360 0 121 87 281

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

3 Peacuterdida A1

Tabla 7-5 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 11 33 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 10 1048 28 304 85 132 106 55 5 98 -262

30 8 895 21 242 60 119 75 66 11 93 -135

40 7 797 17 206 52 110 67 72 19 91 -48

50 7 714 17 176 60 104 78 76 27 91 35

60 6 661 14 158 42 100 56 80 34 90 89

70 6 63 14 148 42 96 60 82 41 90 155

80 6 618 14 144 41 93 63 85 44 90 217

90 6 618 14 144 40 90 63 88 46 90 279

100 6 63 14 148 41 87 62 91 44 90 346

110 6 655 14 156 42 84 60 94 41 90 417

120 6 685 14 166 42 81 55 97 34 90 480

130 7 731 17 182 61 78 78 101 27 89 783

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

338

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

140 8 8 21 207 76 73 91 106 19 89 1080

150 8 884 21 238 59 67 74 112 11 87 881

160 10 1024 28 294 77 56 104 123 5 82 1150

170 11 11 33 326 67 37 107 144 2 60 784

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 11 33 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 10 1019 28 292 77 304 104 237 5 278 -1150

210 8 878 21 236 59 293 74 248 11 273 -881

220 7 797 17 206 52 287 66 255 19 271 -737

230 7 731 17 182 61 282 78 259 27 271 -783

240 6 685 14 166 42 279 55 263 34 270 -480

250 6 655 14 156 42 276 60 266 41 270 -417

260 6 63 14 148 41 273 62 269 44 270 -346

270 6 618 14 144 40 270 63 272 46 270 -279

280 6 618 14 144 41 267 63 275 44 270 -217

290 6 63 14 148 42 264 60 278 41 270 -155

300 6 661 14 158 42 260 56 280 34 270 -89

310 7 714 17 176 60 256 78 284 27 269 -35

320 7 797 17 206 52 250 67 288 19 269 48

330 8 895 21 242 60 241 75 294 11 267 135

340 10 1052 28 306 85 228 106 305 5 262 262

350 11 11 33 326 85 208 111 325 2 240 229

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

339

Tabla 7-6 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 53 433 0 0 0 156 271 -224

30 16 701 0 0 0 133 270 -581

40 -9 961 0 0 0 132 271 -904

50 -40 1183 0 0 0 162 271 -1178

60 -49 1338 0 0 0 130 271 -1378

70 -76 1409 0 0 0 141 271 -1488

80 -103 1387 0 0 0 148 271 -1501

90 -129 1275 0 0 0 150 271 -1425

100 -151 1085 0 180 0 148 271 -1280

110 -166 842 0 180 0 141 270 -1092

120 -174 574 0 180 0 131 270 -880

130 -270 313 0 180 0 162 269 -826

140 -345 92 0 180 0 178 269 -827

150 -294 -64 0 180 0 134 268 -524

160 -408 -135 0 180 0 157 265 -608

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 408 135 0 180 0 157 95 608

210 294 64 0 180 0 134 92 524

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

340

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

220 251 -92 0 180 0 133 91 578

230 270 -313 0 180 0 162 91 826

240 174 -574 0 180 0 131 90 880

250 166 -842 0 180 0 141 90 1092

260 151 -1085 0 180 0 148 89 1280

270 129 -1275 0 180 0 150 89 1425

280 103 -1387 0 360 0 148 89 1501

290 76 -1409 0 360 0 141 89 1488

300 49 -1338 0 360 0 130 89 1378

310 40 -1183 0 360 0 162 89 1178

320 9 -961 0 360 0 132 89 904

330 -16 -701 0 360 0 133 90 581

340 -53 -433 0 360 0 156 89 224

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

4 Peacuterdida A2 y T1

Tabla 7-7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 10 1086 28 32 64 152 78 35 2 120 -174

20 8 835 21 22 45 132 57 55 5 98 -139

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

341

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

30 6 679 14 164 27 119 35 66 11 93 -60

40 5 555 11 124 20 110 27 73 19 91 -19

50 4 454 8 94 13 104 17 77 27 91 7

60 3 372 5 72 6 100 11 81 34 90 14

70 3 3 5 54 6 96 11 83 41 90 24

80 2 29 3 52 2 93 4 86 20 90 13

90 3 3 5 54 6 90 12 88 46 90 43

100 3 348 5 66 6 87 12 90 44 90 53

110 4 418 8 84 14 84 21 94 41 90 137

120 4 475 8 10 14 81 19 97 34 90 157

130 5 542 11 12 24 78 32 101 27 89 307

140 6 618 14 144 34 73 42 105 19 89 480

150 7 708 17 174 40 67 54 112 11 87 601

160 8 83 21 218 41 56 56 123 5 82 611

170 10 1038 28 30 51 37 75 144 2 60 595

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 10 1057 28 308 51 323 75 216 2 300 -595

200 8 841 21 222 41 304 56 237 5 278 -611

210 7 708 17 174 40 293 54 248 11 273 -601

220 6 618 14 144 34 287 42 255 19 271 -480

230 5 542 11 12 24 282 32 259 27 271 -307

240 4 475 8 10 14 279 19 263 34 270 -157

250 4 418 8 84 14 276 21 266 41 270 -137

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

342

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

260 3 348 5 66 6 273 12 270 44 270 -53

270 3 3 5 54 6 270 12 272 46 270 -43

280 2 29 3 52 2 267 4 274 20 270 -13

290 3 3 5 54 6 264 11 277 41 270 -24

300 3 364 5 7 6 260 11 279 34 270 -14

310 4 454 8 94 13 256 17 283 27 269 -7

320 5 555 11 124 20 250 27 287 19 269 19

330 6 673 14 162 27 241 35 294 11 267 60

340 8 835 21 22 45 228 57 305 5 262 139

350 10 1076 28 316 64 208 78 325 2 240 174

Tabla 7-8 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 44 189 0 0 0 76 275 -60

20 29 433 0 0 0 86 271 -322

30 7 701 0 0 0 67 270 -648

40 -4 961 0 0 0 64 270 -939

50 -9 1183 0 0 0 56 270 -1181

60 -9 1338 0 0 0 51 270 -1342

70 -14 1409 0 0 0 58 271 -1418

80 -7 616 0 0 0 26 270 -623

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

343

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

90 -24 1275 0 0 0 64 270 -1293

100 -29 1085 0 180 0 63 270 -1110

110 -58 842 0 180 0 75 270 -920

120 -61 574 0 180 0 67 270 -670

130 -110 313 0 180 0 81 270 -510

140 -160 92 0 180 0 92 269 -412

150 -214 -64 0 180 0 98 268 -324

160 -219 -135 0 180 0 86 265 -258

170 -224 -113 0 180 0 78 256 -259

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 224 113 0 180 0 78 104 259

200 219 135 0 180 0 86 95 258

210 214 64 0 180 0 98 92 324

220 160 -92 0 180 0 92 91 412

230 110 -313 0 180 0 81 90 510

240 61 -574 0 180 0 67 90 670

250 58 -842 0 180 0 75 90 920

260 29 -1085 0 180 0 63 90 1110

270 24 -1275 0 180 0 64 90 1293

280 7 -616 0 360 0 26 90 623

290 14 -1409 0 360 0 58 89 1418

300 9 -1338 0 360 0 51 90 1342

310 9 -1183 0 360 0 56 90 1181

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

344

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

320 4 -961 0 360 0 64 90 939

330 -7 -701 0 360 0 67 90 648

340 -29 -433 0 360 0 86 89 322

350 -44 -189 0 360 0 76 85 60

  • Especificaciones
  • Resumen
  • Abstract
  • Agradecimientos
  • Iacutendice
  • Capiacutetulo 1 Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento
    • 1 Especificacioacuten del proyecto
    • 2 Introduccioacuten
    • 3 Siglas y acroacutenimos empleados
    • 4 El buque supply
    • 5 Anaacutelisis de la misioacuten
    • 6 Introduccioacuten al dimensionamiento
    • 7 Base de Datos
    • 8 Buque Base
    • 9 Regresiones directas
      • 91 Eslora total
      • 92 Eslora entre perpendiculares
      • 93 Manga
      • 94 Puntal
      • 95 Calado
      • 96 Francobordo
      • 97 Dimensiones obtenidas
        • 10 Relaciones adimensionales
          • 101 Lpp B D
          • 102 Lpp B
          • 103 LOA B
          • 104 Fn
          • 105 T D
          • 106 Lpp D
          • 107 B T
          • 108 B D
            • 11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas
            • 12 Estimacioacuten de la potencia
            • 13 Estimacioacuten del peso en rosca
              • 131 Peso de la estructura de acero del buque base
              • 132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base
              • 133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base
              • 134 Peso en rosca estimado del buque base
              • 135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial
              • 136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial
              • 137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial
              • 138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial
                • 14 Generacioacuten de alternativas
                  • 141 Generacioacuten de la alternativa inicial
                  • 142 Generacioacuten de alternativas
                    • 15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas
                      • 151 Alternativa final seleccionada
                        • 16 Coeficientes de la carena
                          • 161 Coeficiente de bloque
                          • 162 Coeficiente de la maestra
                          • 163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal
                          • 164 Coeficiente de la flotacioacuten
                          • 165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena
                          • 166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico
                          • 167 Coeficientes estimados
                            • 17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada
                              • 171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta
                              • 172 Evaluacioacuten del francobordo
                              • 173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial
                                • 18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque
                                  • Capiacutetulo 2 Disentildeo de formas
                                    • 1 Introduccioacuten
                                    • 2 Aspectos Previos
                                      • 21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten
                                      • 21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada
                                      • 22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada
                                      • 23 Disposicioacuten de los propulsores
                                      • 24 Comportamiento en la mar
                                      • 25 Estabilidad
                                      • 26 Resistencia al avance
                                      • 27 Astilla muerta
                                        • 3 Generacioacuten de formas
                                        • 4 Caracteriacutesticas de las formas
                                          • 41 Curva de aacutereas normalizada
                                            • 5 Plano de formas
                                            • 6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico
                                            • 7 Estimacioacuten de la resistencia al avance
                                              • 71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance
                                              • 72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos
                                              • 73 Resistencia aerodinaacutemica
                                              • 74 Resultados obtenidos
                                                  • Capiacutetulo 3 Disposicioacuten general
                                                    • 1 Introduccioacuten
                                                    • 2 Anaacutelisis previo
                                                      • 21 Tipo de buque y operaciones que realiza
                                                      • 22 Tipo de propulsioacuten y gobierno
                                                      • 23 Habilitacioacuten
                                                      • 24 Autonomiacutea
                                                      • 25 Lastre
                                                      • 26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT)
                                                        • 3 Elementos estructurales
                                                          • 31 Elementos transversales
                                                          • 32 Elementos longitudinales
                                                            • 4 Mamparos estancos
                                                              • 41 Mamparo de colisioacuten
                                                              • 42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa
                                                              • 43 Mamparo del pique de popa
                                                              • 44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa
                                                              • 45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas
                                                                • 5 Cubiertas y doble fondo
                                                                  • 51 Doble fondo
                                                                  • 52 Cubierta principal
                                                                  • 53 Cubierta de acomodacioacuten 1
                                                                  • 54 Cubierta de acomodacioacuten 2
                                                                  • 55 Cubierta de gobierno
                                                                  • 56 Tope de puente de gobierno
                                                                    • 6 Disposicioacuten de tanques
                                                                      • 61 Tanques de combustible
                                                                      • 62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio
                                                                      • 63 Tanque de lodos y sentinas
                                                                      • 64 Tanques de agua dulce
                                                                      • 65 Tanques de lastre
                                                                      • 66 Tanques de servicio
                                                                      • 67 Tomas de mar
                                                                      • 68 Cofferdams
                                                                          • Capiacutetulo 4 Equipos y servicios
                                                                            • 1 Introduccioacuten
                                                                            • 2 Equipos de fondeo y amarre
                                                                              • 21 Anclas
                                                                              • 22 Cadenas
                                                                              • 23 Caja de Cadenas
                                                                              • 24 Escobeacuten
                                                                              • 25 Molinetes
                                                                              • 26 Estopor
                                                                              • 27 Liacuteneas de amarre y de remolque
                                                                              • 28 Elementos auxiliares de amarre
                                                                              • 29 Resumen elementos de amarre y fondeo
                                                                                • 3 Sistema de propulsioacuten y gobierno
                                                                                • 4 Equipos de salvamento
                                                                                  • 41 Comunicaciones
                                                                                  • 42 Dispositivos individuales
                                                                                  • 43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate
                                                                                  • 44 Elementos auxiliares
                                                                                    • 5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones
                                                                                      • 51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten
                                                                                      • 52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna
                                                                                      • 53 Luces y sentildeales de navegacioacuten
                                                                                      • 54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas
                                                                                      • 55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten
                                                                                        • 6 Achique y sentinas
                                                                                          • 61 Colector de sentinas
                                                                                          • 62 Ramales del colector de sentinas
                                                                                          • 63 Ramales del colector de sentinas
                                                                                            • 7 Sistema de lastre
                                                                                              • 71 Bombas de lastre
                                                                                              • 72 Sistema de tratamiento de lastre
                                                                                                • 8 Aireaciones reboses y sondas de tanques
                                                                                                  • 81 Aireaciones
                                                                                                  • 82 Reboses
                                                                                                  • 83 Sondas
                                                                                                    • 9 Sistema contraincendios
                                                                                                      • 91 Sistema de deteccioacuten
                                                                                                      • 92 Sistema de contencioacuten
                                                                                                      • 93 Sistemas de lucha contraincendios
                                                                                                      • 931 Sistema de agua salada
                                                                                                      • 932 Sistema de CO2
                                                                                                      • 933 Sistema de rociadores
                                                                                                      • 934 Elementos contraincendios individuales
                                                                                                      • 94 Sistema contra incendios exterior FIFI I
                                                                                                      • 941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua
                                                                                                        • 10 Sistema de agua sanitaria
                                                                                                          • 101 Tanque hidroacuteforo
                                                                                                          • 102 Bombas de agua sanitaria
                                                                                                          • 103 Calentador de agua dulce
                                                                                                            • 11 Sistema de aguas residuales
                                                                                                            • 12 Gruacutea principal
                                                                                                              • 121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea
                                                                                                              • 122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque
                                                                                                                • 13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                • 14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de anclas
                                                                                                                  • 141 Anchor Handling Towing
                                                                                                                  • 142 Rodillo de popa
                                                                                                                  • 143 Shark Jaws y Tow Pins
                                                                                                                  • 144 Tugger winches
                                                                                                                    • 15 Sistema de alumbrado
                                                                                                                      • 151 Sistema de alumbrado exterior
                                                                                                                      • 152 Sistema de alumbrado interior
                                                                                                                      • 153 Sistema de alumbrado de emergencia
                                                                                                                        • 16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado
                                                                                                                          • Capiacutetulo 5 Dimensionamiento de la planta propulsora
                                                                                                                            • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                            • 2 Propulsores
                                                                                                                              • 21 Seleccioacuten de propulsores principales
                                                                                                                              • 22 Propulsores auxiliares
                                                                                                                                • 3 Generacioacuten de potencia
                                                                                                                                • 4 Descripcioacuten de propulsores principales
                                                                                                                                  • 41 Modelo de propulsor principal
                                                                                                                                  • 42 Disposicioacuten de los propulsores principales
                                                                                                                                  • 43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares
                                                                                                                                    • 5 Disposicioacuten de los propulsores
                                                                                                                                      • Capiacutetulo 6 Dimensionamiento de la planta eleacutectrica
                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                        • 2 Situaciones de carga
                                                                                                                                        • 3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica
                                                                                                                                          • 31 Tipo de corriente
                                                                                                                                          • 32 Tipo de tensioacuten y frecuencia
                                                                                                                                          • 33 Redes fundamentales
                                                                                                                                          • 34 Transformadores
                                                                                                                                          • 35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten
                                                                                                                                          • 36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten
                                                                                                                                            • 4 Principales Consumidores
                                                                                                                                            • 5 Balance eleacutectrico preliminar
                                                                                                                                            • 6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos
                                                                                                                                              • 61 Grupos generadores principales
                                                                                                                                              • 62 Grupo generador de emergencia
                                                                                                                                                • 7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores
                                                                                                                                                  • 71 Consumo de los generadores
                                                                                                                                                  • 72 Sistemas auxiliares de los motores generadores
                                                                                                                                                  • 721 Sistema de combustible
                                                                                                                                                  • 722 Sistema de lubricacioacuten
                                                                                                                                                  • 723 Sistema de refrigeracioacuten
                                                                                                                                                  • 724 Sistema de aire comprimido
                                                                                                                                                  • 73 Generador de agua dulce
                                                                                                                                                  • 74 Sistema de exhaustacioacuten
                                                                                                                                                  • 741 Elementos
                                                                                                                                                  • 75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas
                                                                                                                                                  • 751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores
                                                                                                                                                  • 752 Ventilacioacuten del local de emergencia
                                                                                                                                                    • 8 Balance eleacutectrico
                                                                                                                                                    • 9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas
                                                                                                                                                    • 10 Diagrama unifilar
                                                                                                                                                      • Capiacutetulo 7 Disentildeo estructural
                                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                        • 2 Consideraciones iniciales
                                                                                                                                                          • 21 Definiciones
                                                                                                                                                          • 211 Tipo de casco
                                                                                                                                                          • 212 Notacioacuten de navegacioacuten
                                                                                                                                                          • 213 Eslora de escantillonado
                                                                                                                                                          • 214 Posicioacuten de la cuaderna maestra
                                                                                                                                                          • 215 Manga de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 216 Puntal de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 217 Calado de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 218 Coeficiente de bloque
                                                                                                                                                          • 22 Materiales
                                                                                                                                                            • 3 Principios de disentildeo estructurales
                                                                                                                                                              • 31 Tipo de estructura
                                                                                                                                                              • 32 Disposicioacuten de elementos principales
                                                                                                                                                                • 4 Resistencia Longitudinal
                                                                                                                                                                  • 41 Determinacioacuten de las cargas globales
                                                                                                                                                                  • 411 Momento en aguas tranquilas
                                                                                                                                                                  • 412 Momento flector en olas
                                                                                                                                                                  • 413 Momentos flectores combinados
                                                                                                                                                                  • 42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles
                                                                                                                                                                  • 421 Tensiones globales admisibles
                                                                                                                                                                  • 422 Tensiones locales admisibles
                                                                                                                                                                  • 43 Determinacioacuten de las presiones externas
                                                                                                                                                                  • 431 Presiones en el fondo
                                                                                                                                                                  • 432 Presiones en el costado
                                                                                                                                                                  • 433 Presiones en cubierta
                                                                                                                                                                  • 44 Determinacioacuten de las presiones internas
                                                                                                                                                                  • 441 Aceleracioacuten en heave
                                                                                                                                                                  • 442 Aceleracioacuten en pitch
                                                                                                                                                                  • 443 Aceleracioacuten en roll
                                                                                                                                                                  • 444 Aceleracioacuten vertical
                                                                                                                                                                  • 445 Cargas internas en mamparos
                                                                                                                                                                    • 5 Escantillonado de elementos
                                                                                                                                                                      • 51 Estructura del fondo
                                                                                                                                                                      • 52 Estructura del costado
                                                                                                                                                                      • 53 Estructura de la cubierta principal
                                                                                                                                                                      • 54 Estructura de los mamparos
                                                                                                                                                                        • 6 Caacutelculo de las secciones representativas
                                                                                                                                                                          • 61 Seccioacuten de popa
                                                                                                                                                                          • 62 Seccioacuten de proa
                                                                                                                                                                          • 63 Seccioacuten media o cuaderna maestra
                                                                                                                                                                            • 7 Resumen de los elementos estructurales empleados
                                                                                                                                                                            • 8 Valor y posicioacuten del peso en rosca
                                                                                                                                                                              • 81 Peso de acero
                                                                                                                                                                              • 811 Peso del acero longitudinal continuo
                                                                                                                                                                              • 812 Peso del acero transversal continuo
                                                                                                                                                                              • 813 Peso de los mamparos
                                                                                                                                                                              • 814 Peso del acero de la superestructura
                                                                                                                                                                              • 815 Otros pesos
                                                                                                                                                                              • 82 Peso de acero total
                                                                                                                                                                              • 83 Peso de maquinaria y equipos
                                                                                                                                                                              • 84 Peso de la habilitacioacuten
                                                                                                                                                                              • 85 Peso en rosca
                                                                                                                                                                                  • Capiacutetulo 8 Caacutelculos de arquitectura naval
                                                                                                                                                                                    • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                    • 2 Componentes del peso muerto
                                                                                                                                                                                    • 3 Puntos de inundacioacuten progresiva
                                                                                                                                                                                    • 4 Situaciones de carga consideradas
                                                                                                                                                                                      • 41 SC01 Salida a plena carga
                                                                                                                                                                                      • 42 SC02 En operacioacuten
                                                                                                                                                                                      • 43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal
                                                                                                                                                                                      • 44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga
                                                                                                                                                                                      • 45 SC05 Fin de operacioacuten con carga
                                                                                                                                                                                      • 46 SC06 Operacioacuten de remolque
                                                                                                                                                                                        • 5 Curvas hidrostaacuteticas
                                                                                                                                                                                        • 6 Caacutelculos de estabilidad
                                                                                                                                                                                          • 61 Estabilidad intacta
                                                                                                                                                                                          • 611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01
                                                                                                                                                                                          • 612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02
                                                                                                                                                                                          • 613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03
                                                                                                                                                                                          • 614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04
                                                                                                                                                                                          • 615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05
                                                                                                                                                                                          • 616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06
                                                                                                                                                                                          • 62 Estabilidad en averiacuteas
                                                                                                                                                                                            • 7 Determinacioacuten del francobordo
                                                                                                                                                                                              • 71 Paraacutemetros del buque
                                                                                                                                                                                              • 72 Francobordo tabular
                                                                                                                                                                                              • 73 Correcciones y reducciones aplicables
                                                                                                                                                                                              • 731 Correccioacuten por coeficiente de bloque
                                                                                                                                                                                              • 732 Correccioacuten por puntal
                                                                                                                                                                                              • 733 Reduccioacuten por superestructuras
                                                                                                                                                                                              • 734 Correccioacuten por arrufo
                                                                                                                                                                                              • 74 Francobordos miacutenimos obtenidos
                                                                                                                                                                                              • 741 Francobordo de verano
                                                                                                                                                                                              • 742 Francobordo tropical
                                                                                                                                                                                              • 743 Francobordo de invierno
                                                                                                                                                                                              • 744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte
                                                                                                                                                                                              • 745 Francobordo en agua dulce
                                                                                                                                                                                              • 746 Francobordo tropical en agua dulce
                                                                                                                                                                                                • 8 Caacutelculo del arqueo
                                                                                                                                                                                                  • 81 Arqueo bruto
                                                                                                                                                                                                  • 82 Arqueo neto
                                                                                                                                                                                                      • Capiacutetulo 9 Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                                        • 2 Sistema de coordenadas
                                                                                                                                                                                                        • 3 Escenarios considerados
                                                                                                                                                                                                        • 4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de propulsores
                                                                                                                                                                                                        • 5 Fuerzas y coeficientes de viento
                                                                                                                                                                                                        • 6 Fuerzas y coeficientes de corriente
                                                                                                                                                                                                        • 7 Fuerzas y coeficientes de olas
                                                                                                                                                                                                        • 8 Resultados
                                                                                                                                                                                                          • 81 Condicioacuten intacta
                                                                                                                                                                                                          • 82 Peacuterdida T1
                                                                                                                                                                                                          • 83 Peacuterdida A1
                                                                                                                                                                                                          • 84 Peacuterdida A2 y T1
                                                                                                                                                                                                            • 9 Conclusiones
                                                                                                                                                                                                              • Capiacutetulo 10 Anaacutelisis econoacutemico
                                                                                                                                                                                                                • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                                                • 2 Costes de los materiales y equipos
                                                                                                                                                                                                                  • 21 Costes asociados al casco
                                                                                                                                                                                                                  • 22 Equipos armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 221 Equipos de fondeo amarre y remolque
                                                                                                                                                                                                                  • 222 Medios de salvamento
                                                                                                                                                                                                                  • 223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten
                                                                                                                                                                                                                  • 224 Equipos de fonda y hotel
                                                                                                                                                                                                                  • 225 Acondicionamiento de alojamientos
                                                                                                                                                                                                                  • 226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 227 Medios de contraincendios
                                                                                                                                                                                                                  • 228 Instalacioacuten eleacutectrica
                                                                                                                                                                                                                  • 229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 23 Maquinaria auxiliar de cubierta
                                                                                                                                                                                                                  • 24 Instalacioacuten propulsora
                                                                                                                                                                                                                  • 25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten
                                                                                                                                                                                                                  • 26 Cargas pertrechos y repuestos
                                                                                                                                                                                                                  • 27 Instalaciones especiales del buque
                                                                                                                                                                                                                    • 3 Costes de la mano de obra
                                                                                                                                                                                                                      • 31 Costes de mano de obra asociados al casco
                                                                                                                                                                                                                      • 32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                        • 4 Costes de astillero
                                                                                                                                                                                                                        • 5 Conclusiones
                                                                                                                                                                                                                          • Referencias
                                                                                                                                                                                                                          • Planos
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 1 Generacioacuten de alternativas
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 2 Curva de aacutereas
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 3 Balance eleacutectrico
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 4 Pesos y centros de gravedad
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 5 Situaciones de carga
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 6 Generacioacuten de momentos escorantes
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                                                                                                                            • 1 Condicioacuten intacta
                                                                                                                                                                                                                            • 2 Peacuterdida T1
                                                                                                                                                                                                                            • 3 Peacuterdida A1
                                                                                                                                                                                                                            • 4 Peacuterdida A2 y T1
Page 2: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navalesoa.upm.es/65761/1/TFM_GABRIEL_PASCUAL_LOPEZ.pdf · 2020. 12. 16. · Agradecimientos Agradecimientos En este trabajo quiero expresar

Dedicado a todas las personas que han confiado en miacute durante todos estos antildeos

en especial a mi familia y a mis amigos maacutes cercanos

Especificaciones

Especificaciones

Las especificaciones del buque estudiado se resumen a continuacioacuten

Trabajo Fin de Maacutester Nordm 084

Tutor D Jaime Pancorbo Crespo

Alumno Gabriel Pascual Loacutepez

bull TIPO DE BUQUE ANCHOR HANDLING TUG SUPPLY VESSEL

bull BANDERA SEYCHELLES

bull PESO MUERTO 800 TPM

bull TIRO A PUNTO FIJO (BOLLARD PULL) 40 t

bull Aacuterea miacutenima y carga de cubierta 200m2 y 5 tm2

bull VELOCIDAD EN PRUEBAS 12 nudos al 90 del MCR con un 15 de margen de mar

bull PROPULSIOacuteN dieacutesel eleacutectrico

bull ACOMODACIOacuteN 36 personas

bull SOCIEDAD DE CLASIFICACIOacuteN Bureau Veritas

bull CLASIFICACIOacuteN Y COTAS I +HULL +MACH OFFSHORE SUPPORT VESSEL (TUG

SUPPLY ANCHOR HANDLING Fire-fighting 1 WATER SPRAYING) +AUT-UMS

DYNAPOS -AMAT UNRESTRICTED NAVIGATION

bull REGLAMENTACIOacuteN SOLAS MARPOL y los requeridos por la reglamentacioacuten

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Resumen

Resumen

El documento que se presenta a continuacioacuten supone el desarrollo del anteproyecto de un

buque de suministros o apoyo a plataformas offshore En el mismo se recogen los aspectos y

epiacutegrafes necesarios para definir el buque en cuestioacuten partiendo de algunos baacutesicos como son

el dimensionamiento y disentildeo de formas hasta llegar a aspectos maacutes concretos como es el

anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

Siguiendo la norma general de este tipo de proyectos se ha desarrollado tambieacuten la disposicioacuten

general (muy caracteriacutestica en este tipo de buques) con capacidad para alojar a 36 personas

Tambieacuten se ha determinado el sistema propulsivo oacuteptimo para este tipo de embarcaciones y se

ha determinado la potencia eleacutectrica que es necesario disponer a bordo Este apartado es

especial puesto que se ha de atender a las necesidades y requisitos concretos del sistema de

posicionamiento dinaacutemico

Para cumplir con los requisitos de la normativa se ha disentildeado la estructura del buque en

funcioacuten de los criterios miacutenimos de seguridad Debido a las caracteriacutesticas especiales de este

tipo de buques es necesario calcular y disentildear tres secciones una caracteriacutestica de popa de

proa y la cuaderna maestra

Por uacuteltimo se ha determinado de manera aproximada el coste de construccioacuten del buque en

base a los costes de acero personal e ingenieriacutea

Abstract

Abstract

Abstract

The document presented below involves the development of a preliminary project for a

supply or support vessel for offshore platforms It includes the aspects and epigraphs

necessary to define the ship in question starting from some basics such as preliminary

sizing and design of the hull lines to more specific aspects such as the analysis of

dynamic positioning capabilities

Following the general rule of this type of project the general layout has also been

developed (very characteristic of this type of ship) with a capacity to accommodate 36

people The optimum propulsion system for this type of vessel has also been developed

and the electrical power required on board has been determined This section is special

as the specific needs and requirements of the dynamic positioning system have to be

met

In order to comply with the requirements of the regulations the structure of the vessel

has been designed according to the minimum safety criteria Due to the special

characteristics of this type of ship it is necessary to calculate and design three sections

of the ship a stern characteristic a bow characteristic and the midship frame

Finally the cost of building the vessel has been determined on an approximate basis

based on the costs of steel personnel and engineering

Abstract

Agradecimientos

Agradecimientos

En este trabajo quiero expresar mi agradecimiento a la Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros

Navales (ETSIN) de la Universidad Politeacutecnica de Madrid por haberme dado la oportunidad de

formarme y adquirir los conocimientos necesarios para realizar el presente proyecto

En el plano personal me gustariacutea agradecer la ayuda y atencioacuten prestadas por mi tutor D

Jaime Pancorbo Crespo quien gracias a su enorme paciencia ha conseguido guiarme durante

las distintas etapas y capiacutetulos del proyecto

Agradecimientos

Iacutendice

Iacutendice

Especificaciones iv

Resumen x

Abstract xi

Agradecimientos xiv

Iacutendice xvi

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento 1

1 Especificacioacuten del proyecto 1

2 Introduccioacuten 2

3 Siglas y acroacutenimos empleados 2

4 El buque supply 3

5 Anaacutelisis de la misioacuten 4

6 Introduccioacuten al dimensionamiento 7

7 Base de Datos 8

8 Buque Base 11

9 Regresiones directas 11

91 Eslora total 12

92 Eslora entre perpendiculares 13

93 Manga 14

94 Puntal 16

95 Calado 17

96 Francobordo 18

97 Dimensiones obtenidas 18

10 Relaciones adimensionales 19

101 LppmiddotBmiddotD 19

102 Lpp B 20

103 LOA B 20

104 Fn 20

105 T D 20

106 Lpp D 20

Iacutendice

107 B T 21

108 B D 21

11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas 21

12 Estimacioacuten de la potencia 22

13 Estimacioacuten del peso en rosca 22

131 Peso de la estructura de acero del buque base 24

132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base 24

133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base 24

134 Peso en rosca estimado del buque base 24

135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial 25

136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial 25

137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial 25

138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial 25

14 Generacioacuten de alternativas 26

141 Generacioacuten de la alternativa inicial 26

142 Generacioacuten de alternativas 28

15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas 29

151 Alternativa final seleccionada 31

16 Coeficientes de la carena 31

161 Coeficiente de bloque 32

162 Coeficiente de la maestra 32

163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal 32

164 Coeficiente de la flotacioacuten 32

165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena 33

166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico 33

167 Coeficientes estimados 33

17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada 34

171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta 34

172 Evaluacioacuten del francobordo 35

173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial 36

18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque 39

Disentildeo de formas 41

Iacutendice

1 Introduccioacuten 41

2 Aspectos Previos 41

21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten 42

21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada 43

22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada 44

23 Disposicioacuten de los propulsores 45

24 Comportamiento en la mar 46

25 Estabilidad 48

26 Resistencia al avance 48

27 Astilla muerta 48

3 Generacioacuten de formas 49

4 Caracteriacutesticas de las formas 51

41 Curva de aacutereas normalizada 53

5 Plano de formas 54

6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico 55

7 Estimacioacuten de la resistencia al avance 56

71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance 57

72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos 58

73 Resistencia aerodinaacutemica 59

74 Resultados obtenidos 60

Disposicioacuten general 63

1 Introduccioacuten 63

2 Anaacutelisis previo 65

21 Tipo de buque y operaciones que realiza 65

22 Tipo de propulsioacuten y gobierno 66

23 Habilitacioacuten 67

24 Autonomiacutea 68

25 Lastre 69

26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT) 70

3 Elementos estructurales 70

31 Elementos transversales 70

32 Elementos longitudinales 72

Iacutendice

4 Mamparos estancos 72

41 Mamparo de colisioacuten 74

42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa 74

43 Mamparo del pique de popa 74

44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa 75

45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas 75

5 Cubiertas y doble fondo 75

51 Doble fondo 76

52 Cubierta principal 78

53 Cubierta de acomodacioacuten 1 79

54 Cubierta de acomodacioacuten 2 80

55 Cubierta de gobierno 80

56 Tope de puente de gobierno 81

6 Disposicioacuten de tanques 82

61 Tanques de combustible 83

62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio 84

63 Tanque de lodos y sentinas 85

64 Tanques de agua dulce 86

65 Tanques de lastre 88

66 Tanques de servicio 89

67 Tomas de mar 89

68 Cofferdams 90

Equipos y servicios 91

1 Introduccioacuten 91

2 Equipos de fondeo y amarre 91

21 Anclas 92

22 Cadenas 93

23 Caja de Cadenas 94

24 Escobeacuten 95

25 Molinetes 95

26 Estopor 96

27 Liacuteneas de amarre y de remolque 96

Iacutendice

28 Elementos auxiliares de amarre 96

29 Resumen elementos de amarre y fondeo 97

3 Sistema de propulsioacuten y gobierno 97

4 Equipos de salvamento 98

41 Comunicaciones 98

42 Dispositivos individuales 98

43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate 98

44 Elementos auxiliares 99

5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones 99

51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten 99

52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna 100

53 Luces y sentildeales de navegacioacuten 100

54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas 102

55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten 102

6 Achique y sentinas 102

61 Colector de sentinas 103

62 Ramales del colector de sentinas 103

63 Ramales del colector de sentinas 103

7 Sistema de lastre 104

71 Bombas de lastre 104

72 Sistema de tratamiento de lastre 105

8 Aireaciones reboses y sondas de tanques 107

81 Aireaciones 107

82 Reboses 108

83 Sondas 108

9 Sistema contraincendios 108

91 Sistema de deteccioacuten 109

92 Sistema de contencioacuten 109

93 Sistemas de lucha contraincendios 110

931 Sistema de agua salada 110

932 Sistema de CO2 110

933 Sistema de rociadores 111

Iacutendice

934 Elementos contraincendios individuales 112

94 Sistema contra incendios exterior FIFI I 113

941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua 114

10 Sistema de agua sanitaria 115

101 Tanque hidroacuteforo 116

102 Bombas de agua sanitaria 117

103 Calentador de agua dulce 117

11 Sistema de aguas residuales 118

12 Gruacutea principal 119

121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea 119

122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque 120

13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico 121

14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de anclas 123

141 Anchor Handling Towing 123

142 Rodillo de popa 124

143 Shark Jaws y Tow Pins 124

144 Tugger winches 125

15 Sistema de alumbrado 125

151 Sistema de alumbrado exterior 126

152 Sistema de alumbrado interior 127

153 Sistema de alumbrado de emergencia 129

16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado 129

Dimensionamiento de la planta propulsora 133

1 Introduccioacuten 133

2 Propulsores 133

21 Seleccioacuten de propulsores principales 134

22 Propulsores auxiliares 139

3 Generacioacuten de potencia 141

4 Descripcioacuten de propulsores principales 142

41 Modelo de propulsor principal 142

42 Disposicioacuten de los propulsores principales 146

43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares 146

Iacutendice

5 Disposicioacuten de los propulsores 148

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica 151

1 Introduccioacuten 151

2 Situaciones de carga 151

3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica 152

31 Tipo de corriente 152

32 Tipo de tensioacuten y frecuencia 153

33 Redes fundamentales 153

34 Transformadores 154

35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten 154

36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten 154

4 Principales Consumidores 155

5 Balance eleacutectrico preliminar 158

6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos 159

61 Grupos generadores principales 160

62 Grupo generador de emergencia 162

7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores 163

71 Consumo de los generadores 164

72 Sistemas auxiliares de los motores generadores 164

721 Sistema de combustible 164

722 Sistema de lubricacioacuten 166

723 Sistema de refrigeracioacuten 167

724 Sistema de aire comprimido 170

73 Generador de agua dulce 172

74 Sistema de exhaustacioacuten 173

741 Elementos 174

75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas 177

751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores 179

752 Ventilacioacuten del local de emergencia 180

8 Balance eleacutectrico 180

9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas 182

10 Diagrama unifilar 183

Iacutendice

Disentildeo estructural 187

1 Introduccioacuten 187

2 Consideraciones iniciales 187

21 Definiciones 188

211 Tipo de casco 188

212 Notacioacuten de navegacioacuten 188

213 Eslora de escantillonado 188

214 Posicioacuten de la cuaderna maestra 188

215 Manga de trazado o escantillonado 189

216 Puntal de trazado o escantillonado 189

217 Calado de trazado o escantillonado 189

218 Coeficiente de bloque 189

22 Materiales 189

3 Principios de disentildeo estructurales 189

31 Tipo de estructura 189

32 Disposicioacuten de elementos principales 190

4 Resistencia Longitudinal 191

41 Determinacioacuten de las cargas globales 192

411 Momento en aguas tranquilas 192

412 Momento flector en olas 193

413 Momentos flectores combinados 194

42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles 195

421 Tensiones globales admisibles 195

422 Tensiones locales admisibles 196

43 Determinacioacuten de las presiones externas 197

431 Presiones en el fondo 198

432 Presiones en el costado 198

433 Presiones en cubierta 199

44 Determinacioacuten de las presiones internas 199

441 Aceleracioacuten en heave 200

442 Aceleracioacuten en pitch 200

443 Aceleracioacuten en roll 200

Iacutendice

444 Aceleracioacuten vertical 200

445 Cargas internas en mamparos 201

5 Escantillonado de elementos 201

51 Estructura del fondo 202

52 Estructura del costado 203

53 Estructura de la cubierta principal 204

54 Estructura de los mamparos 204

6 Caacutelculo de las secciones representativas 205

61 Seccioacuten de popa 205

62 Seccioacuten de proa 208

63 Seccioacuten media o cuaderna maestra 210

7 Resumen de los elementos estructurales empleados 213

8 Valor y posicioacuten del peso en rosca 215

81 Peso de acero 215

811 Peso del acero longitudinal continuo 216

812 Peso del acero transversal continuo 217

813 Peso de los mamparos 219

814 Peso del acero de la superestructura 219

815 Otros pesos 220

82 Peso de acero total 220

83 Peso de maquinaria y equipos 220

84 Peso de la habilitacioacuten 222

85 Peso en rosca 223

Caacutelculos de arquitectura naval 225

1 Introduccioacuten 225

2 Componentes del peso muerto 225

3 Puntos de inundacioacuten progresiva 226

4 Situaciones de carga consideradas 227

41 SC01 Salida a plena carga 227

42 SC02 En operacioacuten 229

43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal 230

44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga 231

Iacutendice

45 SC05 Fin de operacioacuten con carga 232

46 SC06 Operacioacuten de remolque 232

5 Curvas hidrostaacuteticas 233

6 Caacutelculos de estabilidad 234

61 Estabilidad intacta 234

611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01 235

612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02 236

613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03 237

614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04 237

615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05 238

616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06 239

62 Estabilidad en averiacuteas 244

7 Determinacioacuten del francobordo 248

71 Paraacutemetros del buque 248

72 Francobordo tabular 249

73 Correcciones y reducciones aplicables 249

731 Correccioacuten por coeficiente de bloque 249

732 Correccioacuten por puntal 249

733 Reduccioacuten por superestructuras 249

734 Correccioacuten por arrufo 250

74 Francobordos miacutenimos obtenidos 251

741 Francobordo de verano 251

742 Francobordo tropical 251

743 Francobordo de invierno 251

744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte 251

745 Francobordo en agua dulce 251

746 Francobordo tropical en agua dulce 251

8 Caacutelculo del arqueo 252

81 Arqueo bruto 252

82 Arqueo neto 253

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico 255

1 Introduccioacuten 255

Iacutendice

2 Sistema de coordenadas 256

3 Escenarios considerados 257

4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de propulsores 257

5 Fuerzas y coeficientes de viento 259

6 Fuerzas y coeficientes de corriente 261

7 Fuerzas y coeficientes de olas 262

8 Resultados 263

81 Condicioacuten intacta 263

82 Peacuterdida T1 266

83 Peacuterdida A1 268

84 Peacuterdida A2 y T1 270

9 Conclusiones 272

Anaacutelisis econoacutemico 275

1 Introduccioacuten 275

2 Costes de los materiales y equipos 275

21 Costes asociados al casco 276

22 Equipos armamento e instalaciones 277

221 Equipos de fondeo amarre y remolque 278

222 Medios de salvamento 278

223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten 278

224 Equipos de fonda y hotel 278

225 Acondicionamiento de alojamientos 279

226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones 279

227 Medios de contraincendios 279

228 Instalacioacuten eleacutectrica 280

229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones 280

23 Maquinaria auxiliar de cubierta 280

24 Instalacioacuten propulsora 280

25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten 281

26 Cargas pertrechos y repuestos 282

27 Instalaciones especiales del buque 282

3 Costes de la mano de obra 283

Iacutendice

31 Costes de mano de obra asociados al casco 283

32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones 284

4 Costes de astillero 285

5 Conclusiones 286

Referencias 291

Planos 295

Anexo 1 Generacioacuten de alternativas 297

Anexo 2 Curva de aacutereas 299

Anexo 3 Balance eleacutectrico 301

Anexo 4 Pesos y centros de gravedad 307

Anexo 5 Situaciones de carga 309

Anexo 6 Generacioacuten de momentos escorantes 317

Anexo 7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico 329

1 Condicioacuten intacta 330

2 Peacuterdida T1 333

3 Peacuterdida A1 337

4 Peacuterdida A2 y T1 340

Iacutendice

Iacutendice de Ilustraciones

Ilustracioacuten 1 Ejemplo de buque AHTS Fuentewwwmarinelogcom 5

Ilustracioacuten 2 Ejemplo de buque PSV Fuente wwwsaltshipcom 5

Ilustracioacuten 3 Ejemplo de buque FCS Fuente wwwcgtradercom 5

Ilustracioacuten 4 Ejemplo de buque MPSV Fuente wwwoffshoreshipdesignerscom 6

Ilustracioacuten 5 Ejemplo de buque Offshore Carrier Fuente wwwoffshorewindbiz 6

Ilustracioacuten 6 Ejemplo de buque Well Stimulation Vessel Fuente wwwproductsdamencom 6

Ilustracioacuten 7 Disposicioacuten tiacutepica de la popa de un buque AHTS Fuente wwwsectormaritimoes

42

Ilustracioacuten 8 Aacuterea en la flotacioacuten a bajo nuacutemero de Froude Fuente [Larsson amp Raven 2010]

43

Ilustracioacuten 9 Representacioacuten de cuadernas en ldquoVrdquo [Baquero 2014] 44

Ilustracioacuten 10 Distribucioacuten de Presiones en Fondos Planos [Campana 2010] 45

Ilustracioacuten 11 Concepto de proa invertida o Xbow Fuente Ulstein 46

Ilustracioacuten 12 Bulbo semisumergido Fuente Gelibolu Shipyard 47

Ilustracioacuten 13 Influencia de la Astilla Muerta en la Generacioacuten de Spray y Presiones Ejercidas

[Larsson amp Raven 2010] 49

Ilustracioacuten 14 Obtencioacuten del modelo 3D del buque base Elaboracioacuten propia 50

Ilustracioacuten 15 Volumen equivalente de los propulsores de proa 52

Ilustracioacuten 16 Modelo en 3D del buque proyecto Elaboracioacuten propia 53

Ilustracioacuten 17 Curva de aacutereas normalizada Elaboracioacuten propia 54

Ilustracioacuten 18 Reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Fuente [Larssonamp

Raven 2010] 57

Ilustracioacuten 19 Estimacioacuten de las medidas de la obra muerta Elaboracioacuten propia 59

Ilustracioacuten 20 Disposicioacuten y elementos tiacutepicos de un buque AHTS Fuente [Casado J Martiacuten

DA] 64

Ilustracioacuten 21 Sistemas de remolque Shark Jaw (abajo) y Tow spin (fondo) Fuente

Wikipedia 66

Ilustracioacuten 22 Disposicioacuten de los mamparos transversales estancos Elaboracioacuten propia 73

Ilustracioacuten 23 Seccioacuten bajo doble fondo 77

Ilustracioacuten 24 Caacutelculo de la liacutenea de visioacuten Elaboracioacuten propia 81

Ilustracioacuten 25 Disposicioacuten de tanques de combustible 84

Ilustracioacuten 26 Disposicioacuten de los tanques de aceite 85

Iacutendice

Ilustracioacuten 27 Disposicioacuten del tanque de sentinas 86

Ilustracioacuten 28 Disposicioacuten de tanques de agua dulce 87

Ilustracioacuten 29 Disposicioacuten de los tanques de lastre 88

Ilustracioacuten 30 Disposicioacuten de otros tanques de servicio 89

Ilustracioacuten 31 Disposicioacuten de tomas de mar 90

Ilustracioacuten 32 Disposicioacuten de cofferdams 90

Ilustracioacuten 33 Aacuterea del perfil del buque 92

Ilustracioacuten 34 Anclas de tipo patente o stockless Fuente Natureduca 93

Ilustracioacuten 35 Dimensionamiento de eslabones y grilletes tipo Kenter Fuente

wwwanchorchains4ucom 94

Ilustracioacuten 36 Ubicacioacuten de las cajas de cadenas (en amarillo) 95

Ilustracioacuten 37 Tipos de luces de navegacioacuten Fuente wwwnaval582com 101

Ilustracioacuten 38 Caracteriacutesticas del dispositivo para el tratamiento de aguas de lastre Fuente

wwwgeacom 107

Ilustracioacuten 39 Clasificacioacuten de mamparos que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

109

Ilustracioacuten 40 Clasificacioacuten de cubiertas que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

110

Ilustracioacuten 41 Gruacutea telescoacutepica instalada en la cubierta de trabajo Fuente Palfinger 120

Ilustracioacuten 42 Capacidad de izado de la gruacutea principal 120

Ilustracioacuten 43 Esquema de los elementos del sistema de posicionamiento dinaacutemico Fuente

dynamic-positioningcom 122

Ilustracioacuten 44 Modelo del conjunto de Tow Pins instalado Fuente kappis-nauticde 125

Ilustracioacuten 45 Propulsor de eje vertical modelo Voith Schneider Fuente wwwvoithcom 134

Ilustracioacuten 46 Esquema tiacutepico de una liacutenea de ejes Fuente wwwricepropulsioncom 135

Ilustracioacuten 47 Propulsor azimutal tiacutepico Fuente wwwcomarsecom 136

Ilustracioacuten 48 Ejemplo de buque con propulsioacuten azimutal en proa Fuente wwwgcaptaincom

139

Ilustracioacuten 49 Ejemplo de heacutelice transversal en tuacutenel Fuente wwwtrasmeshipscom 140

Ilustracioacuten 50 Obtencioacuten del huelgo disponible en popa 144

Ilustracioacuten 51 Propulsor azimutal de popa Modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom 145

Ilustracioacuten 52 Dimensiones del modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom 146

Ilustracioacuten 53 Modelo representativo de los propulsores transversales Fuente

wwwwartsilacom 147

Iacutendice

Ilustracioacuten 54 Disposicioacuten de los propulsores principales de popa sobre el buque 148

Ilustracioacuten 55 Disposicioacuten de los propulsores principales de proa sobre el buque 149

Ilustracioacuten 56 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga 161

Ilustracioacuten 57 Dimensiones del grupo generador principal Fuente wwwenginesmaneu 162

Ilustracioacuten 58 Dimensiones del grupo generador de emergencia Fuente wwwenginemaneu

163

Ilustracioacuten 59 Diagrama del sistema de combustible de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu 165

Ilustracioacuten 60 Diagrama del sistema de arranque mediante aire comprimido Fuente

wwwenginemaneu 171

Ilustracioacuten 61 Sistema de exhaustacioacuten de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu 175

Ilustracioacuten 62 Esquema del sistema de exhaustacioacuten 177

Ilustracioacuten 63 Esquema de ventilacioacuten de Caacutemara de maacutequinas Fuente Maroacuten B D [2015]

178

Ilustracioacuten 64 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas 183

Ilustracioacuten 65 Representacioacuten esquemaacutetica del diagrama unifilar 185

Ilustracioacuten 66 Criterio de signos tomado para el meacutetodo del buque viga Fuente Bureau Veritas

191

Ilustracioacuten 67 Distribucioacuten del momento en aguas tranquilas 193

Ilustracioacuten 68 Distribucioacuten del momento en olas 194

Ilustracioacuten 69 Distribucioacuten de los momentos flectores totales sobre la eslora del buque Fuente

Bureau Veritas 194

Ilustracioacuten 70 Distribucioacuten de los momentos flectores totales 195

Ilustracioacuten 71 Valores admisibles de tensiones globales Fuente Bureau Veritas 195

Ilustracioacuten 72 Tensiones locales admisibles para chapas Fuente Bureau Veritas 196

Ilustracioacuten 73 Tensiones locales admisibles para refuerzos secundarios Fuente Bureau

Veritas 196

Ilustracioacuten 74 Tensiones locales admisibles para refuerzos primarios Fuente Bureau Veritas

197

Ilustracioacuten 75 Subdivisiones del buque a lo largo de la eslora Fuente Bureau Veritas 197

Ilustracioacuten 76 Movimientos verticales relativos del buque Fuente Bureau Veritas 198

Ilustracioacuten 77 Aceleraciones en funcioacuten de la zona del buque Fuente Bureau Veritas 201

Ilustracioacuten 78 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local 207

Iacutendice

Ilustracioacuten 79 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 66 sobre el modelo 3D 208

Ilustracioacuten 80 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 66 modelada en MARS 209

Ilustracioacuten 81 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local 210

Ilustracioacuten 82 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 42 sobre el modelo 3D 211

Ilustracioacuten 83 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 42 modelada en MARS 212

Ilustracioacuten 84 Seccioacuten media Verificacioacuten de la resistencia local 212

Ilustracioacuten 85 Divisioacuten del buque en 20 secciones 216

Ilustracioacuten 86 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo 234

Ilustracioacuten 87 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo 234

Ilustracioacuten 88 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC01 235

Ilustracioacuten 89 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC02 236

Ilustracioacuten 90 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC03 237

Ilustracioacuten 91 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC04 238

Ilustracioacuten 92 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC05 239

Ilustracioacuten 93 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC06 240

Ilustracioacuten 94 Componentes de la tensioacuten del cable de tiro de popa Fuente Bureau Veritas

241

Ilustracioacuten 95 Paraacutemetros del guide pin Fuente Bureau Veritas 241

Ilustracioacuten 96 Brazos adrizante y brazos escorantes debidos al tiro en popa 243

Ilustracioacuten 97 Espacios cerrados del buque 253

Ilustracioacuten 98 Cargas ambientales consideradas Fuente Holvik J Kongsberg Simrad Inc

255

Ilustracioacuten 99 Sistema de coordenadas considerado 256

Ilustracioacuten 100 Disposicioacuten de propulsores 258

Ilustracioacuten 101 Aacuterea lateral expuesta al viento 260

Ilustracioacuten 102 Aacuterea frontal expuesta al viento 260

Ilustracioacuten 103 Coeficientes de viento considerados 261

Ilustracioacuten 104 Coeficientes de viento considerados 262

Ilustracioacuten 105 Paraacutemetros de entrada necesarios Fuente DNV-GL 263

Ilustracioacuten 106 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Condicioacuten intacta

264

Ilustracioacuten 107 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Condicioacuten intacta 265

Ilustracioacuten 108 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Condicioacuten intacta 265

Iacutendice

Ilustracioacuten 109 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida T1 266

Ilustracioacuten 110 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida T1 267

Ilustracioacuten 111 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida T1 267

Ilustracioacuten 112 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A1 268

Ilustracioacuten 113 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A1 269

Ilustracioacuten 114 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A1 269

Ilustracioacuten 115 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A2 y T1 270

Ilustracioacuten 116 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A2 y T1 271

Ilustracioacuten 117 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A2 y T1 271

Ilustracioacuten 118 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Intacto y peacuterdida A2

y T1 273

Ilustracioacuten 119 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Intacto y peacuterdida A2 y T1 273

Ilustracioacuten 120 Reparto de costes de materiales y equipos 287

Ilustracioacuten 121 Reparto de costes de mano de obra 288

Ilustracioacuten 122 Reparto de costes de astillero 288

Ilustracioacuten 123 Curva de aacutereas normalizada 300

Iacutendice de tablas

Tabla 1-1 Siglas y acroacutenimos empleados 2

Tabla 1-2 Base de datos (1) 10

Tabla 1-3 Base de datos (2) 10

Tabla 1-4 Caracteriacutesticas del buque base 11

Tabla 1-5 Dimensiones obtenidas de la base de datos 19

Tabla 1-6 Rangos de relaciones adimensionales de la base de datos 19

Tabla 1-7 Dimensiones y relaciones adimensionales de la alternativa inicial 21

Tabla 1-8 Resumen de pesos de la alternativa inicial 25

Tabla 1-9 Caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial 28

Tabla 1-10 Coeficientes asociados al coste de material a granel 29

Tabla 1-11 Paraacutemetros de la alternativa final seleccionada 31

Tabla 1-12 Coeficientes de carena de la alternativa final seleccionada 33

Tabla 1-13 Evaluacioacuten teacutecnica del aacuterea de cubierta 34

Tabla 1-14 Estimacioacuten del francobordo tabular 35

Iacutendice

Tabla 1-15 Dimensiones principales 39

Tabla 1-16 Relaciones adimensionales 39

Tabla 1-17 Coeficientes de la carena 39

Tabla 1-18Partidas de pesos 39

Tabla 1-19 Otros valores caracteriacutesticos 40

Tabla 2-1 Comparativa de los coeficientes de carena estimados y obtenidos 51

Tabla 2-2 Comprobacioacuten de la aplicacioacuten de los meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

58

Tabla 2-3 Aacutereas proyectas de superestructura y obra muerta 60

Tabla 3-1 Consumos del buque base en navegacioacuten 68

Tabla 3-2 Nuacutemero de mamparos transversales estancos miacutenimo Fuente Bureau Veritas 73

Tabla 3-3 Caracteriacutesticas de los tanques de combustible 83

Tabla 3-4 Caracteriacutesticas de los tanques de aceite 85

Tabla 3-5 Caracteriacutesticas de los tanques de agua dulce 87

Tabla 3-6 Caracteriacutesticas de los tanques de lastre 88

Tabla 3-7 Caracteriacutesticas de los tanques de servicio 89

Tabla 4-1 Caracteriacutesticas del fondeo a disponer en funcioacuten del numeral de equipo 92

Tabla 4-2 Caracteriacutesticas de las liacuteneas de fondeo 94

Tabla 4-3 Resumen de los elementos del sistema de amarre y fondeo 97

Tabla 4-4 Ramales del colector de sentinas Diaacutemetros interiores 103

Tabla 4-5 Presioacuten miacutenima de trabajo de las bombas de lastre 105

Tabla 4-6 Caracteriacutesticas de los monitores para la notacioacuten FIFI II Fuente Bureau Veritas

113

Tabla 4-7 Potencia de las luces de navegacioacuten 126

Tabla 4-8 Iluminancia media en funcioacuten del espacio Fuente ABS 127

Tabla 4-9 Iluminacioacuten interior de los distintos espacios 128

Tabla 4-10 Temperatura y humedad en funcioacuten de la estacioacuten 130

Tabla 4-11 Volumen de los distintos locales a ventilar 130

Tabla 5-1 Matriz de PUGH realizada para la seleccioacuten del sistema de propulsioacuten 138

Tabla 5-2 Consumidores principales no asociados a la propulsioacuten 141

Tabla 5-3 Modelos de propulsor azimutal de popa considerados 143

Tabla 5-4 Dimensiones del propulsor de proa 147

Iacutendice

Tabla 5-5 Disposicioacuten de los propulsores de proa 149

Tabla 6-1 Principales consumidores eleacutectricos del buque 156

Tabla 6-2 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga 159

Tabla 6-3 Regiacutemenes de funcionamiento de los generadores principales por situacioacuten de carga

160

Tabla 6-4 Caracteriacutesticas principales del grupo generador principal 161

Tabla 6-5 Regiacutemenes de funcionamiento del generador de emergencia por situacioacuten de carga

163

Tabla 6-6 Consumo de los motores de los generadores principales y de emergencia 164

Tabla 6-7 Calor a disipar por el sistema de refrigeracioacuten 168

Tabla 6-8 Zonas especiales en virtud del convenio MARPOL 174

Tabla 6-9 Caudales y voluacutemenes considerados en el sistema de ventilacioacuten 179

Tabla 6-10 Modelo de ventilador seleccionado 179

Tabla 6-11 Ventilacioacuten de los locales de propulsioacuten 179

Tabla 6-12 Principales consumidores eleacutectricos del buque (valores actualizados) 180

Tabla 6-13 Resumen del balance eleacutectrico 182

Tabla 7-1 Disposicioacuten de los elementos estructurales principales 191

Tabla 7-2 Valor de los movimientos relativos verticales del buque 198

Tabla 7-3 Valor de las aceleraciones relativos verticales del buque 200

Tabla 7-4 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de popa 208

Tabla 7-5 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de proa 210

Tabla 7-6 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten media 213

Tabla 7-7 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de popa 213

Tabla 7-8 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de proa 214

Tabla 7-9 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten media 214

Tabla 7-10 Distribucioacuten del acero longitudinal continuo 217

Tabla 7-11 Peso del acero longitudinal continuo 217

Tabla 7-12 Peso del acero longitudinal continuo 218

Tabla 7-13 Peso de acero de la superestructura 220

Tabla 7-14 Peso final de acero de la superestructura 220

Tabla 7-15 Peso de acero total obtenido 220

Tabla 7-16 Peso de la maquinaria y equipos 221

Iacutendice

Tabla 7-17 Peso final de la partida de habilitacioacuten 223

Tabla 7-18 Peso en rosca final 223

Tabla 8-1 Partidas del peso muerto 226

Tabla 8-2 Puntos de inundacioacuten progresiva 227

Tabla 8-3 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC01 228

Tabla 8-4 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC02 229

Tabla 8-5 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC03 230

Tabla 8-6 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC04 231

Tabla 8-7 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05 232

Tabla 8-8 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05 233

Tabla 8-9 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC01 235

Tabla 8-10 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC02 236

Tabla 8-11 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC03 237

Tabla 8-12 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC04 238

Tabla 8-13 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05 239

Tabla 8-14 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05 240

Tabla 8-15 Criterios especiacuteficos de la notacioacuten AHTS 244

Tabla 8-16 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas 246

Tabla 8-17 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas en popa 246

Tabla 8-18 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

247

Tabla 8-19 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas tras golpe en costado 247

Tabla 8-20 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

248

Tabla 8-21 Obtencioacuten del francobordo tabular 249

Tabla 8-22 Valores de arrufo obtenidos de la curva normal 250

Tabla 8-23 Deficiencias de arrufo en las mitades de popa y de proa 250

Tabla 8-24 Francobordos miacutenimos obtenidos 252

Tabla 8-25 Volumen de los espacios cerrados del buque 253

Tabla 8-26 Volumen total de los espacios de carga 254

Tabla 8-27 Volumen total de los espacios de carga 254

Tabla 9-1 Caracteriacutesticas principales del buque 257

Iacutendice

Tabla 9-2 Caracteriacutesticas de los propulsores 258

Tabla 10-1 Costes asociados a la pintura y preparacioacuten de superficies 277

Tabla 10-2 Coste de los medios de salvamento 278

Tabla 10-3 coste de los equipos de navegacioacuten y comunicaciones 279

Tabla 10-4 Coste de los propulsores principales 281

Tabla 10-5 Coste de los equipos especiales 282

Tabla 10-6 Costes de materiales y equipos 283

Tabla 10-7 Costes de mano de obra 285

Tabla 1-1 Generacioacuten de alternativas (1) 297

Tabla 1-2 Generacioacuten de alternativas (2) 297

Tabla 1-3 Generacioacuten de alternativas (3) 298

Tabla 3-1 Principales consumidores instalados en el buque 301

Tabla 3-2 Balance eleacutectrico 303

Tabla 5-1 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC01 309

Tabla 5-2 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC02 310

Tabla 5-3 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC03 311

Tabla 5-4 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC04 312

Tabla 5-5 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC05 313

Tabla 5-6 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC06 314

Tabla 6-1 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=10 317

Tabla 6-2 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=45 318

Tabla 6-3 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=80 319

Tabla 6-4 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=10 320

Tabla 6-5 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=45 321

Tabla 6-6 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=80 323

Tabla 6-7 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=10 324

Tabla 6-8 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=45 325

Tabla 6-9 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=80 326

Tabla 7-1 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (1) 330

Tabla 7-2 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (2) 331

Tabla 7-3 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (1) 333

Tabla 7-4 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (2) 335

Iacutendice

Tabla 7-5 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (1) 337

Tabla 7-6 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (2) 339

Tabla 7-7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (1) 340

Tabla 7-8 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (2) 342

Iacutendice

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

1

Anaacutelisis funcional y conceptual

Dimensionamiento

1 Especificacioacuten del proyecto

Las especificaciones del buque estudiado se resumiraacuten a continuacioacuten

Trabajo Fin de Maacutester Nordm 084

Tutor D Jaime Pancorbo Crespo

Alumno Gabriel Pascual Loacutepez

bull TIPO DE BUQUE ANCHOR HANDLING TUG SUPPLY VESSEL

bull BANDERA SEYCHELLES

bull PESO MUERTO 800 TPM

bull TIRO A PUNTO FIJO (BOLLARD PULL) 40 t

bull Aacuterea miacutenima y carga de cubierta 200m2 y 5 tm2

bull VELOCIDAD EN PRUEBAS 12 nudos al 90 del MCR con un 15 de margen de mar

bull PROPULSIOacuteN dieacutesel eleacutectrico

bull ACOMODACIOacuteN 36 personas

bull SOCIEDAD DE CLASIFICACIOacuteN Bureau Veritas

bull CLASIFICACIOacuteN Y COTAS I +HULL +MACH OFFSHORE SUPPORT VESSEL (TUG

SUPPLY ANCHOR HANDLING Fire-fighting 1 WATER SPRAYING) +AUT-UMS

DYNAPOS -AMAT UNRESTRICTED NAVIGATION

bull REGLAMENTACIOacuteN SOLAS MARPOL y los requeridos por la reglamentacioacuten

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

2

2 Introduccioacuten

El objetivo de este apartado no es otro que el de realizar una presentacioacuten del buque objetivo

asiacute como de sus caracteriacutesticas y cualidades maacutes representativas Tambieacuten se describiraacuten sus

funciones y su finalidad o misioacuten

En primer lugar debemos destacar el hecho de que la funcioacuten principal de este tipo de buques

y de la cual reciben su nombre es la de dar apoyo a instalaciones en alta mar denominadas

instalaciones Offshore El apoyo prestado puede ir desde el mero suministro de cargas y

pertrechos hasta el desempentildeo de un papel maacutes especiacutefico como puede ser el remolque y

posicionamiento de plataformas y sobre todo al tendido y manejo de anclas

El disentildeo final deberaacute cumplir con una serie de normativas y reglas Deberaacute cumplir con las

reglas internacionales como son principalmente los convenios SOLAS (Safety Of Life At Sea)

MARPOL (Marine Pollution) COLREG (Convention on the International Regulations for

Preventing Collisions at Sea) etc

Seraacute un buque clasificado por Bureau Veritas por lo que debe cumplir tambieacuten con toda la

reglamentacioacuten exigida por esta sociedad de clasificacioacuten y las diferentes resoluciones de la

IMO que afecten a este tipo de buque

3 Siglas y acroacutenimos empleados

En la presente seccioacuten se adjunta una tabla en la que se resumen las distintas siglas empleadas

a lo largo del presente proyecto y en la que ademaacutes se explica el significado de las mismas

Tabla 1-1 Siglas y acroacutenimos empleados

Sigla Significado

AHTS Anchor Handling Tug Supply

COLREG Conventions on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea

DP Dynamic Positioning

FiFi Fire Fighting

IMO International Maritime Organization (OMI en espantildeol)

MARPOL Marine Pollution

MDO MGO Marine Diesel Gas Oil

ROVs Remote Operated Vehicles

SOLAS Safety Of Life At Sea

TPF Tiro a Punto Fijo

VRS Vertical Reference System

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

3

4 El buque supply

El nacimiento de este tipo de buques vino de la mano de la aparicioacuten y proliferacioacuten en la

industria naval de las plataformas offshore

Son como su propio nombre indica buques de apoyo y suministro a tales plataformas

Dependiendo de la finalidad a la que esteacuten destinados tendraacuten como es loacutegico unas

caracteriacutesticas determinadas

En teacuterminos generales se trata de buques de tamantildeo medio alto (entre los 50-150 metros de

eslora total) y que estaacuten dotados de una cubierta muy amplia con una superficie de trabajo muy

elevada Cuentan con una maniobrabilidad excelente y con una gran capacidad de carga

distribuida en amplios espacios y bodegas Por lo general su potencia desmesurada se debe

a su elevada capacidad de tiro a punto fijo

En definitiva las cualidades que caracterizan a este tipo de buques y que suponen los

paraacutemetros del disentildeo sobre los cuales se basaraacute su proyecto son

bull Amplia cubierta de trabajo que ocupa praacutecticamente 23 de la eslora del buque a popa

y que provoca que la estructura se situacutee a proa Sirve para la estiba de carga y para

facilitar las operaciones en alta mar

bull Los espacios y bodegas son destinados praacutecticamente al almaceacuten de los productos y

consumibles para transportar agua potable y no potable lodo de perforacioacuten1 cemento

combustibles productos quiacutemicos etc Por lo general estos productos se transportan

en contenedores circulares dentro de las bodegas de carga

bull Si el buque cuenta con capacidad de remolque o tiro a punto fijo dispondraacute de un chigre

en crujiacutea Si cuenta con capacidad de manejo de anclas contaraacute con un rodillo y una

maquinilla a popa para el manejo de las mismas En ambos casos se vuelve a hacer

patente la necesidad de una cubierta amplia y diaacutefana

bull Por lo general en cuanto a la propulsioacuten la solucioacuten maacutes extendida es la de disponer

dos heacutelices azimutales a popa Tambieacuten aunque en menor medida se opta por la

solucioacuten tradicional que consiste en heacutelices acopladas mediante liacuteneas de ejes a los

motores

bull En funcioacuten del sistema de propulsioacuten la caacutemara de maacutequinas se ubicaraacute en una zona u

otra Es corriente que se situacutee en la zona central del buque para conseguir un mayor

espacio para poder albergar asiacute los motores principales los generadores las bombas

contraincendios y demaacutes equipos

1 Mezcla de arcillas agua y productos quiacutemicos utilizada en la industria offshore en las operaciones de perforacioacuten

para lubricar y enfriar la barrena para elevar hasta la superficie el material que va cortando la barrena para evitar

el colapso de las paredes del pozo y para mantener bajo control el flujo ascendente del aceite o del gas Es circulado

en forma continua hacia abajo por la tuberiacutea de perforacioacuten y hacia arriba hasta la superficie por el espacio entre

la tuberiacutea de perforacioacuten y la pared del pozo (Ver [18])

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

4

bull La habilitacioacuten estaacute situada en la proa del buque distribuida en varias cubiertas de la

superestructura El puente estaacute situado lo maacutes alto posible y es normal que permita una

visioacuten de 360ordm al capitaacuten

bull En estos buques los requisitos de maniobrabilidad y de estabilidad son importantes ya

que realizan operaciones de aproximacioacuten a plataformas muy arriesgadas y en mares

muy agitados Por tanto debido a ello tienen una manga muy grande en comparacioacuten a

lo que seriacutea normal para un buque similar en eslora Ademaacutes para garantizar la

seguridad y buen hacer de tales operaciones este tipo de buques suele contar con

sistemas de posicionamiento dinaacutemico que permiten al buque permanecer en una

posicioacuten determinada de manera muy precisa y continuada en el tiempo

bull Debido a su buena maniobrabilidad y relativa agilidad pueden utilizarse en caso de

emergencia como buques de rescate y tambieacuten como buques anti colisioacuten para la

prevencioacuten de abordajes Cuentan en numerosos casos con sistemas de lucha contra

incendios bien para fuegos del propio buque o para otros buques o plataformas

Algunos tambieacuten disponen de capacidad para recogida de vertidos de productos

peligrosos

bull Por uacuteltimo aunque en menor medida algunos de estos buques estaacuten especializados en

la ayuda a las operaciones submarinas y estaacuten equipados con medios y equipos de

ayuda a buceadores ROVs (Remote Operated Vehicle) etc

5 Anaacutelisis de la misioacuten

Una vez definido el buque en siacute es conveniente definir a continuacioacuten la misioacuten para la cual ha

de ser proyectado y disentildeado

Existen diferentes tipos de buques supply atendiendo a la misioacuten Los 6 principales tipos

podemos resumirlos brevemente como sigue

bull Anchor Handling Tug Supply (AHTS) Se encargan de hacer tareas de manejo de

anclas remolque de las plataformas de perforacioacuten transporte de suministros etc

Estaacuten equipados con gruacuteas en cubierta para operaciones con anclas y cuentan con gran

capacidad de tiro a punto fijo El buque que se proyectaraacute en el presente informe seraacute

de este tipo

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

5

Ilustracioacuten 1 Ejemplo de buque AHTS Fuentewwwmarinelogcom

bull Buques de suministro a plataformas de perforacioacuten Platform Supply Vessels (PSV)

Llevan a cabo misiones de aprovisionamiento de tuberiacuteas cemento combustibles

suministros liacutequidos etc Pueden utilizarse tambieacuten como buques standby de rescate

etc

Ilustracioacuten 2 Ejemplo de buque PSV Fuente wwwsaltshipcom

bull Fast Crew Supplier (FCS) Para el transporte raacutepido de personal o suministros a las

plataformas

Ilustracioacuten 3 Ejemplo de buque FCS Fuente wwwcgtradercom

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

6

bull Multi-Purpose Service Vessels (MPSV) o buques de servicio multipropoacutesito Como su

propio nombre indica son buques destinados a una amplia gama de operaciones desde

acomodacioacuten vigilancia operaciones submarinas etc

Ilustracioacuten 4 Ejemplo de buque MPSV Fuente wwwoffshoreshipdesignerscom

-Offshore Carrier Especialmente disentildeados para el transporte de elementos pesados de las

plataformas offshore

Ilustracioacuten 5 Ejemplo de buque Offshore Carrier Fuente wwwoffshorewindbiz

-Well Stimulation Vessel buques para la estimulacioacuten de la produccioacuten Intervienen en los

yacimientos de petroacuteleo o gas para aumentar la produccioacuten mejorando el flujo de hidrocarburos

de la zona de drenaje en el agujero del pozo

Ilustracioacuten 6 Ejemplo de buque Well Stimulation Vessel Fuente wwwproductsdamencom

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

7

6 Introduccioacuten al dimensionamiento

El objetivo de este capiacutetulo es determinar las dimensiones principales del buque proyecto y sus

coeficientes de forma maacutes representativos Ademaacutes se haraacute una estimacioacuten preliminar de

pesos y de potencia instalada a bordo Los resultados obtenidos serviraacuten como punto de partida

para completar el resto del documento y se iraacuten ajustando a lo largo del mismo

El punto de partida consiste en la elaboracioacuten de una base de datos de buques

geomeacutetricamente similares y con la misma misioacuten que el buque proyecto (ver Tabla 1-2 y Tabla

1-3)

A continuacioacuten se determinaraacuten los valores miacutenimos reglamentarios de las distintas relaciones

adimensionales aplicables o de intereacutes a este tipo de buques de acuerdo con lo establecido

seguacuten [1] En base a los valores obtenidos se generaraacute un nuacutemero determinado de alternativas

cuyos valores se encuentren entre los rangos previamente establecidos Atendiendo a distintos

criterios tomados en base a las especificaciones de proyecto se determinaraacute cuaacutel de todas las

alternativas es la idoacutenea

Tras ello se realizaraacute un breve desglose del peso en rosca y una pequentildea estimacioacuten del aacuterea

de trabajo disponible en cubierta

Por uacuteltimo se haraacute una comprobacioacuten inicial de la estabilidad y como final del capiacutetulo se

incluiraacute un breve caacutelculo del francobordo disponible en base a lo establecido seguacuten el Convenio

Internacional de las Liacuteneas de Carga

En resumen este Capiacutetulo incluye los siguientes apartados

1 Elaboracioacuten de una base de datos con buques similares al objetivo

2 Obtencioacuten sobre los datos obtenidos de la misma de regresiones lineales

3 Generacioacuten de alternativas en base a los valores obtenidos a partir de las regresiones

4 Evaluacioacuten del cumplimiento de las mismas en base a los intervalos aceptables de

relaciones adimensionales para este tipo de buque

5 Evaluacioacuten teacutecnico-econoacutemica de las distintas alternativas

6 Eleccioacuten y anaacutelisis de la alternativa viable idoacutenea

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

8

7 Base de Datos

Como ya se mencionoacute previamente en el apartado anterior el primer paso tomado de cara a

comenzar el dimensionamiento del buque proyecto fue el de realizar una base de datos En la

misma se recopiloacute informacioacuten relativa a una serie de buques similares al buque proyecto cuyos

paraacutemetros dimensionales guardaban estrecha relacioacuten entre siacute Los valores que se incluyeron

en la base de datos son aquellos que o bien eran necesarios para definir y proyectar el buque

en cuestioacuten o bien aportaban especial informacioacuten de alguacuten sistema especial de ese tipo de

buque

Ademaacutes se tomaron una serie de consideraciones previas a la buacutesqueda de buques para tratar

de obtener asiacute valores de la manera maacutes precisa posible

bull Rango inicial de esloras comprendidas entre los 50 y los 65 metros

bull Buques a igualdad de misioacuten (como vimos en el apartado El buque supply buque de

apoyo a plataformas con capacidad de manejo de anclas)

bull Buques no gemelos para no alterar la linealidad de las regresiones

bull Buques posteriores (en la medida de lo posible) al antildeo 2011

bull Al ser un buque que tiene capacidad de remolque la potencia de tiro o bollard pull tuvo

que tenerse en cuenta al ser un paraacutemetro que influye en la potencia total instalada y la

alguna dimensioacuten2

bull Aunque su influencia en las dimensiones principales no es determinante el hecho de

que disponga de capacidad contraincendios requiere que se seleccionen buques con la

misma capacidad En este caso se puede comprobar que los buques seleccionados

tienen todos clasificacioacuten FiFi 1

Como se puede comprobar en la Tabla 1-2 y la

Tabla 1-3 debido a las consideraciones anteriores la base de datos no es del todo extensa ya

que estaacute formada por simplemente diez (10) buques Sin embargo al tratarse de una estimacioacuten

preliminar se puede asumir que es un nuacutemero suficiente

2 Capacidades de tiro muy elevadas obligan a aumentar la manga para garantizar una adecuada estabilidad y maniobrabilidad durante la operacioacuten Si el aumento de este paraacutemetro no es posible la solucioacuten pasa por aumentar el calado una cierta cantidad equivalente

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

9

En definitiva los valores que se compararon fueron los siguientes

bull Bandera

bull Antildeo de construccioacuten

bull Capacidad DP

bull Tiro (t) tiro o bollard pul

bull FiFi capacidad 12 oacute 3

bull GT Gross Tonnage o arqueo bruto

bull NT Net Tonnage o arqueo neto

bull PM (t) peso muerto

bull Loa (m) eslora total

bull Lpp (m) eslora entre perpendiculares

bull B (m) manga

bull D (m) puntal

bull T (m) calado

bull P (kW) Potencia propulsiva instalada

bull Pelec (kW) potencia eleacutectrica instalada

bull V (kn) velocidad de servicio

A continuacioacuten se muestra en la siguiente tabla la base de datos definitiva que se elaboroacute

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

10

Tabla 1-2 Base de datos (1)

NOMBRE Bandera Antildeo construccioacuten DP Tiro (t) FiFi GT NT PM (t)

BOURBON SAGITTA - 2014 X 75 1 2014 604 1622

OMNI MARISSA MALAYSIA 2011 X 70 1 1706 511 1714

TIME RINA MALAYSIA 2013 X 70 1 1683 504 1388

DIAN HORIZON INDONESIA 2013 X 65 1 1555 466 1350

LION KING SAINT VINCENT AND THE GRENADINES 2012 X 65 1 1537 461 1357

MARTENS - A651 MARSHALL ISLANDS 2012 X 65 1 1500 450 1350

RAWABI 322 TUVALU 2015 X 65 1 1575 472 1400

SWISCCO PEARL SINGAPORE 2014 X 65 1 1463 439 1300

MADUKARA INDONESIA 2017 X 65 1 1488 447 1020

OYA SAINT VINCENT AND THE GRENADINES 2015 X 35 1 1240 372 767

Tabla 1-3 Base de datos (2)

NOMBRE Loa (m) Lpp (m) B (m) D (m) T (m) P (kW) Pelec (kW) V (kn)

BOURBON SAGITTA 648 585 16 58 49 3960 2488 13

OMNI MARISSA 60 539 155 57 485 3840 2300 12

TIME RINA 5924 5221 1495 56 48 3840 2366 13

DIAN HORIZON 59 55 146 55 475 3840 2250 135

LION KING 587 532 146 55 475 3840 2200 13

MARTENS - A651 587 5631 146 55 475 3840 2150 135

RAWABI 322 587 532 146 55 48 3840 2382 135

SWISCCO PEARL 585 517 146 55 475 3840 1700 13

MADUKARA 538 504 148 55 45 3840 1800 12

OYA 50 4551 135 55 43 2400 1800 11

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

11

8 Buque Base

Una vez completada la base de datos se escoge un buque base para ser tomado como

referencia en el dimensionamiento El criterio de seleccioacuten no es otro que tomar el buque cuyas

caracteriacutesticas sean las maacutes parecidas a las del buque proyecto y de aquel del que se

dispongan maacutes datos Ademaacutes ha de tratarse de un buque de nueva construccioacuten

El buque elegido es el OYA el cual tiene un peso muerto de 767 TPM con 50 metros de eslora

total y 422 metros de eslora entre perpendiculares Cuenta tambieacuten con un aacuterea de cubierta de

aproximadamente 200 m2 con una gruacutea electrohidraacuteulica en cubierta con capacidad de 12

toneladas y con un rodillo de popa de 130 toneladas

En la siguiente tabla se recogen las principales caracteriacutesticas de este buque

Tabla 1-4 Caracteriacutesticas del buque base

Paraacutemetro Valor

Nombre OYA

Clasificacioacuten BV

LOA (m) 50

Lpp (m) 4551

Manga (m) 135

Puntal (m) 55

Calado (m) 43

Desplazamiento (t) 1891

Peso muerto (t) 76700

Peso en rosca (t) 11244

Aacuterea cubierta principal (m2) 220 m2

Velocidad 11

Tanques de combustible (m3) 314

Tanques de agua dulce (m3) 380

Tanques de lastre (m3) 245

Acomodacioacuten personas 35

Potencia (kW) 2400

9 Regresiones directas

Con el objetivo de estimar de manera orientativa las dimensiones principales del buque

proyecto y adecuarlas asiacute a lo establecido en la especificacioacuten se realizaron regresiones

directas o lineales a partir de los buques que se incluyeron en la base de datos En las

siguientes ilustraciones se muestran sendas regresiones y en la Tabla 1-5 se resumen los

paraacutemetros obtenidos de realizar cada una de estas regresiones Los valores obtenidos seraacuten

posteriormente revisados y corregidos

Durante el proceso de dimensionamiento se siguieron documentos como

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

12

bull El libro ldquoEl Proyecto Baacutesico del Buque Mercanterdquo [1]

bull Las notas ldquoSobre los Buques de Suministrordquo [16]

Es necesario mencionar que cada una de estas regresiones se ha realizado teniendo en cuenta

su coeficiente de correlacioacuten3 Este valor es llamativo en la Ilustracioacuten 1-5 referente a la relacioacuten

LD lo cual se debe a que en este tipo de buques el puntal suele ser elevado y no suele variar

apenas con la eslora debido a las exigentes necesidades geomeacutetricas necesarias para llevar a

cabo con seguridad las operaciones de remolque Este hecho explica que para variaciones de

eslora no se produzcan variaciones de puntal y consecuentemente el valor de correlacioacuten se

altere y sea bajo

91 Eslora total

Aunque en este tipo de buque puede que no sea la dimensioacuten maacutes caracteriacutestica siacute que seraacute

la que condicione en mayor medida el resto y por tanto la correcta operacioacuten del mismo En la

especificacioacuten de proyecto se ha definido una capacidad de 800 TPM que se consiguen con

una determinada eslora Por este motivo la regresioacuten para definir la eslora seraacute en funcioacuten de

este paraacutemetro

Ilustracioacuten 1-1 Regresioacuten L - TPM

Introduciendo las toneladas de peso muerto miacutenimas se obtiene una eslora de

119871119874119860 (119898) = 00133 middot 119883 + 40511 = 00133 middot 800 + 40511 = 511 m Eq 1

3 Coeficiente de correlacioacuten muestra coacutemo de fiable es la regresioacuten realizada siendo mayor

cuanto maacutes se acerque R2 a 1

y = 00133x + 40511

Rsup2 = 08528

35

135

235

335

435

535

635

735

48 248 448 648 848 1048 1248 1448 1648 1848

LOA

(m

)

TPM

L-TPM

L-TPM Lineal (L-TPM)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

13

En definitiva

119871119874119860 (119898) = 511 119898 Eq 2

92 Eslora entre perpendiculares

La eslora entre perpendiculares se puede obtener a partir de la eslora total obtenida en el

apartado anterior

Ilustracioacuten 1-2 Regresioacuten Lpp - LOA

La eslora entre perpendiculares obtenida a traveacutes de esta regresioacuten es

119871119901119901(119898) = 08314 middot 119883 + 46499 = 08314 middot 511 + 46499 = 4718 119898 Eq 3

Pero de acuerdo con lo establecido en [16] es necesario confirmar la eslora entre

perpendiculares con el peso muerto

y = 08314x + 46499Rsup2 = 08445

10

20

30

40

50

60

70

48 50 52 54 56 58 60 62 64 66

Lpp

(m

)

LOA (m)

Lpp-LOA

Lpp-LOA Lineal (Lpp-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

14

Ilustracioacuten 1-3 Regresioacuten Lpp-TPM

En este caso la eslora entre perpendiculares obtenida es

119871119901119901 (119898) = 00108 middot 119883 + 38655 = 00108 middot 800 + 38655 = 473 119898 Eq 4

En este caso podemos comprobar que ambos valores son sumamente parecidos y no es

necesario escoger entre ambas De haber sido asiacute hubiera primado el hecho de cumplir con

las toneladas de peso muerto antes que conseguir una relacioacuten L Lpp maacutes exacta

Por lo tanto

119871119901119901 (119898) = 473 119898 Eq 5

93 Manga

Para obtener el valor estimado de la manga se van a realizar regresiones con respecto a la

eslora total y a la capacidad de tiro a punto fijo En el primer caso es posible que la relacioacuten

entre las esloras y las mangas de los buques seleccionados no guarden una estrecha relacioacuten

Esto se debe a que debido a las propias caracteriacutesticas de los buques AHTS la manga no va

tan ligada a la eslora como cabriacutea esperar sino que va muy ligada a la potencia de tiro a punto

fijo (por razones de estabilidad que se veraacute maacutes adelante)

De este modo la manga obtenida a partir de la eslora total es

y = 00108x + 38655Rsup2 = 06889

10

20

30

40

50

60

70

650 850 1050 1250 1450 1650 1850

Lpp

(m

)

TPM

Lpp-TPM

Lpp-TPM Lineal (Lpp-TPM)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

15

Ilustracioacuten 1-4 Regresioacuten B-LOA

Introduciendo los valores en la ecuacioacuten

119861 (119898) = 01432 middot 119883 + 64502 = 01432 middot 511 + 64502 = 1378 119898 Eq 6

En el caso de la relacioacuten con el tiro a punto fijo

El valor obtenido es el siguiente

119861 (119898) = 00547 middot 119883 + 11463 = 00547 middot 41 + 11463 = 1365 119898 Eq 7

y = 01432x + 64502Rsup2 = 07264

13

135

14

145

15

155

16

165

45 50 55 60 65 70

B (

m)

LOA (m)

B-LOA

B-LOA Lineal (B-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

16

Como los valores obtenidos en ambas regresiones son muy parecidos se toman los dos como

vaacutelidos y se decide estimar el valor final en

119861 (119898) = 1365 119898

Como podemos comprobar efectivamente la potencia de tiro a punto fijo estaacute muy relacionada

con la manga de los buques por el hecho de dotarles de la estabilidad necesaria para realizar

la operacioacuten de remolque con una cierta seguridad

94 Puntal

Para determinar el valor inicial de puntal se realiza una regresioacuten con respecto a la manga

obtenida en el apartado anterior La relacioacuten entre estos dos paraacutemetros estaacute muy ligada a la

estabilidad de los buques y sobre todo en buques con una misioacuten tan exigente como la del

buque proyecto El puntal influye sobre la posicioacuten vertical del centro de gravedad y la manga

influye del mismo modo sobre el metacentro

Ilustracioacuten 1-5 Regresioacuten D- B

Puede observarse a simple vista que el coeficiente de correlacioacuten no es del todo elevado o al

menos no lo suficiente como para obtener un valor maacutes o menos aproximado Esto puede

deberse a que por lo general este tipo de buques cuentan con un puntal miacutenimo recomendado

independientemente del resto de sus caracteriacutesticas geomeacutetricas

Por lo tanto se decidioacute realizar una segunda regresioacuten para obtener el valor del puntal En este

caso se incluyoacute el tiro a punto fijo a la relacioacuten que guardan la manga y el puntal

y = 01382x + 35187Rsup2 = 07041

35

4

45

5

55

6

13 135 14 145 15 155 16 165

D (

m)

B (m)

D-B

D-B Lineal (D-B)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

17

Ilustracioacuten 1-6 Regresioacuten BD - TPF

Tras la observacioacuten de la Ilustracioacuten superior puede concluirse que el puntal obtenido quedaraacute

muy ligado a la relacioacuten que guarden la manga y el tiro a punto fijo De este modo se decide

obviar la regresioacuten del puntal relacionada uacutenicamente con la manga y tener en cuenta esta

uacuteltima

De este modo

119861

119863= 0072 middot 119883 + 21975 = 0072 middot 40 + 21975 = 248 119898 Eq 8

119863 =119861

119861119863=

1375

13752486= 552 119898 Eq 9

El resultado es como cabriacutea esperar muy similar al de todos los buques de la base de datos

ya que es un valor que presenta muy pocas variaciones como ya se mencionoacute previamente

95 Calado

En buques remolcadores o con capacidad de remolque el calado se encuentra ligado en cierta

medida a la eslora por temas de desplazamiento Esto se debe a que pequentildeos aumentos de

la capacidad de tiro a punto fijo hacen que la manga se incremente notablemente (ver 93) y

por lo tanto que el calado tenga que aumentar proporcionalmente al aumento del

desplazamiento

y = 00072x + 21975

Rsup2 = 09466

240

245

250

255

260

265

270

275

280

0 10 20 30 40 50 60 70 80

BD

TPF (t)

BD-TPF

BD-TPF Lineal ( BD-TPF)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

18

Ilustracioacuten 1-7 Regresioacuten L - T

Introduciendo el valor de la eslora total obtenido en apartados anteriores se obtiene

119879 (119898) = 00443 middot 119883 + 21411 = 00443 middot 512 + 21411 = 44 119898 Eq 10

Tras el anaacutelisis de esta regresioacuten podemos concluir que si bien el puntal es independiente (en

gran medida) de la eslora no ocurre lo mismo con el calado Por lo tanto la variacioacuten entre

buques no es tanto referente al puntal sino al francobordo

96 Francobordo

Conocidos el puntal y el calado se puede determinar el francobordo aproximado de la siguiente

manera

119865119861 = 119863 minus 119879 = 552 minus 44 = 1110 119898119898 Eq 11

En etapas posteriores del presente informe se comprobaraacute si el valor del francobordo obtenido

es suficiente o si por el contrario se requiere realizar alguna modificacioacuten

97 Dimensiones obtenidas

Los datos de proyecto utilizados para obtener las dimensiones principales son los siguientes

bull TPM (t) 800

bull TPF (t) 40

bull V (kn) 12

y = 00443x + 21411Rsup2 = 09178

4

42

44

46

48

5

52

48 50 52 54 56 58 60 62 64 66

T (m

)

LOA (m)

T-LOA

T-LOA Lineal (T-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

19

A continuacioacuten y a modo de resumen se presentan los datos de la ecuacioacuten que aproxima

cada regresioacuten lineal el coeficiente de correlacioacuten correspondiente y el paraacutemetro o dimensioacuten

obtenido tras la realizacioacuten de las distintas regresiones

Tabla 1-5 Dimensiones obtenidas de la base de datos

Regresioacuten Pendiente y0 R2 Paraacutemetro

LOA-TPM 00133 40511 085 LOA (m) 5115

Lpp-LOA 08314 46499 085 Lpp (m) 4718

Lpp- TPM 00108 38655 072 Lpp (m) 4730

B-LOA 01432 64502 073 B (m) 1378

B-TPF 00547 11463 085 B (m) 1365

D-B 01382 35187 07 D (m) 541

TPF-BD 00072 21975 095 D (m) 552

T-LOA 00443 21411 092 T (m) 441

FB (m) 1110

10 Relaciones adimensionales

El objetivo de este apartado es justificar que los valores obtenidos de las regresiones son lo

suficientemente aproximados Para ello se calcularaacuten las regresiones adimensionales de mayor

importancia y relevancia y se compararaacuten los valores obtenidos del buque proyecto con los de

los buques de la base de datos

Los rangos de relaciones adimensionales que se han obtenido de tales buques son

Tabla 1-6 Rangos de relaciones adimensionales de la base de datos

LppmiddotBmiddotD LppB LOAB Fn TD LppD BT BD

54288 39 41 06 09 102 33 28

33791 34 36 05 08 83 30 25

Los datos referentes al buque proyecto se muestran a continuacioacuten

101 LppmiddotBmiddotD

Con las dimensiones que se obtuvieron de la base de datos la relacioacuten eslora entre

perpendiculares por manga y por puntal toma un valor de

119871119901119901 middot 119861 middot 119863 = 473 middot 137 middot 552 = 357822 cong 3580 Eq 12

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

20

Se observa que el resultado obtenido se encuentra entre 33791 y 5428 por lo que estaacute dentro

del rango de los buques que forman parte de la base de datos

102 Lpp B

La relacioacuten eslora entre perpendiculares entre manga toma el siguiente valor

119871119901119901119861 = 4731375 = 345 Eq 13

El resultado se encuentra entre 34 y 39 por lo que estaacute dentro del rango de los buques que

forman parte de la base de datos

103 LOA B

La relacioacuten eslora total entre manga toma el siguiente valor

119871119874119860119861 = 5121375 = 373 Eq 14

El resultado se encuentra entre 36 y 41 por lo que estaacute dentro del rango de los buques que

forman parte de la base de datos

104 Fn

El nuacutemero de Froude obtenido es

119865119899 =119907 middot 05144

radic119892 middot 119871119901119901

=12 middot 05144

radic119892 middot 473= 029 Eq 15

El resultado se encuentra entre 027 y 03 por lo que estaacute dentro del rango establecido

105 T D

La relacioacuten calado puntal obtenida toma el siguiente valor

119879

119863=

441

552= 080 Eq 16

El resultado se encuentra entre 08 y 09 por lo que estaacute dentro del rango establecido

106 Lpp D

La relacioacuten que tiene la eslora entre perpendiculares con el puntal tiene el siguiente valor

119871119901119901

119863=

473

552= 857 Eq 17

El resultado se encuentra entre 83 y 102 por lo que estaacute dentro del rango establecido

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

21

107 B T

La relacioacuten entre la manga y el calado obtenida es de

119861

119879=

1375

441= 311 Eq 18

El resultado se encuentra entre 30 y 33 por lo que estaacute dentro del rango establecido

108 B D

La relacioacuten entre la manga y el calado obtenida es de

119861

119863=

1375

552= 249 Eq 19

El resultado se encuentra entre 25 y 28 por lo que estaacute dentro del rango establecido

11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas

En este apartado se resumiraacuten los valores obtenidos de las dimensiones y relaciones

adimensionales principales despueacutes de haber realizado las regresiones

Tabla 1-7 Dimensiones y relaciones adimensionales de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

LOA (m) 5115

Lpp (m) 4730

Manga (m) 1371

Puntal (m) 552

Calado (m) 430

Peso muerto (TPM) 800

LppmiddotBmiddotD 357822

LppB 345

LOAB 373

Fn 029

TD 080

LppD 857

BT 311

BD 249

Como los buques que se incluyeron en la base de datos presentaban las mismas caracteriacutesticas

(gruacutea en cubierta tiro por popa proa invertida etc) no es necesario corregir las dimensiones

obtenidas

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

22

12 Estimacioacuten de la potencia

Antes de estimar el peso en rosca del buque caacutelculo que se realiza en el siguiente apartado

del presente capiacutetulo es necesario estimar su capacidad propulsiva

A pesar de que existe un gran nuacutemero de meacutetodos para estimar la potencia a partir de las

dimensiones principales en este caso se decide obtener el paraacutemetro a partir de las

regresiones por tratarse de una etapa inicial del proyecto

Como era de esperar la peculiar misioacuten de estos buques hace que la potencia instalada

dependa en gran medida de su capacidad de tiro a punto fijo y no tanto de su velocidad Es

decir ldquose da por hechordquo que si los buques cuentan con la capacidad suficiente para remolcar

objetos y buques con capacidad de varias decenas de toneladas tambieacuten tendraacuten capacidad

de navegar a una cierta velocidad

Por tanto se va a estimar la potencia instalada a partir de la capacidad de tiro a punto fijo de

los buques

Ilustracioacuten 1-8 Regresioacuten TPF ndash P

De este modo

119875 = 41423 middot 119883 + 10569 = 41423 middot 40 + 10569 = 271385 cong 2750 119896119882 Eq 20

13 Estimacioacuten del peso en rosca

Seguacuten Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes en sus apuntes de la asignatura Proyecto de Buques ldquoel peso

en rosca es la suma de todos los pesos del buque listo para navegar excluyendo carga pasaje

tripulacioacuten pertrechos y consumos pero incluyendo fluidos en aparatos y tuberiacuteasrdquo El peso en

rosca se puede dividir en tres componentes principales

bull Estructura de acero (WST)

y = 41423x + 10569Rsup2 = 09325

25

8025

16025

24025

32025

40025

48025

0 10 20 30 40 50 60 70 80

P (

kW)

TPF (t)

P - TPF

P - TPF Lineal (P - TPF)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

23

bull Equipo y habilitacioacuten (WOA)

bull Maquinaria (WQ)

La estimacioacuten de este paraacutemetro es una de las maacutes difiacuteciles en las fases iniciales del proyecto

y es que su peso y centro de gravedad no se conocen exactamente hasta la puesta a flote del

buque y concretamente tras la realizacioacuten de la experiencia de estabilidad

Por lo tanto para la estimacioacuten del peso en rosca se han analizado varios meacutetodos

(experimentales) destinados concretamente a buques de apoyo a plataformas Como se podraacute

observar a continuacioacuten los caacutelculos se han realizado sobre el buque base ya que del mismo

se conoce su peso en rosca real A simple vista puede observarse que los valores obtenidos

por estos procedimientos difieren en gran medida (y a la baja) del peso en rosca del buque

base A continuacioacuten se recoge un resumen de los meacutetodos analizados

bull Meacutetodo recomendado por [1]

Seguacuten este meacutetodo la partida de pesos se distribuye de la siguiente manera

119882119877 = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 50156 + 15206 + 9656 = 75018 119905 Eq 21

Valor que comparado con el peso en rosca real arroja un coeficiente de aproximacioacuten de

119862119886 =11244

75018= 15 Eq 22

bull Foacutermula propuesta por Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes en sus apuntes de la asignatura Proyecto de Buques

119882119877 = 014 middot 119871 middot 119861 middot 119863 + 003 middot 119861119867119875 + 0045 middot 119871 middot 119861 middot 119863= 014 middot 511 middot 1375 middot 552 + 003 middot 321864 + 0045 middot 511 middot 1375middot 552 = 72170 119905

Eq 23

Siendo

1 119861119867119875 = 1341 middot 1 (119896119882) Eq 24

En este caso el coeficiente de aproximacioacuten es de

119862119886 =11244

72170= 156 Eq 25

Como se mencionoacute previamente la aproximacioacuten de estos meacutetodos es escasa luego no es

conveniente emplearlos de manera directa para obtener el peso en rosca del buque proyecto

Sin embargo es necesario comentar que la escasa precisioacuten de estos meacutetodos no es debido a

la calidad de los mismos sino a su antiguumledad Los buques de apoyo a plataformas modernos

cuentan con una serie de caracteriacutesticas que los diferencian de sus predecesores como puede

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

24

ser la propulsioacuten azimutal habilitaciones (y superestructuras) mucho mayores gruacuteas en

cubierta etc

Por lo tanto la solucioacuten adoptada consiste en ldquoactualizarrdquo estos meacutetodos de acuerdo a una serie

de premisas para permitir asiacute aproximar lo maacuteximo posible el valor obtenido al peso en rosca

del buque base Con el resultado que se obtenga se definiraacute un coeficiente de aproximacioacuten

global que permita calcular el peso en rosca del buque proyecto

131 Peso de la estructura de acero del buque base

Para estimar esta partida del peso en rosca se recurriraacute a lo establecido en [1] donde se

representa en funcioacuten de la relacioacuten 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 del buque Para tener en cuenta el aumento de

superestructura de los buques modernos a la expresioacuten original se le antildeade un coeficiente

corrector con valor 12 que permita ajustar el valor obtenido

119882119878119879 = 1198621198621 middot 014 middot 119871119875119875 middot 119861 middot 119863 = 12 middot 014 middot 4551 middot 1375 middot 552 = 56769 119905 Eq 26

132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base

De nuevo se va a utilizar el valor medio propuesto por [1]

En este caso la diferencia es si cabe todaviacutea mayor El hecho de incluir todos los equipos y

sistemas actuales asiacute como el aumento de peso debido al incremento de la acomodacioacuten y

sobre todo a la disposicioacuten de una gruacutea de gran capacidad en cubierta hacen que esta partida

del peso en rosca necesite un coeficiente corrector mayor En este caso el valor del coeficiente

se ha estimado en 13 y se antildeade el peso de la gruacutea como una partida adicional 119875119892 con un valor

aproximado de 20 toneladas

119882119874119860 = 1198621198622 middot 0045 middot 119871119875119875 middot 119861 middot 119863 + 119875119892 = 13 middot 0045 middot 4551 middot 135 middot 55 + 20 = 21768 119905 Eq 27

133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base

Aunque no es un paraacutemetro que forme parte de la especificacioacuten de proyecto la propulsioacuten del

buque proyecto seraacute dieacutesel-eleacutectrica debido simplemente a que es la solucioacuten maacutes extendida

entre los buques AHTS actuales por su gran versatilidad y maniobrabilidad Por lo tanto en

este caso el coeficiente propulsor se debe a que este tipo de propulsioacuten es maacutes pesada que la

convencional El coeficiente corrector se ha estimado en 12

119882119876 = 1198621198623 middot 003 middot 11986111986711987512 middot 003 middot 321864 = 11587 119905 Eq 28

134 Peso en rosca estimado del buque base

Una vez se han calculado las distintas partidas que lo componen el peso en rosca del buque

base se calcula como

119882119877prime = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 56769 + 21768 + 11587 = 90124 119905 Eq 29

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

25

Valor que comparado con el peso en rosca real arroja un coeficiente de aproximacioacuten de

119862119886 =11244

90124= 125 Eq 30

El coeficiente de aproximacioacuten obtenido puede considerarse razonable y vaacutelido para estimar el

peso en rosca del buque proyecto

135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial

Si se sigue el procedimiento desde el apartado 131 se obtiene que la alternativa inicial tiene

un peso de estructura de acero de

119882119878119879 = 1198621198881 middot 014 middot 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 = 12 middot 014 middot 4730 middot 1375 middot 552 = 60114 119905 Eq 31

136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial

Del mismo modo que en el apartado 132

119882119874119860 = 1198621198882 middot 014 middot 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 + 119875119892 = 12 middot 014 middot 4730 middot 1375 middot 552 + 20 = 22933 119905 Eq 32

137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial

Del mismo modo que en el apartado 133

119882119876 = 1198621198623 middot 003 middot 119861119867119875 = 12 middot 003 middot 271382 middot 134 = 13102 119905 Eq 33

138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial

Siguiendo el procedimiento tomado en el apartado 134 una vez se han calculado las distintas

partidas que lo componen el peso en rosca de la alternativa inicial se calcula como

119882119877prime = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 60114 + 22933 + 13102 = 11996 119905 Eq 34

A continuacioacuten se recoge una tabla resumen con los resultados obtenidos

Tabla 1-8 Resumen de pesos de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

Peso de la estructura de acero (t) 60114

Peso del equipo y la habilitacioacuten (t) 22933

Peso de la maquinaria propulsora y auxiliar (t) 13102

Peso en rosca total (t) 119957

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

26

Peso muerto (t) 80000

Desplazamiento (t) 199957

14 Generacioacuten de alternativas

El objetivo de este apartado es la obtencioacuten de las dimensiones y paraacutemetros definitivos del

buque El punto de partida seraacute una alternativa inicial generada a partir del buque base y de la

primera alternativa generada en el apartado anterior A partir de tal alternativa se generaraacuten

muchas otras hasta llegar a la oacuteptima

141 Generacioacuten de la alternativa inicial

Como los valores obtenidos de las regresiones lineales no son completamente fiables se

modifican las dimensiones principales obtenidas de acuerdo a los valores del buque base

El primer valor que se modificoacute fue la eslora entre perpendiculares Conocidos los

desplazamientos del buque base y de la primera alternativa la relacioacuten queda de la siguiente

manera

1198711198751198750 = 119871119875119875119887 middot (∆0

∆119887)

13

= 4551 middot (199009

1891)

13

= 463 119898 Eq 35

Tomando este valor corregido de la eslora entre perpendiculares se obtiene el valor corregido

de la manga

1198610 = 119861119887 middot1198711198751198750

119871119875119875119887= 135 middot

463

4551= 1373 119898 Eq 36

En el caso del puntal se obtiene a partir de la relacioacuten entre mangas

1198630 = 119863119887 middot1198610

119861119887= 55 middot

1373

135= 559 119898 Eq 37

Para corregir la potencia se pueden seguir dos caminos distintos El primero pasa por corregirla

empleando la misma relacioacuten de desplazamientos que en el caso de la eslora entre

perpendiculares (entendiendo que esta dimensioacuten influye de manera considerable en el valor

de la potencia instalada) De este modo

1198750 = 119875119887 middot (∆0

∆119887)

13

= 2400 middot (199009

1891)

13

= 244104 119896119882 Eq 38

Como el valor corregido dista en gran medida del valor de la alternativa inicial obtenido por

regresiones se decide obtener la potencia corregido de un segundo modo distinto En este

segundo caso la solucioacuten pasa por relacionar las potencias a traveacutes de la capacidad de tiro a

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

27

punto fijo que como se ha mencionado en distintas partes de este proyecto condiciona

enormemente la potencia instalada Por lo tanto

1198750 = 119875119887 middot1198791199011198910

119879119901119891119887= 2400 middot

40

35= 274286 119896119882 Eq 39

Este segundo resultado parece mucho maacutes coherente al resto de paraacutemetros corregidos

obtenidos y con el resto de los buques de la base de datos

Con todos los paraacutemetros obtenidos hasta ahora se puede obtener el nuacutemero de Froude como

119865119899 =119907

radic119892 middot 119871119875119875

=12 middot 05144

radic981 middot 63= 029 Eq 40

Como bien indica Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes ldquolo normal es elegir un CB adecuado al Fn y

comprobar despueacutes otras caracteriacutesticas del proyecto como estabilidad y capacidad de cargardquo

Por lo tanto tras haber obtenido el nuacutemero de Froude en el apartado anterior se procede a

calcular el coeficiente de bloque del buque base y a continuacioacuten a estimar el coeficiente de

bloque del buque proyecto

El coeficiente de bloque del buque base se calcula de acuerdo con la foacutermula tradicional

119862119861119887 =∆

120588 middot 119871119887 middot 119861119887 middot 119879119887=

1891

1026 middot 4551 middot 135 middot 43= 0696 Eq 41

En cuanto a la estimacioacuten del coeficiente de bloque del buque proyecto se estima de acuerdo

con la foacutermula de Alexander (ver Eq 42)

119862119861 = 119870 minus119907 middot 05

radic328 middot 119871119875119875

Eq 42

Despejando

119870 = 119862119861 +119907 middot 05

radic328 middot 119871119875119875

= 119862119861 +12 middot 05

radic328 middot 4541 Eq 43

De este modo el coeficiente de bloque de proyecto es

119862119861 = 1149 minus12 middot 05

radic328 middot 463= 0662 Eq 44

Como es loacutegico al ser la velocidad de proyecto ligeramente superior (1 nudo) a la velocidad del

buque base el coeficiente de bloque obtenido es menor

Conocido el coeficiente de bloque el caacutelculo del calado es inmediato

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

28

1198790 =∆

120588 middot 1198710 middot 1198610 middot 1198621198610=

199009

1026 middot 463 middot 1375 middot 0662= 462 Eq 45

Por uacuteltimo resta obtener el paraacutemetro correspondiente a la eslora total Para ello simplemente

mantendremos la relacioacuten que presentaba dicho valor con la eslora entre perpendiculares que

se obtuvo de las regresiones lineales (ver Tabla 1-7) Esta relacioacuten era de

119871119874119860

119871119875119875=

5115

4730= 1082 Eq 46

De este modo

1198711198741198600 = 1082 middot 1198711198751198750 = 1082 middot 4730 = 5006 119898 Eq 47

Resumiendo las dimensiones y caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial que se tomaraacute

como punto de partida de la generacioacuten del resto son

Tabla 1-9 Caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

LOA0 (m) 5006

Lpp0 (m) 4629

B0 (m) 1373

D0 (m) 559

T0 (m) 462

Fn 029

CB0 066

P0 (kW) 274286

Peso en rosca total (t) 119009

Peso muerto (t) 80000

Desplazamiento (t) 199009

142 Generacioacuten de alternativas

A modo de segunda comprobacioacuten se generaron una serie de alternativas complementarias a

la inicial La variacioacuten entre sus dimensiones es pequentildea ya que ha de asegurarse en todo

momento que el buque sea capaz de realizar todas las operaciones para las que va a ser

proyectado

Por lo tanto se generaron 10 esloras distintas para 10 mangas diferentes lo que hace un total

de 100 alternativas Las variaciones en ambos casos no superan la deacutecima para asegurar lo

mencionado en el paacuterrafo superior

El resto de los paraacutemetros se calcularaacuten en base a los dos primeros del mismo modo como se

hizo en el apartado 141

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

29

Es necesario comentar que en el caso del puntal se decidioacute no incluir su valor en el conjunto

de las iteraciones sino que se fijoacute el mismo en 55 metros

Una vez generadas todas las alternativas se excluyeron del conjunto de las posibles opciones

aquellas que contaban con relaciones adimensionales invaacutelidas es decir fuera de los rangos

establecidos en la base de datos Estos rangos adimensionales pueden consultarse en la Tabla

1-6

Las alternativas que siacute cumpliacutean con todas las relaciones adimensionales pueden consultarse

en el 0

15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas

Como se mencionoacute al principio del presente capiacutetulo la manera de determinar la mejor

alternativa fue a traveacutes de una evaluacioacuten teacutecnico-econoacutemica de las mismas Como el presente

informe trata del proyecto de un determinado buque se daraacute maacutes peso al criterio econoacutemico ya

que suele ser el que prima para los proyectistas

Por lo tanto dada la caracteriacutestica del presente documento y a la etapa del proyecto del buque

que concierne solo se tendraacuten en cuenta los costes relacionados a la construccioacuten del mismo

de cara a la evaluacioacuten econoacutemica Seguacuten [1] el coste de construccioacuten del buque (que suele

calcularse por el astillero) se divide de la siguiente manera

119862119862 = 119862119898119892 + 119862119864119902 + 119862119872119900 + 119862119881119886 Eq 48

Como es loacutegico el caacutelculo de las distintas partidas estaacute basado en el peso en rosca del buque

y en la potencia instalada en el mismo

bull Coste de los materiales a granel (CMg)

El material a granel estaacute formado tanto por el acero como por las chapas y perfiles que

conforman la estructura del buque Seguacuten [Alvarintildeo Azpiacuteroz y Meizoso 2007] ldquose consideraraacute

que solamente estaacuten incluidos en este apartado el coste del acero del casco y de las

superestructuras y el equipo metaacutelico del cascordquo lo que implica que el resto del material a granel

se incorporaraacute al sistema del buque al que pertenezca

En definitiva el coste de los materiales a granel puede calcularse como

119862119898119892 = 119888119898119892 middot 119882119878119879 = 119888119888119904 middot 119888119886119904 middot 119888119890119898 middot 119901119904 middot 119882119878119879 Eq 49

Siendo

Tabla 1-10 Coeficientes asociados al coste de material a granel

Paraacutemetro Valores Valor seleccionado

Ccs (Coste chapas y perfiles) 105 a 110 108

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

30

Cas (Coeficiente aprovechamiento de acero) 108 a 115 112

Cem (Coste incremento por equipo metaacutelico 103 a 110 107

Ps (Precio unitario acero) (eurot) - 800

En el caso del precio unitario del acero 119875119904 se tomaraacute un valor medio estimado ya que en este

apartado no es importante el valor obtenido sino la mayor o menor relacioacuten que presenten las

distintas alternativas entre siacute Se decide tomar 800 eurot

bull Coste de los equipos (CEq)

Dentro del coste de los equipos existe un nuacutemero elevado de partidas que pueden estudiarse

pero como en este apartado no es importante el coste en siacute sino la influencia de las formas y

dimensiones del buque sobre su precio de construccioacuten simplemente se tomaron aquellas

partidas que dependiacutean de tales valores Estas partidas son el coste del equipo propulsor (CEp)

y el coste del equipo restante instalado (CEr)

El primero se calcula como

119862119864119902 = 119888119890119902 middot 119875119861 Eq 50

Donde el coeficiente cep puede tomar valores de 300 eurokW a 360 eurokW o de 240 eurokW a 300

eurokW dependiendo de si los motores instalados son de 2 o de 4 tiempos respectivamente Se

toma un valor aproximado de 300 eurokW

El coste del equipo restante instalado se calcula del siguiente modo

119862119864119903 = 119888119890119901 middot 119901119904 middot (119882119876 + 119882119874119860) Eq 51

Donde cpe representa el coeficiente de comparacioacuten del coste de equipo restante y puede

tomar un valor comprendido entre 125 y 135 Se toma un valor de 13

bull Coste de la mano de obra (CMo)

Se calcula como la suma de los costes de montaje del material a granel (CmM) maacutes el coste

del montaje de los equipos (CmE)

119862119872119900 = 119862119898119872 + 119862119898119864 = 119888ℎ119898 middot 119888119904ℎ middot 119882119878119879 Eq 52

Siendo csh el coeficiente de horas por unidad de peso (aproximadamente 60ht) y chm el coste

medio por hora de la mano de obra (aproximadamente 55 euroh)

bull Otros costes aplicados (CVa)

Esta partida se estima sobre el total de los costes de construccioacuten exactamente supone entre

un 5 y 10 Por lo tanto se tomar un valor de 75 de los costes de construccioacuten

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

31

Como se mencionoacute previamente estos caacutelculos tienen una validez meramente comparativa y

en ninguacuten caso cuantitativa

Finalmente se antildeadieron todos estos criterios econoacutemicos a la hoja de caacutelculo de las

alternativas preseleccionadas (aquellas que cumpliacutean con las relaciones adimensionales) para

determinar cuaacutel de las mismas presentaba un coste de construccioacuten menor

151 Alternativa final seleccionada

La alternativa finalmente seleccionada presenta los siguientes paraacutemetros y dimensiones

Tabla 1-11 Paraacutemetros de la alternativa final seleccionada

Paraacutemetro Valor

Alternativa 22

L (m) 5024

Lpp (m) 4645

B (m) 1375

D (m) 550

T (m) 451

FB (m) 099

CB 066

P (kW) 276328

WR (t) 115556

Desplazamiento (t) 195556

LppmiddotBmiddotD 351375

LppB 338

LOAB 365

Fn 029

TD 082

LppD 845

BT 305

BD 250

16 Coeficientes de la carena

Una vez se han determinado las dimensiones principales de la alternativa seleccionada ya se

pueden calcular los coeficientes de la carena principales como son

bull Coeficiente de bloque

bull Coeficiente de la maestra

bull Coeficiente prismaacutetico

bull Coeficiente de la flotacioacuten

bull Posicioacuten longitudinal del centro de carena

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

32

161 Coeficiente de bloque

Se antildeade tal coeficiente simplemente a modo de recopilacioacuten pues ya fue calculado en el

apartado anterior Su valor es de

119862119861 = 0662

162 Coeficiente de la maestra

Para estimar el coeficiente de la maestra se recurre de nuevo a la referencia [1]

En la misma se muestran una serie de foacutermulas para el caacutelculo del coeficiente de la seccioacuten

media o maestra de las cuales solamente pueden emplearse dos ya que una de ellas queda

descartada por ser vaacutelida para RoRorsquos y portacontenedores y la otra por ser aplicable solamente

a remolcadores

La primera de las dos vaacutelidas es la foacutermula de Kerlen

119862119872 = 1006 minus 00056 middot 119862119861minus356 = 1006 minus 00056 middot 00662minus356 = 0982 Eq 53

La segunda es proporcionada por el canal de experiencias hidrodinaacutemicas de Hamburgo

(HSVA)

119862119872 =1

1 + (1 minus 119862119861)35=

1

1 + (1 minus 0662)35= 0978 Eq 54

Como no hay ninguna referencia acerca de la precisioacuten de ambos meacutetodos se decide tomar el

valor medio obtenido de ambos meacutetodos y por lo tanto estimar que el coeficiente de la maestra

de la alternativa final es de

119862119872 = 0980

163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal

Una vez definidos los coeficientes CB y CM la obtencioacuten del coeficiente prismaacutetico longitudinal

o CP es inmediata

La relacioacuten que guardan estos tres coeficientes es la siguiente

119862119875 =119862119861

119862119872=

0662

0980= 0676 Eq 55

164 Coeficiente de la flotacioacuten

Del mismo modo que el coeficiente prismaacutetico longitudinal el coeficiente de la flotacioacuten estaacute en

gran medida condicionado por los coeficientes de bloque y de la maestra

Este nuevo coeficiente tiene una notable influencia sobre la estabilidad inicial y sobre la

resistencia hidrodinaacutemica de las embarcaciones (mayor coeficiente supone mayor resistencia

y mayor estabilidad)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

33

Como suele ser habitual existen diversas formas para estimarlo En este caso se recurriraacute a la

foacutermula aplicable a remolcadores de la referencia [1]

La foacutermula es la siguiente

119862119882119875 = 045 middot 119862119861 + 056 = 045 middot 0662 + 056 = 0858 Eq 56

165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena

A pesar de no ser un coeficiente en siacute es un paraacutemetro muy representativo de la carena y por

ello se decide incluir en el presente apartado

Para su estimacioacuten se recurre a la foacutermula teoacuterica de L Troost descrita en [1]

1198831198610 (119871119875119875) = 175 middot 119862119882119875 minus 125 = 175 middot 0858 minus 125 = minus067 Eq 57

El valor obtenido es un porcentaje de la eslora entre perpendiculares desde la seccioacuten media

tomando valores positivos hacia proa y negativos hacia popa

166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico

Del mismo modo que la posicioacuten longitudinal del centro de carena la longitud del cuerpo

ciliacutendrico no es un coeficiente de la carena como tal Se decide incluir en la obtencioacuten de los

coeficientes de la misma de cara a facilitar el proceso de generacioacuten de formas que se

desarrollaraacute en el capiacutetulo posterior

Para la obtencioacuten de este paraacutemetro se recurre nuevamente a la referencia [1]

119871119861 (119871119875119875) = minus658 + 1607 middot 119862119861 minus 914 middot 1198621198612 = minus658 + 1607 middot 0662 minus 914 middot 06622

= 535

Eq 58

167 Coeficientes estimados

En definitiva los coeficientes de la carena obtenidos para la alternativa final son

Tabla 1-12 Coeficientes de carena de la alternativa final seleccionada

Paraacutemetro Valor

Coeficiente de bloque 066

Coeficiente de la maestra 098

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068

Coeficiente de la flotacioacuten 086

Pos Longitudinal centro de carena (Lpp) -067

Long Cuerpo ciliacutendrico (Lpp) 535

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

34

17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada

En base a todo lo estudiado anteriormente con la alternativa final seleccionada y sus

coeficientes ya se estaacute en disposicioacuten de evaluar la viabilidad teacutecnica de tal alternativa

La evaluacioacuten teacutecnica pasa por realizar una serie de comprobaciones que determinen si aparte

de cumplir las especificaciones de proyecto la alternativa final cumple con unos criterios

miacutenimos de seguridad

Los aspectos que se evaluaraacuten son los siguientes

bull Aacuterea de cubierta

bull Francobordo

bull Estabilidad inicial

171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta

Por las propias caracteriacutesticas de la misioacuten de este tipo de buques se requiere un amplio

espacio en cubierta

Con todos los paraacutemetros y dimensiones calculados en los apartados anteriores ya es posible

estimar (de manera muy aproximada) cuaacutel seriacutea el aacuterea en cubierta del buque proyecto

Basaacutendonos en las especificaciones del buque base el cual cuenta con un aacuterea en cubierta de

aproximadamente 200 m2 se extrapolaraacute tal valor en base a las dimensiones de ambos buques

En el buque base la cubierta de trabajo tiene una eslora aproximada del 40 de la eslora total

del buque y una manga proacutexima al 80 de la manga del mismo De esta forma se puede estimar

que

Tabla 1-13 Evaluacioacuten teacutecnica del aacuterea de cubierta

Buque base Buque proyecto

40middotLOAb (m) 200 40middotLOAp (m) 201

80middotBb (m) 108 80middotBp (m) 110

Aacuterea cubierta (m2) 2160 Aacuterea cubierta (m2) 2211

Como se puede observar el aacuterea disponible en cubierta resulta maacutes que suficiente pare realizar

correctamente las operaciones para las que el buque estaacute destinado4

4 El valor obtenido es superior al espacio del que realmente dispondraacute el buque ya que al mismo hay que

restarle el espacio ocupado por las gruacuteas molinillos locales etc Por tratarse de un valor estimativo se

omite este aspecto

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

35

172 Evaluacioacuten del francobordo

A pesar de que hemos obtenido un valor preliminar para el francobordo disponible por el buque

es necesario aplicar el conocido Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga para determinar la

validez del valor obtenido

En el documento se establece el proceso a seguir que consiste simplemente en determinar en

primer lugar el tipo de buque la eslora que se toma para el anaacutelisis y el coeficiente de bloque

a tener en consideracioacuten Posteriormente se realizan una serie de correcciones hasta

determinar en uacuteltima instancia un puntal miacutenimo a satisfacer

Por lo tanto se determina en primer lugar el tipo de buque Como no se ha proyectado

uacutenicamente para el transporte de cargas liacutequidas a granel se clasifica como buque de tipo B

En cuanto a la eslora seguacuten la referencia anterior ha de tomarse ldquoigual al 96 de la eslora

total de una flotacioacuten situada a una distancia por encima de la quilla igual al 85 del puntal

miacutenimo de trazado medido desde el canto alto de la quilla o a la distancia entre la cara de proa

de la roda y el eje de la mecha del timoacuten en esta flotacioacuten si esta uacuteltima es mayorrdquo Como en

esta etapa del proyecto no se tienen datos suficientes para tener en cuenta tales premisas se

opta por tomar una solucioacuten de compromiso y estimar que tal eslora seraacute muy similar a la eslora

entre perpendiculares

Para la eslora tomada se obtiene mediante interpolacioacuten (entrando en las tablas de francobordo

de buques de tipo B) un francobordo tabular de 40056 mm

Tabla 1-14 Estimacioacuten del francobordo tabular

Lpp (m) FB tab (mm)

46 39600

4645 40145

47 40800

El coeficiente de bloque se calcula en funcioacuten del puntal de trazado valor que si se conoce Por

lo tanto

119862119861prime =∆

119871119875119875 middot 119861 middot 085 middot 119863=

195556

4645 middot 1375 middot 085 middot 550= 064 Eq 59

En lo referente a las correcciones han de aplicarse las siguientes

minus Regla 31 Correccioacuten por puntal Como se puede observar a continuacioacuten seguacuten la

norma para buques con esloras inferiores a 120 metros si la fraccioacuten de la eslora entre

15 es superior al puntal no ha de aplicarse correccioacuten alguna En este caso al ser el

resultado (309) menor de los 55 metros del puntal es necesario aplicar la correccioacuten

119871

15=

4645

15= 309 Eq 60

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

36

119877 =119871

048=

4645

048= 9678 Eq 61

El francobordo se aumentaraacute en

1198621 = (119863 minus119871

15) middot 119877 = (55 minus

4645

15) middot 9678 = 23257 Eq 62

minus Regla 31 Correccioacuten por superestructuras Si se interpola para la eslora de 4638

metros se obtiene que la reduccioacuten de francobordo correspondiente es de 57454

miliacutemetros

Como la superestructura supondraacute aproximadamente un 40-45 de la eslora el paraacutemetro

anteriormente obtenido se ha de reducir un 25 Luego el valor final de la reduccioacuten por

superestructura es de

119862119878 = 025 middot 57454 = 14363 119898119898 Eq 63

El resto de las correcciones asiacute como el francobordo definitivo se calcularaacuten maacutes adelante

puesto que en la presente etapa del proyecto no pueden aplicarse por falta de informacioacuten

Por lo tanto el francobordo total bajo estas consideraciones es de

119865119861 = 119865119861119879 + 1198621 minus 119862119878 = 40145 + 23257 minus 14363 = 49038 119898119898 Eq 64

Consecuentemente el puntal miacutenimo obtenido es de

119863119872119868119873 = 119879 + 119865119861 = 451 + 049 = 500 119898 Eq 65

Luego como era de esperar el buque cumple holgadamente con el Convenio Internacional de

Liacuteneas de Carga para el caacutelculo del francobordo al obtenerse un puntal miacutenimo inferior a los

55 metros de puntal calculados en el apartado 151

173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial

Para evaluar que el buque cumple con unos valores miacutenimos de seguridad en cuanto a la

estabilidad se refiere es necesario estudiar de manera preliminar la estabilidad inicial del

buque Este paraacutemetro queda representado por el valor de la altura metaceacutentrica o ldquoGMrdquo

119866119872 = 119870119861 + 119861119872 minus 119870119866 Eq 66

Seguacuten la referencia [16] el valor de GM obtenido ha de ser superior a 015 m para considerar

que el buque cumple con unos criterios miacutenimos de estabilidad

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

37

En primer lugar se calcula el teacutermino KB (posicioacuten vertical del centro de carena) que seguacuten [1]

equivale simplemente a

119870119861 = (0858 minus 037 middot119862119861

119862119865) middot 119879 = (0858 minus 037 middot

0662

0858 ) middot 451 = 243 119898 Eq 67

A continuacioacuten se calcula el radio metaceacutentrico o BM de la siguiente manera

119861119872 =119870 middot 1198612

119879 middot 119862119861 Eq 68

Donde el paraacutemetro K se calcula como

119870 = 0113 middot 119862119865 minus 00306 = 0113 middot 0858 minus 00306 = 0066 Eq 69

Y por tanto

119861119872 =119870 middot 1198612

119879 middot 119862119861=

0066 middot 13752

451 middot 0662= 420 119898 Eq 70

Por uacuteltimo se calcula la posicioacuten vertical del centro de gravedad o KG

Seguacuten la circular 279 ldquoEstabilidad de remolcadores de la Inspeccioacuten General de Buques y

Construccioacuten Navalrdquo se establece que como estimacioacuten miacutenima preliminar ha de tener un

valor igual al 76 del puntal del buque En este caso en vez de simplemente optar por tomar

dicho valor se calcula de acuerdo a la formulacioacuten mostrada en la referencia [1]

119870119866119882119878119879 = (48 + 015 middot (085 minus 119862119861119863) middot119871119875119875

2

1198632 ) middot119863119860

119863 Eq 71

Donde

119862119861119863 = 119862119861 + 035 middot119863 minus 119879

119879middot (1 minus 119862119861) = 0662 + 035 middot

550 minus 451

451middot (1 minus 0662)

= 0689

Eq 72

119863119860 = 119863 middot (1 minus 0004 minus 0016) = 55 middot (1 minus 0004 minus 0016) = 539 Eq 73

De modo que

119870119866119882119878119879 = (48 + 015 middot (085 minus 0689) middot46452

552 ) middot539

55= 49 Eq 74

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

38

Es decir la coordenada vertical del centro de gravedad del peso de la estructura de acero se

encuentra aproximadamente a la mitad del puntal concretamente a 27 metros

La coordenada vertical del centro de gravedad del equipo y habilitacioacuten se estima directamente

a partir del puntal como

119870119866119882119874119860 = 119863 + 125 = 55 + 125 = 675 119898 Eq 75

En cambio la coordenada vertical del centro de gravedad de la maquinaria se calcula en funcioacuten

del puntal y del calado como sigue

119870119866119882119876 = 017 middot 119879 + 036 middot 119863 = 017 middot 451 + 036 middot 55 = 275 119898 Eq 76

Conocidas todas las coordenadas verticales de las distintas partidas que conforman el peso en

rosca del buque simplemente resta conocer la coordenada vertical del peso muerto para hallar

el centro de gravedad del buque

El peso muerto estaacute compuesto principalmente por los consumibles del buque y por la carga

que el buque transporta Debido a las peculiares caracteriacutesticas de estos buques la carga suele

transportarse en cubierta al menos un 65 de la misma y el resto repartido en distintas

bodegas o tanques situados sobre el doble fondo Para estimar la coordenada vertical de este

conjunto de cargas nos limitaremos a suponer que la carga sobre cubierta este

aproximadamente a 15 metros sobre la misma y que la carga sobre el doble fondo (el 35

restante) a 18 metros de este

Por tanto

119870119866119875119872 =(065 middot 119875119872 middot (119863 + 15)) + (035 middot 119875119872 middot 18)

119875119872

=(065 middot 800 middot (55 + 15)) + (035 middot 800 middot 18)

800= 518 119898

Eq 77

Finalmente la coordenada vertical del centro de gravedad se obtiene como

119870119866 =(119870119866119882119878119879 middot 119882119878119879 + 119870119866119882119874119860 middot 119882119874119860 + 119870119866119882119876 middot 119882119876 + 119870119866119875119872 middot 119875119872)

119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 + 119875119872

=(065 middot 800 middot (55 + 15)) + (035 middot 800 middot 18)

800= 518 119898

Eq 78

Conocidos todos los valores de la ecuacioacuten inicial (ver Eq 66) ya podemos calcular la

estabilidad inicial

119866119872 = 119870119861 + 119861119872 minus 119870119866 = 244 + 420 minus 438 = 226 119898 Eq 79

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

39

Efectivamente el valor de GM obtenido supera con creces el liacutemite miacutenimo de 015 metros

18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque

En uacuteltimo lugar y como punto final al capiacutetulo de dimensionamiento se recoge en una serie de

tablas todos los paraacutemetros que se han ido obteniendo en las distintas subsecciones del

susodicho capiacutetulo

Tabla 1-15 Dimensiones principales

Paraacutemetro Valor

L (m) 5024

Lpp (m) 465

B (m) 1375

D (m) 550

T (m) 451

Tabla 1-16 Relaciones adimensionales

Paraacutemetro Valor

LppmiddotBmiddotD 351375

LppB 338

LOAB 365

Fn 029

TD 082

LppD 845

BT 305

BD 250

Tabla 1-17 Coeficientes de la carena

Paraacutemetro Valor

Coeficiente de bloque 066

Coeficiente de la maestra 098

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068

Coeficiente de la flotacioacuten 086

Pos Longitudinal centro de carena (Lpp) -067

Long Cuerpo ciliacutendrico (Lpp) 535

Tabla 1-18Partidas de pesos

Paraacutemetro Valor

WST (t) 59031

WOA (t) 22555

WQ (t) 11035

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

40

WR (t) 115556

PM (t) 80000

Desplazamiento (t) 195556

Tabla 1-19 Otros valores caracteriacutesticos

Paraacutemetro Valor

Aacuterea cubierta (m2) 22110

P (Kw) 276328

Fn 029

TPF (t) 40

Disentildeo de formas

41

Disentildeo de formas

1 Introduccioacuten

El buen desarrollo de este capiacutetulo es vital para obtener unos buenos resultados de cara al

proyecto del buque ya que condiciona directamente el resto de los paraacutemetros obtenidos

Tambieacuten definiraacute tanto las capacidades como la disposicioacuten general del mismo

El disentildeo de formas se llevaraacute a cabo tratando de encontrar una solucioacuten de compromiso entre

la que mejor comportamiento hidrodinaacutemico ofrezca (resistencia al avance comportamiento en

la mar etc) y la que mejor comportamiento de cara a la operatividad (estabilidad

maniobrabilidad etc) ofrezca

A pesar de las numerosas referencias que existen sobre tal aspecto se ha decidido utilizar dos

que son frecuentemente empleadas dadas su sencillez y claridad como son la ya conocida

referencia [1] y el libro de Antonio Baquero relativo al caacutelculo de la resistencia al avance del

buque [4]

En cuanto al disentildeo en siacute mismo de las formas existen diversos meacutetodos

minus Derivacioacuten de formas a partir del buque base (supuesto un buen comportamiento

hidrodinaacutemico)

minus Generacioacuten de formas en softwares del tipo CAD

minus Disentildeo a partir de series sistemaacuteticas

En el presente documento el meacutetodo a seguir seraacute el primero de los anteriormente mostrados

ya que se dispone de diversos planos de buques de similares caracteriacutesticas El objetivo es

ldquolevantarrdquo las formas de todos estos buques y combinarlas de modo tal que se mantenga de

cada uno de ellos su caracteriacutestica maacutes notable El objetivo final es por lo tanto modificar las

formas y coeficientes del modelo obtenido para conseguir que se adecuen de la mejor manera

posible a las del buque base y a los coeficientes del buque proyecto obtenidos en el capiacutetulo

anterior Las modificaciones consistiraacuten en transformaciones afines y modificaciones de los

coeficientes de carena

Sin embargo se han de tener en cuenta una serie de aspectos previos que marcaraacuten el disentildeo

de las formas antes de proceder al proceso de generacioacuten de las mismas

2 Aspectos Previos

Debido a las propias caracteriacutesticas de operatividad a las que se veraacute sometido el buque

principalmente bajo condiciones de mar moderadas o severas la optimizacioacuten de las formas de

cara a minimizar la peacuterdida de velocidad en olas es muy importante Por lo tanto el objetivo

principal es dotar a la embarcacioacuten de una buena estabilidad en olas dejando en segundo lugar

aunque no menospreciando su capacidad de respuesta en tales condiciones y su resistencia

al avance en aguas tranquilas

Disentildeo de formas

42

21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten

Los aspectos que maacutes determinan el buen comportamiento hidrodinaacutemico desde el punto de

vista de la flotacioacuten son el aacutengulo de salida y el aacutengulo de entrada En lo que respecta al

primero el de popa ha de ser inferior o ligeramente superior a 20ordm y la liacutenea de agua

correspondiente ha de tener una ligera convexidad Estas dos caracteriacutesticas son propias de

los buques con formas finas y el buque proyecto del presente informe no estaacute caracterizado

por tal aspecto ya que ha de contar con formas relativamente ldquollenasrdquo para garantizar una

adecuada estabilidad La solucioacuten maacutes comuacutenmente tomada es la de disponer una popa en

espejo ya que permite conceder a la flotacioacuten el aacutengulo de salida adecuado respecto al veacutertice

entre popa y costado sin aumentar exageradamente la presioacuten de origen viscoso Mediante

esta solucioacuten se produce un brusco desprendimiento de flujo pero que queda concentrado en

la popa del buque Sin embargo esta solucioacuten no se puede adoptar en el caso del presente

informe y es que este tipo de buques presenta una popa caracteriacutestica de cara a poder realizar

las operaciones de remolque y fondeo

Ilustracioacuten 7 Disposicioacuten tiacutepica de la popa de un buque AHTS Fuente wwwsectormaritimoes

Por lo tanto la solucioacuten pasa por disponer de longitudinales rectos y con una pendiente

suficiente para evitar pantocazos en la zona de salida de flujo de popa y para evitar generar

formas con convexidades acusadas en dicha zona

Es praacutectica habitual disponer ademaacutes de un quillote central en popa para diferenciar claramente

los flujos que le llegan a cada uno de los propulsores y para conferir a la nave una mejor

estabilidad de ruta y de rumbo al amortiguar en gran medida el movimiento de balance

En lo referente al cuerpo de entrada el principal factor limitante es la resistencia por formacioacuten

de olas En buques lentos categoriacutea en la que podriacutea incluirse nuestro buque esta componente

no es tan importante como otras por lo que en principio seraacute suficiente dotarlo de una proa

sencilla con una liacutenea de flotacioacuten recta Si embargo el principal problema que puede aparecer

en buques lentos con proas rectas es el fenoacutemeno de la ola rompiente que incrementa en gran

medida la resistencia de presioacuten de origen viscoso Para paliar en la medida de lo posible tal

Disentildeo de formas

43

efecto se puede combinar la disposicioacuten de un bulbo no muy pronunciado y elevado con un

aacutengulo de entrada en la flotacioacuten inferior a 30ordm

Seguacuten [Larsson y Raven2010] (ver [11]) el aacutengulo de entrada en la flotacioacuten ha de reducirse

hasta conseguir un cuerpo de entrada fino y alargado para desplazar el centro de flotacioacuten

hacia popa y conseguir disminuir los coeficientes de bloque y prismaacutetico En la siguiente

ilustracioacuten se muestra un ejemplo del aacuterea en la flotacioacuten de un buque tiacutepico de bajas

velocidades

Ilustracioacuten 8 Aacuterea en la flotacioacuten a bajo nuacutemero de Froude Fuente [Larsson amp Raven 2010]

21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada

Las cuadernas han de ser las maacutes adecuadas para una embarcacioacuten como eacutesta con un nuacutemero

de Froude menor de 06 y con un casco proyectado para navegar bajo reacutegimen de

desplazamiento ademaacutes la embarcacioacuten ha de ser estable y debe ofrecer una buena

navegabilidad en condiciones de mar desfavorables

Distinguiremos entre cuadernas de popa y cuadernas de proa siendo las primeras las

comprendidas entre la perpendicular de popa y la cuaderna maestra y las segundas las

comprendidas entre la cuaderna maestra y la perpendicular de proa

Actualmente los tipos de cuaderna en ldquoUrdquo y en ldquoVrdquo (nombrados asiacute por el cierto parecido de

estas letras a las formas de las cuadernas que llevan su nombre) son los de uso maacutes extendido

en el disentildeo de cualquier embarcacioacuten

En la zona de popa las cuadernas en U pueden provocar la aparicioacuten de torbellinos (llamados

ldquotorbellinos de pantoquerdquo) y por lo tanto una disminucioacuten de la presioacuten y un aumento de la

resistencia Este fenoacutemeno se puede evitar con la disposicioacuten de cuadernas en V las cuales

no forman tales torbellinos al generar una salida de flujo de costado mucho maacutes uniforme y que

no interfiere con la salida del flujo del fondo

Disentildeo de formas

44

Ilustracioacuten 9 Representacioacuten de cuadernas en ldquoVrdquo [Baquero 2014]

Sin embargo el disponer de cuadernas en V en popa tiene un grave inconveniente y es la

formacioacuten de una estela muy poco uniforme y por ende la llegada de un flujo irregular al disco

de la heacutelice El problema reside en que dicho flujo heterogeacuteneo generaraacute numerosas

vibraciones y tambieacuten problemas de cavitacioacuten

En definitiva en el cuerpo de popa optaremos por la solucioacuten de compromiso maacutes generalizada

actualmente que consiste en disponer cuadernas mixtas U-V formadas por cuadernas en U

en la parte baja de la misma y cuadernas en V en la parte alta evitando asiacute los problemas

anteriormente mencionados de cada tipo de cuaderna

En cuanto al cuerpo de proa la eleccioacuten de un tipo u otro de cuaderna estaacute directamente

relacionada con la velocidad de la embarcacioacuten Ante velocidades bajas (nuacutemeros de Froude

pequentildeos) la configuracioacuten maacutes extendida son las cuadernas en U ya que en esta situacioacuten

apenas se da el fenoacutemeno de ldquoslammingrdquo 1 principal problema de tales cuadernas en proa al

tener la parte baja plana

Nuestra embarcacioacuten estaacute proyectada para navegar a una velocidad medio-baja (en torno a los

10-11 nudos) y por lo tanto seraacute maacutes conveniente disponer de cuadernas en V que al ser maacutes

afiladas y menos ldquollenasrdquo en su parte baja permiten un paso mucho maacutes suave del barco sobre

las olas es decir al caer el buque sobre la superficie del agua debido a los movimientos de

eacuteste la proa cortaraacute a la ola evitando asiacute los temidos y tiacutepicos golpes de slamming Se les

dotaraacute tambieacuten a las cuadernas de proa de una ligera concavidad que haraacute que aumente la

manga mojada y por lo tanto que mejore la estabilidad transversal

22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada

El disentildeo de la seccioacuten longitudinal ha de hacerse atendiendo fundamentalmente a dos criterios

el nuacutemero de Froude y la fuerza o empuje hidrodinaacutemico al que se veraacute sometido la

embarcacioacuten

Disentildeo de formas

45

Al navegar entre un nuacutemero de Froude cercano a 03 las fuerzas hidrodinaacutemicas actuacutean en

direccioacuten vertical descendente y no aparece el fenoacutemeno de planeo La embarcacioacuten desplaza

un volumen de agua constante durante su navegacioacuten

De este modo descartamos disentildear la embarcacioacuten o bien con un fondo convexo o bien con

un fondo coacutencavo El primero porque es el maacutes indicado para las embarcaciones de planeo

(nuacutemeros de Froude superiores a 1) ya que hace que el centro de presiones se desplace hacia

proa y que se levante la misma a medida que aumentamos la velocidad y el segundo el fondo

coacutencavo tampoco es indicado porque en este caso el centro de presiones se ve desplazado

hacia la popa haciendo que en este caso la proa trime de manera gradual a medida que

aumenta la velocidad

Ilustracioacuten 10 Distribucioacuten de Presiones en Fondos Planos [Campana 2010]

En ambos casos que el centro de presiones y por tanto la distribucioacuten de las mismas no quede

en torno a la seccioacuten media origina los siempre incoacutemodos movimientos de cabeceo o

ldquoporpoisingrdquo que pueden provocar mareos a la gente embarcada

Por lo tanto concluimos que el fondo maacutes indicado para esta embarcacioacuten es el fondo recto

que hace que el centro de presiones quede siempre en torno a la seccioacuten media para cualquier

velocidad Para mejorar la navegabilidad a la velocidad maacutexima (unos 11 nudos) se dotaraacute a la

parte maacutes a popa del fondo de una ligera concavidad y de formas llenas que doten de volumen

a esta zona y hagan que trime al barco por proa facilitando el corte de las olas por la misma

23 Disposicioacuten de los propulsores

La disposicioacuten de los propulsores independientemente del tipo seraacute a popa del buque y por

tanto se produciraacute una peacuterdida de volumen en tal zona necesaria para permitir su alojamiento

Las formas han de moldearse de tal manera que los propulsores (en este caso se estima que

sean azimutales con tobera) se encuentren lo maacutes sumergidos posible de cara a ubicarlos en

las zonas de flujo maacutes uniforme y evitar su posible emersioacuten

Dentro de la popa la posicioacuten final de los propulsores quedaraacute determinada por el perfil

operacional del buque que a grandes rasgos queda delimitado por dos operaciones

esenciales navegacioacuten y en operacioacuten (con DP)

La condicioacuten de navegacioacuten determinaraacute la potencia necesaria a instalar en los propulsores de

popa y permitiraacute por tanto su dimensionamiento La navegacioacuten estaacute directamente relacionada

con la resistencia al avance que ofrece el buque y que depende a su vez de las formas Por lo

Disentildeo de formas

46

tanto seraacute necesario estimar la resistencia al avance ofrecida por el buque a su velocidad

maacutexima de 12 nudos

Por otro lado la condicioacuten de posicionamiento dinaacutemico es maacutes determinante en cuanto a la

disposicioacuten como tal de propulsores La capacidad de posicionamiento dinaacutemico de una

embarcacioacuten no depende exclusivamente de la potencia y nuacutemero de sus propulsores sino que

depende en gran medida de su ubicacioacuten

El buen funcionamiento del posicionamiento dinaacutemico depende en gran medida de dos

aspectos El primero es que permitan direccionar o ldquovectorizarrdquo el empuje de los propulsores

mediante la rotacioacuten de los mismos (o el empleo de elementos auxiliares) para contrarrestar los

efectos medioambientales que intenten sacar al buque de su posicioacuten de equilibrio Por lo tanto

en ese sentido los propulsores azimutales adquieren gran protagonismo ya que son capaces

de rotar 360ordm sobre su eje vertical De cara a la optimizacioacuten del posicionamiento dinaacutemico

conviene situarlos lo maacutes lejos de crujiacutea posible para aumentar su brazo de par y el momento

(empuje) que generan

En segundo lugar seraacute necesario contar en proa con una potencia comparable a la de popa

para que se puedan compensar en los momentos de mayor demanda (mares de traveacutes

remolque etc) La potencia en proa se conseguiraacute mediante el empleo de propulsores

transversales

24 Comportamiento en la mar

A lo largo de este proyecto se ha repetido en varias ocasiones la importancia que cobra la

operatividad en este tipo de buques

Tanto es asiacute que muchos de los buques similares al de proyecto cuentan incluso con la

novedosa proa invertida o ldquoXbowrdquo desarrollada por la empresa noruega Ulstein

Ilustracioacuten 11 Concepto de proa invertida o Xbow Fuente Ulstein

Disentildeo de formas

47

Sin embargo el desarrollo y concepcioacuten de este disentildeo requiere de numerosos recursos y de

una complejidad teacutecnica que supera lo esperado en el presente informe

Para mejorar el comportamiento en la mar del buque se decide optar por meacutetodos maacutes

tradicionales pero igualmente efectivos como son las quillas de balance y el bulbo de proa

En cuanto a las primeras su funcioacuten principal es la de amortiguar o compensar los movimientos

de balance el buque los maacutes criacuteticos junto a los de cabeceo Las olas que el buque genera con

sus movimientos de balance no son de gran magnitud por lo tanto los efectos viscosos cobran

gran importancia La disposicioacuten de las quillas de balance seraacute en los pantoques (con los que

formaraacute un aacutengulo de 90ordm) siguiendo en la medida de lo posible las liacuteneas de corriente Su

ubicacioacuten seraacute a lo largo del cuerpo ciliacutendrico donde el flujo es maacutes uniforme y el efecto de las

quillas es maacuteximo

Aunque suponen un aumento considerable de superficie mojada su aumento de energiacutea

disipada por formacioacuten de torbellinos y por lo tanto su efecto en los movimientos de balance

justifica sobradamente su instalacioacuten

En lo referente al bulbo de proa la praacutectica habitual consiste en disponer de un bulbo

ldquosemisumergidordquo es decir que la parte alta del mismo sobresale por encima de la flotacioacuten

En la siguiente ilustracioacuten del buque base puede comprobarse como efectivamente la liacutenea de

flotacioacuten corta al bulbo a aproximadamente frac34 de su altura

Ilustracioacuten 12 Bulbo semisumergido Fuente Gelibolu Shipyard

Mediante el empleo de este tipo de bulbo se consiguen dos efectos positivos de cara al

comportamiento en la mar de la embarcacioacuten El primero de ellos es ldquocortarrdquo las olas rompientes

de proa y disminuir la resistencia al avance ya que como puede apreciarse en la ilustracioacuten

superior en aacutengulo de entrada en la flotacioacuten del bulbo es muy pequentildeo En definitiva se trata

de simular el efecto de ldquoWave Piercingrdquo que se consigue en los patines de los catamaranes

raacutepidos En segundo lugar y con la misma finalidad se consigue retrasar el seno de la ola

rompiente y tratar de ajustarlo con el valle generado por el buque con el objetivo final de

ldquoanularrdquo el efecto de la ola rompiente en proa

Disentildeo de formas

48

25 Estabilidad

Las formas finalmente seleccionadas son determinantes de cara a la estabilidad de la nave ya

que establecen el aacuterea en la flotacioacuten de la misma y consecuentemente los coeficientes de la

carena

Debido a la disposicioacuten de equipos muy pesados en cubierta como la gruacutea molinetes etc los

momentos escorantes que se producen en buques de este tipo son elevados al elevarse el

centro de gravedad notablemente

26 Resistencia al avance

Como en la mayoriacutea de los buques que se proyectan el objetivo primordial es que la resistencia

al avance que ofrece el buque sea miacutenima La resistencia al avance influye de manera directa

en la potencia a instalar de los propulsores y por ende en el consumo de combustible y en la

autonomiacutea del buque

Debido a la necesaria inclusioacuten de elementos auxiliares a la carena del buque como son el

quillote central las quillas de balance los tuacuteneles para los propulsores transversales etc la

resistencia al avance se ve incrementada Sin embargo su disposicioacuten puede ser optimizada

mediante numerosos meacutetodos para que tal incremento sea miacutenimo

Como la embarcacioacuten tiene un nuacutemero de Froude de 029 (muy proacuteximo a 03) navegaraacute bajo

reacutegimen de desplazamiento y por lo tanto para optimizar las formas y ofrecer la menor

resistencia al avance posible habraacute que tener en cuenta que la componente de la resistencia

predominante seraacute la viscosa

27 Astilla muerta

El aacutengulo de astilla muerta definido por la Real Academia de Ingenieriacutea (2012) como ldquoelevacioacuten

de la cuaderna sobre el plano de quilla medida a mitad de la mangardquo hemos de tenerlo en

cuenta a la hora de determinar un casco oacuteptimo en cuanto a la navegacioacuten tanto en aguas

tranquilas como con mal tiempo ya que es uno de los aspectos que maacutes influyen en el

comportamiento de una embarcacioacuten

Un aacutengulo miacutenimo de astilla muerta es decir una placa plana implicariacutea que la embarcacioacuten

fuera muy sensible a las aceleraciones verticales y tuviera una maniobrabilidad muy limitada en

mares agitados y en el otro extremo un aacutengulo demasiado grande implicariacutea que las fuerzas

de sustentacioacuten verticales no fueran suficientes y que se tuviera que aumentar o bien el trimado

o bien la superficie mojada conllevando ello un aumento considerable de la resistencia al

avance

Una de las ventajas que presenta esta disposicioacuten es la suavidad del impacto del casco con las

olas en comparacioacuten a otra embarcacioacuten que no disponga apenas de astilla muerta Ademaacutes

aumenta la maniobrabilidad de las embarcaciones tanto en aguas tranquilas como en

navegacioacuten con mal tiempo

La astilla muerta reduce la sustentacioacuten vertical debido a que el agua que golpea el fondo del

casco se desprende tambieacuten hacia los laterales formando el tiacutepico spray

Disentildeo de formas

49

Ilustracioacuten 13 Influencia de la Astilla Muerta en la Generacioacuten de Spray y Presiones Ejercidas [Larsson

amp Raven 2010]

Sin embargo el spray que se genera en el fondo y continuacutea por los costados aumenta

gradualmente la resistencia friccional

Por lo tanto teniendo en cuenta todo lo anterior consideramos que lo oacuteptimo para nuestra

embarcacioacuten es dotarla de una astilla muerta gradual la cual aumente a medida que nos

movemos de popa a proa (ldquowarpingrdquo)

De este modo combinando cuadernas mixtas tipo U-V en popa con un cierto aacutengulo

ascendente de astilla muerta conseguiremos que la salida del flujo sea lo maacutes homogeacutenea

posible y que las aceleraciones verticales sean miacutenimas mejorando asiacute el rendimiento

propulsivo la maniobrabilidad y capacidad de navegacioacuten en mal tiempo de la embarcacioacuten

3 Generacioacuten de formas

Como ya se mencionoacute en el primer apartado del presente capiacutetulo los procesos de generacioacuten

de formas son muy variados Por norma general se parte de buques ya construidos y de los

que se conoce su comportamiento hidrodinaacutemico y se modifican sus formas lo menor posible

hasta obtener las dimensiones y coeficientes de carena del buque que se desea obtener

Seguacuten [15] las transformaciones maacutes habituales son las siguientes

minus Transformacioacuten afiacuten este tipo de transformacioacuten modifica las dimensiones principales

de las formas de partida para ajustarlas al buque de proyecto manteniendo inalterados

los coeficientes de carena del buque

minus Modificacioacuten del coeficiente prismaacutetico se modifica el coeficiente prismaacutetico pero se

mantienen constantes las dimensiones principales

minus Modificacioacuten del coeficiente de bloque se realiza manteniendo constante el coeficiente

de la maestra

minus Modificacioacuten del centro de carena se cambia la curva de aacutereas manteniendo constante

el coeficiente de bloque

minus Modificacioacuten de la curva de aacutereas

Disentildeo de formas

50

El primer paso fue el de obtener el modelo en 3D de los buques base para poder proceder a su

posterior combinacioacuten y transformacioacuten

Para ello y con ayuda del programa de disentildeo asistido por ordenador Rhinoceros se parte de

la vista de perfil y transversal de los distintos planos de formas es decir los planos en los que

aparecen las longitudinales y las cuadernas respectivamente

Una vez obtenidos ambos planos se insertan como imagen de fondo en el programa para

despueacutes trazar curvas NURBS5 o curvas racionales sobre cada uno de los longitudinales y

cuadernas tratando de reproducirlos lo mejor posible y hacer que el modelo 3-D se asemeje lo

maacuteximo al original Una vez modeladas las curvas y habiendo comprobado que todas teniacutean

los mismos puntos de control (para evitar la aparicioacuten de ldquobollosrdquo o discontinuidades en el

casco) se desplazan a su posicioacuten longitudinal correspondiente para obtener asiacute el modelo en

3-D

Finalmente con la ayuda de diversos comandos del programa (ldquoSweep2rdquo ldquoSurface Networkrdquo

etc) se generan las distintas superficies que conformaraacuten el casco obteniendo finalmente el

modelo en 3-D En la siguiente ilustracioacuten se muestra un ejemplo del proceso anteriormente

descrito

Ilustracioacuten 14 Obtencioacuten del modelo 3D del buque base Elaboracioacuten propia

Obtenido el modelo 3D el siguiente paso consiste en realizar una transformacioacuten afiacuten para

ajustar las dimensiones del modelo a las del buque proyecto Para ello se recurrioacute a la opcioacuten

ldquoescalar en una dimensioacutenrdquo que tambieacuten ofreciacutea el programa Rhinoceros ya que permite

escalar el modelo en las tres direcciones principales de manera independiente

5 NURBS Non- Uniform Rational B-Splines

Disentildeo de formas

51

Sin embargo adecuar las dimensiones principales no garantiza una escala correcta de los

coeficientes de la carena Por lo tanto el siguiente paso consiste en modificar las formas

levemente hasta alcanzar unos valores que se pueden considerar razonablemente

aproximados a los esperados

Las transformaciones que se llevaron a cabo pueden resumirse del siguiente modo

minus Aumento de la altura vertical de la zona del codaste con el fin de garantizar que el

espacio en popa fuera maacutes que suficiente para alojar los propulsores principales

Ademaacutes el desplazamiento obtenido tras las primeras transformaciones era mayor de

lo esperado y por lo tanto era necesario que se rebajara en la medida de lo posible

minus Reduccioacuten de la envergadura de los ldquoshouldersrdquo de popa y de proa con el objetivo de

conseguir una segunda disminucioacuten del desplazamiento

El ajuste de las formas se realzoacute directamente en el programa Rhinoceros debido a que al

haberse realizado a traveacutes de curvas NURBS su modificacioacuten a traveacutes de los puntos de control

que las componen resulta muy intuitiva y raacutepida

4 Caracteriacutesticas de las formas

Tras los pasos del apartado anterior se obtuvo una carena que cumpliacutea en la medida de lo

posible con los paraacutemetros obtenidos tras la generacioacuten de alternativas Como se podraacute

comprobar a continuacioacuten la precisioacuten obtenida sin ser insuficiente o mala no es tan buena

como cabriacutea esperar pero se considera aceptable y dentro de los maacutergenes para la etapa en

la que se encuentra el proyecto

Una vez alcanzadas unas formas con coeficientes de carena adecuados al proyecto se

procedioacute al alisado de las mismas en Rhinoceros Este proceso es muy importante ya que no

sirve simplemente para mejorar el aspecto visual del modelo (corrigiendo los famosos ldquobollosrdquo

que se generan en las superficies que no comparten la curvatura) si no que presenta una mejora

importante en cuanto al comportamiento hidrodinaacutemico de la carena que define finalmente la

resistencia al avance y por tanto la potencia requerida

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 2-1 Comparativa de los coeficientes de carena estimados y obtenidos

Paraacutemetro Alternativa Modelado Aprox

Desplazamiento (t) 1956 207000 58

T (m) 451 451 003

Lpp (m) 4645 4804 345

B (m) 1375 1375 -001

Coeficiente de bloque 066 068 233

Coeficiente de la maestra 098 099 062

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068 069 192

Coeficiente de la flotacioacuten 086 086 -011

Disentildeo de formas

52

Paraacutemetro Alternativa Modelado Aprox

LppB 338 350 346

BT 305 304 -021

Como se puede comprobar el valor que maacutes se aleja de lo estimado es el correspondiente al

desplazamiento Este hecho se debe a diversos motivos

minus Inclusioacuten del quillote central en el modelo El hecho de antildeadir el quillote a la hora de

realizar las curvas hidrostaacuteticas aumenta el desplazamiento obtenido en unas 20

toneladas sin embargo y de cara a etapas futuras como el caacutelculo de la resistencia al

avance se decide no eliminar para mejorar la precisioacuten de los caacutelculos

minus No inclusioacuten de los propulsores transversales de proa En la etapa presente del

proyecto se desconoce el diaacutemetro con el que han de contar tales propulsores y por

tanto careciacutea de sentido modificar la carena ya que es un proceso lento y complicado

Grosso modo de cara al caacutelculo del desplazamiento pueden considerarse como

tanques ciliacutendricos vaciacuteos Suponiendo que el diaacutemetro de tales propulsores puede ser

de 15 metros el desplazamiento que restariacutean seriacutea de

119863119890119904119905 = 120588 middot 120587 middot 1198772 middot 1198611199011199031199001199011 +middot 120587 middot 1198772 middot 1198611199011199031199001199012

= 1025 middot 120587 middot 0752 middot 3 + 1025 middot 120587 + 0752 middot 5 = 55 119905 + 91 119905 = 146 119905

Eq 80

Teniendo en cuenta estas consideraciones el desplazamiento final seriacutea de unas 2020

toneladas y el margen bajariacutea hasta el 32

Ilustracioacuten 15 Volumen equivalente de los propulsores de proa

Finalmente las formas obtenidas se muestran a continuacioacuten

Disentildeo de formas

53

Ilustracioacuten 16 Modelo en 3D del buque proyecto Elaboracioacuten propia

Como se puede ver en las tablas superiores durante el proceso de generacioacuten de formas las

dimensiones principales se han mantenido y por lo tanto las relaciones adimensionales no se

han modificado En cuanto a los coeficientes de carena el caso es distinto ya que aparecen

ligeras variaciones respecto a lo estimado en la generacioacuten de alternativas En todo caso

dichas variaciones se consideran plenamente admisibles por tratarse bajos porcentajes y cuyos

efectos negativos no seraacuten cuantificables con las herramientas de las que se dispone para la

realizacioacuten del presente documento

41 Curva de aacutereas normalizada

La curva de aacutereas que se muestra a continuacioacuten se obtuvo a partir del programa Maxsurf

Posteriormente se editoacute en Excel para obtener una visioacuten maacutes clara de los distintos puntos que

la forman

Disentildeo de formas

54

Ilustracioacuten 17 Curva de aacutereas normalizada Elaboracioacuten propia

Como se puede observar las caracteriacutesticas globales de la curva son razonablemente

adecuadas y satisfactorias

Destaca la entrada del cuerpo de proa que es suave y progresiva debido al efecto de disponer

el bulbo ldquoadosadordquo a la proa y no como una protuberancia como suele ser lo general

El cuerpo ciliacutendrico presenta una longitud proporcionalmente adecuada y una ordenada vertical

constante entre los 15 y 25 metros en los que se presenta

Por uacuteltimo el cuerpo de popa o de salida presenta una curvatura constante y progresiva desde

la salida del cuerpo ciliacutendrico hasta la llegada a la popa en espejo Cabe destacar la ligera

discontinuidad que se produce en el entorno de los 5 metros debido a la aparicioacuten del quillote

central La popa en espejo tiene un aacuterea sumergida suficiente para evitar en gran medida los

efectos de slamming6 en popa

5 Plano de formas

El plano de formas es una imagen representativa de las formas del barco En el mismo aparecen

proyecciones de diversas secciones transversales (caja de cuadernas) longitudinales y

verticales o liacuteneas de agua En nuestro caso estaacute constituido por 20 cuadernas (maacutes una

adicional que queda a popa de la perpendicular de popa) 6 longitudinales y 15 liacuteneas de agua

donde las 6 primeras quedan por debajo de la flotacioacuten siendo la 6 la maacutes representativa por

ser la que determina el calado del buque

Las cuadernas estaacuten equiespaciadas con 120 de la eslora entre perpendiculares los

longitudinales con 16 de la semimanga y las liacuteneas de agua con 16 del calado

6 Slamming vocablo anglosajoacuten que hace referencia al teacutermino ldquopantocazordquo que seguacuten la RAE se define

como golpe dado por el casco del buque en el agua al cabecear

AP MS FP

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

-500 000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Aacutere

a (

m2)

Pos Long (m)

Disentildeo de formas

55

Ademaacutes de las secciones miacutenimas indicadas anteriormente se ha decidido incluir dos

secciones inclinadas o ldquovagrasrdquo que sirven para dar maacutes informacioacuten de la curvatura del casco

concretamente en los hombros o ldquoshouldersrdquo de popa y proa Estas secciones son la

interseccioacuten de un plano inclinado en el sentido longitudinal con el casco del buque y se

representan en el plano mediante un abatimiento y no una proyeccioacuten El nuacutemero de vagras

que se incluyen son dos la primera une el punto de interseccioacuten entre la liacutenea de agua 6 y

crujiacutea con el punto de interseccioacuten entre la liacutenea base y la semimanga maacutexima del buque la

segunda une el punto de interseccioacuten entre la liacutenea de agua 5 y la mitad de la semimanga

maacutexima del buque

En el plano de formas que se adjunta como anexo se pueden observar todas las caracteriacutesticas

comentadas en el anaacutelisis anterior Ademaacutes en el mismo aparecen las secciones

correspondientes al quillote de popa y al bulbo de proa

6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico

Tras la obtencioacuten de las formas de la carena en el apartado anterior ya se estaacute en disposicioacuten

de realizar un anaacutelisis de su ldquobondadrdquo desde el punto de vista hidrodinaacutemico El principal factor

que determina si unas formas son adecuadas o no desde este punto de vista es la resistencia

al avance que ofrecen

En el apartado 2 de Aspectos Previos se analizaron los aspectos maacutes determinaban que

caracterizaban a la embarcacioacuten y que condicionariacutean el proceso de generacioacuten de formas

Como ya se comentoacute en dicho capiacutetulo con todas las caracteriacutesticas implementadas se

buscaba obtener un comportamiento en la mar oacuteptimo no un comportamiento hidrodinaacutemico

oacuteptimo Es decir la resistencia ofrecida al avance pasoacute a un segundo lugar de importancia en

pos de garantizar y asegurar un comportamiento idoacuteneo en operacioacuten Este hecho puede

comprobarse con la inclusioacuten de ciertos elementos que penalizan seriamente el

comportamiento hidrodinaacutemico y que aumentan considerablemente la resistencia al avance

como pueden ser

minus Quillote central de popa mejora notablemente la facilidad de gobierno del buque y

permite la instalacioacuten (opcional) de heacutelices transversales Sin embargo aumenta la

resistencia al avance al aumentar la superficie mojada en popa

minus Espejo de popa semisumergido aumenta el aacuterea sumergida de popa mejorando el

comportamiento en la mar pero penaliza seriamente la resistencia al avance al

aumentar la superficie mojada

minus Quillas de balance mejoran el comportamiento ante movimientos de balance del buque

al amortiguar sus oscilaciones Aumenta la superficie mojada a lo largo de todo el

costado

Puede comprobarse que el buque no seraacute oacuteptimo desde el punto de vista hidrodinaacutemico

Sin embargo el tiempo en navegacioacuten del buque (durante el cual la resistencia al avance cobra

una mayor importancia) es muy bajo en comparacioacuten al tiempo en operacioacuten que pasan estos

Disentildeo de formas

56

buques Seguacuten fuentes del sector como son Subse7 y Damen lo normal es que este tipo de

buques pasen el 70 o maacutes en operacioacuten frente a un 15 en traacutensito o navegacioacuten

En definitiva antes de proceder a la estimacioacuten de la resistencia al avance del buque es

necesario considerar que los valores esperados no son del todo ldquooptimistasrdquo si bien tampoco

se espera que sean valores necesariamente negativos ya que como se pudo ver en el apartado

referente a la curva de aacutereas y coeficientes de carena los valores obtenidos eran maacutes que

razonables

7 Estimacioacuten de la resistencia al avance

El presente apartado es uno de los maacutes importantes en el proyecto de una embarcacioacuten ya que

determina la potencia propulsora necesaria a instalar y con ello otros paraacutemetros como pueden

ser la autonomiacutea el tamantildeo de la caacutemara de maacutequinas etc

La estimacioacuten de la resistencia al avance puede llevarse a cabo de diversas maneras siendo

la maacutes precisas las predicciones numeacutericas y la realizacioacuten de ensayos en canales de

experiencias hidrodinaacutemicas sobre modelos a escala de la embarcacioacuten cuya resistencia al

avance desea conocerse Loacutegicamente tal proceso no puede llevarse a cabo en nuestro caso

y por lo tanto ha de recurrirse a meacutetodos alternativos como son las series sistemaacuteticas7 o a

meacutetodos estadiacutesticos

La primera de las opciones la de las series sistemaacuteticas se descarta debido a que la mayoriacutea

de ellas estaacuten desactualizadas Los rangos de aplicacioacuten que permiten su utilizacioacuten han

variado a lo largo de los antildeos y por lo tanto es difiacutecil encontrar alguna en la que se cumplan

todos los requisitos para su utilizacioacuten

Por lo tanto es necesario recurrir a los meacutetodos estadiacutesticos En primer lugar es necesario

determinar el tipo de reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Esta variacioacuten

normalmente se representa a traveacutes del coeficiente prismaacutetico longitudinal

Como se puede comprobar en la Ilustracioacuten 18 para el nuacutemero de Froude de nuestra

embarcacioacuten que es de 029 el graacutefico establece que el reacutegimen de navegacioacuten corresponde

a la frontera entre el semi- desplazamiento y el desplazamiento Este hecho implica que los

meacutetodos estadiacutesticos de prediccioacuten de potencia que pueden emplearse son

minus Holtrop y Mennen

minus Compton

minus Fung

minus van Oortmerssen

minus Series 60

7 En una serie sistemaacutetica se realizan variaciones en los paraacutemetros principales de una serie

caracteriacutestica de buques y los resultados se presentan en forma de diagramas y tablas en los que la

resistencia de un nuevo disentildeo se puede obtener por interpolacioacuten

Disentildeo de formas

57

Ilustracioacuten 18 Reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Fuente [Larssonamp Raven

2010]

De entre todos los meacutetodos el maacutes extendido y utilizado para buques de desplazamiento es el

de Holtrop y Mennen Sin embargo su principal inconveniente reside en su amplio margen de

utilizacioacuten el cual puede dar lugar a incertidumbres en los resultados Por ello se opta por

analizar la validez de los distintos meacutetodos y obtener la resistencia al avance estimada de

acuerdo a cada uno de ellos para una serie de velocidades y finalmente se decide tomar como

criterio la potencia propulsora instalada por el buque base ya que es un dato que se conoce y

en la etapa actual del proyecto supone sin lugar a dudas el valor maacutes fiable

71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

En primer lugar se ha de verificar si los paraacutemetros y relaciones adimensionales del buque

proyecto son suficientemente vaacutelidos como para ser incluidos en los distintos caacutelculos del

software Maxsurf

Disentildeo de formas

58

Tabla 2-2 Comprobacioacuten de la aplicacioacuten de los meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

Paraacutemetro Valor obtenido Holtrop van Oortmerssen Series 60 Compton Fung

Cp 068 055 085 050 073 - - - - 053 077

LB 365 390 1500 300 620 550 850 400 520 252 1794

BT 305 210 400 190 400 250 350 - - 170 1020

L (m) 5024 - - 800 8000 - - - - - -

Cm 098 - - 070 097 - - - - - -

LcgL -004 - - -8 3 - - -013 -002 - -

Despl (m3) 195556 - - 500 300000 - - - - - -

Semiaacuteng entrada (ordm) 2700 - - 1000 4600 - - - - 1432 2367

Cb 068 - - - - 060 080 - - - -

Cflotacioacuten 086 - - - - - - - - 066 084

Despl L3 0020 - - - - - - 000 001 - -

Velocidad (kn) 12

Fn 0284

Resistencia (kN) 909 1266 785 323 60

Potencia (kW) 561139 781404 484635 1993678 370093

Como se puede comprobar no existe ninguacuten meacutetodo para el cual se cumplan todos los

requisitos Sin embargo en todos los casos se exceden o no se llega a los liacutemites por un margen

muy pequentildeo

Se puede observar tambieacuten que existe una gran disparidad en los resultados que ofrecen los

distintos meacutetodos lo cual se debe a la incertidumbre que se comentaba con anterioridad

Como ya se indicoacute en el apartado anterior se decide tener en cuenta el valor de la potencia

instalada en el buque base que se conoce y es de 2400 kW El meacutetodo que maacutes se aproxima

a este valor es el meacutetodo de Compton y seraacute por tanto el que se tenga en cuenta para el resto

de las operaciones

72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos

Los resultados no son en ninguacuten caso definitivos ya que el programa no tiene en cuenta todos

los efectos de los distintos componentes de la resistencia al avance como pueden ser la

resistencia de los apeacutendices (quillote central quillas de balance y propulsores azimutales) la

resistencia aerodinaacutemica de la superestructura etc

En el caso de la resistencia antildeadida por apeacutendices no es disparatado considerar que su efecto

supone un 5-10 de la eslora total lo que en el peor de los casos (meacutetodo de Compton)

equivaldriacutea a unos 16-32 kN adicionales respectivamente y que equivaldriacutean a unos 100-200

kW maacutes

En lo que respecta a la resistencia ofrecida por el aire ninguno de los meacutetodos anteriores la

incluye en sus estimaciones ya que son meacutetodos estadiacutesticos basados en la resistencia

ofrecida por la carena Sin embargo su influencia en la resistencia ofrecida por el buque es

Disentildeo de formas

59

considerable en comparacioacuten al resto de componentes como son resistencia de presioacuten en el

bulbo de proa resistencia por inmersioacuten del espejo resistencia adicional por correlacioacuten

modelo-buque etc Por ello se considera oportuno calcular de manera breve y aproximada su

aportacioacuten a la resistencia global del buque al avance

73 Resistencia aerodinaacutemica

Para el caacutelculo de la resistencia al aire ofrecida por la obra viva del buque se ha de estimar la

forma transversal que presentariacutea la misma

El primer paso es acudir a buques similares para determinar brevemente como variacutea la

superestructura en funcioacuten de la eslora Se obtuvieron imaacutegenes de distintos buques del rango

de 50 metros y se comproboacute que las modificaciones o variaciones entre los mismos eran

debidas sobre todo a temas esteacuteticos

Una vez obtenidas diversas estructuras se realizoacute un modelo en 3D de la misma para ajustarla

y escalarla a la carena previamente disentildeada El resultado obtenido fue el siguiente

Ilustracioacuten 19 Estimacioacuten de las medidas de la obra muerta Elaboracioacuten propia

Como se puede comprobar el modelo de la superestructura se simplificoacute a traveacutes de

rectaacutengulos ya que como se veraacute a continuacioacuten los meacutetodos de caacutelculo de resistencia

aerodinaacutemica tienen en cuenta el aacuterea proyectada de la misma

En cuanto a la obra muerta las medidas del rectaacutengulo que forman se pueden obtener

raacutepidamente tras restar al puntal maacuteximo (1120 metros) el calado (452 metros) y antildeadiendo

la manga total del buque (1375 metros)

En definitiva la suma de las aacutereas totales proyectadas es de

Disentildeo de formas

60

Tabla 2-3 Aacutereas proyectas de superestructura y obra muerta

Alto (m) Aacuterea (m2)

Exhaustacioacuten 1 465 119 553

Exhaustacioacuten 2 465 119 553

Caseta inferior 270 1160 3132

Caseta Superior 318 688 2188

Obra muerta 669 1378 9219

Total 15645

Seguacuten [4] existen diversos meacutetodos experimentales para el caacutelculo de la resistencia al avance

ofrecida por la obra muerta y la superestructura como Hughes Isherwood Blenderman etc

Para todos ellos el coeficiente de resistencia (dato que se emplearaacute maacutes adelante) se situacutea

para cualquier tipo de buque en torno a 12

Todos los meacutetodos se basan en la formulacioacuten claacutesica referente al caacutelculo de la resistencia

119877119886119890119903119900 =1

2middot 119862119863 middot 120588119886 middot 119881119886

2 middot 119860119879 Eq 81

Donde

- CD representa el coeficiente de resistencia ofrecido

- 120588119886 representa la resistencia del aire y toma un valor de 1225 kgm3

- Va representa (en nudos) la velocidad del aire Por simplicidad se tomaraacute la del buque

en su lugar por ser un dato de proyecto

- AT representa el aacuterea total ofrecida por la obra muerta y la superestructura

Por lo tanto la resistencia ofrecida por el aire toma un valor de

119877119886119890119903119900 =1

2middot 119862119863 middot 120588119886 middot 119881119886

2 middot 119860119879 =1

2middot 12 middot 1225 middot (12 middot 05144)2 = 4381 119873 cong 438 119896119873 Eq 82

74 Resultados obtenidos

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos a traveacutes de los meacutetodos estadiacutesticos las

pertinentes correcciones a los mismos y la resistencia aerodinaacutemica la resistencia al avance

total puede estimarse en

119877119886119907119886119899119888119890 = 119877119888119900119898119901119905119900119899 + 119877119888119900119903119903119890119888119888 + 119877119886119894119903119890 = 323 + 32 + 438 cong 360 119896119873 Eq 83

Para obtener la potencia necesaria para vencer tal resistencia se obtiene la liacutenea de tendencia

del graacutefico relativo a la relacioacuten entre la resistencia y potencia para el meacutetodo de Compton

obtenido en el apartado 71

Disentildeo de formas

61

La ecuacioacuten de la liacutenea de tendencia que permite extrapolar el resultado obtenido es la

siguiente

119910 = minus4119864 minus 06 middot 1199093 + 00075 middot 1199092 + 434065 middot 119909 minus 97856 Eq 84

Sustituyendo los 360 kN equivalentes a la resistencia total se obtiene que la potencia necesaria

es de

119910 = minus4119864 minus 06 middot 3603 + 00075 middot 3602 + 434065 middot 360 minus 97856 = 227386 119896119882

cong 2300 119896119882 Eq 85

Con los datos que se acaban de obtener ya seriacutea posible realizar la seleccioacuten de los motores

y propulsores principales del buque

Disentildeo de formas

62

Disposicioacuten general

63

Disposicioacuten general

1 Introduccioacuten

Tras la realizacioacuten de los capiacutetulos anteriores ya se conocen tanto las dimensiones principales

del buque como sus formas y coeficientes de carena y por lo tanto ya se estaacute en disposicioacuten

de proceder al proyecto de la disposicioacuten general del buque El objetivo es por tanto determinar

y definir los espacios y elementos estructurales que lo compondraacuten en base a los resultados

obtenidos en los capiacutetulos anteriores

Como es loacutegico la disposicioacuten general o distribucioacuten de los elementos estaacute condicionada

directamente por la misioacuten y tipo de buque y por consiguiente por el tipo de trabajos que haya

de realizar En el presente caso queda ademaacutes condicionado por las especificaciones

concretas de proyecto

Teniendo en cuenta la especificacioacuten y caracteriacutesticas del buque este ha de contar con al

menos

- Cubierta principal de 225 m2

- Gruacutea de 20 t en la cubierta principal

- Habilitacioacuten para 36 personas

- Caacutemara de maacutequinas

- Local del generador de emergencia

- Tanques de combustible

- Tanques de agua dulce

- Tanques de lastre

- Cocina

- Comedor

- Zona de descanso

- Sala de reuniones

- Talleres

- Lavanderiacutea

- Vestuarios y aseos

Disposicioacuten general

64

Durante todo el proceso de definicioacuten de la disposicioacuten general se comprobaraacute el cumplimiento

de la normativa establecida por la sociedad de clase (Bureau Veritas) y por los convenios

MARPOL y SOLAS

El objetivo final del presente capiacutetulo es la realizacioacuten de un plano de disposicioacuten general en 2D

en el que queden plasmadas todas las caracteriacutesticas anteriores Ademaacutes se trataraacute (en la

medida de lo posible) de realizar un levantamiento de dicho plano en 3D que ayude a una

mejor comprensioacuten del mismo

A continuacioacuten se muestra una imagen explicativa con la disposicioacuten y los elementos maacutes

representativos de un buque AHTS tiacutepico

Ilustracioacuten 20 Disposicioacuten y elementos tiacutepicos de un buque AHTS Fuente [Casado J Martiacuten DA]

De manera general el buque dispondraacute de una zona de trabajo en cubierta lo maacutes amplia

posible (de babor a estribor) En base a lo anterior la superestructura se ubicaraacute lo maacutes a proa

posible aprovechando al maacuteximo la eslora del buque pero permitiendo la instalacioacuten de los

equipos de amarre y fondeo Es comuacuten disponer de las casetas de exhaustacioacuten a ambos

costados de la superestructura y situarlas a la mitad de su eslora aproximadamente Este

hecho se debe a la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas que suele situarse praacutecticamente en

la seccioacuten media del buque ya que debido a la enorme potencia que han de generar estos

buques supone el espacio maacutes importante de los mismos Por norma general se extiende

desde el doble fondo (el cual suele ubicarse a unos 1300-1500 metros sobre la liacutenea base)

hasta la cubierta principal En la misma se alojaraacuten los motores y generadores principales para

el correcto funcionamiento del buque Ademaacutes la popa en espejo no sube recta hasta la

cubierta principal sino que termina en un rodillo que facilita las operaciones de remolque El

molinillo o ldquowinchrdquo se situacutea en la cubierta principal en crujiacutea y lo maacutes proacuteximo a la

superestructura que sea posible para no entorpecer las operaciones de la zona de trabajo Por

uacuteltimo estos buques cuentan con una gran gruacutea principal en cubierta que les permite realizar

las operaciones de recogida y largada de anclas Al ser gruacuteas muy pesadas y con gran

capacidad de carga su estructura principal o pilar atraviesa las cubiertas y se extiende lo maacutes

Disposicioacuten general

65

al fondo que sea posible para absorber al maacuteximo los esfuerzos a los que se puede ver

sometida

2 Anaacutelisis previo

La disposicioacuten general de este tipo de buques es particularmente compleja en ciertos aspectos

El hecho de contar con una superficie de trabajo muy amplia en la cubierta principal implica

distribuir los elementos en el resto de los espacios de la manera maacutes homogeacutenea y uniforme

posible

Pero antes de nada hay que tener en consideracioacuten todas las restricciones y caracteriacutesticas

que son determinantes a la hora de proyectar una disposicioacuten general teacutecnicamente viable

Las consideraciones fundamentales que se han tenido en cuenta antes de abordar la

proyeccioacuten de la disposicioacuten general de nuestro buque han sido las siguientes

- Tipo de buque y operaciones que realiza

- Tipo de propulsioacuten y gobierno

- Cubierta de trabajo y equipos

- Habilitacioacuten

- Autonomiacutea

- Medios de salvamento

- FIFI

21 Tipo de buque y operaciones que realiza

Como ya se indicoacute en el Capiacutetulo 1 la principal misioacuten que desempentildea un buque AHTS es la

de remolcar unidades offshore y posicionar manejar y retirar las anclas o sistemas de fondeo

de las mismas Ademaacutes como misioacuten complementaria puede realizar operaciones de

suministro de viacuteveres y cargas de lucha contra incendios traslado de personal etc

Todos estos aspectos implican que la disposicioacuten general de este tipo de buques siga un patroacuten

maacutes o menos determinado y caracteriacutestico Las caracteriacutesticas principales son

- Gran capacidad de carga y gran volumen de tanques bien sea en las bodegas o en la

cubierta principal

- Cubierta principal de trabajo amplia y despejada para la realizacioacuten de diversas

operaciones

- Cubierta especialmente reforzada para soportar holgadamente los posibles impactos de

los objetos retirados del fondo como cadenas anclas etc Suelen contar con una

sobrecubierta de madera

- Superestructura situada a proa elevada con respecto a la cubierta principal El objetivo

de tal disposicioacuten es maximizar el aacuterea de trabajo de la cubierta principal y posibilitar

Disposicioacuten general

66

una visioacuten de 360ordm en el puente para aumentar la seguridad en las operaciones de

cubierta y de remolque

- Entre la cubierta principal y la superestructura se disponen los sistemas auxiliares del

sistema de fondeo Se disponen los chigres y diversos equipos especializados como

son los ldquoshark jawsrdquo y ldquotow pinsrdquo que refuerzan y aseguran la estiba de las anclas

Ilustracioacuten 21 Sistemas de remolque Shark Jaw (abajo) y Tow spin (fondo) Fuente Wikipedia

22 Tipo de propulsioacuten y gobierno

A pesar de tratarse de una etapa muy temprana del proyecto ya es posible determinar el tipo

de propulsioacuten que se desea instalar Por las propias caracteriacutesticas de la embarcacioacuten y las

misiones que desempentildea se decide optar por una propulsioacuten dieacutesel-eleacutectrica compuesta por

motores dieacutesel acoplados a generadores eleacutectricos

La principal ventaja de este tipo de propulsioacuten de cara a la definicioacuten de la disposicioacuten general

es la flexibilidad que presenta de cara a su ubicacioacuten en el buque Al no necesitar liacuteneas de ejes

para la transmisioacuten de la potencia a las heacutelices como ocurre en la propulsioacuten convencional no

es necesario ubicar la caacutemara de maacutequinas lo maacutes a popa posible sino que su ubicacioacuten es

ldquolibrerdquo en cierto modo

Debido al tamantildeo y desplazamiento del buque los motores seraacuten semi-raacutepidos o de cuatro

tiempos que cuentan con la principal ventaja de ser mucho maacutes reducidos en altura que los de

dos tiempos y de permitir utilizar combustible ligero o MDO (Marine Diesel Oil)

Los propulsores iraacuten alojados en toberas cuyo efecto positivo en operaciones de tiro a punto

fijo como es el remolque estaacute maacutes que demostrado Su efecto negativo sobre la resistencia al

avance se desprecia ya que seguacuten el perfil operativo del buque la mayor parte de su vida la

pasaraacute operando y no navegando

Los timones no seraacuten necesarios ya que se decide instalar propulsores azimutales (si no no

tendriacutea sentido la propulsioacuten dieacutesel-eleacutectrica) Este tipo de propulsores son orientables y

permiten obtener el maacuteximo empuje en cualquier direccioacuten con giros de 360ordm Ademaacutes su gran

maniobrabilidad los hace idoacuteneos en buques que cuentan con posicionamiento dinaacutemico al

aportar un enorme grado de flexibilidad y velocidad de respuesta

Disposicioacuten general

67

Se dispondraacuten dos propulsores azimutales en popa y dos propulsores transversales en proa

Si los requerimientos del posicionamiento dinaacutemico lo exigieran seriacutea posible instalar un

propulsor transversal en popa concretamente en el quillote central

El local de los propulsores azimutales se dispondraacute en popa delimitado por el espejo y un

mamparo estanco transversal En cuanto a los de proa se dispondraacute de un local delimitado por

el mamparo de colisioacuten y un mamparo a popa

23 Habilitacioacuten

Otra caracteriacutestica particular de este tipo de buques es la distribucioacuten de su habilitacioacuten A pesar

del ldquopequentildeordquo tamantildeo del buque a proyectar unos 50 metros ha de contar con espacio

suficiente para albergar todos los equipos espacios y locales necesarios para garantizar su

correcta operacioacuten y ademaacutes ha de contar con espacio suficiente para alojar de la manera

maacutes coacutemoda posible a 36 tripulantes

Para lograr tal objetivo es necesario aprovechar al maacuteximo las alturas libres de los espacios

como por ejemplo disponiendo literas en los camarotes dobles Sin embargo en los

alojamientos de los oficiales esta solucioacuten no es posible y ademaacutes han de contar con una

reducida oficina propia En definitiva la solucioacuten pasa por hallar (como en la mayoriacutea de los

casos) una solucioacuten de compromiso

Para poder distribuir y organizar los espacios es necesario conocer brevemente de cuaacuteles

dispondraacute el buque En base a buques similares se ha podido determinar que buques ya

construidos de la misma eslora y propoacutesito que el buque proyecto cuentan por norma general

con

- Tanques distribuidos bajo el doble fondo

- Sobre el doble fondo tanques distribuidos por los costados (lastre y servicios de los

equipos de caacutemara de maacutequinas) y caacutemara de maacutequinas Tambieacuten se suelen disponer

los locales de los propulsores el taller y la lavanderiacutea

- En la cubierta principal todos cuentan con el aacuterea de trabajo desde popa hasta la mitad

de la eslora Tambieacuten disponen de un local de C02 un pantildeol de pinturas vestuarios un

almaceacuten etc Es norma general ubicar en dicha cubierta los comedores la cocina y las

caacutemaras frigoriacuteficas En algunos casos el espacio restante es suficiente para disponer

de uno o dos camarotes

- Ya en la superestructura suelen disponerse dos cubiertas para alojar la acomodacioacuten

(la inferior para la tripulacioacuten y la superior para la acomodacioacuten de los oficiales) Ademaacutes

se aprovecha su elevacioacuten sobre la flotacioacuten para ubicar el local de generadores de

emergencia

- Por uacuteltimo se encuentra el puente que cuenta con un puesto de mando en proa y uno

en popa maacutes pequentildeo En la parte alta del puente en su zona expuesta se encuentran

el maacutestil o palo de luces y los equipos del sistema FiFi y de gobierno y control

Disposicioacuten general

68

24 Autonomiacutea

El caacutelculo o estimacioacuten de la autonomiacutea decide incluirse para poder dimensionar los tanques

de combustible y determinar si el buque tendraacute capacidad y espacio suficientes

Seguacuten lo recogido en la especificacioacuten del buque eacuteste ha de contar con una autonomiacutea miacutenima

de 2000 millas naacuteuticas Dicha autonomiacutea ha de repartirse en todo el perfil operativo del buque

es decir que incluye el traslado hasta las plataformas en operacioacuten o DP y en operacioacuten de

lucha contra incendios

Para determinar el consumo en navegacioacuten se ha de conocer la potencia instalada y la

autonomiacutea necesaria Suponiendo que el buque va a trabajar en plataformas lo maacutes alejadas

posible de la costa distancia que hoy en diacutea se encuentra en torno a las 300 millas naacuteuticas

aproximadamente se obtiene que a una velocidad de 12 nudos el buque podriacutea navegar 1152

millas naacuteuticas en 4 diacuteas de margen

Debido a la temprana etapa del proyecto se ha de recurrir a los consumos de los motores del

buque base para poder estimar los del buque proyecto cuyo motor todaviacutea no se ha

seleccionado

Tabla 3-1 Consumos del buque base en navegacioacuten

Situacioacuten Velocidad (kn) Consumo Tdiacutea Consumo m3diacutea

V maacutex 124 126 1482

V servicio 115 85 1000

Plena carga 10 68 800

Despueacutes de analizar la tabla superior se decide tomar que el consumo aproximado del buque

proyecto seraacute ligeramente superior al del buque base y tomar que a una velocidad de 12 nudos

el consumo seraacute de 13 toneladas al diacutea de marine diesel oil Como es loacutegico el buque no

navegaraacute siempre a maacutexima velocidad se trata de un criterio conservador para asegurar que

la autonomiacutea se cumple holgadamente

De este modo

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119899119886119907 = 119873deg 119889iacute119886119904 middot 119862119900119899119904119906119898119900 = 4 middot 13 = 52 119905 Eq 86

En cuanto a la autonomiacutea necesaria para el funcionamiento del buque en operacioacuten el proceso

es ideacutentico Sin embargo en este caso el consumo es mucho mayor debido a ciertos aspectos

de los cuales el factor meteoroloacutegico es el maacutes importante

En operacioacuten se necesita el uso del sistema de posicionamiento dinaacutemico para vencer los

movimientos generados en el buque por factores externos Para ello a veces es necesario

emplear toda la potencia propulsiva instalada en el buque con las enormes cantidades de

consumo que pueda conllevar

Para estimar el consumo en condicioacuten de posicionamiento dinaacutemico se extrapola el consumo

de la condicioacuten de navegacioacuten La diferencia entre ambas condiciones reside en el empleo de

Disposicioacuten general

69

los propulsores transversales de proa maacutes pequentildeos que los de popa y por lo tanto con un

menor consumo Por lo tanto se antildeade un consumo de 2 toneladas a los propulsores de popa

porque pasariacutean a trabajar a maacuteximo rendimiento y se antildeade un consumo de 7 toneladas a los

propulsores de proa

Finalmente si se tiene en cuenta que el buque pueda estar 10 diacuteas seguidos trabajando se

obtiene lo siguiente

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119900119901 = 119873deg 119889iacute119886119904 middot 119862119900119899119904119906119898119900 = 10 middot 20 = 200 119905 Eq 87

Conocidas las capacidades necesarias en toneladas se obtiene a continuacioacuten su equivalencia

en teacuterminos de volumen o m3

Para ello se ha de tener en cuenta que la densidad media del combustible MDO o MGO se

encuentra en torno a los 085-089 tm3 seguacuten lo establecido en la normativa ISO 8217 2010

En definitiva si se antildeade un margen del 10 para ldquoabsorberrdquo los errores de la estimacioacuten los

tanques deberaacuten tener una capacidad total de

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119905119900119905119886119897 =(119862119886119901119886119888119894119889119886119889119899119886119907 + 119862119886119901119886119888119894119889119886119889119900119901)

120588119872119863119874

middot 119872119886119903119892119890119899 =(52 + 200)

085middot 11

= 32612 1198983 = 330 1198983

Eq 88

25 Lastre

De cara al buen comportamiento en la mar del buque el empleo de lastre se hace necesario

para mantener en todo momento y en la medida de lo posible el calado en un nivel constante

durante la duracioacuten de la condicioacuten de operacioacuten Tanto es asiacute que la capacidad de agua de

lastre es muy cercana a la de combustible

El hecho de tener que disponer de tanto lastre a bordo condiciona en gran medida la disposicioacuten

general ya que casi la totalidad del volumen de tanques situado entre la cubierta principal y el

doble fondo ha de destinarse a alojar los tanques de lastre La praacutectica general es disponerlos

a ambos costados a lo largo de la caacutemara de maacutequinas y en los piques de proa y popa

consiguiendo asiacute adrizar el buque en el sentido longitudinal y transversal

Para maximizar su efecto es decir corregir los movimientos del buque con el miacutenimo uso de

los tanques de lastre se han de disponer en las proximidades de las concentraciones de carga

o de peso del buque que en este caso corresponde a la cubierta de trabajo

Disposicioacuten general

70

26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT)

Para el correcto desarrollo de las operaciones del buque eacuteste ha de contar (seguacuten la

especificacioacuten) con un sistema de posicionamiento dinaacutemico de la clase DYNAPOS-AMAT

una de las clases maacutes exigentes Concretamente el buque contaraacute con un sistema DP-28

Los requisitos que se han de cumplir para que se otorgue tal condicioacuten son los siguientes

- Los distintos elementos que conformen el sistema de posicionamiento dinaacutemico han de

ser instalados con redundancia

- Se ha de disponer un sistema de ldquoback-uprdquo del control de posicionamiento dinaacutemico en

una cubierta de acomodacioacuten distinta a la cubierta del puente

- El sistema ha de contar (por redundancia y seguridad) con dos cuadros eleacutectricos

separados

- Para garantizar la seguridad en la redundancia los equipos principales del sistema se

alojaraacuten en locales separados o se aislaraacuten adecuadamente a traveacutes de mamparos

estancos de la clase A-60 Por este motivo los locales de los propulsores y de los

cuadros eleacutectricos estaraacuten separados

- En cuanto a los elementos maacutes pequentildeos tambieacuten ha de garantizarse su redundancia

Los maacutes tiacutepicos son los sensores de viento girocompases y sistemas de referencia de

movimiento vertical (VRS)

3 Elementos estructurales

Como puede parecer loacutegico la estructura del propio buque es la base y por tanto el principal

condicionante de la disposicioacuten general del mismo En lo referente al tema estructural es

imprescindible tener en cuenta a la hora de la definicioacuten de espacios que los mamparos que

generan tales compartimentos se integren totalmente con el resto de los elementos

estructurales El objetivo es que la transmisioacuten de cargas sea la correcta y no se generen puntos

de concentracioacuten de tensiones

El sistema estructural del buque seraacute mixto En la zona central o ciliacutendrica la estructura seraacute

longitudinal y en los cuerpos de popa y de proa seraacute transversal Por lo tanto estaraacute compuesta

tanto por elementos primarios transversales o bulaacutercamas como por elementos secundarios

longitudinales

31 Elementos transversales

Los elementos transversales que conforman la estructura del buque son principalmente las

cuadernas y las bulaacutercamas

8 En funcioacuten del equipamiento de clase y de la redundancia de equipos los sistemas de posicionamiento

dinaacutemico se clasifican de menor a mayor redundancia como DP1 DP2 y DP3

Disposicioacuten general

71

Las cuadernas son los elementos estructurales secundarios transversales cuya funcioacuten

principal es la de reforzar las planchas de forro a modo de ldquocostillasrdquo y que evitan que tales

planchas colapsen cuando se ven afectadas por las presiones de disentildeo Para evitar que estos

elementos fallen localmente cuentan con una separacioacuten determinada ente uno y otro Esta

separacioacuten es fundamental de cara a definir la disposicioacuten general ya que para evitar fallos

ante esfuerzos todos los elementos estructurales han de ser coincidentes con alguna

cuaderna Como es un criterio de disentildeo tal separacioacuten no ha de mantenerse a lo largo de la

eslora del buque si no que generalmente el espaciado en los piques de proa popa y cuerpo

ciliacutendrico es distinto siendo mayor en el uacuteltimo En el pique de popa la separacioacuten es menor ya

que han de soportarse los esfuerzos generados por el peso de los propulsores azimutales

principales y el peso de los propulsores transversales caja de cadenas o posibles impactos

(slamming obras civiles etc) respectivamente En cuanto al cuerpo central los esfuerzos son

maacutes homogeacuteneos y por ello es habitual disponer de un mayor espaciado entre cuadernas

Por otro lado las bulaacutercamas son en siacute mimas cuadernas la uacutenica diferencia es que a nivel

estructural estaacuten maacutes reforzadas que las anteriores y por tanto su separacioacuten es mucho mayor

que la de las cuadernas Esta separacioacuten ha de ser muacuteltiplo directo de la separacioacuten entre

cuadernas

Para determinar dichas separaciones se recurre tanto a lo establecido por la sociedad de clase

como a lo implementado en el resto de los buques de la base de datos

Seguacuten el Bureau Veritas las bulaacutercamas no tendraacuten un espaciado superior a 005L o 38m el

que sea menor de los dos En el caso del buque proyecto el primero de los dos criterios es

maacutes restrictivo y arroja un valor de espaciado entre bulaacutercamas de

119864119904119901119886119888119894119886119889119900119887119906119897 = 005 middot 119871 = 2512 119898119898 cong 2400 119898119898 Eq 89

Como se puede comprobar el espaciado entre cuadernas no ha de ser mayor de 2512 mm y

por lo tanto se decide aproximar tal separacioacuten a 2400 mm nuacutemero entero que permite estimar

la separacioacuten entre cuadernas en 600 mm y disponer asiacute una bulaacutercama por cada cuatro

cuadernas o lo que es lo mismo cada 4 claras de cuadernas En los refuerzos primarios

transversales de cubierta se dispondraacute del mismo espaciado para cumplir con lo establecido

en la sociedad de clasificacioacuten concretamente a lo especificado en Pt B Ch4 Sec 6 212

En el resto de los buques de la base de datos se ha podido comprobar que el espaciado de

cuadernas oscilaba en todo momento entre los 600 y 800 mm y que las bulaacutercamas se repetiacutean

por norma general cada 3 o 5 cuadernas Por lo tanto los espaciados estimados se creen maacutes

que convenientes

La cuaderna 0 se situacutea coincidiendo con la perpendicular de popa mientras que la cuaderna -

3 corresponde con el espejo de popa y la 81 es la que estaacute situada maacutes a proa En total el

buque dispone de 84 cuadernas y 21 bulaacutercamas

Disposicioacuten general

72

32 Elementos longitudinales

La disposicioacuten de los elementos longitudinales tambieacuten marcaraacute notablemente la resistencia

estructural del buque y la distribucioacuten de tanques y locales

En base a lo comentado en apartados anteriores se decide disponer los elementos

longitudinales que forman la estructura secundaria con un espaciado de 600 mm La clara

entre longitudinales definiraacute el posicionamiento de las vagras las cuales se colocaraacuten a un valor

muacuteltiplo del anterior El objetivo es lograr una distribucioacuten uniforme a lo largo de toda la eslora

para aumentar la continuidad estructural

En cuanto al espaciado de vagras se ha decidido posicionarlas cada 23 oacute 4 metros es decir

cada 3 oacute 4 longitudinales Sin embargo esta distribucioacuten no podraacute ser uniforme a lo largo de

toda la eslora debido a los distintos esfuerzos a los que se veraacute sometido el buque Por ejemplo

en la caacutemara de maacutequinas el espaciado entre vagras seraacute menor

En lo referente a las esloras y puntales se estima que las primeras se distribuiraacuten a 1700 mm

de crujiacutea y los segundos serviraacuten de apoyo a las mismas

4 Mamparos estancos

De aquiacute en adelante se utilizaraacute el teacutermino de ldquoeslora de escantillonadordquo Este teacutermino es

equivalente a la eslora entre perpendiculares siempre que su valor quede comprendido entre

el 96 y el 97 de la eslora entre perpendiculares En el caso del buque proyecto ambos

paraacutemetros tienen el mismo valor de 4804 m

Tambieacuten se utilizaraacute el teacutermino de ldquoeslora de francobordordquo Este valor de la eslora ha de medirse

en la flotacioacuten que se obtiene al 85 del puntal del buque es decir al 85 de 112 m que

equivale a 952 m En tal punto la eslora en la flotacioacuten es notablemente inferior al 96 de la

eslora total y por tanto se toma como valor este uacuteltimo que equivale a 482m

Seguacuten lo especificado en la normativa el buque ha de contar al menos con 4 mamparos

estancos

Disposicioacuten general

73

Tabla 3-2 Nuacutemero de mamparos transversales estancos miacutenimo Fuente Bureau Veritas

Length (m) Aft machinery (1) Other ships

L lt 65 3 4

65 le L lt 85 4 5

85 le L lt 105 4 5

105 le L lt 120 5 6

120 le L lt 145 6 7

145 le L lt 165 7 8

165 le L lt 190 8 9

L ge 190 to be defined on a case by case basis

(1) After peak bulkhead and aft machinery bulkhead are the same

Como el buque proyecto cuenta con una eslora inferior a 65 m y la caacutemara de maacutequinas no se

encuentra a popa del mismo ha de contar con al menos cuatro mamparos transversales

estancos

Por seguridad el buque contaraacute con al menos un mamparo de colisioacuten en el pique de proa otro

a popa del mismo que delimite el local de los propulsores de proa tras el pique de popa uno a

proa del local de los propulsores azimutales y otros dos que delimiten por proa y por popa la

caacutemara de maacutequinas

La altura de los mismos se extenderaacute por norma general hasta la cubierta de francobordo

Por lo tanto el buque contaraacute en total con 6 mamparos estancos superando asiacute el miacutenimo

establecido por la sociedad de clasificacioacuten

La disposicioacuten de los mamparos en el modelo 3D es la siguiente

Ilustracioacuten 22 Disposicioacuten de los mamparos transversales estancos Elaboracioacuten propia

Disposicioacuten general

74

A continuacioacuten en los siguientes apartados se explicaraacute por queacute los distintos mamparos se

situacutean en unas cuadernas y no en otras

41 Mamparo de colisioacuten

Para determinar su ubicacioacuten es necesario recurrir a lo establecido en la OMI asiacute como en la

documentacioacuten referente de la sociedad de clasificacioacuten Ambos organismos exigen una

distancia miacutenima de tal mamparo a la proa del buque Esta distancia no seraacute inferior al 5 de

la eslora de francobordo o a 10m el menor de ambos Tampoco seraacute superior al 8 de la eslora

de francobordo o a 3m sumados al 5 de la eslora de francobordo el que sea mayor Sin

embargo el punto de referencia no tiene por queacute coincidir con la perpendicular de proa si no

que coincidiraacute con el punto que situado bajo la flotacioacuten se extienda maacutes a proa de la misma

Por ejemplo seguacuten SOLAS los valores son

119883119888119898119894119899 = 005 lowast 119871119865 minus 147 = 005 lowast 4804 minus 147 = 2402 minus 147 = 0932 119898 Eq 90

119883119888119898aacute119909 = 008 lowast 119871119865 minus 147 = 008 lowast 4804 minus 147 = 3843 minus 147 = 2733 119898 Eq 91

Por lo tanto el mamparo de colisioacuten ha de estar situado a una distancia de entre 0932 y 2733

metros a popa desde la perpendicular de proa

Se decide disponer tal mamparo en la cuaderna 73 a una distancia de 2600 mm a popa de la

perpendicular de proa

42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa

Conocida la posicioacuten del mamparo de colisioacuten en base a las disposiciones generales de los

buques de la base de datos y del buque base se puede estimar que la eslora del local de

control de los propulsores transversales de proa es de aproximadamente unos 5 metros En

nuestro caso se decide optar por situar tal mamparo 8 cuadernas a popa del mamparo de

colisioacuten o lo que es lo mismo a una distancia de 4800 mm Su ubicacioacuten corresponde a la

cuaderna 65

43 Mamparo del pique de popa

La posicioacuten longitudinal de este mamparo no estaacute restringida o indicada por la sociedad de

clasificacioacuten Como ya se mencionoacute el objetivo de dicho mamparo es aislar y asegurar la

estanqueidad en el local de los propulsores principales de popa Ha de situarse ligeramente a

proa del espejo de popa permitiendo asiacute disponer tanto de espacio suficiente para alojar

tanques de lastre y alejar lo maacuteximo posible los propulsores principales del centro de empuje

de barco para maximizar su rendimiento

Como punto de partida en base a lo dispuesto en [1] se puede tomar que para buques

pequentildeos (esloras inferiores a 100 m) el mamparo se puede situar a una distancia igual al

55 de la eslora entre perpendiculares Sin embargo este criterio estaacute destinado a buques

con propulsioacuten convencional y con caacutemara de maacutequinas a popa Por lo tanto se decide recurrir

Disposicioacuten general

75

a la disposicioacuten general de los buques de la base de datos y tras observar el tamantildeo de los

tanques de lastre situados entre el espejo y el mamparo estanco de popa extrapolar la

dimensioacuten a las medidas del buque proyecto Tras esto se concluye que el mamparo de popa

se situaraacute a 1200 mm de la perpendicular de popa concretamente en la cuaderna -2

44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa

Del mismo modo que en el caso del local de los propulsores transversales de proa se decide

disponer de una clara de 8 cuadernas entre el mamparo del pique de popa y el mamparo que

delimita el local de los propulsores azimutales por proa Por lo tanto la distancia entre ambos

seraacute de 4800 mm y este uacuteltimo se ubicaraacute en la cuaderna 7

45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas

Por norma general la longitud de la caacutemara de maacutequinas suele estimarse como 3 veces la

longitud de los motores principales En este caso al no disponer de motores principales

convencionales se decide tomar como referencia la longitud de los generadores principales

Debido a que todaviacutea no se conocen las necesidades eleacutectricas del buque no se pueden

conocer el nuacutemero y modelo de generadores a instalar y por lo tanto tampoco la longitud de

los mismos En este caso se decide recurrir de nuevo al buque base y tomar la longitud de su

caacutemara de maacutequinas como referencia

Por lo tanto siendo la longitud de la caacutemara de maacutequinas del buque base de 18 metros se opta

por tomar dicho valor como vaacutelido y dotar al buque proyecto de una caacutemara de maacutequinas que

se extiende desde la cuaderna 17 hasta la cuaderna 47

5 Cubiertas y doble fondo

En funcioacuten de los distintos espacios que se han de crear se definen las cubiertas para el

alojamiento de los mismos Por lo tanto la altura entre cubiertas seraacute variable

Lo habitual es fijar en primer lugar la altura del doble fondo y tomarla como primer punto de

partida

En la siguiente ilustracioacuten se muestran las cuadernas y los mamparos del apartado anterior

sobre el modelo 3D

Disposicioacuten general

76

En los siguientes apartados se explica con detalle la altura de las cubiertas asiacute como los

elementos y espacios que albergan

51 Doble fondo

Para determinar la altura recomendada del doble fondo se recurre a lo indicado por el convenio

SOLAS y a lo establecido por la sociedad de clasificacioacuten pues indican lo mismo Seguacuten ambas

normativas la altura miacutenima recomendada para el doble fondo es de

ℎ119889119891 = 1000 middot119861

20= 1000 middot

1378

20= 689 119898119898 Eq 92

Mientras que la altura maacutexima se establece en 2000 mm

Debido a la necesidad de disponer gran cantidad de tanques de lastre y de combustible y a que

la zona de popa del buque queda ldquoimpedidardquo por el local de los propulsores de popa se decide

fijar tal altura en 1500 mm

ℎ119889119891 = 1500 119898119898

Esta cubierta se extenderaacute desde el mamparo de popa del local de propulsores transversales

de proa hasta el mamparo de proa del local de propulsores azimutales de popa Es decir desde

la cuaderna 18 hasta la cuaderna 65

Por debajo del doble fondo uacutenicamente se alojaraacuten tanques de agua dulce agua dulce teacutecnica

lastre combustible etc

Disposicioacuten general

77

Ilustracioacuten 23 Seccioacuten bajo doble fondo

Por encima del doble fondo se situacutean de popa a proa el local de propulsores principales

escotilla de bajada de cubierta principal caacutemara de maacutequinas taller lavanderiacutea y local de

propulsores de tuacutenel de proa

Local de propulsores de popa

Es un local destinado a albergar los propulsores principales del buque y los sistemas auxiliares

para su correcto funcionamiento

Como ya se analizoacute en apartados previos queda delimitado por varios mamparos estancos

transversales concretamente el mamparo de popa y de proa del local de propulsores

azimutales Ha de contar por lo tanto con un acceso estanco a traveacutes de valga la redundancia

una puerta estanca

El espacio restante entre los mamparos que lo delimitan y el casco seraacute empleado como

tanques de lastre tanto por popa como los costados

Se extiende desde la cuaderna -2 hasta la cuaderna 7

Caacutemara de maacutequinas

La caacutemara de maacutequinas ha de alojar los grupos generadores principales y a todos los sistemas

auxiliares que necesiten para su correcto funcionamiento Los grupos generadores son

elementos indispensables en el buque pues son los encargados de suministrar energiacutea

eleacutectrica a todos los sistemas y equipos a bordo Su distribucioacuten se explicaraacute en detalle en

capiacutetulos posteriores

Se extiende desde el mamparo de popa de caacutemara de maacutequinas situado en la cuaderna 17

hasta el mamparo de proa de caacutemara de maacutequinas situado en la cuaderna 47 Por lo tanto

una eslora de 18 metros de caacutemara de maacutequinas (correspondiente a 30 cuadernas) se

considera de momento suficiente Debido a que se encuentra situada en torno a la seccioacuten

media del buque no hay problema de restriccioacuten de manga debido al estrechamiento generado

por las formas como si ocurre en popa y proa

Las salidas de las exhaustaciones se disponen en ambos costados y lo maacutes a proa de la caacutemara

de maacutequinas posible para tratar de que su salida coincida con el mamparo de popa de la

superestructura y quede a ambos costados de la misma

Disposicioacuten general

78

El espacio que se genera entre la caacutemara de maacutequinas y el casco se destina a albergar diversos

tanques de almacenamiento como pueden ser agua dulce lastre diesel oil lubricacioacuten etc

Local de propulsores de proa

Del mismo modo que ocurriacutea con el local de propulsores de proa este local estaacute destinado al

alojamiento de los propulsores transversales de proa y al resto de equipos auxiliares que

necesiten

Quedan delimitados por los mamparos de popa del local de propulsores de proa y por el

mamparo de colisioacuten situados en las cuadernas 65 y 73 respectivamente

52 Cubierta principal

La cubierta principal se encuentra a 5900 mm de la liacutenea base y por lo tanto a 4400 mm del

doble fondo

ℎ119888119901 = 5900 119898119898

En ella se encuentran baacutesicamente la zona de carga o trabajo a popa y la acomodacioacuten a proa

En ambos costados se disponen los sistemas de amarre y en el de babor se dispone la gruacutea

principal de cubierta Ligeramente a popa de la entrada a la habilitacioacuten y en crujiacutea se situacutean

los elementos de remolque y de tiro

Los primeros locales que se encuentran en la habilitacioacuten son los talleres y almacenes de

cubierta Continuando hacia proa se disponen los vestuarios las gambuzas la cocina el

comedor la zona de descanso y cuatro camarotes

Zona de carga

La zona de carga de la cubierta principal es quizaacute el elemento maacutes caracteriacutestico de este tipo

de buques

Cuenta con una longitud uacutetil que se extiende desde la cuaderna -1 hasta la cuaderna 32 y se

extiende 6 metros a cada costado con respecto a crujiacutea Por lo tanto teniendo en cuenta que

habraacute un porcentaje de la misma ocupado por los elementos de amarre gruacutea principal etc se

puede estimar que la superficie de carga total es de aproximadamente 225 m2 valor muy

proacuteximo a los 222 m2 estimados en el apartado 171

Toda la cubierta de trabajo se recubre de una proteccioacuten de madera para aumentar la seguridad

durante las operaciones para minimizar la corrosioacuten de la chapa de acero de cubierta y para

minimizar los dantildeos sobre la carga a transportar

En un costado de la misma (concretamente a babor) se dispone la gruacutea principal que cuenta

con una capacidad de izado de 12 toneladas y un peso de 20 toneladas Su brazo extensible

garantiza que pueda llegar a cualquier punto de la cubierta pues cuenta con un radio de

operacioacuten elevado Sus caracteriacutesticas teacutecnicas se detallaraacuten en capiacutetulos posteriores

Zona de habilitacioacuten

Disposicioacuten general

79

Corresponde a la zona cubierta por la superestructura donde se encuentran los servicios

destinados a la habilitacioacuten del buque Se extiende desde la cuaderna 38 hasta el mamparo de

colisioacuten

En concreto de popa a proa cuenta con los siguientes espacios

- Talleralmaceacuten de cubierta se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 42 y

estaacute situado a 4300 mm de crujiacutea En eacutel se almacenan todos los equipos y elementos

necesarios para realizar las labores de la zona de trabajo

- Pantildeol de pintura se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 42 Es un espacio

contiguo a las gambuzas frigoriacuteficas y queda a 4460 mm de crujiacutea Es un espacio

destinado al almacenamiento de las pinturas dispuestas a bordo

- Caseta de ventilacioacuten se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 40 Es

contigua a las gambuzas y termina en crujiacutea

- Local de CO2 destinado a albergar las botellas de CO2 comprimido para la extincioacuten

de incendios se extiende desde la cuaderna 38 a la 42 Estaacute situado a 2000 mm de

crujiacutea y se extiende en manga hasta el talleralmaceacuten de cubierta

- Vestuarios se situacutean lo maacutes a popa posible para que se encuentren proacuteximos a la zona

de carga y optimizar asiacute al maacuteximo las operaciones de cubierta

- Gambuzas y despensa estos espacios se situacutean lo maacutes cerca posible a la cocina

siendo por norma general espacios contiguos Su funcioacuten es la de albergar viacuteveres en

distintos estados y temperaturas Las primeras se componen de una gambuza

frigoriacutefica a 4ordmC y de una gambuza congeladora a -25ordmC

- Cuatro (4) camarotes dobles debido a la elevada tripulacioacuten que se ha de embarcar se

hace necesario disponer de dos camarotes dobles en la cubierta principal Ambos

cuentan con una litera dos mesas de estudio y un bantildeo comuacuten

- Cocina cuenta con los equipos necesarios para abastecer de manera suficiente a los

36 tripulantes Tiene acceso directo al comedor y al pasillo central de crujiacutea

- Zona de lavado o lavanderiacutea situada de manera contigua a la cocina y con conexioacuten

directa al comedor

- Comedor de tripulacioacuten espacio muy diaacutefano con capacidad suficiente para la

tripulacioacuten Estaacute conectado directamente al pasillo principal y a la cocina y a la

lavanderiacutea Cuenta con elementos de ocio como televisores radio etc

- Comedor de oficiales comedor separado no fiacutesicamente del comedor de la tripulacioacuten

sirve para alojar a los capitanes y oficiales a bordo

53 Cubierta de acomodacioacuten 1

La primera cubierta de acomodacioacuten se encuentra a 8300 mm de la liacutenea base y a 2400 mm de

la cubierta principal

ℎ1198861198881 = 8300 119898119898

Disposicioacuten general

80

Los elementos y locales que aparecen en ella son de popa a proa lancha salvavidas con

pescante un camarote con capacidad para 4 tripulantes local de generador de emergencia

dos camarotes de 4 tripulantes dos camarotes dobles y cuatro camarotes dobles Por uacuteltimo

se encuentran las cajas de cadenas

Puede comprobarse que dicha cubierta estaacute destinada praacutecticamente a la habilitacioacuten La

capacidad es de 24 tripulantes

54 Cubierta de acomodacioacuten 2

La segunda cubierta de acomodacioacuten se encuentra a 11100 mm de la liacutenea base y a 2800 mm

de la primera cubierta de acomodacioacuten

ℎ1198861198882 = 11100 119898119898

En este caso se disponen 2 lanchas auto inflables a cada costado con capacidad para alojar

a todo el personal a bordo del buque (tanto a babor como a estribor) La misioacuten de esta cubierta

es la de acomodar a la tripulacioacuten de mayor nivel Hay 4 camarotes individuales de oficiales

cada uno equipado con una oficina propia un local para almacenar la ropa de cama y una sala

de reuniones

Tambieacuten en la zona expuesta al exterior se disponen distintos elementos de amarre y los

molinillos de las anclas

Por lo tanto la capacidad de esta cubierta es de 4 tripulantes

55 Cubierta de gobierno

La cubierta del puente de gobierno estaacute situada a 13700 mm sobre la liacutenea base y a 2600 mm

de la segunda cubierta de acomodacioacuten

ℎ119892 = 13700 119898119898

Estaacute situada a la mayor altura posible para contar con una visibilidad suficiente Permite la visioacuten

360ordm para poder controlar en todo momento tanto el rumbo y la navegacioacuten como las posibles

operaciones de la cubierta de trabajo de popa Tambieacuten es necesario calcular la miacutenima

distancia entre la proa y el puente para garantizar una correcta liacutenea de visioacuten

Para calcular la distancia es necesario tener en cuenta lo siguiente

Disposicioacuten general

81

Ilustracioacuten 24 Caacutelculo de la liacutenea de visioacuten Elaboracioacuten propia

Como se puede observar la distancia horizontal entre el puente y el extremo maacutes a proa es de

1076 metros el aacutengulo formado por la horizontal y la liacutenea de visioacuten es de 2048 grados y la

altura desde la que se toma la altura de visioacuten es de 1530 metros resultado de antildeadir a la

altura de la cubierta de puente un falso suelo de 01 metros y 15 metros adicionales (media

aproximada de la altura de la liacutenea de visioacuten de un tripulante medio)

Por lo tanto la distancia horizontal buscada se calcula como sigue

119909 =153

tan(2048)minus 1076 = 3020 119898 Eq 93

El resultado cumple de sobra con los criterios miacutenimos para tal distancia ya que el valor obtenido

no llega incluso a superar una eslora del buque

Como es loacutegico en la misma se disponen todos los elementos y sistemas necesarios para la

correcta navegacioacuten del buque Estos sistemas son por ejemplo el puesto central de mando

el puesto auxiliar de popa el centro de mando para el posicionamiento dinaacutemico mesa de

trabajo etc

56 Tope de puente de gobierno

El tope del puente de gobierno se situacutea a una altura de 16700 mm sobre la liacutenea base y a 3000

mm de la cubierta del puente de gobierno

ℎ119905119901 = 16700 119898119898

Sobre el puente de gobierno se encuentran los monitores para la lucha contra incendios el

maacutestil o palo de luces (con las distintas antenas y sentildeales luminosas y acuacutesticas

correspondientes) los distintos elementos que conforman el sistema de telecomunicaciones y

elementos para la navegacioacuten y sensores

Disposicioacuten general

82

6 Disposicioacuten de tanques

La funcioacuten que desempentildearaacute el buque obliga al mismo a disponer de una serie de tanques

determinados

- Tanques de combustible

- Tanques de aceite de lubricacioacuten

- Tanque de aguas aceitosas

- Tanques de agua dulce

- Tanques de lastre

- Tanques de agua dulce teacutecnica

- Tanques de aguas grises

- Tanques de aguas negras

- Tanque de reboses

La disposicioacuten y volumen de los tanques se llevaron a cabo mediante el software ldquoMaxsurf

Stabilityrdquo que permite adecuar los mismos a la forma del casco del buque

Los aspectos generales que caracterizan su disposicioacuten son los siguientes

- El llenado maacuteximo de los tanques se establece en un 98 de su capacidad para tener

asiacute en consideracioacuten la presencia de refuerzos estructurales que en la praacutectica real

impiden su llenado al maacuteximo En determinados tanques como los de combustible

tambieacuten se aplica un factor de expansioacuten teacutermica del 2 adicional

- La disposicioacuten de unos tanques respecto a otros se ha llevado a cabo seguacuten las

recomendaciones de organismos como SOLAS y MARPOL

- Para evitar fugas y trasvases de unos tanques a otros se disponen cofferdams entre

aquellos especialmente sensibles a la contaminacioacuten como por ejemplo entre un tanque

de combustible y de agua dulce o un tanque de aguas aceitosas y uno de agua dulce

teacutecnica

- Se ha tratado en la medida de lo posible de disponer tanques simeacutetricos con respecto

a crujiacutea y disponer en popa los tanques maacutes grandes en cuanto a capacidad se refiere

- Para asegurar una correcta disposicioacuten se han tomado como referencia los mamparos

transversales estancos mamparos longitudinales y cubiertas definidos en apartados

anteriores

A continuacioacuten se realizaraacute una breve descripcioacuten de los distintos tipos de tanque que dispone

el buque

Disposicioacuten general

83

61 Tanques de combustible

Suponen loacutegicamente una partida de tanques indispensable para garantizar el correcto

funcionamiento de la nave y su seguridad

Seguacuten lo establecido en el apartado 24 del presente capiacutetulo el buque debe contar con una

capacidad de combustible de aproximadamente 330 m3

Para conseguir tal capacidad se ha optado por disponer de dos tanques grandes a popa

concretamente en torno a la cuaderna 8 (muy proacuteximos a los propulsores principales) y

dispuestos simeacutetricamente con respecto a crujiacutea para permitir el alojamiento de unas escaleras

que comuniquen la cubierta del doble fondo con la cubierta principal

Adicionalmente se disponen dos tanques simeacutetricos y de menor capacidad en torno a la

cuaderna 33 situados maacutes cerca de la caacutemara de maacutequinas y de los tanques de sedimentacioacuten

y servicio diario Son los tanques DO2PS y DO2SB

De acuerdo con lo establecido en el convenio MARPOL (concretamente en la regla 12A) si la

capacidad total de combustible del buque es superior a 600 m3 los tanques deberaacuten situarse a

una determinada altura del fondo del buque Como en nuestro caso la capacidad total es de

aproximadamente 330 m3 la regla no se aplica

El volumen miacutenimo de los tanques de sedimentacioacuten se calcula de una manera muy sencilla

pues ya es conocido el consumo al diacutea (de la condicioacuten maacutes exigente) que es de 148 m3 Por

lo tanto se dispone de dos tanques simeacutetricos de tal capacidad Como su alimentacioacuten a los

motores principales es por gravedad se disponen a una cierta altura del doble fondo

Del mismo modo los tanques de servicio diario tambieacuten tendraacuten capacidad para 1482 m3 y

seraacuten simeacutetricos

Tabla 3-3 Caracteriacutesticas de los tanques de combustible

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

DO1SB 7 17 085 7748 9089

DO1PS 7 17 085 7748 9089

DO 2 PS 28 38 085 3316 3890

DO 2 SB 28 38 085 3316 3890

Total 2401 25958

DO D PS 28 32 085 148 1758

DO D SB 28 32 085 148 1758

Total 296 3516

DO S PS 32 36 085 148 1758

DO S SB 32 36 085 148 1758

Total 296 3516

En la siguiente imagen se muestra la disposicioacuten de estos tanques en el buque

Disposicioacuten general

84

Ilustracioacuten 25 Disposicioacuten de tanques de combustible

Los tanques que aparecen en color azul corresponden a los tanques de almaceacuten los que

aparecen en color amarillo corresponden a los tanques de servicio diario y por uacuteltimo los que

aparecen en rojo a los tanques de sedimentacioacuten

62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio

El aceite de lubricacioacuten es necesario para abastecer a determinados equipos y garantizar su

correcto funcionamiento principalmente a los motores principales

Su misioacuten es la de asegurar que los niveles de aceite se mantienen siempre en el nivel

adecuado ya que debido al propio funcionamiento de los equipos y a posibles fugas los niveles

se ven reducidos constantemente

Se disponen a proa de los tanques de sedimentacioacuten y en caacutemara de maacutequinas buscando que

esteacuten lo maacutes proacuteximos posible a los motores principales

Como es loacutegico el aceite usado ha de recogerse en otro tanque denominado ldquotanque de aceite

suciordquo El objetivo es que el aceite que ha recorrido el circuito no contamine el mismo con los

posibles residuos que haya recogido

Este nuevo tanque se dispone bajo el doble fondo y en cuadernas similares a los tanques de

aceite de lubricacioacuten Su capacidad puede calcularse en funcioacuten de la potencia de los motores

o en funcioacuten de su consumo medio dato que emplearemos Seguacuten [Arias C 2012-2013] ldquoel

consumo de aceite se encuentra entre el 1 y el 15 del consumo de combustible de un motor

dieacuteselrdquo luego se tomaraacute que la capacidad necesaria de aceite de lubricacioacuten ha de ser como

miacutenimo

119881119886119897119906119887 = 13 middot 119862119888119900119898119887 = 0013 middot 330 1198983 = 43 1198983 Eq 94

Disposicioacuten general

85

Por seguridad y debido a que existen otros elementos que pueden necesitar de lubricacioacuten se

dispone de dos tanques simeacutetricos con tal capacidad

Tabla 3-4 Caracteriacutesticas de los tanques de aceite

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

LO 1 BR 36 37 090 404 449

LO 1 SB 36 37 090 404 449

AC S 1 BR 32 35 090 546 607

Total 1300 1444

En la siguiente ilustracioacuten se muestran la disposicioacuten de estos tres nuevos tanques junto a los

anteriores ya definidos

Ilustracioacuten 26 Disposicioacuten de los tanques de aceite

Los tanques que presentan simetriacutea corresponden a los tanques de aceite de lubricacioacuten y el

tanque que aparece aproximadamente en crujiacutea corresponde al tanque de aceite sucio

Como los tanques se disponen entre cuadernas la capacidad final es ligeramente superior a la

calculada en principio

63 Tanque de lodos y sentinas

La capacidad del tanque de lodos y de sentinas depende loacutegicamente del consumo de

combustible y de la duracioacuten maacutexima del viaje entre puertos

De acuerdo con lo establecido en el anexo 1 de MARPOL el volumen de lodos puede calcularse

del siguiente modo

119881119897119900119889119900119904 = 119870 middot 119862 middot 119863 Eq 95

Disposicioacuten general

86

Donde

- K es igual a 0005 en buques que utilizan MDO como combustible

- C es el consumo diario de combustible

- D es la duracioacuten maacutexima del viaje entre puertos en diacuteas

Como la misioacuten del buque no es regular si no que su modo de operacioacuten variacutea constantemente

la foacutermula anterior no es del todo precisa pues no se conoce la duracioacuten maacutexima del viaje entre

puertos en diacuteas y de conocerse no seriacutea un nuacutemero constante

Por lo tanto se decide calcular la capacidad del tanque de lodos como una proporcioacuten del

volumen total de combustible concretamente como un 5 Ademaacutes por motivos de seguridad

el buque ha de llegar a puerto con una determinada capacidad de combustible de reserva por

lo que el total de la capacidad de combustible se tomaraacute como un porcentaje de la misma

En definitiva la capacidad del tanque de lodos ha de ser como miacutenimo de

119881119897119900119889119900119904 = 005 middot 09 middot 330 = 1485 1198983 Eq 96

El tanque se dispone en el espaciado libre que queda entre los dos tanques de almaceacuten de

combustible pequentildeos y el tanque de aceite sucio

Ilustracioacuten 27 Disposicioacuten del tanque de sentinas

Concretamente se ubica entre las cuadernas 27 y 32 y tiene una capacidad total de

119881119897119900119889119900119904 = 189 1198983

64 Tanques de agua dulce

Como es loacutegico los tanques de agua dulce se disponen a bordo para abastecer de agua dulce

a la tripulacioacuten Por ello su dimensionamiento es funcioacuten directa del nuacutemero de tripulantes y de

su consumo medio diario

Tal consumo puede estimarse en 160 l diarios (incluyendo alimentacioacuten higiene etc)

Disposicioacuten general

87

Ademaacutes debido a la caracteriacutestica misioacuten del buque es difiacutecil estimar el tiempo que

permaneceraacute en alta mar y por lo tanto se decide antildeadir un margen de seguridad al valor

habitual de 2 meses que se suele tomar

En definitiva

119881119886119889119906119897119888119890 =119871119894119905119903119900119904

119889iacute119886 middot 119905119903119894119901119906119897119886119899119905119890middot 119873ordm 119905119903119894119901 middot 119863iacute119886119904 middot 119872119886119903119892119890119899 = 160 middot 36 middot 60 middot 13 = 449 m3 Eq 97

Para conseguir tal capacidad se han dispuesto 6 tanques aproximadamente similares del

siguiente modo

Ilustracioacuten 28 Disposicioacuten de tanques de agua dulce

Las caracteriacutesticas de los mismos se resumen en la siguiente tabla

Tabla 3-5 Caracteriacutesticas de los tanques de agua dulce

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

FW1PS 17 27 1 789 8588

FW 1 SB 17 27 1 7889 8588

FW2PS 40 47 1 8212 8212

FW2SB 41 47 1 7493 7493

FW3PS 47 60 1 8878 8878

FW3SB 47 60 1 6102 6102

Total 44605 45945

Como se puede comprobar la capacidad total obtenida es ligeramente superior a la estimada

luego se entiende que la disposicioacuten es correcta Ademaacutes debido a que en determinadas

ocasiones este tipo de buques abastece a las plataformas de agua dulce es habitual que la

capacidad de este tipo de carga sea ligeramente excesiva a lo esperado

Disposicioacuten general

88

65 Tanques de lastre

Debido a que el buque ha de mantener una posicioacuten en operacioacuten lo maacutes estable posible los

tanques de lastre tienen una importancia capital en el desarrollo de las distintas operaciones

que ha de realizar Por ejemplo cuando se descarguen los elementos que pueda transportar

en cubierta o los consumibles vayan disminuyendo el buque ha de ser capaz de recuperar la

escora de disentildeo (nula por lo general) de la manera maacutes raacutepida y suave posible

Del mismo modo han de ser capaces de corregir el trimado y mantener una altura del centro

de gravedad adecuada en cualquier momento

Debido a que el peso muerto del buque no es muy elevado no se puede disponer de una gran

capacidad de lastre y por lo tanto se ha de maximizar su efecto disponieacutendolos en una

posicioacuten oacuteptima

Para conocer de una manera aproximada la capacidad de lastre necesaria se recurre de nuevo

a buques similares en concreto al buque base por tener un peso muerto muy similar al buque

proyecto El buque base cuenta con una capacidad de lastre de aproximadamente 250 m3

divididos en 4 tanques simeacutetricos a popa y un pique de proa

De este modo se intenta aproximar tal disposicioacuten al buque proyecto

Ilustracioacuten 29 Disposicioacuten de los tanques de lastre

Las caracteriacutesticas de los mismos se resumen en la siguiente tabla

Tabla 3-6 Caracteriacutesticas de los tanques de lastre

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

WB1SB -3 7 103 3815 3722

WB1BR -3 7 103 3815 3722

WBSB2 7 18 103 5353 5222

WBBR2 7 18 103 5353 5222

PIQUE PR 65 Proa 103 5084 4960

Total 22483 21935

Disposicioacuten general

89

Como se puede comprobar la capacidad total de agua de lastre es de praacutecticamente 225 m3

la cual a pesar de ser ligeramente inferior a la del buque base se considera suficiente

66 Tanques de servicio

Dentro de este grupo se incluyen tanques como aguas grises aguas negras aguas aceitosas

reboses etc

Como es loacutegico el primero se situacutea bajo el doble fondo y en la vertical de la superestructura y

los otros dos siguientes tambieacuten bajo el doble fondo pero en este caso bajo la caacutemara de

maacutequinas

En este caso la capacidad no es limitante y se decide disponer los tanques en los espacios

libres que no han sido ocupados por el resto de los tanques

La disposicioacuten de estos tanques es la siguiente

Ilustracioacuten 30 Disposicioacuten de otros tanques de servicio

Las capacidades de los mismos son

Tabla 3-7 Caracteriacutesticas de los tanques de servicio

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

A AC 1 BR 32 35 092 546 594

REB 1 SB 32 38 1 1188 1188

AG 1 C 63 65 1 883 883

AN 1 C 62 63 1 512 512

Total 3005 3050

67 Tomas de mar

Las tomas de mar no son en realidad tanques pues no aportan volumen sino que se comportan

como ldquoespacios inundadosrdquo

Disposicioacuten general

90

Su misioacuten es la de conseguir una toma de agua constante para abastecer en todo momento al

colector de toma de mar a los sistemas de lucha contra incendios etc

Se disponen bajo la caacutemara de maacutequinas bajo el doble fondo y lo maacutes a proa posible

(representadas en color verde)

Ilustracioacuten 31 Disposicioacuten de tomas de mar

68 Cofferdams

En base a lo establecido por la normativa ciertas sustancias no pueden estar alojadas en

espacios o tanques contiguos Por ello se han de separar mediante espacios vaciacuteos

denominados cofferdams

Por ejemplo en el buque proyecto se dispone un cofferdam entre los tanques de agua dulce y

de combustible entre los tanques de aceite de lubricacioacuten y agua dulce aceite sucio y agua

dulce etc

La disposicioacuten de los cofferdams (representados en color azul oscuro) es la siguiente

Ilustracioacuten 32 Disposicioacuten de cofferdams

Equipos y servicios

91

Equipos y servicios

1 Introduccioacuten

El objetivo del presente es capiacutetulo es enumerar y definir los distintos equipos y servicios que

necesita disponer el buque para llevar a cabo de la mejor manera posible las distintas misiones

que ha de desempentildear

Los equipos y sistemas relativos a la propulsioacuten y generacioacuten de energiacutea a bordo se definiraacuten

en capiacutetulos posteriores en base a los consumos y requerimientos de potencia obtenidos en

este capiacutetulo 4

Como es loacutegico los equipos y servicios han sido obtenidos en base a lo establecido por la

reglamentacioacuten y las sociedades de clase Tambieacuten se han tenido en cuenta las notaciones de

clase con las que cuenta el buque pues definen alguno de los equipos especiacuteficos necesarios

para la misioacuten del buque

2 Equipos de fondeo y amarre

Como la mayoriacutea de los buques actuales el de este proyecto necesitaraacute equipos para las

operaciones de fondeo y de amarre Ademaacutes si las condiciones meteoroloacutegicas y

caracteriacutesticas del emplazamiento (profundidad sobre todo) lo permiten se puede combinar

este sistema con el de posicionamiento dinaacutemico para aumentar la seguridad de la operacioacuten

y reducir los consumos de combustible

De acuerdo con la expresioacuten establecida por la sociedad de clasificacioacuten Bureau Veritas el

numeral de equipo es igual a

119864119873 = ∆23 + 2 middot 119861 middot 119867 + 01 middot 119860 Eq 98

Donde

- Δ = desplazamiento para el calado de verano (en toneladas) 195556 t

- B = manga maacutexima (en metros) 1375 m

- H= altura efectiva (en metros) desde la liacutenea de calado de verano a la parte maacutes alta de

la caseta maacutes alta Se calcula de la siguiente manera

119867 = 119886 + sum ℎ119894

Siendo a la distancia entre la flotacioacuten y la cubierta maacutes alta que llega hasta el costado

del buque 1218 m

sum ℎ119894 es la suma de las alturas de las casetas que tienen una manga mayor de B4 0m

- A = es el aacuterea (en metros cuadrados) del perfil del buque o el aacuterea proyectada por

encima de la flotacioacuten para el calado de verano Se incluyen la superestructura y

aquellas casetas con un valor de manga mayor a B4 Toma un valor de 38861 m2

Equipos y servicios

92

Ilustracioacuten 33 Aacuterea del perfil del buque

Incluyendo estos valores en Eq 98

119864119873 = ∆23 + 2 middot 119861 middot 119867 + 01 middot 119860 = 19555623 + 2 middot 1375 middot 1218 + 01 middot 38861 = 533

Tabla 4-1 Caracteriacutesticas del fondeo a disponer en funcioacuten del numeral de equipo

Como se puede apreciar el valor obtenido se situacutea entre 500 y 550 Esto supone que sea

necesario instalar un tipo y nuacutemero determinado de anclas y cadenas que se detallaraacuten a

continuacioacuten

21 Anclas

Si se entra en la tabla anterior con el valor obtenido del numeral de equipo se observa que al

buque proyecto le corresponde instalar 3 anclas de 1590 kg cada una De estas 3 anclas 2

han de estar siempre dispuestas a bordo para ser utilizadas y la tercera permaneceraacute

correctamente almacenada de respeto

Equipos y servicios

93

El tipo de anclas que hay de disponer son las de patente o ldquostocklessrdquo (ver Ilustracioacuten 34)

Ilustracioacuten 34 Anclas de tipo patente o stockless Fuente Natureduca

A pesar de que seguacuten la normativa el peso de las anclas puede variar un 7 el 60 de la

masa del ancla ha de estar en la cabeza de la misma para asegurar que se apoye en el fondo

marino de la manera adecuada y su funcionamiento sea oacuteptimo

22 Cadenas

Seguacuten la Tabla 4-1 las cadenas han de contar con una longitud de 4125 metros en total Estas

liacuteneas de fondeo estaraacuten compuestas por tramos o ldquolargosrdquo de cadena con contrete de 275

metros unidos mediante eslabones de tipo Kenter

Como la longitud total ha de repartirse en las liacuteneas de ambos costados se opta por disponer

8 largos de cadena o lo que es lo mismo 220 metros por liacutenea

En cuanto al espesor se ha optado por disponer el tamantildeo intermedio o tipo Q2 que establece

el diaacutemetro en 34 mm Las dimensiones de los eslabones se pueden obtener a partir del

diaacutemetro de acuerdo a lo establecido en la siguiente ilustracioacuten

Equipos y servicios

94

Ilustracioacuten 35 Dimensionamiento de eslabones y grilletes tipo Kenter Fuente

wwwanchorchains4ucom

De este modo con un diaacutemetro de cadena de 34 mm los eslabones contariacutean con una longitud

de 204 mm y una altura de 1224 mm En cuanto a los grilletes las medidas seriacutean 204 mm y

1428 mm respectivamente

Las cadenas de estas caracteriacutesticas tienen un peso aproximado de 251 kgm y una carga de

rotura aproximada de 655 kN

En definitiva las caracteriacutesticas de las cadenas son las siguientes

Tabla 4-2 Caracteriacutesticas de las liacuteneas de fondeo

Paraacutemetro Valor

Largos estribor 8

Largos babor 8

Diaacutemetro cadena (mm) 34

Pesolargo (kglargo) 1295

Carga rotura (kN) 655

Peso por m (kgm) 251

Peso (kg) 1035375

23 Caja de Cadenas

Determinados el diaacutemetro y la longitud de las cadenas a disponer ha de dimensionarse el

espacio a bordo en el cual se estibaraacuten esto es la caja de cadenas La expresioacuten que se

recomienda seguacuten Jesuacutes Panadero es la siguiente

119881119898119894119899 = 0082 middot 10minus4 middot 119871119888 middot 119889119888 2 = 0082 middot 10minus4 middot 4125 middot 342 = 391 1198983 asymp 4 1198983 Eq 99

Es decir cada una de las 2 cajas de cadenas ha de contar con un volumen de al menos 4 m3

Sin embargo en tal foacutermula no se tiene en cuenta el espacio de los sistemas y huelgos

auxiliares de las cajas de cadenas como son una determinada altura libre superior que permita

el correcto estibado de la cadena y un enjaretado en la parte inferior por el que se pueda

evacuar el agua embarcada por las cadenas

Equipos y servicios

95

Con todo lo anterior el espacio obtenido en la disposicioacuten general es de 8 m3 por caja de

cadenas valor que tomamos como suficiente Como se muestra en la siguiente figura las cajas

de cadenas se elevan desde la cubierta de acomodacioacuten 1 hasta la cubierta de acomodacioacuten

2 o lo que es lo mismo 280 metros y tienen una manga o distancia horizontal de 175 metros

El hecho de que se eleven hasta la cubierta 2 de acomodacioacuten se debe a que de este modo la

proximidad a los equipos de fondeo es miacutenima y por lo tanto las operaciones de fondeo se

simplifican enormemente

Ilustracioacuten 36 Ubicacioacuten de las cajas de cadenas (en amarillo)

24 Escobeacuten

Por escobeacuten se entiende el tubo o conducto por el cual pasa la cadena del ancla durante su

largada e izado Su funcioacuten es la de guiar la cadena y evitar que el ancla se desviacutee Ademaacutes

aloja una serie de sistemas que permiten limpiar en la medida de lo posible las cadenas para

evitar que la suciedad y el fango se acumulen en las cajas de cadenas

La longitud del escobeacuten ha de ser suficiente para que se extienda desde la cubierta expuesta

donde se ubiquen los equipos de amarre hasta el nicho del ancla Su diaacutemetro se determina

mediante la siguiente expresioacuten

119863119890119904119888 = [(100 minus 119889) middot 003867 + 75] middot 119889 = [(100 minus 34) middot 003867 + 75] middot 34

= 34178 119898119898 asymp 350 119898119898

Eq 100

Por lo tanto el diaacutemetro miacutenimo del escobeacuten seraacute de 350 mm

25 Molinetes

Los molinetes son los equipos que se encargan de hacer la fuerza necesaria para poder largar

e izar las cadenas y anclas

Seguacuten la normativa aplicable los molinetes han de ser capaces de desarrollar una fuerza de

manera continua durante 30 minutos de

Equipos y servicios

96

119885119888119900119899119905(119873) = 35 middot 1198892 + 134 middot 119898119860 = 35 middot 342 + 134 middot 1590 = 60610 119873 = 6061119896119873 Eq 101

Si se establece una velocidad media de izado de 9 mmin la potencia uacutetil de cada molinete ha

de ser

119875119898 = 119865 middot 119907 = 6061 middot9

60= 91 119896119882 Eq 102

26 Estopor

El siguiente elemento del sistema de fondeo es el estopor cuya funcioacuten es la de fijar o trincar

la cadena en una determinada posicioacuten Supone el nexo entre la cadena y la estructura del

buque pues se encarga de transmitir las cargas que la primera pueda originar

Es por tanto un elemento criacutetico del conjunto y ha de estar dimensionado de manera adecuada

para evitar posibles fallos Ademaacutes la cubierta en la que se encuentre ha de estar reforzada

Su dimensionamiento estaacute basado en funcioacuten de la carga de rotura de la cadena que depende

a su vez del numeral de equipo como se vio en el apartado anterior correspondiente En

concreto la sociedad de clase establece que el estopor ha de ser capaz de soportar una carga

igual al 80 de la carga de rotura de la cadena

119865 = 08 middot 119861119871 = 08 middot 655 = 524 119896119873 Eq 103

27 Liacuteneas de amarre y de remolque

Del mismo modo que se hizo para la definicioacuten de las cadenas se seguiraacuten las indicaciones de

la sociedad de clasificacioacuten para determinar las caracteriacutesticas de las liacuteneas de amarre y de

remolque

En base al numeral de equipo obtenido se recoge en una tabla la longitud miacutenima de la liacutenea

de remolque y su carga de rotura asiacute como de las liacuteneas de amarre En este caso el numeral

de equipo obtenido fue de 533 al que corresponde una longitud de liacutenea de remolque de 190

metros y una carga de rotura de 306 kN en cuanto a las liacuteneas de amarre se han de disponer

cuatro (4) cada una con una longitud de 160 metros y con una carga de rotura de 123 kN

En este caso todas estas liacuteneas pueden ser de cable fibra sinteacutetica o una combinacioacuten de

ambas

28 Elementos auxiliares de amarre

Aparte de los propios cabos y liacuteneas es necesario disponer de una serie de elementos que los

guiacuteen a bordo del buque para evitar enredos y accidentes Estos elementos son los siguientes

- 4 gateras en los costados (2 por costado) en la cubierta de trabajo y 2 gateras elevadas

en la cubierta de acomodacioacuten 1 (una por costado)

- 9 bitas de amarre 8 dispuestas de manera simeacutetrica a lo largo de los dos costados del

buque y una central a proa del mismo

Equipos y servicios

97

- 4 guiacutea cabos con rodillos verticales situados en las proximidades de los molinetes de

anclas

El peso de estos elementos se considera simeacutetrico respecto a crujiacutea y cercano a los 400 kg

29 Resumen elementos de amarre y fondeo

Debido a la variedad de elementos que conforman el sistema de amarre y fondeo se considera

oportuno antildeadir una tabla a modo de resumen que recoja toda la informacioacuten relativa a tales

equipos

Tabla 4-3 Resumen de los elementos del sistema de amarre y fondeo

Elemento Caracteriacutesticas

Ancla

Cantidad 3

Tipo Patente

Peso (kg) 4770

Liacutenea de fondeo

Cantidad 2

Longitud total (m) 4125

Diaacutemetro (mm) 34

Peso total (t) 1035

Carga de rotura (kN) 655

Caja de cadenas Cantidad 2

Volumen (m3) 88

Escobeacuten Cantidad 2

Diaacutemetro (mm) 350

Molinete

Cantidad 2

Potencia (kW) 91

Velocidad (mmin) 9

Estopor Cantidad 2

Carga maacutexima (kN) 524

Liacuteneas de amarre

Cantidad 4

Longitud (m) 160

Carga de rotura (kN) 123

Liacuteneas de remolque

Cantidad 1

Longitud (m) 190

Carga de rotura (kN) 306

Gateras Cantidad 6

Bitas de amarre Cantidad 9

Guiacutea cabos Cantidad 4

3 Sistema de propulsioacuten y gobierno

Los sistemas de propulsioacuten y gobierno se definiraacuten en detalle en el Capiacutetulo 5 puesto que en

este punto todaviacutea no se conocen los equipos instalados

Equipos y servicios

98

4 Equipos de salvamento

Para poder determinar los miacutenimos medios de salvamento que son necesarios disponer a

bordo se recurre a lo establecido en el coacutedigo SOLAS Concretamente se seguiraacute lo descrito

en el capiacutetulo III (ldquoLifesaving appliances and arrangementrdquo)

Al tratarse de un buque de carga con acomodacioacuten inferior a 50 personas se consideraraacute (a

efectos de salvamento) como buque de carga

41 Comunicaciones

De acuerdo a lo establecido en la regla 6 del citado documento el buque ha de disponer de

- Al menos 3 aparatos radiotelefoacutenicos bidireccionales de ondas meacutetricas

- Al menos un transpondedor radar a cada banda

- No menos de 12 cohetes lanza bengalas equipados con paracaiacutedas

- Sistema de alarma y comunicaciones a bordo

- Sistema de megafoniacutea audible en todos los espacios

42 Dispositivos individuales

La siguiente regla que aplicar es loacutegicamente la regla 7 del mismo capiacutetulo III En la misma se

establece que para buques de eslora inferior a 100 metros se ha de disponer de al menos el

siguiente nuacutemero de elementos individuales de salvamento

- 8 aros salvavidas repartidos de manera adecuada a lo largo de la eslora y de ambos

costados Dos de ellos han de contar con rabiza flotante (uno por banda) otros dos con

artefacto luminoso (tambieacuten uno por banda) y otros dos con artefacto luminoso y sentildeal

fumiacutegena

- 1 chaleco salvavidas por persona embarcada maacutes uno para cada tripulante de guardia

y un 5 adicional de respeto En definitiva se dispondraacute de 46 chalecos salvavidas

- 3 trajes de inmersioacuten (para los tripulantes del bote de rescate) y 3 trajes de proteccioacuten

contra la intemperie

43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate

De acuerdo con lo establecido en la Opcioacuten A se deberaacute contar con los siguientes elementos

- Bote de rescate Se decide disponer el modelo Merlin 615 FRC 530 MKII del fabricante

Norsafe el cual tiene capacidad para 15 personas Se ubicaraacute en el costado de estribor

- Balsas salvavidas inflables para el 100 de las personas embarcadas Se dispondraacuten

dos balsas con capacidad de 20 personas ambas cada banda Su peso aproximado es

de 150 kg aproximadamente Cada una de ellas contaraacute con un dispositivo adecuado

de puesta a flote (caiacuteda por rampa) Se elige el fabricante ldquoVikingrdquo

Equipos y servicios

99

Estos equipos han de ubicarse en una zona de intemperie no demasiado elevada (para facilitar

su puesta a flote y operaciones un lugar de faacutecil acceso (desde el interior y exterior del buque)

y en la medida de lo posible que proteja en cierta medida a los equipos

Los medios necesarios para su puesta a flote y recogida son pescantes de distintas

capacidades especificadas por el fabricante Por lo general las potencias requeridas se situacutean

entre los 8-15 kW

44 Elementos auxiliares

A continuacioacuten se enumeran una serie de equipos que a pesar de no ser medios de

salvamento per se han de estar dispuestos en el buque para garantizar la seguridad de las

personas embarcadas Estos elementos tambieacuten son exigidos por el convenio SOLAS

- Respondedor de radar uno por banda

- Aparato lanza cabo

- Laacutempara de sentildeales independiente energeacuteticamente del buque

- Medios de embarco y desembarco escalas retraacutectiles y rampa de rescate o evacuacioacuten

en los puestos de puesta a flote

5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones

En base a lo establecido por el convenio SOLAS y la Direccioacuten General de la Marina Mercante

(DGMM) el buque ha de contar con una serie determinada de equipos y sistemas de ayuda a

la navegacioacuten alumbrado y comunicaciones

51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten

Para garantizar que la navegacioacuten en mar abierto se realiza de una manera segura y eficiente

la tripulacioacuten ha de contar con una serie de equipos y servicios a bordo del buque Estos

elementos son como miacutenimo los siguientes

- 1 compaacutes magistral instalado en el techo del puente dotado de un sistema oacuteptico con

una rosa de diaacutemetro igual o mayor de 160 mm

- 1 compaacutes de respeto

- 1 girocompaacutes

- 1 corredera Doppler

- 1 ecosonda

- 1 sextante

- 1 cronoacutemetro

- 1 cronoacutegrafo contador de bolsillo

- 1 reloj de bitaacutecora

Equipos y servicios

100

- 2 transportadores de aacutengulos

- 2 compases de puntas

- 1 regla de 40 cm o reglas paralelas

- 1 megaacutefono

- 2 prismaacuteticos nocturnos y 2 prismaacuteticos diurnos (7x50)

- Cartas naacuteuticas derroteros y libros de faros de la zona de navegacioacuten

- 1 bocina de niebla

- 1 campana

- 1 laacutempara 1 coacutedigo y 1 espejo de sentildeales

- 2 linternas estancas

- 1 registrador de datos de la travesiacutea

- 1 baroacutemetro y 1 baroacutegrafo

- 1 termoacutemetro y 1 psicoacutemetro

- Sistema de limpiaparabrisas anticongelante y limpieza para los ventanales del puente

de mando

52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna

El buque ha de ser capaz no solo de comunicarse con otros buques o con alguna base en tierra

sino que ha de contar ademaacutes con una serie de equipos y sistemas que permitan una correcta

comunicacioacuten entre los distintos espacios que lo conforman especialmente la caacutemara de

maacutequinas y el puente de mando

En el caso de las comunicaciones con el exterior ha de disponer al menos de una instalacioacuten

de equipos de radio (que emita y reciba en las principales frecuencias) un receptor NAVTEX

sistema de comunicaciones viacutea sateacutelite (INMARSAT) radiobaliza etc

Por otro lado para permitir las comunicaciones interiores el buque ha de contar con una central

telefoacutenica sistemas de megafoniacutea y altavoces walkie-talkies etc

Ademaacutes el buque contaraacute con un sistema ECDIS de cartografiacutea radares de banda S y X y un

sistema AIS de recepcioacuten y transmisioacuten

53 Luces y sentildeales de navegacioacuten

El reglamento que se ha de seguir para determinar las luces marcas y sentildeales de navegacioacuten

que como miacutenimo han de ser dispuestas en un buque es el COLREG de 1972 concretamente

la parte C denominada Luces y Marcas

Como el buque proyecto tiene una eslora igual o superior a 50 metros ha de contar con al

menos

- Luz de tope blanca visible desde 6 millas

Equipos y servicios

101

- Luz de costado visible desde 3 millas Roja para el costado de babor y verde para el

costado de estribor

- Luz de alcance blanca visible desde 3 millas

- Luz de remolque amarilla visible desde 3 millas

- Luz todo horizonte blanca roja verde o amarilla visible desde 3 millas

Ilustracioacuten 37 Tipos de luces de navegacioacuten Fuente wwwnaval582com

Como es loacutegico las exigencias variacutean en funcioacuten de la operacioacuten del buque las cuales se

enumeran brevemente a continuacioacuten

- Navegacioacuten

o Luz de tope a proa

o Segunda luz de tope a popa y maacutes alta que la de pro

o Luces de banda

o Luz de alcance

- Buque en operaciones de remolque (longitud de remolque mayor de 200 metros)

o 3 luces de tope en liacutenea vertical

o Luces de banda

o 1 Luz de alcance

o 1 Luz de remolque en liacutenea vertical y por encima de la luz de alcance

o Una marca bicoacutenica en el lugar maacutes visible cuando la longitud

- Embarcaciones sin gobierno deberaacuten llevar

o 2 luces rojas todo horizonte en liacutenea vertical en el lugar maacutes visible

Equipos y servicios

102

- Las embarcaciones que tengan maniobra restringida

o 3 luces de todo horizonte en liacutenea vertical en el lugar maacutes visible de la

embarcacioacuten La maacutes elevada y la maacutes baja de estas luces seraacuten rojas y la luz

central seraacute blanca

- Embarcaciones fondeadas y varadas

Todos los buques fondeados exhibiraacuten en el lugar maacutes visible 1 luz blanca todo horizonte o

una bola en la parte de proa y los buques con eslora mayor de 50 metros 1 luz blanca todo

horizonte o bola en la proa y en la popa (si es mayor de 100 metros deberaacute tambieacuten iluminar

su cubierta)

54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas

Lo relativo a las sentildeales acuacutesticas y luminosas se describen en la regla 33 de la parte D del

anterior documento Seguacuten esta regla el buque ha de contar con un pito9 y con una campana

55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten

Si bien es difiacutecil establecer un valor determinado el elevado nuacutemero de elementos que

conforman este sistema y su tamantildeo hacen que el peso total pueda llegar faacutecilmente a las 5-8

toneladas

6 Achique y sentinas

El sistema de achique y sentinas es uno de los principales de los que dispone el buque Su

funcioacuten es por la parte de sentinas recoger aquellos residuos y derrames de liacutequidos o fluidos

de los distintos espacios del buque y si su concentracioacuten en partiacuteculas por milloacuten es adecuada

devolverlos al mar Si la concentracioacuten es demasiado alta estos fluidos se almacenaraacuten en el

tanque de lodos dispuesto para tal efecto Para determinar queacute fluidos se almacenan y cuaacuteles

se devuelven se bombean todos para hacerlos pasar por el separador de sentinas el cual

discierne ente unos y otros

En los espacios susceptibles de generar ldquoresiduosrdquo liacutequidosrdquo que vayan a las sentinas (caacutemara

de maacutequinas locales de propulsores etc) se disponen aspiraciones (en estos espacios se

dispondraacuten concretamente dos)

Por la parte del sistema de achique su funcioacuten es loacutegicamente la de evacuar los liacutequidos que

esteacuten inundando alguacuten espacio o compartimento determinado del buque Se considera por lo

tanto un sistema de emergencia

9 Seguacuten el Reglamento Internacional para la Prevencioacuten de Abordajes (RIPA) pito significa todo

dispositivo que es capaz de producir las pitadas reglamentarias y que cumple con las especificaciones

del Anexo III de tal Reglamento

Equipos y servicios

103

Los elementos que conforman este sistema son colector de sentinas ramales bombas y

separador de sentinas

61 Colector de sentinas

Para recoger todos los vertidos de los posibles compartimentos y tanques se dispone un

colector principal que recorre el buque de proa a popa y en el que ldquomuerenrdquo o vierten los

distintos ramales de tales espacios Cada uno de estos ramales contaraacute con rejillas o ldquocajas de

fangosrdquo para permitir su limpieza inspeccioacuten y revisioacuten

Para dimensionar dicho colector concretamente su diaacutemetro interior se recurre a la foacutermula

que se indica en la parte C seccioacuten 10 artiacuteculo 6 de la normativa del Bureau Veritas

119889 = 25 (119898119898) + 168 middot radic119871 middot (119861 + 119863) Eq 104

Siendo

- L la eslora de francobordo (en metros) Toma un valor de 4645 m

- B manga del buque (en metros) Toma un valor de 1375 m

- D el puntal del buque (en metros) Toma un valor de 550 m

De este modo

119889 = 25 (119898119898) + 168 middot radic4645 middot (1375 + 550) = 7523 119898119898 cong 80 119898119898 Eq 105

62 Ramales del colector de sentinas

Para determinar el diaacutemetro interno de los ramales del colector de sentinas se recurre a la

misma expresioacuten empleada para dimensionar el colector (Eq 104) La uacutenica diferencia es que

en este caso el valor de la eslora en la foacutermula no coincide con la eslora de francobordo si no

que toma el valor de la eslora del tanque en cuestioacuten del cual se esteacute dimensionando el ramal

En la siguiente tabla se resumen los distintos diaacutemetros de los ramales que llegan a los

principales espacios que han de contar con achique de sentinas

Tabla 4-4 Ramales del colector de sentinas Diaacutemetros interiores

Espacio Eslora (m) Dint (mm)

CCMM 18 60

LPProa 480 4000

LPPopa 540 4000

63 Ramales del colector de sentinas

De acuerdo con lo establecido por la Sociedad de Clasificacioacuten es necesario disponer dos (2)

bombas conectadas al sistema de sentinas principal El tipo de las mismas ha de ser auto

cebante

Equipos y servicios

104

Cada una de las bombas tiene que ser capaz de bombear agua a traveacutes del colector principal

de sentinas a una velocidad miacutenima de 2 ms

La capacidad de cada una de las bombas tiene que ser como miacutenimo de

119876 = 000565 middot 1198892 Eq 106

Donde

- Q= capacidad miacutenima de cada una de las bombas de sentinas (1198983 ℎ)

- d= diaacutemetro interno del colector de sentinas (en mm)

119876 = 000565 middot 802 = 3616 1198983ℎ cong 36 1198983ℎ Eq 107

7 Sistema de lastre

Este sistema es uno de los fundamentales (por no decir imprescindible) a bordo de un buque

de las caracteriacutesticas del de este proyecto Su misioacuten es la de mantener al buque en las

condiciones oacuteptimas de calado trimado y escora en todo momento Debido a una serie de

aspectos tales como consumo de viacuteveres y combustible operaciones en cubierta etc el buque

tiende a alejarse de su calado trimado y escora de disentildeo Mediante el sistema de lastre se

consigue compensar tales acciones y mantener al buque en la posicioacuten deseada

Este sistema estaacute formado por una serie de tanques repartidos de manera estrateacutegica a lo largo

del buque Por norma general se disponen en los ldquoextremosrdquo del buque es decir tanto en el

pique de proa y de popa como en los costados Tambieacuten es deseable que el nuacutemero de tanques

sea elevado para dotar al sistema de mayor flexibilidad Para generar momento y compensar

los movimientos que lo desviacutean de sus condiciones de disentildeo estos tanques se llenan o vaciacutean

de agua salada (que se toma directamente del mar) La capacidad total de estos tanques ha de

ser similar (en la medida de lo posible) al peso muerto del buque para asegurar que sea cual

sea la operacioacuten el sistema responderaacute efectivamente

Por lo tanto estaraacute formado por bombas de lastre vaacutelvulas colectores de agua de mar y

tanques

71 Bombas de lastre

La Sociedad de Clasificacioacuten establece que el nuacutemero de bombas de lastre a disponer es de al

menos dos (2) Han de ser centriacutefugas y una de ellas ha de contar con un sistema de

alimentacioacuten eleacutectrica independiente

Como ya se vio en el apartado 65 la capacidad total de lastre es de 225 m3 En este caso la

Sociedad no establece ninguacuten criterio para determinar el caudal de las bombas de lastre y por

lo tanto se determina que las bombas sean capaces de lastrar deslastrar completamente el

buque en aproximadamente 3 horas Por lo tanto la capacidad de cada una de las bombas

seraacute de

Equipos y servicios

105

119876 =225 1198983

2 middot 3 ℎ= 375

1198983

ℎcong 40

1198983

ℎ Eq 108

Para determinar la presioacuten de trabajo se ha de estimar de manera aproximada la columna de

agua maacutexima que las bombas deberiacutean ser capaces de vencer Para ello se tienen en

consideracioacuten los siguientes aspectos

Tabla 4-5 Presioacuten miacutenima de trabajo de las bombas de lastre

Paraacutemetro Valor (mca)

Altura maacutex tanque lastre - Calado 139

Peacuterdidas 300

Presioacuten descarga 400

Total 839

Por lo tanto las bombas han de tener como miacutenimo una presioacuten de 1 bar aunque por seguridad

y para permitir su uso en otros sistemas que puedan requerir mayor capacidad se estableceraacute

en 2 bares

Aparte de las bombas el sistema contaraacute con vaacutelvulas de cierre automaacutetico en cada tanque y

este estaraacute automatizado para evitar que las bombas no actuacuteen de manera imprevista y

provoquen dantildeos

En los casos en los que sea posible se procederaacute al llenado de los tanques por gravedad

72 Sistema de tratamiento de lastre

El hecho de que el buque necesite tanques de lastre para realizar las distintas operaciones y

llevar a cabo las misiones necesarias obliga a que se disponga un sistema de tratamiento

especial para tratar el agua empleada por tal sistema

El organismo que regula estos sistemas y tratamientos es la OMI concretamente de acuerdo

con lo establecido en el Convenio Internacional de Control y Gestioacuten de Agua de Lastre y

Sedimentos

La normativa aplicable variacutea en funcioacuten del volumen de lastre dispuesto a bordo del buque En

este caso el buque proyecto cuenta con una capacidad total de volumen de agua de lastre de

225 m3 y por lo tanto la normativa a aplicar es la referente a buques con una capacidad inferior

a 1500 m3

Sin embargo al tratarse de un buque construido en un antildeo posterior al 2016 el sistema ha de

cumplir con norma de eficacia de la gestioacuten del agua de lastre o regla D-2

Seguacuten la OMI esta norma establece que ldquolos buques que efectuacuteen la gestioacuten del agua de lastre

descargaraacuten menos de 10 organismos viables por metro cuacutebico cuyo tamantildeo miacutenimo sea igual

o superior a 50 micras y menos de 10 organismos viables por mililitro cuyo tamantildeo miacutenimo sea

inferior a 50 micras y superior a 10 micras y la descarga de los microbios indicadores no

excederaacute de las concentraciones especificadasrdquo

Equipos y servicios

106

Los microbios anteriormente mencionados son los siguientes

- Vibrio cholerae toxicoacutegeno (O1 y O139) menos de 1 unidad formadora de colonias (ufc)

por 100 mililitros o menos de 1 ufc por gramo (peso huacutemedo) de muestras de

zooplancton

- Escherichia coli menos de 250 ufc por 100 mililitros

- Enterococos intestinales menos de 100 ufc por 100 mililitros

Por lo tanto conocidas las necesidades del sistema es necesario escoger alguna de las

tecnologiacuteas disponibles para tratar el agua de lastre En este caso se decide disponer de un

sistema combinado pues ademaacutes de poseer un filtro incluye un esterilizador de rayos

ultravioleta Este modelo es concretamente el BallastMaster ultraV ya que se trata de una

tecnologiacutea simple eficaz y altamente probada Ademaacutes de acuerdo con lo establecido por el

propio fabricante GEA este sistema cumple con las directrices de la OMI y ha sido catalogado

como sistema AMS10 Ademaacutes y de nuevo de acuerdo con las palabras del propio fabricante

presenta las siguientes ventajas

- Funcionamiento sin sustancias quiacutemicas sin subproductos ni eliminacioacuten de residuos

- Radiacioacuten UV de baja presioacuten y alta eficiencia energeacutetica

- La luz UV-C afecta al ADN de los organismos

- Alto poder de desinfeccioacuten permanente

- Supervisioacuten de la intensidad de la radiacioacuten UV mediante un sensor

- Inactivacioacuten segura de siete patoacutegenos resistentes al cloro como Cryptosporidium

- Poco mantenimiento y control por menuacutes increiacuteblemente faacutecil

- Tamantildeo reducido e instalacioacuten sencilla

- Para instalaciones nuevas y aplicaciones de reacondicionamiento

Las caracteriacutesticas del dispositivo son las siguientes

10 Notacioacuten que expide la Guardia Costera de EE UU(USCG) y que permite pasar los controles reglamentarios en puerto en lo relativo a la gestioacuten y tratamiento de las aguas de lastre

Equipos y servicios

107

Ilustracioacuten 38 Caracteriacutesticas del dispositivo para el tratamiento de aguas de lastre Fuente

wwwgeacom

Como se puede comprobar se ha seleccionado el modelo de 250 m3h que presenta un

consumo eleacutectrico de 34 kW

8 Aireaciones reboses y sondas de tanques

Estos elementos se disponen en los tanques del buque y son imprescindibles para que el

sistema al cual prestan servicio funcione con normalidad

81 Aireaciones

De cara a reducir cargas inesperadas en los tanques (y por ende en la estructura del buque)

debidas a sobre presiones o gradientes de presioacuten causados por cambios bruscos de

temperatura y disminuciones repentinas del nivel de estos es necesario disponer de

aireaciones en aquellos tanques que no cuenten con sistemas o medios de ventilacioacuten

especiacuteficos

Como es loacutegico estas aireaciones se dispondraacuten en la parte alta de los tanques concretamente

en la zona de proa de los mismos (para evitar que los refuerzos o elementos estructurales

entorpezcan la evacuacioacuten de los gases y se generen bolsas peligrosas) De todos modos es

norma general disponer groeras o imbornales 11 en tales refuerzos para evitar problemas Todas

las aireaciones descargan en un colector (uno a cada banda) que termina a su vez en una

vaacutelvula situada a una determinada altura por encima de la cubierta de trabajo En el caso de

disponer de tanques que contengan liacutequidos inflamables se dispondraacute un tercer colector que

agrupe sus aireaciones correspondientes y que cuente con medios cortafuegos para evitar que

una chispa genere un incendio

11 Seguacuten la Real Academia de Ingenieriacutea se entiende por groera o imbornal el agujero o canal practicado a trechos en los trancaniles y costados de un buque para dar salida a las aguas de las respectivas cubiertas

Equipos y servicios

108

82 Reboses

En el caso de aquellos tanques que contengan liacutequido en su interior no se puede permitir la

evacuacioacuten libre por las aireaciones de cubierta pues los liacutequidos derramados en la misma

supondriacutean una fuente potencial de accidentes

En este caso se ha de disponer de una especie de contenedor o recipiente que recoja los

posibles vertidos de las aireaciones y que descargue en un colector que los lleve al tanque de

reboses correspondiente

83 Sondas

Las sondas son un elemento muy sencillo pero fundamental en los tanques Su misioacuten es la de

indicar el nivel o porcentaje de llenado de todos los tanques del buque y permitir asiacute a la

tripulacioacuten controlar en todo momento los recursos disponibles para llevar a cabo las distintas

misiones en las que pueda verse involucrado el buque

Son elementos imprescindibles para determinar por ejemplo el nivel de los tanques de

combustible (y determinar la autonomiacutea restante del buque) para determinar el nivel de los

tanques de lastre de agua dulce etc

Existen de diversos tipos y por norma general se suelen disponer de tipo visual o manual

consistentes en un tubo adosado a los tanques que incorpora un nivel En aquellos tanques

denominados principales se antildeadiraacute una sonda automaacutetica o remota que enviaraacute a la sala de

control informacioacuten cuando se desee o en todo momento acerca del porcentaje de llenado del

tanque correspondiente

9 Sistema contraincendios

En un buque uno de los principales peligros es la aparicioacuten de un incendio pues obviamente

no se dispone de medios terrestres de extincioacuten y soacutelo se puede contar con aquellos dispuestos

a bordo Ademaacutes debido a la gran cantidad de elementos inflamables que hay en el mismo

(combustible aceites equipos eleacutectricos etc) el riesgo es elevado

Para minimizar tal riesgo al maacuteximo posible se equiparaacute al buque con los medios y equipos

necesarios de acuerdo con lo establecido en el Capiacutetulo II-2 del SOLAS relativo al sistema

contraincendios

Como su propio nombre indica este sistema seraacute el encargado de proporcionar los medios

necesarios para prevenir detectar y en uacuteltimo lugar extinguir un incendio a bordo del buque

proyecto

A pesar de que son muchas son las indicaciones existentes para prevenir la aparicioacuten de

incendios en este proyecto se seguiraacuten las directrices del coacutedigo SOLAS

Equipos y servicios

109

91 Sistema de deteccioacuten

Como su nombre bien indica el objetivo de este sistema es valga la redundancia detectar el

local o espacio de origen del incendio y activar una alarma para iniciar la actividad contra

incendios

Se deberaacuten disponer sistemas de deteccioacuten y de alarma fijos puntos de socorro manuales y

patrullas de incendio

Al tratarse de un buque de 36 tripulantes los sistemas se han de instalar en los siguientes

espacios del siguiente modo

- Espacios de maacutequinas

- Espacios de acomodacioacuten (en todos los pasillos escaleras y rutas de escape)

- Puesto de control

92 Sistema de contencioacuten

En el caso de producirse un incendio el paso inmediato a su deteccioacuten es su contencioacuten para

evitar que se propague por todos los espacios del buque

Seguacuten lo establecido en la novena (9) regulacioacuten del SOLAS para buques con una tripulacioacuten

igual o superior a 36 integrantes se ha de disponer la siguiente configuracioacuten de mamparos en

funcioacuten de los espacios que se separen

Ilustracioacuten 39 Clasificacioacuten de mamparos que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

En el caso de las cubiertas la clasificacioacuten es la siguiente

Equipos y servicios

110

Ilustracioacuten 40 Clasificacioacuten de cubiertas que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

93 Sistemas de lucha contraincendios

Como su propio nombre indica estos sistemas seraacuten los encargados de extinguir el incendio

en el espacio en el que se genere Se instalaraacuten sistemas fijos de extincioacuten y las medidas anti-

incendio seraacuten legibles de manera sencilla

Los sistemas que se disponen a bordo del buque son sistema de CO2 sistema de agua salada

sistema de rociadores y aspersores y equipos de uso individual

931 Sistema de agua salada

Como es loacutegico la primera medida para combatir los incendios para por el empleo del agua de

mar recurso praacutecticamente ilimitado en el caso de los barcos Es un sistema sencillo que

baacutesicamente consiste en una red de tuberiacuteas que se extiende a lo largo del buque y que cuenta

con capacidad de descarga en todos los espacios que se desean proteger Ademaacutes es el

sistema encargado de dar servicio a las bocas contraincendios

Se compone de los siguientes elementos toma de mar colector ramales vaacutelvulas de

aislamiento y bocas y mangueras contra incendio

Al tener un arqueo bruto superior a 600 GT la presioacuten en todas las bocas contra incendios ha

de ser de 027 Nmm2

Las mangueras de las bocas contra incendios tendraacuten una longitud miacutenima de 10 metros y no

maacutes de 20 metros (salvo en caacutemara de maacutequinas donde como maacuteximo pueden ser de 15

metros) En buques de maacutes de 1000 GT se dispondraacute una por cada 30 metros de eslora (con

una de respeto y en total nunca menos de 5)

Para conseguir que el agua llegue del colector a los distintos espacios del buque es necesario

bombearla Seguacuten lo establecido en el SOLAS el buque ha de contar con al menos 3 bombas

contraincendios con una de ellas aislada del resto La capacidad de estas bombas seraacute de 25

m3h

932 Sistema de CO2

En determinados espacios como aquellos que alojan maacutequinas en su interior es necesario

disponer de un sistema de contraincendios adicional al de agua salada

Equipos y servicios

111

En este caso el agente extintor es el dioacutexido de carbono o CO2 el cual ldquoeliminardquo el oxiacutegeno del

espacio en cuestioacuten para que se extinga el incendio A diferencia de otros sistemas esta medida

obliga a que en el momento de su activacioacuten no quede ninguacuten tripulante en el espacio pues el

riesgo es elevado

Por lo tanto el sistema ha de contar ademaacutes de con los medios inherentes al mismo como son

las bombonas gas etc de medios acuacutesticos y visuales que alerten de su activacioacuten Se

dispondraacute de una cabina de control en el exterior de los espacios para activar el sistema

Para determinar el volumen de gas que es necesario llevar a bordo se determina el tamantildeo o

volumen del espacio mayor a proteger En este caso el mayor espacio es la caacutemara de

maacutequinas Ademaacutes se ha de tener en cuenta el volumen del guardacalor pero como en esta

etapa del proyecto no estaacute definido todaviacutea se aplicaraacute un factor del 10 que tenga en cuenta

dicho volumen

De este modo

1198811198621198742 = 04 middot (119881119862119862119872119872 + 119881119866119862) = 04 middot (119881119862119862119872119872 + 01 middot 119881119862119862119872119872) = 04 middot (825 + 01 middot 825)

= 363 1198983 Eq 109

Este volumen de CO2 se lleva a bordo dispuesto en botellas o bombonas de alta presioacuten que

se alojan en el local especialmente habilitado para ello en la cubierta expuesta o de trabajo

933 Sistema de rociadores

Es un sistema capaz de proyectar agua de forma uniforme y en cantidad suficiente sobre el

piso del espacio a proteger

Se puede utilizar agua dulce o salada del mar como agente extintor Es obligatorio que todos

los sistemas de rociadores que utilizan agua dulce como agente inicial una vez agotada esta

sean capaces de utilizar agua salada para continuar la extincioacuten El uso de agua salada

garantiza que es sistema sea inagotable ya que se toma directamente del mar El agua dulce

debe llevarse a bordo almacenada y tiene una capacidad limitada tambieacuten dantildea menos los

equipos y el mobiliario

La descarga del agua es remota lo implica que no es necesario que ninguna persona se

encuentre en el interior del espacio durante la extincioacuten del incendio Ademaacutes el sistema puede

ser automaacutetico lo que garantiza una pronta extincioacuten antes de que el fuego tenga tiempo de

extenderse

El circuito se disentildearaacute de modo que el circuito y por tanto los rociadores se puedan alimentar

con agua salada desde la bomba de rociadores y desde el colector de contra incendios (bombas

principales de CI) La activacioacuten del sistema seraacute siempre manual y de forma local o remota

desde fuera de los locales a proteger Seguiraacute la siguiente secuencia de activacioacuten

El sistema estaraacute compuesto por

- Bomba de rociadores bombea el agua salada al circuito del sistema Toma agua del

mar a traveacutes de una toma de mar que dispondraacute de rejilla filtro y vaacutelvula de aislamiento

Equipos y servicios

112

Se arranca de forma manual cuando se detecta el incendio de forma remota desde el

puente o local de control de contra incendios o local

- Circuito de rociadores red de tuberiacuteas que distribuye el agua desde el sistema de

impulsioacuten hasta los rociadores Estaraacute compuesto por un colector de rociadores

secciones de rociadores y vaacutelvulas de control (situada en cada uno de los ramales de

suministro de agua a los espacios a proteger que permite controlar la descarga de agua

independiente en cada uno de los espacios)

- Rociador o aspersor elemento situado en las salidas de agua del circuito que garantiza

una distribucioacuten uniforme y en cantidad adecuada Su nuacutemero y disposicioacuten seraacute la

adecuada para cubrir todo el espacio a proteger Estaraacuten abiertos permanentemente de

modo que cuando se active el sistema descargara sobre todo el piso de la zona

protegida

En los espacios de acomodacioacuten de acuerdo con lo establecido en SOLAS el sistema ha de

ser capaz de suministrar 5 litrosminuto sobre un aacuterea miacutenima de 280 m2 de superficie a

proteger

Por lo tanto

119876119903119900119888 = 5119897

119898119894119899 middot 1198982middot Aacute119903119890119886 (1198982) = 5 middot 280 = 1400

119897

119898119894119899= 84

1198983

ℎ Eq 110

La bomba de agua salada tendraacute una capacidad suficiente para mantener el flujo continuo de

agua necesario en los rociadores

La potencia de dicha bomba seraacute de

119875 =119876119903119900119888 middot 600

3600 middot 06=

84 middot 600

3600 middot 06= 23 119896119882 Eq 111

En los espacios de maquinaria el sistema ha de ser capaz de suministrar 5 litrosminuto por

metro cuadrado de la superficie a proteger

119876119903119900119888 = 5119897

119898119894119899 middot 1198982middot Aacute119903119890119886 (1198982) = 5 middot 1875 = 9375

119897

119898119894119899= 5624

1198983

ℎ Eq 112

La potencia de dicha bomba seraacute de

119875 =119876119903119900119888 middot 600

3600 middot 06=

5624 middot 600

3600 middot 06= 15 119896119882 Eq 113

934 Elementos contraincendios individuales

Por elementos individuales se entiende aquellos dispositivos que han de ser utilizados por un

uacutenico tripulante Es decir se trata de los extintores y de los equipos de bombero

Equipos y servicios

113

En cuanto a los primeros han de cumplir con lo establecido en el Coacutedigo Internacional de

Sistemas de Seguridad Contraincendios

- Caacutemara de maacutequinas 4 extintores de espuma de 45 litros garantizando que alcancen

cualquiera de los sistemas de lubricacioacuten y combustible y que no sea necesario recorrer

maacutes de 10 metros para alcanzarlos

- En espacios de acomodacioacuten se utilizaraacuten extintores de polvo seco (no estaacuten permitidos

los extintores de anhiacutedrido carboacutenico) Se dispondraacute un nuacutemero suficiente de este tipo

de extintores

- Local de pinturas contaraacute con un extintor de polvo seco

A bordo se debe contar con carga de respeto para el 100 de los 10 primeros extintores y del

50 para el resto

Con respecto a los equipos de bombero al tratarse de un buque con capacidad FIFI I la

normativa obliga a disponer de 4 Se dispondraacuten en dos espacios de contra incendios

independientes contando una de ellas con acceso directo a la cubierta de trabajo

94 Sistema contra incendios exterior FIFI I

El buque proyecto tiene notacioacuten de clase FIFI I lo que implica que no solo ha de ser capaz de

sofocar los posibles incendios que se den a bordo del mismo sino que ha de contar con los

medios y equipos necesarios para extinguir incendios en otros buques o en alguna plataforma

oceaacutenica

Para contar con tal clasificacioacuten ha de disponer de los elementos que se describen a

continuacioacuten

- Monitores Han de ser operados y controlados remotamente pero se dispone de un

control manual de emergencia por cada monitor Las caracteriacutesticas y nuacutemero de los

mismos se muestran en la Tabla 4-6 Han de disponerse de tal modo que se consiga un

movimiento en el plano horizontal de al menos 90ordm con respecto a crujiacutea y en un lugar

que se encuentre libre de obstaacuteculos Por tal motivo se decide disponerlos a ambos

costados de la superestructura En definitiva se dispondraacuten 2 monitores de 1200 m3h

con una distancia de lanzamiento horizontal de 120 metros y una altura de 45 metros

Como es loacutegico debido a la gran potencia de disparo de estos monitores es necesario

estudiar la fuerza de retroceso que generan en operacioacuten ya que pueden afectar a la

estabilidad del buque durante las operaciones de lucha contra incendios y DP

Tabla 4-6 Caracteriacutesticas de los monitores para la notacioacuten FIFI II Fuente Bureau Veritas

Equipos y servicios

114

A pesar de que el fabricante no especifica tal fuerza es faacutecil estimarla a partir de otros

monitores y establecer que los del buque proyecto tendraacuten una fuerza de retroceso de

25 kN aproximadamente El efecto de los monitores en la estabilidad se determinaraacute a

traveacutes de la expresioacuten del momento escorante

120579 =119865119898119900119899119894119905119900119903 middot 119860119897119905119906119903119886119898119900119899119894119905119900119903

120549 middot 119866119872=

25119896119873 middot1119905

981 119896119873middot 14119898

195556 119905 middot 226119898= 001119900 Eq 114

Como era de esperar el efecto de los monitores en operacioacuten sobre la estabilidad del

buque es miacutenimo

- Tuberiacuteas La velocidad maacutexima de disentildeo no ha de exceder 4 ms entre las bombas y

los monitores

- Bombas contra incendios exteriores Se instalaraacuten dos bombas centriacutefugas situadas en

caacutemara de maacutequinas y que tomaraacuten al agua salada directamente de las tomas de mar

destinadas para el sistema de contraincendios Su capacidad seraacute de como miacutenimo

119876119862119868 =

119876119898119900119899119894119905119900119903119890119904

1198983

119873ordm 119887119900119898119887119886119904=

2 middot 12001198983

ℎ2

= 1200 1198983

Eq 115

En este caso la bomba va acompantildeada de un motor eleacutectrico para garantizar su correcto

funcionamiento

Ademaacutes y debido a que la normativa lo permite se instalaraacuten dos bombas de 185 kW para

abastecer a los sistemas de sentinas lastre y contra incendios

941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua

De acuerdo con lo establecido por la sociedad de clasificacioacuten en los buques con notacioacuten de

clase FIFI I todos los espacios exteriores por encima de la flotacioacuten (para la condicioacuten de menor

calado) incluyendo superestructuras y cubiertas expuestas han de ser de acero y estar

internamente aislados para formar divisiones del tipo A-60

Sin embargo la normativa tambieacuten establece que si se decide disponer de un sistema de auto

proteccioacuten mediante cortina de agua las consideraciones anteriores no son de obligado

cumplimiento y que los elementos a proteger pueden ser de aluminio si se desea y sin ninguacuten

tipo de aislamiento

Por lo tanto teniendo en consideracioacuten todo lo anterior se decide disponer de elementos de

acero sin aislamiento y protegidos por un sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua

La capacidad de este sistema ha de ser como miacutenimo de 10 lmin por cada metro cuadrado del

aacuterea total a proteger

El aacuterea total que proteger estaacute formada por

- Aacutereas verticales del casco

Equipos y servicios

115

- Aacutereas verticales de la superestructura

- Bases o soportes de los monitores de contra incendios

El sistema ha de ser dispuesto de tal modo que no perturbe la visibilidad desde el puente de

gobierno o desde los lugares de operacioacuten de los monitores

El nuacutemero y disposicioacuten de los rociadores ha de ser suficiente como para que el agua cubra

todos los espacios expuestos a la radiacioacuten

En este caso para este sistema pueden emplearse las bombas reservadas para los monitores

siempre y cuando su capacidad se aumente de acuerdo con las nuevas necesidades del

sistema Si se opta por emplear dichas bombas una vaacutelvula de cierre seraacute necesaria

Por lo tanto el siguiente paso seraacute determinar el aacuterea total a proteger Los valores

correspondientes al aacuterea frontal expuesta y al aacuterea lateral expuesta ya se obtuvieron en los

Capiacutetulo 2 (ver Ilustracioacuten 19) y Capiacutetulo 4 (ver Ilustracioacuten 33) respectivamente

El valor total obtenido asciende hasta

119860119879119900119905119886119897 = (Aacute119903119890119886119897119886119905119890119903119886119897 middot 2 + Aacute119903119890119886119891119903119900119899119905119886119897 middot 2) middot 105 = ( 38861 middot 2 + 15645 middot 2) middot

105 = 114463 1198982 Eq 116

Como se puede comprobar se ha estimado que el aacuterea frontal de popa es equivalente al aacuterea

frontal de proa y ademaacutes se ha antildeadido un factor de seguridad del 5

Con todo lo anterior el caudal necesario se determina del siguiente modo

119876119882119878 = 10119897

119898119894119899 middot 1198982middot 119860119905119900119905119886119897(1198982) = 10 middot 114463 = 1144627

119897

119898119894119899cong 650

1198983

ℎ Eq 117

Si antildeadimos este caudal a las bombas de los monitores FIFI se obtiene que el caudal total de

este sistema asciende hasta los 1750 m3 aproximadamente

Tomando que para que el agua ascienda hasta la parte maacutes elevada de las aacutereas verticales

de la superestructura es necesario que las bombas trabajen a 13 bares la potencia de las

bombas asciende a

119875119865119868119865119868 =119876119882119878 middot 119901

3600 middot 06=

1750 middot 15 middot 100

3600 middot 06= 105805 119896119882 cong 1100 119896119882 Eq 118

10 Sistema de agua sanitaria

Como su propio nombre indica el sistema de agua sanitaria es el encargado de que se

disponga a bordo en todo momento de agua dulce potable tanto friacutea como caliente para la

tripulacioacuten embarcada Abastece a espacios y elementos como pueden ser los lavabos las

duchas la cocina etc

Equipos y servicios

116

El sistema se compone de los tanques de agua dulce bombas de agua dulce sanitaria y un

tanque hidroacuteforo (que mantenga la presioacuten del circuito a niveles adecuados) Ademaacutes como el

agua estaacute destinada al consumo humano se ha de disponer un sistema de esterilizacioacuten y

mineralizacioacuten compuesto por un equipo UV Por uacuteltimo para calentar el agua es necesario

disponer de calentadores de agua a bordo

Como se vio en el apartado 64 del capiacutetulo 3 el volumen total de los tanques de agua dulce

ascendiacutea a 45945 m3 que se preveacuten suficientes para suplir las necesidades diarias de la

tripulacioacuten que seguacuten [1] se estima en 150 litros por persona y diacutea

101 Tanque hidroacuteforo

El proceso para dimensionar el tanque hidroacuteforo es sencillo Basta con estimar un pico de

consumo de agua dulce durante un intervalo de tiempo de 10 minutos El criterio tomado es el

siguiente

- 13 tercio de la tripulacioacuten (12 tripulantes) consumiendo 50 litros durante los 10 minutos

en duchas y aseos

- 23 restantes de la tripulacioacuten (24 tripulantes) consumiendo 10 litros entre aseos y

cocina

- Adicionalmente se antildeadiraacute un margen del 10

De este modo el caudal del equipo se estima como miacutenimo en

119876119864119867 = (1

3middot 50 119897 +

2

3middot 10119897) middot

119879119903119894119901

10 119898119894119899middot 119898119886119903119892119890119899 = (

1

3middot 50119897 +

2

3middot 10119897) middot

36

10 119898119894119899middot 11

= 504 1198983ℎ

Eq 119

Caudal que corresponde al siguiente volumen de tanque

119881119879119867 = 119876119864119867 middot10

60ℎ middot

1000 119897

1 1198983= 840 119897 cong 850 119897 Eq 120

Finalmente para determinar la presioacuten del tanque se determina el espacio maacutes elevado al cual

daraacute servicio pues su altura marcaraacute la altura a vencer por las bombas

En este caso el espacio maacutes elevado es loacutegicamente el puesto de gobierno el cual estaacute

situado (en su punto maacutes alto) a aproximadamente 16 metros Teniendo en cuenta un margen

de peacuterdidas del 15 el resultado es el siguiente

119875119879119867 = 119867 + 119867119901119890119903119889 = 16 + 16 middot 115 = 184 119898 119888 119886 cong 2 119887119886119903 Eq 121

En definitiva se instalaraacute un tanque de 850 l de capacidad y a una presioacuten de 2 bares

Equipos y servicios

117

102 Bombas de agua sanitaria

Como se pudo comprobar en el apartado anterior las caracteriacutesticas de la bomba de agua

sanitaria ya quedaron determinadas

Por lo tanto seraacute necesario disponer de bombas que soporte un caudal ligeramente superior a

5 1198983ℎ y que trabaje a una presioacuten de 2 bares

Se instalaraacuten dos bombas de una potencia de 45 kW con las caracteriacutesticas anteriormente

mencionadas

103 Calentador de agua dulce

Para determinados servicios es necesario disponer de agua caliente a bordo Para ello se

dispone de calentadores de agua dulce que calienten parte del agua de la que se dispone a

bordo

El funcionamiento del mismo es muy sencillo pues simplemente toma agua de los tanques

dispuestos en el doble fondo y la hace pasar por unos serpentines que se calientan mediante

vapor de agua y por ende calientan el agua dulce

El tamantildeo del calentador se determinaraacute en base al nuacutemero de tripulantes y a las situaciones

en las que se requiera disponer de agua caliente En definitiva los criterios para su

dimensionamiento pueden resumirse del siguiente modo

- Se estima que el pico de consumo de agua caliente puede suponer un 40-45 de la

capacidad total de agua dulce

- La temperatura de entrada del agua dentro del calentador no seraacute superior a 8ordm Se

estima que entre a una temperatura media de 5ordm

- La temperatura media de salida del termo seraacute de 50ordm (regulables por medios

individuales) y la temperatura maacutexima de salida seraacute de 60ordm

Con estas consideraciones se establece que el volumen energiacutea necesaria para calentar el

agua y potencia del calentador necesaria para calentar toda el agua en una hora toman los

siguientes valores

119881119862 = 045 middot 119881119879119867 = 045 middot 850119897 = 3825 119897 = 039 1198983 Eq 122

119864119862 = 119898 middot 119862119890 middot ∆119879 = 039 1198983 middot1000 119896119892

1198983middot

418 119896119869

119896119892 middot middot (50 minus 10) = 671517119896119869 Eq 123

119875119862 =119864

1ℎ middot 120578119888=

671517

3600119904 middot 085= 2195 119896119882 cong 22 119896119882 Eq 124

El sistema debe contar ademaacutes con una bomba que pueda hacer frente a la demanda del

sistema Como la demanda del calentador es aproximadamente la mitad de todo el sistema de

agua dulce se decide disponer una bomba de las mismas caracteriacutesticas a la calculada en el

Equipos y servicios

118

apartado anterior La uacutenica diferencia seraacute el caudal de esta pues en este caso seriacutea suficiente

contar con un caudal de 2 5 1198983ℎ

11 Sistema de aguas residuales

Este sistema se encarga de recoger y tratar las aguas residuales del buque para poder asiacute

descargarlas en alta mar sin ninguacuten tipo de peligro para el medio ambiente

Se trata de un sistema regulado por el convenio MARPOL concretamente por el anexo IV Para

el disentildeo y dimensionamiento del sistema se seguiraacuten las directrices indicadas en el mismo

teniendo en cuenta que en el capiacutetulo de disposicioacuten general concretamente en el apartado

66 se establecioacute que el volumen del tanque de aguas grises era de 883 m3 y el de aguas

negras de 512 m3

A pesar de que se dispondraacute de un sistema de tratamiento de aguas residuales es necesario

dimensionar los tanques de un modo preliminar y en base a las expectativas de generacioacuten de

tales aguas residuales Los posibles espacios de generacioacuten y su volumen de produccioacuten son

los siguientes

- Aguas negras 20 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Aguas grises 30 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Lavanderiacutea 10 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Cocina 15 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

Los tanques de aguas residuales han de tener una capacidad para almacenar el total de la

generacioacuten durante el nuacutemero de diacuteas que el buque se encuentre en zonas restringidas y que

por tanto no pueda descargar el agua tratada Con el volumen disponible para el tanque de

aguas grises se obtiene que el nuacutemero de diacuteas que el buque puede permanecer sin descargar

las aguas residuales es de 8 Se trata de un valor correcto pues podriacutea equivaler perfectamente

a los diacuteas que el buque puede permanecer en una determinada operacioacuten

Para la descarga a tierra de los tanques se dispondraacute de una conexioacuten universal y una bomba

de descarga con capacidad suficiente para realizar la operacioacuten en un periacuteodo inferior a 2 horas

119876119860119877 =119881119905119900119905

119905=

883 1198983 + 512 1198983

2= 6975

1198983

ℎcong

71198983

Eq 125

La potencia de la bomba ha de ser lo suficiente como para vencer la diferencia de alturas entre

el doble fondo y el costado por lo que

Equipos y servicios

119

119875119860119877 =119876119860119877 middot ℎ middot 100

3600 middot 06=

7 lowast (682 minus 15) lowast 100

3600 lowast 06= 172 119896119882

Eq 126

12 Gruacutea principal

El buque proyecto cuenta con una gruacutea principal en la cubierta de trabajo para dar servicio a

las operaciones que en ella puedan llevarse a cabo

La gruacutea instalada cuenta con unas especificaciones recogidas en el cataacutelogo del fabricante (ver

0) Se trata de una gruacutea telescoacutepica especiacuteficamente disentildeada para asistir y facilitar las labores

de la industria offshore

121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea

A pesar de que todas las caracteriacutesticas y paraacutemetros de la gruacutea se encuentran recogidos en

el anexo anteriormente citado a continuacioacuten se describen brevemente aquellas que se

consideran de especial relevancia

De acuerdo a lo especificado por el propio vendedor este tipo de gruacuteas destaca por

- Elevada maniobrabilidad y elevado grado de resistencia

- Flexibilidad para realizar labores de izado a larga y corta distancia

- Mientras no esteacute en operacioacuten el espacio que ocupa en cubierta es reducido Las cortas

longitudes de cable que emplean garantizan una manipulacioacuten segura de la carga a

corta distancia

Cuenta con una plataforma adosada en la cual se disponen los mandos de control que son

controlados por un operario cualificado Su capacidad de giro con respecto al eje vertical es

elevada y es accionada por bombas hidraacuteulicas movidas por motores eleacutectricos

Equipos y servicios

120

Ilustracioacuten 41 Gruacutea telescoacutepica instalada en la cubierta de trabajo Fuente Palfinger

Brevemente mencionar que su capacidad de izado variacutea (loacutegicamente) con la extensioacuten del

brazo telescoacutepico de la manera que se muestra a continuacioacuten

Ilustracioacuten 42 Capacidad de izado de la gruacutea principal

Seguacuten el fabricante el consumo eleacutectrico se situacutea en 66 kW

122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque

La gruacutea estaraacute situada en el costado de estribor y aproximadamente en el punto medio de la

eslora total de la cubierta de carga con el objetivo de alcanzar cualquier punto de la misma

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Carg

a (

t)

Distancia (m)

Capacidad de izado

Equipos y servicios

121

13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico

Como bien apareciacutea reflejado en la definicioacuten de clase y especificacioacuten del buque proyecto

este estaraacute equipado con un sistema de posicionamiento dinaacutemico de clase 2 clasificado por

el Bureau Veritas como DYNAPOS -AMAT Las siglas AMAT se otorgan a sistemas que son

capaces de mantener la posicioacuten automaacuteticamente y que pueden mantener una trayectoria

predeterminada a una velocidad preestablecida y con un rumbo preestablecido

respectivamente Los buques con tal clasificacioacuten han de disponer de una unidad de caacutelculo

que incluya ademaacutes del ordenador un reloj de referencia y un equipo perifeacuterico para la

visualizacioacuten y la impresioacuten

En este caso la notacioacuten AMAT para ser clasificada como sistema de posicionamiento

dinaacutemico de clase 2 ha de llevar asociada la letra R que implica que el sistema ha de ser

redundante En este caso la sociedad de clase establece que por redundancia se entiende ldquola

capacidad de un componente o sistema para mantener o restaurar su funcioacuten cuando se ha

producido un uacutenico fallo La redundancia puede lograrse por ejemplo mediante la instalacioacuten

de muacuteltiples componentes sistemas o medios alternativos para realizar una funcioacutenrdquo

Los requisitos indispensables para que un buque cuente con un sistema de tales caracteriacutesticas

son los siguientes

- No se produciraacute una peacuterdida de posicioacuten yo de rumbo en caso de que se produzca un

solo fallo en cualquier componente o sistema activo

- Los componentes estaacuteticos comunes pueden aceptarse en sistemas que no afecten

inmediatamente a las capacidades de mantenimiento de la posicioacuten en caso de averiacutea

- Los criterios de fallo incluyen pero no se limitan a cualquier componente o sistema

activo (generadores propulsores cuadros de distribucioacuten redes de comunicacioacuten

vaacutelvulas teledirigidas etc) y cualquier componente normalmente estaacutetico (cables

tuberiacuteas manuales vaacutelvulas etc) que pueden afectar inmediatamente a las

capacidades de mantenimiento de la posicioacuten en caso de fallo

El sistema finalmente seleccionado es (por su uso extendido en buques similares) el

Kongsberg K-Pos DP-21 Se trata de un sistema de posicionamiento dinaacutemico redundante dual

disentildeado con un rango de funcionalidades completo Ademaacutes se trata de un sistema que

satisface las exigencias de la normativa que le es aplicable

Estaacute formado por un controlador dual redundante y dos estaciones de operador

El esquema del sistema es el siguiente

Equipos y servicios

122

Ilustracioacuten 43 Esquema de los elementos del sistema de posicionamiento dinaacutemico Fuente dynamic-

positioningcom

Como se puede comprobar el sistema estaacute formado por

- Dos fuentes de energiacutea o UPS12

- 3 giro compases

- 2 sensores de viento

12 UPS Unit Power of Supply o Unidad de Suministro de Potencia

Equipos y servicios

123

- 2 MRU

- 2 DGPS

- 1 CyScan

El consumo combinado de todos estos equipos se establece en 15 kW

14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de

anclas

Como es loacutegico debido al tipo de buque y a la misioacuten que desempentildea los equipos de remolque

y de manejo de anclas cobran en este caso un papel mucho maacutes importante que en otro tipo

de buques

Se trata de elementos muy voluminosos y pesados por lo que es necesario realizar una buena

aproximacioacuten en cuanto a tales paraacutemetros pues pueden condicionar en gran medida la

estimacioacuten de pesos del presente informe

141 Anchor Handling Towing

Este elemento puede tratarse quizaacute de la unidad maacutes representativa del buque proyecto pues

da nombre a las embarcaciones a cuya clase pertenece Se utiliza tanto en las operaciones de

remolque como de manejo de anclas

En este caso se decide disponer del modelo DTW 45x130 H de la empresa Aksoy Este

modelo cuenta con una capacidad de tiro maacuteximo de 45 toneladas y con una carga de rotura

de 130 toneladas En cuanto a las caracteriacutesticas del cable mencionar que cuenta con un

diaacutemetro de 42 miliacutemetros y una longitud de 1200 metros

El accionamiento de esta unidad es electrohidraacuteulico y el consumo de la unidad puede

estimarse teniendo en cuenta los datos de tiro anteriormente reflejados y que la velocidad de

recogida de anclas es una operacioacuten lenta (debido al peso de las mismas) con valores de

recogida en torno a los 4 metros por minuto De este modo se dispondraacuten 2 motores de una

capacidad miacutenima de

119875 =119865 middot 119881

120578119879=

45 119905 middot 981 1198981199042 middot 4 119898119898119894119899

09 middot 60 119904119898119894119899= 327 119896119882 cong 35 119896119882 Eq 127

Es un elemento que cuenta con un peso de 13 toneladas y que como es loacutegico su ubicacioacuten

maacutes habitual es en crujiacutea

Dispone de un sistema adicional de refrigeracioacuten que se activa automaacuteticamente cuando el

sistema trabaja

Ademaacutes del ldquotowing winchrdquo principal el sistema se complementa de un par de ldquowinchesrdquo

secundarios empleados con cables sinteacuteticos empleados sobre todo en operaciones de agua

ultra profundas

Equipos y servicios

124

142 Rodillo de popa

El rodillo de popa es un elemento indispensable de cara a facilitar las operaciones en cubierta

Estaacute disentildeado para permitir que determinados objetos como pilotes cadenas anclajes o

mangueras sean subidos a bordo causando el menor dantildeo posible a la cubierta del buque

concretamente en la zona de popa

Se trata de un elemento que a simple vista parece fusionado con la estructura y casco del

buque pero que rota sobre su eje horizontal

Cuenta con un eje interno y pasante que se conecta a la estructura del buque Se dispondraacute

ademaacutes de un sistema de medida calibrado que muestre informacioacuten acerca de la longitud de

liacutenea largada en cada momento

Sus dimensiones son las siguientes

- Diaacutemetro 100 mm

- Longitud 6 metros (aproximadamente)

- Carga maacutexima admisible (SWL13) 130 t

143 Shark Jaws y Tow Pins

Como ya se mencionoacute en el Capiacutetulo 3 dentro de la maquinaria de cubierta se incluyen estos

elementos que facilitan las labores relacionadas con el manejo de anclas

Los Tow Pins son simplemente rodillos verticales que sirven como guiacutea para que las cadenas

sigan un camino preestablecido y adecuado Se instalaraacuten un conjunto formado por 2 de estos

elementos con un peso de 19 toneladas y una capacidad maacutexima de trabajo de 268 toneladas

(la capacidad variacutea de manera inversamente proporcional al del aacutengulo de tiro)

13 Safe Working Load o Carga Segura de Trabajo es la fuerza maacutexima de seguridad que sistema de

elevacioacuten puede ejercer para levantar suspender o bajar una determinada masa sin temor a que se

rompa

Equipos y servicios

125

Ilustracioacuten 44 Modelo del conjunto de Tow Pins instalado Fuente kappis-nauticde

En cuanto a los Shark Jaws son dispositivos que fijan la posicioacuten de la cadena en el momento

deseado Cuentan con una carga de trabajo muy elevada

Se trata de elementos retraacutectiles pues una vez terminada la misioacuten se ocultan bajo la cubierta

de trabajo Por lo tanto se destinaraacute un espacio bajo cubierta para alojarlos junto a las bombas

y equipos hidraacuteulicos auxiliares que necesitan La potencia eleacutectrica necesaria para estos

sistemas se estima en 4kW

144 Tugger winches

A ambos lados del Towing Winch se disponen dos Tugger Winches que baacutesicamente

consisten en dos chigres auxiliares de maniobras y que prestan ayuda en las operaciones en

cubierta relacionadas con el manejo de anclas

Se dispone el modelo DRC 10x30H de la firma ldquodatardquo y son dispositivos que cuentan con una

capacidad de 10 toneladas a 15 metros por minuto

La potencia del motor que necesita se estima del siguiente modo

119875119860119877 =119865 middot 119881

120578119879=

10 119905 middot 981 1198981199042 middot 15 119898119898119894119899

09 middot 60 119904119898119894119899= 2725 119896119882 cong 28 119896119882 Eq 128

El peso de cada unidad se estima en 3 toneladas

15 Sistema de alumbrado

Este sistema engloba todos los elementos del buque relacionados con la iluminacioacuten a bordo

del mismo tanto exterior interior como de emergencia

En los tres casos al tratarse de consumidores secundarios se alimentaraacuten a traveacutes de la red

de 230V

Equipos y servicios

126

El objetivo de este apartado es por tanto determinar la disposicioacuten y nuacutemero de elementos

asiacute como la potencia requerida por cada uno de estos tres subsistemas

151 Sistema de alumbrado exterior

El subsistema de alumbrado exterior incluye todos los elementos dispuestos en las zonas

expuestas del buque y los elementos relativos a la ayuda a la navegacioacuten del mismo

Al estar directamente expuestos a condiciones agresivas como son las mariacutetimas han de estar

adecuadamente aislados y protegidos ante agentes como el agua la humedad la corrosioacuten

etc Normalmente se disponen cubiertas de plaacutestico transparentes o transluacutecidas alrededor y

una rejilla alaacutembrica que los proteja de posibles impactos

Por zonas expuestas del buque se entiende cubierta de trabajo exterior y pasillos laterales de

la superestructura y cubierta de proa destinada a los elementos de amarre En cada una de

estas zonas se dispondraacuten los siguientes elementos

- Cubierta de trabajo se dispondraacuten 6 proyectores pivotantes 4 de ellos se ubicaraacuten en

las ldquoesquinasrdquo de la cubierta para alumbrar la zona de trabajo por completo 1 estaraacute

destinado especiacuteficamente a favorecer las operaciones llevadas a cabo por la gruacutea y el

uacuteltimo a favorecer las operaciones relacionadas con las operaciones y equipos de

remolque En total 6

- Exterior y pasillos laterales de la superestructura Se dispondraacuten fluorescentes en la

pared de popa y en los pasillos laterales Se dispondraacuten ademaacutes 2 proyectores ubicados

cerca de los monitores FIFI para permitir la lucha contra incendios en ambientes

nocturnos Por uacuteltimo se antildeadiraacuten 2 proyectores cerca de los elementos de rescate para

facilitar las operaciones en situaciones de baja visibilidad En total 4

- Zona de proa Se dispondraacute un proyector que ilumine los elementos de amarre

principales

Estos proyectores de alta intensidad tienen un consumo de 700 W cada uno y como en total se

dispone de 11 proyectores y 2 fluorescentes (100 Watios cada uno aproximadamente) se

obtiene que la potencia requerida es de 78 kW

En cuanto a las luces de navegacioacuten los consumos son los siguientes

Tabla 4-7 Potencia de las luces de navegacioacuten

Elemento Nordm Potencia individual (W) Total (W)

Luz de tope 1 100 100

Luz de costado 2 100 200

Luz de alcance 1 100 100

Luz de remolque 1 100 100

Luz todo horizonte 1 100 100

Total 600

Como se puede comprobar el consumo total de la iluminacioacuten exterior del buque es de 84 kW

Equipos y servicios

127

152 Sistema de alumbrado interior

Como su propio nombre indica este sistema incluye todos los medios necesarios para iluminar

de un modo adecuado los espacios interiores del buque Estos espacios son los destinados a

la habilitacioacuten a las maacutequinas y a otros servicios

En este caso no se tienen todos los datos necesarios para estimar el consumo de este

subsistema y por lo tanto es necesario recurrir a un meacutetodo distinto El meacutetodo empleado

consiste en estimar los niveles medios requeridos de cada uno de los espacios a iluminar y en

base a los valores obtenidos y en funcioacuten del aacuterea del espacio calcular la potencia necesaria

a disponer de acuerdo a la siguiente expresioacuten

119875 =25 middot 119864119898 middot 119878

120578119871 Eq 129

Donde

- P = potencia consumida (W)

- Em = iluminancia (lux)

- S = superficie del espacio a iluminar (m2)

- 120578119871= rendimiento lumiacutenico (lmW) Depende del tipo de laacutempara o elemento utilizado Se

tomaraacute un valor medio estaacutendar de 75 lmW

Por lo tanto el primer paso es determinar de manera aproximada el aacuterea de los distintos

espacios que conforman el buque Conocido este valor es necesario determinar la iluminancia

media de tales espacios Para ello se recurre a los valores de iluminancia media recomendados

por la sociedad de clasificacioacuten ABS

Tabla 4-8 Iluminancia media en funcioacuten del espacio Fuente ABS

Tipo de local Iluminancia media (lx)

Pasillo interior 110

Escaleras y accesos 110

Camarotes 150

Aseos y servicios 325

Comedor 300

Enfermeriacutea 540

Cocina 540

Maquinaria 200

Oficinas 540

Locales de control 540

Conocidos todos los valores se aplica la foacutermula mostrada en la Eq 129 en cada uno de los

espacios y se obtiene la potencia total como suma de todos ellos

Equipos y servicios

128

Tabla 4-9 Iluminacioacuten interior de los distintos espacios

Cubierta Local Superficie (m2) Iluminancia (lx) Potencia eleacutectrica (W)

Doble fondo

Local Propulsores 567 200 40489

Pasillo 1446 110 5681

Caacutemara de Maacutequinas 16193 200 115664

Sala de Motores 1347 200 9621

Lavanderiacutea 1309 150 7013

Zona de talleres 5985 150 32063

Cubierta principal

Local CO2 938 150 5025

Taller cubierta 427 200 3050

Almaceacuten de cubierta 788 150 4221

Pantildeol de pinturas 398 150 2132

Vestuarios 1258 325 14602

Caacutemara frigoriacutefica 1 957 150 5127

Caacutemara frigoriacutefica 2 725 150 3884

Almaceacutendespensa 927 150 4966

Camarote 1 2263 150 12123

Comedor 7255 300 77732

Cocina 3328 540 64183

Pasillo 1 632 110 2483

Pasillo 2 538 110 2114

Hueco escalera 79 110 3104

Cubierta Acc 1

Sala gen emergencia 988 150 5293

Almaceacuten 623 150 3338

Camarote 1 175 150 9375

Camarote 2 2012 150 10779

Camarote 3 1352 150 7243

Camarote 4 1352 150 7243

Camarote 5 2138 150 11454

Camarote 6 1721 150 9220

Camarote 7 1865 150 9991

Camarote 8 1256 150 6729

Camarote 9 1865 150 9991

Camarote 10 1256 150 6729

Pasillo 1 1113 110 4373

Pasillo 2 359 110 1410

Cubierta Acc 2

Camarote 1 1027 150 5502

Camarote 2 1288 150 6900

Camarote 3 2091 150 11202

Camarote 4 2091 150 11202

Equipos y servicios

129

Cubierta Local Superficie (m2) Iluminancia (lx) Potencia eleacutectrica (W)

Camarote 5 1026 150 5496

Camarote 6 1026 150 5496

Camarote 7 191 150 10232

Oficina 838 300 8979

Pasillo 1205 110 4734

Puente Sala del Puente 14339 540 276538

En total el consumo eleacutectrico del alumbrado interior asciende hasta los 865 kW

153 Sistema de alumbrado de emergencia

Como su propio nombre indica este sistema entraraacute uacutenicamente en funcionamiento en casos

de emergencia Tambieacuten puede darse el caso en el que el buque pierda por unos instantes el

suministro de potencia eleacutectrica conocido como ldquoblack-outrdquo caso en el que el sistema tambieacuten

entrariacutea en funcionamiento

A diferencia de los otros dos sistemas la demanda en este caso es muy inferior pues ha de

dar servicio simplemente a aquellos espacios que garanticen una correcta evacuacioacuten de la

tripulacioacuten embarcada y que permitan al buque mantener unos determinados servicios miacutenimos

como pueden ser el puesto de mando la caacutemara de maacutequinas o las zonas cercanas a los

medios de salvamento

Es habitual determinar el consumo de este sistema como funcioacuten del consumo combinado de

los sistemas de alumbrado exterior e interior anteriormente calculados En este caso se estima

que el consumo de este sistema supondraacute un 15 del consumo del sistema de iluminacioacuten del

buque y que por tanto tomaraacute un valor de

119860119897119906119898119887119903119886119889119900119890119898119890119903119892119890119899119888119894119886 = (119860119890119909119905 + 119860119894119899119905) middot 015 = (84 + 865) middot 015 = 256 119896119882 Eq 130

16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado

En el presente apartado se realizaraacute una estimacioacuten preliminar de las necesidades energeacuteticas

de estos equipos

Este sistema estaacute compuesto por una unidad de ventilacioacuten y de aire acondicionado

denominado HVAC y su misioacuten es conseguir en todo momento una atmoacutesfera respirable

adecuada para cada uno de los espacios del buque independientemente de las condiciones

atmosfeacutericas exteriores

Para conseguir tal atmoacutesfera es necesario renovar el aire del interior de los locales concepto

conocido como renovaciones por hora Estas renovaciones dependeraacuten del local a ventilar y

loacutegicamente de su volumen El valor maacutes comuacuten de estas renovaciones por hora se establece

en 15

Equipos y servicios

130

Por lo tanto en primer lugar se determinaraacuten tanto las renovaciones por hora de los locales

como su volumen

A continuacioacuten es necesario tener en cuenta las temperaturas y humedades medias del

exterior tanto en verano como en invierno Dado que el buque puede operar en cualquier parte

del mundo se toman valores extremos por seguridad

Tabla 4-10 Temperatura y humedad en funcioacuten de la estacioacuten

Estacioacuten T Exterior (ordm) T Interior (ordm) Humedad relativa exterior () Humedad relativa interior ()

Verano 35 22 75 40

Invierno 0 25 55 40

Por uacuteltimo se resumen a continuacioacuten los voluacutemenes de los distintos locales a ventilar desde

el doble fondo hasta la cubierta principal y asiacute sucesivamente

Tabla 4-11 Volumen de los distintos locales a ventilar

Local Volumen (m3) Caudal (m3h)

Cubierta principal 172759 25913

Cubierta de acomodacioacuten 1 75412 11311

Cubierta de acomodacioacuten 2 94821 14223

Cubierta de gobierno 46485 6972

Tope de la cubierta de gobierno 38638 5795

Total 428115 64217

Para calcular la potencia necesaria por el sistema aplicamos la siguiente expresioacuten

119875119907119890119899119905 =119876119907119890119899119905 lowast 100 lowast ∆119875

3600 lowast 120578=

6421720 lowast 100 lowast 002

3600 lowast 07= 5096 119896119882 Eq 131

Donde

- 119860119875 es el incremento de presioacuten generado por la ventilacioacuten entre el interior y el exterior

del buque Se ha tomado un valor del 2

- 120578= rendimiento de los ventiladores

En cuanto al sistema de calefaccioacuten y aire acondicionado el proceso es ligeramente diferente

En primer lugar hay que tener en cuenta que no todo el aire utilizado procede directamente del

exterior sino que una gran parte del mismo se recircula por el interior del buque Este porcentaje

se situacutea por lo general en torno al 60-70 por lo que para el buque proyecto se tomaraacute un 65

Este hecho implica que de todo el caudal que se calculoacute para determinar la potencia del sistema

de ventilacioacuten en el caso de la calefaccioacuten y el aire acondicionado se reduce a

Equipos y servicios

131

119876119890119909119905 = 119876119905119900119905 minus 119876119903119890119888 = 6421720 minus (6421720 lowast 065) = 2247602 1198983ℎ Eq 132

Por lo tanto

119875119860119862 =119876119890119909119905 lowast 120588 lowast 119862119890 lowast ∆119879

3600 lowast 120578=

2247602 lowast 1125 lowast 101 lowast (25 minus (0))

3600 lowast 08= 22169 119896119882 Eq 133

Donde

- 120588 es la densidad del aire

- 119862119890 es el calor especiacutefico tenido en consideracioacuten

- ∆119879 es el incremento de temperatura que el sistema tiene que vencer Se toma la

maacutexima diferencia entre la temperatura interior y la exterior En este caso la primera

corresponde a la temperatura interior en invierno y la temperatura exterior en invierno

- 120578= rendimiento global del sistema

En resumen el sistema conjunto de ventilacioacuten aire acondicionado y calefaccioacuten HVAC tiene

una potencia total de

119875119867119881119860119862 = 119875119881119864119873119879 + 119875119860119862 = 5096 + 22169 = 27265 119896119882 Eq 134

Equipos y servicios

132

Dimensionamiento de la planta propulsora

133

Dimensionamiento de la planta

propulsora

1 Introduccioacuten

En este quinto capiacutetulo se justificaraacute la decisioacuten final del sistema propulsivo y se definiraacuten en

profundidad los equipos y sistemas que conforman la planta propulsora del buque proyecto

En la especificacioacuten de proyecto no se muestra ninguna exigencia relativa al tipo de sistema

propulsivo y por lo tanto seraacute necesario estudiar y comparar entre los distintos medios posibles

para determinar finalmente aquel que se adecuacutee de una mejor manera a las caracteriacutesticas y

peculiaridades del buque

Por lo tanto en primer lugar se llevaraacute a cabo la seleccioacuten de los propulsores principales y

secundarios pues seraacuten los equipos que definan principalmente los requisitos y caracteriacutesticas

de la planta propulsora a instalar

2 Propulsores

Debido a que las misiones de los buques son cada vez maacutes especiacuteficas los sistemas de

propulsioacuten de los mismos han ido evolucionando y hacieacutendose cada vez maacutes sofisticados

En el caso del buque proyecto y debido a que las misiones que realiza son muy concretas la

propulsioacuten principal instalada cobra un caraacutecter fundamental pues ha de permitir al mismo

reaccionar de una manera raacutepida y eficiente ante las inclemencias meteoroloacutegicas a las que

pueda verse sometido en operacioacuten

Ademaacutes debido al tamantildeo y a las formas hidrodinaacutemicas de su carena ciertos sistemas

propulsivos quedan praacutecticamente descartados pues las ventajas que plantean se veriacutean

seriamente mermadas Este es el caso de los propulsores a chorro o waterjets que estaacuten

destinados a embarcaciones mucho maacutes ligeras y de menor tamantildeo y desplazamiento En esta

liacutenea se decide descartar las turbinas pues el reacutegimen de operacioacuten del buque proyecto seraacute

muy constante y la velocidad de crucero reducida

En definitiva tras estos descartes las opciones en cuanto a la propulsioacuten principal se reducen

a 3 baacutesicamente propulsioacuten mediante ejes verticales (Voith Schneider) mediante propulsioacuten

convencional o mediante propulsores azimutales

En cuanto a la propulsioacuten auxiliar o de maniobra las opciones son mucho menores pues

baacutesicamente se dispone de propulsores transversales o en tuacutenel y pequentildeos propulsores de

tipo azimutal

Dimensionamiento de la planta propulsora

134

21 Seleccioacuten de propulsores principales

En base a lo anteriormente establecido se decide recoger de una manera breve las principales

caracteriacutesticas de los sistemas anteriormente citados para despueacutes analizar las ventajas e

inconvenientes de cada uno de ellos de cara a su instalacioacuten en el buque proyecto

Propulsores de ejes verticales

Este tipo de propulsores comuacutenmente conocidos como propulsores Voith-Schneider (por ser

el modelo maacutes extendido) estaacuten formados por un disco o plato giratorio adosado al fondo del

barco y en el cual se instalan una serie de aacutelabes equiespaciados radialmente a lo largo de su

periacutemetro

Ilustracioacuten 45 Propulsor de eje vertical modelo Voith Schneider Fuente wwwvoithcom

Seguacuten De la Calle MJ ldquolos aacutelabes dispuestos verticalmente permiten ademaacutes girar alrededor

de su propio eje de forma que una liacutenea perpendicular a la cuerda de los aacutelabes pasa por un

punto comuacuten de control [hellip] Cada posicioacuten determinada del mencionado punto de control indica

una direccioacuten del empuje merecidordquo

La principal ventaja de estos sistemas es su enorme maniobrabilidad su velocidad de respuesta

y actuacioacuten y su capacidad para variar el empuje raacutepidamente Ademaacutes con dos de estos

propulsores instalados puede crearse una rotacioacuten sin generar una traslacioacuten del buque lo que

en operaciones de aproximamientos a plataformas offshore resulta muy interesante

Sin embargo su eficiencia es reducida y su precio es muy elevado

Dimensionamiento de la planta propulsora

135

Propulsioacuten convencional

Por propulsioacuten convencional se entiende aquella configuracioacuten que combina la heacutelice como

elemento propulsivo y el timoacuten como elemento de gobierno

En este caso la descripcioacuten del sistema se omite pues no se aporta ninguacuten dato nuevo a los

ya comuacutenmente conocidos

En este caso se indicaraacuten brevemente las ventajas e inconvenientes del sistema Sobre el resto

destaca por su configuracioacuten sencilla y su precio reducido ademaacutes permiten al buque alcanzar

grandes velocidades con buenos rendimientos Sin embargo obligan a disponer un eje desde

la heacutelice hasta el motor principal situado en la caacutemara de maacutequinas Este hecho obliga a

modificar la disposicioacuten general enormemente y limita el espacio en popa Por uacuteltimo al estar

formado por numerosos elementos las probabilidades de fallo aumentan y por tanto el

mantenimiento previsto

Ilustracioacuten 46 Esquema tiacutepico de una liacutenea de ejes Fuente wwwricepropulsioncom

Es un tipo de propulsioacuten muy extendido en buques sencillos pero habitualmente descartado en

buques que requieren gran maniobrabilidad y capacidad de posicionamiento dinaacutemico

Propulsioacuten azimutal

Por sistema azimutal se entiende aquel cuya configuracioacuten estaacute basada en la propulsioacuten

convencional es decir consta de una heacutelice como elemento propulsor pero que no dispone de

timoacuten En este caso las heacutelices estaacuten situadas en pods o goacutendolas que las permiten rotar 360

grados con respecto al eje vertical consiguiendo asiacute lograr un empuje en cualquier direccioacuten

haciendo innecesario el uso de timoacuten

Dimensionamiento de la planta propulsora

136

Ilustracioacuten 47 Propulsor azimutal tiacutepico Fuente wwwcomarsecom

Para determinar las principales ventajas e inconvenientes del sistema recurrimos a lo indicado

por Echave D P ldquoComo todo sistema de propulsioacuten el sistema de propulsioacuten azimutal tiene

sus ventajas e inconvenientes entre los que cabe destacar lo siguienterdquo

- El barco puede posicionarse o mantenerse dinaacutemicamente en aguas abiertas

(posicionamiento dinaacutemico (DP)

- Incremento espectacular de la maniobrabilidad del barco

- Posibilidad de girar 360deg sobre su propia longitud

- Incremento de la eficacia respecto a los sistemas tradicionales

- Supone ahorro de espacio trabajo y dinero

- Instalacioacuten flexible en un espacio reducido Construccioacuten modular

- El costo inicial del equipo se ve recompensado por la disminucioacuten de los costes de

construccioacuten y horas de mano de obra de instalacioacuten

Los principales inconvenientes que presenta este sistema vienen reflejados por las goacutendolas

a saber

- La eficiencia del disentildeo es generalmente peor que para los sistemas convencionales

- La masa de los elementos sumergidos es mucho mayor que con los sistemas

convencionales

- El coste tambieacuten es mucho mayor que para un sistema convencional

Dimensionamiento de la planta propulsora

137

- El diaacutemetro maacuteximo de la heacutelice disponible es menor que para los accionamientos

convencionales

Como se puede comprobar este sistema es una evolucioacuten del sistema convencional muy

adecuada para buques de este tipo Su gran maniobrabilidad y la ausencia de liacutenea de ejes

resultan aspectos clave

En definitiva una vez descritas las principales caracteriacutesticas asiacute como las principales ventajas

e inconvenientes de los distintos sistemas se realiza una comparacioacuten entre los mismos para

determinar su idoneidad en cuanto a su instalacioacuten en el buque proyecto

Los criterios tomados son los siguientes

- Maniobrabilidad debido a las operaciones que realiza el buque dotarlo de una buena

maniobrabilidad es fundamental Los distintos sistemas que se analizan dotan al buque

de una mejor o peor maniobrabilidad en funcioacuten de sus caracteriacutesticas y elementos

asociados

- Popularidad este criterio refleja el porcentaje de elementos similares que estaacute instalado

en buques de tamantildeo y funciones similares al buque proyecto Es un criterio muy

relevante pues aporta datos basados en la experiencia

- Velocidad de navegacioacuten en este caso su importancia es mucho menor que otros

criterios pero no puede descuidarse pues reduciraacute los tiempos de duracioacuten de ciertas

operaciones

- Sencillez sistemas con menores elementos tienden a fallar menos Por lo tanto se

buscaraacute dotar al buque de sistemas lo maacutes robustos posibles para reducir lo maacuteximo

posible las labores de mantenimiento asiacute como los elementos de recambio disponibles

a bordo

- Adecuacioacuten al posicionamiento dinaacutemico el sistema finalmente instalado ha de ser

compatible con el sistema de posicionamiento dinaacutemico del buque Ciertos sistemas

permiten una mayor reaccioacuten al variar el empuje raacutepidamente y en cualquier direccioacuten

mientras que otros mezclan elementos fijos con elementos moacuteviles y su capacidad de

reaccioacuten es maacutes limitada (por ejemplo la propulsioacuten convencional)

- Costes de adquisicioacuten y reparaciones en funcioacuten del grado de sofisticacioacuten e innovacioacuten

del sistema los costes variacutean sustancialmente Este aspecto es en ciertos casos

determinante pues afecta notablemente a la especificacioacuten del buque al limitar otras

partidas del mismo

- Capacidad de reducir movimientos de roll este criterio a pesar de ser muy concreto es

muy importante en buques de apoyo a plataformas como es el caso del buque proyecto

En determinadas operaciones el buque ha de ser capaz de mantenerse en unos niveles

de escora reducidos para evitar el movimiento indeseado de elementos y cargas en

cubierta asiacute como en operaciones de aproximacioacuten a plataformas

Dimensionamiento de la planta propulsora

138

- Consumo de combustible como es loacutegico sistemas que conlleven consumos de

combustible muy elevados seraacuten descartados pues la autonomiacutea es un factor

determinante Algunos sistemas presentan niveles de consumo muy reducidos gracias

a procesos de optimizacioacuten de sus elementos

- Interferencias con otros sistemas el sistema ha de ser adecuado para no impedir el

correcto desarrollo de otras operaciones del buque como puede ser el manejo o

remocioacuten de anclas remolque de plataformas etc Es decir el sistema ha de ser flexible

Para comparar de una manera sencilla todos estos criterios se decide plasmarlos en una matriz

de Pugh14 para determinar asiacute cuaacutel de los sistemas analizados es el maacutes adecuado Los criterios

se ordenan en funcioacuten de su importancia y se asigna un valor positivo si el buque cumple el

criterio de manera holgada un valor de ldquosrdquo si se cumple el criterio de manera ajustada y un

valor negativo si el sistema presenta alguna deficiencia a la hora de cumplir con un determinado

criterio El sistema que cuente con una suma de valores positivos ponderada maacutes alta seraacute el

escogido finalmente

Tabla 5-1 Matriz de PUGH realizada para la seleccioacuten del sistema de propulsioacuten

Criterios Peso (1-10) Eje vertical Convencional Azimutal

Maniobrabilidad 10 + s +

Adecuacioacuten al DP 9 + - +

Popularidad 8 - s s

Interferencia con otros sistemas 7 + - +

Consumo de combustible 6 s + s

Coste de adquisicioacuten 5 - + s

Sencillez 4 - + -

Velocidad 3 s + +

Capacidad reducir roll 2 + - -

Positivos 4 4 4

Negativos 3 3 2

Iguales 2 2 3

Peso ponderado de negativos 17 18 6

Peso ponderado de positivos 28 18 29

En este caso se observa que las alternativas de eje vertical y azimutal destacan notablemente

sobre la propulsioacuten convencional Dentro de estas dos la diferencia es miacutenima y en la realidad

14 Matriz de PUGH meacutetodo de toma de decisiones a traveacutes de una matriz inventado por Stuart Pugh Es

una teacutecnica cualitativa utilizada para clasificar las opciones multidimensionales de un conjunto de

opciones (Fuente Wikipediacom) En este caso la matriz empleada se ha ponderado dando mayor

importancia a los criterios que se han considerado maacutes relevantes para este proyecto

Dimensionamiento de la planta propulsora

139

la eleccioacuten depende sobre todo del coste de los equipos y de las preferencias del cliente o

armador

En definitiva se decide dotar al buque proyecto de un sistema de propulsioacuten principal azimutal

22 Propulsores auxiliares

Como ya se comentoacute en el apartado anterior las opciones en cuanto al sistema de propulsioacuten

secundario o de maniobra son maacutes reducidas

En los buques de propulsioacuten convencional los timones son muy efectivos debido a que los

giros cambios de rumbo o maniobra suele realizarse a una velocidad no reducida Sin

embargo en buques como el del proyecto las operaciones maacutes delicadas ocurren a

velocidades muy bajas donde los timones no son capaces de generar un empuje transversal

suficiente Por ello para el buque proyecto se consideraraacuten baacutesicamente dos tipos de

propulsioacuten mediante pequentildeos propulsores azimutales o propulsioacuten mediante heacutelices

transversales en tuacutenel

Propulsores azimutales de proa

Estos elementos son del todo semejantes a los propulsores principales dispuestos en popa

salvo que en este caso el tamantildeo y la disposicioacuten son distintos

Se trata de elementos relativamente pequentildeos pues se ha de llegar a una solucioacuten de

compromiso entre mejorar las operaciones de maniobra de los buques y no aumentar la

resistencia al avance (por obstruir el flujo y por aumentar la resistencia mojada)

El aumento de la maniobrabilidad del buque se debe a que cuando entra en funcionamiento

este elemento se crea un momento en proa que se puede combinar con el generado por los

propulsores de popa haciendo que el buque pueda girar sin desplazarse

Ilustracioacuten 48 Ejemplo de buque con propulsioacuten azimutal en proa Fuente wwwgcaptaincom

Dimensionamiento de la planta propulsora

140

El rendimiento de esta configuracioacuten es excelente aunque quizaacute excesivo para el buque

proyecto Sus operaciones maacutes complejas no requieren de sistemas tan sofisticados que

ademaacutes aumentan considerablemente los equipos auxiliares de control y mantenimiento

requeridos

Propulsores transversales en tuacutenel de proa

Este sistema consiste en una o varias heacutelices montada en el interior de un tuacutenel transversal

realizado en la obra viva del casco Como es loacutegico el tuacutenel se extiende de costado a costado

y la heacutelice se dispone en crujiacutea

El funcionamiento de este sistema es del todo similar al anterior salvo que en este caso los

propulsores no son externos al casco si no que se disponen en su interior Ademaacutes se trata

de sistemas fijos que consiguen las variaciones de empuje mediante el sentido de giro de las

heacutelices Se disponen lo maacutes a proa posible para generar un momento mayor

Para determinar el nuacutemero de heacutelices a instalar recurrimos a las palabras de Creixenti M T

que afirma que ldquoLos barcos mercantes que necesitan potencias elevadas en las heacutelices de proa

se les recomienda utilizar dos propulsores de proa maacutes pequentildeos antes que una heacutelice dos

veces maacutes grande Eacutesta uacuteltima puede reducir el rendimiento en los casos en que el buque tenga

el calado instantaacuteneo muy bajo ya que puede no quedar totalmente sumergidardquo

Ilustracioacuten 49 Ejemplo de heacutelice transversal en tuacutenel Fuente wwwtrasmeshipscom

Como se puede observar en la ilustracioacuten anterior este sistema requiere de medios de

proteccioacuten como son la rejilla exterior y los aacutenodos de sacrificio

El nuacutemero de palas de este tipo de heacutelices suele ser de 4 aunque este valor suele estar

relacionado con el nuacutemero de palas del propulsor principal Debido al hecho de que las heacutelices

pueden girar en ambos sentidos se disentildean simeacutetricas Ademaacutes estas heacutelices suelen ser de

paso fijo pues las de paso variable requieren sistemas de control y mantenimiento mucho maacutes

complejos

Dimensionamiento de la planta propulsora

141

Finalmente teniendo en consideracioacuten lo anteriormente descrito se decide dotar al buque

proyecto de dos heacutelices transversales en tuacutenel

3 Generacioacuten de potencia

Para seleccionar el tipo de planta propulsora a disponer a bordo es necesario primero

determinar la potencia propulsora total pues supondraacute una partida muy importante de los

consumidores eleacutectricos del buque

La generacioacuten de potencia necesaria para mover los propulsores puede realizarse de dos

maneras o bien directamente a traveacutes de motores dieacutesel que accionen directamente a los

propulsores (ademaacutes de accionar a los generadores) o bien de manera eleacutectrica

El criterio para determinar la configuracioacuten de la planta propulsora se basaraacute en dos aspectos

fundamentales el impacto de las necesidades de la planta propulsora sobre los consumos

globales eleacutectricos del buque y las caracteriacutesticas y espacios disponibles en la disposicioacuten

general

Por lo tanto el primer paso es identificar los principales consumidores del buque De manera

muy preliminar estos equipos son

Tabla 5-2 Consumidores principales no asociados a la propulsioacuten

Elemento Potencia (kW)

Motor eleacutectrico bomba FIFI 1100

Heacutelices transversales 800

Gruacutea principal 66

Motores de molinetes 70

Tugger winches 28

Total 2064

Como se puede comprobar simplemente con los valores de los consumidores principales el

valor de la potencia necesaria no dista mucho de la potencia requerida por los propulsores

principales De este modo teniendo en cuenta ademaacutes las ventajas en cuanto a flexibilidad que

la propulsioacuten eleacutectrica ofrece se descarta la propulsioacuten dieacutesel directa y se opta por disponer

una solucioacuten eleacutectrica

Este hecho implica que la caacutemara de maacutequinas se destinaraacute exclusivamente a disponer los

generadores necesarios para abastecer a todos los consumidores del buque alojaacutendose los

motores eleacutectricos de los distintos propulsores en locales independientes situados sobre sendos

propulsores

Dimensionamiento de la planta propulsora

142

Para justificar la seleccioacuten de este tipo de propulsioacuten se antildeaden a continuacioacuten una serie de

ventajas que este tipo de propulsioacuten ofrece seguacuten una referencia especializada del sector15

Estas ventajas son las siguientes

- Rentabilidad de construccioacuten e instalacioacuten

- Flexibilidad de disentildeo que mejore la utilizacioacuten del buque

- Mayor seguridad

- Disponibilidad de sistemas de propulsioacuten y mantenimiento de posicioacuten utilizados para

DP (posicionamiento dinaacutemico)

- Bajo consumo de combustible

- Bajo impacto medioambiental (es decir menores emisiones)

- Mejor entorno de trabajo para la tripulacioacuten

- Coste de mantenimiento reducido

- Facilidad de mantenimiento durante el ciclo de vida del buque

- Facilidad de mantenimiento en la regioacuten de utilizacioacuten a menudo por todo el mundo

- Disponibilidad de repuestos

- Apoyo remoto y de a bordo

- Minimizacioacuten de las limitaciones que llevan a un rendimiento suboacuteptimo

- Minimizacioacuten de efectos adversos sobre otros equipos

En resumen tras todo lo descrito en los apartados previos el buque estaraacute dotado por dos

propulsores azimutales en popa y dos propulsores transversales en tuacutenel en proa (como

propulsioacuten auxiliar) La propulsioacuten seraacute dieacutesel eleacutectrico

4 Descripcioacuten de propulsores principales

Conocidas todas las caracteriacutesticas del sistema se estaacute ya en disposicioacuten de determinar el

modelo de propulsor azimutal seleccionado para la propulsioacuten principal (en popa) y los

propulsores transversales en tuacutenel para la propulsioacuten de maniobra o auxiliar (en proa)

41 Modelo de propulsor principal

Como se pudo comprobar en apartados anteriores es necesario disponer de dos propulsores

azimutales en popa que combinados permitan mover al buque a la velocidad de crucero

esperada

15 Myklebust TA ABB Process Automation Marine Systems Llegar a buen puerto

Dimensionamiento de la planta propulsora

143

En el Capiacutetulo 1 se determinoacute a traveacutes del dimensionamiento y la generacioacuten de alternativas

que la potencia propulsora necesaria ascendiacutea hasta los 276328 kW que se aproximaraacuten en

este caso a los 2800 kW Por lo tanto es necesario disponer en popa de dos propulsores

azimutales de 1400 kW cada uno

Para determinar las caracteriacutesticas fiacutesicas y dimensiones principales de los propulsores es

necesario recurrir a modelos reales de fabricantes concretos En este caso se recurre a tres

de las principales firmas del sector como son Waumlrtsila Schottel y Rolls Royce El criterio de

buacutesqueda es faacutecil pues simplemente se han de encontrar aquellos modelos que sean

azimutales y tengan una potencia miacutenima y lo maacutes cercana posible a los 1400 kW Los modelos

maacutes adecuados de cada una de las tres firmas se muestran en la siguiente tabla junto a sus

principales caracteriacutesticas

Tabla 5-3 Modelos de propulsor azimutal de popa considerados

Firma Modelo Potencia (kW) rpm Oslash (mm) Peso (t) Empuje (t)

Schottel SRP 400 1410 750-1800 2300 20 -

Waumlrtsila WST -16 1400 1000-1200 2000 1705 47

Rolls Royce US 205-P18 1500 750-1800 2200 18 51

Como primera consideracioacuten decide descartarse el modelo de Rolls Royce debido a que los

1500 kW de potencia que presenta su modelo de propulsor pueden resultar excesivos

En segundo lugar entre los dos modelos restantes parece loacutegico seleccionar aquel que facilite

y asegure en la medida de lo posible su adecuacioacuten a la carena del buque Uno de los aspectos

limitantes es el espacio disponible desde la bovedilla16 hasta la liacutenea base En este caso el

hecho de tener modelado el buque en un software 3D hace que la obtencioacuten de tal paraacutemetro

sea muy raacutepida y sencilla Se observa que el huelgo maacuteximo disponible asciende a los 2873

mm valor maacutes que suficiente para cualquiera de los 3 modelos analizados

16 Bovedilla La parte inferior y maacutes inclinada de la popa Fuente wwwdiccionario-nauticocom

Dimensionamiento de la planta propulsora

144

Ilustracioacuten 50 Obtencioacuten del huelgo disponible en popa

En este aspecto el modelo idoacuteneo es claramente el WSTndash16 de la firma Waumlrtsila pues el

diaacutemetro de la heacutelice es de uacutenicamente 2000 mm

El siguiente factor que puede resultar limitante es el del peso del sistema Coacutemo es loacutegico

sistemas maacutes livianos son preferibles pues facilitan cualquier operacioacuten que realice el

propulsor asiacute como las posibles tareas de mantenimiento que lleve asociadas Ademaacutes los

esfuerzos locales en la zona de popa seraacuten menores y consecuentemente el reforzado de

dicha zona seraacute inferior haciendo que el peso de la estructura se rebaje

En cuanto a este criterio tambieacuten resulta maacutes adecuado el modelo WST-16

Teniendo en consideracioacuten lo anteriormente expuesto se decide disponer en el buque del

modelo WST-16 de Waumlrtsila cuyas especificaciones completas se encuentran en el 0

Dimensionamiento de la planta propulsora

145

Ilustracioacuten 51 Propulsor azimutal de popa Modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom

Como se puede comprobar en la ilustracioacuten superior este modelo lleva una tobera incorporada

para mejorar la potencia desarrollada a punto fijo por el buque durante las operaciones de

remolque A pesar de que este elemento hace que el rendimiento del propulsor disminuya en

navegacioacuten el aumento de empuje que aporta durante las operaciones de remolque hace que

merezca la pena en gran medida Se observa de manera muy clara la configuracioacuten en ldquoZrdquo con

un eje horizontal de entrada un eje vertical que atraviesa el casco y un eje de salida de nuevo

horizontal

Las dimensiones globales de este modelo son las siguientes

Dimensionamiento de la planta propulsora

146

A (mm) OslashB (mm) D (mm)

2000 2400 2800

Ilustracioacuten 52 Dimensiones del modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom

42 Disposicioacuten de los propulsores principales

Una vez se ha seleccionado el modelo final de los propulsores principales de popa se procede

a su implantacioacuten en el modelo 3D del buque proyecto Este paso se realiza para comprobar

que las dimensiones obtenidas son coherentes y proporcionadas con el tamantildeo del buque

Ademaacutes es necesario comprobar que los huelgos bajo la bovedilla y con respeto a la quilla de

popa son suficientes en todo momento

El primer paso es obtener un modelo en 3D del propulsor azimutal escogido A pesar de que

normalmente son las propias firmas las que ceden estos modelos en este caso no fue posible

obtenerlo Llegados a este punto se abriacutean dos caminos o bien disentildear el modelo directamente

a partir de los planos proporcionados por el fabricante o bien obtener un modelo estaacutendar de

propulsor azimutal (similar al seleccionado) y adecuar sus formas y principales paraacutemetros

Finalmente se determinoacute que el tiempo y esfuerzo necesarios para modelar un propulsor

azimutal desde cero era excesivo y que al fin y al cabo simplemente se necesitaba una

aproximacioacuten del modelo Por lo tanto se recurrioacute a uno de los modelos disponibles en la web

concretamente en el repositorio de archivos ldquoGrabcadrdquo y se modificoacute y adecuoacute a las

dimensiones presentes en la especificacioacuten del modelo

Se ha comprobado que tanto los huelgos respecto a la bovedilla como el espacio entre los

propulsores y la quilla asiacute como la propia separacioacuten entre los propulsores es suficiente

43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares

Una vez determinado que se instalaraacuten dos propulsores auxiliares en tuacutenel en proa

simplemente es necesario determinar la potencia de cada uno de ellos

La normativa establece que se ha de disponer de al menos dos propulsores para evitar que en

caso de fallo de uno de los dos el buque se quede con la mitad del margen de maniobra en

proa situacioacuten que puede ser muy delicada

Dimensionamiento de la planta propulsora

147

Debido a que todaviacutea no se ha realizado el anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento

dinaacutemico en este apartado se estableceraacute de manera preliminar la potencia de los propulsores

de proa en base a la potencia de los propulsores de popa La relacioacuten entre ambos se establece

en 13 siendo menor la potencia de los propulsores auxiliares Esta relacioacuten se ha obtenido en

base a los datos obtenidos de buques similares puesto que la mayoriacutea cuentan con clase DP2

dimensiones y funciones similares

Por lo tanto dado que los propulsores de popa cuentan con una potencia de 1400 kW los

propulsores auxiliares de proa contaraacuten con una potencia de

119875119901119903119900119901119886119906119909119909 =1400

3= 46666 119896119882 cong 500 119896119882

Eq 135

Determinada la potencia de ambos propulsores se determina el modelo y dimensiones del

propulsor Como es loacutegico se recurre de nuevo a la firma seleccionada para los propulsores de

popa Waumlrtsila De todos los modelos que ofrece se selecciona el CTFT 125H Este modelo

cuenta con las siguientes caracteriacutesticas principales

Tabla 5-4 Dimensiones del propulsor de proa

Modelo Potencia Diaacutemetro

(mm) Longitud

(mm) Peso (kg)

Frecuencia (Hz)

rpm

CTFT 125 H 501 kW 1250 1550 2820 50 1480

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de este tipo de propulsores

Ilustracioacuten 53 Modelo representativo de los propulsores transversales Fuente wwwwartsilacom

Dimensionamiento de la planta propulsora

148

5 Disposicioacuten de los propulsores

Una vez seleccionados los propulsores principales y auxiliares del buque ya puede procederse

a su disposicioacuten en el mismo

En cuanto a los propulsores principales de popa se dispondraacuten sobre la liacutenea de crujiacutea y en la

cuaderna 0 como es loacutegico La separacioacuten entre ambos es de 688 metros puesto que ambos

se situacutean en la mitad de la semimanga Esta distancia se ha tratado de maximizar en la medida

de lo posible pues cuanto maacutes separados esteacuten los propulsores de crujiacutea mayor momento

conseguiraacuten Sin embargo una distancia excesiva podriacutea conllevar caiacutedas de rendimiento pues

las formas de la carena hacen que el flujo de agua sea maacutes uniforme en las proximidades de

crujiacutea

La separacioacuten del punto maacutes bajo de los propulsores con la liacutenea base asciende hasta los 210

miliacutemetros distancia maacutes que suficiente para evitar cualquier tipo de problema y de nuevo

permanecer en las zonas oacuteptimas de flujo

En la misma liacutenea se ha comprobado que la distancia del punto maacutes a proa de los propulsores

con el casco y quillote es maacutes que suficiente

Ilustracioacuten 54 Disposicioacuten de los propulsores principales de popa sobre el buque

En cuanto a los propulsores auxiliares de proa se muestra a continuacioacuten una tabla resumen

con la disposicioacuten de los mismos Para diferenciarlos se denominaraacute propulsor nordm1 al situado

maacutes a popa de los dos y consecuentemente propulsor nordm2 al situado maacutes a proa

Dimensionamiento de la planta propulsora

149

Tabla 5-5 Disposicioacuten de los propulsores de proa

Propulsor Cuaderna Altura

Propulsor nordm1 67 1465 mm

Propulsor nordm2 71 1465 mm

La separacioacuten miacutenima entre ambos asciende hasta los 1140 miliacutemetros

Ilustracioacuten 55 Disposicioacuten de los propulsores principales de proa sobre el buque

Dimensionamiento de la planta propulsora

150

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

151

Dimensionamiento de la planta

eleacutectrica

1 Introduccioacuten

El presente capiacutetulo es de vital importancia para el correcto funcionamiento del buque proyecto

Como ya se determinoacute en el capiacutetulo anterior el buque contaraacute con propulsioacuten eleacutectrica

destinaacutendose principalmente la caacutemara de maacutequinas a la generacioacuten de energiacutea eleacutectrica

En este caso la notacioacuten de clase DYNAPOS AMAT va acompantildeada de una serie de

exigencias que influiraacuten de manera considerable en la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

eleacutectrica como por ejemplo disponer de dos cuadros eleacutectricos principales

Con todo lo anterior el primer paso consistiraacute en dimensionar la caacutemara de maacutequinas Como

es loacutegico se empezaraacute seleccionando los equipos maacutes voluminosos que puedan condicionar

el resto de la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas Estos equipos son los grupos generadores

encargados de abastecer de energiacutea eleacutectrica al resto de los consumidores Por lo tanto para

dimensionarlos es necesario realizar un balance eleacutectrico que incluya la potencia individual el

nuacutemero y el reacutegimen de funcionamiento de cada uno de ellos en funcioacuten de las distintas

situaciones de carga las cuales se describiraacuten a continuacioacuten

Para el desarrollo de las distintas operaciones que el buque ha de realizar la planta eleacutectrica

del mismo ha de asegurar una respuesta raacutepida y flexible en todo momento Como es loacutegico

la demanda de potencia de los consumidores no es uniforme si no que variacutea en funcioacuten del tipo

y tamantildeo de estos Ademaacutes dependiendo de la operacioacuten o misioacuten el reacutegimen de

funcionamiento de tales consumidores variaraacute Ademaacutes hay consumidores que uacutenicamente

actuacutean en determinadas ocasiones muy especiacuteficas dando lugar a determinados escenarios o

situaciones de carga muy concretas pero que es necesario estudiar

En definitiva en primer lugar se analizaraacute la distribucioacuten de energiacutea eleacutectrica (tipo de corriente

tensioacuten y frecuencias) en el buque y se describiraacute la estructura o arquitectura del sistema

Finalmente se realizaraacute el balance eleacutectrico del buque determinando por cada uno de los

consumidores su potencia unitaria nuacutemero rendimientos aplicables potencia real o

demandada y el factor de potencia

2 Situaciones de carga

Las situaciones de carga a considerar variacutean en funcioacuten del tipo de buque puesto que algunas

son demasiado especiacuteficas como para extenderse a la totalidad de los mismos En el caso que

se estaacute estudiando un buque supply con capacidad de posicionamiento dinaacutemico y capacidad

de lucha contra incendios se estudiaraacuten las siguientes condiciones de carga

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

152

- Navegacioacuten esta situacioacuten representa los consumos del buque cuando se encuentra

en condiciones normales de navegacioacuten como por ejemplo el trayecto entre el puerto y

una plataforma cualquiera

- Remolque y manejo de anclas esta situacioacuten recoge los consumos del buque durante

una operacioacuten tiacutepica como puede ser el aproximamiento a una plataforma o bien durante

la recogida o manejo de anclas En ambos casos se requiere el uso del DP y los equipos

de cubierta

- Operacioacuten contra incendios como su propio nombre indica esta situacioacuten refleja los

consumos del buque cuando opere sofocando incendios del exterior Se tendraacute en

cuenta tambieacuten que durante esta operacioacuten el buque pueda estar haciendo uso del

sistema DP

- Puerto en esta situacioacuten el buque se encuentra atracado en puerto y uacutenicamente hace

uso de determinados equipos esenciales Como es loacutegico mientras el buque se

encuentre en puerto los equipos destinados a la propulsioacuten no estaraacuten funcionando

- Emergencia esta situacioacuten de carga se da cuando los generadores principales del

buque no estaacuten disponibles y los equipos y servicios esenciales son abastecidos por el

generador de emergencia

Como se puede comprobar se ha decidido no incluir la condicioacuten de maniobra en el anaacutelisis

pues esta condicioacuten es del todo similar a la del buque realizando operaciones de manejo de

anclas siendo la segunda maacutes restrictiva al tener activo el sistema de DP

3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica

En el presente apartado se daraacute una visioacuten global de los distintos paraacutemetros que caracterizan

a la planta eleacutectrica instalada en el buque Los factores maacutes caracteriacutesticos de una planta

eleacutectrica son tipo de corriente empleado la tensioacuten y la frecuencia seleccionadas la tipologiacutea

de las redes etc

31 Tipo de corriente

Dentro de los tipos de corriente las opciones se reducen baacutesicamente a dos corriente continua

(flujo de cargas invariantes con el tiempo) y corriente alterna (su magnitud y direccioacuten variacutean

ciacuteclicamente)

Si se combinan tres corrientes alternas o fases con la misma frecuencia y amplitud y que esteacuten

desfasadas 120ordm se obtiene la denominada corriente alterna trifaacutesica Este tipo de corriente

seraacute el instalado a bordo del buque debido a las numerosas ventajas que ofrece con respecto

al resto de configuraciones Seguacuten [Zebensuiacute P C 2012] algunas de estas ventajas son

- Posibilidad de conectarse a la red de puerto

- Mayor robustez menor coste mantenimiento maacutes sencillo y menor peso y empacho de

los motores y generadores

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

153

- Permiten el uso de tensioacuten maacutes elevada por lo que se puede ahorrar en cobre a ser la

seccioacuten de los conductores menor

- En general la tripulacioacuten conoce con maacutes profundidad estos equipos por lo que la

fiabilidad en el mantenimiento que realizan es mayor

- No exigen un control tan elevado de la velocidad de reacutegimen

No obstante en un sistema de corriente alterna trifaacutesico hay que tener en cuenta las tensiones

diferentes que existen y su relacioacuten En este caso se opta por disponer las tres fases con el

neutro aislado debido a su mayor seguridad

32 Tipo de tensioacuten y frecuencia

El motivo fundamental por el que se decide disponer de un tipo de tensioacuten y de frecuencia en

los buques y no otro depende de la corriente empleada en los puertos de los distintos paiacuteses

en los que el buque tiene previsto atracar con mayor frecuencia

Por ejemplo en los paiacuteses de Europa la tensioacuten empleada es de 380 V a una frecuencia de 50

Hz y sin embargo en EE UU la tensioacuten empleada es de 440 V y 60 Hz

En este caso el buque estaacute proyectado para operar en aguas americanas luego por tanto se

decide dotarlo de una corriente con una tensioacuten de 440 V y a una frecuencia de 60 Hz

Para permitir que el buque pueda realizar tambieacuten misiones especiacuteficas en Europa se instalaraacute

un convertidor de frecuencia

33 Redes fundamentales

Loacutegicamente las tensiones y frecuencias seleccionadas tienen valores normalizados Los

niveles que se estaacuten manejando en este proyecto corresponden todos al nivel de baja tensioacuten

(pues son inferiores a los 500 V que marcan el inicio de media tensioacuten) Dentro de este nivel se

manejan tres redes fundamentales

- Red de fuerza con valores de 440 V y 60 Hz es la encargada de abastecer

eleacutectricamente a los consumidores de mayor potencia como pueden ser los propulsores

principales los propulsores transversales la bomba del sistema FIFI etc

- Red de alumbrado con valores de 230 V y 60 Hz es la encargada de abastecer a los

consumidores secundarios del buque como puede ser el alumbrado sistemas

electroacutenicos etc

- Red especial para abastecer a los consumidores maacutes pequentildeos del buque como

pueden ser las luces de navegacioacuten y sentildeales aparatos de comunicacioacuten y radio etc

esta red necesita corriente continua a 24 V Por ello es necesario disponer de

transformadores adecuados que modifiquen la corriente suministrada por los

generadores Esta energiacutea es suministrada por medio de acumuladores o bateriacuteas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

154

34 Transformadores

Para conseguir el aumento o disminucioacuten de tensioacuten entre las distintas redes eleacutectricas es

necesario disponer de transformadores trifaacutesicos

En este caso seraacute necesario disponer de transformadores entre las redes de fuerza y de

alumbrado y entre la red de alumbrado y la red especial En concreto entre la red de alumbrado

y la red especial se dispondraacute un rectificador pues la corriente a 24V no es alterna sino

continua

35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten

De acuerdo con la funcioacuten de los distintos equipos que conforman la planta eleacutectrica del buque

se puede establecer una clasificacioacuten en funcioacuten de la jerarquiacutea de estos

De esta manera se entiende que la planta generadora del buque se subdivide en

- Planta principal es la que se encuentra en funcionamiento en condiciones normales del

buque Estaacute formada por los generadores principales necesarios para abastecer a los

distintos consumidores dispuestos a bordo del buque Estaacute en cierto modo sobre

dimensionada de tal manera que si uno de los generadores falla el buque no vea

mermada su capacidad de operacioacuten

- Planta auxiliar o de emergencia como su propio nombre indica esta planta uacutenicamente

entraraacute en funcionamiento en caso de emergencia o lo que es lo mismo si falla la planta

principal En este caso estaacute formada por un uacutenico generador (de menor tamantildeo que los

principales) que abastece a un nuacutemero concreto de consumidores como son el

alumbrado de emergencia las luces de navegacioacuten los sistemas de comunicaciones y

radio bombas contra incendios etc

- Planta o fuente transitoria dispuesta a bordo uacutenicamente si la planta de emergencia no

entra en funcionamiento de manera automaacutetica tras fallo de la planta principal Estaacute

compuesta por una serie de acumuladores o bateriacuteas que permiten abastecer a una

serie de equipos miacutenimos (luces de evacuacioacuten luces de emergencia etc) durante un

periodo (breve) de tiempo suficiente como para arrancar el generador de emergencia

- Planta de reserva por uacuteltimo el buque dispondraacute de una planta de reserva que garantice

unos servicios eleacutectricos miacutenimos en caso de peacuterdida total o ldquoblack-outrdquo Esta planta ha

de ser capaz de mantener al buque en tales servicios durante el tiempo necesario hasta

que se active la planta transitoria o de emergencia

36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten

Una vez que se conoce coacutemo se genera la energiacutea eleacutectrica a bordo del buque es necesario

describir brevemente coacutemo eacutesta se distribuye a lo largo del mismo para llegar desde los

generadores a cada uno de los consumidores

Existen diversas tipologiacuteas de redes de distribucioacuten a bordo como pueden ser la red en liacuteneas

abiertas la red en anillo cerrado o red en derivaciones sucesivas o en aacuterbol De entre todas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

155

estas se escogeraacute la uacuteltima por ser la que mejor se adecua a la planta eleacutectrica dispuesta a

bordo

Para definir esta tipologiacutea se recurre de nuevo a la referencia [20] que describe esta tipologiacutea

del siguiente modo ldquodistribucioacuten de sistemas en aacuterbol desde el cuadro principal Desde el

cuadro principal salen algunas liacuteneas que a su vez se conectan a cuadros primarios o grandes

terminales (motores) y a su vez de eacutestos uacuteltimos cuadros salen varias liacuteneas hacia cuadros

secundarios y asiacute consecutivamente seguacuten las necesidades del buque o la instalacioacutenrdquo Su

disentildeo jeraacuterquico y sencillo son sus principales bazas

En definitiva la red de distribucioacuten se dividiraacute en dos cuadros principales a 440 V

Los principales consumidores iraacuten directamente acoplados a la red la cual mediante

transformadores se llevaraacute a otros dos cuadros de 230 V y asiacute abastecer a los consumidores

medios

Por uacuteltimo existiraacute un cuadro de emergencia situado fuera de la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

concretamente junto al generador de emergencia

4 Principales Consumidores

Para realizar el balance eleacutectrico del buque es necesario realizar una clasificacioacuten de todos los

consumidores que lleva a bordo En algunos casos concretamente en los consumidores de

mayor tamantildeo es muy faacutecil conocer o estimar su consumo eleacutectrico Sin embargo en

consumidores maacutes pequentildeos es maacutes complicado y por lo tanto es necesario agruparlos y

estimar el consumo combinado

En el Capiacutetulo 4 simplemente se obtuvo la potencia mecaacutenica de los equipos pero no la

potencia del motor eleacutectrico que llevan asociado Por lo tanto en este capiacutetulo se ha de antildeadir

un rendimiento adicional que equivale al rendimiento eleacutectrico de tales motores Ademaacutes en

los equipos que vayan conectados a la red de alumbrado y no directamente a la red de fuerza

se aplicaraacute un rendimiento debido al transformador necesario para pasar de los 440 V a los 230

V a los que van conectados

Un buen punto de partida es ordenar los consumidores en funcioacuten de su importancia en el

buque es decir en funcioacuten de si son servicios prescindibles o no De acuerdo con esta

clasificacioacuten los consumidores se ordenariacutean en

- Servicios esenciales aquellos que son necesarios para que el buque realice su misioacuten

y mantenga unos niveles de propulsioacuten y habitabilidad adecuados

- Servicios no esenciales sistemas o equipos que mejoran las prestaciones del buque y

permiten que su misioacuten se realice y lleve a cabo de la manera inicialmente prevista

- Servicios de emergencia aquellos que uacutenicamente entran en servicio en caso de que

ocurra alguacuten imprevisto y fallen los medios de generacioacuten de emergencia principales

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

156

A pesar de ser una clasificacioacuten muy acertada en este caso es preferible establecer la

clasificacioacuten en funcioacuten del sistema al que dan servicio cada uno de los consumidores pues en

el Capiacutetulo 4 ya se organizaron de tal modo

Dentro de cada uno de estos grupos se indicaraacuten los equipos y servicios que incluyen asiacute

como la red eleacutectrica (fuerza alumbrado) a la que estaraacuten conectados

Sin embargo algunos de los sistemas anteriores dependen de los grupos generadores

seleccionados y a su vez estos dependen de los primeros Loacutegicamente uno depende del otro

y por lo tanto es necesario estimar uno de los dos Como en la base de datos se tiene

informacioacuten suficiente se decide estimar el consumo de los sistemas de combustible sistemas

de refrigeracioacuten sistemas de lubricacioacuten sistemas de aire comprimido de arranque ventilacioacuten

etc y cuando se conozca el motor dieacutesel asociado a los generadores principales calcular el

valor real de tales sistemas comprobando que el valor previamente estimado era adecuado o

no En caso de no serlo se repetiraacute el proceso hasta que se llegue a una solucioacuten oacuteptima

Teniendo en consideracioacuten todo lo anteriormente descrito se puede establecer ya una

clasificacioacuten de los distintos consumidores a bordo del buque

Tabla 6-1 Principales consumidores eleacutectricos del buque

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 80 81 230

Alumbrado interior 1 098 88 90 230

Luces de emergencia 1 098 26 27 24

Luces de navegacioacuten 1 098 06 06 24

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 10 10 230

Bocina 2 098 03 03 230

Comunicacioacuten externa 1 098 31 31 24

Comunicacioacuten interna 1 098 26 26 230

Equipos de navegacioacuten 1 098 41 42 24

Sistema DP 1 098 15 16 230

Locales

Equipos de cocina 1 098 408 416 230

Gambuzas 1 098 306 312 230

Lavanderiacutea 1 098 224 229 230

Taller eleacutectrico 1 098 153 156 230

Taller mecaacutenico 1 098 51 52 230

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 357 364 440

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 41 42 440

Gruacutea 1 094 702 747 440

Cabestrante 2 098 276 281 440

Molinete de fondeo 2 098 186 190 440

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

157

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Pescante lancha 1 092 98 106 230

Tugger winches 2 098 571 583 440

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 129 131 440

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 112 115 440

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal

2 098 135 137 440

Motor de giro azimutal 2 094 234 249 440

Propulsor azimutal 2 098 28571 29155 440

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 10224 10433 440

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 45 46 440

Bomba aguas grises 1 098 18 18 440

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 15 16 440

Bomba refrig agua dulce 3 098 153 156 440

Bomba refrig agua salada 3 098 459 469 440

Bomba rociadores acom 1 098 235 239 440

Bomba rociadores CM 1 098 153 156 440

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 378 385 440

Bomba trasiego aceite 2 098 41 42 440

Bomba trasiego combustible 2 098 51 52 440

Bombas FIFI 1 098 11224 11454 440

Calentador agua sanitaria 1 098 224 229 440

Calentadores combustible 2 098 510 521 440

Compresor aire arranque 2 098 100 102 230

Compresor serv generales 2 098 50 51 230

Esterilizador UV agua dulce 1 098 13 14 230

Generador de agua dulce 1 095 105 111 230

Sistema tratamiento lastre 1 098 347 354 230

HVAC 1 098 2262 2308 440

Separador de combustible 2 098 27 27 230

Separador sentinas 1 098 38 39 230

Separadora aceite lubricante 1 098 20 21 230

Ventilador aseos 1 098 06 06 440

Ventilador cocina 1 098 07 07 440

Ventilador local de cuadros 1 098 31 31 440

Ventilador local propulsores popa 1 098 13 14 440

Ventilador local propulsores proa 1 098 13 14 440

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 30 306 440

Ventiladores emergencia 1 098 31 31 440

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

158

Como se puede comprobar aparecen determinados elementos destacados pues son los

elementos cuyos consumos se han estimado y que conocidos los generadores y motores dieacutesel

instalados habraacute que confirmar

5 Balance eleacutectrico preliminar

El balance eleacutectrico no es maacutes que un resumen de los consumos de los distintos equipos

durante unas determinadas situaciones de carga seguacuten las cuales estos consumidores

requieren de una mayor o menos potencia

Como no es un proceso exacto pues los consumos y rendimientos variacutean ligeramente es

necesario realizar una estimacioacuten personal es decir que depende de la experiencia y habilidad

del proyectante para determinar cuaacutenta cantidad de la potencia disponible estaacute empleando

cada uno de los consumidores

Para una mejor comprensioacuten del proceso llevado a cabo en este apartado es necesario

describir de un modo conciso un par de paraacutemetros que condicionan el balance final

El primero de ellos es el denominado factor de simultaneidad o ldquoKnrdquo Este paraacutemetro determina

cuaacutentos de los consumidores de un mismo tipo estaacuten funcionando a la vez por cada situacioacuten

de carga Es decir es un cociente que muestra la relacioacuten entre los consumidores empleados

y los disponibles Puede tomar un valor entre 0 y 1

El siguiente factor es el denominado factor de servicio y reacutegimen o ldquoKsrrdquo Este paraacutemetro indica

a que porcentaje de la carga total estaacute funcionando cada uno de los consumidores empleados

(valor medido por el coeficiente de simultaneidad) durante el tiempo que estos esteacuten

funcionando Su valor situado entre 0 y 1 es el producto ente los factores de servicio (fraccioacuten

de tiempo que el consumidor funciona para una determinada situacioacuten de carga) y el factor de

reacutegimen (porcentaje del total de potencia al que funciona)

Para que las estimaciones sean lo maacutes acertadas posible se recurre a los numerosos recursos

web pues la cantidad de buques realizados en proyectos similares supone una ingente base

de datos

A pesar de que existen distintas maneras de realizar el balance eleacutectrico en este caso se ha

creiacutedo conveniente realizarlo de acuerdo con el modelo claacutesico Esto implica que al tratarse de

un balance eleacutectrico preliminar (pues se han estimado algunos de los equipos y sistemas que

aparecen en la Tabla 6-1) no sea necesario tener en cuenta el factor de potencia de los distintos

elementos y por ende obtener la potencia activa y reactiva para cada situacioacuten de carga El

proceso es del todo similar al claacutesico

A continuacioacuten se muestra el resultado final del balance eleacutectrico Simplemente se muestra

una tabla resumen pues el balance completo es extenso y se podraacute consultar en el Anexo 3

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

159

Tabla 6-2 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Potencia (kW) 24733 37253 39372 1704 813

Como se puede comprobar efectivamente las condiciones en las que el DP se ve involucrado

son las maacutes exigentes Concretamente la situacioacuten en la que se combina con los monitores

FIFI es la maacutes exigente

Como es loacutegico la diferencia en cuanto a la potencia requerida entre las situaciones de Puerto

y Emergencia y el resto es notable En este caso y siguiendo la praacutectica habitual se dispondraacute

un generador maacutes pequentildeo que los principales para abastecer al buque en estas dos

condiciones

6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos

Una vez determinada la potencia requerida en cada una de las situaciones de carga se procede

a determinar el nuacutemero y potencia unitaria de cada uno de los generadores que se instalaraacuten a

bordo

Para tal seleccioacuten es necesario tener una serie de consideraciones previas

- Los generadores han de trabajar en la medida de lo posible a unos rendimientos altos

Estos rendimientos deben oscilar entre el 70-95 En casos puntuales sus

rendimientos pueden presentar picos o bien muy altos o bien muy bajos

- El tamantildeo de los generadores ha de ser limitado pues han de situarse en la caacutemara de

maacutequinas en la cual es espacio disponible es limitado Ademaacutes han de tenerse en

cuenta las limitaciones que establece el fabricante en cuanto a la instalacioacuten aacuterea libre

entre motores y mamparos y desmontaje (vertical) de cilindros

- Las emisiones de los motores El convenio que regula las emisiones es el MARPOL y

de todos los anexos se prestaraacute especial atencioacuten al anexo VI En tal documento se

establece literalmente ldquola reduccioacuten progresiva de las emisiones de NOx de los motores

dieacutesel marinos instalados en buques con un liacutemite de emisioacuten del Nivel II para los

motores instalados en buques construidos el 1 de enero de 2011 o posteriormente y

un liacutemite de emisioacuten maacutes estricto correspondiente al Nivel III para los motores

instalados en buques construidos el 1 de enero 2016 o posteriormente que naveguen

en las ECA17 (zona de control de las emisiones de Norteameacuterica y zona de control de

las emisiones del mar Caribe de los Estados Unidos)rdquo Por lo tanto como estaacute previsto

que el buque opere en aguas de los Estados Unidos que son en la mayoriacutea zonas ECA

los motores que se instalen deberaacuten cumplir como en anteriormente referido Nivel III

17 ECA Emission Control Area zonas de control de las emisiones Si se controlan en concreto las emisiones de sulfuro pasan a denominarse SECA (Sulphur Emission Control Area)

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

160

Teniendo en consideracioacuten todas las premisas anteriores y despueacutes de haber analizado los

generadores disponibles de las principales firmas navales (Caterpillar Waumlrtsila Rolls Royce

Man etc) se decide instalar los grupos generadores ofrecidos por MAN pues sus potencias

tamantildeos y emisiones se adecuan mejor que las de los motores ofrecidos por el resto de las

firmas

61 Grupos generadores principales

Analizando los resultados del balance eleacutectrico (ver Tabla 6-2) se determina que el modelo de

grupo generador maacutes adecuado es el L2330H Mk2 de 1136 kW y 8 cilindros

En primer lugar se comprueba que los regiacutemenes de funcionamiento resultantes para las tres

primeras18 situaciones de carga de navegacioacuten maniobra + DP y FIFI + DP son adecuados

Tabla 6-3 Regiacutemenes de funcionamiento de los generadores principales por situacioacuten de carga

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP

Potencia necesaria (kW) 24733 37253 39372

Potencia disponible (kW) 3408 4544 4544

Reacutegimen 726 820 866

Para el caso de navegacioacuten es necesario disponer de tres de los cuatro generadores a bordo

pues combinados generan una potencia de 3408 kW En cuanto a las situaciones de manejo

de anclas + DP y FIFI+DP es necesario disponer de los cuatro generadores que combinados

generan una potencia de 4544 kW

Graacuteficamente

18 Simplemente se analizan las tres primeras situaciones de carga pues los dos restantes (Puerto y Emergencia) se estudiaraacuten cuando se defina el generador de emergencia

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

161

Ilustracioacuten 56 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga

Del graacutefico superior se pueden extraer las siguientes conclusiones y comentarios

- Los datos mostrados en columnas representan de izquierda a derecha los valores

maacuteximos de potencia que pueden dar 3 generadores principales (3408) 4 generadores

principales (4544) y el valor maacuteximo que puede dar el generador de emergencia (200)

- En el caso de la condicioacuten de navegacioacuten no es necesario que funcionen los 4

generadores principales si no que con 3 es suficiente

Las caracteriacutesticas principales del generador seleccionado son las siguientes

Tabla 6-4 Caracteriacutesticas principales del grupo generador principal

Modelo Cilindros Potencia por cilindro (kW) Potencia total (kW) rpm

L2330H Mk 2 8 142 1136 720

A continuacioacuten se ha de comprobar que el modelo tiene unas dimensiones adecuadas para el

espacio disponible en la caacutemara de maacutequinas

3408

4544 4544

200 200

2 473

3 7253 937

170 81

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Po

ten

cia

(kW

)POTENCIA EN FUNCIOacuteN DEL CASO DE CARGA

Valor maacuteximo Valor obtenido

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

162

Ilustracioacuten 57 Dimensiones del grupo generador principal Fuente wwwenginesmaneu

En la ilustracioacuten anterior en su parte superior derecha las letras P y Q hacen referencia al aacuterea

libre entre motores y a la separacioacuten miacutenima entre motores respectivamente La primera toma

un valor de 600 mm en manga y 2000 mm en altura mientras que la segunda toma un valor de

2250 mm

62 Grupo generador de emergencia

Del mismo modo que en el caso de los generadores principales se definiraacute a continuacioacuten el

grupo generador de emergencia que se ha seleccionado

A las premisas anteriormente mencionadas hay que antildeadir el hecho de que este generador ha

de separarse fiacutesicamente de los principales a ser posible en un local de emergencia separado

y situado por encima de la cubierta de francobordo Ha de contar ademaacutes con un acceso desde

el exterior del buque

En este caso la firma MAN no dispone de generadores con potencias tan bajas como la

necesaria Por lo tanto y a pesar de que pueda suponer un ligero inconveniente a la hora de

realizar el mantenimiento y las revisiones de los equipos se decide disponer de un grupo

generador de la firma Caterpillar El modelo seleccionado es el C71 Acert de 200 kW 60 Hz y

1800 rpm

En primer lugar se comprueba que disponiendo de tal modelo de generador los regiacutemenes de

potencia obtenidos para las situaciones de puerto y emergencia son adecuados

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

163

Tabla 6-5 Regiacutemenes de funcionamiento del generador de emergencia por situacioacuten de carga

Puerto Emergencia

Potencia necesaria (kW) 1704 813

Potencia disponible (kW) 200 200

Reacutegimen 852 406

Las dimensiones del grupo se muestran en la siguiente ilustracioacuten Se comprueba que

efectivamente se trata de un modelo mucho maacutes pequentildeo que los generadores principales

Ilustracioacuten 58 Dimensiones del grupo generador de emergencia Fuente wwwenginemaneu

7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores

En el presente apartado se calcularaacuten las necesidades de los distintos servicios y sistemas

relacionados con la caacutemara de maacutequinas y asociados a los generadores principales y al

generador de emergencia pues cada uno presenta unas condiciones diferentes

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

164

En primer lugar se mostraraacuten los consumos de ambos generadores y a continuacioacuten se

describiraacuten y calcularaacuten con detalle los servicios de combustible refrigeracioacuten etc asociados

a cada uno de ellos

Por uacuteltimo se disentildearaacute la exhaustacioacuten y la ventilacioacuten de la caacutemara de maacutequinas

71 Consumo de los generadores

En este apartado se determinaraacute el consumo de combustible de cada uno de los motores dieacutesel

asociados a cada uno de los generadores los cuatro principales y el de emergencia

Todos ellos son de cuatro tiempos y cumplen con el Nivel III mencionado en apartados

posteriores Esto implica que estaacuten preparados tanto para quemar MGO (Marine Gasoil) como

MDO (Marine Diesel Oil)

En definitiva el consumo de combustible de cada uno de los motores es el siguiente

Tabla 6-6 Consumo de los motores de los generadores principales y de emergencia

Modelo Porcentaje de Carga ()

100 85 75 50 25

Principal (gkWmiddoth) 1883 1883 1882 1945 2196

Emergencia (gkWmiddoth) 2164 NA 2259 2427 2740

Los valores que aparecen en la tabla superior son correspondientes al consumo de MDO En

el caso de MGO los valores son ligeramente superiores

72 Sistemas auxiliares de los motores generadores

En el presente apartado se dimensionaraacuten los sistemas asociados a los motores generadores

que son necesarios para asegurar su correcto funcionamiento

En el caso del generador de emergencia y debido a su reducido tamantildeo el fabricante indica

que el grupo generador se instala junto a todos sus sistemas auxiliares y que por lo tanto no

es necesario dimensionarlos El uacutenico aspecto que hay que considerar es la salida de los

conductos de exhaustacioacuten

En el caso de los generadores principales estos sistemas son los siguientes

- Sistema de combustible

- Sistema de lubricacioacuten

- Sistema de refrigeracioacuten

- Sistema de aire comprimido

721 Sistema de combustible

El sistema de combustible engloba todo el proceso que se sigue para que el mismo llegue

desde los tanques correspondientes hasta el motor en las condiciones adecuadas para su

correcto funcionamiento

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

165

Las capacidades de los tanques de combustible del buque son de acuerdo a lo calculado en

el Capiacutetulo 3 las siguientes

- Tanques de almaceacuten de combustible 28167 m3

- Tanques de servicio diario 3516 m3

- Tanques de sedimentacioacuten 3516 m3

De acuerdo a lo establecido por el fabricante el motor requiere una serie de equipos y

elementos como bombas separadoras filtros etc

Los sistemas de combustible pueden llegar a ser muy complejos como se puede comprobar

en la siguiente ilustracioacuten

Ilustracioacuten 59 Diagrama del sistema de combustible de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu

Debido a que la complejidad y el tiempo requerido para realizar tales sistemas trasciende a lo

requerido en el presente proyecto en este caso simplemente se dimensionaraacuten los equipos

asociados y asiacute determinar el consumo eleacutectrico exacto de cada uno de ellos

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

166

Bombas de trasiego

La funcioacuten de estas bombas es la de trasegar o transferir la capacidad equivalente al consumo

maacuteximo de los motores en un tiempo maacuteximo de 2 horas Por lo tanto

119876119879 =119862 middot 119873ordm

119905 middot 120588119888=

2196 middot 24 middot 4

6 middot 089 middot 1000= 1185

1198983

ℎ Eq 136

Tomando una presioacuten de 2 bares se obtiene que la potencia de estas bombas es de

119875119879 =119876119879 middot 119901

3600 middot 06=

1185 middot 4 middot 100

3600 middot 06= 22 119896119882 Eq 137

Se instalaraacuten dos bombas de trasiego de tal potencia y caudal

Bombas de alimentacioacuten

Para dar servicio a todos los motores se ha instalar una bomba de alimentacioacuten El propio

fabricante del grupo generador establece que para un reacutegimen del 100 la presioacuten de estas

bombas es de 6 bares y que el caudal que han de mover es equivalente a 3 veces el consumo

para tal condicioacuten de carga En este caso estas bombas funcionan de manera continua por lo

que el tiempo de operacioacuten se establece en 24 horas

En definitiva tomando el consumo de combustible diario al 100 se obtiene que

119876119860 =3 middot 119862 middot 119873ordm

119905 middot 120588119888=

3 middot 451 middot 4

24 middot 120588119888= 25

1198983

ℎ Eq 138

La potencia de esta bomba es

119875119860 =119876119879 middot 119901

3600 middot 06=

25 middot 6 middot 100

3600 middot 06= 22 119896119882 Eq 139

En el caso del generador de emergencia la normativa establece que este sistema ha de tener

una autonomiacutea de 36 horas Por lo tanto conocido su consumo la capacidad del tanque de

almaceacuten el cual se suele disponer en el propio local del generador de emergencia es de

119879119862119864 =274

119892119896119882 middot ℎ

middot 36ℎ middot 200119896119882

1000 middot 890 1198961198921198983= 222 1198983 Eq 140

722 Sistema de lubricacioacuten

Para el correcto funcionamiento de los motores acoplados a los grupos generadores es

indispensable disponer de un sistema de lubricacioacuten Este sistema se encarga de mantener en

buen estado los distintos elementos internos que conforman el motor evitando que se

desgasten por friccioacuten o suciedad

En este caso simplemente se han de calcular la capacidad de las separadoras y de la bomba

de trasiego pues el resto de los elementos estaacuten incorporados en el propio equipo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

167

Separadoras

Para calcular la capacidad necesaria de estos equipos se recurre a una expresioacuten del propio

fabricante

119876119871 =119875 middot 136 middot 119899

119905=

4 middot 1136 middot 136 middot 119899

119905= 107

1198983

ℎ Eq 141

Siendo

- P= potencia total instalada

- n=en este caso al quemar MDO toma un valor de 4 (dato del fabricante)

- t= 23 horas (dato del fabricante)

Por lo tanto para cumplir con tal caudal se instalaraacuten dos bombas de 1100 lh o 11 m3h y 2

kW

Bombas de trasiego

Del mismo modo que para el sistema de combustible el buque dispondraacute de dos bombas de

trasiego de aceite Para calcular la capacidad de estas bombas se recurre a la expresioacuten

habitual

119875119871 =119876119871 middot 119901

3600 middot 06=

11 middot 4 middot 100

3600 middot 06= 02 119896119882 Eq 142

Tomando que la presioacuten de trabajo de estas bombas es de 4 bares se obtiene que su potencia

es de 02 kW

723 Sistema de refrigeracioacuten

Como es loacutegico para garantizar un correcto funcionamiento de los motores es necesario

refrigerarlos El objetivo de la refrigeracioacuten es claro disminuir la temperatura en operacioacuten de

los equipos para evitar que debido a sobrecalentamientos los equipos funcionen de manera

irregular o en el peor de los casos dejen de funcionar

En los buques la praacutectica habitual es emplear el agua de mar para tal disposicioacuten pues se trata

de un recurso ilimitado Sin embargo el agua de mar es salada y por ende muy corrosiva Por

tal motivo su uso se combina con el agua dulce que cumple el mismo objetivo y no es

corrosiva En el caso de emplear agua dulce como refrigerante el inconveniente estaacute claro y

es que en este caso el recurso es limitado y hay que generarlo

En el caso del buque proyecto los motores de los grupos generadores cuentan con tal sistema

combinado Se emplea la refrigeracioacuten por agua salada para refrigerar a su vez al circuito de

refrigeracioacuten de agua dulce

El sistema de refrigeracioacuten de agua salada se abastece de las tomas de mar situadas en el

doble fondo Estas tomas de mar se tratan baacutesicamente de aberturas en el casco por lo que

se trata de espacios inundados es decir que no aportan desplazamiento Cuentan con rejillas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

168

exteriores para evitar que se incrusten organismos grandes y medianos y con unos filtros para

evitar la entrada de partiacuteculas pequentildeas al sistema Ademaacutes al tratarse de una potencial viacutea

de inundacioacuten cuentan con vaacutelvulas de aislamiento El colector de tomas de mar se abastece

de estos ldquotanquesrdquo y abastece a su vez a las bombas correspondientes El buque proyecto

cuenta con dos tomas de mar simeacutetricas destinadas a la toma de agua de mar para abastecer

al sistema de agua salada y una destinada a abastecer al sistema contraincendios Su acceso

se encuentra en la caacutemara de maacutequinas (ver Capiacutetulo 3)

Por otro lado el sistema de refrigeracioacuten de agua dulce se subdivide en dos el sistema de

refrigeracioacuten de ldquoaltardquo y de ldquobajardquo Esta nomenclatura es debida a que el primero el sistema de

alta temperatura se encarga de refrigerar el aire de carga camisas y cilindros y ha de controlar

que el aire a la salida no supere los 90 ordmC En cuanto al sistema de refrigeracioacuten de baja se

encarga de refrigerar el aceite de lubricacioacuten el combustible etc y ha de controlar la

temperatura para que no supere los 32 ordmC (temperatura mucho maacutes inferior que la del sistema

de alta)

Los sistemas de refrigeracioacuten internos de los motores contaraacuten cada uno de ellos con una

bomba

En definitiva se dispondraacute a bordo un sistema de refrigeracioacuten de agua dulce centralizado

refrigerado a su vez por un sistema de refrigeracioacuten de agua salada

Calor emitido

El primer paso que realizar para poder dimensionar los equipos del sistema es conocer que

cantidad de calor es necesario disipar de los motores El propio fabricante facilita estos datos

tanto para el sistema de alta como para el sistema de baja temperatura

Tabla 6-7 Calor a disipar por el sistema de refrigeracioacuten

Elemento Calor emitido (kW)

Cilindros 347

Aire de carga (Alta) 563

Aire de carga (Baja) 201

Aceite lubricante 107

Radiacioacuten del motor 48

Total 1266

Bombas de agua salada

Para determinar la capacidad de las bombas de agua salada es necesario conocer primero el

calor total que han de disipar

Para ello se recurre a la siguiente expresioacuten

119862119863 = 119873ordm 119866119890119899middot 119862119890 = 4 middot 1266 = 5064 119896119882 Eq 143

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

169

Una vez que se conoce la potencia total a disipar se pueden dimensionar las bombas de agua

salada Para ello es necesario recurrir a la expresioacuten de transferencia de calor pues el total de

la energiacutea a disipar se transferiraacute al sistema de agua salada a traveacutes de diferentes

intercambiadores de calor Por lo tanto

119862119863 = 119876119860119878 middot 120588119860119878 middot 119862119860119878 middot ∆119879 Eq 144

Donde

- 119876119860119878 =caudal de agua salada a disipar

- 120588119860119878 = densidad del fluido

- 119862119860119878 = calor especiacutefico del agua salada Toma un valor de 398 kJkgmiddotordmC

- ∆119879 = diferencia entre la temperatura de salida y de entrada La primera toma un valor

de 38 ordmC y la segunda de 32ordmC

Finalmente

119876119860119878 =119862119863

120588119860119878 middot 119862119860119878 middot ∆119879=

5064

1025 middot 398 middot (38 minus 32)= 02

1198983

119904cong 745

1198983

ℎ Eq 145

Ahora bien para satisfacer tal necesidad se dispondraacuten 3 bombas de agua salada cada una

de ellas con una capacidad de 260 1198983ℎ

La potencia eleacutectrica demandada por estas bombas suponiendo que trabajen a una presioacuten de

3 bares seraacute de

119875119860119878 =119876119860119878 middot 119901

3600 middot 06=

745 middot 3 middot 100

3600 middot 06= 3625 119896119882 cong 37 119896119882 Eq 146

Bombas de agua dulce

A pesar de que los motores llevan ya incorporadas las bombas de refrigeracioacuten en su circuito

interno es necesario disponer de unas bombas auxiliares exteriores una para el circuito de alta

y otra para el circuito de baja temperatura

El fabricante establece que la primera ha de ser capaz de tener un caudal de 32 1198983ℎ y la

segunda de 55 1198983ℎ trabajando ambas a una presioacuten de entre 1 y 25 bares Se toman 2 bares

En este caso se ha optado por disponer 3 bombas de 55 1198983ℎ siendo una de ellas de respeto

Finalmente se obtiene que la potencia eleacutectrica que demandan es la siguiente

119875119860119863 =119876119860119863 middot 119901

3600 middot 06=

55 middot 2 middot 100

3600 middot 06= 51 119896119882 cong 55 119896119882 Eq 147

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

170

724 Sistema de aire comprimido

De acuerdo a lo establecido por el propio fabricante el sistema de aire comprimido del motor

contiene un sistema de arranque un sistema de control de arranque y seguridad del sistema

El aire comprimido es suministrado desde los receptores de aire de arranque (30 bar) a traveacutes

de una estacioacuten reductora desde la que se suministra aire comprimido a 7-9 bar al motor Para

evitar la entrada de partiacuteculas en el sistema interno se monta un filtro en la liacutenea de entrada al

motor

En el diagrama del sistema que se muestra en la siguiente ilustracioacuten se puede comprobar

como el sistema proporciona aire comprimido a 30 bares a los motores y aire comprimido para

el resto de los servicios generales a 7 bares

Los elementos que conforman dicho sistema son

- Botellas de aire comprimido

- Compresores de aire

- Compresor de emergencia

- Separador de agua y aceite

- Vaacutelvula de arranque

- Vaacutelvula reductora de presioacuten

De todos los elementos mencionados simplemente se han de dimensionar las botellas de aire

comprimido y los compresores de aire

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

171

Ilustracioacuten 60 Diagrama del sistema de arranque mediante aire comprimido Fuente

wwwenginemaneu

Botellas de aire comprimido

Para dimensionar las botellas de aire comprimido basta con determinar el volumen necesario

Como es loacutegico el volumen dependeraacute del nuacutemero de arrancadas siendo en este caso el

consumo por arrancada de 154 1198983

La expresioacuten empleada para conocer el volumen de las botellas de aire comprimido es la

siguiente

119881119860119862 =119881119886 middot 119899 middot 119875119886119905119898

119875119898aacute119909 minus 119875119898iacute119899=

616 middot 6 middot 1

30 minus 10= 185 1198983 Eq 148

Donde

- 119881119886 = volumen de aire necesario para arrancar una vez todos los equipos

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

172

- 119899 = nuacutemero de arrancadas reglamentario

- 119875119898aacute119909= presioacuten maacutexima indicada por el fabricante

- 119875119898iacute119899= presioacuten miacutenima indicada por el fabricante

Por lo tanto se instalaraacuten dos botellas de 1 1198983 y 30 bar cada una para abastecer a los motores

principales y otras dos de la misma capacidad para abastecer a los servicios generales del

buque

Compresores de aire comprimido de arranque y servicios generales

Para dimensionar estos equipos basta con conocer una serie de paraacutemetros determinados por

el propio fabricante Baacutesicamente conocido el volumen total de las botellas de aire comprimido

se establece un tiempo de llenado de las mismas y la presioacuten final del equipo para determinar

el volumen

119881119862119860 =119881119860119862 middot (119875119891119894119899119886119897 minus 119875119894119899119894119888119894119886119897)

1ℎ middot 119875119886119905119898=

1 middot (30 minus 1)

1ℎ middot 1= 29 1198983 Eq 149

El modelo de compresor que mejor se adecua a tales requisitos es el de la firma Atlas Copco

concretamente el modelo LT 10-30 KE de 306 1198983ℎ Su consumo es de 75 kW y su peso

asciende hasta los 166 kg

Para abastecer de aire comprimido al resto de los servicios generales se repite el mismo

proceso salvo que en este caso la presioacuten final es de 7 bares Se obtiene

119881119862119860119866 =119881119860119862 middot (119875119891119894119899119886119897 minus 119875119894119899119894119888119894119886119897)

1ℎ middot 119875119886119905119898=

1 middot (7 minus 1)

1ℎ middot 1= 6 1198983 Eq 150

En este caso el modelo de compresor que mejor se adecua a tales requisitos es el LT 3-30

KE de 910 1198983ℎ Su consumo es de 3 kW y su peso asciende hasta los 94 kg

73 Generador de agua dulce

En el buque cualquier fuente de energiacutea sea del tipo que sea ha de ser utilizada pues la

mayoriacutea de los recursos son limitados y siempre es deseable dotar al buque de la mayor

autonomiacutea e independencia a recursos externos posible

Uno de los recursos maacutes preciados y limitados a bordo de los buques es el agua dulce para la

tripulacioacuten A pesar de que el buque dispone de varios tanques a bordo (ver 64) se opta por

disponer de un generador de agua dulce que aproveche el calor residual radiado por el circuito

de alta de los motores generadores principales para destilar el agua salada mediante

intercambiadores de vapor y generar agua dulce

En primer lugar se toma la capacidad total de los tanques de agua dulce para dimensionar el

generador En el apartado 64 se determinoacute que a bordo del buque se disponiacutean

aproximadamente 450 m3 de agua dulce y en este caso se tomaraacute como criterio el consumo

diario de toda la tripulacioacuten que se establecioacute en 160 litros

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

173

En definitiva el caudal del generador de agua dulce asciende a

119876119866119860119863 = 160119897

119889iacute119886 middot 119901119890119903119904119900119899119886middot 36 119901119890119903119904119900119899119886119904 = 5760

119897119894119905119903119900119904

119889iacute119886cong 58

1198983

119889iacute119886 Eq 151

Para cubrir estas necesidades se decide instalar el modelo AQUA Blue C80 de la firma Alfa

Laval pues es adecuado para caudales situados entre 5 y 25 m3diacutea19 Su peso asciende hasta

los 790 kilogramos aproximadamente y su potencia es de 8 kW

74 Sistema de exhaustacioacuten

Para expulsar o evacuar al exterior los gases generados por los generadores principales

durante la combustioacuten de sus motores se dispone como en todos los buques no eleacutectricos de

un sistema de exhaustacioacuten

Este sistema es el encargado de evitar que los gases nocivos para el ser humano se acumulen

en la caacutemara de maacutequinas y lo conviertan en un espacio no habitable Por lo tanto es un

sistema esencial

Sin embargo la solucioacuten no reside simplemente en expulsar dichos gases a la atmoacutesfera pues

son muy contaminantes para el medio ambiente Es necesario que a lo largo del recorrido que

toman desde los motores hasta el exterior se traten para reducir lo maacuteximo posible la cantidad

de partiacuteculas contaminantes que contienen (principalmente NOx y SOx20)

Para asegurar que el buque cumple con la normativa se recurre al anexo VI de MARPOL

ldquoReglas para prevenir la contaminacioacuten atmosfeacuterica ocasionada por los buquesrdquo en el cual se

indican aquellas zonas donde se imponen una serie de controles maacutes rigurosos de lo normal

en lo que respecta a las emisiones de SOx y NOx Las zonas que actualmente cuentan con tal

distintivo son las siguientes

19 En el caso de manejar caudales proacuteximos a 6 m3diacutea como es el caso que se estaacute estudiando la temperatura de funcionamiento de este modelo es de 70ordmC Esta temperatura es de sobra alcanzada en el circuito de alta 20 NOx (Oacutexidos de nitroacutegeno) y SOx (Oacutexidos de azufre) son gases contaminantes producidos como resultado de la combustioacuten de productos relacionados con el petroacuteleo (en su mayoriacutea)

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

174

Tabla 6-8 Zonas especiales en virtud del convenio MARPOL

Zonas especiales Adopcioacuten Entrada en

vigor Con efecto

desde

mar Baacuteltico (SOx) 26 sept 1997

19 may 2005 19 may 2006

mar del Norte (SOx) 22 jul 2005 22 nov 2006 22 nov 2007

ECA de Norteameacuterica (SOx y materia particulada) 26 mar 2010

1 ago 2011 1 ago 2012

(NOx) 26 mar 2010

1 ago 2011

ECA del mar Caribe de los Estados Unidos (SOx y materia particulada)

26 jul 2011 1 en 2013 1 en 2014

(NOx) 26 jul 2011 1 en 2013

Las casillas que aparecen destacadas con un asterisco () indican que los buques construidos

a partir del 1 de enero de 2016 o en adelante y que operen en tales zonas cumpliraacuten con las

normas del nivel III de las emisiones de NOx

En definitiva el buque ha de cumplir unos requisitos miacutenimos en cuanto a emisiones para poder

navegar por dichas zonas mariacutetimas americanas Concretamente los liacutemites de SOx y materia

particulada seraacuten como mucho del 010 y en cuanto al NOx de acuerdo al Nivel III para

buques construidos a partir del 1 de enero de 2016 que naveguen en las ECA

Los grupos generadores instalados en el buque ya cumplen con dicha normativa por lo tanto

no es necesario instalar ninguacuten equipo adicional a lo largo del rutado de las tuberiacuteas de

exhaustacioacuten

741 Elementos

El sistema estaraacute formado por conductos de exhaustacioacuten silenciadores compensadores

flexibles y el guardacalor

A continuacioacuten se muestra una imagen ofrecida por el fabricante en la que se encuentran

presentes los elementos de dicho sistema

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

175

Ilustracioacuten 61 Sistema de exhaustacioacuten de los motores principales Fuente wwwenginemaneu

Conductos de exhaustacioacuten

Los conductos de exhaustacioacuten son baacutesicamente los tubos por los cuales se hacen circular los

gases de exhaustacioacuten y guiarlos hacia el exterior por el camino deseado

Su diaacutemetro depende del caudal de gases a evacuar (con un espesor miacutenimo de 3mm seguacuten

el fabricante) y en la medida de lo posible se ha de buscar una disposicioacuten tal que el nuacutemero

de codos o quiebros necesarios sean los menos posibles

Como el fabricante aporta los datos del caudal de gases generado por cada motor que

asciende a 16121 m3h se puede calcular el diaacutemetro aproximado de dichos conductos

Ademaacutes seguacuten el fabricante la velocidad maacutexima de los gases de escape es de 35 ms

Finalmente

119863119888 = 2 middot radic119860119888

120587= 2 middot radic

119876119907

120587= 2 middot radic

16121(35 middot 3600)

120587cong 04 119898 Eq 152

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

176

Silenciadores

Los silenciadores como su propio nombre indica son los encargados de reducir el nivel

acuacutestico generado en la caacutemara de maacutequinas al estar los motores en funcionamiento Ademaacutes

y siguiendo la praacutectica habitual estos equipos llevan integrados supresores de chispas que

evitan que cualquier posible chispa valga la redundancia pueda salir al exterior y generar un

accidente

Estos equipos suelen estar recomendados y facilitados por el propio fabricante en este caso

MAN El propio fabricante recomienda ademaacutes que la posicioacuten del silenciador sea lo maacutes

elevada posible para evitar o retrasar en la medida de lo posible la aparicioacuten de fouling21

Se dispone uno por cada uno de los motores en la parte maacutes alta del guardacalor

Compensadores flexibles

Para absorber las posibles desalineaciones y vibraciones y movimientos indeseados en los

cambios de direccioacuten de los conductos se instalaraacuten compensadores o juntas flexibles

En total se instalaraacuten ocho dos por cada uno de los conductos

Guardacalor

El guardacalor o casing es el elemento encargado de asilar los conductos de exhaustacioacuten y

sus sistemas auxiliares del resto de los elementos y espacios del buque Su misioacuten es doble

pues tambieacuten sirven para proteger los conductos del ambiente corrosivo marino y de posibles

golpes

El primer paso consiste en determinar si se dispondraacute uno o dos guardacalores Las ventajas

de disponer de un solo guardacalor son evidentes pues la complicacioacuten estructural y fuentes

de ruido y vibraciones se reducen Sin embargo esta configuracioacuten impide que para un nuacutemero

elevado de generadores a bordo la disposicioacuten de estos no pueda ser en liacutenea ya que el

nuacutemero de quiebros y codos necesario para llegar al guardacalor seriacutea excesivo Ademaacutes y

teniendo en consideracioacuten lo anteriormente explicado esta configuracioacuten obligariacutea a disponer

el guardacalor en crujiacutea limitando la visioacuten desde la cubierta de trabajo desde el puesto de

gobierno

En definitiva se decide instalar dos guardacalores simeacutetricos a cada costado Ascenderaacuten

desde la caacutemara de maacutequinas hasta superar la parte maacutes alta del puente adosados en todo

momento a las paredes verticales laterales de la superestructura

El siguiente paso es determinar sus dimensiones En apartados anteriores se determinoacute que el

diaacutemetro de los conductos de exhaustacioacuten teniacutea que ser de 04 metros y en cuanto al

silenciador a pesar de no tener sus dimensiones exactas se puede estimar que su diaacutemetro

es un 20 superior al de los conductos

Con tales consideraciones el resultado del sistema seriacutea el siguiente

21 Por fouling se entiende la acumulacioacuten o depoacutesito de material no deseado sobre una superficie de un equipo que puede dificultar el correcto funcionamiento del mismo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

177

Ilustracioacuten 62 Esquema del sistema de exhaustacioacuten

La disposicioacuten final de este sistema sobre la caacutemara de maacutequinas y sobre el buque en general

se mostraraacute tanto en el plano de disposicioacuten general y el de caacutemara de maacutequinas anexos al

presente documento

75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas

Este sistema es el encargado de valga la redundancia ventilar la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

para garantizar que la temperatura del local sea la adecuada para mantener los distintos

equipos y sistemas a una temperatura oacuteptima

Sus objetivos son baacutesicamente los siguientes

- Reducir la temperatura de la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

- Renovar el aire del interior del local para asegurar la combustioacuten de los motores

- Expulsar las posibles fugas de los conductos de exhaustacioacuten

Las exigencias del sistema y por lo tanto su dimensionamiento dependeraacuten directamente de

la capacidad de los grupos generadores principales puesto que son los elementos maacutes grandes

y que maacutes calor y gases emiten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

178

Para el disentildeo adecuado del sistema se han de tener en cuenta una serie de consideraciones

baacutesicas En palabras de [12] estos aspectos son los siguientes

- Las entradas de aire fresco han de disponerse lo maacutes alejadas posible de las fuentes

de calor y en el punto maacutes bajo que sea posible

- Por otro lado los puntos de extraccioacuten de aire han de disponerse proacuteximos a las fuentes

de calor o grupos generadores y en este caso lo maacutes elevados que sea posible

- El sistema debe asegurar una correcta recirculacioacuten de aire entre todos los elementos

y debe evitar que se generen puntos de remanso que puedan convertirse en focos de

calor

Para cumplir con tales premisas se dispondraacuten los ventiladores de impulsioacuten de aire en la parte

baja del mamparo de popa de la caacutemara de maacutequinas y los de expulsioacuten en la parte elevada

del mamparo de proa Para que el aire extraiacutedo salga del local se dispondraacute una chimenea de

ventilacioacuten con una rejilla en su parte maacutes elevada

Ilustracioacuten 63 Esquema de ventilacioacuten de Caacutemara de maacutequinas Fuente Maroacuten B D [2015]

El caudal de aire que el sistema manejaraacute estaacute formado tanto por el aire que es necesario

renovar como por el aire necesario por la turbo soplante Ademaacutes hay que tener en cuenta las

renovaciones que son necesarias debido a la presencia del resto de equipos de la caacutemara de

maacutequinas

En definitiva a las necesidades de aire de los motores principales se antildeadiraacuten una serie de

renovaciones por lo general entre 25 y 30 por hora que cambien el volumen completo de la

caacutemara de maacutequinas En este caso se ha optado por tomar 30 renovaciones por hora

En la siguiente tabla se resumen los caudales y voluacutemenes que se han de tener en cuenta para

dimensionar el sistema de ventilacioacuten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

179

Tabla 6-9 Caudales y voluacutemenes considerados en el sistema de ventilacioacuten

Concepto Caudal de aire

Disipacioacuten motores 15610 m3h

Turbo soplante 8688 m3h

Volumen CCMM 8251 m3

De esta forma el caudal total que el sistema ha de tratar asciende hasta

119876119881119862119862119872119872 = 4 middot (15610 + 8688) + 30 middot 8251 = 121945 1198983ℎ Eq 153

Para conseguir evacuar y renovar tal cantidad de aire es necesario disponer de 6 ventiladores

de aproximadamente 40500 m3h tres de ellos destinados a la impulsioacuten y los otros tres

destinados a la extraccioacuten de aire

En definitiva se decide instalar 6 ventiladores helicoidales tubulares de la firma Sodeca

concretamente el modelo HCT 100-6T-3 cuyas caracteriacutesticas principales se muestran a

continuacioacuten

Tabla 6-10 Modelo de ventilador seleccionado

Modelo Velocidad (rpm) Potencia (kW) Caudal maacuteximo (m3h) Peso (kg)

HCT 100-6T-3 1146 22 40500 103

751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores

A pesar de que los motores eleacutectricos del sistema en cuestioacuten estaacuten adecuadamente

refrigerados lo maacutes habitual es que los locales de propulsioacuten cuenten con un sistema de

ventilacioacuten propio Como es bien sabido los motores radian una cantidad de calor muy elevada

y si no se evacuacutea puede elevar la temperatura de estos e impedir su correcto funcionamiento

En este caso se opta por obtener el volumen de los locales de popa y de proa y establecer un

determinado nuacutemero de renovaciones de aire a la hora Se decide tomar 15 Por lo tanto

Tabla 6-11 Ventilacioacuten de los locales de propulsioacuten

Local Volumen (m3) Renovaciones por hora

Propulsores popa 1751 15

Propulsores proa 435 15

Con estos voluacutemenes la potencia de los ventiladores asciende a

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

180

119875119881119901119900119901119886 =(1751 middot 15) middot 100 middot 01

3600 middot 075= 97 119896119882 Eq 154

119875119881119901119903119900119886 =(435 middot 15) middot 100 middot 01

3600 middot 075cong 25 119896119882 Eq 155

Para satisfacer tal necesidad de caudal se instalaraacute un ventilador de 200 m3h en el local de

popa y uno de 50 m3h en el de proa

752 Ventilacioacuten del local de emergencia

Del mismo modo que para los locales de los propulsores se ha de disponer de un sistema de

ventilacioacuten en el local donde se ubique el generador de emergencia

Para el dimensionamiento del sistema se tendraacute en cuenta que el nuacutemero de renovaciones

asciende hasta las 20 y que el volumen del local es de 403 m3 Finalmente

119875119881119890119898119890119903119892 =20 middot 119881

3600 middot 075=

20 middot 403

3600 middot 075= 03 119896119882 cong 05 119896119882 Eq 156

Para satisfacer tal necesidad de caudal se instalaraacute un ventilador de 800 m3h Concretamente

se instalaraacute el modelo HCT 25-4T de 1000 m3h de la firma Sodeca

8 Balance eleacutectrico

Una vez que se han seleccionado los motores y generadores principales de la caacutemara de

maacutequinas eleacutectrica y se han determinado y dimensionado sus sistemas auxiliares ya se estaacute

en consideracioacuten de actualizar los valores de potencia estimados en el apartado 5 del presente

capiacutetulo

En primer lugar se muestra la tabla de consumidores principales con los valores actualizados

Tabla 6-12 Principales consumidores eleacutectricos del buque (valores actualizados)

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 08 78 80

Alumbrado interior 1 098 08 87 88

Luces de emergencia 1 098 08 26 26

Luces de navegacioacuten 1 098 08 06 06

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 08 10 10

Bocina 2 098 08 03 03

Comunicacioacuten externa 1 098 08 30 31

Comunicacioacuten interna 1 098 08 25 26

Equipos de navegacioacuten 1 098 08 40 41

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

181

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Sistema DP 1 098 08 15 15

Locales

Equipos de cocina 1 098 08 400 408

Gambuzas 1 098 08 300 306

Lavanderia 1 098 08 220 224

Taller eleacutectrico 1 098 08 150 153

Taller mecaacutenico 1 098 08 50 51

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 08 350 357

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 08 40 41

Gruacutea 1 094 08 660 702

Cabestrante 2 098 08 135 138

Molinete de fondeo 2 098 08 91 93

Pescante lancha 1 092 08 90 98

Tugger winches 2 098 08 280 286

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 08 63 64

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 08 55 56

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal

2 098 08 66 67

Motor de giro azimutal 2 094 08 110 117

Propulsor azimutal 2 098 08 14000 14286

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 08 5010 5112

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 08 22 22

Bomba aguas grises 1 098 08 17 18

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 08 22 22

Bomba refrig agua dulce 3 098 08 55 56

Bomba refrig agua salada 3 098 08 370 378

Bomba rociadores acom 1 098 08 230 235

Bomba rociadores CM 1 098 08 150 153

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 08 185 189

Bomba trasiego aceite 2 098 08 02 02

Bomba trasiego combustible 2 098 08 22 22

Bombas FIFI 1 098 08 11000 11224

Calentador agua sanitaria 1 098 08 220 224

Calentadores combustible 2 098 08 250 255

Compresor aire arranque 2 098 08 75 77

Compresor serv generales 2 098 08 30 31

Esterilizador UV agua dulce 1 098 08 13 13

Generador de agua dulce 2 095 08 50 53

Sistema tratamiento lastre 1 098 08 340 347

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

182

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

HVAC 1 098 08 2217 2262

Separador de combustible 2 098 08 13 13

Separador sentinas 1 098 08 37 38

Separadora aceite lubricante 1 098 08 20 20

Ventilador aseos 1 098 08 06 06

Ventilador cocina 1 098 08 07 07

Ventilador local de cuadros 1 098 08 30 31

Ventilador local propulsores popa 1 098 08 97 99

Ventilador local propulsores proa 1 098 08 25 26

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 08 220 224

Ventiladores emergencia 1 098 08 05 05

Finalmente tras las modificaciones anteriores el resultado final del balance eleacutectrico es el

siguiente

Tabla 6-13 Resumen del balance eleacutectrico

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Potencia estimada (kW) 24733 37253 39372 1704 813

Potencia actualizada(kW) 24564 37085 39302 1704 787

Reacutegimen estimado 726 820 866 852 406

Reacutegimen actualizado 721 816 865 852 393

Como se puede comprobar los valores actualizados presentan ligeras diferencias pero los

regiacutemenes de operacioacuten de los motores en cada una de las condiciones siguen siendo

adecuados

9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

Una vez que se han determinado y seleccionado los distintos equipos y sistemas asociados a

los grupos generadores principales el siguiente paso es disponerlos en el local de caacutemara de

maacutequinas habilitado

Como ya se determinoacute en el Capiacutetulo 3 la caacutemara de maacutequinas se extiende desde la cuaderna

17 hasta la cuaderna 47 es decir tiene una eslora de 18 metros Su extensioacuten de costado a

costado asciende hasta los 1042 metros y tiene una altura vertical libre de 44 metros

Conocidas las dimensiones disponibles el primer paso es ubicar los grupos generadores

principales puesto que son los equipos maacutes voluminosos y que condicionaraacuten la disposicioacuten

del resto de los equipos

De entre todas las configuraciones disponibles (generadores en liacutenea dos a dos generadores

en paralelo dos a dos 3 generadores en liacutenea y uno a proa etc) se determinoacute que la opcioacuten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

183

de disponer los cuatro generadores en paralelo y en la parte de popa de la caacutemara de maacutequinas

era la maacutes adecuada Se comproboacute que el espacio lateral para revisioacuten y desmontaje de los

motores recomendado por el fabricante se cumpliacutea en todo momento

Las razones de esta eleccioacuten son las siguientes

- El rutado de la exhaustacioacuten se simplifica enormemente al ser simeacutetrico con respecto a

crujiacutea Ademaacutes el nuacutemero de codos se ve reducido y simplemente son necesarios 2 por

motor

- Se evitan las interferencias entre la parte de poa de los motores y el colector de tomas

de mar El espacio disponible entre ambos se utilizaraacute para colocar los equipos que

dependen directamente del colector

- La distribucioacuten de pesos es simeacutetrica con respecto a crujiacutea

- Se permite el acceso a todos los tanques de costado y de doble fondo

- Todos los grupos se pueden revisar desde la sala de control a la vez

- La ventilacioacuten se realiza de manera mucho maacutes sencilla y de manera maacutes homogeacutenea

en todos los grupos generadores

A continuacioacuten se muestra una ilustracioacuten preliminar de la disposicioacuten de la caacutemara de

maacutequinas

Ilustracioacuten 64 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

10 Diagrama unifilar

Para finalizar el presente capiacutetulo es necesario realizar el diagrama unifilar de la red eleacutectrica

dispuesta a bordo del buque

En dicho diagrama se representa de manera esquemaacutetica la distribucioacuten y conexioacuten de las

distintas redes eleacutectricas del buque Como ya se comentoacute en apartados previos los equipos y

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

184

sistema que requieren maacutes potencia apareceraacuten conectados a las redes de fuerza separadas

entre siacute

Las redes de alumbrado se conectan a las anteriores por medio de transformadores que

convierten la potencia de 440 V a 230 V A estas redes se conectaraacuten el resto de los equipos

secundarios

Finalmente los equipos maacutes pequentildeos como los sistemas de navegacioacuten alarmas etc se

conectan a la red de alumbrado Dicha red se encuentra conectada a la red de alumbrado por

medio de un transformador 230V a 24 V y de un rectificador pues es necesario convertir la

corriente alterna en corriente continua

El diagrama en cuestioacuten se muestra a continuacioacuten por medio de una ilustracioacuten Sin embargo

un plano con mayor calidad se adjuntaraacute como documento anexo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

185

Ilustracioacuten 65 Representacioacuten esquemaacutetica del diagrama unifilar

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

186

Disentildeo estructural

187

Disentildeo estructural

1 Introduccioacuten

En este seacuteptimo capiacutetulo se disentildea y calcula la disposicioacuten estructural del buque proyecto

Como es loacutegico resulta indispensable dotar al buque de una estructura que le permita realizar

las distintas operaciones que le sean asignadas sin ver mermada su capacidad a lo largo de su

vida operativa

Debido a que las posibilidades y alternativas son numerosiacutesimas es praacutectica habitual seguir las

pautas y consideraciones establecidas por la sociedad de clasificacioacuten para el tipo de buque en

cuestioacuten

En este caso se seguiraacute lo establecido por la norma NR 600 del Bureau Veritas

correspondiente a la disposicioacuten y estructura del casco para la clasificacioacuten de buques de carga

con una eslora inferior a 65 metros y para buques que sin ser de carga tengan una eslora

inferior a 90 metros

A grandes rasgos el proceso recomendado por esta normativa consiste baacutesicamente en

- Definir e identificar las caracteriacutesticas geomeacutetricas del buque a tener en cuenta para el

proceso de disentildeo

- Determinacioacuten del material de construccioacuten tanto del casco como de la superestructura

y demaacutes elementos estructurales internos

- Determinar las cargas miacutenimas a soportar por la estructura del buque asiacute como los

momentos flectores en olas y en aguas tranquilas

- Escantillonado de los elementos que conforman la estructura

- Determinacioacuten y verificacioacuten de moacutedulos

- Representacioacuten graacutefica de las secciones estructurales maacutes representativas del buque

(por lo general seccioacuten de popa seccioacuten maestra y seccioacuten de proa)

Los distintos caacutelculos que han de llevarse a cabo se haraacuten en base a las foacutermulas y expresiones

que aparecen en la normativa anteriormente expuesta y para agilizar y documentar los

resultados en una base de datos se emplearaacute el software MARS proporcionado por la propia

normativa La funcioacuten de este software es controlar la estructura en su conjunto pudieacutendose

comprobar raacutepidamente los escantillones y propiedades de los elementos por separado

2 Consideraciones iniciales

De acuerdo con lo establecido por la propia normativa antes de comenzar a dimensionar y

calcular la estructura del buque es necesario determinar una serie de caracteriacutesticas y aspectos

del mismo Estos aspectos pueden ser meramente geomeacutetricos (definiciones de esloras

alturas etc) o funcionales (aacuterea de operacioacuten tipo de buque etc)

Disentildeo estructural

188

21 Definiciones

211 Tipo de casco

En primer lugar en funcioacuten del tipo de casco la normativa establece una distincioacuten entre

- Casco de desplazamiento casco disentildeado para ser fundamentalmente soportado

sostenido debido al efecto de la presioacuten del agua que el mismo desplaza

- Casco de planeo casco disentildeado para ser sustentado hidrodinaacutemicamente sobre la

superficie del agua cuando el buque alcanza una velocidad criacutetica En tal condicioacuten se

considera al casco como uno de desplazamiento

Debido a las caracteriacutesticas del buque proyecto se considera que se trata de un casco de

desplazamiento

212 Notacioacuten de navegacioacuten

En funcioacuten de las caracteriacutesticas de la zona de operacioacuten del buque los requisitos y coeficientes

aplicables variacutean En este caso debido a que el buque estaacute destinado a operar en cualquier

zona y periacuteodo del antildeo cuenta con la notacioacuten ldquoUnrestricted Navigationrdquo

El coeficiente de navegacioacuten n asignado a esta notacioacuten toma un valor de 1

213 Eslora de escantillonado

La eslora de reglas o de escantillonado es la distancia en metros medida para el calado de

verano desde la mecha de los timones hasta la roda es decir entre perpendiculares Su valor

ha de ser superior al 96 e inferior al 97 de la eslora en la flotacioacuten para el calado de verano

El valor de la eslora entre perpendiculares es de acuerdo con lo establecido en la Tabla 1-15

de 465 metros En lo referente a la eslora en la flotacioacuten para el calado de verano los valores

son

- Eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4864 m

- 96 de la eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4670 m

- 97 de la eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4718 m

Por lo tanto como la eslora entre perpendiculares es ligeramente inferior al 96 de la eslora

en la flotacioacuten al calado de verano se tomaraacute por tanto que la eslora de escantillonado tiene un

valor de 4670 metros

214 Posicioacuten de la cuaderna maestra

La seccioacuten de la cuaderna maestra se calcula como la perpendicular trazada a la liacutenea de agua

en la flotacioacuten a una distancia equivalente a la mitad de la eslora de escantillonado trazada

desde la perpendicular de proa hacia popa

Por lo tanto la cuaderna maestra se encuentra situada a una distancia X=2318 m que coincide

praacutecticamente con la cuaderna 39

Disentildeo estructural

189

215 Manga de trazado o escantillonado

La manga de trazado corresponde a la mayor distancia transversal medida en la seccioacuten media

del buque por encima de la primera cubierta expuesta

Esta distancia toma un valor de 1375 metros

216 Puntal de trazado o escantillonado

El puntal de escantillonado es la distancia vertical medida en la seccioacuten media desde la liacutenea

base hasta la primera cubierta corrida

En el caso del buque proyecto esta medida toma un valor de 590 metros

217 Calado de trazado o escantillonado

El calado de escantillonado es la distancia vertical medida en la seccioacuten media desde la liacutenea

base hasta la liacutenea de la flotacioacuten para el calado de verano

En el caso del buque proyecto esta medida toma un valor de 451 metros

218 Coeficiente de bloque

El coeficiente de bloque a considerar seraacute aquel obtenido para el calado de verano Para tal

calado el buque presenta un desplazamiento de 195556 toneladas

De este modo el coeficiente de bloque toma un valor de

119862119861 =∆

120588 middot 119871 middot 119861 middot 119879=

195556

1025 middot 4670 middot 1375 middot 451= 0658 Eq 157

22 Materiales

Como norma general el buque estaraacute construido en acero de calidad naval de grado A por

tratarse de lo maacutes habitual en buques de este estilo Este tipo de acero presenta para

espesores inferiores a 100 mm un liacutemite elaacutestico 119877119890119867 de 235 Nmm2 una tensioacuten de rotura

119877119898 de 400-520 Nmm2 un moacutedulo de Young 119864 de 210 GPa y una densidad de 785 tm3

Sin embargo puede darse el caso en el que para determinadas zonas sea necesario disponer

de un tipo de acero con mayor capacidad En tal caso se dispondraacute de acero de alta resistencia

Finalmente es necesario tener en cuenta unos determinados factores o maacutergenes de

corrosioacuten119905119888 que dependen de la posicioacuten relativa del elemento en cuestioacuten En este caso

mediante la aplicacioacuten de la presente regla se obtienen los escantillones brutos es decir

espesores que ya incluyen los maacutergenes de corrosioacuten

3 Principios de disentildeo estructurales

31 Tipo de estructura

En este punto se ha de decidir si la estructura del buque seraacute transversal longitudinal o una

combinacioacuten de la misma que se conoce como estructura mixta

Disentildeo estructural

190

En la estructura transversal los elementos secundarios transversales se apoyan sobre los

elementos longitudinales para transmitir los esfuerzos a los que el buque se ve sometido

La principal ventaja del sistema transversal reside en su facilidad de construccioacuten y que otorga

gran rigidez en las planchas de cubierta y de fondo Sin embargo no es adecuada para otorgar

rigidez a las planchas del casco sobre todo ante esfuerzos de compresioacuten y que pueden

provocar en uacuteltima instancia el pandeo de estas

Por otra parte la estructura longitudinal (aquella en la que los elementos secundarios

longitudinales se apoyan en elementos primarios transversales) aporta una mayor rigidez a las

planchas del casco y permite disponer de chapas de cubierta y fondo con menores espesores

disminuyendo el peso de acero empleado y aumentando asiacute la capacidad de carga Es decir

la estructura longitudinal permite dotar al buque de la rigidez necesaria sin aumentar el espesor

de las planchas de cubierta y fondo Sin embargo esta disposicioacuten tambieacuten presenta una serie

de inconvenientes como puede ser la dificultad de encontrar continuidad estructural y el hecho

de que en buques de dimensiones medias (como es el buque proyecto) la construccioacuten no es

coacutemoda debido a que las tensiones y esfuerzos longitudinales no son muy elevados

Teniendo en consideracioacuten lo anteriormente mencionado parece razonable que debido al

tamantildeo y a las caracteriacutesticas del buque en principio no sea conveniente dotarlo de una

estructura transversal en la zona central puesto que no se espera que sufra esfuerzos elevados

de pandeo ni necesita grandes bodegas para almacenar carga

Por lo tanto como en la inmensa mayoriacutea de los buques construidos en acero de la actualidad

se decide disponer de una estructura mixta Esto implica que para soportar los esfuerzos

longitudinales se dispondraacute la estructura longitudinal en la parte central del buque

concretamente en las cubiertas y se dispondraacute estructura transversal en las zonas de los

piques de popa y de proa

Sin embargo debido a la especial caracteriacutestica y formas de este tipo de buques la seccioacuten

maestra no es representativa del buque completo como si lo es por ejemplo en el caso de un

buque petrolero En este tipo la seccioacuten variacutea considerablemente de popa a proa y por lo tanto

es praacutectica habitual calcular y representar una seccioacuten a popa en la cuaderna maestra y a proa

del mismo En concreto se calcularaacuten la cuaderna 5 41 y 66

32 Disposicioacuten de elementos principales

La disposicioacuten de los elementos estructurales principales quedoacute definida en el Capiacutetulo 3

concretamente en el apartado 3

En resumen la separacioacuten entre los mismos era de

Disentildeo estructural

191

Tabla 7-1 Disposicioacuten de los elementos estructurales principales

Elemento Separacioacuten (mm)

Cuadernas 600

Baos 600

Bulaacutercamas 2400

Varengas 2400

Longitudinales 600

Vagras 24003000

4 Resistencia Longitudinal

Conocida la separacioacuten entre los distintos elementos estructurales principales del buque el

siguiente paso para disentildear la estructura mixta del mismo es determinar los momentos y

esfuerzos a los que se veraacute sometido durante su navegacioacuten

Se seguiraacute el proceso establecido por la sociedad de clasificacioacuten en concreto el meacutetodo del

buque viga Este meacutetodo asemeja el buque a una viga apoyada en ambos extremos y sometida

a una serie de cargas o esfuerzos de flexioacuten Las cargas de este buque viga son fuerzas y

momentos que resultan de los efectos de las cargas locales que actuacutean sobre el buque en su

conjunto considerado como una viga

Se consideran

- Momento en aguas tranquilas inducidos por la distribucioacuten longitudinal del peso en

rosca las cargas internas (carga y lastre) y el empuje en aguas tranquilas

- Momento vertical en olas inducido debido al efecto de las olas en la estructura

El criterio de signos tomado para este caacutelculo es el siguiente

Ilustracioacuten 66 Criterio de signos tomado para el meacutetodo del buque viga Fuente Bureau Veritas

En la ilustracioacuten anterior la letra Q representa los esfuerzos cortantes y la letra M los momentos

flectores

Se calcularaacuten los momentos para la seccioacuten media del buque concretamente para la zona

comprendida entre 03L y 07L con respecto a la perpendicular de popa

Disentildeo estructural

192

Conocidas las solicitaciones del buque viga el siguiente paso consiste en determinar el moacutedulo

resistente de las distintas secciones y comprobar que sea mayor o igual al exigido por tales

solicitaciones globales

Si el moacutedulo obtenido fuera inferior a lo necesario se deberiacutea proceder a un aumento de los

escantillones o a una disminucioacuten de las distintas claras entre elementos estructurales

Es importante destacar que en la normativa que es aplicable al buque proyecto hay una serie

de diferencias con respecto a la normativa estaacutendar (NR467) para buques de acero

Estas diferencias son las siguientes

- Los escantillones son brutos como ya se comentoacute en apartados previos del presente

capitulo

- La resistencia longitudinal soacutelo se debe tener en cuenta si la tensioacuten de buque viga es

mayor que 035middotRy Si es menor no se debe considerar y por tanto el estudio de

resistencia longitudinal y local no se combinan

- La tensioacuten admisible es menor puesto que en buques regidos por la normativa estaacutendar

se usa el concepto de ola centenaria y en buques regidos por la normativa NR600 se

usa el concepto de ola diaria

- El escantilloacuten miacutenimo es general para todos los elementos primarios existiendo leves

diferencias en funcioacuten de la zona del buque a considerar

- El caacutelculo de tensioacuten de buque viga se debe hacer a traveacutes de los paraacutemetros

geomeacutetricos de la seccioacuten del buque como son la inercia el moacutedulo la altura del eje

neutro etc para lo cual se recomienda la aplicacioacuten de la herramienta MARS

- En la determinacioacuten de los momentos flectores maacuteximos en aguas tranquilas el valor

correspondiente al momento flector y cortante en la condicioacuten de arrufo puede tomarse

igual a 0

- En cuanto a los refuerzos primarios de costado y cubierta es necesario calcular

simplemente los esfuerzos locales debidos a la presioacuten hidrostaacutetica

41 Determinacioacuten de las cargas globales

411 Momento en aguas tranquilas

De acuerdo con lo establecido por la normativa se aplica la siguiente expresioacuten para obtener

el momento flector en aguas tranquilas

119872119878119882119867 = 08 middot (025 middot 119862119882 middot 119871119882 2 middot 119861119882119871 middot 119862119861) = 08 middot (025 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658)

= 1309380 119896119873 middot 119898 Eq 158

Donde

- 119862119908 paraacutemetro de ola Calculado como 119862119908 = 0625 middot (118 minus 036 middot 119871119908) middot 119871119908 middot 10minus3

- 119871119908 longitud de ola Calculada como 119871119908 = 05 middot (119871119908119897 + 119871119867119906119897119897)

Disentildeo estructural

193

Como se puede comprobar se trata de un momento que loacutegicamente depende de la posicioacuten

longitudinal del buque siendo maacuteximo en la seccioacuten media y nulo en los extremos

Su distribucioacuten es la siguiente

Ilustracioacuten 67 Distribucioacuten del momento en aguas tranquilas

En este caso la normativa establece en la seccioacuten 2 de su tercer capiacutetulo que el valor del

momento flector y cortante en la condicioacuten de arrufo puede tomarse igual a 0

412 Momento flector en olas

En este caso la formulacioacuten depende de que el buque se encuentre en condicioacuten de arrufo o

de quebranto

En el caso de la condicioacuten de quebranto

119872119882119867 = 020 middot 119899 middot 119862119908 middot 119871119908 2 middot 119861119908119897 middot 119862119861 = 020 middot 1 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658

= 1309380 119896119873 middot 119898 Eq 159

En el caso de la condicioacuten de arrufo

119872119882119867 = minus025 middot 119899 middot 119862119908 middot 119871119908 2 middot 119861119908119897 middot 119862119861 = 020 middot 1 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658

= minus163672 119896119873 middot 119898 Eq 160

Graacuteficamente

Disentildeo estructural

194

Ilustracioacuten 68 Distribucioacuten del momento en olas

En este caso se comprueba que el valor del momento flector es mayor para la condicioacuten de

arrufo

413 Momentos flectores combinados

Para conocer los momentos flectores globales a los que se veraacute sometido el buque es

necesario combinar los momentos flectores obtenidos en aguas tranquilas con los momentos

flectores obtenidos en olas

El resultado final es el siguiente

Ilustracioacuten 69 Distribucioacuten de los momentos flectores totales sobre la eslora del buque Fuente Bureau

Veritas

Disentildeo estructural

195

Ilustracioacuten 70 Distribucioacuten de los momentos flectores totales

De la graacutefica anterior se puede concluir que el valor maacutes elevado asciende hasta los 2618760

kN que se da en la condicioacuten de quebranto

42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles

421 Tensiones globales admisibles

Como su propio nombre indica en el presente apartado se determinaraacuten los valores de las

tensiones admisibles bajo la accioacuten de las cargas globales calculadas en el punto anterior

Por norma general y como ya se comentoacute previamente los esfuerzos globales del buque viga

y los esfuerzos locales se examinan de forma independiente Sin embargo de acuerdo con el

nivel de tensioacuten global la estructura del casco bajo tensiones locales puede ser comprobada

teniendo en cuenta las tensiones globales del buque viga

En la presente tabla se recogen los valores anteriormente mencionados

Ilustracioacuten 71 Valores admisibles de tensiones globales Fuente Bureau Veritas

Donde120590119892119897119886119898 representa la tensioacuten global admisible 120591119892119897119886119898 la tensioacuten cortante admisible y 119877 el

liacutemite elaacutestico del material considerado

Disentildeo estructural

196

422 Tensiones locales admisibles

Las tensiones locales admisibles para las chapas y los refuerzos secundarios sometidos a

cargas locales en relacioacuten con el tipo de elemento estructural y el tipo de cargas locales se

definen en las siguientes tablas

Ilustracioacuten 72 Tensiones locales admisibles para chapas Fuente Bureau Veritas

Se puede comprobar como de nuevo la tensioacuten admisible depende del liacutemite elaacutestico del

material

En el caso de los refuerzos secundarios

Ilustracioacuten 73 Tensiones locales admisibles para refuerzos secundarios Fuente Bureau Veritas

Y finalmente en el caso de los refuerzos primarios

Disentildeo estructural

197

Ilustracioacuten 74 Tensiones locales admisibles para refuerzos primarios Fuente Bureau Veritas

Como es loacutegico los subiacutendices de las tensiones admisible variacutean siendo 120590119897119900119888119886119898 la tensioacuten local

admisible 120591119897119900119888119886119898 y la tensioacuten cortante admisible

43 Determinacioacuten de las presiones externas

En este apartado se calcularaacuten las presiones externas debidas al efecto del agua salada

exterior al buque

Estas presiones no son constantes pues variacutean con los movimientos relativos verticales del

buque es decir con las oscilaciones verticales de la superficie del mar en el costado de este

Se miden desde el calado de escantillonado y son simeacutetricas en ambos costados Variacutean en

funcioacuten de la zona del buque considerada

Ilustracioacuten 75 Subdivisiones del buque a lo largo de la eslora Fuente Bureau Veritas

Disentildeo estructural

198

Ilustracioacuten 76 Movimientos verticales relativos del buque Fuente Bureau Veritas

En funcioacuten de las distintas zonas se obtienen los siguientes valores

Tabla 7-2 Valor de los movimientos relativos verticales del buque

Localizacioacuten 119945120783(119950)

Popa a 025 Lw 161

025 Lw a 070 Lw 141

070 Lw a 085Lw 238

085 a proa 386

Como es loacutegico los movimientos verticales en la seccioacuten media son mucho menores que los

obtenidos en los piques de popa y proa

431 Presiones en el fondo

Para determinar la presioacuten externa en el fondo se tomaraacute el valor obtenido por la siguiente

expresioacuten

119901119878 = 120588 middot 119892(119879 + ℎ1 + ℎ2 minus 119885 0) = 1025 middot 981 middot (451 + 146 minus 0 minus 0) = 6004 119896119873

1198982 Eq 161

Donde

- 1198850 altura considerada para el caacutelculo En el caso del fondo su valor es nulo

432 Presiones en el costado

En el caso de la presioacuten en el costado se tomaraacute el mayor de los valores obtenidos por las

siguientes expresiones

119901119878 = 120588 middot 119892(119879 + ℎ1 + ℎ2 minus 119911) = 1025 middot 981 middot (451 + 146 minus 15) = 6004 119896119873

1198982 Eq 162

119901119878 = 120588 middot 119892 (119879 +08 middot 119861119908

2middot 119904119890119899119900119860119877 minus 119911) = 120588 middot 119892 (119879 +

08 middot 1375

2middot 11990411989011989911990025ordm minus 0)

= 3803 119896119873

1198982

Eq 163

Disentildeo estructural

199

Donde

- ℎ2 constante que toma un valor nulo de acuerdo con la normativa

- 119860119877 aacutengulo de roll Seguacuten la normativa toma un valor de 25ordm

- 119911 altura a considerar En este caso se ha tomado que la condicioacuten maacutes restrictiva es

z=0 m es decir en el fondo

433 Presiones en cubierta

Para calcular las cargas locales en cubiertas expuestas se recurre a la siguiente expresioacuten

119901119889 = (1199010 minus 10 middot 119911119889) middot 1205931 middot 1205932 middot 1205933 = (6004 minus 10 middot 59) middot 1 middot 041 middot 1 = 042 119896119873

1198982 Eq 164

Donde

- 119911119889 altura de la cubierta en metros

- 1199010 presioacuten obtenida en el fondo

- 1205931 1205932 1205933 factores determinados por la normativa

Sin embargo este valor ha de ser como miacutenimo igual al obtenido mediante la siguiente

expresioacuten

119901119889119898119894119899 = 196 middot 119899 middot 1205931 middot 1205932 middot 1205933 = 196 middot 1 middot 1 middot 041 middot 1 = 794 119896119873

1198982 Eq 165

Como se puede comprobar se tomaraacute el valor obtenido mediante la segunda expresioacuten puesto

que es mayor al obtenido mediante la primera

Sin embargo en el caso de las presiones en cubierta el valor obtenido se considera que no es

lo suficientemente elevado pues el buque estaacute destinado a llevar elementos muy pesados

sobre la misma como pueden ser cadenas anclas etc Por lo tanto de cara a los caacutelculos

estructurales y determinacioacuten de escantillones se tomaraacute que la carga sobre cubierta es de

60 1199051198982

44 Determinacioacuten de las presiones internas

El efecto de las presiones no solo se debe al efecto del agua exterior que rodea al buque sino

que tambieacuten pueden darse como consecuencia de cargas secas fluidos en tanques cargas

rodadas etc Estas presiones y fuerzas internas locales mencionadas se basan en las

aceleraciones del buque las cuales se basan en el siguiente paraacutemetro

Disentildeo estructural

200

119886119861 = 119899 middot (076 middot 119865 + 25 middot119862119908

119871119908119897) = 1 middot (076 middot 028 + 25 middot

3055

4864) = 0371 Eq 166

Donde

- 119865 nuacutemero de Froude

441 Aceleracioacuten en heave

La aceleracioacuten en heave se obtiene de la siguiente expresioacuten

119886119867 = 125 middot 119886119861 middot 119892 = 125 middot 0371 middot 981 = 455 119898 1199042 Eq 167

442 Aceleracioacuten en pitch

La aceleracioacuten en pitch se obtiene de la siguiente expresioacuten

120572119901 = 119860119901 (2 middot 120587

119879119901)

2

middot 119899 = 015 middot (2 middot 120587

362)

2

middot 1 = 0457 1199031198861198891199042 Eq 168

Siendo 119860119875 y 119879119901 la amplitud de pitch y el periacuteodo de pitch respectivamente

443 Aceleracioacuten en roll

La aceleracioacuten en roll se obtiene de manera anaacuteloga a la aceleracioacuten en pitch

120572119903 = 119860119903 (2 middot 120587

119879119903)

2

middot 119899 = 043 middot (2 middot 120587

608)

2

middot 1 = 0129 1199031198861198891199042 Eq 169

444 Aceleracioacuten vertical

Finalmente se puede determinar la aceleracioacuten vertical en funcioacuten de los paraacutemetros

anteriormente calculados y de la zona del buque por medio de la siguiente foacutermula

120572119911 = radic119886119867 2 + 120572119901

2 middot (020 middot 119871119908119897)2 Eq 170

Obteniendo

Tabla 7-3 Valor de las aceleraciones relativos verticales del buque

Localizacioacuten 119938119963(119950119956120784)

Popa a 025 Lw 81

025 Lw a 070 Lw 64

070 Lw a 085Lw 81

085 a proa 120

De manera anaacuteloga a los movimientos verticales las aceleraciones verticales en la seccioacuten

media son mucho menores que las obtenidas en los piques de popa y proa

Disentildeo estructural

201

Ilustracioacuten 77 Aceleraciones en funcioacuten de la zona del buque Fuente Bureau Veritas

445 Cargas internas en mamparos

Conocidas las distintas aceleraciones del buque el siguiente paso es determinar la presioacuten en

los mamparos debidas al efecto de los liacutequidos que contengan en su interior

Se ha de tomar el mayor de los valores obtenidos mediante las siguientes dos foacutermulas

119901 = 120588119871 [015 middot 120578 middot 119892 middot119897119887

2+ 119886119911 middot 120578 middot (119911119905119900119901 minus 119911) + 119892 middot (119911119871 minus 119911)]

= 1 middot [015 middot 08 middot 981 middot06

2+ 636 middot 08 middot (59 minus 15) + 981 middot (3075 minus 15)

= 4025119896119873

1198982

Eq 171

119901 = 120588119871 middot (119892 + 119886119885 middot 120578) middot (119911119905119900119901 minus 119911) + 100 middot 119875119901119907 + 015 middot 120578 middot 120588119871 middot119897119887

2

= 1 middot (981 + 636 middot 08) middot (59 minus 15) + 100 middot 0 + 015 middot 08 middot 1 middot06

2= 6865

119896119899

1198982

Eq 172

En el caso de locales vaciacuteos22 como puede ser la caacutemara de maacutequinas la presioacuten que se ha

de tomar es la siguiente

119901 = 119901119904 middot (1 +119886119885 middot 120578

119892) = 10 middot (1 +

636 middot 08

981) = 1519

119896119873

1198982 Eq 173

5 Escantillonado de elementos

Definidos los requisitos y tensiones admisibles de la resistencia longitudinal del buque el

siguiente paso es establecer los distintos escantillones de los numerosos elementos que

conforman la estructura del mismo

22 En este caso por ldquovaciacuteordquo se entiende que no es un tanque y por lo tanto que no estaacute destinado a alojar ninguacuten liacutequido en su interior si no distintos equipos y sistemas

Disentildeo estructural

202

El escantilloacuten de los elementos depende de su posicioacuten global en el buque esto es el

escantilloacuten de los elementos situados en el fondo del buque no tiene por queacute coincidir con el de

los elementos de costado o cubierta

Debido a que se trata de una fase preliminar del proyecto el proceso de escantillonado que se

seguiraacute no se centraraacute en detalles estructurales o geomeacutetricos concretos puesto que estos

corresponderiacutean al proceso de detalle

Por lo tanto en el presente apartado se determinaraacuten los escantillones miacutenimos de los distintos

elementos de las secciones 5 41 y 66 para las siguientes zonas del buque

- Fondo

- Costados

- Cubierta

Por comodidad uacutenicamente apareceraacuten reflejados los obtenidos para la cuaderna maestra

51 Estructura del fondo

En primer lugar se han de calcular las chapas del fondo incluida la quilla a la cual es habitual

dotar de un espesor mayor que al resto de chapas de fondo Ademaacutes la chapa del pantoque

se ha decidido incluir como chapa de fondo y no de costado al tratarse de una condicioacuten maacutes

conservadora

Estas chapas estaraacuten sometidas a la presioacuten de fondo calculada en apartados anteriores

En el caso de la normativa que es de aplicacioacuten se establece que las chapas de fondo han de

tener un espesor bruto miacutenimo de

119905119898119894119899119891 = 005 middot 119871119882 middot 119896 12 + 30 = 005 middot 4864 middot 1

12 + 30 = 55 119898119898 cong 6 119898119898 Eq 174

En este caso la normativa establece ademaacutes que como norma las chapas de fondo han de

tener como miacutenimo un espesor igual al de las chapas de costado

Para determinar el espesor miacutenimo de los refuerzos primarios se recurre a la siguiente

expresioacuten

119905119898119894119899 = 12 middot (37 + 0015 middot 119871119908119897 = 12 middot (37 + 0015 middot 4864) = 532 119898119898

cong 6 119898119898 Eq 175

Para determinar el escantillonado de los refuerzos longitudinales de fondo y de doble fondo es

necesario en primer lugar determinar el moacutedulo miacutenimo de la seccioacuten

En el fondo

Disentildeo estructural

203

119905119898119894119899119891 = (55 + 005 middot 119871119908 middot 11989612) middot 1198992 middot 119862119879 = (55 + 005 middot 4864 middot 1

12 ) middot 1 middot 1

= 793 119898119898 cong 8 119898119898 Eq 176

119882119898119894119899119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 141

= 5598 1198881198983

Eq 177

En el doble fondo

119905119898119894119899119889119891 = (4 + 004 middot 119871119908 middot 11989612) middot 1198992 middot 119862119879 = (4 + 004 middot 4864 middot 1

12 ) middot 1 middot 1

= 595 119898119898 cong 6 119898119898 Eq 178

119882119898119894119899119889119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 141

= 5598 1198881198983

Eq 179

Para los elementos transversales como con las varengas el espesor miacutenimo se mantiene

variando uacutenicamente el moacutedulo miacutenimo requerido

119882119898119894119899119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 1175

= 6718 1198881198983 cong 68 1198881198983

Eq 180

Siendo el espesor del alma y del ala del refuerzo como miacutenimo de

ℎ119882

119905119908le 20 middot radic119896 Eq 181

52 Estructura del costado

Para calcular el espesor miacutenimo de las chapas que se encuentran sometidas a una presioacuten

lateral como es el caso de las chapas de costado la expresioacuten a utilizar es la siguiente

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

6084

15275

= 78 119898119898 cong 8 119898119898

Eq 182

Por lo tanto tras todo lo mencionado anteriormente se deduce que tanto las chapas de fondo

como las chapas de costado han de tener un espesor miacutenimo de 8 mm

Para determinar el moacutedulo de los palmejares y refuerzos secundarios de costado se recurre a

la siguiente expresioacuten

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

6084 middot 22 middot 122

16 middot 15275= 713 1198881198983 Eq 183

Disentildeo estructural

204

53 Estructura de la cubierta principal

Para escantillonar los elementos de cubierta chapas esloras y baos se han de tener en cuenta

las presiones calculadas en apartados anteriores

Sin embargo al tratarse de una cubierta protegida por un revestimiento de madera o cubierta

auxiliar la normativa permite aplicar una reduccioacuten al espesor obtenido en primer lugar como

aplicacioacuten directa de la misma Como es loacutegico este valor no ha se ser inferior en ninguacuten caso

al miacutenimo aplicable

Para obtener el espesor miacutenimo de las chapas de cubierta se recurre a la misma expresioacuten

empleada para el caacutelculo de las chapas de costado pues la carga en cubierta es del todo similar

a una presioacuten externa lateral

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

794

1645

= 28 119898119898 cong 3 119898119898

Eq 184

Como el valor obtenido es inferior global cuyo valor se establecioacute en 6 mm se tomaraacute este

uacuteltimo como espesor miacutenimo de las chapas de cubierta

En cuanto a los refuerzos secundarios el moacutedulo miacutenimo requerido asciende a

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

60 middot 22 middot 122

16 middot 1645= 662 1198881198983 Eq 185

54 Estructura de los mamparos

Para calcular el espesor miacutenimo requerido en los elementos estructurales de los mamparos se

tomaraacuten las presiones obtenidas en apartados anteriores y se tendraacute en consideracioacuten que

estos de elementos han de dotar al buque de continuidad estructural en la medida de lo posible

Este hecho implica que la estructura de estos estaraacute condicionada por la zonza del buque en

la que se encuentren

El espesor miacutenimo de las chapas se determina del siguiente modo

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

6865

1645

= 799 119898119898 cong 8 119898119898

Eq 186

En cuanto a los refuerzos secundarios el moacutedulo miacutenimo requerido toma un valor de

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

6854 middot 22 middot 122

16 middot 1645= 76 1198881198983 Eq 187

Disentildeo estructural

205

6 Caacutelculo de las secciones representativas

Una vez que se han determinado las caracteriacutesticas de los elementos estructurales de las

distintas zonas del buque que hacen que el mismo soporte las presiones y tensiones a las que

se veraacute sometido el siguiente paso es disentildear y disponer tales elementos en la estructura del

buque

La disposicioacuten de los mismos depende del proyectista o disentildeador pero siempre se han de

cumplir unos criterios y requisitos miacutenimos como pueden ser los espacios o alturas libres

separaciones miacutenimas entre elementos del mismo tipo mantenimiento de continuidad

estructural y buacutesqueda de la homogeneidad etc

En el presente capiacutetulo como bien se indicoacute en apartados anteriores se llevaraacute a cabo un

disentildeo y optimizacioacuten de las secciones de popa cuerpo central y proa del buque

El objetivo final es asegurar que la estructura del buque dota al mismo de una resistencia

estructural adecuada mediante la homogeneizacioacuten y optimizacioacuten de sus elementos En el

primer caso el criterio tomado seraacute que el moacutedulo obtenido en las secciones previamente

mencionadas sea como miacutenimo igual al establecido por la sociedad de clasificacioacuten

Para calcular el moacutedulo miacutenimo en cubierta y en el fondo de las secciones se requeriraacute a una

herramienta propia de la normativa el software MARS Este programa permite determinar las

distintas caracteriacutesticas geomeacutetricas de las secciones como son su inercia eje neutro moacutedulo

etc

61 Seccioacuten de popa

La primera de las secciones que se introdujo en el programa MARS fue la seccioacuten de popa

correspondiente a la cuaderna nuacutemero 5 mostrada en la siguiente figura

Disentildeo estructural

206

Figura 7-1 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 5 sobre el modelo 3D

Como se puede comprobar variacutea la altura del doble fondo y empieza a nacer el quillote

central23 Ademaacutes corresponde a la zona de los tanques de agua de lastre de costado y a la

zona del local de propulsores de popa Se considera una seccioacuten representativa puesto que su

estructura es transversal y considera las solicitaciones debidas a la cubierta de carga y a los

propulsores de popa

En cuanto al disentildeo de la estructura se optoacute por disponer de varengas en cada cuaderna y

vagras cada 600 mm en el doble fondo para crear una estructura suficientemente resistente

como para transmitir bien los esfuerzos generados por el peso de los motores de los

propulsores principales En los tanques de costado se disponen refuerzos verticales para

soportar la presioacuten del fluido interior y finalmente se opta por disponer perfiles longitudinales

en la cubierta de carga

Para modelar la seccioacuten en el programa MARS primero se generoacute un panel correspondiente al

casco En segundo lugar se generoacute el panel correspondiente a la cubierta y por uacuteltimo se

modeloacute el panel correspondiente al mamparo longitudinal a 5200 mm delimitador de los

tanques de lastre de costado

23 Para el caacutelculo preliminar de la resistencia estructural se ha decidido no incluir la seccioacuten correspondiente al quillote central pues la informacioacuten que aportaba era miacutenima y las complicaciones que suponiacutea su modelado eran por el contrario considerables

Disentildeo estructural

207

Con tales consideraciones el modelado en el programa MARS fue el siguiente

Figura 7-2 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 5 modelada en MARS

Debido a que en ninguacuten caso las tensiones superaban el liacutemite de 035 middot 119877119910 no fue necesario

combinar la resistencia estructural con la resistencia local

En cuanto a la resistencia local de los elementos se comproboacute que salvo ligeras

modificaciones los escantillones miacutenimos proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran

adecuados para garantizar que la estructura era adecuada

Ilustracioacuten 78 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local

Finalmente se muestran a continuacioacuten las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten

Disentildeo estructural

208

Tabla 7-4 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de popa

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 059 m2

Momento de inercia sobre eje Y 106 m4

Momento de inercia sobre eje Z 1070 m4

Altura eje neutro 190 m

Moacutedulo en cubierta 027 m3

Moacutedulo en el fondo 056 m3

62 Seccioacuten de proa

La segunda seccioacuten que se analizoacute fue la correspondiente a la zona de proa concretamente a

la cuaderna 66

Ilustracioacuten 79 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 66 sobre el modelo 3D

Esta seccioacuten se considera representativa porque incluye las cubiertas de acomodacioacuten primera

y segunda y porque ademaacutes corresponde a la zona del abanico de proa caracteriacutestica por sus

formas y por estar sometida a altas presiones24

La estructura que se ha proyectado para la zona de proa es predominantemente transversal

Se ha dotado al doble fondo de varengas aligeradas por cada cuaderna y de un elemento

24 En el presente proyecto y debido a que el buque en cuestioacuten navega a velocidades relativamente bajas no se han considerado los efectos sobre la estructura de los golpes en proa o ldquoslammingrdquo

Disentildeo estructural

209

longitudinal a 1200 mm de crujiacutea para asegurar que la estructura soporta los esfuerzos de los

motores de los propulsores de proa Para asegurar la resistencia local de las chapas se dota

a las varengas centrales de contretes y a las varengas exteriores de refuerzos verticales

En los costados se disponen cuadernas verticales y si la luz del elemento es demasiado alta

(superior a los 1800 mm) como se da en el caso del local de los propulsores es necesario

disponer un palmejar que disminuya la longitud de las cuadernas a la mitad

Finalmente en las cubiertas se decide dotar al buque de una estructura longitudinal formada

por perfiles de tipo bulbo con un escantilloacuten descendiente en funcioacuten de la altura

En el caso cuadernas reforzadas se disponen bulaacutercamas con llantas de cara y baos en

cubierta Debido a que las solicitaciones son eran muy elevadas se pudo prescindir del empleo

de esloras en cubierta

Su representacioacuten en el programa MARS es la siguiente

Ilustracioacuten 80 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 66 modelada en MARS

Del mismo modo que para la cuaderna de popa se comproboacute que los escantillones miacutenimos

proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran adecuados para garantizar que la

resistencia local de la estructura era adecuada

Disentildeo estructural

210

Ilustracioacuten 81 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local

Las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten son las siguientes

Tabla 7-5 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de proa

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 041 m2

Momento de inercia sobre eje Y 542 m4

Momento de inercia sobre eje Z 147 m4

Altura eje neutro 667 m

Moacutedulo en cubierta 123 m3

Moacutedulo en el fondo 081 m3

63 Seccioacuten media o cuaderna maestra

Por uacuteltimo se realizoacute el mismo proceso para la cuaderna maestra correspondiente a la seccioacuten

media concretamente la cuaderna 39 A pesar de no tratarse de la cuaderna maestra se

decidioacute representar la cuaderna 42 en vez de la cuaderna 39 puesto que la informacioacuten que la

primera proporcionaba era ligeramente menos representativa Baacutesicamente el aspecto clave es

Disentildeo estructural

211

que en la cuaderna maestra se encuentran las tomas de mar y no tanques como siacute ocurre en

la cuaderna 42

Ilustracioacuten 82 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 42 sobre el modelo 3D

En el caso de la estructura de la seccioacuten media esta ha de calcularse uacutenicamente hasta la

cubierta resistente

El periacutemetro de la seccioacuten tiene la forma en ldquoUrdquo disposicioacuten caracteriacutestica de la mayoriacutea de los

buques en la zona ciliacutendrica Se ha optado por dotar a la seccioacuten de estructura transversal en

el doble fondo y costados y de estructura longitudinal en la cubierta resistente o de carga

En el doble fondo se han dispuesto varengas aligeradas cada cuaderna y longitudinales no

pasantes cada 600 mm

En los costados y tambieacuten para reforzar los tanques laterales se han dispuesto refuerzos

verticales de tipo bulbo que terminan y empiezan con cartelas para mejorar la continuidad

estructural y evitar la aparicioacuten de puntos duros o de concentracioacuten de tensiones

Finalmente para dotar a la cubierta de carga de una resistencia estructural adecuada se ha

decidido disponer de bulbos equiespaciados desde crujiacutea hasta el final de los tanques laterales

Como en el resto de la estructura se disponen cuadernas resistentes cada 4 cuadernas

formadas por baos fuertes con llantas de cara

Su representacioacuten en el programa MARS es la siguiente

Disentildeo estructural

212

Ilustracioacuten 83 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 42 modelada en MARS

Del mismo modo que para las secciones de popa y de proa se comproboacute que los escantillones

miacutenimos proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran adecuados para garantizar que

la resistencia local de la estructura era adecuada

Ilustracioacuten 84 Seccioacuten media Verificacioacuten de la resistencia local

Las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten son las siguientes

Disentildeo estructural

213

Tabla 7-6 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten media

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 069 m2

Momento de inercia sobre eje Y 368 m4

Momento de inercia sobre eje Z 1392 m4

Altura eje neutro 276 m

Moacutedulo en cubierta 117 m3

Moacutedulo en el fondo 133 m3

7 Resumen de los elementos estructurales empleados

En el presente apartado se incluiraacute una breve table resumen con todos los elementos

estructurales empleados en las distintas secciones del buque tanto longitudinales como

transversales

Se incluiraacute ademaacutes una comparativa entre el espesor y moacutedulo miacutenimo recomendados por la

normativa y el ofrecido

Tabla 7-7 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de popa

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas t (mm) 92 10

Chapas (doble fondo) t (mm) 81 9

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 9 9

w (cm3) 5599 60

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 6718 12318

Costado

Chapas t (mm) 97 10

Cuadernas t (mm) 10 10

w (cm3) 3631 9581

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 348 35085

Cubierta

Chapas t (mm) 970 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 85 9

w (cm3) 14509 16629

Disentildeo estructural

214

Tabla 7-8 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de proa

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas t (mm) 97 10

Chapas (doble fondo) t (mm) 81 9

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 8 8

w (cm3) 369 5426

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 355 6369

Costado

Chapas t (mm) 78 8

Cuadernas t (mm) 8 8

w (cm3) 4926 9581

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 13513 1415

Cubierta Ppal

Chapas t (mm) 97 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 8 8

w (cm3) 2504 4432

Cubierta Acc 1

Chapas t (mm) 92 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 8 8

w (cm3) 1001 4432

Cubierta Acc 2

Chapas t (mm) 87 9

Refuerzos longitudinales t (mm) 10 10

w (cm3) 12059 13138

Tabla 7-9 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten media

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas (quilla) t (mm) 95 10

Chapas t (mm) 8 8

Chapas (doble fondo) t (mm) 8 8

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 8 8

w (cm3) 1167 1201

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 1133 1192

Costado

Chapas t (mm) 85 9

Cuadernas t (mm) 9 9

w (cm3) 26026 26437

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 3364 3532

Disentildeo estructural

215

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Cubierta

Chapas t (mm) 97 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 85 9

w (cm3) 12255 14139

8 Valor y posicioacuten del peso en rosca

Conocida la estructura interna del buque a lo largo de la eslora es posible determinar de un

modo maacutes preciso el peso y posicioacuten (de su centro de gravedad) del peso en rosca del buque

Como ya se determinoacute en capiacutetulos anteriores el peso en rosca estaacute compuesto por el peso de

acero (elementos estructurales continuos transversales y acero en general) peso de la

maquinaria y peso de la habilitacioacuten y equipos

A pesar de que existen numerosos meacutetodos para determinar el peso de acero del buque en

este caso se decide recurrir a las caracteriacutesticas geomeacutetricas de las distintas secciones que lo

conforman El proceso se explicaraacute con detalle en los capiacutetulos posteriores

Para determinar el peso de la maquinaria y equipos se recurre a la informacioacuten proporcionada

por los propios fabricantes antildeadiendo en determinados casos factores correctores para tener

en cuenta las estructuras auxiliares necesarias que puedan tener asociadas

En otros casos bien por no contar con la informacioacuten correspondiente o por no contar con

meacutetodos experimentales adecuados ciertas partidas de pesos tendraacuten que estimarse

Una vez se conoce el peso de cada una de las partidas y la posicioacuten de su respectivo centro

de gravedad se puede determinar los correspondientes al peso en rosca del buque Este valor

es fundamental para determinar la estabilidad del buque la cual se estudiaraacute en el siguiente

capiacutetulo

81 Peso de acero

En este apartado se determinaraacute el peso del acero del buque Como peso del acero se entiende

el peso de los elementos que conforman la estructura del buque la cual se definioacute en apartados

previos como una estructura mixta (longitudinal en las cubiertas y transversal en costados y

fondo)

La estructura del buque se dividiraacute en tres secciones principales zona de popa (desde la

perpendicular de popa hasta la cuaderna 17) seccioacuten central (desde la cuaderna 5 hasta la

cuaderna 48) y zona de proa (desde la cuaderna 48 hasta la perpendicular de proa)

Ademaacutes de la separacioacuten anterior el buque se dividiraacute en 20 secciones representativas de las

cuales se calcularaacute el peso y para conocer el peso de las secciones intermedias entre ellas se

integraraacute mediante el meacutetodo de Simpson para obtener los respectivos pesos

Disentildeo estructural

216

Ilustracioacuten 85 Divisioacuten del buque en 20 secciones

811 Peso del acero longitudinal continuo

Para calcular el peso de los elementos estructurales continuos se extrapola el peso de los

elementos longitudinales que conforman las tres secciones caracteriacutesticas (1198821198711 1198821198712 119910 1198821198713) al

resto de las secciones del buque (119882119871119894)

Se ha seguido el meacutetodo de Aldwinckle por haber trabajado en anteriores ocasiones con el

mismo

Este meacutetodo relaciona el peso de cada una de las secciones con el de su correspondiente

seccioacuten caracteriacutestica de acuerdo con una relacioacuten de periacutemetros (119866119894) y ofrece ademaacutes una

serie de coeficientes (119898119894) que variacutean en funcioacuten del tipo de buque que se esteacute estudiando

119882119871119894 = 119866119894 119898119894 middot 119882119871123 Eq 188

Para obtener el peso de acero longitudinal de las distintas secciones se ha tenido en cuenta el

aacuterea obtenida mediante el programa MARS y la densidad del acero (en 1199051198983) como

119882119894 = 120588119904 middot 119860119894

Para calcular la altura del centro de gravedad del acero longitudinal continuo se toma la

suposicioacuten de que la relacioacuten entre el centro de gravedad del acero de las tres secciones

representativas (ver 6) y el centro geomeacutetrico acero de las misma mantiene una relacioacuten

constante para el resto de las secciones

Disentildeo estructural

217

Finalmente se integran todos los valores obtenidos y se obtiene el peso del acero longitudinal

continuo total asiacute la altura de su centro de gravedad

Los valores obtenidos son los siguientes

Tabla 7-10 Distribucioacuten del acero longitudinal continuo

SECCIOacuteN Xi (m) Periacutemetro (m) Gi mi Zgi (m) Kgi (m) Wli (tm) Simpson (tm)

0 000 3121 082 240 453 353 287 287

1 232 3197 084 325 434 338 263 1050

2 463 3762 099 320 409 319 446 892

3 695 3818 100 292 373 290 467 1870

4 926 3830 101 267 354 276 471 942

5 1158 3836 101 240 330 257 472 1888

6 1390 3850 101 212 312 243 555 1110

7 1621 3875 102 184 303 236 560 2239

8 1853 3792 100 157 299 233 538 1077

9 2084 3822 100 125 298 232 544 2178

10 2316 3806 100 100 298 232 542 1083

11 2548 3795 100 111 298 232 540 2160

12 2779 3750 099 125 303 236 532 1063

13 3011 3657 096 136 305 237 513 2052

14 3242 3490 092 155 310 242 474 947

15 3474 3235 085 190 317 247 398 1591

16 3706 2904 076 223 323 252 176 352

17 3937 2504 066 250 331 258 113 452

18 4169 2062 054 307 346 270 049 098

19 4400 1546 041 385 384 299 010 040

20 4632 124 003 315 426 332 000 000

El peso de acero longitudinal continuo total asciende hasta

Tabla 7-11 Peso del acero longitudinal continuo

WL (t) XgL(m) ZgL(m)

18111 2547 328

812 Peso del acero transversal continuo

De un modo del todo semejante al apartado anterior se determina el peso del acero transversal

continuo

Una vez se determinaron los escantillones de los elementos primarios transversales y su

separacioacuten la cual ascendiacutea hasta los 24 metros se obtiene el peso correspondiente por

unidad de longitud

Disentildeo estructural

218

La principal diferencia con respecto al apartado anterior el correspondiente al peso de acero

longitudinal continuo es que en este caso la extrapolacioacuten de los valores obtenidos en las

secciones caracteriacutesticas al resto de secciones no se hace en funcioacuten de su periacutemetro sino de

su aacuterea

119882119879119894 = 119876119894 119901119894

middot 119882119879123 Eq 189

En este caso el coeficiente 119901119894 estaacute tabulado y no depende del tipo de buque (ver [1])

Los valores obtenidos son los siguientes

SECCIOacuteN Xi (m) Aacuterea (m2) Qi pi Zgi (m) Kgi (m) Wli (tm) Simpson (tm)

0 000 3711 046 050 453 353 333 333

1 232 4241 053 065 434 338 323 1294

2 463 4919 061 078 409 319 334 668

3 695 5866 073 087 373 290 373 1491

4 926 6453 080 094 354 276 399 798

5 1158 7118 089 099 330 257 435 1739

6 1390 7621 095 100 312 243 465 930

7 1621 7870 098 100 303 236 480 1921

8 1853 7995 100 100 299 233 488 976

9 2084 8020 100 100 298 232 489 1957

10 2316 8023 100 100 298 232 490 979

11 2548 8001 100 100 298 232 488 1953

12 2779 7903 099 100 303 236 482 964

13 3011 7582 095 100 305 237 463 1850

14 3242 7017 087 100 310 242 428 856

15 3474 6095 076 098 317 247 374 1496

16 3706 4972 062 094 323 252 312 624

17 3937 3756 047 087 331 258 253 1012

18 4169 2491 031 078 346 270 197 393

19 4400 1197 015 065 384 299 142 569

20 4632 085 001 050 426 332 050 050

El peso de acero transversal continuo total asciende hasta

Tabla 7-12 Peso del acero longitudinal continuo

Wt (t) Xgt(m) Zgt(m)

331 331 331

Disentildeo estructural

219

813 Peso de los mamparos

Al tratarse de unos elementos con una geometriacutea simple el caacutelculo de su peso es sencillo Se

ha de tener en cuenta tanto su aacuterea como su espesor y densidad

Al peso correspondiente a la mera chapa que conforma el mamparo se ha de antildeadir un margen

del 30 correspondiente a los refuerzos verticales y transversales que se disponen en los

mismos

En cuanto a las posiciones verticales de sus centros de gravedad estas vendraacuten determinadas

por el aacuterea de las chapas que los conforman

Finalmente los valores obtenidos son los siguientes

Xg(m) Yg(m) Zg(m) Aacuterea (m2) Espesor (mm) Peso chapa (t) Peso Refuerzos (t) Peso (t)

-120 000 459 3519 11 304 091 395

420 000 414 4782 11 413 124 537

1020 000 344 6729 11 581 174 755

2820 000 559 14781 11 1276 383 1659

3910 000 329 3935 11 340 102 442

4380 000 559 2736 11 236 071 307

Obteniendo unos valores finales de

Wm(t) Xgm(m) Zgm(m)

3150 2762 606

814 Peso del acero de la superestructura

Para determinar el peso de la superestructura se recurre al meacutetodo propuesto en [1]

En este meacutetodo se aplican una serie de coeficientes a las distintas cubiertas que se encuentren

en la superestructura Toman los siguientes valores

- Peso de cubiertas bajas 0065 tm3

- Peso de cubiertas intermedias 0055 tm3

- Peso de cubierta de puente de gobierno 0040 tm3

Por lo tanto conocidas las aacutereas de las distintas cubiertas y voluacutemenes de los espacios que

conforman se puede determinar de un modo sencillo el peso de la superestructura

Los valores obtenidos son los siguientes

Disentildeo estructural

220

Tabla 7-13 Peso de acero de la superestructura

Elemento Aacuterea (m2) Volumen (m3) Peso (t) Xg(m) Zg(m)

Cubierta principal 27628 57586 3743 3097 590

Cubierta Acc1 31453 75412 4148 3217 830

Cubierta Acc2 35714 94821 5215 3363 1110

Puente gobierno 14567 46485 1859 3015 1388

El valor final obtenido es el siguiente

Tabla 7-14 Peso final de acero de la superestructura

WL (t) Xg (m) Zg (m)

14965 3213 937

815 Otros pesos

Como es loacutegico las partidas anteriormente consideradas no incluyen todo el peso de acero del

buque pues el nuacutemero de elementos y equipos auxiliares a considerar es muy elevado y queda

fuera del alcance de la etapa preliminar en la que queda enmarcado el presente proyecto

Por lo tanto para considerar el resto de los equipos que acompantildean a los sistemas del buque

como pueden ser polines o refuerzos estructurales puntuales los guardacalores el quillote

central etc se decide antildeadir al resultado final un margen situado entre el 5 y el 8 Finalmente

se ha considerado un factor del 5

82 Peso de acero total

En este apartado se incluye una tabla resumen con la partida de pesos de acero que se ha

considerado Se incluye el valor total obtenido asiacute como las coordenadas del centro de

gravedad

Tabla 7-15 Peso de acero total obtenido

Elemento Peso (t) Xg(m) Zg(m)

Peso de acero longitudinal 18111 2547 328

Peso de acero transversal 17711 2757 331

Peso de mamparos 3150 2762 606

Peso de superestructura 14965 3213 937

Total 53938 2813 514

Total (maacutes margen) 56635 2813 514

83 Peso de maquinaria y equipos

En este apartado se recogen los pesos de todos los equipos y sistemas instalados a bordo del

buque

Disentildeo estructural

221

La mayoriacutea de los pesos han podido obtenerse por parte de los propios fabricantes y en los

casos en los que no fue posible se estimoacute el valor en base a modelos similares de otras firmas

Tabla 7-16 Peso de la maquinaria y equipos

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Anclas 300 4260 000 820

Balsas salvavidas 066 3540 000 1300

Bomba FIFI 250 2160 270 300

Bombas 370 1800 000 300

Bote de rescate 150 2040 -500 880

Botellas de aire comprimido 160 1080 280 300

Cable tugger winches 150 1860 000 650

Cadenas de anclas 100 4290 000 700

Compresores y sistemas HVAC 600 2910 310 300

Compresores 200 1230 425 250

Compresores de aire de arranque 140 1080 280 300

Convertidores 540 2670 000 370

Defensas 600 3000 000 760

Elementos de acomodacioacuten externos 890 1760 000 620

Elementos de amarre 200 4320 000 1150

Equipos eleacutectricos 7500 1800 000 400

Estopor 080 4230 000 1130

Generador de agua dulce 150 3360 -060 300

Generador de emergencia 137 2580 -270 920

Generadores Principales 3400 1680 000 295

Gruacutea principal 1920 910 460 850

Maquinaria auxiliar 500 1750 000 260

Motor de propulsor de proa 1 115 3900 000 320

Motor de propulsor de proa 2 115 4100 000 340

Motor eleacutectrico de azimutal Babor 438 000 180 400

Motor eleacutectrico de azimutal Estribor 438 000 -180 400

Palo de luces 280 3242 000 2123

Paneles de mando 700 1140 -148 320

Pescante de bote de rescate 270 2100 -600 1020

Propulsor azimutal Babor 1600 000 360 290

Propulsor azimutal Estribor 1600 000 -360 290

Propulsor transversal de proa 1 318 3900 000 130

Propulsor transversal de proa 2 318 4100 000 150

Proteccioacuten madera cubierta 463 790 000 550

Rodillo de popa 500 -100 590 300

Rutado y ventilacioacuten 5900 2086 000 361

Disentildeo estructural

222

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Silenciadores 250 2700 000 970

Sistema towing pins 237 150 000 580

Sistema towing winch 1000 2940 240 250

Equipos de talleres 130 3000 -270 250

Transformador de emergencia 050 2460 -420 920

Transformadores 540 2670 000 370

Tugger winches 300 1860 000 650

Total 33966 1745 041 435

84 Peso de la habilitacioacuten

La estimacioacuten del peso de acero correspondiente a la habilitacioacuten es por lo general muy

compleja

La distribucioacuten de espacios y camarotes en los buques depende fundamentalmente de la misioacuten

y tipo del mismo Por lo tanto en este caso para realizar una estimacioacuten del peso de la

habilitacioacuten en funcioacuten del tipo de local (camarote cocina gambuzas lavanderiacutea etc) y su

aacuterea se recurre a unos factores proporcionados por [12] y por [15] por tratarse de proyectos de

buques similares

Los coeficientes que se emplearaacuten son los siguientes

Espacio Coeficiente (tm2)

Gambuzas 012

Pasillos 016

Escaleras 017

Camarote 018

Comedor 018

Salones 018

Oficinas 018

Salas de control

022

Hospital 022

Bantildeos 022

Talleres 024

Lavanderiacutea 026

Cocina 030

Para determinar las posicioacuten longitudinal transversal y vertical de los centros de gravedad de

los distintos locales se ha recurrido al plano de disposicioacuten general y se ha medido un hipoteacutetico

centro de voluacutemenes de los mismos Debido a que la tabla resumen con todos los valores

resulta demasiado extensa se ha decidido incluir como anexo

Los resultados finales son los siguientes

Disentildeo estructural

223

Tabla 7-17 Peso final de la partida de habilitacioacuten

Peso total (t) Xg(m) Yg(m) Zg(m)

16641 2887 -032 824

85 Peso en rosca

Conocidas las distintas partidas que conforman el peso en rosca del buque ya se estaacute en

disposicioacuten de obtener el valor y posicioacuten del centro de gravedad del mismo

Debido a las estimaciones y suposiciones tomadas y a que el proyecto se encuentra en su fase

maacutes temprana desviaciones comprendidas entre el 5 y el 10 con respecto al peso en rosca

estimado en el dimensionamiento (ver 18) se consideran aceptables

A continuacioacuten se muestra el peso en rosca del buque obtenido

Tabla 7-18 Peso en rosca final

Elemento Peso (t) Xg(m) Yg(m) Zg(m)

Peso de acero 56635 2679 000 490

Peso de maquinaria y equipos 33966 1745 041 435

Peso de habilitacioacuten 16641 2887 -032 824

Total 107241 2416 008 524

Total (dimensionamiento) 115556

Desviacioacuten 7

Como se puede comprobar las estimaciones realizadas fueron adecuadas pues el valor

obtenido de peso en rosca se aproxima notablemente al valor esperado desviaacutendose

uacutenicamente un 7 Este incremento de peso implicariacutea un aumento de calado de

aproximadamente 12 centiacutemetros lo cual de nuevo se considera aceptable

En definitiva el valor de peso en rosca obtenido se considera razonable y adecuado para

proseguir con el capiacutetulo de estabilidad

Disentildeo estructural

224

Caacutelculos de arquitectura naval

225

Caacutelculos de arquitectura naval

1 Introduccioacuten

En este capiacutetulo nuacutemero 8 el objetivo es analizar la estabilidad intacta y en averiacuteas del buque

proyecto

Como es loacutegico el estudio de la estabilidad del buque ha de hacerse en las uacuteltimas etapas del

proyecto para contar con la mayor cantidad de datos posible Los datos que son necesarios

son las formas de la carena del buque la distribucioacuten y disposicioacuten de tanques la distribucioacuten

y posicioacuten del peso en rosca etc Cuantos maacutes datos se consideren mayor seraacute la precisioacuten

de los caacutelculos de estabilidad

Uno de los aspectos importantes que se han de considerar antes de realizar los caacutelculos es la

consideracioacuten que se le da al buque en cuanto a criterios aplicables En este sentido se decide

considerar al buque como SPS25 y por lo tanto tendraacute que cumplir con todos los requisitos

establecidos en el coacutedigo SPS del 2008 los cuales se mostraraacuten maacutes adelante

Para llevar a cabo todos los caacutelculos necesarios se emplearaacuten hojas de caacutelculo auxiliares y el

software Maxsurf concretamente su moacutedulo Stability

Teniendo en cuenta todo lo anteriormente mencionado el presente capiacutetulo consistiraacute en

determinar los siguientes aspectos

- Pesos y caracteriacutesticas consideradas

- Puntos de inundacioacuten progresiva

- Situaciones de carga consideradas

- Caacutelculos de estabilidad

- Requisitos aplicables

- Francobordo

- Arqueo

2 Componentes del peso muerto

Para cumplir con las especificaciones del proyecto es necesario comprobar que las toneladas

de peso muerto finalmente obtenidas son iguales o superiores a las 800 toneladas requeridas

En el capiacutetulo anterior se obtuvo que el peso en rosca del buque ascendiacutea hasta las 107241

toneladas mientras que en el capiacutetulo de dimensionamiento se obtuvo que el desplazamiento

del buque ascendiacutea hasta las 195556 toneladas Sin embargo durante el proceso de

generacioacuten de formas el desplazamiento obtenido fue de 2020 toneladas aproximadamente En

25 SPS Special Purpose Ships (buques de fines especiales)

Caacutelculos de arquitectura naval

226

este caso la partida de peso muerto asciende hasta las 950 toneladas lejanas a las 800

esperadas

Sin embargo este hecho se debe a que en el modelado se excedioacute ligeramente el

desplazamiento esperado y en la obtencioacuten del peso en rosca se obtuvo un valor inferior al

esperado En la etapa preliminar en la cual se ubica este proyecto se considera una desviacioacuten

aceptable pero de cara a etapas posteriores del mismo seriacutea necesario disminuir el

desplazamiento del buque modelado para aumentar la precisioacuten de los resultados

Finalmente las partidas de peso muerto consideradas son las siguientes

Tabla 8-1 Partidas del peso muerto

Partida Valor (t)

Agua dulce 40364

Agua dulce teacutecnica 6102

Combustible 28545

Aceite lub 808

Pertrechos 500

Tripulacioacuten 360

Conocidas las partidas del peso muerto y aplicando un factor de reduccioacuten del 10 para

compensar la desviacioacuten anteriormente mencionada se obtiene que la carga uacutetil en cubierta

asciende hasta aproximadamente las 120 toneladas

Las cargas se consideraraacuten puntuales pues su distribucioacuten a lo largo de la eslora no es sencilla

En concreto la carga estimada en cubierta se consideraraacute dispuesta a un metro de altura sobre

la misma la carga por tripulante se ha establecido en 100 kg y los pertrechos en 5 toneladas

3 Puntos de inundacioacuten progresiva

De cara a realizar correctamente los caacutelculos de estabilidad es necesario analizar las distintas

aberturas con las que cuenta el buque y que determinan a su vez los posibles puntos de

inundacioacuten progresiva Por abertura se entiende puertas o escotillas

Se considera que si estos puntos de inundacioacuten progresiva se sumergen el calado puede

aumentar considerablemente al inundarse un espacio o local del buque

En el buque proyecto se considera que todas las escotillas de la cubierta principal (escotilla de

escape del local de propulsores de popa y escotilla de escape de caacutemara de maacutequinas) y todas

las puertas que dan acceso a la acomodacioacuten son estancas

Sin embargo se decide tomar un caraacutecter muy conservador en este aspecto y considerar que

las puertas que dan acceso a la acomodacioacuten en la cubierta de acomodacioacuten 1 y la puerta de

acceso al local del generador de emergencia no son estancas (aunque en realidad si lo sean)

Por lo tanto estas dos uacuteltimas aberturas se consideraraacuten como puntos de inundacioacuten

progresiva

Caacutelculos de arquitectura naval

227

Tabla 8-2 Puntos de inundacioacuten progresiva

Posicioacuten

Abertura x(m) y (m) z (m)

Puerta Local Emergencia 234 05 83

Puerta Acc 01 234 4 83

4 Situaciones de carga consideradas

En este apartado se indicaraacuten las condiciones de carga que se han considerado como maacutes

relevantes de cara a la correcta operacioacuten del buque y que engloban todas las situaciones a las

que se veraacute sometido el buque a lo largo de su vida uacutetil

Las condiciones de carga consideradas son las siguientes

- SC01 ndash Salida a plena carga En esta condicioacuten el buque lleva a bordo todos los

consumibles necesarios incluyendo viacuteveres y pertrechos La carga en cubierta se

incluye

- SC02 ndash En operacioacuten Durante la operacioacuten se considera que no hay carga en cubierta

y que los consumibles se han reducido un 35

- SC03 ndash En operacioacuten con gruacutea principal Este caso es ideacutentico al anterior pero se

considera que la gruacutea principal estaacute levantando un peso de 12 toneladas a 12 metros

de distancia

- SC04 ndash Fin de operacioacuten sin carga Situacioacuten que representa la llegada a puerto del

buque con un 10 de los consumibles sin pertrechos y sin carga en cubierta

- SC05 ndash Fin de operacioacuten con carga Mismo caso que el anterior pero antildeadiendo la

carga en cubierta

- SC06 ndash Operacioacuten de remolque Una de las operaciones maacutes criacuteticas de este tipo de

buques se da durante las operaciones de remolque pues los aacutengulos de tiro pueden

llegar a los 45deg y el peso de los equipossistemas remolcados puede alcanzar las 40

toneladas En este caso se han de cumplir unos criterios de estabilidad especiales

aparte de los generales

41 SC01 Salida a plena carga

Como ya se comentoacute previamente esta condicioacuten corresponde a la salida del buque de puerto

con todos los consumibles disponibles y con la carga en cubierta Por el contrario los tanques

de sentinas reboses aguas grises y aguas negras se consideran vaciacuteos

Como norma general el llenado maacuteximo de los tanques corresponderaacute a un 98 y el llenado

miacutenimo a un 05 El primer caso debido a la reduccioacuten de llenado por el efecto de los refuerzos

internos y el segundo debido a que es muy complicado vaciar los tanques por completo

Caacutelculos de arquitectura naval

228

Debido a la elevada carga que se dispone en cubierta la tendencia del buque seraacute la de adquirir

un cierto trimado hacia popa el cual se ha de corregir mediante el llenado vaciado de los

tanques de lastre de popa y proa

En este caso manteniendo el pique de proa vaciacuteo se consigue la condicioacuten de escora nula pero

no se puede evitar que el buque trime ligeramente por proa

Finalmente para la condicioacuten de carga considerada se han obtenido los siguientes valores en

la situacioacuten de equilibrio

Tabla 8-3 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC01

Concepto Valor

Calado medio (m) 450

Desplazamiento (t) 201600

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 456

Calado popa (m) 445

Trimado (m) -014

Superficie mojada (m2) 84422

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 56524

CP 067

CB 066

CM 099

CF 086

LCB (m) 2083

LCF (m) 1878

KB (m) 255

KG (m) 435

BMt (m) 407

BML (m) 4342

GMt corregido (m) 227

GML m 4161

Toneladas 1 cm inmersioacuten 579

Momento trimar 1 cm 1826

Analizando los resultados obtenidos se puede concluir que la condicioacuten resulta satisfactoria y

adecuada

Caacutelculos de arquitectura naval

229

42 SC02 En operacioacuten

En la condicioacuten de operacioacuten inicial se considera que los tanques han reducido su capacidad

en un 3526 y que el buque ya no cuenta con la carga en cubierta original Ademaacutes los tanques

de reboses sentinas etc se consideran llenos hasta el 35 de su capacidad

En este caso al no contar con el elevado peso que supone la carga en cubierta se espera que

el buque trime por proa pues el peso en rosca queda ligeramente hacia proa desde la seccioacuten

media del buque

Para conseguir una adecuada distribucioacuten de tanques que garantice unos aacutengulos de escora y

trimado pequentildeos en este caso se han tenido que llenar los tanques de lastre de popa al

completo y los tanques de lastre inmediatamente ubicados a estos al 98 el de babor y al

75 el de estribor

Los valores finalmente obtenidos son los siguientes

Tabla 8-4 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC02

Concepto Valor

Calado medio (m) 404

Desplazamiento (t) 174500

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 411

Calado popa (m) 397

Trimado (m) -018

Superficie mojada (m2) 79214

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55892

CP 065

CB 063

CM 098

CF 085

LCB (m) 2119

LCF (m) 1875

KB (m) 229

KG (m) 469

BMt (m) 459

BML (m) 4880

GMt corregido (m) 219

GML m 4640

Toneladas 1 cm inmersioacuten 573

26 En realidad no todos los tanques presentan la misma reduccioacuten de capacidad sino que esta variacutea en funcioacuten de las capacidades y tipo del mismo (fluido que almacena) En este caso se asume que todos variacutean proporcionalmente para poder representar de manera aproximada tal condicioacuten de carga

Caacutelculos de arquitectura naval

230

Concepto Valor

Momento trimar 1 cm 1763

Como se puede comprobar en este caso se ha conseguido mantener un aacutengulo de escora

nulo pero no se ha podido evitar que el buque trime ligeramente por proa

43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal

Este caso es ideacutentico al anterior a excepcioacuten de la carga adicional generada por el movimiento

vertical de un peso como resultado de la operacioacuten de la gruacutea principal

De acuerdo con la capacidad de izado de la gruacutea principal ver Ilustracioacuten 42 se ha considerado

el peor escenario posible es decir aquel que genera un mayor momento El mayor momento

se alcanza al desplazar una carga de 12 toneladas a una distancia de 16 metros lo cual genera

un momento de 192 tmiddotm

En este caso se ha comprobado que el aacutengulo de escora obtenido asciende hasta los -18

grados muy inferior a lo miacutenimo exigido por la normativa Para conseguir que el buque navegue

con una escora nula se han llenado los tanques de lastre de estribor por completo mientras

que los de babor se han llenado de popa a proa al 83 y al 70 respectivamente para

corregir el trimado que se daba por proa

Los resultados finales son los siguientes

Tabla 8-5 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC03

Concepto Valor

Calado medio (m) 405

Desplazamiento (t) 175600

Escora (m) 000

Calado proa (m) 406

Calado popa (m) 403

Trimado (m) -004

Superficie mojada (m2) 79419

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55927

CP 065

CB 064

CM 098

CF 085

LCB (m) 2105

LCF (m) 1872

KB (m) 230

KG (m) 467

BMt (m) 458

BML (m) 4857

Caacutelculos de arquitectura naval

231

Concepto Valor

GMt corregido (m) 221

GML m 4620

Toneladas 1 cm inmersioacuten 573

Momento trimar 1 cm 1766

44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga

En este caso se va a analizar la condicioacuten de equilibrio en la cual el buque regresa a puerto

con un 10 de los consumibles sin pertrechos y sin carga en cubierta En este caso los tanques

de sentinas reboses aguas grises y aguas negras se consideraraacuten llenos

Para controlar el trimado el nivel del pique de proa se ha fijado en el 45

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-6 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC04

Concepto Valor

Calado medio (m) 375

Desplazamiento (t) 159100

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 375

Calado popa (m) 376

Trimado (m) 001

Superficie mojada (m2) 76164

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55392

CP 064

CB 063

CM 098

CF 084

LCB (m) 2125

LCF (m) 1874

KB (m) 213

KG (m) 474

BMt (m) 494

BML (m) 5236

GMt corregido (m) 234

GML m 4975

Toneladas 1 cm inmersioacuten 568

Momento trimar 1 cm 1724

Caacutelculos de arquitectura naval

232

45 SC05 Fin de operacioacuten con carga

En este caso se parte de la condicioacuten de carga anterior y aparte de la configuracioacuten del resto

de tanques se antildeade la carga en cubierta

Esta situacioacuten podriacutea representar la recogida de unas anclas para su reparacioacuten o sustitucioacuten

Como es loacutegico para compensar el efecto de la carga de cubierta situada a popa del centro de

gravedad global es necesario disminuir el nivel de los tanques de lastre de popa al 70 y

aumentar el nivel del pique de proa hasta el 98

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-7 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05

Concepto Valor

Calado medio (m) 392

Desplazamiento (t) 168700

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 392

Calado popa (m) 392

Trimado (m) 000

Superficie mojada (m2) 78062

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55724

CP 065

CB 063

CM 098

CF 084

LCB (m) 2112

LCF (m) 1872

KB (m) 223

KG (m) 500

BMt (m) 473

BML (m) 5012

GMt corregido (m) 196

GML m 4735

Toneladas 1 cm inmersioacuten 571

Momento trimar 1 cm 1739

46 SC06 Operacioacuten de remolque

En este caso se considera una condicioacuten de carga especial en la cual el buque se encuentra

en operacioacuten pero con carga en cubierta Esta condicioacuten trata de representar el momento en

el cual el buque se encuentra realizando operaciones de remolque o de recogida de anclas

Caacutelculos de arquitectura naval

233

Por lo tanto los tanques se encontraraacuten aproximadamente al 50 de su capacidad y la carga

en cubierta seraacute aproximadamente un 75 del total admisible

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-8 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05

Concepto Valor

Calado medio (m) 394

Desplazamiento (t) 169800

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 394

Calado popa (m) 394

Trimado (m) 001

Superficie mojada (m2) 78271

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55758

CP 065

CB 064

CM 098

CF 085

LCB (m) 2110

LCF (m) 1872

KB (m) 224

KG (m) 492

BMt (m) 470

BML (m) 4987

GMt corregido (m) 202

GML m 4719

Toneladas 1 cm inmersioacuten 572

Momento trimar 1 cm 1744

5 Curvas hidrostaacuteticas

Conocidas las posiciones de equilibrio en las distintas condiciones de carga el siguiente paso

es obtener las curvas hidrostaacuteticas para un rango de calados que cubra todos los obtenidos

Por este motivo se cubriraacute un rango de paraacutemetros entre 37 metros y 45 metros con una

variacioacuten de calados de 02 metros Ademaacutes y a pesar de que el trimado se mantiene

praacutecticamente nulo en todas las condiciones se van a obtener las curvas hidrostaacuteticas para los

trimados de -05deg 0deg y 05deg

En el caso del trimado nulo las curvas hidrostaacuteticas y la variacioacuten de los coeficientes de carena

con el calado son las siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

234

Ilustracioacuten 86 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo

Ilustracioacuten 87 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo

6 Caacutelculos de estabilidad

El siguiente paso para determinar si la estabilidad del buque es o no adecuada consiste en

comprobar si se cumplen los requerimientos que le son aplicables En primer lugar se

determinaraacute su estabilidad intacta y en segundo lugar su estabilidad en averiacuteas

61 Estabilidad intacta

Al tratarse de un buque con fines especiales los criterios de estabilidad que ha de cumplir son

los siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

235

- El aacuterea bajo la curva de brazos adrizantes ha de ser superior a 0055 mmiddotrad hasta 30ordm

de escora y ha de ser superior a 009 mmiddotrad hasta los 40ordm de escora o hasta el aacutengulo

de inundacioacuten progresiva Por su parte el aacuterea bajo la curva entre los 30ordm y 40ordm de

escora o el aacutengulo de inundacioacuten progresiva ha de ser superior a 003 mmiddotrad

- El brazo adrizante o GZ miacutenimo para 30ordm o maacutes de escora ha de ser al menos de 02 m

- El brazo adrizante o GZ maacuteximo debe alcanzarse para un aacutengulo de escora mayor de

25ordm

- La altura metaceacutentrica transversal inicial ha de ser igual o superior a 015 m

En cuanto al criterio meteoroloacutegico este tipo de buques se encuentran exentos de su aplicacioacuten

611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC01 la cual se describioacute en apartados anteriores

presenta la siguiente curva de estabilidad o de brazos adrizantes

Ilustracioacuten 88 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC01

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-9 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC01

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0313 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0531 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0218 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 146 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 527 Cumple

Caacutelculos de arquitectura naval

236

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 227 Cumple

Como se puede ver la elevada relacioacuten esloramanga del buque le dota de una estabilidad muy

elevada puesto que los requisitos son cumplidos sin problema

612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC02 presenta la siguiente curva de estabilidad o de

brazos adrizantes

Ilustracioacuten 89 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC02

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-10 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC02

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0299 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0512 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0213 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 135 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 500 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 219 Cumple

De nuevo aunque con un margen menor puesto que la condicioacuten es maacutes restrictiva el buque

cumple los criterios de manera holgada

Caacutelculos de arquitectura naval

237

613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03

En este caso la estabilidad del buque en la condicioacuten SC03 presenta la siguiente curva de

estabilidad o de brazos adrizantes

Ilustracioacuten 90 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC03

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-11 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC03

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0301 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0517 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0214 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 136 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 500 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 221 Cumple

A pesar de que en esta condicioacuten se maneja un peso a una determinada altura y distancia de

la cubierta principal la configuracioacuten de los tanques de lastre permite dotar al buque de una

estabilidad adecuada

614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04

Del mismo modo que en los apartados anteriores la estabilidad del buque en la condicioacuten SC04

presenta la siguiente curva de estabilidad o de brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

238

Ilustracioacuten 91 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC04

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-12 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC04

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0315 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0537 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0222 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1370 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 491 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 233 Cumple

De nuevo a pesar de que el buque cuenta con un calado inferior debido a que los consumibles

se reducen hasta niveles muy bajos los tanques de lastre dotan al buque de una estabilidad

maacutes que suficiente

615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05

Finalmente la estabilidad del buque en la condicioacuten SC05 presenta la siguiente curva de

estabilidad o de brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

239

Ilustracioacuten 92 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC05

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-13 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0267 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0454 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0187 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1134 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 464 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 196 Cumple

En esta condicioacuten ideacutentica a la anterior a excepcioacuten de que la carga en cubierta siacute que se

considera la estabilidad del buque es maacutes que suficiente

616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC06 presenta la siguiente curva de estabilidad o de

brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

240

Ilustracioacuten 93 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC06

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-14 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0274 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0467 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0193 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1187 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 473 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 202 Cumple

Sin embargo en este caso es necesario comprobar una serie de criterios especiacuteficos para que

el buque pueda obtener la notacioacuten de AHTS

De acuerdo con lo establecido en la parte E Ch 2 Sec 2 cuando el buque se encuentre

realizando operaciones de remolque se ha de calcular el brazo escorante provocado en funcioacuten

de la componentes vertical y horizontal de la tensioacuten del cable

Caacutelculos de arquitectura naval

241

Ilustracioacuten 94 Componentes de la tensioacuten del cable de tiro de popa Fuente Bureau Veritas

En este caso como uacutenicamente se dispone de un ldquoguide pinrdquo el esquema de operacioacuten es el

siguiente

Ilustracioacuten 95 Paraacutemetros del guide pin Fuente Bureau Veritas

El brazo escorante ha de calcularse empleando la siguiente expresioacuten

119887ℎ = 119879119882 middot (ℎ middot 119904119894119899120572 middot 119888119900119904120573 + 119910 middot 119904119894119899120573) middot119888119900119904120579

119863= (119879119882119910 middot ℎ + 119879119882119911 middot 119910) middot

119888119900119904120579

119863 Eq 190

Donde

- ℎ brazo de la componente horizontal (m) En este caso es la altura vertical medida

desde el centro de los propulsores hasta el punto maacutes alto de los guide pins

Caacutelculos de arquitectura naval

242

- 119863 desplazamiento en toneladas de la condicioacuten de carga considerada incluyendo el

efecto de la componente vertical 119879119882119911

- 120579 aacutengulo de escora en grados

- 119879119908 tensioacuten permisible en la liacutenea en toneladas Se tomaraacute la tensioacuten maacutexima admisible

por el buque 40 toneladas

- 119879119882119911 componente vertical de la tensioacuten en toneladas que causa el trimado del buque

Se calcula como 119879119882119911 = 119879119882 middot 119904119894119899120573

- 119879119882119910 componente horizontal de la tensioacuten en toneladas que causa la escora del buque

Se calcula como 119879119882119910 = 119879119882 middot 119904119894119899120572 middot 119888119900119904120573

- 120573 aacutengulo vertical en grados entre la flotacioacuten y el cable Variacutea entre 0 y 90deg

- 120572 aacutengulo horizontal en grados formado entre el eje longitudinal tangente a la parte

interna del guide pin y el cable Por tener uacutenicamente un guide pin este aacutengulo variacutea

entre 25 y 90deg

- 1199100 distancia transversal en metros desde crujiacutea hasta la parte interna del guide pin

- 119909 distancia longitudinal en metros desde la popa del buque hasta el guide pin

- 119910 brazo de la componente vertical (m) Se calcula como 119910 = 1199100 + 119909 middot tan 120572

Por lo tanto el primer paso consiste en generar una serie de brazos escorantes mediante la

variacioacuten de los aacutengulos 120572 y 120573 Las combinaciones que se han estudiado aparecen reflejadas

en la Ilustracioacuten 96

Debido a que la combinacioacuten de posibilidades es muy extensa en el presente documento

uacutenicamente se incluiraacute una graacutefica resumen con todos los resultados La generacioacuten de los

distintos brazos escorantes puede consultarse en el Anexo 6

En la siguiente graacutefica se muestran tanto la curva de brazos adrizantes relativa a la condicioacuten

de carga SC-06 como los distintos brazos escorantes generados

Caacutelculos de arquitectura naval

243

Ilustracioacuten 96 Brazos adrizante y brazos escorantes debidos al tiro en popa

Como se puede comprobar la peor condicioacuten corresponde loacutegicamente a la combinacioacuten de

los aacutengulos 120572 y 120573 mayores En este caso a pesar de que el aacutengulo de tiro horizontal maacuteximo

permitido es de 45deg la normativa indica que es necesario realizar los caacutelculos con un aacutengulo 120572

de 90deg Sin embargo debido a que el valor de la tangente de 90deg es infinito no era posible

realizar los caacutelculos y se optoacute por fijar el valor en 80deg muy superior aun asiacute a los 45deg liacutemite

Conocidos los brazos adrizantes los criterios que la normativa impone son los siguientes

- El aacuterea residual entre la curva de brazos adrizantes y la curva de brazos escorantes ha

de ser superior a 0070 mmiddotrad

- El brazo adrizante residual ha de ser por su parte de como miacutenimo 02 metros

- El maacuteximo aacutengulo de escora ha de limitarse al menor de los siguientes aacutengulo de escora

equivalente a 119866119885119898aacute1199092 aacutengulo de inmersioacuten de la cubierta o 15deg En este caso

corresponde al aacutengulo de inmersioacuten de la cubierta con un valor de 147 deg

- El francobordo en proa en crujiacutea ha de ser como miacutenimo equivalente a 0005middotL

Los criterios se han comprobado para las curvas correspondientes a las siguientes

configuraciones de aacutengulos 120572 = 80deg y 120573 = 10deg y 120572 = 80deg y 120573 = 80deg Se trata de situaciones muy

extremas que no se daraacuten en la realidad nunca por propias limitaciones de los equipos pero

de nuevo se insiste en que la normativa lo requiere Se han escogido estas dos configuraciones

puesto que representan la peor condicioacuten en cuanto a remolque de ahiacute el valor tan bajo del

aacutengulo 120573 y la peor condicioacuten de izado de anclas respectivamente

Caacutelculos de arquitectura naval

244

Los valores obtenidos son los siguientes

Tabla 8-15 Criterios especiacuteficos de la notacioacuten AHTS

Combinacioacuten Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

120572 = 80deg y 120573 = 10deg

Aacuterea residual (mmiddotrad) 0070 091 Cumple

Brazo adrizante residual (m) 020 097 Cumple

Francobordo en proa (m) 0005middotL=0243 192 Cumple

120572 = 80deg y 120573 = 85deg

Aacuterea residual (mmiddotrad) 0070 063 Cumple

Brazo adrizante residual (m) 020 058 Cumple

Francobordo en proa (m) 0005middotL=0243 169 Cumple

Como era de esperar la segunda condicioacuten es mucho maacutes restrictiva ya que la componente

vertical de la tensioacuten es muy elevada y genera por ejemplo un trimado en popa de 05 metros

Sin embargo este hecho podriacutea corregirse aumentando el nivel del pique de proa

En definitiva se comprueba que a pesar de ser condiciones muy exigentes y alejadas de las

condiciones de operacioacuten reales del buque la estabilidad estaacute garantizada

62 Estabilidad en averiacuteas

Del mismo modo que en apartados anteriores se determinoacute la estabilidad intacta en el presente

apartado se estudiaraacute la estabilidad en averiacuteas del buque En este caso se emplea el meacutetodo

probabilista el cual determina la probabilidad de que el buque se mantenga a flote tras una

varada un impacto o un abordaje en el que se dantildean uno o varios tanques y compartimentos

La comprobacioacuten del cumplimiento o no del meacutetodo se lleva a cabo mediante la comparacioacuten

del iacutendice de compartimentado requerido por el buque ldquoRrdquo y el iacutendice de compartimentado

obtenido ldquoArdquo por el mismo en determinadas condiciones de averiacuteas Si el iacutendice obtenido A es

mayor que el iacutendice requerido R entonces se considera que el buque cumple la estabilidad en

averiacuteas

El buque al ser considerado como un buque con fines especiales debe cumplir los

requerimientos para estabilidad en averiacuteas dispuestos en la parte B del primer punto del

segundo capiacutetulo del SOLAS Estos son baacutesicamente los siguientes

- El iacutendice de compartimentado A ha de ser superior o igual al iacutendice de compartimentado

requerido R

- El iacutendice de compartimentado R se corresponde con el de un buque de pasaje de menos

de 60 personas a bordo y por lo tanto pasa a reducirse un 20 sobre el iacutendice R global

- El iacutendice de compartimentado obtenido A se obtiene como combinacioacuten de los

subiacutendices As (al calado de verano) Ap (a un calado parcial) y Al (al calado inferior)

Finalmente el iacutendice de compartimentado se obtiene como

119860 = sum 119901119894 middot 119903119894 middot 119907119894 middot 119898iacute119899 (119904119894119899119905119890119903119898119890119889119894119900119894 119904119891119894119899119886119897119894 119904119898119900119898119894) Eq 191

Caacutelculos de arquitectura naval

245

Donde

-119903119894 = probabilidad debida a la divisioacuten en mamparos longiudinales del buque

-119907119894 = probabilidad debida a la divisioacuten en cubiertas del buque

-119904119894 = probabilidad de supervivencia en cada una de las etapas de inundacioacuten

El meacutetodo a seguir es muy similar al referente al caacutelculo de la estabilidad intacta es decir una

vez modelado el buque y los tanques en el software Maxsurf el programa realiza

automaacuteticamente los caacutelculos Para que el programa realice los datos correctamente es

necesario dotarle de unos datos de entrada o inputs

- En primer lugar en este caso es necesario aplicar a los tanques un coeficiente de

permeabilidad en funcioacuten de la carga que lleve siendo de 095 para los tanques y

espacios en general y de 085 para espacios destinados a maacutequinas

- El calado maacuteximo considerado es el calado de verano a 451 metros y el menor se

obtendraacute de la condicioacuten de carga que loacutegicamente menor calado genere

- Debido a que el buque presenta simetriacutea en cuanto a la disposicioacuten de tanques es

indiferente estudiar la averiacutea en el costado de babor o estribor Se decide estudiar el

costado de babor debido a que por lo general los buques se acercan a las plataformas

por el costado en el cual se encuentra la gruacutea principal

- Como aacutengulo liacutemite de trimado se ha considerado razonable establecerlo en 20deg valor

maacutes que suficiente

- De acuerdo con lo establecido por el coacutedigo SPS de 2008 el valor de la constante R

para este tipo de buques es de 08middotR siendo R

08 middot 119877 = 08 middot (1 minus5000

119871119904 + 25 middot 119873 + 15225) = 08 middot (1 minus

5000

4808 + 25 middot 36 + 15225)

= 08 middot 067 = 05396

Eq 192

Donde

-119871119904 = eslora de compartimentado del buque Toma un valor de 4808 metros

-119873 = obtenido como 119873 = 1198731 + 2 middot 1198732 siendo 1198731 la capacidad de los botes

salvavidas y 1198732 el nuacutemero de personas que tienen autorizacioacuten para ir a bordo del buque

sin contar las referentes a 1198731 En total toma un valor de 36

A continuacioacuten se ha de subdividir el buque en zonas para poder calcular los factores 119901119894119903119894 y

119907119894 Debido a que no se han considerado divisiones longitudinales el paraacutemetro 119903119894 tomaraacute

siempre un valor de 1

En el sentido longitudinal las zonas se han definido de manera que coincidan con el final de

los tanques y en el sentido vertical se ha distinguido entre la cubierta de doble fondo y la

cubierta principal

Caacutelculos de arquitectura naval

246

Tabla 8-16 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas

Nombre Xpopa (m) Xproa (m) Eslora (m) h1 (m) h2 (m)

Zona 1 -2109 420 6309 59 -

Zona 2 420 108 660 15 59

Zona 3 1080 282 1740 15 59

Zona 4 2820 39 1080 15 59

Zona 5 3900 432 420 15 59

Zona 6 4320 48051 485 15 59

Una vez definidos los tanques y compartimentos que se ven afectados por cada una de las

zonas el programa calcula las distintas probabilidades 119901119894

Se han considerado dos escenarios criacuteticos

- Golpe en popa con la subsecuente peacuterdida de los tanques de babor y estribor

correspondientes a las zonas 1 y 2 anteriormente definidas

El equilibrio tras la averiacutea se alcanza para los siguientes valores

Tabla 8-17 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas en popa

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Calado medio (m) 485 434 401

Desplazamiento (t) 201600 174500 159100

Escora (deg) 000 000 000

Calado proa (m) 332 295 276

Calado popa (m) 637 573 526

Trimado (deg) 305 278 250

Superficie mojada (m2) 87566 82279 79008

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 54281 44994 44761

CP 058 056 056

CB 056 054 054

CM 097 097 097

CF 083 069 068

LCB (m) 2072 2105 2111

LCF (m) 1904 2231 2224

KB (m) 278 245 227

KG (m) 435 469 474

BMt (m) 377 338 368

BML (m) 4057 2734 2961

GMt corregido (m) 219 113 120

GML m 3899 2509 2713

Toneladas 1 cm inmersioacuten 556 461 459

Caacutelculos de arquitectura naval

247

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Momento trimar 1 cm 1711 953 940

Como es loacutegico en este caso el trimado por popa alcanza valores de hasta 511 grados en el

peor de los casos

En cuanto a la estabilidad en averiacuteas como tal el resultado final es el siguiente

Tabla 8-18 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

Condicioacuten de carga Calado (m) Iacutendice R Iacutendice A

SC-01 451 05396 0776

SC-02 404 05396 0953

SC-04 375 05396 0971

Total 05396 0887

Como se puede comprobar el iacutendice de compartimentado obtenido es superior al requerido en

cada uno de los casos y por tanto el resultado se considera satisfactorio

- Golpe en el costado de babor como consecuencia de un impacto con una plataforma

offshore Se consideran dantildeados los tanques de costado de las zonas 123 y 4

En este caso el equilibrio se alcanza para los siguientes valores

Tabla 8-19 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas tras golpe en costado

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Calado medio (m) 591 535 502

Desplazamiento (t) 201600 174500 159100

Escora (deg) -2850 -3000 -2970

Calado proa (m) 570 543 519

Calado popa (m) 613 528 485

Trimado (deg) 043 -015 -035

Superficie mojada (m2) 105132 97788 93478

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 49634 51708 52142

CP 052 050 048

CB 033 030 029

CM 065 061 060

CF 067 069 070

LCB (m) 2082 2119 2126

LCF (m) 2264 2228 2191

KB (m) 370 355 341

KG (m) 435 469 474

BMt (m) 357 429 471

Caacutelculos de arquitectura naval

248

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

BML (m) 3839 4484 4867

GMt corregido (m) 283 297 318

GML m 3765 4351 4714

Toneladas 1 cm inmersioacuten 509 530 535

Momento trimar 1 cm 1653 1654 1633

En este caso y como era de esperar los aacutengulos de escora por el costado de babor alcanzan

valores muy elevadas de incluso 30deg

En cuanto a la estabilidad en averiacuteas como tal el resultado final es el siguiente

Tabla 8-20 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

Condicioacuten de carga Calado (m) Iacutendice R Iacutendice A

SC-01 451 05396 0665

SC-02 404 05396 0754

SC-04 375 05396 0919

Total 05396 0752

Como se puede comprobar el iacutendice de compartimentado obtenido es superior al requerido en

cada uno de los casos y por tanto el resultado se considera satisfactorio

7 Determinacioacuten del francobordo

En el presente apartado se realiza el caacutelculo del francobordo de acuerdo con lo establecido

por el Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga En dicho convenio se define el francobordo

miacutenimo para cada tipo de buque atendiendo a las distintas correcciones aplicables (por

coeficiente de bloque disposicioacuten de la superestructura etc)

71 Paraacutemetros del buque

En primer lugar es necesario determinar una serie de paraacutemetros y caracteriacutesticas del buque

que condicionaraacuten las correcciones que le son aplicables

- Tipo de buque B Como la misioacuten del buque no es la de transportar cargas liacutequidas a

granel en cuyo caso el tipo de buque seriacutea A el tipo de buque es el B

- Eslora de francobordo La eslora de francobordo seraacute la miacutenima entre aquella que

supone el ldquo96 de la eslora total en la flotacioacuten correspondiente al 85 del puntal de

trazadordquo o la eslora entre perpendiculares En este caso la eslora de francobordo toma

un valor de 465 metros

- Coeficiente de bloque En este caso el coeficiente de bloque se calcula con los valores

anteriormente obtenidos de eslora de francobordo calado (85 del puntal) y

desplazamiento correspondiente a tal calado

Caacutelculos de arquitectura naval

249

119862119861 =2321

1025 middot 1375 middot 502 middot 465= 071 Eq 193

72 Francobordo tabular

El francobordo tabular toma este valor debido a que se obtiene mediante interpolacioacuten en unas

tablas que dependen del tipo de buque En este caso el valor obtenido se obtiene interpolando

entre los valores de 46 y 47 metros de eslora

Tabla 8-21 Obtencioacuten del francobordo tabular

119923119943119939 (119950) 119917119939119957 (119950)

46 396

465 402

47 408

73 Correcciones y reducciones aplicables

En este apartado se recogen todas las correcciones que se han de aplicar al buque de cara a

obtener el francobordo

731 Correccioacuten por coeficiente de bloque

Seguacuten la Regla 30 debido a que el coeficiente de bloque es superior a 068 se ha de aplicar

la siguiente correccioacuten

1198621 =119862119861 + 068

136=

071 + 068

136= 102 Eq 194

732 Correccioacuten por puntal

En este caso de acuerdo con lo establecido por la Regla 31 debido a que el puntal es mayor

que la relacioacuten 11987111989111988715 se ha de aplicar la siguiente correccioacuten

1198622 = (119863 minus119871119891119887

15) middot

119871119891119887

048= (59 minus

465

15) middot

465

048= 2713 119898119898 Eq 195

En este caso el francobordo tendraacute que aumentarse en 2713 mm

733 Reduccioacuten por superestructuras

De acuerdo con lo establecido por la Regla 37 del convenio se ha de aplicar una correccioacuten

suponiendo que la superestructura se extendiese a lo largo de la eslora del buque En este

caso la longitud de la superestructura supone un 553 de la eslora de francobordo y por lo

tanto la reduccioacuten asciende hasta el siguiente valor

119877119904 = 350 +860 minus 350

85 minus 24middot (119871119891119887 minus 24) = 350 +

860 minus 350

85 minus 24middot (4650 minus 24) = 5381 119898119898 Eq 196

Luego

Caacutelculos de arquitectura naval

250

1198623 = 5381 middot 119877119878 = 5381 middot 0463 = 24900 119898119898 Eq 197

734 Correccioacuten por arrufo

La siguiente regla la Regla 38 se encarga de regular la correccioacuten por arrufo tanto en proa

como en popa mediante una serie de curvas de arrufo normal En funcioacuten de la eslora del

buque estas curvas toman el siguiente valor

Tabla 8-22 Valores de arrufo obtenidos de la curva normal

Posicioacuten Factor Valor obtenido

Ppopa 1 6375

16 de L desde Ppopa 3 8492

13 de L desde Ppopa 3 2142

Seccioacuten media 1 0

13 de L desde Pproa 3 4284

16 de L desde Pproa 3 16983

Pproa 1 12750

De acuerdo con lo establecido con la Regla 38 ldquolas cuatro ordenadas de cada una de las curvas

en mitades de proa o de popa se multiplicaraacuten por los factores [hellip] La diferencia entre las

sumas de los productos asiacute obtenidos y la de los productos correspondientes al arrufo normal

dividida por 8 indica la deficiencia o exceso de arrufo en las mitades de proa o de popa

Aplicando lo anteriormente descrito se obtiene que las deficiencias de arrufo en las mitades de

popa y de proa y consecuentemente la reduccioacuten por arrufo son las siguientes

Tabla 8-23 Deficiencias de arrufo en las mitades de popa y de proa

Posicioacuten Deficiencia

Mitad Popa 2126

Mitad Proa 4252

Reduccioacuten 3189

Finalmente para obtener la correccioacuten por arrufo se ha de aplicar la siguiente expresioacuten

1198624 = (075 minus119878

2 middot 119871) middot 119877 = (075 minus

257

2 middot 465) middot 3189 = 15110 119898119898 Eq 198

Donde 119878 representa la longitud de la superestructura

Caacutelculos de arquitectura naval

251

74 Francobordos miacutenimos obtenidos

Una vez que se conocen todas las correcciones y deducciones aplicables al francobordo

tabular es posible calcular los valores de los distintos francobordos de acuerdo con lo

establecido por la Regla 40

741 Francobordo de verano

El francobordo de verano se obtiene simplemente aplicando las correcciones al francobordo

tabular

119865119887119907prime = 119865119887119905 middot 1198621 + 1198622 minus 1198623 + 1198624 = 402 middot 102 + 2713 minus 249 + 1511 = 533 119898119898 Eq 199

En este caso el calado de verano o ldquo119879119904 corresponderiacutea al miacutenimo de los calados de

ldquofrancobordordquo o reglas de escantillonado y de disentildeo El miacutenimo corresponde al uacuteltimo de ellos

que como es bien sabido toma un valor de 451 metros

Por lo tanto el francobordo de verano final asciende hasta el siguiente valor

119865119887119907 = 119863119891119887 minus 119879119904 = 591 minus 451 = 1400 119898119898 Eq 200

742 Francobordo tropical

Se calcula de la siguiente manera

119865119887119905119903 = 119865119887119907 minus119879119904

48= 1400 minus

451

48= 1306 119898119898 Eq 201

743 Francobordo de invierno

Se calcula como

119865119887119908 = 119865119887119907 +119879119904

48= 1400 +

451

48= 1494 119898119898 Eq 202

744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte

Se calcula del siguiente modo

119865119887119908119860119873 = 119865119887119908 + 50 = 1494 + 50 = 1544 119898119898 Eq 203

745 Francobordo en agua dulce

Se calcula de acuerdo con la siguiente expresioacuten

119865119887119860119863 = 119865119887119904 minus∆

40 middot 119879119888119894= 1400 minus

2016

40 middot 579= 1313 119898119898 Eq 204

746 Francobordo tropical en agua dulce

Se calcula en funcioacuten del valor obtenido para el francobordo de agua dulce

Caacutelculos de arquitectura naval

252

119865119887119905119860119863 = 119865119887119860119863 minus119879119904

48= 1313 minus

451

48= 1219 119898119898 Eq 205

En definitiva los francobordos miacutenimos obtenidos son los siguientes

Tabla 8-24 Francobordos miacutenimos obtenidos

Francobordo Valo

r (mm)

Calado

(mm)

Siglas

Verano 1400 4510 S

Tropical 1306 4603 T

Invierno 1494 4416 W

Invierno At N 1544 4366 WNA

Agua dulce 1313 4597 F

Tropical en agua dulce

1219 4691 TF

8 Caacutelculo del arqueo

El uacuteltimo paso dentro del capiacutetulo de estabilidad consiste en la determinacioacuten del arqueo bruto

y neto del buque

Estos caacutelculos son regulados por el convenio de junio de 1969 sobre el arqueo de buques En

dicho convenio por arqueo bruto se entiende que es la expresioacuten del tamantildeo total de un buque

y por arqueo neto la expresioacuten de la capacidad utilizable de un buque

Los caacutelculos de cada uno de ellos se indican en la Regla 3 del ya mencionado convenio

81 Arqueo bruto

Para detemrinar el arqueo bruto del buque se han de identificar todos los espacios cerrados

del mismo asiacute como sus voluacutemenes Los espacios cerrados del buque son los siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

253

Ilustracioacuten 97 Espacios cerrados del buque

Para determinar el arqueo bruto se recure a la siguiente expresioacuten

119866119879 = 1198701 middot 119881 Eq 206

Donde

- 1198701 = 02 + 002 middot log10 119881

- 119881 volumen de todos los espacios cerrados del buque

Tabla 8-25 Volumen de los espacios cerrados del buque

Espacio Volumen (m3)

Hasta cubierta ppal 2525

Acc Cubierta ppal 6713

Cubierta Acc 01 75412

Cubierta Acc 02 94821

Cubierta Puente 46485

TOTAL 536348

Finalmente

119866119879 = 1198701 middot 119881 = (02 + 002 middot log10 119881) middot 119881 = (02 + 002 middot log10 536348) middot 536348

= 1473 Eq 207

82 Arqueo neto

En cuanto al arqueo neto la expresioacuten que determina su valore es la siguiente

Caacutelculos de arquitectura naval

254

119873119879 = 1198702 middot 119881119888 middot (4 middot 119889

3 middot 119863)

2

+ 1198703 middot (1198731 + (1198732

10)) Eq 208

Donde

- 1198702 = 02 + 002 middot log10 119881

- 119881119888 volumen total de los espacios de carga

Tabla 8-26 Volumen total de los espacios de carga

Espacio Volumen (m3)

FW1P 8878

FW2P 8212

FW2S 7493

FW3P 7732

FW3S 7732

TOTAL 40047

- 119889 calado de trazado en el centro del buque (m) Toma el valor de 451 metros

- 119863 puntal de trazado en el centro del buque (m) Toma el valor de 59 metros

- 1198703 = 125 middot (119866119879 + 10000)10000

- 1198731 nuacutemero de pasajeros en camarotes con menos de 8 literas Toma el valor de 0

- 1198732 el resto de los pasajeros Toma el valor de 0

Sustituyendo en Eq 208 se obtiene el valor del arqueo neto

119873119879 = 1198702 middot 119881119888 middot (4 middot 119889

3 middot 119863)

2

+ 1198703 middot (1198731 + (1198732

10))

= 0275 middot 4005 middot (4 middot 47

3 middot 59)

2

+ 143 middot (0 + (0

10)) = 12425

Eq 209

Como el valor obtenido es inferior al 33 del arqueo bruto se tomaraacute el 33 del arqueo bruto

como el arqueo neto Por tanto

Tabla 8-27 Volumen total de los espacios de carga

Tipo de arqueo Volumen (m3)

Bruto 1473

Neto 442

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

255

Anaacutelisis de las capacidades de

posicionamiento dinaacutemico

1 Introduccioacuten

En el presente capiacutetulo se analizan las capacidades de posicionamiento dinaacutemico del buque

El objetivo final consiste en determinar las condiciones liacutemites en las que el sistema de

posicionamiento del buque tiene capacidad para mantener al buque en una determinada

posicioacuten media

Los resultados se presentan de dos formas distintas mediante resultados numeacutericos y

mediante graacuteficas de capacidad de DP o ldquocapability plotsrdquo que muestran las condiciones

ambientales maacuteximas que el buque puede soportar para cada rumbo

Para obtener los ya mencionados capability plots se recurre a una aplicacioacuten web

proporcionada por la sociedad de clasificacioacuten DNV En dicha aplicacioacuten se introducen las

caracteriacutesticas principales del buque la configuracioacuten y disposicioacuten de los propulsores y los

coeficientes de forma del buque Por otra parte es necesario calcular los coeficientes de viento

corrientes y olas para introducirlos a su vez en dicha aplicacioacuten

En definitiva el objetivo es someter al buque a una serie de cargas ambientales producidas

por el viento corrientes y olas (ver Ilustracioacuten 98) similares a las que el buque se vea sometido

durante su operacioacuten para sacar al mismo de su posicioacuten de equilibrio en cada uno de los tres

grados de libertad del plano avance (surge) deriva(sway) y guintildeada (yaw)

Ilustracioacuten 98 Cargas ambientales consideradas Fuente Holvik J Kongsberg Simrad Inc

El buque mediante el uso de sus propulsores ha de ser capaz de contrarrestar todas estas

fuerzas en cada momento para mantener su posicioacuten de equilibrio y facilitar sus labores

durante la operacioacuten

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

256

2 Sistema de coordenadas

Para realizar estudios correctos de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico es

imprescindible establecer un sistema de coordenadas adecuado

En este caso se ha optado por tomar el sistema de coordenadas de uso maacutes extendido es

decir un sistema ortogonal dextroacutegiro El origen del sistema de coordenadas se encuentra

situado en medio del buque concretamente en 1198711199011199012 y en la liacutenea media de la superficie libre

de la condicioacuten de carga analizada Desde este origen el eje Z apunta hacia arriba el eje Y

hacia babor y el eje X hacia proa

Ilustracioacuten 99 Sistema de coordenadas considerado

Las direcciones del viento de la corriente y de las olas se definen como ldquohacialdquo o going to y

se consideran positivas cuando producen un momento en sentido contrario a las agujas del

reloj es decir por ejemplo la direccioacuten del viento de 90ordm ejerce una fuerza Y positiva Ademaacutes

la direccioacuten del viento las olas y la corriente coinciden en los anaacutelisis

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

257

3 Escenarios considerados

Como ya se ha mencionado en capiacutetulos anteriores el buque proyecto cuenta con notacioacuten de

clase DP2 Por lo tanto este hecho implica que ha de ser capaz de mantener su posicioacuten bajo

las condiciones ambientales de disentildeo consideradas incluso con uno de los cuadros de

distribucioacuten principales fuera de servicio

En el caso del buque proyecto se distingue entre los propulsores o cuadros de babor y estribor

En cada uno de estos cuadros se conecta un propulsor azimutal principal y un propulsor

transversal de tipo tuacutenel

Por lo tanto se han analizado cuatro escenarios posibles

- Intacto con los cuatro propulsores funcionando a plena potencia

- Fallo de un propulsor azimutal

- Fallo de un propulsor transversal

- Fallo de un propulsor transversal y un propulsor azimutal del mismo grupo

4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de

propulsores

En primer lugar es necesario indicar que los caacutelculos realizados a partir de este punto se haraacuten

para la condicioacuten de operacioacuten maacutes habitual es decir la condicioacuten de operacioacuten SC-06 en la

cual el buque se encuentra en operacioacuten y con parte de la carga en cubierta

Las caracteriacutesticas principales del buque que es considerable recordar son las siguientes

Tabla 9-1 Caracteriacutesticas principales del buque

Paraacutemetro Valor Unidades

Desplazamiento 1698 t

Eslora entre perpendiculares 465 m

Eslora total 5024 m

Manga 1375 m

Calado 394 m

En cuanto a la disposicioacuten y configuracioacuten de los propulsores el resultado es el siguiente

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

258

Ilustracioacuten 100 Disposicioacuten de propulsores

Las caracteriacutesticas de los propulsores se muestran a continuacioacuten

Tabla 9-2 Caracteriacutesticas de los propulsores

Nombre Tipo X (m) Y (m) P (kW) SF FE (kNkW)

A1 Azimutal -2325 345 1400 08 0171

A2 Azimutal -2325 345 1400 08 0171

T1 Transversal 1931 0 501 08 0145

T2 Transversal 1692 0 501 08 0145

Debido a las caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica dispuesta a bordo (ver Capiacutetulo 6) los

propulsores pueden aislarse en dos grupos diferenciados De este modo A1 y T1 se conectan

a un cuadro y A2 y T2 al otro

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

259

Los propulsores azimutales cuentan con heacutelices de paso controlable y estaacuten preparados para

trabajar a cualquier velocidad Por su parte los propulsores son de paso fijo y pueden

desarrollar un empuje variable mediante la regulacioacuten de la velocidad

En la tabla arriba mostrada las posiciones longitudinal y transversal de los propulsores son

relativas al sistema de coordenadas previamente mostrado El teacutermino SF o ldquosafety factorrdquo

hace referencia a un factor de servicio de potencia que se tiene en cuenta para asegurar que

el buque cuenta con un ldquoempuje de repuestordquo Debido a que el buque no siempre trabaja en las

condiciones idoacuteneas es necesario tener en consideracioacuten tal factor para compensar el

comportamiento dinaacutemico del viento y las fuerzas de la deriva de las olas

Por uacuteltimo el factor de empuje o FE se ha calculado siguiendo las indicaciones de la referencia

IMCA M 140 En este documento se muestran una serie de relaciones entre el empuje generado

y la potencia instalada (kghp27) para cada tipo de propulsor En el caso de los propulsores

principales se ha de tomar 13 kghp y en el caso de los propulsores transversales esta relacioacuten

toma un valor de 11 kghp

5 Fuerzas y coeficientes de viento

Para determinar los coeficientes de viento en avance deriva y guintildeada se seguiraacute la siguiente

metodologiacutea

( ) ( ) ( )middot middot middot middot

= = =viento viento vientoX viento Y viento N viento

viento F viento L viento L Total

FX FY NC C C

q A q A q A L Eq 210

Donde

- 119902119907119894119890119899119905119900 =1

2middot 120588119886119894119903119890 middot 119881119907119894119890119899119905119900

2 Es la presioacuten dinaacutemica debida a la velocidad del viento

- 120588119886119894119903119890 Densidad del aire

- 119860119865 y 119860119871 Aacutereas frontal y lateral respectivamente

- 120572 Aacutengulo de direccioacuten del viento

- 119865119883119907119894119890119899119905119900 Es la fuerza producida por el viento en avance

- 119865119884119907119894119890119899119905119900 Es la fuerza producida por el viento en deriva

- 119873119907119894119890119899119905119900 Momento producido en guintildeada

27 Hp horse power o caballo de potencia Se ha tomado que 1 kW=134 hp

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

260

El meacutetodo empleado para determinar los valores de los distintos coeficientes es el meacutetodo de

Blenderman (ver [5])

Las aacutereas lateral y frontal expuestas al viento son las siguientes

Ilustracioacuten 101 Aacuterea lateral expuesta al viento

Ilustracioacuten 102 Aacuterea frontal expuesta al viento

El centro del aacuterea lateral se encuentra a 691 metros a proa del centro de coordenadas

Finalmente teniendo en cuenta todas las consideraciones anteriores se obtienen los

coeficientes de viento

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

261

Ilustracioacuten 103 Coeficientes de viento considerados

6 Fuerzas y coeficientes de corriente

En el caso de los coeficientes adimensionales de las fuerzas de corriente las expresiones son

las siguientes

Para determinar los coeficientes de viento en avance deriva y guintildeada se seguiraacute la siguiente

metodologiacutea

2( ) ( ) ( )

middot middot middot middot middot middot = = =C C C

X C Y C N C

mar mar pp mar pp

FX FY NC C C

q T B q T L q T L Eq 211

Donde

- 119902119898119886119903 =1

2middot 120588119898119886119903 middot 119881119862

2 Es la presioacuten dinaacutemica debida a la velocidad del agua

- 120588119898119886119903 Densidad del agua de mar

- 119860119865 y 119860119871 Aacutereas frontal y lateral respectivamente

- 120572 Aacutengulo de direccioacuten de la corriente

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

262

- 119865119883119862 Es la fuerza producida por la corriente en avance

- 119865119884119862 Es la fuerza producida por la corriente en deriva

- 119873119862 Momento producido por la corriente en guintildeada

- 119879 119861 119910 119871119901119901 calado manga y eslora entre perpendiculares respectivamente (m)

Para calcular las fuerzas y el momento debidos a la corriente se ha realizado una integracioacuten

aplicando una teoriacutea de rebanadas simple

Finalmente teniendo en cuenta todas las consideraciones anteriores se obtienen los

coeficientes de corriente

Ilustracioacuten 104 Coeficientes de viento considerados

7 Fuerzas y coeficientes de olas

En el caso de las fuerzas de deriva media debidas a las olas el propio programa de DNV calcula

los coeficientes para los movimientos de avance deriva y guintildeada

Por lo tanto a pesar de que el proceso de caacutelculo es del todo similar a los seguidos para para

la obtencioacuten de los coeficientes de viento y corrientes se ha considerado maacutes adecuado tomar

los que la normativa en este caso DNV a traveacutes de su programa aporta

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

263

8 Resultados

En primer lugar el programa de caacutelculo necesita una serie de paraacutemetros de entrada

relacionados con las caracteriacutesticas del caso del buque sus dimensiones aacutereas proyectadas

etc (ver Ilustracioacuten 105)

Ilustracioacuten 105 Paraacutemetros de entrada necesarios Fuente DNV-GL

Tras haber definido los paraacutemetros del buque es necesario definir la configuracioacuten y disposicioacuten

de los propulsores siguiendo lo establecido en Tabla 9-2)

Por uacuteltimo se antildeaden los coeficientes de viento y de corrientes y se generan los distintos

escenarios que es necesario considerar

El programa automaacuteticamente realiza una serie de combinaciones de magnitud y direcciones

de las fuerzas de viento corrientes y olas para encontrar las peores condiciones posibles a las

que se podriacutea ver sometido el buque

Los resultados obtenidos son los siguientes

81 Condicioacuten intacta

Este caso representa la condicioacuten normal de operacioacuten del buque es decir con los cuatro

propulsores y generadores funcionando a plena potencia

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

264

Para determinar las capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico instalado se ha

optado por someter al buque a una serie de condiciones ambientales estaacutendar consideradas

por la normativa y obtener como resultado las direcciones y magnitudes de viento maacuteximas

que puede contrarrestar el sistema Los resultados se muestran tanto en la escala Beaufort

como en ms Se antildeade ademaacutes un tercer graacutefico que muestra la utilizacioacuten de los propulsores

ante cada uno de los vientos considerados

Finalmente

Ilustracioacuten 106 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Condicioacuten intacta

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

265

Ilustracioacuten 107 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Condicioacuten intacta

Ilustracioacuten 108 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Condicioacuten intacta

Como se puede comprobar el buque es capaz de soportar vientos de entre 326 ms a 0deg y de

138 ms a 270deg Estos vientos alcanzan el grado 11 (temporal muy duro) y grado 6 (fresco) en

la escala Beaufort

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

266

Debido a que los resultados numeacutericos son muy extensos se ha considerado maacutes adecuado

disponerlos en un anexo aparte concretamente en el Anexo 7

82 Peacuterdida T1

Por otra parte en este caso se considera el hecho de que uno de los propulsores transversales

de proa concretamente el propulsor de maacutes a proa (T1) falle

Este caso se considera menor pues no supone el fallo entero de una de las liacuteneas

Finalmente

Ilustracioacuten 109 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

267

Ilustracioacuten 110 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida T1

Ilustracioacuten 111 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida T1

Como se puede comprobar en este caso las velocidades liacutemites uacutenicamente se reducen en

vientos de costado como era de esperar El valor se reduce hasta los 107 ms a 270deg En la

escala Beaufort los vientos oscilan entre el grado 11 (temporal muy duro) y grado 6 (fresco)

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

268

83 Peacuterdida A1

En este caso se analiza de nuevo el caso de fallo simple pero en este caso de uno de los

propulsores azimutales principales Se ha analizado concretamente el fallo del propulsor

azimutal de babor

Al tratarse de un propulsor que gira 360deg en su eje vertical se espera que los efectos de su

peacuterdida se noten para cualquier aacutengulo de incidencia de las condiciones ambientales

Finalmente

Ilustracioacuten 112 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

269

Ilustracioacuten 113 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A1

Ilustracioacuten 114 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

270

Como era de esperar los diagramas no son simeacutetricos sino que las capacidades en el costado

de babor son ligeramente inferiores a las del costado de estribor Concretamente el buque ve

limitadas sus capacidades ante vientos incidentes en el rango de 240deg y 230deg soportando

vientos de 171 ms en vez de 207 ms

84 Peacuterdida A2 y T1

Por uacuteltimo se llevoacute a cabo el caso de fallo severo En este caso se analizan las capacidades

de posicionamiento dinaacutemico frente a la peacuterdida del propulsor transversal de maacutes a proa T1 y

el fallo del propulsor azimutal de estribor

Como es loacutegico es de esperar que las capacidades se vean limitadas considerablemente ante

cualquier aacutengulo de incidencia de las condiciones ambientales

Los resultados obtenidos son los siguientes

Ilustracioacuten 115 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

271

Ilustracioacuten 116 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A2 y T1

Ilustracioacuten 117 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

272

En este caso hipoteacutetico las capacidades de posicionamiento del buque se ven seriamente

afectadas El buque sigue siendo capaz de soportar vientos de 326 ms a 0deg pero ante aacutengulos

de incidencia de 270deg la velocidad liacutemite se reduce hasta los 34 ms a 270deg Estos vientos

alcanzan el grado 11 (temporal muy duro) y grado 2 (flojito) en la escala Beaufort

respectivamente

9 Conclusiones

Como se ha podido comprobar en el apartado anterior las capacidades del sistema de

posicionamiento dinaacutemico instalado en el buque se pueden considerar maacutes que satisfactorias

durante la operacioacuten en condiciones normales

Ante un fallo simple como puede serla peacuterdida de un propulsor transversal o de un propulsor

azimutal las capacidades se reducen pero dentro de un rango considerable pues el buque

sigue siendo capaz de soportar condiciones ambientales de cierta consideracioacuten

Sin embargo ante un fallo severo como puede ser la peacuterdida de una liacutenea del cuadro eleacutectrico

el fallo simultaacuteneo de un propulsor transversal y de un propulsor azimutal limita seriamente las

capacidades del buque de contrarrestar condiciones ambientales que incidan de costado

La reduccioacuten de estas capacidades se puede observar faacutecilmente en el siguiente graacutefico en el

cual se comparan las capacidades de posicionamiento dinaacutemico en el caso intacto frente al

caso de fallo severo

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

273

Ilustracioacuten 118 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Intacto y peacuterdida A2 y T1

Ilustracioacuten 119 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Intacto y peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

274

Anaacutelisis econoacutemico

275

Anaacutelisis econoacutemico

1 Introduccioacuten

Por uacuteltimo en el presente capiacutetulo se realizaraacute un anaacutelisis econoacutemico de todos los costes

asociados a la construccioacuten del buque proyecto Se trataraacute de una estimacioacuten preliminar pues

es muy complicado obtener los gastos y costes asociados a las distintas partidas sin realizar

ofertas o pedir presupuestos

En este caso el anaacutelisis seraacute simplemente informativo es decir el objetivo no es estudiar la

viabilidad econoacutemica del buque En otro tipo de buques como puede ser cualquier buque de

carga (petrolero granelero portacontenedores etc) el objetivo fundamental es determinar el

flete28 para el cual el buque resulta econoacutemicamente viable teniendo en cuenta sus gastos de

construccioacuten y de explotacioacuten (fijos y variables) Sin embargo en buques como el de proyecto

no se ha de calcular el flete sino que el objetivo fundamental es determinar el coste de

construccioacuten de este

Para determinar el coste total de construccioacuten es necesario determinar el coste total de una

serie de partidas que lo conforman

- Costes de los materiales y equipos

- Costes de mano de obra

- Costes generales y costes del astillero

A su vez para determinar el valor de estas partidas se ha de recurrir a una serie de referencias

y formulaciones experimentales que a pesar de ser razonablemente precisas estaacuten por lo

general muy desfasadas Por lo tanto a la hora de obtener los valores se ha de antildeadir un factor

corrector que aumente o disminuya el valor final obtenido en funcioacuten de los precios actuales

del mercado

2 Costes de los materiales y equipos

Como es loacutegico la partida correspondiente al coste de los materiales y equipos es una de las

maacutes importantes y que mayor porcentaje supone del total de construccioacuten de este

Por materiales y equipos se entiende

28 Flete precio pagado por el servicio de transporte de mercanciacuteas o por el fletamento de una embarcacioacuten Fuente httpsdiccionario-nauticocomarf

Anaacutelisis econoacutemico

276

- Casco

- Equipos armamento e instalaciones

- Maquinaria auxiliar de cubierta

- Instalacioacuten propulsora y servicios auxiliares

- Cargas pertrechos y respetos

21 Costes asociados al casco

Dentro de la partida del casco se ha de analizar el coste del acero necesario el coste de la

pintura y finalmente el coste asociado al galvanizado

En primer lugar el coste de acero se calcula en funcioacuten del precio que alcance en el mercado

y de la cantidad de acero necesario para construir el buque A su vez es necesario distinguir

entre las distintas piezas de acero que se necesitan pues el precio de una plancha simple es

distinto al de una pieza curva o al de un perfil En este caso y teniendo en consideracioacuten la

situacioacuten del mercado se ha considerado oportuno establecer un coste medio de 950 euro t

Teniendo en cuenta que el peso del acero total obtenido en el apartado 82 del capiacutetulo 7

ascendiacutea hasta las 56635 toneladas y que el acero se obtiene en bruto y luego existen recortes

y elementos sobrantes el precio del acero asciende hasta el siguiente valor

119862119886119888119890119903119900 = 56635 middot 950 middot 115 = 618 73738 euro Eq 212

Como es loacutegico la construccioacuten del buque requiere de una serie de accesorios estructurales

que se han de soldar y cortar del casco constantemente Estimando un coste de 64 euro por

tonelada se obtiene el siguiente valor

119862119886119888119890119903119900119886119906119909= 56635 middot 64 = 36 24640 euro Eq 213

Aparte del peso de acero es necesario considerar el coste de otros elementos asociados al

casco como pueden ser piezas fundidas y forjadas

119862119886119888119890119903119900119886119904= 40 middot 119871 middot 119863 = 40 middot 5024 middot 590 = 11 85664 euro Eq 214

En cuanto al coste asociado a la pintura el valor depende de la zona considerada En

construccioacuten naval es indispensable pintar de manera adecuada todos los elementos del

buque pues el ambiente marino es muy corrosivo Las chapas de acero que conforman la obra

viva y los tanques de lastre del buque reciben un tratamiento especial ldquoanti-foulingrdquo y por lo

tanto su precio es maacutes elevado Del mismo modo los elementos internos necesitan menos

capas de pintura y por lo tanto su precio es maacutes reducido

Anaacutelisis econoacutemico

277

En este sentido se antildeade tambieacuten el coste asociado a la preparacioacuten de superficies

tratamiento indispensable para una correcta imprimacioacuten de la pintura Este coste se estima en

12 euro por cada metro cuadrado de pintura

Tabla 10-1 Costes asociados a la pintura y preparacioacuten de superficies

Superficie euro m2 Aacuterea (m2) Coste (euro)

Obra viva 12 50798 6 09576 euro

Obra muerta 12 117612 14 11344 euro

Cubiertas exteriores 12 9061 10 87320 euro

Guardacalores 12 50 60000 euro

Caacutemara de maacutequinas 21 480 10 08000 euro

Tanques de lastre 21 6942 14 57820 euro

Imprimacioacuten 12 38144 45 77280 euro

Total 102 11340 euro

Como es loacutegico las tuberiacuteas tambieacuten han de ser pintadas para evitar su degradacioacuten por

corrosioacuten El coste de pintura de las tuberiacuteas puede calcularse del siguiente modo

119862119901119894119899119905119905119906119887 = 018 middot (057 middot 119875119905119900119905 + 018 middot 119871) middot 48 =

018 middot (057 middot 4544 + 018 middot 5024) middot 48 = 2 24564 euro Eq 215

Por uacuteltimo se antildeaden los costes relativos a la proteccioacuten catoacutedica y galvanizado del buque

- Proteccioacuten catoacutedica

Depende de la superficie mojada del buque para la condicioacuten de calado de disentildeo

119862119901119903119900119905119888119886119905 = 150 middot 119878119898 = 150 middot 84402 = 1 26633 euro Eq 216

- Galvanizado

Se toma un coste equivalente al 75 del coste de pintura del casco

119862119892119886119897119907119886119899119894119911119886119889119900 = 0075 middot 119862119901119894119899119905119906119903119886 = 0075 middot 102 11340 = 7 65851 euro Eq 217

En definitiva el coste total de la partida del casco asciende hasta los 805 38579 euro

22 Equipos armamento e instalaciones

En este apartado se incluyen las partidas de costes de los distintos equipos y armamentos del

casco

Anaacutelisis econoacutemico

278

221 Equipos de fondeo amarre y remolque

Para estimar el peso de los equipos de fondeo es decir de las cadenas cables estachas y

anclas se recurre a dos expresiones distintas En el primer caso el coste de las anclas es

funcioacuten de su peso y en el segundo caso del diaacutemetro y la longitud Por lo tanto teniendo en

cuenta que el peso de las anclas es de 159 toneladas y que el diaacutemetro y longitud de la cadena

es de 34 miliacutemetros y 4125 metros respectivamente se obtienen los siguientes resultados

119862119886119899119888119897119886119904 = 3000euro

119905middot 119873deg middot 119901119890119904119900 = 3000 middot 3 middot 159 = 14 31000 euro Eq 218

119862119888119886119889119890119899119886119904 = 023 middot 0335 middot 119889119888 2 middot 119871119888 = 023 middot 0335 middot 34 middot 4125 = 36 74129 euro Eq 219

222 Medios de salvamento

Esta partida incluye los costes de los botes salvavidas la lancha salvavidas los pescantes y

los costes del resto de elementos de salvamento (chalecos sentildeales etc)

Tabla 10-2 Coste de los medios de salvamento

Elemento Coste (euro)

Balsas salvavidas 14 00000 euro

Bote de rescate 12 00000 euro

Pescante 15 00000 euro

Otros 5 31860 euro

Total 46 31860 euro

En este caso el coste del resto de equipos se ha calculado del siguiente modo

119862119900119905119903119900119904 = 917 middot (400 + 5 middot 119879119903119894119901119906119897119886119888119894oacute119899) = 917 middot (400 + 5 middot 36) = 5 31860 euro Eq 220

223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten

En esta partida se incluyen todos los costes asociados a la correcta adecuacioacuten de los distintos

espacios que componen la habilitacioacuten del buque Se considera que por cada espacio es

necesario realizar labores de revestimiento aislamiento instalaciones etc Estimando un coste

de 250 euro m2 se obtiene el siguiente valor

119862ℎ119886119887 = 250 middot 119878ℎ119886119887 = 250 middot 99664 = 249 16000 euro Eq 221

224 Equipos de fonda y hotel

Se incluyen en este apartado los equipos y servicios asociados a las labores de hosteleriacutea que

se dan a bordo del buque

- Cocina

Anaacutelisis econoacutemico

279

119862119888119900119888119894119899119886 = 64158 middot 119879119903119894119901 = 64158 middot 36 = 23 09688 euro Eq 222

- Gambuzas

119862119892119886119898119887119906119911119886119904 = 274963 middot 119881119892 23 = 274963 middot 406423 = 32 50200 euro Eq 223

Donde 119881119892 representa el volumen neto de las gambuzas

- Equipos de lavanderiacutea y varios

119862119897119886119907119886119899119889119890119903iacute119886 = 235 middot 119879119903119894119901 = 235 middot 36 = 8 46000 euro Eq 224

225 Acondicionamiento de alojamientos

Este apartado incluye los costes relacionados con los equipos de calefaccioacuten aire

acondicionado radiadores etc Estimando un coste de 140 euro m2 y considerando todos los

espacios que cuentan con calefaccioacuten y aire acondicionado se obtiene el siguiente coste

119862ℎ119886119887 = 140 middot 119878ℎ119886119887 = 140 middot 84715 = 116 60016 euro Eq 225

226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones

Debido a que no existen foacutermulas experimentales para estimar el coste de los distintos equipos

que conforman estos sistemas en este caso se recurre a consultar proyectos de buques

similares y ldquoescalarrdquo en la medida de lo posible el coste de los mismos

Tabla 10-3 coste de los equipos de navegacioacuten y comunicaciones

Elemento Coste (euro)

Equipos de navegacioacuten 128 48684 euro

Equipos de navegacioacuten auxiliares 2 75329 euro

Comunicaciones externas 55 67763 euro

Comunicaciones internas 2 44737 euro

Total 189 36513 euro

227 Medios de contraincendios

En el caso de los equipos de contraincendios uacutenicamente existe una expresioacuten para calcular

el coste de los dispuestos en la caacutemara de maacutequinas

Por lo tanto se antildeadiraacute un factor corrector del 20 al valor obtenido

119862119862119868 = 1283 middot 119871119862119862119872119872 middot 119861119862119862119872119872 middot 119863119862119862119872119872 = 1283 middot 18 middot 104 middot 44 = 10 56781 euro Eq 226

Anaacutelisis econoacutemico

280

228 Instalacioacuten eleacutectrica

El coste asociado a la instalacioacuten eleacutectrica a bordo del buque puede estimarse en funcioacuten de la

potencia total instalada a bordo Estimando un coste de 20 euro kW se obtiene que el coste total

de esta partida asciende hasta los 90 88000 euro

229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones

En este uacuteltimo apartado se antildeaden los costes de los elementos auxiliares puertas metaacutelicas

ventanas portillos escalares pasamanos candeleros escotillas de acceso lumbreras etc

Tambieacuten se incluyen los accesorios de los equipos de fondeo y amarre

El precio de estos elementos se calcula del siguiente modo

- Puertas metaacutelicas ventanas y portillos

1198621 = 412445 middot 119879119903119894119901048 = 412445 middot 36048 = 23 03516 euro Eq 227

- Escaleras pasamanos y candeleros

1198622 = 3391 middot 119871 16 = 3391 middot 5024 16 = 17 86517 euro Eq 228

- Escotillas de acceso lumbreras y registros

1198623 = 1925 middot 119871 15 = 1925 middot 5024 15 = 6 85496 euro Eq 229

- Accesorios de fondeo y amarre

1198624 = 2841 middot (119871 middot (119861 + 119863))0815

= 2841 middot (5024 middot (1375 + 59))0815

= 7 83280 euro Eq 230

En definitiva el coste total de la partida de equipos armamento e instalaciones asciende hasta

los 1 025 58998 euro

23 Maquinaria auxiliar de cubierta

De todos los equipos que conforman el sistema de amarre del buque se consideran los maacutes

importantes molinetes chigres y cabestrantes Debido a que todo el sistema se suele adquirir

como una uacutenica partida suministrada por la misma firma en este caso se estima el coste

completo del conjunto Debido a las dimensiones principales del buque y por ende a las

caracteriacutesticas teacutecnicas de los equipos se estima un coste de 250 000euro

24 Instalacioacuten propulsora

En este caso al tratarse de propulsores azimutales no se puede recurrir a las expresiones

experimentales habituales Sin embargo al tratarse de equipos concretos se conoce su coste

aproximado tanto del conjunto de los propulsores azimutales de popa como el de los

propulsores transversales de tipo tuacutenel de proa

Anaacutelisis econoacutemico

281

Tabla 10-4 Coste de los propulsores principales

Elemento Coste (euro)

Conjunto propulsores azimutales 2 000 00000 euro

Conjunto propulsores transversales 1 200 00000 euro

Total 3 200 00000 euro

25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten

Dentro de la presente partida de costes se engloban todos los sistemas y equipos auxiliares

que son necesarios para garantizar un correcto funcionamiento de los sistemas de propulsioacuten

del buque

Se incluyen por lo tanto

- Grupos electroacutegenos de 1136 kW (x4) Dependen del diaacutemetro (DIA) nuacutemero de los

cilindros (119873119888) y la potencia de los generadores

119862119892119890119897119890119888 = 914 middot (42 middot 11986311986811986022 middot 119873119888

119903119901119898+ 4000 middot (

119896119882

119903119901119898)

25

)

= 914 middot (42 middot 22522 middot 8

720+ 4000 middot (

1136

720)

25

) = 681 77856 euro

Eq 231

- Equipo de circulacioacuten refrigeracioacuten y lubricacioacuten

119862119888119903119897 = 3106 middot 119896119882119905119900119905 = 3106 middot 4544 = 141 13664 euro Eq 232

- Equipo de arranque de los motores

119862119886119903119903 = 11876 middot 119873119888119900 middot 119876119888119900 = 11876 middot 2 middot 25 = 5 93800 euro Eq 233

- Equipo de manejo de combustible Se estima como un 10 de los costes anteriores y

se obtiene un valor de 82 88532 euro

- Equipo de manejo de lodos y derrames Se estima en 5 00000 euro

- Equipos auxiliares de casco Incluye elementos como las bombas de sentinas

contraincendios etc Depende del caudal total de las mismas

119862119886119906119909 = 914 middot (100 middot 3 middot 119876119887119904 13

+ 160 middot 3 middot 119876119888119894 13

) = 69 46400 euro Eq 234

- Equipos sanitarios Incluye elementos como grupos hidroacuteforos el generador de agua

dulce etc Su coste asciende hasta los 603240 euro

Anaacutelisis econoacutemico

282

- Otros Incluye el resto de los elementos principales relacionados con la propulsioacuten como

pueden ser los ventiladores de caacutemara de maacutequinas el taller mecaacutenico e hidraacuteulico etc

El coste de los elementos de los talleres se estima en 30 00000 euro mientras que el

caacutelculo de los ventiladores puede estimarse del siguiente modo

119862119907119890119899119905 = 914 middot (125 middot 119873119907119890119899119905 middot 119876119907119890119899119905 055) = 914 middot (125 middot 6 middot 40500055) = 23 44810 euro Eq 235

En definitiva el coste total de la maquinaria auxiliar de propulsioacuten se estima en 1 015 68302 euro

26 Cargas pertrechos y repuestos

Se reserva una partida de 150 00000 euro para tener en consideracioacuten las cargas y respetos no

reglamentarios asiacute como los respetos esenciales

27 Instalaciones especiales del buque

En esta uacuteltima partida de los materiales y equipos se incluyen todos aquellos elementos

caracteriacutesticos que el buque incorpora como motivo de la misioacuten que realiza Los elementos

fundamentales son

- Gruacutea offshore principal Se trata de una gruacutea de gran porte y complejidad y por lo tanto

su precio resulta muy elevado

- Sistema de posicionamiento dinaacutemico Debido a la alta especializacioacuten de estos

sistemas su precio suele ser muy elevado Ademaacutes y como es loacutegico crece en funcioacuten

del grado de posicionamiento dinaacutemico requerido

- Equipos de manejo de anclas Se incluyen el rodillo de popa los ldquoshark Jawsrdquo y ldquotow

pinsrdquo los ldquotugger winchesrdquo etc Su precio asciende considerablemente a medida que lo

hacen sus capacidades de tiro y peso y consecuentemente su peso

- Sistema de lucha contra incendios o FIFI Se incluyen los equipos auxiliares y los

monitores de alta capacidad

- Sistemas y equipos de control y automatizacioacuten

Los precios estimados se recogen a continuacioacuten

Tabla 10-5 Coste de los equipos especiales

Elemento Coste (euro)

Gruacutea principal 150 00000 euro

Sistema DP 1 200 00000 euro

Anaacutelisis econoacutemico

283

Elemento Coste (euro)

Equipos de manejo de anclas 550 00000 euro

Sistema FIFI 100 00000 euro

Equipos control y automatizacioacuten 35 00000 euro

Total 2 035 00000 euro

Finalmente una vez que se han calculado todas las partidas correspondientes de los costes de

materiales y equipos se muestra continuacioacuten una tabla resumen con los valores obtenidos

para cada una de ellas

Tabla 10-6 Costes de materiales y equipos

Elemento Coste (euro)

Casco 805 38579 euro

Equipos armamento e instalaciones 875 58998 euro

Maquinaria auxiliar de cubierta 250 00000 euro

Instalacioacuten propulsora 3 200 00000 euro

Maquinaria auxiliar propulsioacuten 1 015 68302 euro

Cargas pertrechos y repuestos 75 00000 euro

Equipos especiales 2 035 00000 euro

Total 8 256 65879 euro

3 Costes de la mano de obra

Una vez calculados los costes asociados a los materiales y equipos el siguiente paso es

determinar los costes de la mano de obra asociada a su construccioacuten e instalacioacuten a bordo del

buque

El procedimiento es simple pues consiste baacutesicamente en estimar el nuacutemero de horas que

necesita cada una de las partidas y multiplicarlas por el precio de una hora de trabajo de un

astillero Debido a la gran diferencia de precios entre los astilleros maacutes y menos desarrollados

en este caso se ha optado por tomar un precio medio de 50euro h

En realidad en funcioacuten de la complejidad teacutecnica del trabajo a realizar el coste de la mano de

obra aumenta proporcionalmente y por lo tanto este valor se deberiacutea cambiar en cada una de

las estimaciones Sin embargo al tratarse de un presupuesto preliminar obtenido a traveacutes de

estimaciones se ha considerado suficiente establecer un uacutenico valor medio

31 Costes de mano de obra asociados al casco

Las horas de dedicacioacuten en este caso se destinan a la elaboracioacuten prefabricacioacuten y montaje de

las chapas y perfiles de acero

Se determinan a traveacutes de la siguiente expresioacuten

Anaacutelisis econoacutemico

284

119867119886119888119890119903119900 = 110 middot 119882119886119888119890119903119900 middot (1 + 03 middot (1 minus 119862119887)) = 110 middot 56635 middot (1 + 03 middot (1 minus 0655))

= 68 74639 ℎ Eq 236

Para determinar las horas de trabajo dedicadas al resto de piezas auxiliares del casco se utiliza

la siguiente expresioacuten

119867119886119888119890119903119900 119886119906119909 = 25 + 11987113 middot 119879 middot 2 = 25 + 502413 middot 451 middot 2 = 5828 ℎ Eq 237

Debido a que el montaje de las piezas del casco del buque requiere de una serie de elementos

auxiliares fabricados en acero es necesario determinar el nuacutemero de horas asociado

Se estimaraacuten como un porcentaje de las horas totales dedicadas al casco concretamente un

10 Se obtiene un total de 687464 h

En cuanto a las horas dedicadas a la pintura y control de la corrosioacuten el valor se obtiene de la

siguiente expresioacuten la cual depende de la superficies y manos de pintura aplicadas a la obra

muerta viva e interior

119867119901119894119899119905119888119900119903119903 = 025 middot 119878119874119872 middot (1 + 03 middot 119873119872) + 035 middot 119878119874119881 middot (119873119872119881

4) + 04 middot 119878119868 middot 119873119868

= 351922 ℎ

Eq 238

Se ha considerado suficiente establecer un valor de 4 manos de pintura en los tres casos

32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones

En primer lugar se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los equipos de fondeo amarre

y remolque

1198671 = 27 middot (119875119886119899119888119897119886)04) = 3251 ℎ Eq 239

A continuacioacuten se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los medios de salvamento

1198672 = 300 + 15 middot 119873 = 840 ℎ Eq 240

Despueacutes se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los alojamientos Se estima un coste

de 10 ℎ1198982

1198673 = 10ℎ

1198982middot 119878119905119900119905 = 16841 ℎ Eq 241

Para el resto de la acomodacioacuten se estiman 100 horas por tripulante obteniendo un total de

Para determinar las horas dedicadas a los equipos de navegacioacuten y comunicaciones se emplea

la siguiente expresioacuten

1198674 = 360 middot (119873119890119902 minus 6) = 720 ℎ Eq 242

En cuanto a los medios contraincendios el porcentaje de horas se estima en funcioacuten de la

eslora concretamente en 3 horas por cada metro de eslora Supone un total 15072 horas

Anaacutelisis econoacutemico

285

En cuanto a las horas dedicadas a la instalacioacuten de tuberiacuteas y redes eleacutectricas se ha estimado

el valor en funcioacuten de las toneladas de cada una de las partidas 75 y 59 toneladas

respectivamente A razoacuten de 5 euro por tonelada se ha obtenido un total de 670 horas

Para determinar el nuacutemero de horas dedicadas a los accesorios de equipo armamento e

instalaciones se emplea la siguiente expresioacuten

1198675 = 80 middot 119873 + 56 middot (119871 minus 15) + 09 middot 119871 middot (119861 + 119863) + 2 middot 119871 + 150 = 599214 ℎ Eq 243

Por otro lado las horas de montaje de la maquinaria propulsora se estiman en funcioacuten de la

potencia total instalada de acuerdo con la siguiente expresioacuten

1198676 = 10 middot 119875119905119900119905 23

middot 119873119898119900119905119900119903119890119904 = 1097368 ℎ Eq 244

Del mismo modo pero para la maquinaria auxiliar de la propulsioacuten

1198677 = 52 middot 119873119892119890119899 middot 119875119905119900119905 043 = 7776 1 ℎ Eq 245

El nuacutemero de horas dedicado al montaje de los equipos de circulacioacuten refrigeracioacuten y

lubricacioacuten asiacute como los equipos de manejo de combustible se calculan del siguiente modo

1198678 = 2250 + 018 middot 119875119905119900119905 = 306792 ℎ Eq 246

1198679 = 013 middot 119875119905119900119905 = 59072 ℎ Eq 247

En cuanto a los equipos auxiliares de casco la expresioacuten es la siguiente

11986710 = 420 + 047 middot 119871 middot (119861 + 119863) = 88399 ℎ Eq 248

Finalmente se obtiene el siguiente valor

Tabla 10-7 Costes de mano de obra

Concepto Nordm horas Coste hora (euroh) Coste (euro)

Casco 79198 50 3 959 92681 euro

Equipos armamento e instalaciones 55740 50 2 786 95231 euro

Total 6 746 87913euro

Como es loacutegico la partida de costes de mano de obra asociados al casco es considerablemente

superior a la de equipos armamento e instalaciones

4 Costes de astillero

Por uacuteltimo es necesario determinar los costes que se imputan al astillero como resultado de

considerar las siguientes partidas

Anaacutelisis econoacutemico

286

- Costes de ingenieriacutea En este caso se decide incluir tambieacuten la partida correspondiente

a las horas de ingenieriacutea dedicadas por una supuesta oficina teacutecnica para disentildear y

desarrollar los planos productivos del buque Se considera que con 20 ingenieros

superiores a razoacuten de 45 euro la hora de trabajo son capaces de llevar a cabo el proyecto

en 1 antildeo (trabajaacutendose un total de 1424 horas al antildeo) Por lo tanto se obtiene un coste

de 1 922 40000euro

- Costes de pruebas y puesta a punto Una vez construido el buque y durante sus etapas

preliminares se llevan a cabo diversas pruebas para determinar la calidad de los

trabajos realizados Se estima que los costes en combustible praacutecticos y demaacutes

servicios auxiliares puede ascender hasta los 350 00000euro

- Seguros Para llevar a cabo todos los trabajos requeridos con la mayor seguridad

posible es necesario contar con un seguro que cubra tanto al buque como a los

trabajadores Se estima un coste de 100 00000euro

- Costes de clasificacioacuten Durante las etapas de construccioacuten y ya una vez construido es

necesario que una sociedad de clasificacioacuten (en este caso Bureau Veritas) determine la

calidad teacutecnica del buque Tambieacuten ha de determinar que el buque cumple con todos

los requisitos necesarios para que le sean otorgadas las notaciones de clase descritas

en las especificaciones Se estima un coste de 150 00000euro

En total esta partida asciende hasta los 2 522 40000euro

5 Conclusiones

Una vez obtenido el valor de la estimacioacuten del coste final de la construccioacuten del buque proyecto

es necesario analizar dos aspectos el primero si la proporcioacuten entre las distintas partidas es

loacutegica y segundo si el coste total obtenido es coherente con los precios actuales del mercado

para buques similares

En cuanto al reparto de las distintas partidas el resultado es el siguiente

Anaacutelisis econoacutemico

287

Ilustracioacuten 120 Reparto de costes de materiales y equipos

Como es loacutegico en el caso de los materiales y equipos la mayor parte del coste se destina a

la instalacioacuten propulsora debido al elevado precio de los propulsores azimutales sobre todo

En segundo lugar destaca el elevado porcentaje de los equipos especiales al tratarse equipos

muy especiacuteficos y complejos como la gruacutea de cubierta o el sistema de posicionamiento

dinaacutemico su precio es elevado

En cuanto al coste de la mano de obra el reparto es el siguiente

Anaacutelisis econoacutemico

288

Ilustracioacuten 121 Reparto de costes de mano de obra

En cuanto a los costes de mano de obra el reparto es similar Sin embargo y como era de

esperar el nuacutemero de horas dedicado al casco y sus elementos asociados es ligeramente

superior al asociado a los equipos armamento e instalaciones

Finalmente el reparto de costes de astillero presenta el siguiente aspecto

Ilustracioacuten 122 Reparto de costes de astillero

Anaacutelisis econoacutemico

289

Loacutegicamente el precio asociado a los trabajos de ingenieriacutea es con diferencia la mayor partida

de los costes de astillero

Finalmente teniendo en cuenta los valores finales obtenidos para cada una de las anteriores

partidas de costes se obtiene que el coste de construccioacuten del buque asciende hasta el

siguiente valor

119875119862119861 = 119875119872 + 119875119872119874 + 119875119860 = 8 256 65879 + 6 746 87913 + 2 522 400

= 120783120789 120787120784120787 120791120785120789 120791120784 euro Eq 249

Como se puede comprobar el precio final del buque asciende hasta aproximadamente un

valor de 17 500 000 euro

Para comprobar que el precio obtenido es correcto o al menos coherente se ha buscado

informacioacuten referente al precio de venta de buques similares Sin embargo este proceso de

obtencioacuten de informacioacuten es muy complejo puesto que las empresas dedicadas a los estudios

de mercado ofrecen su informacioacuten a cambio de importantes cantidades de dinero Finalmente

fue posible obtener informacioacuten en revistas del sector naval29 Del estudio de estas fuentes se

ha podido obtener por ejemplo que el precio de un buque AHTS de aproximadamente 80

metros de eslora asciende hasta los 28 millones de euros o que buques de segunda mano de

esloras similares al buque proyecto tienen un valor de mercado de 9 millones de euros

Por lo tanto teniendo en cuenta tales consideraciones el valor de buque proyecto obtenido se

considera aceptable y coherente con los precios actuales de mercado

29

1- httpwwwseaboatsnetnew-build-77m-ahts-10000ps-xidp440206html

2- httpswwwoffshoreenergytodaycomsingapore-otto-marine-sells-two-ahts-vessels-for-usd-43-4-million

3- httpshorizonshipcomship-categoryoffshore-supply-vessels-for-saleanchor-handling-tug-supply-vessels-

for-salesort=priceampsort_dir=DESC

Anaacutelisis econoacutemico

290

Referencias

291

Referencias

Las referencias que se han consultado para la elaboracioacuten del presente documento se recogen

a continuacioacuten

[1] [Alvarintildeo Azpiacuteroz y Meizoso 2007] Proyecto Baacutesico del Buque Mercante Ricardo

Alvarintildeo Castro Juan Joseacute Azpiacuteroz Azpiacuteroz Manuel Meizoso Fernaacutendez Fondo

Editorial de Ingenieriacutea Naval Colegio Oficial de Ingenieros Navales 2007

[2] [Aacutelvarez-Campana 1991] Gonzaacutelez Aacutelvarez-Campana JM (1991) Formas de cascos

de embarcaciones raacutepidas Publicacioacuten nuacutemero 129 Canal de Experiencias

Hidrodinaacutemicas El Pardo

[3] [Babicz 2015] Babicz J (2015) Waumlrtsilauml Encyclopedia of Ship Technology Finlandia

Waumlrtsilauml Corporation Helsinki Finlandia

[4] [Baquero 2011] Resistencia al Avance del Buque Antonio Baquero Mayor Escuela

Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Octubre 2011

[5] [Baquero 2012] Introduccioacuten a la Resistencia y Propulsioacuten Antonio Baquero Mayor

Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Octubre 2012

[6] [Brix 1993] Manoeuvring Technical Manual Brix J Seehafen Verlag 1993

[7] [Creixenti M T 2009] Sistema de heacutelices de proa operacioacuten requerimientos y

mantenimiento Teresa Martiacutenez Creixenti Facultad de Naacuteutica 2009

[8] [De la Calle MJ 1997] Propulsores Marinos Juliaacuten Martiacutenez de la Calle Joseacute

Gonzaacutelez Peacuterez Universidad de Oviedo 1997

[9] [Echave D P 2014] Estudio Teacutecnico de un Sistema de Propulsioacuten Azimutal Pablo

Diacuteaz Echave Universidad de Cantabria 2014

[10] [Goacutemez y Avezuela 1998] Garciacutea Goacutemez A y Olivera Avezuela A (1998) Eleccioacuten

de las formas de popa para optimizar la interaccioacuten heacutelice-carena Publicacioacuten

nuacutemero 148 Canal de Experiencias Hidrodinaacutemicas El Pardo

[11] [Larsson y Raven 2010] The Principles of Naval Architecture Series Ship Resistance

and Flow Lars Larsson and Hoyte C Raven The Society of Naval Architects

and Marine Engineers 2010

Referencias

292

[12] [Maroacuten 2015] Maroacuten B (2015) Anchor Handling amp Tug Supply Vessel Proyecto Final

de Carrera Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Espantildea

[13] [Meizoso 2000] Desplazamiento Caacutelculo iterativo del peso en rosca y peso muerto M

Meizoso Fernaacutendez Apuntes de la ETSIN

[14] [Moody 1996] Moody R (1996) Preliminary power prediction during early design

stages of a ship Tesis Doctoral School of Mechanical and Process Engineering

Ciudad del Cabo

[15] [Muntildeoz 2016] Muntildeoz C (2016) Buque de apoyo a buceadores Trabajo Final de

Maacutester Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Espantildea

[16] [Peacuterez 1984] Sobre los Buques de Suministro Luis Peacuterez Rojas ETSIN Caacutetedra de

Proyectos

[17] [Schneekluth y Bertram 1998] Schneekluth H y Bertram V (1998) Ship Design for

Efficiency and Economy Oxford Butterworth-HeinemannWiburn

Massachusetts

[18] [Rajwade 1974] Rajwade M (1974) Offshore Oil Exploration amp Indian Industry Indian

Merchants Chamber Economic Research and Training Foundation Sri

Purshotamdas Thakurdas Research Wing

[19] [Van Manen y Van Oossanen 1988] Principles of Naval Architecture Volume II J D

Van Manen y P Van Oossanen Mayo 1988

[20] [Zebensuiacute P C 2012] Electricidad en el buque Zebensuiacute Palomo Cano Patroacuten

Costero Polivalente 2013

Los cataacutelogos comerciales normativas y convenios consultados se resumen a continuacioacuten

- Bureau Veritas Reglas para la clasificacioacuten de buques de acero NR 467 y NR 600

- Convenio Internacional de Estabilidad sin Averiacutea 2008

- Convenio Internacional de Gestioacuten y Control de Agua de Lastre y Sedimentos 2004

- Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga

- Convenio SOLAS 2014

- Coacutedigo SPS 2008

Referencias

293

- Convenio MARPOL

- DNV GL DP Capability standard ST-0111

- IMCA M 140 Especificaciones para diagramas de capacidades del posicionamiento

dinaacutemico

- MAN L2330H Mk2 Project Guide sheet

- Palfinger marine cranes sheet

- Waumlrtsilauml Steerable Thrusters sheet

Referencias

294

Planos

295

Planos

Planos

296

Generacioacuten de alternativas

297

Anexo 1 Generacioacuten de alternativas

En el presente apartado se muestran las distintas alternativas generadas que cumpliacutean en

mayor o menor medida con las restricciones descritas en el Capiacutetulo 1 del proyecto

Tabla 1-1 Generacioacuten de alternativas (1)

Tabla 1-2 Generacioacuten de alternativas (2)

Alternativa i j L (m) Lpp (m) B (m) D (m) T (m)

22 3 2 5024 4645 1375 550 451

31 4 1 5044 4664 1375 550 449

32 4 2 5044 4664 1381 550 448

41 5 1 5064 4683 1381 550 447

51 5 1 5064 4683 1381 550 447

42 5 2 5064 4683 1386 550 446

52 6 2 5084 4701 1392 550 444

62 7 2 5104 4720 1397 550 441

71 8 1 5124 4738 1397 550 440

72 8 2 5124 4738 1403 550 439

81 9 1 5145 4757 1403 550 438

82 9 2 5145 4757 1408 550 437

91 10 1 5165 4775 1408 550 435

92 10 2 5165 4775 1414 550 434

Alternativa FB (m) CB P (Kw) WST WOA WQ (t) PR estimado

22 099 066 276328 59031 22555 11035 92622

31 101 066 276143 59265 22637 11035 92937

32 102 066 275955 59503 22720 11035 93258

41 103 066 275771 59737 22801 11035 93574

51 103 066 275771 59737 22801 11035 93574

42 104 066 275582 59977 22885 11035 93898

52 106 067 275210 60453 23051 11035 94539

62 109 067 274839 60931 23217 11035 95184

71 110 067 274658 61165 23298 11035 95499

72 111 067 274468 61411 23384 11035 95831

81 112 067 274288 61645 23466 11035 96146

82 113 067 274097 61893 23552 11035 96480

91 115 067 273918 62126 23633 11035 96795

92 116 067 273727 62376 23720 11035 97132

Generacioacuten de alternativas

298

Tabla 1-3 Generacioacuten de alternativas (3)

Alternativa WR (t) Desplazamiento (t) LppmiddotBmiddotD LppB LOAB Fn TD LppD BT BD

22 115556 195556 351375 338 365 029 082 845 305 250

31 115949 195949 352766 339 367 029 082 848 306 250

32 116350 196350 354186 338 365 029 082 848 308 251

41 116744 196744 355577 339 367 029 081 851 309 251

51 116744 196744 355577 339 367 029 081 851 309 251

42 117148 197148 357008 338 365 029 081 851 311 252

52 117949 197949 359842 338 365 029 081 855 314 253

62 118752 198752 362686 338 365 029 080 858 317 254

71 119145 199145 364077 339 367 029 080 861 318 254

72 119559 199559 365542 338 365 029 080 861 320 255

81 119952 199952 366932 339 367 029 080 865 321 255

82 120370 200370 368409 338 365 029 079 865 322 256

91 120762 200762 369799 339 367 029 079 868 323 256

92 121183 201183 371287 338 365 029 079 868 325 257

Curva de aacutereas

299

Anexo 2 Curva de aacutereas

En el presente apartado se muestra la curva de aacutereas normalizada de la carena del buque

proyecto

Curva de aacutereas

300

Ilustracioacuten 123 Curva de aacutereas normalizada

AP MS FP

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

-500 000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Aacutere

a (

m2)

Pos Long (m)

Balance eleacutectrico

301

Anexo 3 Balance eleacutectrico

En el presente anexo se recogen tanto la potencia necesaria por los distintos consumidores

como el balance eleacutectrico final del buque

Tabla 3-1 Principales consumidores instalados en el buque

Grupo Equipo Nordm η total P unit (kW) Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 80 230

Alumbrado interior 1 098 88 230

Luces de emergencia 1 098 26 24

Luces de navegacioacuten 1 098 06 24

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 10 230

Bocina 2 098 03 230

Comunicacioacuten externa 1 098 31 24

Comunicacioacuten interna 1 098 26 230

Equipos de navegacioacuten 1 098 41 24

Sistema DP 1 098 15 230

Locales

Equipos de cocina 1 098 408 230

Gambuzas 1 098 306 230

Lavanderia 1 098 224 230

Taller eleacutectrico 1 098 153 230

Taller mecaacutenico 1 098 51 230

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 357 440

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 41 440

Gruacutea 1 094 702 440

Cabestrante 2 098 138 440

Molinete de fondeo 2 098 93 440

Pescante lancha 1 092 98 230

Tugger winches 2 098 286 440

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 64 440

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 56 440

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal 2 098 67 440

Motor de giro azimutal 2 094 117 440

Propulsor azimutal 2 098 14286 440

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 5112 440

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 22 440

Bomba aguas grises 1 098 18 440

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 22 440

Balance eleacutectrico

302

Bomba refrig agua dulce 3 098 56 440

Bomba refrig agua salada 3 098 378 440

Bomba rociadores acom 1 098 235 440

Bomba rociadores CM 1 098 153 440

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 189 440

Bomba trasiego aceite 2 098 02 440

Bomba trasiego combustible 2 098 22 440

Bombas FIFI 1 098 11224 440

Calentador agua sanitaria 1 098 224 440

Calentadores combustible 2 098 255 440

Compresor aire arranque 2 098 77 230

Compresor serv generales 2 098 31 230

Esterilizador UV agua dulce 1 098 13 230

Generador de agua dulce 2 095 53 230

Sistema tratamiento lastre 1 098 347 230

HVAC 1 098 2262 440

Separador de combustible 2 098 13 230

Separador sentinas 1 098 38 230

Separadora aceite lubricante 1 098 20 230

Ventilador aseos 1 098 06 440

Ventilador cocina 1 098 07 440

Ventilador local de cuadros 1 098 31 440

Ventilador local propulsores popa 1 098 99 440

Ventilador local propulsores proa 1 098 26 440

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 224 440

Ventiladores emergencia 1 098 05 440

Balance eleacutectrico

303

Tabla 3-2 Balance eleacutectrico

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

PROPULSIOacuteN

Bomba lubricacioacuten azimutal 129 2 08 2 1 1032 07 2 1 903 07 2 1 903 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 112 2 02 2 1 224 07 2 1 784 07 2 1 784 00 0 0 000 00 0 0 000

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal 135 2 08 2 1 1080 06 2 1 810 04 2 1 540 00 0 0 000 00 0 0 000

Motor de giro azimutal 234 2 08 2 1 1872 08 2 1 1872 08 2 1 1872 00 0 0 000 05 2 1 1170

Propulsor azimutal 28571 2 07 2 1 199997 08 2 1 228568 07 2 1 199997 00 0 0 000 00 0 0 000

Propulsor transversal tuacutenel 10224 2 00 0 0 000 08 2 1 81792 07 2 1 71568 00 0 0 000 00 0 0 000

SERVICIOS

Bomba agua sanitaria 45 2 06 2 1 270 06 2 1 270 06 2 1 270 04 1 1 090 02 2 1 090

Bomba aguas grises 18 1 06 1 1 108 06 1 1 108 06 1 1 108 01 1 1 018 00 0 0 000

Bomba alimentacioacuten combustible 22 1 08 1 1 176 08 1 1 176 05 1 1 110 01 1 1 022 00 0 0 000

Bomba refrig agua dulce 55 3 08 3 1 440 08 3 1 440 08 1 0 147 01 2 1 037 00 0 0 000

Bomba refrig agua salada 37 3 08 3 1 2960 08 3 1 2960 08 1 0 987 01 2 1 247 00 0 0 000

Bomba rociadores acom 235 1 00 0 0 000 00 0 0 000 01 1 1 235 00 0 0 000 08 1 1 1880

Bomba rociadores CM 153 1 00 0 0 000 00 0 0 000 01 1 1 153 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba sentinas lastre e incendios 378 2 00 1 1 000 00 1 1 000 05 1 1 945 01 1 1 189 00 0 0 000

Bomba trasiego aceite 02 2 06 2 1 012 06 2 1 012 06 2 1 012 01 1 1 001 00 0 0 000

Bomba trasiego combustible 22 2 08 2 1 176 08 2 1 176 06 2 1 132 01 1 1 011 00 0 0 000

Bombas FIFI 11224 1 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 89792 00 0 0 000 00 0 0 000

Balance eleacutectrico

304

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Calentador agua sanitaria 224 1 07 1 1 1568 07 1 1 1568 05 1 1 1120 04 1 1 896 00 0 0 000

Calentadores combustible 51 2 07 2 1 3570 07 2 1 3570 04 2 1 2040 01 2 1 510 00 0 0 000

Compresor aire arranque 75 2 02 2 1 150 02 2 1 150 02 1 1 075 00 0 0 000 00 0 0 000

Compresor serv generales 3 2 04 2 1 120 04 2 1 120 02 2 1 060 01 2 1 030 00 0 0 000

Esterilizador UV agua dulce 13 1 07 1 1 091 07 1 1 091 05 1 1 065 03 1 1 039 02 1 1 026

Generador de agua dulce 105 1 08 1 1 840 08 1 1 840 04 1 1 420 00 0 0 000 02 1 1 210

Sistema tratamiento lastre 347 1 08 1 1 2776 08 1 1 2776 02 1 1 694 00 0 0 000 00 0 0 000

HVAC 2262 1 08 1 1 18096 08 1 1 18096 04 1 1 9048 04 1 1 9048 00 0 0 000

Separador de combustible 27 2 08 2 1 216 08 2 1 216 03 2 1 081 01 2 1 027 00 0 0 000

Separador sentinas 38 1 04 1 1 152 04 1 1 152 03 1 1 114 02 1 1 076 00 0 0 000

Separadora aceite lubricante 2 1 06 1 1 120 06 1 1 120 05 1 1 100 02 1 1 040 00 0 0 000

Ventilador aseos 06 1 05 1 1 030 05 1 1 030 05 1 1 030 03 1 1 018 00 0 0 000

Ventilador cocina 07 1 05 1 1 035 05 1 1 035 05 1 1 035 03 1 1 021 00 0 0 000

Ventilador local de cuadros 31 1 07 1 1 217 07 1 1 217 05 1 1 155 03 1 1 093 00 0 0 000

Ventilador local propulsores popa 97 1 07 1 1 679 07 1 1 679 06 1 1 582 03 1 1 291 00 0 0 000

Ventilador local propulsores proa 25 1 07 1 1 175 07 1 1 175 06 1 1 150 03 1 1 075 00 0 0 000

Ventiladores caacutemara maacutequinas 22 2 08 1 1 880 08 1 1 880 08 1 1 880 03 1 1 330 00 0 0 000

Ventiladores emergencia 05 1 00 1 1 000 00 1 1 000 01 1 1 005 00 0 0 000 10 1 1 050

MAQUINARIA DE CUBIERTA

Anchor Handling Towing 357 1 00 0 0 000 08 1 1 2857 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba shark jaws amp tow spin 41 1 00 0 0 000 07 1 1 286 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Balance eleacutectrico

305

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Gruacutea 702 1 00 0 0 000 08 1 1 5617 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Cabestrante 276 2 00 0 0 000 05 1 1 689 06 2 1 1653 03 2 1 827 00 0 0 000

Molinete de fondeo 186 2 00 0 0 000 05 1 1 464 00 0 0 000 00 0 0 000 03 2 1 557

Pescante lancha 98 1 00 0 0 000 02 1 1 196 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 783

Tugger winches 571 2 00 0 0 000 08 2 1 4571 02 2 1 1143 00 0 0 000 00 0 0 000

LOCALES DE SERVICIO

Equipos de cocina 408 1 05 1 1 2041 05 1 1 2041 04 1 1 1633 03 1 1 1224 00 0 0 000

Gambuzas 306 1 06 1 1 1837 06 1 1 1837 03 1 1 918 03 1 1 918 00 0 0 000

Lavanderia 224 1 05 1 1 1122 05 1 1 1122 02 1 1 449 03 1 1 673 00 0 0 000

Taller eleacutectrico 153 1 03 1 1 459 03 1 1 459 02 1 1 306 01 1 1 153 00 0 0 000

Taller mecaacutenico 51 1 03 1 1 153 03 1 1 153 02 1 1 102 01 1 1 051 00 0 0 000

ACOMODACIOacuteN COMUNICACIOacuteN

Alarma incendios 10 1 02 1 1 020 02 1 1 020 08 1 1 082 01 1 1 010 10 1 1 102

Bocina 03 1 04 1 1 012 04 1 1 012 08 1 1 024 00 0 0 000 10 1 1 031

Comunicacioacuten externa 31 1 08 1 1 245 08 1 1 245 08 1 1 245 06 1 1 184 10 1 1 306

Comunicacioacuten interna 26 1 08 1 1 204 08 1 1 204 08 1 1 204 06 1 1 153 10 1 1 255

Equipos de navegacioacuten 41 1 08 1 1 327 08 1 1 327 08 1 1 327 01 1 1 041 10 1 1 408

Sistema DP 15 1 00 0 0 000 08 0 0 000 08 1 1 122 00 0 0 000 00 0 0 000

ALUMBRADO

Alumbrado exterior 80 1 05 1 1 398 05 1 1 398 08 1 1 637 04 1 1 318 10 1 1 796

Balance eleacutectrico

306

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Alumbrado interior 88 1 08 1 1 706 08 1 1 706 08 1 1 706 04 1 1 353 10 1 1 883

Luces de emergencia 26 1 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 209 00 0 0 000 10 1 1 261

Luces de navegacioacuten 06 1 09 1 1 055 09 1 1 055 08 1 1 049 04 1 1 024 10 1 1 061

TOTAL 24564 TOTAL 37085 TOTAL 39302 TOTAL 1704 TOTAL 787

GENERADORES Potencia

(kW) Nordm En uso kW En uso kW En uso kW En uso kW En uso kW

Generadores principales 1136 4 3 3408 4 4544 4 4544 0 0 0 0

Generador de emergencia 200 1 0 0 0 0 0 0 10 200 1 200

Carga del gen Principal () 721 816 865 NA NA

Carga del gen de emergencia () NA NA NA 852 393

Pesos y centros de gravedad

307

Anexo 4 Pesos y centros de gravedad

El objetivo del presente anexo es recoger todos los pesos y centros de gravedad de las distintas

partidas de pesos de las que se compone el buque

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Anclas 300 4260 000 820

Balsas salvavidas 066 3540 000 1300

Bomba FIFI 250 2160 270 300

Bombas 370 1800 000 300

Bote de rescate 150 2040 -500 880

Botellas de aire comprimido 160 1080 280 300

Cable tugger winches 150 1860 000 650

Cadenas de anclas 100 4290 000 700

Compresores y sistemas HVAC 600 2910 310 300

Compresores 200 1230 425 250

Compresores de aire de arranque 140 1080 280 300

Convertidores 540 2670 000 370

Defensas 600 3000 000 760

Elementos de acomodacioacuten externos 890 1760 000 620

Elementos de amarre 200 4320 000 1150

Equipos eleacutectricos 7500 1800 000 400

Estopor 080 4230 000 1130

Generador de agua dulce 150 3360 -060 300

Generador de emergencia 137 2580 -270 920

Generadores Principales 3400 1680 000 295

Gruacutea principal 1920 910 460 850

Maquinaria auxiliar 500 1750 000 260

Motor de propulsor de proa 1 115 3900 000 320

Motor de propulsor de proa 2 115 4100 000 340

Motor eleacutectrico de azimutal Babor 438 000 180 400

Motor eleacutectrico de azimutal Estribor 438 000 -180 400

Palo de luces 280 3242 000 2123

Paneles de mando 700 1140 -148 320

Pescante de bote de rescate 270 2100 -600 1020

Propulsor azimutal Babor 1600 000 360 290

Propulsor azimutal Estribor 1600 000 -360 290

Propulsor transversal de proa 1 318 3900 000 130

Propulsor transversal de proa 2 318 4100 000 150

Proteccioacuten madera cubierta 463 790 000 550

Rodillo de popa 500 -100 590 300

Pesos y centros de gravedad

308

Rutado y ventilacioacuten 5900 2086 000 361

Silenciadores 250 2700 000 970

Sistema towing pins 237 150 000 580

Sistema towing winch 1000 2940 240 250

Talleres 130 3000 -270 250

Transformador de emergencia 050 2460 -420 920

Transformadores 540 2670 000 370

Tugger winches 300 1860 000 650

Total 33966 1745 041 435

Situaciones de carga

309

Anexo 5 Situaciones de carga

En este anexo se recogen las distintas configuraciones de tanques consideradas en cada una

de las situaciones de carga del Capiacutetulo 8

SC01

Tabla 5-1 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC01

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

1 1200 12000 700 000 690 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 050 3820 1910 3727 1863 045 471 394 5218

WB1BR 040 3820 1528 3727 1491 050 -465 380 5220

DO1SB 098 8053 7892 9587 9395 760 347 373 000

DO1BR 098 8053 7892 9587 9395 760 -347 373 000

ST C 001 1972 010 1972 010 1820 000 001 2130

A AC 1 BR 001 547 003 594 003 2010 -110 000 147

AC S 1 BR 001 547 003 594 003 2190 -110 000 147

REB1 SB 001 1188 006 1188 006 2100 110 000 319

DO 2 BR 098 3267 3202 3890 3812 1982 -438 077 000

DO 2 SB 098 3267 3202 3890 3812 1982 438 077 000

FW2BR 098 8212 8048 8212 8048 2570 -445 209 000

FW2SB 098 7493 7343 7493 7343 2567 448 206 000

FW1BR 098 8878 8701 8878 8701 3119 -335 163 000

FOAM 098 633 621 2110 2068 2909 533 372 000

AG 1 C 001 883 004 883 004 3837 000 001 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 025 5353 1338 5222 1306 935 332 137 4676

WBBR2 025 5353 1338 5222 1306 935 -332 137 4676

DO D BR 098 1477 1447 1758 1723 1800 -603 366 000

DO D SB 098 1477 1447 1758 1723 1800 603 366 000

DO S BR 098 1477 1447 1758 1723 2040 -603 366 000

DO S SB 098 1477 1447 1758 1723 2040 603 366 000

LO 1 BR 098 404 396 440 431 2190 -603 366 000

LO 1 SB 098 404 396 440 431 2190 603 366 000

DISPERS 098 392 384 1307 1281 3059 524 375 000

Situaciones de carga

310

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

FW 1 SB 098 6102 5980 6102 5980 3197 251 077 000

AN 1 C 001 512 003 512 003 3749 000 001 1441

Total 201578 113347 89070 2083 -001 419 32076

Corr SL 016

KG corr 435

SC02

Tabla 5-2 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC02

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

FW3SB 063 7890 4971 7890 4971 1370 362 112 13311

FW3BR 063 7890 4971 7890 4971 1370 -362 112 13310

WB1SB 065 3820 2483 3727 2422 040 477 415 5218

WB1BR 095 3820 3629 3727 3541 035 -483 454 5220

DO1SB 063 8053 5073 9587 6040 765 347 298 1881

DO1BR 063 8053 5073 9587 6040 765 -347 298 1881

ST C 035 1972 690 1972 690 1771 000 027 2130

A AC 1 BR 035 547 191 594 208 2010 -110 026 147

AC S 1 BR 035 547 191 594 208 2190 -110 026 147

REB1 SB 035 1188 416 1188 416 2100 110 026 319

DO 2 BR 063 3267 2058 3890 2451 1984 -430 052 4262

DO 2 SB 063 3267 2058 3890 2451 1984 430 052 4262

FW2BR 063 8212 5174 8212 5174 2583 -357 097 11309

FW2SB 063 7493 4721 7493 4721 2594 362 095 10591

FW1BR 063 8878 5593 8878 5593 3196 -250 072 12102

FOAM 063 633 399 2110 1330 2909 530 296 101

AG 1 C 035 883 309 883 309 3838 000 033 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 090 5353 4818 5222 4700 809 526 317 4676

WBBR2 095 5353 5085 5222 4961 806 -530 330 4676

DO D BR 063 1477 930 1758 1108 1800 -603 289 078

DO D SB 063 1477 930 1758 1108 1800 603 289 078

DO S BR 063 1477 930 1758 1108 2040 -603 289 078

DO S SB 063 1477 930 1758 1108 2040 603 289 078

Situaciones de carga

311

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

LO 1 BR 063 404 255 440 277 2190 -603 289 021

LO 1 SB 063 404 255 440 277 2190 603 289 021

DISPERS 063 392 247 1307 823 3059 519 300 060

FW 1 SB 063 6102 3844 6102 3844 3195 242 051 12041

AN 1 C 035 512 179 512 179 3750 000 032 1441

Total 174531 113347 71049 2119 -001 402 117538

Corr SL 067

KG corr 469

SC03

Tabla 5-3 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC03

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

Gruacutea 1 1200 1200 500 -1600 000 000

FW3SB 063 7890 4971 7890 4971 1370 362 112 13311

FW3BR 063 7890 4971 7890 4971 1370 -362 112 13310

WB1SB 098 3820 3744 3727 3652 034 483 458 000

WB1BR 083 3820 3171 3727 3093 036 -481 439 5220

DO1SB 063 8053 5074 9587 6040 765 347 298 1881

DO1BR 063 8053 5074 9587 6040 765 -347 298 1881

ST C 035 1972 690 1972 690 1771 000 027 2130

A AC 1 BR 035 547 191 594 208 2010 -110 026 147

AC S 1 BR 035 547 191 594 208 2190 -110 026 147

REB1 SB 035 1188 416 1188 416 2100 110 026 319

DO 2 BR 063 3267 2059 3890 2451 1984 -430 052 4262

DO 2 SB 063 3267 2059 3890 2451 1984 430 052 4262

FW2BR 063 8212 5174 8212 5174 2583 -357 097 11309

FW2SB 063 7493 4721 7493 4721 2594 362 095 10591

FW1BR 063 8878 5593 8878 5593 3196 -250 072 12102

FOAM 063 633 399 2110 1330 2909 530 296 101

AG 1 C 035 883 309 883 309 3838 000 033 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 098 5353 5246 5222 5118 804 532 337 000

WBBR2 070 5353 3747 5222 3656 826 -504 267 4676

Situaciones de carga

312

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

DO D BR 063 1477 930 1758 1108 1800 -603 289 078

DO D SB 063 1477 930 1758 1108 1800 603 289 078

DO S BR 063 1477 930 1758 1108 2040 -603 289 078

DO S SB 063 1477 930 1758 1108 2040 603 289 078

LO 1 BR 063 404 255 440 277 2190 -603 289 021

LO 1 SB 063 404 255 440 277 2190 603 289 021

DISPERS 063 392 247 1307 823 3059 519 300 060

FW 1 SB 063 6102 3844 6102 3844 3195 242 051 12041

AN 1 C 035 512 179 512 179 3750 000 032 1441

Total 175623 113347 70944 2105 -001 399 107644

Corr SL 061

KG corr 461

SC04

Tabla 5-4 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC04

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 0 500 000 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

Gruacutea 0 1200 000 500 -1600 000 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 098 3820 3744 3727 3652 034 483 458 000

WB1BR 098 3820 3744 3727 3653 034 -483 458 000

DO1SB 010 8053 805 9587 959 831 341 181 1881

DO1BR 010 8053 805 9587 959 831 -341 181 1881

ST C 098 1972 1933 1972 1933 1770 000 074 000

A AC 1 BR 098 547 536 594 582 2010 -110 074 000

AC S 1 BR 098 547 536 594 582 2190 -110 074 000

REB1 SB 098 1188 1164 1188 1164 2100 110 074 000

DO 2 BR 010 3267 327 3890 389 1994 -398 010 4262

DO 2 SB 010 1477 148 1758 176 1800 -603 172 078

FW2BR 010 1477 148 1758 176 1800 603 172 078

FW2SB 010 1477 148 1758 176 2040 -603 172 078

FW1BR 010 1477 148 1758 176 2040 603 172 078

FOAM 010 3267 327 3890 389 1994 398 010 4262

Situaciones de carga

313

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

AG 1 C 010 404 040 440 044 2190 -603 172 021

PIQUE PR 010 404 040 440 044 2190 603 172 021

WBSB2 033 8212 2710 8212 2710 2590 -302 049 11309

WBBR2 010 7493 749 7493 749 2607 292 016 10591

DO D BR 033 8878 2930 8878 2930 3193 -237 040 12102

DO D SB 010 6102 610 6102 610 3188 210 009 12041

DO S BR 033 633 209 2110 696 2909 526 228 101

DO S SB 033 392 129 1307 431 3059 513 232 060

LO 1 BR 098 883 866 883 866 3838 000 080 000

LO 1 SB 098 512 502 512 502 3750 000 079 000

DISPERS 045 5084 2288 4960 2232 4332 000 333 6133

FW 1 SB 098 5353 5246 5222 5118 804 532 337 000

AN 1 C 098 5353 5246 5222 5118 804 -532 337 000

Total 159140 113347 52478 2125 -001 433 64974

Corr SL 041

KG corr 474

SC05

Tabla 5-5 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC05

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 0 500 000 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

1 12000 12000 700 000 690 000

Gruacutea 0 1200 000 500 -1600 000 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 070 3820 2674 3727 2609 039 478 421 5218

WB1BR 070 3820 2674 3727 2609 039 -478 421 5220

DO1SB 010 8053 805 9587 959 831 341 181 1881

DO1BR 010 8053 805 9587 959 831 -341 181 1881

ST C 098 1972 1933 1972 1933 1770 000 074 000

A AC 1 BR 098 547 536 594 582 2010 -110 074 000

AC S 1 BR 098 547 536 594 582 2190 -110 074 000

REB1 SB 098 1188 1164 1188 1164 2100 110 074 000

DO 2 BR 010 3267 327 3890 389 1994 -398 010 4262

DO 2 SB 010 1477 148 1758 176 1800 -603 172 078

Situaciones de carga

314

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

FW2BR 010 1477 148 1758 176 1800 603 172 078

FW2SB 010 1477 148 1758 176 2040 -603 172 078

FW1BR 010 1477 148 1758 176 2040 603 172 078

FOAM 010 3267 327 3890 389 1994 398 010 4262

AG 1 C 010 404 040 440 044 2190 -603 172 021

PIQUE PR 010 404 040 440 044 2190 603 172 021

WBSB2 033 8212 2710 8212 2710 2590 -302 049 11309

WBBR2 010 7493 749 7493 749 2607 292 016 10591

DO D BR 033 8878 2930 8878 2930 3193 -237 040 12102

DO D SB 010 6102 610 6102 610 3188 210 009 12041

DO S BR 033 633 209 2110 696 2909 526 228 101

DO S SB 033 392 129 1307 431 3059 513 232 060

LO 1 BR 098 883 866 883 866 3838 000 080 000

LO 1 SB 098 512 502 512 502 3750 000 079 000

DISPERS 098 5084 4982 4960 4860 4391 000 551 000

FW 1 SB 070 5353 3747 5222 3656 826 504 267 4676

AN 1 C 070 5353 3747 5222 3656 826 -504 267 4676

Total 168697 113347 50095 2112 -001 453 78631

Corr SL 047

KG corr 500

SC06

Tabla 5-6 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC06

Concepto

llenado

Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 100 400 400 2416 000 590 000

Trip 100 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

100 4400 4400 000 000 590 000

FW3SB 075 9000 6750 700 000 690 000

FW3BR 050 7890 3945 7890 3945 1374 305 089 13940

WB1SB 050 7890 3945 7890 3945 1374 -305 089 13940

WB1BR 050 3820 1910 3727 1863 042 469 394 5218

DO1SB 090 3820 3438 3727 3354 034 -482 448 5220

DO1BR 050 8053 4027 9587 4794 767 346 271 1881

ST C 050 8053 4027 9587 4794 767 -346 271 1881

A AC 1 BR 050 1972 986 1972 986 1770 000 038 2130

Situaciones de carga

315

Concepto

llenado

Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

AC S 1 BR 050 547 273 594 297 2010 -110 038 147

REB1 SB 050 547 273 594 297 2190 -110 038 147

DO 2 BR 050 1188 594 1188 594 2099 110 038 319

DO 2 SB 050 3267 1634 3890 1945 1982 -426 042 4262

FW2BR 050 1477 738 1758 879 1800 -603 260 078

FW2SB 050 1477 738 1758 879 1800 603 260 078

FW1BR 050 1477 738 1758 879 2040 -603 260 078

FOAM 050 1477 738 1758 879 2040 603 260 078

AG 1 C 050 3267 1634 3890 1945 1982 426 042 4262

PIQUE PR 050 404 202 440 220 2190 -603 260 021

WBSB2 050 404 202 440 220 2190 603 260 021

WBBR2 050 8212 4106 8212 4106 2590 -308 073 11309

DO D BR 050 7493 3747 7493 3747 2607 319 072 10591

DO D SB 050 8878 4439 8878 4439 3191 -246 059 12102

DO S BR 050 6102 3051 6102 3051 3188 239 042 12041

DO S SB 050 633 317 2110 1055 2909 529 267 101

LO 1 BR 050 392 196 1307 653 3059 517 271 060

LO 1 SB 050 883 442 883 442 3838 000 045 1969

DISPERS 050 512 256 512 256 3750 000 044 1441

FW 1 SB 016 5084 813 4960 794 4191 000 112 6133

AN 1 C 050 5353 2676 5222 2611 855 465 213 4676

Total 050 5353 2676 5222 2611 855 -465 213 4676

Corr SL 171912 113347 56478 2074 000 423 118798

KG corr 069

Situaciones de carga

316

Generacioacuten de momentos escorantes

317

Anexo 6 Generacioacuten de momentos

escorantes

En este anexo se recogen los distintos brazos escorantes generados como combinacioacuten de los

paraacutemetros alpha y beta referentes al Capiacutetulo 8

Tabla 6-1 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -2500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -2000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -1500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 -1000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 -500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 1000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 1500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 2000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 2500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 3000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 3500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 4000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 4500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 5000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 5500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 003

500 170495 6000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 003

500 170495 6500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 7000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 7500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 8000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 001

500 170495 8500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 001

500 170495 9000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 000

500 170495 9500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -001

500 170495 10000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -001

500 170495 10500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 11000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 11500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 12000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -003

Generacioacuten de momentos escorantes

318

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 12500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -003

500 170495 13000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 13500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 14000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 14500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 15000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 15500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 16000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 16500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 17000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 17500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 18000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

Tabla 6-2 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 -2500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -2000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -1500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -1000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 1000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 1500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 2000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 2500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 3000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 3500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 4000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 4500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 005

500 172628 5000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 005

500 172628 5500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 004

500 172628 6000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 004

500 172628 6500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 003

500 172628 7000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 003

500 172628 7500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 002

500 172628 8000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 001

500 172628 8500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 001

500 172628 9000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 000

Generacioacuten de momentos escorantes

319

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 9500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -001

500 172628 10000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -001

500 172628 10500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -002

500 172628 11000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -003

500 172628 11500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -003

500 172628 12000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -004

500 172628 12500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -004

500 172628 13000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -005

500 172628 13500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -005

500 172628 14000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 14500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 15000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 15500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 16000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 16500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 17000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 17500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 18000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

Tabla 6-3 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 -2500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -2000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -1500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -1000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 1000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 1500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 2000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 2500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 3000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 3500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 4000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 4500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 5000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 5500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 6000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 003

Generacioacuten de momentos escorantes

320

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 6500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 003

500 173739 7000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 002

500 173739 7500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 002

500 173739 8000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 001

500 173739 8500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 001

500 173739 9000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 000

500 173739 9500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -001

500 173739 10000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -001

500 173739 10500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -002

500 173739 11000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -002

500 173739 11500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -003

500 173739 12000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -003

500 173739 12500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 13000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 13500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 14000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 14500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 15000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 15500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 16000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 16500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 17000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 17500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 18000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

Tabla 6-4 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -2500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -2000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -1500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 -1000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 -500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 1000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 1500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 2000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 2500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 3000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

Generacioacuten de momentos escorantes

321

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 3500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 009

500 170495 4000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 009

500 170495 4500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 008

500 170495 5000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 007

500 170495 5500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 006

500 170495 6000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 006

500 170495 6500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 005

500 170495 7000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 004

500 170495 7500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 003

500 170495 8000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 002

500 170495 8500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 001

500 170495 9000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 000

500 170495 9500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -001

500 170495 10000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -002

500 170495 10500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -003

500 170495 11000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -004

500 170495 11500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -005

500 170495 12000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -006

500 170495 12500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -006

500 170495 13000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -007

500 170495 13500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -008

500 170495 14000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -009

500 170495 14500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -009

500 170495 15000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 15500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 16000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 16500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 17000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 17500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 18000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

Tabla 6-5 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 -2500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 014

500 172628 -2000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -1500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -1000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

Generacioacuten de momentos escorantes

322

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 1000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 1500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 2000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 2500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 014

500 172628 3000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 3500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 4000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 012

500 172628 4500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 011

500 172628 5000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 010

500 172628 5500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 009

500 172628 6000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 008

500 172628 6500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 007

500 172628 7000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 005

500 172628 7500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 004

500 172628 8000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 003

500 172628 8500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 001

500 172628 9000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 000

500 172628 9500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -001

500 172628 10000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -003

500 172628 10500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -004

500 172628 11000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -005

500 172628 11500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -007

500 172628 12000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -008

500 172628 12500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -009

500 172628 13000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -010

500 172628 13500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -011

500 172628 14000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -012

500 172628 14500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -013

500 172628 15000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -013

500 172628 15500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -014

500 172628 16000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 16500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 17000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 17500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 18000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

Generacioacuten de momentos escorantes

323

Tabla 6-6 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 -2500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 -2000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 -1500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 -1000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 -500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 1000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 1500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 2000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 2500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 3000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 3500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 4000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 011

500 173739 4500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 010

500 173739 5000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 009

500 173739 5500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 008

500 173739 6000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 007

500 173739 6500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 006

500 173739 7000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 005

500 173739 7500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 004

500 173739 8000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 002

500 173739 8500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 001

500 173739 9000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 000

500 173739 9500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -001

500 173739 10000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -002

500 173739 10500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -004

500 173739 11000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -005

500 173739 11500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -006

500 173739 12000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -007

500 173739 12500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -008

500 173739 13000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -009

500 173739 13500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -010

500 173739 14000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -011

500 173739 14500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -012

500 173739 15000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -012

500 173739 15500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -013

Generacioacuten de momentos escorantes

324

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 16000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -013

500 173739 16500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 17000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 17500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 18000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

Tabla 6-7 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 019

500 170495 -2500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 020

500 170495 -2000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 -1500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 -1000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 -500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 1000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 1500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 2000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 2500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 020

500 170495 3000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 019

500 170495 3500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 018

500 170495 4000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 017

500 170495 4500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 015

500 170495 5000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 014

500 170495 5500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 013

500 170495 6000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 011

500 170495 6500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 009

500 170495 7000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 007

500 170495 7500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 006

500 170495 8000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 004

500 170495 8500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 002

500 170495 9000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 000

500 170495 9500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -002

500 170495 10000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -004

500 170495 10500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -006

500 170495 11000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -007

500 170495 11500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -009

500 170495 12000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -011

500 170495 12500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -013

Generacioacuten de momentos escorantes

325

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 13000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -014

500 170495 13500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -015

500 170495 14000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -017

500 170495 14500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -018

500 170495 15000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -019

500 170495 15500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -020

500 170495 16000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -021

500 170495 16500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -021

500 170495 17000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

500 170495 17500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

500 170495 18000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

Tabla 6-8 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 044

500 172628 -2500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 046

500 172628 -2000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 047

500 172628 -1500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 049

500 172628 -1000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 -500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 1000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 1500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 049

500 172628 2000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 047

500 172628 2500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 046

500 172628 3000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 044

500 172628 3500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 041

500 172628 4000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 039

500 172628 4500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 036

500 172628 5000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 032

500 172628 5500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 029

500 172628 6000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 025

500 172628 6500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 021

500 172628 7000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 017

500 172628 7500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 013

500 172628 8000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 009

500 172628 8500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 004

500 172628 9000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 000

500 172628 9500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -004

Generacioacuten de momentos escorantes

326

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 10000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -009

500 172628 10500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -013

500 172628 11000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -017

500 172628 11500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -021

500 172628 12000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -025

500 172628 12500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -029

500 172628 13000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -032

500 172628 13500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -036

500 172628 14000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -039

500 172628 14500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -041

500 172628 15000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -044

500 172628 15500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -046

500 172628 16000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -047

500 172628 16500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -049

500 172628 17000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

500 172628 17500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

500 172628 18000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

Tabla 6-9 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 052

500 173739 -2500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 055

500 173739 -2000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 057

500 173739 -1500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 058

500 173739 -1000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 -500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 1000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 1500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 058

500 173739 2000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 057

500 173739 2500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 055

500 173739 3000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 052

500 173739 3500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 049

500 173739 4000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 046

500 173739 4500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 043

500 173739 5000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 039

500 173739 5500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 035

500 173739 6000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 030

500 173739 6500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 026

Generacioacuten de momentos escorantes

327

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 7000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 021

500 173739 7500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 016

500 173739 8000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 010

500 173739 8500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 005

500 173739 9000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 000

500 173739 9500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -005

500 173739 10000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -010

500 173739 10500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -016

500 173739 11000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -021

500 173739 11500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -026

500 173739 12000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -030

500 173739 12500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -035

500 173739 13000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -039

500 173739 13500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -043

500 173739 14000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -046

500 173739 14500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -049

500 173739 15000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -052

500 173739 15500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -055

500 173739 16000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -057

500 173739 16500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -058

500 173739 17000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

500 173739 17500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

500 173739 18000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

Generacioacuten de momentos escorantes

328

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

329

Anexo 7 Capacidades del sistema de

posicionamiento dinaacutemico

En el presente anexo se recogen los distintos resultados numeacutericos obtenidos para cada una

de las condiciones estudiadas en el Capiacutetulo 9

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

330

1 Condicioacuten intacta

Tabla 7-1 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (1)

Heading [deg]

Beaufort Max [-]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 11 326 112 132 153 55 5 98 -346

30 975 274 84 119 110 66 11 93 -188

40 862 23 76 110 92 72 19 91 -70

50 797 206 60 104 78 76 27 91 35

60 742 186 64 100 88 79 34 90 137

70 708 174 64 96 94 82 41 90 238

80 697 17 41 93 63 85 44 90 217

90 691 168 40 90 63 88 46 90 279

100 708 174 63 87 98 91 44 90 531

110 725 18 64 84 94 94 41 90 640

120 753 19 64 81 87 97 34 90 737

130 8 207 89 78 107 101 27 89 1148

140 857 228 76 73 91 106 19 89 1080

150 95 264 81 67 108 112 11 87 1225

160 1076 316 77 56 104 123 5 82 1150

170 11 326 67 37 107 144 2 60 784

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

331

Heading [deg]

Beaufort Max [-]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

180 11 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 1076 316 77 304 104 237 5 278 -1150

210 95 264 81 293 108 248 11 273 -1225

220 857 228 76 287 91 254 19 271 -1080

230 8 207 89 282 107 259 27 271 -1148

240 753 19 64 279 87 263 34 270 -737

250 725 18 64 276 94 266 41 270 -640

260 708 174 63 273 98 269 44 270 -531

270 691 168 40 270 63 272 46 270 -279

280 697 17 41 267 63 275 44 270 -217

290 708 174 64 264 94 278 41 270 -238

300 742 186 64 260 88 281 34 270 -137

310 797 206 60 256 78 284 27 269 -35

320 862 23 76 250 92 288 19 269 70

330 975 274 84 241 110 294 11 267 188

340 11 326 112 228 153 305 5 262 346

350 11 326 85 208 111 325 2 240 229

Tabla 7-2 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

332

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 77 433 0 0 0 214 273 -164

30 24 701 0 0 0 185 271 -536

40 -13 961 0 0 0 178 270 -878

50 -40 1183 0 0 0 162 271 -1178

60 -78 1338 0 0 0 183 272 -1397

70 -120 1409 0 0 0 198 272 -1528

80 -103 1387 0 0 0 148 271 -1501

90 -129 1275 0 0 0 150 271 -1425

100 -236 1085 0 180 0 205 271 -1380

110 -261 842 0 180 0 198 270 -1221

120 -273 574 0 180 0 184 270 -1038

130 -371 313 0 180 0 217 270 -1090

140 -345 92 0 180 0 180 269 -827

150 -431 -64 0 180 0 187 267 -730

160 -408 -135 0 180 0 157 265 -608

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 408 135 0 180 0 157 95 608

210 431 64 0 180 0 187 93 730

220 345 -92 0 180 0 180 91 827

230 371 -313 0 180 0 217 90 1090

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

333

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

240 273 -574 0 180 0 184 90 1038

250 261 -842 0 180 0 198 90 1221

260 236 -1085 0 180 0 205 89 1380

270 129 -1275 0 180 0 150 89 1425

280 103 -1387 0 360 0 148 89 1501

290 120 -1409 0 360 0 198 88 1528

300 78 -1338 0 360 0 183 88 1397

310 40 -1183 0 360 0 162 89 1178

320 13 -961 0 360 0 178 90 878

330 -24 -701 0 360 0 185 89 536

340 -77 -433 0 360 0 214 87 164

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

2 Peacuterdida T1

Tabla 7-3 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 11 33 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 9 945 24 262 63 132 83 55 5 98 -194

30 8 803 21 208 60 119 75 66 11 93 -135

40 6 685 14 166 34 110 43 72 19 91 -31

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

334

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

50 6 612 14 142 39 104 50 76 27 91 23

60 5 555 11 124 25 100 36 80 34 90 53

70 5 516 11 112 25 96 38 82 41 90 93

80 5 503 11 108 25 93 40 85 44 90 131

90 5 51 11 11 24 90 41 88 46 90 168

100 5 529 11 116 25 87 40 91 44 90 208

110 5 561 11 126 25 84 38 94 41 90 251

120 6 6 14 138 42 81 55 97 34 90 480

130 6 648 14 154 39 78 49 101 27 89 510

140 7 708 17 174 52 73 66 105 19 89 737

150 8 803 21 208 59 67 74 112 11 87 881

160 9 925 24 254 57 56 82 123 5 82 849

170 11 11 33 326 67 37 107 144 2 60 784

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 11 33 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 9 925 24 254 57 304 82 237 5 278 -849

210 8 803 21 208 59 293 74 248 11 273 -881

220 7 708 17 174 52 287 66 255 19 271 -737

230 6 648 14 154 39 282 49 259 27 271 -510

240 6 6 14 138 42 279 55 263 34 270 -480

250 5 561 11 126 25 276 38 266 41 270 -251

260 5 529 11 116 25 273 40 269 44 270 -208

270 5 51 11 11 24 270 41 272 46 270 -168

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

335

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

280 5 503 11 108 25 267 40 275 44 270 -131

290 5 516 11 112 25 264 38 278 41 270 -93

300 5 555 11 124 25 260 36 280 34 270 -53

310 6 612 14 142 39 256 50 284 27 269 -23

320 6 685 14 166 34 250 43 288 19 269 31

330 8 803 21 208 60 241 75 294 11 267 135

340 9 945 24 262 63 228 83 305 5 262 194

350 11 11 33 326 85 208 111 325 2 240 229

Tabla 7-4 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 42 433 0 0 0 121 273 -281

30 16 701 0 0 0 133 270 -581

40 -6 961 0 0 0 92 270 -924

50 -25 1183 0 0 0 113 271 -1180

60 -32 1338 0 0 0 94 271 -1360

70 -49 1409 0 0 0 103 271 -1454

80 -66 1387 0 0 0 109 271 -1452

90 -82 1275 0 0 0 111 271 -1360

100 -96 1085 0 180 0 109 270 -1197

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

336

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

110 -106 842 0 180 0 103 270 -986

120 -174 574 0 180 0 131 270 -880

130 -172 313 0 180 0 114 270 -651

140 -251 92 0 180 0 133 269 -578

150 -294 -64 0 180 0 134 268 -524

160 -321 -135 0 180 0 122 264 -393

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 321 135 0 180 0 122 96 393

210 294 64 0 180 0 134 92 524

220 251 -92 0 180 0 133 91 578

230 172 -313 0 180 0 114 90 651

240 174 -574 0 180 0 131 90 880

250 106 -842 0 180 0 103 90 986

260 96 -1085 0 180 0 109 90 1197

270 82 -1275 0 180 0 111 89 1360

280 66 -1387 0 360 0 109 89 1452

290 49 -1409 0 360 0 103 89 1454

300 32 -1338 0 360 0 94 89 1360

310 25 -1183 0 360 0 113 89 1180

320 6 -961 0 360 0 92 90 924

330 -16 -701 0 360 0 133 90 581

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

337

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

340 -42 -433 0 360 0 121 87 281

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

3 Peacuterdida A1

Tabla 7-5 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 11 33 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 10 1048 28 304 85 132 106 55 5 98 -262

30 8 895 21 242 60 119 75 66 11 93 -135

40 7 797 17 206 52 110 67 72 19 91 -48

50 7 714 17 176 60 104 78 76 27 91 35

60 6 661 14 158 42 100 56 80 34 90 89

70 6 63 14 148 42 96 60 82 41 90 155

80 6 618 14 144 41 93 63 85 44 90 217

90 6 618 14 144 40 90 63 88 46 90 279

100 6 63 14 148 41 87 62 91 44 90 346

110 6 655 14 156 42 84 60 94 41 90 417

120 6 685 14 166 42 81 55 97 34 90 480

130 7 731 17 182 61 78 78 101 27 89 783

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

338

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

140 8 8 21 207 76 73 91 106 19 89 1080

150 8 884 21 238 59 67 74 112 11 87 881

160 10 1024 28 294 77 56 104 123 5 82 1150

170 11 11 33 326 67 37 107 144 2 60 784

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 11 33 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 10 1019 28 292 77 304 104 237 5 278 -1150

210 8 878 21 236 59 293 74 248 11 273 -881

220 7 797 17 206 52 287 66 255 19 271 -737

230 7 731 17 182 61 282 78 259 27 271 -783

240 6 685 14 166 42 279 55 263 34 270 -480

250 6 655 14 156 42 276 60 266 41 270 -417

260 6 63 14 148 41 273 62 269 44 270 -346

270 6 618 14 144 40 270 63 272 46 270 -279

280 6 618 14 144 41 267 63 275 44 270 -217

290 6 63 14 148 42 264 60 278 41 270 -155

300 6 661 14 158 42 260 56 280 34 270 -89

310 7 714 17 176 60 256 78 284 27 269 -35

320 7 797 17 206 52 250 67 288 19 269 48

330 8 895 21 242 60 241 75 294 11 267 135

340 10 1052 28 306 85 228 106 305 5 262 262

350 11 11 33 326 85 208 111 325 2 240 229

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

339

Tabla 7-6 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 53 433 0 0 0 156 271 -224

30 16 701 0 0 0 133 270 -581

40 -9 961 0 0 0 132 271 -904

50 -40 1183 0 0 0 162 271 -1178

60 -49 1338 0 0 0 130 271 -1378

70 -76 1409 0 0 0 141 271 -1488

80 -103 1387 0 0 0 148 271 -1501

90 -129 1275 0 0 0 150 271 -1425

100 -151 1085 0 180 0 148 271 -1280

110 -166 842 0 180 0 141 270 -1092

120 -174 574 0 180 0 131 270 -880

130 -270 313 0 180 0 162 269 -826

140 -345 92 0 180 0 178 269 -827

150 -294 -64 0 180 0 134 268 -524

160 -408 -135 0 180 0 157 265 -608

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 408 135 0 180 0 157 95 608

210 294 64 0 180 0 134 92 524

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

340

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

220 251 -92 0 180 0 133 91 578

230 270 -313 0 180 0 162 91 826

240 174 -574 0 180 0 131 90 880

250 166 -842 0 180 0 141 90 1092

260 151 -1085 0 180 0 148 89 1280

270 129 -1275 0 180 0 150 89 1425

280 103 -1387 0 360 0 148 89 1501

290 76 -1409 0 360 0 141 89 1488

300 49 -1338 0 360 0 130 89 1378

310 40 -1183 0 360 0 162 89 1178

320 9 -961 0 360 0 132 89 904

330 -16 -701 0 360 0 133 90 581

340 -53 -433 0 360 0 156 89 224

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

4 Peacuterdida A2 y T1

Tabla 7-7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 10 1086 28 32 64 152 78 35 2 120 -174

20 8 835 21 22 45 132 57 55 5 98 -139

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

341

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

30 6 679 14 164 27 119 35 66 11 93 -60

40 5 555 11 124 20 110 27 73 19 91 -19

50 4 454 8 94 13 104 17 77 27 91 7

60 3 372 5 72 6 100 11 81 34 90 14

70 3 3 5 54 6 96 11 83 41 90 24

80 2 29 3 52 2 93 4 86 20 90 13

90 3 3 5 54 6 90 12 88 46 90 43

100 3 348 5 66 6 87 12 90 44 90 53

110 4 418 8 84 14 84 21 94 41 90 137

120 4 475 8 10 14 81 19 97 34 90 157

130 5 542 11 12 24 78 32 101 27 89 307

140 6 618 14 144 34 73 42 105 19 89 480

150 7 708 17 174 40 67 54 112 11 87 601

160 8 83 21 218 41 56 56 123 5 82 611

170 10 1038 28 30 51 37 75 144 2 60 595

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 10 1057 28 308 51 323 75 216 2 300 -595

200 8 841 21 222 41 304 56 237 5 278 -611

210 7 708 17 174 40 293 54 248 11 273 -601

220 6 618 14 144 34 287 42 255 19 271 -480

230 5 542 11 12 24 282 32 259 27 271 -307

240 4 475 8 10 14 279 19 263 34 270 -157

250 4 418 8 84 14 276 21 266 41 270 -137

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

342

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

260 3 348 5 66 6 273 12 270 44 270 -53

270 3 3 5 54 6 270 12 272 46 270 -43

280 2 29 3 52 2 267 4 274 20 270 -13

290 3 3 5 54 6 264 11 277 41 270 -24

300 3 364 5 7 6 260 11 279 34 270 -14

310 4 454 8 94 13 256 17 283 27 269 -7

320 5 555 11 124 20 250 27 287 19 269 19

330 6 673 14 162 27 241 35 294 11 267 60

340 8 835 21 22 45 228 57 305 5 262 139

350 10 1076 28 316 64 208 78 325 2 240 174

Tabla 7-8 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 44 189 0 0 0 76 275 -60

20 29 433 0 0 0 86 271 -322

30 7 701 0 0 0 67 270 -648

40 -4 961 0 0 0 64 270 -939

50 -9 1183 0 0 0 56 270 -1181

60 -9 1338 0 0 0 51 270 -1342

70 -14 1409 0 0 0 58 271 -1418

80 -7 616 0 0 0 26 270 -623

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

343

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

90 -24 1275 0 0 0 64 270 -1293

100 -29 1085 0 180 0 63 270 -1110

110 -58 842 0 180 0 75 270 -920

120 -61 574 0 180 0 67 270 -670

130 -110 313 0 180 0 81 270 -510

140 -160 92 0 180 0 92 269 -412

150 -214 -64 0 180 0 98 268 -324

160 -219 -135 0 180 0 86 265 -258

170 -224 -113 0 180 0 78 256 -259

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 224 113 0 180 0 78 104 259

200 219 135 0 180 0 86 95 258

210 214 64 0 180 0 98 92 324

220 160 -92 0 180 0 92 91 412

230 110 -313 0 180 0 81 90 510

240 61 -574 0 180 0 67 90 670

250 58 -842 0 180 0 75 90 920

260 29 -1085 0 180 0 63 90 1110

270 24 -1275 0 180 0 64 90 1293

280 7 -616 0 360 0 26 90 623

290 14 -1409 0 360 0 58 89 1418

300 9 -1338 0 360 0 51 90 1342

310 9 -1183 0 360 0 56 90 1181

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

344

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

320 4 -961 0 360 0 64 90 939

330 -7 -701 0 360 0 67 90 648

340 -29 -433 0 360 0 86 89 322

350 -44 -189 0 360 0 76 85 60

  • Especificaciones
  • Resumen
  • Abstract
  • Agradecimientos
  • Iacutendice
  • Capiacutetulo 1 Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento
    • 1 Especificacioacuten del proyecto
    • 2 Introduccioacuten
    • 3 Siglas y acroacutenimos empleados
    • 4 El buque supply
    • 5 Anaacutelisis de la misioacuten
    • 6 Introduccioacuten al dimensionamiento
    • 7 Base de Datos
    • 8 Buque Base
    • 9 Regresiones directas
      • 91 Eslora total
      • 92 Eslora entre perpendiculares
      • 93 Manga
      • 94 Puntal
      • 95 Calado
      • 96 Francobordo
      • 97 Dimensiones obtenidas
        • 10 Relaciones adimensionales
          • 101 Lpp B D
          • 102 Lpp B
          • 103 LOA B
          • 104 Fn
          • 105 T D
          • 106 Lpp D
          • 107 B T
          • 108 B D
            • 11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas
            • 12 Estimacioacuten de la potencia
            • 13 Estimacioacuten del peso en rosca
              • 131 Peso de la estructura de acero del buque base
              • 132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base
              • 133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base
              • 134 Peso en rosca estimado del buque base
              • 135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial
              • 136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial
              • 137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial
              • 138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial
                • 14 Generacioacuten de alternativas
                  • 141 Generacioacuten de la alternativa inicial
                  • 142 Generacioacuten de alternativas
                    • 15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas
                      • 151 Alternativa final seleccionada
                        • 16 Coeficientes de la carena
                          • 161 Coeficiente de bloque
                          • 162 Coeficiente de la maestra
                          • 163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal
                          • 164 Coeficiente de la flotacioacuten
                          • 165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena
                          • 166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico
                          • 167 Coeficientes estimados
                            • 17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada
                              • 171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta
                              • 172 Evaluacioacuten del francobordo
                              • 173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial
                                • 18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque
                                  • Capiacutetulo 2 Disentildeo de formas
                                    • 1 Introduccioacuten
                                    • 2 Aspectos Previos
                                      • 21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten
                                      • 21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada
                                      • 22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada
                                      • 23 Disposicioacuten de los propulsores
                                      • 24 Comportamiento en la mar
                                      • 25 Estabilidad
                                      • 26 Resistencia al avance
                                      • 27 Astilla muerta
                                        • 3 Generacioacuten de formas
                                        • 4 Caracteriacutesticas de las formas
                                          • 41 Curva de aacutereas normalizada
                                            • 5 Plano de formas
                                            • 6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico
                                            • 7 Estimacioacuten de la resistencia al avance
                                              • 71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance
                                              • 72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos
                                              • 73 Resistencia aerodinaacutemica
                                              • 74 Resultados obtenidos
                                                  • Capiacutetulo 3 Disposicioacuten general
                                                    • 1 Introduccioacuten
                                                    • 2 Anaacutelisis previo
                                                      • 21 Tipo de buque y operaciones que realiza
                                                      • 22 Tipo de propulsioacuten y gobierno
                                                      • 23 Habilitacioacuten
                                                      • 24 Autonomiacutea
                                                      • 25 Lastre
                                                      • 26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT)
                                                        • 3 Elementos estructurales
                                                          • 31 Elementos transversales
                                                          • 32 Elementos longitudinales
                                                            • 4 Mamparos estancos
                                                              • 41 Mamparo de colisioacuten
                                                              • 42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa
                                                              • 43 Mamparo del pique de popa
                                                              • 44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa
                                                              • 45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas
                                                                • 5 Cubiertas y doble fondo
                                                                  • 51 Doble fondo
                                                                  • 52 Cubierta principal
                                                                  • 53 Cubierta de acomodacioacuten 1
                                                                  • 54 Cubierta de acomodacioacuten 2
                                                                  • 55 Cubierta de gobierno
                                                                  • 56 Tope de puente de gobierno
                                                                    • 6 Disposicioacuten de tanques
                                                                      • 61 Tanques de combustible
                                                                      • 62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio
                                                                      • 63 Tanque de lodos y sentinas
                                                                      • 64 Tanques de agua dulce
                                                                      • 65 Tanques de lastre
                                                                      • 66 Tanques de servicio
                                                                      • 67 Tomas de mar
                                                                      • 68 Cofferdams
                                                                          • Capiacutetulo 4 Equipos y servicios
                                                                            • 1 Introduccioacuten
                                                                            • 2 Equipos de fondeo y amarre
                                                                              • 21 Anclas
                                                                              • 22 Cadenas
                                                                              • 23 Caja de Cadenas
                                                                              • 24 Escobeacuten
                                                                              • 25 Molinetes
                                                                              • 26 Estopor
                                                                              • 27 Liacuteneas de amarre y de remolque
                                                                              • 28 Elementos auxiliares de amarre
                                                                              • 29 Resumen elementos de amarre y fondeo
                                                                                • 3 Sistema de propulsioacuten y gobierno
                                                                                • 4 Equipos de salvamento
                                                                                  • 41 Comunicaciones
                                                                                  • 42 Dispositivos individuales
                                                                                  • 43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate
                                                                                  • 44 Elementos auxiliares
                                                                                    • 5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones
                                                                                      • 51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten
                                                                                      • 52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna
                                                                                      • 53 Luces y sentildeales de navegacioacuten
                                                                                      • 54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas
                                                                                      • 55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten
                                                                                        • 6 Achique y sentinas
                                                                                          • 61 Colector de sentinas
                                                                                          • 62 Ramales del colector de sentinas
                                                                                          • 63 Ramales del colector de sentinas
                                                                                            • 7 Sistema de lastre
                                                                                              • 71 Bombas de lastre
                                                                                              • 72 Sistema de tratamiento de lastre
                                                                                                • 8 Aireaciones reboses y sondas de tanques
                                                                                                  • 81 Aireaciones
                                                                                                  • 82 Reboses
                                                                                                  • 83 Sondas
                                                                                                    • 9 Sistema contraincendios
                                                                                                      • 91 Sistema de deteccioacuten
                                                                                                      • 92 Sistema de contencioacuten
                                                                                                      • 93 Sistemas de lucha contraincendios
                                                                                                      • 931 Sistema de agua salada
                                                                                                      • 932 Sistema de CO2
                                                                                                      • 933 Sistema de rociadores
                                                                                                      • 934 Elementos contraincendios individuales
                                                                                                      • 94 Sistema contra incendios exterior FIFI I
                                                                                                      • 941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua
                                                                                                        • 10 Sistema de agua sanitaria
                                                                                                          • 101 Tanque hidroacuteforo
                                                                                                          • 102 Bombas de agua sanitaria
                                                                                                          • 103 Calentador de agua dulce
                                                                                                            • 11 Sistema de aguas residuales
                                                                                                            • 12 Gruacutea principal
                                                                                                              • 121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea
                                                                                                              • 122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque
                                                                                                                • 13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                • 14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de anclas
                                                                                                                  • 141 Anchor Handling Towing
                                                                                                                  • 142 Rodillo de popa
                                                                                                                  • 143 Shark Jaws y Tow Pins
                                                                                                                  • 144 Tugger winches
                                                                                                                    • 15 Sistema de alumbrado
                                                                                                                      • 151 Sistema de alumbrado exterior
                                                                                                                      • 152 Sistema de alumbrado interior
                                                                                                                      • 153 Sistema de alumbrado de emergencia
                                                                                                                        • 16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado
                                                                                                                          • Capiacutetulo 5 Dimensionamiento de la planta propulsora
                                                                                                                            • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                            • 2 Propulsores
                                                                                                                              • 21 Seleccioacuten de propulsores principales
                                                                                                                              • 22 Propulsores auxiliares
                                                                                                                                • 3 Generacioacuten de potencia
                                                                                                                                • 4 Descripcioacuten de propulsores principales
                                                                                                                                  • 41 Modelo de propulsor principal
                                                                                                                                  • 42 Disposicioacuten de los propulsores principales
                                                                                                                                  • 43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares
                                                                                                                                    • 5 Disposicioacuten de los propulsores
                                                                                                                                      • Capiacutetulo 6 Dimensionamiento de la planta eleacutectrica
                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                        • 2 Situaciones de carga
                                                                                                                                        • 3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica
                                                                                                                                          • 31 Tipo de corriente
                                                                                                                                          • 32 Tipo de tensioacuten y frecuencia
                                                                                                                                          • 33 Redes fundamentales
                                                                                                                                          • 34 Transformadores
                                                                                                                                          • 35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten
                                                                                                                                          • 36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten
                                                                                                                                            • 4 Principales Consumidores
                                                                                                                                            • 5 Balance eleacutectrico preliminar
                                                                                                                                            • 6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos
                                                                                                                                              • 61 Grupos generadores principales
                                                                                                                                              • 62 Grupo generador de emergencia
                                                                                                                                                • 7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores
                                                                                                                                                  • 71 Consumo de los generadores
                                                                                                                                                  • 72 Sistemas auxiliares de los motores generadores
                                                                                                                                                  • 721 Sistema de combustible
                                                                                                                                                  • 722 Sistema de lubricacioacuten
                                                                                                                                                  • 723 Sistema de refrigeracioacuten
                                                                                                                                                  • 724 Sistema de aire comprimido
                                                                                                                                                  • 73 Generador de agua dulce
                                                                                                                                                  • 74 Sistema de exhaustacioacuten
                                                                                                                                                  • 741 Elementos
                                                                                                                                                  • 75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas
                                                                                                                                                  • 751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores
                                                                                                                                                  • 752 Ventilacioacuten del local de emergencia
                                                                                                                                                    • 8 Balance eleacutectrico
                                                                                                                                                    • 9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas
                                                                                                                                                    • 10 Diagrama unifilar
                                                                                                                                                      • Capiacutetulo 7 Disentildeo estructural
                                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                        • 2 Consideraciones iniciales
                                                                                                                                                          • 21 Definiciones
                                                                                                                                                          • 211 Tipo de casco
                                                                                                                                                          • 212 Notacioacuten de navegacioacuten
                                                                                                                                                          • 213 Eslora de escantillonado
                                                                                                                                                          • 214 Posicioacuten de la cuaderna maestra
                                                                                                                                                          • 215 Manga de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 216 Puntal de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 217 Calado de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 218 Coeficiente de bloque
                                                                                                                                                          • 22 Materiales
                                                                                                                                                            • 3 Principios de disentildeo estructurales
                                                                                                                                                              • 31 Tipo de estructura
                                                                                                                                                              • 32 Disposicioacuten de elementos principales
                                                                                                                                                                • 4 Resistencia Longitudinal
                                                                                                                                                                  • 41 Determinacioacuten de las cargas globales
                                                                                                                                                                  • 411 Momento en aguas tranquilas
                                                                                                                                                                  • 412 Momento flector en olas
                                                                                                                                                                  • 413 Momentos flectores combinados
                                                                                                                                                                  • 42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles
                                                                                                                                                                  • 421 Tensiones globales admisibles
                                                                                                                                                                  • 422 Tensiones locales admisibles
                                                                                                                                                                  • 43 Determinacioacuten de las presiones externas
                                                                                                                                                                  • 431 Presiones en el fondo
                                                                                                                                                                  • 432 Presiones en el costado
                                                                                                                                                                  • 433 Presiones en cubierta
                                                                                                                                                                  • 44 Determinacioacuten de las presiones internas
                                                                                                                                                                  • 441 Aceleracioacuten en heave
                                                                                                                                                                  • 442 Aceleracioacuten en pitch
                                                                                                                                                                  • 443 Aceleracioacuten en roll
                                                                                                                                                                  • 444 Aceleracioacuten vertical
                                                                                                                                                                  • 445 Cargas internas en mamparos
                                                                                                                                                                    • 5 Escantillonado de elementos
                                                                                                                                                                      • 51 Estructura del fondo
                                                                                                                                                                      • 52 Estructura del costado
                                                                                                                                                                      • 53 Estructura de la cubierta principal
                                                                                                                                                                      • 54 Estructura de los mamparos
                                                                                                                                                                        • 6 Caacutelculo de las secciones representativas
                                                                                                                                                                          • 61 Seccioacuten de popa
                                                                                                                                                                          • 62 Seccioacuten de proa
                                                                                                                                                                          • 63 Seccioacuten media o cuaderna maestra
                                                                                                                                                                            • 7 Resumen de los elementos estructurales empleados
                                                                                                                                                                            • 8 Valor y posicioacuten del peso en rosca
                                                                                                                                                                              • 81 Peso de acero
                                                                                                                                                                              • 811 Peso del acero longitudinal continuo
                                                                                                                                                                              • 812 Peso del acero transversal continuo
                                                                                                                                                                              • 813 Peso de los mamparos
                                                                                                                                                                              • 814 Peso del acero de la superestructura
                                                                                                                                                                              • 815 Otros pesos
                                                                                                                                                                              • 82 Peso de acero total
                                                                                                                                                                              • 83 Peso de maquinaria y equipos
                                                                                                                                                                              • 84 Peso de la habilitacioacuten
                                                                                                                                                                              • 85 Peso en rosca
                                                                                                                                                                                  • Capiacutetulo 8 Caacutelculos de arquitectura naval
                                                                                                                                                                                    • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                    • 2 Componentes del peso muerto
                                                                                                                                                                                    • 3 Puntos de inundacioacuten progresiva
                                                                                                                                                                                    • 4 Situaciones de carga consideradas
                                                                                                                                                                                      • 41 SC01 Salida a plena carga
                                                                                                                                                                                      • 42 SC02 En operacioacuten
                                                                                                                                                                                      • 43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal
                                                                                                                                                                                      • 44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga
                                                                                                                                                                                      • 45 SC05 Fin de operacioacuten con carga
                                                                                                                                                                                      • 46 SC06 Operacioacuten de remolque
                                                                                                                                                                                        • 5 Curvas hidrostaacuteticas
                                                                                                                                                                                        • 6 Caacutelculos de estabilidad
                                                                                                                                                                                          • 61 Estabilidad intacta
                                                                                                                                                                                          • 611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01
                                                                                                                                                                                          • 612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02
                                                                                                                                                                                          • 613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03
                                                                                                                                                                                          • 614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04
                                                                                                                                                                                          • 615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05
                                                                                                                                                                                          • 616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06
                                                                                                                                                                                          • 62 Estabilidad en averiacuteas
                                                                                                                                                                                            • 7 Determinacioacuten del francobordo
                                                                                                                                                                                              • 71 Paraacutemetros del buque
                                                                                                                                                                                              • 72 Francobordo tabular
                                                                                                                                                                                              • 73 Correcciones y reducciones aplicables
                                                                                                                                                                                              • 731 Correccioacuten por coeficiente de bloque
                                                                                                                                                                                              • 732 Correccioacuten por puntal
                                                                                                                                                                                              • 733 Reduccioacuten por superestructuras
                                                                                                                                                                                              • 734 Correccioacuten por arrufo
                                                                                                                                                                                              • 74 Francobordos miacutenimos obtenidos
                                                                                                                                                                                              • 741 Francobordo de verano
                                                                                                                                                                                              • 742 Francobordo tropical
                                                                                                                                                                                              • 743 Francobordo de invierno
                                                                                                                                                                                              • 744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte
                                                                                                                                                                                              • 745 Francobordo en agua dulce
                                                                                                                                                                                              • 746 Francobordo tropical en agua dulce
                                                                                                                                                                                                • 8 Caacutelculo del arqueo
                                                                                                                                                                                                  • 81 Arqueo bruto
                                                                                                                                                                                                  • 82 Arqueo neto
                                                                                                                                                                                                      • Capiacutetulo 9 Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                                        • 2 Sistema de coordenadas
                                                                                                                                                                                                        • 3 Escenarios considerados
                                                                                                                                                                                                        • 4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de propulsores
                                                                                                                                                                                                        • 5 Fuerzas y coeficientes de viento
                                                                                                                                                                                                        • 6 Fuerzas y coeficientes de corriente
                                                                                                                                                                                                        • 7 Fuerzas y coeficientes de olas
                                                                                                                                                                                                        • 8 Resultados
                                                                                                                                                                                                          • 81 Condicioacuten intacta
                                                                                                                                                                                                          • 82 Peacuterdida T1
                                                                                                                                                                                                          • 83 Peacuterdida A1
                                                                                                                                                                                                          • 84 Peacuterdida A2 y T1
                                                                                                                                                                                                            • 9 Conclusiones
                                                                                                                                                                                                              • Capiacutetulo 10 Anaacutelisis econoacutemico
                                                                                                                                                                                                                • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                                                • 2 Costes de los materiales y equipos
                                                                                                                                                                                                                  • 21 Costes asociados al casco
                                                                                                                                                                                                                  • 22 Equipos armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 221 Equipos de fondeo amarre y remolque
                                                                                                                                                                                                                  • 222 Medios de salvamento
                                                                                                                                                                                                                  • 223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten
                                                                                                                                                                                                                  • 224 Equipos de fonda y hotel
                                                                                                                                                                                                                  • 225 Acondicionamiento de alojamientos
                                                                                                                                                                                                                  • 226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 227 Medios de contraincendios
                                                                                                                                                                                                                  • 228 Instalacioacuten eleacutectrica
                                                                                                                                                                                                                  • 229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 23 Maquinaria auxiliar de cubierta
                                                                                                                                                                                                                  • 24 Instalacioacuten propulsora
                                                                                                                                                                                                                  • 25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten
                                                                                                                                                                                                                  • 26 Cargas pertrechos y repuestos
                                                                                                                                                                                                                  • 27 Instalaciones especiales del buque
                                                                                                                                                                                                                    • 3 Costes de la mano de obra
                                                                                                                                                                                                                      • 31 Costes de mano de obra asociados al casco
                                                                                                                                                                                                                      • 32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                        • 4 Costes de astillero
                                                                                                                                                                                                                        • 5 Conclusiones
                                                                                                                                                                                                                          • Referencias
                                                                                                                                                                                                                          • Planos
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 1 Generacioacuten de alternativas
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 2 Curva de aacutereas
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 3 Balance eleacutectrico
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 4 Pesos y centros de gravedad
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 5 Situaciones de carga
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 6 Generacioacuten de momentos escorantes
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                                                                                                                            • 1 Condicioacuten intacta
                                                                                                                                                                                                                            • 2 Peacuterdida T1
                                                                                                                                                                                                                            • 3 Peacuterdida A1
                                                                                                                                                                                                                            • 4 Peacuterdida A2 y T1
Page 3: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navalesoa.upm.es/65761/1/TFM_GABRIEL_PASCUAL_LOPEZ.pdf · 2020. 12. 16. · Agradecimientos Agradecimientos En este trabajo quiero expresar

Especificaciones

Especificaciones

Las especificaciones del buque estudiado se resumen a continuacioacuten

Trabajo Fin de Maacutester Nordm 084

Tutor D Jaime Pancorbo Crespo

Alumno Gabriel Pascual Loacutepez

bull TIPO DE BUQUE ANCHOR HANDLING TUG SUPPLY VESSEL

bull BANDERA SEYCHELLES

bull PESO MUERTO 800 TPM

bull TIRO A PUNTO FIJO (BOLLARD PULL) 40 t

bull Aacuterea miacutenima y carga de cubierta 200m2 y 5 tm2

bull VELOCIDAD EN PRUEBAS 12 nudos al 90 del MCR con un 15 de margen de mar

bull PROPULSIOacuteN dieacutesel eleacutectrico

bull ACOMODACIOacuteN 36 personas

bull SOCIEDAD DE CLASIFICACIOacuteN Bureau Veritas

bull CLASIFICACIOacuteN Y COTAS I +HULL +MACH OFFSHORE SUPPORT VESSEL (TUG

SUPPLY ANCHOR HANDLING Fire-fighting 1 WATER SPRAYING) +AUT-UMS

DYNAPOS -AMAT UNRESTRICTED NAVIGATION

bull REGLAMENTACIOacuteN SOLAS MARPOL y los requeridos por la reglamentacioacuten

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Especificaciones

Resumen

Resumen

El documento que se presenta a continuacioacuten supone el desarrollo del anteproyecto de un

buque de suministros o apoyo a plataformas offshore En el mismo se recogen los aspectos y

epiacutegrafes necesarios para definir el buque en cuestioacuten partiendo de algunos baacutesicos como son

el dimensionamiento y disentildeo de formas hasta llegar a aspectos maacutes concretos como es el

anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

Siguiendo la norma general de este tipo de proyectos se ha desarrollado tambieacuten la disposicioacuten

general (muy caracteriacutestica en este tipo de buques) con capacidad para alojar a 36 personas

Tambieacuten se ha determinado el sistema propulsivo oacuteptimo para este tipo de embarcaciones y se

ha determinado la potencia eleacutectrica que es necesario disponer a bordo Este apartado es

especial puesto que se ha de atender a las necesidades y requisitos concretos del sistema de

posicionamiento dinaacutemico

Para cumplir con los requisitos de la normativa se ha disentildeado la estructura del buque en

funcioacuten de los criterios miacutenimos de seguridad Debido a las caracteriacutesticas especiales de este

tipo de buques es necesario calcular y disentildear tres secciones una caracteriacutestica de popa de

proa y la cuaderna maestra

Por uacuteltimo se ha determinado de manera aproximada el coste de construccioacuten del buque en

base a los costes de acero personal e ingenieriacutea

Abstract

Abstract

Abstract

The document presented below involves the development of a preliminary project for a

supply or support vessel for offshore platforms It includes the aspects and epigraphs

necessary to define the ship in question starting from some basics such as preliminary

sizing and design of the hull lines to more specific aspects such as the analysis of

dynamic positioning capabilities

Following the general rule of this type of project the general layout has also been

developed (very characteristic of this type of ship) with a capacity to accommodate 36

people The optimum propulsion system for this type of vessel has also been developed

and the electrical power required on board has been determined This section is special

as the specific needs and requirements of the dynamic positioning system have to be

met

In order to comply with the requirements of the regulations the structure of the vessel

has been designed according to the minimum safety criteria Due to the special

characteristics of this type of ship it is necessary to calculate and design three sections

of the ship a stern characteristic a bow characteristic and the midship frame

Finally the cost of building the vessel has been determined on an approximate basis

based on the costs of steel personnel and engineering

Abstract

Agradecimientos

Agradecimientos

En este trabajo quiero expresar mi agradecimiento a la Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros

Navales (ETSIN) de la Universidad Politeacutecnica de Madrid por haberme dado la oportunidad de

formarme y adquirir los conocimientos necesarios para realizar el presente proyecto

En el plano personal me gustariacutea agradecer la ayuda y atencioacuten prestadas por mi tutor D

Jaime Pancorbo Crespo quien gracias a su enorme paciencia ha conseguido guiarme durante

las distintas etapas y capiacutetulos del proyecto

Agradecimientos

Iacutendice

Iacutendice

Especificaciones iv

Resumen x

Abstract xi

Agradecimientos xiv

Iacutendice xvi

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento 1

1 Especificacioacuten del proyecto 1

2 Introduccioacuten 2

3 Siglas y acroacutenimos empleados 2

4 El buque supply 3

5 Anaacutelisis de la misioacuten 4

6 Introduccioacuten al dimensionamiento 7

7 Base de Datos 8

8 Buque Base 11

9 Regresiones directas 11

91 Eslora total 12

92 Eslora entre perpendiculares 13

93 Manga 14

94 Puntal 16

95 Calado 17

96 Francobordo 18

97 Dimensiones obtenidas 18

10 Relaciones adimensionales 19

101 LppmiddotBmiddotD 19

102 Lpp B 20

103 LOA B 20

104 Fn 20

105 T D 20

106 Lpp D 20

Iacutendice

107 B T 21

108 B D 21

11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas 21

12 Estimacioacuten de la potencia 22

13 Estimacioacuten del peso en rosca 22

131 Peso de la estructura de acero del buque base 24

132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base 24

133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base 24

134 Peso en rosca estimado del buque base 24

135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial 25

136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial 25

137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial 25

138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial 25

14 Generacioacuten de alternativas 26

141 Generacioacuten de la alternativa inicial 26

142 Generacioacuten de alternativas 28

15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas 29

151 Alternativa final seleccionada 31

16 Coeficientes de la carena 31

161 Coeficiente de bloque 32

162 Coeficiente de la maestra 32

163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal 32

164 Coeficiente de la flotacioacuten 32

165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena 33

166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico 33

167 Coeficientes estimados 33

17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada 34

171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta 34

172 Evaluacioacuten del francobordo 35

173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial 36

18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque 39

Disentildeo de formas 41

Iacutendice

1 Introduccioacuten 41

2 Aspectos Previos 41

21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten 42

21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada 43

22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada 44

23 Disposicioacuten de los propulsores 45

24 Comportamiento en la mar 46

25 Estabilidad 48

26 Resistencia al avance 48

27 Astilla muerta 48

3 Generacioacuten de formas 49

4 Caracteriacutesticas de las formas 51

41 Curva de aacutereas normalizada 53

5 Plano de formas 54

6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico 55

7 Estimacioacuten de la resistencia al avance 56

71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance 57

72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos 58

73 Resistencia aerodinaacutemica 59

74 Resultados obtenidos 60

Disposicioacuten general 63

1 Introduccioacuten 63

2 Anaacutelisis previo 65

21 Tipo de buque y operaciones que realiza 65

22 Tipo de propulsioacuten y gobierno 66

23 Habilitacioacuten 67

24 Autonomiacutea 68

25 Lastre 69

26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT) 70

3 Elementos estructurales 70

31 Elementos transversales 70

32 Elementos longitudinales 72

Iacutendice

4 Mamparos estancos 72

41 Mamparo de colisioacuten 74

42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa 74

43 Mamparo del pique de popa 74

44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa 75

45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas 75

5 Cubiertas y doble fondo 75

51 Doble fondo 76

52 Cubierta principal 78

53 Cubierta de acomodacioacuten 1 79

54 Cubierta de acomodacioacuten 2 80

55 Cubierta de gobierno 80

56 Tope de puente de gobierno 81

6 Disposicioacuten de tanques 82

61 Tanques de combustible 83

62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio 84

63 Tanque de lodos y sentinas 85

64 Tanques de agua dulce 86

65 Tanques de lastre 88

66 Tanques de servicio 89

67 Tomas de mar 89

68 Cofferdams 90

Equipos y servicios 91

1 Introduccioacuten 91

2 Equipos de fondeo y amarre 91

21 Anclas 92

22 Cadenas 93

23 Caja de Cadenas 94

24 Escobeacuten 95

25 Molinetes 95

26 Estopor 96

27 Liacuteneas de amarre y de remolque 96

Iacutendice

28 Elementos auxiliares de amarre 96

29 Resumen elementos de amarre y fondeo 97

3 Sistema de propulsioacuten y gobierno 97

4 Equipos de salvamento 98

41 Comunicaciones 98

42 Dispositivos individuales 98

43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate 98

44 Elementos auxiliares 99

5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones 99

51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten 99

52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna 100

53 Luces y sentildeales de navegacioacuten 100

54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas 102

55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten 102

6 Achique y sentinas 102

61 Colector de sentinas 103

62 Ramales del colector de sentinas 103

63 Ramales del colector de sentinas 103

7 Sistema de lastre 104

71 Bombas de lastre 104

72 Sistema de tratamiento de lastre 105

8 Aireaciones reboses y sondas de tanques 107

81 Aireaciones 107

82 Reboses 108

83 Sondas 108

9 Sistema contraincendios 108

91 Sistema de deteccioacuten 109

92 Sistema de contencioacuten 109

93 Sistemas de lucha contraincendios 110

931 Sistema de agua salada 110

932 Sistema de CO2 110

933 Sistema de rociadores 111

Iacutendice

934 Elementos contraincendios individuales 112

94 Sistema contra incendios exterior FIFI I 113

941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua 114

10 Sistema de agua sanitaria 115

101 Tanque hidroacuteforo 116

102 Bombas de agua sanitaria 117

103 Calentador de agua dulce 117

11 Sistema de aguas residuales 118

12 Gruacutea principal 119

121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea 119

122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque 120

13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico 121

14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de anclas 123

141 Anchor Handling Towing 123

142 Rodillo de popa 124

143 Shark Jaws y Tow Pins 124

144 Tugger winches 125

15 Sistema de alumbrado 125

151 Sistema de alumbrado exterior 126

152 Sistema de alumbrado interior 127

153 Sistema de alumbrado de emergencia 129

16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado 129

Dimensionamiento de la planta propulsora 133

1 Introduccioacuten 133

2 Propulsores 133

21 Seleccioacuten de propulsores principales 134

22 Propulsores auxiliares 139

3 Generacioacuten de potencia 141

4 Descripcioacuten de propulsores principales 142

41 Modelo de propulsor principal 142

42 Disposicioacuten de los propulsores principales 146

43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares 146

Iacutendice

5 Disposicioacuten de los propulsores 148

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica 151

1 Introduccioacuten 151

2 Situaciones de carga 151

3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica 152

31 Tipo de corriente 152

32 Tipo de tensioacuten y frecuencia 153

33 Redes fundamentales 153

34 Transformadores 154

35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten 154

36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten 154

4 Principales Consumidores 155

5 Balance eleacutectrico preliminar 158

6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos 159

61 Grupos generadores principales 160

62 Grupo generador de emergencia 162

7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores 163

71 Consumo de los generadores 164

72 Sistemas auxiliares de los motores generadores 164

721 Sistema de combustible 164

722 Sistema de lubricacioacuten 166

723 Sistema de refrigeracioacuten 167

724 Sistema de aire comprimido 170

73 Generador de agua dulce 172

74 Sistema de exhaustacioacuten 173

741 Elementos 174

75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas 177

751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores 179

752 Ventilacioacuten del local de emergencia 180

8 Balance eleacutectrico 180

9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas 182

10 Diagrama unifilar 183

Iacutendice

Disentildeo estructural 187

1 Introduccioacuten 187

2 Consideraciones iniciales 187

21 Definiciones 188

211 Tipo de casco 188

212 Notacioacuten de navegacioacuten 188

213 Eslora de escantillonado 188

214 Posicioacuten de la cuaderna maestra 188

215 Manga de trazado o escantillonado 189

216 Puntal de trazado o escantillonado 189

217 Calado de trazado o escantillonado 189

218 Coeficiente de bloque 189

22 Materiales 189

3 Principios de disentildeo estructurales 189

31 Tipo de estructura 189

32 Disposicioacuten de elementos principales 190

4 Resistencia Longitudinal 191

41 Determinacioacuten de las cargas globales 192

411 Momento en aguas tranquilas 192

412 Momento flector en olas 193

413 Momentos flectores combinados 194

42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles 195

421 Tensiones globales admisibles 195

422 Tensiones locales admisibles 196

43 Determinacioacuten de las presiones externas 197

431 Presiones en el fondo 198

432 Presiones en el costado 198

433 Presiones en cubierta 199

44 Determinacioacuten de las presiones internas 199

441 Aceleracioacuten en heave 200

442 Aceleracioacuten en pitch 200

443 Aceleracioacuten en roll 200

Iacutendice

444 Aceleracioacuten vertical 200

445 Cargas internas en mamparos 201

5 Escantillonado de elementos 201

51 Estructura del fondo 202

52 Estructura del costado 203

53 Estructura de la cubierta principal 204

54 Estructura de los mamparos 204

6 Caacutelculo de las secciones representativas 205

61 Seccioacuten de popa 205

62 Seccioacuten de proa 208

63 Seccioacuten media o cuaderna maestra 210

7 Resumen de los elementos estructurales empleados 213

8 Valor y posicioacuten del peso en rosca 215

81 Peso de acero 215

811 Peso del acero longitudinal continuo 216

812 Peso del acero transversal continuo 217

813 Peso de los mamparos 219

814 Peso del acero de la superestructura 219

815 Otros pesos 220

82 Peso de acero total 220

83 Peso de maquinaria y equipos 220

84 Peso de la habilitacioacuten 222

85 Peso en rosca 223

Caacutelculos de arquitectura naval 225

1 Introduccioacuten 225

2 Componentes del peso muerto 225

3 Puntos de inundacioacuten progresiva 226

4 Situaciones de carga consideradas 227

41 SC01 Salida a plena carga 227

42 SC02 En operacioacuten 229

43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal 230

44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga 231

Iacutendice

45 SC05 Fin de operacioacuten con carga 232

46 SC06 Operacioacuten de remolque 232

5 Curvas hidrostaacuteticas 233

6 Caacutelculos de estabilidad 234

61 Estabilidad intacta 234

611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01 235

612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02 236

613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03 237

614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04 237

615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05 238

616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06 239

62 Estabilidad en averiacuteas 244

7 Determinacioacuten del francobordo 248

71 Paraacutemetros del buque 248

72 Francobordo tabular 249

73 Correcciones y reducciones aplicables 249

731 Correccioacuten por coeficiente de bloque 249

732 Correccioacuten por puntal 249

733 Reduccioacuten por superestructuras 249

734 Correccioacuten por arrufo 250

74 Francobordos miacutenimos obtenidos 251

741 Francobordo de verano 251

742 Francobordo tropical 251

743 Francobordo de invierno 251

744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte 251

745 Francobordo en agua dulce 251

746 Francobordo tropical en agua dulce 251

8 Caacutelculo del arqueo 252

81 Arqueo bruto 252

82 Arqueo neto 253

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico 255

1 Introduccioacuten 255

Iacutendice

2 Sistema de coordenadas 256

3 Escenarios considerados 257

4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de propulsores 257

5 Fuerzas y coeficientes de viento 259

6 Fuerzas y coeficientes de corriente 261

7 Fuerzas y coeficientes de olas 262

8 Resultados 263

81 Condicioacuten intacta 263

82 Peacuterdida T1 266

83 Peacuterdida A1 268

84 Peacuterdida A2 y T1 270

9 Conclusiones 272

Anaacutelisis econoacutemico 275

1 Introduccioacuten 275

2 Costes de los materiales y equipos 275

21 Costes asociados al casco 276

22 Equipos armamento e instalaciones 277

221 Equipos de fondeo amarre y remolque 278

222 Medios de salvamento 278

223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten 278

224 Equipos de fonda y hotel 278

225 Acondicionamiento de alojamientos 279

226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones 279

227 Medios de contraincendios 279

228 Instalacioacuten eleacutectrica 280

229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones 280

23 Maquinaria auxiliar de cubierta 280

24 Instalacioacuten propulsora 280

25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten 281

26 Cargas pertrechos y repuestos 282

27 Instalaciones especiales del buque 282

3 Costes de la mano de obra 283

Iacutendice

31 Costes de mano de obra asociados al casco 283

32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones 284

4 Costes de astillero 285

5 Conclusiones 286

Referencias 291

Planos 295

Anexo 1 Generacioacuten de alternativas 297

Anexo 2 Curva de aacutereas 299

Anexo 3 Balance eleacutectrico 301

Anexo 4 Pesos y centros de gravedad 307

Anexo 5 Situaciones de carga 309

Anexo 6 Generacioacuten de momentos escorantes 317

Anexo 7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico 329

1 Condicioacuten intacta 330

2 Peacuterdida T1 333

3 Peacuterdida A1 337

4 Peacuterdida A2 y T1 340

Iacutendice

Iacutendice de Ilustraciones

Ilustracioacuten 1 Ejemplo de buque AHTS Fuentewwwmarinelogcom 5

Ilustracioacuten 2 Ejemplo de buque PSV Fuente wwwsaltshipcom 5

Ilustracioacuten 3 Ejemplo de buque FCS Fuente wwwcgtradercom 5

Ilustracioacuten 4 Ejemplo de buque MPSV Fuente wwwoffshoreshipdesignerscom 6

Ilustracioacuten 5 Ejemplo de buque Offshore Carrier Fuente wwwoffshorewindbiz 6

Ilustracioacuten 6 Ejemplo de buque Well Stimulation Vessel Fuente wwwproductsdamencom 6

Ilustracioacuten 7 Disposicioacuten tiacutepica de la popa de un buque AHTS Fuente wwwsectormaritimoes

42

Ilustracioacuten 8 Aacuterea en la flotacioacuten a bajo nuacutemero de Froude Fuente [Larsson amp Raven 2010]

43

Ilustracioacuten 9 Representacioacuten de cuadernas en ldquoVrdquo [Baquero 2014] 44

Ilustracioacuten 10 Distribucioacuten de Presiones en Fondos Planos [Campana 2010] 45

Ilustracioacuten 11 Concepto de proa invertida o Xbow Fuente Ulstein 46

Ilustracioacuten 12 Bulbo semisumergido Fuente Gelibolu Shipyard 47

Ilustracioacuten 13 Influencia de la Astilla Muerta en la Generacioacuten de Spray y Presiones Ejercidas

[Larsson amp Raven 2010] 49

Ilustracioacuten 14 Obtencioacuten del modelo 3D del buque base Elaboracioacuten propia 50

Ilustracioacuten 15 Volumen equivalente de los propulsores de proa 52

Ilustracioacuten 16 Modelo en 3D del buque proyecto Elaboracioacuten propia 53

Ilustracioacuten 17 Curva de aacutereas normalizada Elaboracioacuten propia 54

Ilustracioacuten 18 Reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Fuente [Larssonamp

Raven 2010] 57

Ilustracioacuten 19 Estimacioacuten de las medidas de la obra muerta Elaboracioacuten propia 59

Ilustracioacuten 20 Disposicioacuten y elementos tiacutepicos de un buque AHTS Fuente [Casado J Martiacuten

DA] 64

Ilustracioacuten 21 Sistemas de remolque Shark Jaw (abajo) y Tow spin (fondo) Fuente

Wikipedia 66

Ilustracioacuten 22 Disposicioacuten de los mamparos transversales estancos Elaboracioacuten propia 73

Ilustracioacuten 23 Seccioacuten bajo doble fondo 77

Ilustracioacuten 24 Caacutelculo de la liacutenea de visioacuten Elaboracioacuten propia 81

Ilustracioacuten 25 Disposicioacuten de tanques de combustible 84

Ilustracioacuten 26 Disposicioacuten de los tanques de aceite 85

Iacutendice

Ilustracioacuten 27 Disposicioacuten del tanque de sentinas 86

Ilustracioacuten 28 Disposicioacuten de tanques de agua dulce 87

Ilustracioacuten 29 Disposicioacuten de los tanques de lastre 88

Ilustracioacuten 30 Disposicioacuten de otros tanques de servicio 89

Ilustracioacuten 31 Disposicioacuten de tomas de mar 90

Ilustracioacuten 32 Disposicioacuten de cofferdams 90

Ilustracioacuten 33 Aacuterea del perfil del buque 92

Ilustracioacuten 34 Anclas de tipo patente o stockless Fuente Natureduca 93

Ilustracioacuten 35 Dimensionamiento de eslabones y grilletes tipo Kenter Fuente

wwwanchorchains4ucom 94

Ilustracioacuten 36 Ubicacioacuten de las cajas de cadenas (en amarillo) 95

Ilustracioacuten 37 Tipos de luces de navegacioacuten Fuente wwwnaval582com 101

Ilustracioacuten 38 Caracteriacutesticas del dispositivo para el tratamiento de aguas de lastre Fuente

wwwgeacom 107

Ilustracioacuten 39 Clasificacioacuten de mamparos que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

109

Ilustracioacuten 40 Clasificacioacuten de cubiertas que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

110

Ilustracioacuten 41 Gruacutea telescoacutepica instalada en la cubierta de trabajo Fuente Palfinger 120

Ilustracioacuten 42 Capacidad de izado de la gruacutea principal 120

Ilustracioacuten 43 Esquema de los elementos del sistema de posicionamiento dinaacutemico Fuente

dynamic-positioningcom 122

Ilustracioacuten 44 Modelo del conjunto de Tow Pins instalado Fuente kappis-nauticde 125

Ilustracioacuten 45 Propulsor de eje vertical modelo Voith Schneider Fuente wwwvoithcom 134

Ilustracioacuten 46 Esquema tiacutepico de una liacutenea de ejes Fuente wwwricepropulsioncom 135

Ilustracioacuten 47 Propulsor azimutal tiacutepico Fuente wwwcomarsecom 136

Ilustracioacuten 48 Ejemplo de buque con propulsioacuten azimutal en proa Fuente wwwgcaptaincom

139

Ilustracioacuten 49 Ejemplo de heacutelice transversal en tuacutenel Fuente wwwtrasmeshipscom 140

Ilustracioacuten 50 Obtencioacuten del huelgo disponible en popa 144

Ilustracioacuten 51 Propulsor azimutal de popa Modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom 145

Ilustracioacuten 52 Dimensiones del modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom 146

Ilustracioacuten 53 Modelo representativo de los propulsores transversales Fuente

wwwwartsilacom 147

Iacutendice

Ilustracioacuten 54 Disposicioacuten de los propulsores principales de popa sobre el buque 148

Ilustracioacuten 55 Disposicioacuten de los propulsores principales de proa sobre el buque 149

Ilustracioacuten 56 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga 161

Ilustracioacuten 57 Dimensiones del grupo generador principal Fuente wwwenginesmaneu 162

Ilustracioacuten 58 Dimensiones del grupo generador de emergencia Fuente wwwenginemaneu

163

Ilustracioacuten 59 Diagrama del sistema de combustible de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu 165

Ilustracioacuten 60 Diagrama del sistema de arranque mediante aire comprimido Fuente

wwwenginemaneu 171

Ilustracioacuten 61 Sistema de exhaustacioacuten de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu 175

Ilustracioacuten 62 Esquema del sistema de exhaustacioacuten 177

Ilustracioacuten 63 Esquema de ventilacioacuten de Caacutemara de maacutequinas Fuente Maroacuten B D [2015]

178

Ilustracioacuten 64 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas 183

Ilustracioacuten 65 Representacioacuten esquemaacutetica del diagrama unifilar 185

Ilustracioacuten 66 Criterio de signos tomado para el meacutetodo del buque viga Fuente Bureau Veritas

191

Ilustracioacuten 67 Distribucioacuten del momento en aguas tranquilas 193

Ilustracioacuten 68 Distribucioacuten del momento en olas 194

Ilustracioacuten 69 Distribucioacuten de los momentos flectores totales sobre la eslora del buque Fuente

Bureau Veritas 194

Ilustracioacuten 70 Distribucioacuten de los momentos flectores totales 195

Ilustracioacuten 71 Valores admisibles de tensiones globales Fuente Bureau Veritas 195

Ilustracioacuten 72 Tensiones locales admisibles para chapas Fuente Bureau Veritas 196

Ilustracioacuten 73 Tensiones locales admisibles para refuerzos secundarios Fuente Bureau

Veritas 196

Ilustracioacuten 74 Tensiones locales admisibles para refuerzos primarios Fuente Bureau Veritas

197

Ilustracioacuten 75 Subdivisiones del buque a lo largo de la eslora Fuente Bureau Veritas 197

Ilustracioacuten 76 Movimientos verticales relativos del buque Fuente Bureau Veritas 198

Ilustracioacuten 77 Aceleraciones en funcioacuten de la zona del buque Fuente Bureau Veritas 201

Ilustracioacuten 78 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local 207

Iacutendice

Ilustracioacuten 79 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 66 sobre el modelo 3D 208

Ilustracioacuten 80 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 66 modelada en MARS 209

Ilustracioacuten 81 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local 210

Ilustracioacuten 82 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 42 sobre el modelo 3D 211

Ilustracioacuten 83 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 42 modelada en MARS 212

Ilustracioacuten 84 Seccioacuten media Verificacioacuten de la resistencia local 212

Ilustracioacuten 85 Divisioacuten del buque en 20 secciones 216

Ilustracioacuten 86 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo 234

Ilustracioacuten 87 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo 234

Ilustracioacuten 88 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC01 235

Ilustracioacuten 89 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC02 236

Ilustracioacuten 90 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC03 237

Ilustracioacuten 91 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC04 238

Ilustracioacuten 92 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC05 239

Ilustracioacuten 93 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC06 240

Ilustracioacuten 94 Componentes de la tensioacuten del cable de tiro de popa Fuente Bureau Veritas

241

Ilustracioacuten 95 Paraacutemetros del guide pin Fuente Bureau Veritas 241

Ilustracioacuten 96 Brazos adrizante y brazos escorantes debidos al tiro en popa 243

Ilustracioacuten 97 Espacios cerrados del buque 253

Ilustracioacuten 98 Cargas ambientales consideradas Fuente Holvik J Kongsberg Simrad Inc

255

Ilustracioacuten 99 Sistema de coordenadas considerado 256

Ilustracioacuten 100 Disposicioacuten de propulsores 258

Ilustracioacuten 101 Aacuterea lateral expuesta al viento 260

Ilustracioacuten 102 Aacuterea frontal expuesta al viento 260

Ilustracioacuten 103 Coeficientes de viento considerados 261

Ilustracioacuten 104 Coeficientes de viento considerados 262

Ilustracioacuten 105 Paraacutemetros de entrada necesarios Fuente DNV-GL 263

Ilustracioacuten 106 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Condicioacuten intacta

264

Ilustracioacuten 107 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Condicioacuten intacta 265

Ilustracioacuten 108 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Condicioacuten intacta 265

Iacutendice

Ilustracioacuten 109 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida T1 266

Ilustracioacuten 110 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida T1 267

Ilustracioacuten 111 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida T1 267

Ilustracioacuten 112 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A1 268

Ilustracioacuten 113 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A1 269

Ilustracioacuten 114 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A1 269

Ilustracioacuten 115 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A2 y T1 270

Ilustracioacuten 116 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A2 y T1 271

Ilustracioacuten 117 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A2 y T1 271

Ilustracioacuten 118 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Intacto y peacuterdida A2

y T1 273

Ilustracioacuten 119 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Intacto y peacuterdida A2 y T1 273

Ilustracioacuten 120 Reparto de costes de materiales y equipos 287

Ilustracioacuten 121 Reparto de costes de mano de obra 288

Ilustracioacuten 122 Reparto de costes de astillero 288

Ilustracioacuten 123 Curva de aacutereas normalizada 300

Iacutendice de tablas

Tabla 1-1 Siglas y acroacutenimos empleados 2

Tabla 1-2 Base de datos (1) 10

Tabla 1-3 Base de datos (2) 10

Tabla 1-4 Caracteriacutesticas del buque base 11

Tabla 1-5 Dimensiones obtenidas de la base de datos 19

Tabla 1-6 Rangos de relaciones adimensionales de la base de datos 19

Tabla 1-7 Dimensiones y relaciones adimensionales de la alternativa inicial 21

Tabla 1-8 Resumen de pesos de la alternativa inicial 25

Tabla 1-9 Caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial 28

Tabla 1-10 Coeficientes asociados al coste de material a granel 29

Tabla 1-11 Paraacutemetros de la alternativa final seleccionada 31

Tabla 1-12 Coeficientes de carena de la alternativa final seleccionada 33

Tabla 1-13 Evaluacioacuten teacutecnica del aacuterea de cubierta 34

Tabla 1-14 Estimacioacuten del francobordo tabular 35

Iacutendice

Tabla 1-15 Dimensiones principales 39

Tabla 1-16 Relaciones adimensionales 39

Tabla 1-17 Coeficientes de la carena 39

Tabla 1-18Partidas de pesos 39

Tabla 1-19 Otros valores caracteriacutesticos 40

Tabla 2-1 Comparativa de los coeficientes de carena estimados y obtenidos 51

Tabla 2-2 Comprobacioacuten de la aplicacioacuten de los meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

58

Tabla 2-3 Aacutereas proyectas de superestructura y obra muerta 60

Tabla 3-1 Consumos del buque base en navegacioacuten 68

Tabla 3-2 Nuacutemero de mamparos transversales estancos miacutenimo Fuente Bureau Veritas 73

Tabla 3-3 Caracteriacutesticas de los tanques de combustible 83

Tabla 3-4 Caracteriacutesticas de los tanques de aceite 85

Tabla 3-5 Caracteriacutesticas de los tanques de agua dulce 87

Tabla 3-6 Caracteriacutesticas de los tanques de lastre 88

Tabla 3-7 Caracteriacutesticas de los tanques de servicio 89

Tabla 4-1 Caracteriacutesticas del fondeo a disponer en funcioacuten del numeral de equipo 92

Tabla 4-2 Caracteriacutesticas de las liacuteneas de fondeo 94

Tabla 4-3 Resumen de los elementos del sistema de amarre y fondeo 97

Tabla 4-4 Ramales del colector de sentinas Diaacutemetros interiores 103

Tabla 4-5 Presioacuten miacutenima de trabajo de las bombas de lastre 105

Tabla 4-6 Caracteriacutesticas de los monitores para la notacioacuten FIFI II Fuente Bureau Veritas

113

Tabla 4-7 Potencia de las luces de navegacioacuten 126

Tabla 4-8 Iluminancia media en funcioacuten del espacio Fuente ABS 127

Tabla 4-9 Iluminacioacuten interior de los distintos espacios 128

Tabla 4-10 Temperatura y humedad en funcioacuten de la estacioacuten 130

Tabla 4-11 Volumen de los distintos locales a ventilar 130

Tabla 5-1 Matriz de PUGH realizada para la seleccioacuten del sistema de propulsioacuten 138

Tabla 5-2 Consumidores principales no asociados a la propulsioacuten 141

Tabla 5-3 Modelos de propulsor azimutal de popa considerados 143

Tabla 5-4 Dimensiones del propulsor de proa 147

Iacutendice

Tabla 5-5 Disposicioacuten de los propulsores de proa 149

Tabla 6-1 Principales consumidores eleacutectricos del buque 156

Tabla 6-2 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga 159

Tabla 6-3 Regiacutemenes de funcionamiento de los generadores principales por situacioacuten de carga

160

Tabla 6-4 Caracteriacutesticas principales del grupo generador principal 161

Tabla 6-5 Regiacutemenes de funcionamiento del generador de emergencia por situacioacuten de carga

163

Tabla 6-6 Consumo de los motores de los generadores principales y de emergencia 164

Tabla 6-7 Calor a disipar por el sistema de refrigeracioacuten 168

Tabla 6-8 Zonas especiales en virtud del convenio MARPOL 174

Tabla 6-9 Caudales y voluacutemenes considerados en el sistema de ventilacioacuten 179

Tabla 6-10 Modelo de ventilador seleccionado 179

Tabla 6-11 Ventilacioacuten de los locales de propulsioacuten 179

Tabla 6-12 Principales consumidores eleacutectricos del buque (valores actualizados) 180

Tabla 6-13 Resumen del balance eleacutectrico 182

Tabla 7-1 Disposicioacuten de los elementos estructurales principales 191

Tabla 7-2 Valor de los movimientos relativos verticales del buque 198

Tabla 7-3 Valor de las aceleraciones relativos verticales del buque 200

Tabla 7-4 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de popa 208

Tabla 7-5 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de proa 210

Tabla 7-6 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten media 213

Tabla 7-7 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de popa 213

Tabla 7-8 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de proa 214

Tabla 7-9 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten media 214

Tabla 7-10 Distribucioacuten del acero longitudinal continuo 217

Tabla 7-11 Peso del acero longitudinal continuo 217

Tabla 7-12 Peso del acero longitudinal continuo 218

Tabla 7-13 Peso de acero de la superestructura 220

Tabla 7-14 Peso final de acero de la superestructura 220

Tabla 7-15 Peso de acero total obtenido 220

Tabla 7-16 Peso de la maquinaria y equipos 221

Iacutendice

Tabla 7-17 Peso final de la partida de habilitacioacuten 223

Tabla 7-18 Peso en rosca final 223

Tabla 8-1 Partidas del peso muerto 226

Tabla 8-2 Puntos de inundacioacuten progresiva 227

Tabla 8-3 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC01 228

Tabla 8-4 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC02 229

Tabla 8-5 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC03 230

Tabla 8-6 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC04 231

Tabla 8-7 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05 232

Tabla 8-8 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05 233

Tabla 8-9 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC01 235

Tabla 8-10 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC02 236

Tabla 8-11 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC03 237

Tabla 8-12 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC04 238

Tabla 8-13 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05 239

Tabla 8-14 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05 240

Tabla 8-15 Criterios especiacuteficos de la notacioacuten AHTS 244

Tabla 8-16 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas 246

Tabla 8-17 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas en popa 246

Tabla 8-18 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

247

Tabla 8-19 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas tras golpe en costado 247

Tabla 8-20 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

248

Tabla 8-21 Obtencioacuten del francobordo tabular 249

Tabla 8-22 Valores de arrufo obtenidos de la curva normal 250

Tabla 8-23 Deficiencias de arrufo en las mitades de popa y de proa 250

Tabla 8-24 Francobordos miacutenimos obtenidos 252

Tabla 8-25 Volumen de los espacios cerrados del buque 253

Tabla 8-26 Volumen total de los espacios de carga 254

Tabla 8-27 Volumen total de los espacios de carga 254

Tabla 9-1 Caracteriacutesticas principales del buque 257

Iacutendice

Tabla 9-2 Caracteriacutesticas de los propulsores 258

Tabla 10-1 Costes asociados a la pintura y preparacioacuten de superficies 277

Tabla 10-2 Coste de los medios de salvamento 278

Tabla 10-3 coste de los equipos de navegacioacuten y comunicaciones 279

Tabla 10-4 Coste de los propulsores principales 281

Tabla 10-5 Coste de los equipos especiales 282

Tabla 10-6 Costes de materiales y equipos 283

Tabla 10-7 Costes de mano de obra 285

Tabla 1-1 Generacioacuten de alternativas (1) 297

Tabla 1-2 Generacioacuten de alternativas (2) 297

Tabla 1-3 Generacioacuten de alternativas (3) 298

Tabla 3-1 Principales consumidores instalados en el buque 301

Tabla 3-2 Balance eleacutectrico 303

Tabla 5-1 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC01 309

Tabla 5-2 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC02 310

Tabla 5-3 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC03 311

Tabla 5-4 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC04 312

Tabla 5-5 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC05 313

Tabla 5-6 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC06 314

Tabla 6-1 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=10 317

Tabla 6-2 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=45 318

Tabla 6-3 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=80 319

Tabla 6-4 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=10 320

Tabla 6-5 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=45 321

Tabla 6-6 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=80 323

Tabla 6-7 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=10 324

Tabla 6-8 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=45 325

Tabla 6-9 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=80 326

Tabla 7-1 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (1) 330

Tabla 7-2 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (2) 331

Tabla 7-3 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (1) 333

Tabla 7-4 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (2) 335

Iacutendice

Tabla 7-5 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (1) 337

Tabla 7-6 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (2) 339

Tabla 7-7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (1) 340

Tabla 7-8 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (2) 342

Iacutendice

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

1

Anaacutelisis funcional y conceptual

Dimensionamiento

1 Especificacioacuten del proyecto

Las especificaciones del buque estudiado se resumiraacuten a continuacioacuten

Trabajo Fin de Maacutester Nordm 084

Tutor D Jaime Pancorbo Crespo

Alumno Gabriel Pascual Loacutepez

bull TIPO DE BUQUE ANCHOR HANDLING TUG SUPPLY VESSEL

bull BANDERA SEYCHELLES

bull PESO MUERTO 800 TPM

bull TIRO A PUNTO FIJO (BOLLARD PULL) 40 t

bull Aacuterea miacutenima y carga de cubierta 200m2 y 5 tm2

bull VELOCIDAD EN PRUEBAS 12 nudos al 90 del MCR con un 15 de margen de mar

bull PROPULSIOacuteN dieacutesel eleacutectrico

bull ACOMODACIOacuteN 36 personas

bull SOCIEDAD DE CLASIFICACIOacuteN Bureau Veritas

bull CLASIFICACIOacuteN Y COTAS I +HULL +MACH OFFSHORE SUPPORT VESSEL (TUG

SUPPLY ANCHOR HANDLING Fire-fighting 1 WATER SPRAYING) +AUT-UMS

DYNAPOS -AMAT UNRESTRICTED NAVIGATION

bull REGLAMENTACIOacuteN SOLAS MARPOL y los requeridos por la reglamentacioacuten

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

2

2 Introduccioacuten

El objetivo de este apartado no es otro que el de realizar una presentacioacuten del buque objetivo

asiacute como de sus caracteriacutesticas y cualidades maacutes representativas Tambieacuten se describiraacuten sus

funciones y su finalidad o misioacuten

En primer lugar debemos destacar el hecho de que la funcioacuten principal de este tipo de buques

y de la cual reciben su nombre es la de dar apoyo a instalaciones en alta mar denominadas

instalaciones Offshore El apoyo prestado puede ir desde el mero suministro de cargas y

pertrechos hasta el desempentildeo de un papel maacutes especiacutefico como puede ser el remolque y

posicionamiento de plataformas y sobre todo al tendido y manejo de anclas

El disentildeo final deberaacute cumplir con una serie de normativas y reglas Deberaacute cumplir con las

reglas internacionales como son principalmente los convenios SOLAS (Safety Of Life At Sea)

MARPOL (Marine Pollution) COLREG (Convention on the International Regulations for

Preventing Collisions at Sea) etc

Seraacute un buque clasificado por Bureau Veritas por lo que debe cumplir tambieacuten con toda la

reglamentacioacuten exigida por esta sociedad de clasificacioacuten y las diferentes resoluciones de la

IMO que afecten a este tipo de buque

3 Siglas y acroacutenimos empleados

En la presente seccioacuten se adjunta una tabla en la que se resumen las distintas siglas empleadas

a lo largo del presente proyecto y en la que ademaacutes se explica el significado de las mismas

Tabla 1-1 Siglas y acroacutenimos empleados

Sigla Significado

AHTS Anchor Handling Tug Supply

COLREG Conventions on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea

DP Dynamic Positioning

FiFi Fire Fighting

IMO International Maritime Organization (OMI en espantildeol)

MARPOL Marine Pollution

MDO MGO Marine Diesel Gas Oil

ROVs Remote Operated Vehicles

SOLAS Safety Of Life At Sea

TPF Tiro a Punto Fijo

VRS Vertical Reference System

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

3

4 El buque supply

El nacimiento de este tipo de buques vino de la mano de la aparicioacuten y proliferacioacuten en la

industria naval de las plataformas offshore

Son como su propio nombre indica buques de apoyo y suministro a tales plataformas

Dependiendo de la finalidad a la que esteacuten destinados tendraacuten como es loacutegico unas

caracteriacutesticas determinadas

En teacuterminos generales se trata de buques de tamantildeo medio alto (entre los 50-150 metros de

eslora total) y que estaacuten dotados de una cubierta muy amplia con una superficie de trabajo muy

elevada Cuentan con una maniobrabilidad excelente y con una gran capacidad de carga

distribuida en amplios espacios y bodegas Por lo general su potencia desmesurada se debe

a su elevada capacidad de tiro a punto fijo

En definitiva las cualidades que caracterizan a este tipo de buques y que suponen los

paraacutemetros del disentildeo sobre los cuales se basaraacute su proyecto son

bull Amplia cubierta de trabajo que ocupa praacutecticamente 23 de la eslora del buque a popa

y que provoca que la estructura se situacutee a proa Sirve para la estiba de carga y para

facilitar las operaciones en alta mar

bull Los espacios y bodegas son destinados praacutecticamente al almaceacuten de los productos y

consumibles para transportar agua potable y no potable lodo de perforacioacuten1 cemento

combustibles productos quiacutemicos etc Por lo general estos productos se transportan

en contenedores circulares dentro de las bodegas de carga

bull Si el buque cuenta con capacidad de remolque o tiro a punto fijo dispondraacute de un chigre

en crujiacutea Si cuenta con capacidad de manejo de anclas contaraacute con un rodillo y una

maquinilla a popa para el manejo de las mismas En ambos casos se vuelve a hacer

patente la necesidad de una cubierta amplia y diaacutefana

bull Por lo general en cuanto a la propulsioacuten la solucioacuten maacutes extendida es la de disponer

dos heacutelices azimutales a popa Tambieacuten aunque en menor medida se opta por la

solucioacuten tradicional que consiste en heacutelices acopladas mediante liacuteneas de ejes a los

motores

bull En funcioacuten del sistema de propulsioacuten la caacutemara de maacutequinas se ubicaraacute en una zona u

otra Es corriente que se situacutee en la zona central del buque para conseguir un mayor

espacio para poder albergar asiacute los motores principales los generadores las bombas

contraincendios y demaacutes equipos

1 Mezcla de arcillas agua y productos quiacutemicos utilizada en la industria offshore en las operaciones de perforacioacuten

para lubricar y enfriar la barrena para elevar hasta la superficie el material que va cortando la barrena para evitar

el colapso de las paredes del pozo y para mantener bajo control el flujo ascendente del aceite o del gas Es circulado

en forma continua hacia abajo por la tuberiacutea de perforacioacuten y hacia arriba hasta la superficie por el espacio entre

la tuberiacutea de perforacioacuten y la pared del pozo (Ver [18])

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

4

bull La habilitacioacuten estaacute situada en la proa del buque distribuida en varias cubiertas de la

superestructura El puente estaacute situado lo maacutes alto posible y es normal que permita una

visioacuten de 360ordm al capitaacuten

bull En estos buques los requisitos de maniobrabilidad y de estabilidad son importantes ya

que realizan operaciones de aproximacioacuten a plataformas muy arriesgadas y en mares

muy agitados Por tanto debido a ello tienen una manga muy grande en comparacioacuten a

lo que seriacutea normal para un buque similar en eslora Ademaacutes para garantizar la

seguridad y buen hacer de tales operaciones este tipo de buques suele contar con

sistemas de posicionamiento dinaacutemico que permiten al buque permanecer en una

posicioacuten determinada de manera muy precisa y continuada en el tiempo

bull Debido a su buena maniobrabilidad y relativa agilidad pueden utilizarse en caso de

emergencia como buques de rescate y tambieacuten como buques anti colisioacuten para la

prevencioacuten de abordajes Cuentan en numerosos casos con sistemas de lucha contra

incendios bien para fuegos del propio buque o para otros buques o plataformas

Algunos tambieacuten disponen de capacidad para recogida de vertidos de productos

peligrosos

bull Por uacuteltimo aunque en menor medida algunos de estos buques estaacuten especializados en

la ayuda a las operaciones submarinas y estaacuten equipados con medios y equipos de

ayuda a buceadores ROVs (Remote Operated Vehicle) etc

5 Anaacutelisis de la misioacuten

Una vez definido el buque en siacute es conveniente definir a continuacioacuten la misioacuten para la cual ha

de ser proyectado y disentildeado

Existen diferentes tipos de buques supply atendiendo a la misioacuten Los 6 principales tipos

podemos resumirlos brevemente como sigue

bull Anchor Handling Tug Supply (AHTS) Se encargan de hacer tareas de manejo de

anclas remolque de las plataformas de perforacioacuten transporte de suministros etc

Estaacuten equipados con gruacuteas en cubierta para operaciones con anclas y cuentan con gran

capacidad de tiro a punto fijo El buque que se proyectaraacute en el presente informe seraacute

de este tipo

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

5

Ilustracioacuten 1 Ejemplo de buque AHTS Fuentewwwmarinelogcom

bull Buques de suministro a plataformas de perforacioacuten Platform Supply Vessels (PSV)

Llevan a cabo misiones de aprovisionamiento de tuberiacuteas cemento combustibles

suministros liacutequidos etc Pueden utilizarse tambieacuten como buques standby de rescate

etc

Ilustracioacuten 2 Ejemplo de buque PSV Fuente wwwsaltshipcom

bull Fast Crew Supplier (FCS) Para el transporte raacutepido de personal o suministros a las

plataformas

Ilustracioacuten 3 Ejemplo de buque FCS Fuente wwwcgtradercom

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

6

bull Multi-Purpose Service Vessels (MPSV) o buques de servicio multipropoacutesito Como su

propio nombre indica son buques destinados a una amplia gama de operaciones desde

acomodacioacuten vigilancia operaciones submarinas etc

Ilustracioacuten 4 Ejemplo de buque MPSV Fuente wwwoffshoreshipdesignerscom

-Offshore Carrier Especialmente disentildeados para el transporte de elementos pesados de las

plataformas offshore

Ilustracioacuten 5 Ejemplo de buque Offshore Carrier Fuente wwwoffshorewindbiz

-Well Stimulation Vessel buques para la estimulacioacuten de la produccioacuten Intervienen en los

yacimientos de petroacuteleo o gas para aumentar la produccioacuten mejorando el flujo de hidrocarburos

de la zona de drenaje en el agujero del pozo

Ilustracioacuten 6 Ejemplo de buque Well Stimulation Vessel Fuente wwwproductsdamencom

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

7

6 Introduccioacuten al dimensionamiento

El objetivo de este capiacutetulo es determinar las dimensiones principales del buque proyecto y sus

coeficientes de forma maacutes representativos Ademaacutes se haraacute una estimacioacuten preliminar de

pesos y de potencia instalada a bordo Los resultados obtenidos serviraacuten como punto de partida

para completar el resto del documento y se iraacuten ajustando a lo largo del mismo

El punto de partida consiste en la elaboracioacuten de una base de datos de buques

geomeacutetricamente similares y con la misma misioacuten que el buque proyecto (ver Tabla 1-2 y Tabla

1-3)

A continuacioacuten se determinaraacuten los valores miacutenimos reglamentarios de las distintas relaciones

adimensionales aplicables o de intereacutes a este tipo de buques de acuerdo con lo establecido

seguacuten [1] En base a los valores obtenidos se generaraacute un nuacutemero determinado de alternativas

cuyos valores se encuentren entre los rangos previamente establecidos Atendiendo a distintos

criterios tomados en base a las especificaciones de proyecto se determinaraacute cuaacutel de todas las

alternativas es la idoacutenea

Tras ello se realizaraacute un breve desglose del peso en rosca y una pequentildea estimacioacuten del aacuterea

de trabajo disponible en cubierta

Por uacuteltimo se haraacute una comprobacioacuten inicial de la estabilidad y como final del capiacutetulo se

incluiraacute un breve caacutelculo del francobordo disponible en base a lo establecido seguacuten el Convenio

Internacional de las Liacuteneas de Carga

En resumen este Capiacutetulo incluye los siguientes apartados

1 Elaboracioacuten de una base de datos con buques similares al objetivo

2 Obtencioacuten sobre los datos obtenidos de la misma de regresiones lineales

3 Generacioacuten de alternativas en base a los valores obtenidos a partir de las regresiones

4 Evaluacioacuten del cumplimiento de las mismas en base a los intervalos aceptables de

relaciones adimensionales para este tipo de buque

5 Evaluacioacuten teacutecnico-econoacutemica de las distintas alternativas

6 Eleccioacuten y anaacutelisis de la alternativa viable idoacutenea

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

8

7 Base de Datos

Como ya se mencionoacute previamente en el apartado anterior el primer paso tomado de cara a

comenzar el dimensionamiento del buque proyecto fue el de realizar una base de datos En la

misma se recopiloacute informacioacuten relativa a una serie de buques similares al buque proyecto cuyos

paraacutemetros dimensionales guardaban estrecha relacioacuten entre siacute Los valores que se incluyeron

en la base de datos son aquellos que o bien eran necesarios para definir y proyectar el buque

en cuestioacuten o bien aportaban especial informacioacuten de alguacuten sistema especial de ese tipo de

buque

Ademaacutes se tomaron una serie de consideraciones previas a la buacutesqueda de buques para tratar

de obtener asiacute valores de la manera maacutes precisa posible

bull Rango inicial de esloras comprendidas entre los 50 y los 65 metros

bull Buques a igualdad de misioacuten (como vimos en el apartado El buque supply buque de

apoyo a plataformas con capacidad de manejo de anclas)

bull Buques no gemelos para no alterar la linealidad de las regresiones

bull Buques posteriores (en la medida de lo posible) al antildeo 2011

bull Al ser un buque que tiene capacidad de remolque la potencia de tiro o bollard pull tuvo

que tenerse en cuenta al ser un paraacutemetro que influye en la potencia total instalada y la

alguna dimensioacuten2

bull Aunque su influencia en las dimensiones principales no es determinante el hecho de

que disponga de capacidad contraincendios requiere que se seleccionen buques con la

misma capacidad En este caso se puede comprobar que los buques seleccionados

tienen todos clasificacioacuten FiFi 1

Como se puede comprobar en la Tabla 1-2 y la

Tabla 1-3 debido a las consideraciones anteriores la base de datos no es del todo extensa ya

que estaacute formada por simplemente diez (10) buques Sin embargo al tratarse de una estimacioacuten

preliminar se puede asumir que es un nuacutemero suficiente

2 Capacidades de tiro muy elevadas obligan a aumentar la manga para garantizar una adecuada estabilidad y maniobrabilidad durante la operacioacuten Si el aumento de este paraacutemetro no es posible la solucioacuten pasa por aumentar el calado una cierta cantidad equivalente

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

9

En definitiva los valores que se compararon fueron los siguientes

bull Bandera

bull Antildeo de construccioacuten

bull Capacidad DP

bull Tiro (t) tiro o bollard pul

bull FiFi capacidad 12 oacute 3

bull GT Gross Tonnage o arqueo bruto

bull NT Net Tonnage o arqueo neto

bull PM (t) peso muerto

bull Loa (m) eslora total

bull Lpp (m) eslora entre perpendiculares

bull B (m) manga

bull D (m) puntal

bull T (m) calado

bull P (kW) Potencia propulsiva instalada

bull Pelec (kW) potencia eleacutectrica instalada

bull V (kn) velocidad de servicio

A continuacioacuten se muestra en la siguiente tabla la base de datos definitiva que se elaboroacute

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

10

Tabla 1-2 Base de datos (1)

NOMBRE Bandera Antildeo construccioacuten DP Tiro (t) FiFi GT NT PM (t)

BOURBON SAGITTA - 2014 X 75 1 2014 604 1622

OMNI MARISSA MALAYSIA 2011 X 70 1 1706 511 1714

TIME RINA MALAYSIA 2013 X 70 1 1683 504 1388

DIAN HORIZON INDONESIA 2013 X 65 1 1555 466 1350

LION KING SAINT VINCENT AND THE GRENADINES 2012 X 65 1 1537 461 1357

MARTENS - A651 MARSHALL ISLANDS 2012 X 65 1 1500 450 1350

RAWABI 322 TUVALU 2015 X 65 1 1575 472 1400

SWISCCO PEARL SINGAPORE 2014 X 65 1 1463 439 1300

MADUKARA INDONESIA 2017 X 65 1 1488 447 1020

OYA SAINT VINCENT AND THE GRENADINES 2015 X 35 1 1240 372 767

Tabla 1-3 Base de datos (2)

NOMBRE Loa (m) Lpp (m) B (m) D (m) T (m) P (kW) Pelec (kW) V (kn)

BOURBON SAGITTA 648 585 16 58 49 3960 2488 13

OMNI MARISSA 60 539 155 57 485 3840 2300 12

TIME RINA 5924 5221 1495 56 48 3840 2366 13

DIAN HORIZON 59 55 146 55 475 3840 2250 135

LION KING 587 532 146 55 475 3840 2200 13

MARTENS - A651 587 5631 146 55 475 3840 2150 135

RAWABI 322 587 532 146 55 48 3840 2382 135

SWISCCO PEARL 585 517 146 55 475 3840 1700 13

MADUKARA 538 504 148 55 45 3840 1800 12

OYA 50 4551 135 55 43 2400 1800 11

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

11

8 Buque Base

Una vez completada la base de datos se escoge un buque base para ser tomado como

referencia en el dimensionamiento El criterio de seleccioacuten no es otro que tomar el buque cuyas

caracteriacutesticas sean las maacutes parecidas a las del buque proyecto y de aquel del que se

dispongan maacutes datos Ademaacutes ha de tratarse de un buque de nueva construccioacuten

El buque elegido es el OYA el cual tiene un peso muerto de 767 TPM con 50 metros de eslora

total y 422 metros de eslora entre perpendiculares Cuenta tambieacuten con un aacuterea de cubierta de

aproximadamente 200 m2 con una gruacutea electrohidraacuteulica en cubierta con capacidad de 12

toneladas y con un rodillo de popa de 130 toneladas

En la siguiente tabla se recogen las principales caracteriacutesticas de este buque

Tabla 1-4 Caracteriacutesticas del buque base

Paraacutemetro Valor

Nombre OYA

Clasificacioacuten BV

LOA (m) 50

Lpp (m) 4551

Manga (m) 135

Puntal (m) 55

Calado (m) 43

Desplazamiento (t) 1891

Peso muerto (t) 76700

Peso en rosca (t) 11244

Aacuterea cubierta principal (m2) 220 m2

Velocidad 11

Tanques de combustible (m3) 314

Tanques de agua dulce (m3) 380

Tanques de lastre (m3) 245

Acomodacioacuten personas 35

Potencia (kW) 2400

9 Regresiones directas

Con el objetivo de estimar de manera orientativa las dimensiones principales del buque

proyecto y adecuarlas asiacute a lo establecido en la especificacioacuten se realizaron regresiones

directas o lineales a partir de los buques que se incluyeron en la base de datos En las

siguientes ilustraciones se muestran sendas regresiones y en la Tabla 1-5 se resumen los

paraacutemetros obtenidos de realizar cada una de estas regresiones Los valores obtenidos seraacuten

posteriormente revisados y corregidos

Durante el proceso de dimensionamiento se siguieron documentos como

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

12

bull El libro ldquoEl Proyecto Baacutesico del Buque Mercanterdquo [1]

bull Las notas ldquoSobre los Buques de Suministrordquo [16]

Es necesario mencionar que cada una de estas regresiones se ha realizado teniendo en cuenta

su coeficiente de correlacioacuten3 Este valor es llamativo en la Ilustracioacuten 1-5 referente a la relacioacuten

LD lo cual se debe a que en este tipo de buques el puntal suele ser elevado y no suele variar

apenas con la eslora debido a las exigentes necesidades geomeacutetricas necesarias para llevar a

cabo con seguridad las operaciones de remolque Este hecho explica que para variaciones de

eslora no se produzcan variaciones de puntal y consecuentemente el valor de correlacioacuten se

altere y sea bajo

91 Eslora total

Aunque en este tipo de buque puede que no sea la dimensioacuten maacutes caracteriacutestica siacute que seraacute

la que condicione en mayor medida el resto y por tanto la correcta operacioacuten del mismo En la

especificacioacuten de proyecto se ha definido una capacidad de 800 TPM que se consiguen con

una determinada eslora Por este motivo la regresioacuten para definir la eslora seraacute en funcioacuten de

este paraacutemetro

Ilustracioacuten 1-1 Regresioacuten L - TPM

Introduciendo las toneladas de peso muerto miacutenimas se obtiene una eslora de

119871119874119860 (119898) = 00133 middot 119883 + 40511 = 00133 middot 800 + 40511 = 511 m Eq 1

3 Coeficiente de correlacioacuten muestra coacutemo de fiable es la regresioacuten realizada siendo mayor

cuanto maacutes se acerque R2 a 1

y = 00133x + 40511

Rsup2 = 08528

35

135

235

335

435

535

635

735

48 248 448 648 848 1048 1248 1448 1648 1848

LOA

(m

)

TPM

L-TPM

L-TPM Lineal (L-TPM)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

13

En definitiva

119871119874119860 (119898) = 511 119898 Eq 2

92 Eslora entre perpendiculares

La eslora entre perpendiculares se puede obtener a partir de la eslora total obtenida en el

apartado anterior

Ilustracioacuten 1-2 Regresioacuten Lpp - LOA

La eslora entre perpendiculares obtenida a traveacutes de esta regresioacuten es

119871119901119901(119898) = 08314 middot 119883 + 46499 = 08314 middot 511 + 46499 = 4718 119898 Eq 3

Pero de acuerdo con lo establecido en [16] es necesario confirmar la eslora entre

perpendiculares con el peso muerto

y = 08314x + 46499Rsup2 = 08445

10

20

30

40

50

60

70

48 50 52 54 56 58 60 62 64 66

Lpp

(m

)

LOA (m)

Lpp-LOA

Lpp-LOA Lineal (Lpp-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

14

Ilustracioacuten 1-3 Regresioacuten Lpp-TPM

En este caso la eslora entre perpendiculares obtenida es

119871119901119901 (119898) = 00108 middot 119883 + 38655 = 00108 middot 800 + 38655 = 473 119898 Eq 4

En este caso podemos comprobar que ambos valores son sumamente parecidos y no es

necesario escoger entre ambas De haber sido asiacute hubiera primado el hecho de cumplir con

las toneladas de peso muerto antes que conseguir una relacioacuten L Lpp maacutes exacta

Por lo tanto

119871119901119901 (119898) = 473 119898 Eq 5

93 Manga

Para obtener el valor estimado de la manga se van a realizar regresiones con respecto a la

eslora total y a la capacidad de tiro a punto fijo En el primer caso es posible que la relacioacuten

entre las esloras y las mangas de los buques seleccionados no guarden una estrecha relacioacuten

Esto se debe a que debido a las propias caracteriacutesticas de los buques AHTS la manga no va

tan ligada a la eslora como cabriacutea esperar sino que va muy ligada a la potencia de tiro a punto

fijo (por razones de estabilidad que se veraacute maacutes adelante)

De este modo la manga obtenida a partir de la eslora total es

y = 00108x + 38655Rsup2 = 06889

10

20

30

40

50

60

70

650 850 1050 1250 1450 1650 1850

Lpp

(m

)

TPM

Lpp-TPM

Lpp-TPM Lineal (Lpp-TPM)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

15

Ilustracioacuten 1-4 Regresioacuten B-LOA

Introduciendo los valores en la ecuacioacuten

119861 (119898) = 01432 middot 119883 + 64502 = 01432 middot 511 + 64502 = 1378 119898 Eq 6

En el caso de la relacioacuten con el tiro a punto fijo

El valor obtenido es el siguiente

119861 (119898) = 00547 middot 119883 + 11463 = 00547 middot 41 + 11463 = 1365 119898 Eq 7

y = 01432x + 64502Rsup2 = 07264

13

135

14

145

15

155

16

165

45 50 55 60 65 70

B (

m)

LOA (m)

B-LOA

B-LOA Lineal (B-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

16

Como los valores obtenidos en ambas regresiones son muy parecidos se toman los dos como

vaacutelidos y se decide estimar el valor final en

119861 (119898) = 1365 119898

Como podemos comprobar efectivamente la potencia de tiro a punto fijo estaacute muy relacionada

con la manga de los buques por el hecho de dotarles de la estabilidad necesaria para realizar

la operacioacuten de remolque con una cierta seguridad

94 Puntal

Para determinar el valor inicial de puntal se realiza una regresioacuten con respecto a la manga

obtenida en el apartado anterior La relacioacuten entre estos dos paraacutemetros estaacute muy ligada a la

estabilidad de los buques y sobre todo en buques con una misioacuten tan exigente como la del

buque proyecto El puntal influye sobre la posicioacuten vertical del centro de gravedad y la manga

influye del mismo modo sobre el metacentro

Ilustracioacuten 1-5 Regresioacuten D- B

Puede observarse a simple vista que el coeficiente de correlacioacuten no es del todo elevado o al

menos no lo suficiente como para obtener un valor maacutes o menos aproximado Esto puede

deberse a que por lo general este tipo de buques cuentan con un puntal miacutenimo recomendado

independientemente del resto de sus caracteriacutesticas geomeacutetricas

Por lo tanto se decidioacute realizar una segunda regresioacuten para obtener el valor del puntal En este

caso se incluyoacute el tiro a punto fijo a la relacioacuten que guardan la manga y el puntal

y = 01382x + 35187Rsup2 = 07041

35

4

45

5

55

6

13 135 14 145 15 155 16 165

D (

m)

B (m)

D-B

D-B Lineal (D-B)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

17

Ilustracioacuten 1-6 Regresioacuten BD - TPF

Tras la observacioacuten de la Ilustracioacuten superior puede concluirse que el puntal obtenido quedaraacute

muy ligado a la relacioacuten que guarden la manga y el tiro a punto fijo De este modo se decide

obviar la regresioacuten del puntal relacionada uacutenicamente con la manga y tener en cuenta esta

uacuteltima

De este modo

119861

119863= 0072 middot 119883 + 21975 = 0072 middot 40 + 21975 = 248 119898 Eq 8

119863 =119861

119861119863=

1375

13752486= 552 119898 Eq 9

El resultado es como cabriacutea esperar muy similar al de todos los buques de la base de datos

ya que es un valor que presenta muy pocas variaciones como ya se mencionoacute previamente

95 Calado

En buques remolcadores o con capacidad de remolque el calado se encuentra ligado en cierta

medida a la eslora por temas de desplazamiento Esto se debe a que pequentildeos aumentos de

la capacidad de tiro a punto fijo hacen que la manga se incremente notablemente (ver 93) y

por lo tanto que el calado tenga que aumentar proporcionalmente al aumento del

desplazamiento

y = 00072x + 21975

Rsup2 = 09466

240

245

250

255

260

265

270

275

280

0 10 20 30 40 50 60 70 80

BD

TPF (t)

BD-TPF

BD-TPF Lineal ( BD-TPF)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

18

Ilustracioacuten 1-7 Regresioacuten L - T

Introduciendo el valor de la eslora total obtenido en apartados anteriores se obtiene

119879 (119898) = 00443 middot 119883 + 21411 = 00443 middot 512 + 21411 = 44 119898 Eq 10

Tras el anaacutelisis de esta regresioacuten podemos concluir que si bien el puntal es independiente (en

gran medida) de la eslora no ocurre lo mismo con el calado Por lo tanto la variacioacuten entre

buques no es tanto referente al puntal sino al francobordo

96 Francobordo

Conocidos el puntal y el calado se puede determinar el francobordo aproximado de la siguiente

manera

119865119861 = 119863 minus 119879 = 552 minus 44 = 1110 119898119898 Eq 11

En etapas posteriores del presente informe se comprobaraacute si el valor del francobordo obtenido

es suficiente o si por el contrario se requiere realizar alguna modificacioacuten

97 Dimensiones obtenidas

Los datos de proyecto utilizados para obtener las dimensiones principales son los siguientes

bull TPM (t) 800

bull TPF (t) 40

bull V (kn) 12

y = 00443x + 21411Rsup2 = 09178

4

42

44

46

48

5

52

48 50 52 54 56 58 60 62 64 66

T (m

)

LOA (m)

T-LOA

T-LOA Lineal (T-LOA)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

19

A continuacioacuten y a modo de resumen se presentan los datos de la ecuacioacuten que aproxima

cada regresioacuten lineal el coeficiente de correlacioacuten correspondiente y el paraacutemetro o dimensioacuten

obtenido tras la realizacioacuten de las distintas regresiones

Tabla 1-5 Dimensiones obtenidas de la base de datos

Regresioacuten Pendiente y0 R2 Paraacutemetro

LOA-TPM 00133 40511 085 LOA (m) 5115

Lpp-LOA 08314 46499 085 Lpp (m) 4718

Lpp- TPM 00108 38655 072 Lpp (m) 4730

B-LOA 01432 64502 073 B (m) 1378

B-TPF 00547 11463 085 B (m) 1365

D-B 01382 35187 07 D (m) 541

TPF-BD 00072 21975 095 D (m) 552

T-LOA 00443 21411 092 T (m) 441

FB (m) 1110

10 Relaciones adimensionales

El objetivo de este apartado es justificar que los valores obtenidos de las regresiones son lo

suficientemente aproximados Para ello se calcularaacuten las regresiones adimensionales de mayor

importancia y relevancia y se compararaacuten los valores obtenidos del buque proyecto con los de

los buques de la base de datos

Los rangos de relaciones adimensionales que se han obtenido de tales buques son

Tabla 1-6 Rangos de relaciones adimensionales de la base de datos

LppmiddotBmiddotD LppB LOAB Fn TD LppD BT BD

54288 39 41 06 09 102 33 28

33791 34 36 05 08 83 30 25

Los datos referentes al buque proyecto se muestran a continuacioacuten

101 LppmiddotBmiddotD

Con las dimensiones que se obtuvieron de la base de datos la relacioacuten eslora entre

perpendiculares por manga y por puntal toma un valor de

119871119901119901 middot 119861 middot 119863 = 473 middot 137 middot 552 = 357822 cong 3580 Eq 12

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

20

Se observa que el resultado obtenido se encuentra entre 33791 y 5428 por lo que estaacute dentro

del rango de los buques que forman parte de la base de datos

102 Lpp B

La relacioacuten eslora entre perpendiculares entre manga toma el siguiente valor

119871119901119901119861 = 4731375 = 345 Eq 13

El resultado se encuentra entre 34 y 39 por lo que estaacute dentro del rango de los buques que

forman parte de la base de datos

103 LOA B

La relacioacuten eslora total entre manga toma el siguiente valor

119871119874119860119861 = 5121375 = 373 Eq 14

El resultado se encuentra entre 36 y 41 por lo que estaacute dentro del rango de los buques que

forman parte de la base de datos

104 Fn

El nuacutemero de Froude obtenido es

119865119899 =119907 middot 05144

radic119892 middot 119871119901119901

=12 middot 05144

radic119892 middot 473= 029 Eq 15

El resultado se encuentra entre 027 y 03 por lo que estaacute dentro del rango establecido

105 T D

La relacioacuten calado puntal obtenida toma el siguiente valor

119879

119863=

441

552= 080 Eq 16

El resultado se encuentra entre 08 y 09 por lo que estaacute dentro del rango establecido

106 Lpp D

La relacioacuten que tiene la eslora entre perpendiculares con el puntal tiene el siguiente valor

119871119901119901

119863=

473

552= 857 Eq 17

El resultado se encuentra entre 83 y 102 por lo que estaacute dentro del rango establecido

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

21

107 B T

La relacioacuten entre la manga y el calado obtenida es de

119861

119879=

1375

441= 311 Eq 18

El resultado se encuentra entre 30 y 33 por lo que estaacute dentro del rango establecido

108 B D

La relacioacuten entre la manga y el calado obtenida es de

119861

119863=

1375

552= 249 Eq 19

El resultado se encuentra entre 25 y 28 por lo que estaacute dentro del rango establecido

11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas

En este apartado se resumiraacuten los valores obtenidos de las dimensiones y relaciones

adimensionales principales despueacutes de haber realizado las regresiones

Tabla 1-7 Dimensiones y relaciones adimensionales de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

LOA (m) 5115

Lpp (m) 4730

Manga (m) 1371

Puntal (m) 552

Calado (m) 430

Peso muerto (TPM) 800

LppmiddotBmiddotD 357822

LppB 345

LOAB 373

Fn 029

TD 080

LppD 857

BT 311

BD 249

Como los buques que se incluyeron en la base de datos presentaban las mismas caracteriacutesticas

(gruacutea en cubierta tiro por popa proa invertida etc) no es necesario corregir las dimensiones

obtenidas

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

22

12 Estimacioacuten de la potencia

Antes de estimar el peso en rosca del buque caacutelculo que se realiza en el siguiente apartado

del presente capiacutetulo es necesario estimar su capacidad propulsiva

A pesar de que existe un gran nuacutemero de meacutetodos para estimar la potencia a partir de las

dimensiones principales en este caso se decide obtener el paraacutemetro a partir de las

regresiones por tratarse de una etapa inicial del proyecto

Como era de esperar la peculiar misioacuten de estos buques hace que la potencia instalada

dependa en gran medida de su capacidad de tiro a punto fijo y no tanto de su velocidad Es

decir ldquose da por hechordquo que si los buques cuentan con la capacidad suficiente para remolcar

objetos y buques con capacidad de varias decenas de toneladas tambieacuten tendraacuten capacidad

de navegar a una cierta velocidad

Por tanto se va a estimar la potencia instalada a partir de la capacidad de tiro a punto fijo de

los buques

Ilustracioacuten 1-8 Regresioacuten TPF ndash P

De este modo

119875 = 41423 middot 119883 + 10569 = 41423 middot 40 + 10569 = 271385 cong 2750 119896119882 Eq 20

13 Estimacioacuten del peso en rosca

Seguacuten Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes en sus apuntes de la asignatura Proyecto de Buques ldquoel peso

en rosca es la suma de todos los pesos del buque listo para navegar excluyendo carga pasaje

tripulacioacuten pertrechos y consumos pero incluyendo fluidos en aparatos y tuberiacuteasrdquo El peso en

rosca se puede dividir en tres componentes principales

bull Estructura de acero (WST)

y = 41423x + 10569Rsup2 = 09325

25

8025

16025

24025

32025

40025

48025

0 10 20 30 40 50 60 70 80

P (

kW)

TPF (t)

P - TPF

P - TPF Lineal (P - TPF)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

23

bull Equipo y habilitacioacuten (WOA)

bull Maquinaria (WQ)

La estimacioacuten de este paraacutemetro es una de las maacutes difiacuteciles en las fases iniciales del proyecto

y es que su peso y centro de gravedad no se conocen exactamente hasta la puesta a flote del

buque y concretamente tras la realizacioacuten de la experiencia de estabilidad

Por lo tanto para la estimacioacuten del peso en rosca se han analizado varios meacutetodos

(experimentales) destinados concretamente a buques de apoyo a plataformas Como se podraacute

observar a continuacioacuten los caacutelculos se han realizado sobre el buque base ya que del mismo

se conoce su peso en rosca real A simple vista puede observarse que los valores obtenidos

por estos procedimientos difieren en gran medida (y a la baja) del peso en rosca del buque

base A continuacioacuten se recoge un resumen de los meacutetodos analizados

bull Meacutetodo recomendado por [1]

Seguacuten este meacutetodo la partida de pesos se distribuye de la siguiente manera

119882119877 = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 50156 + 15206 + 9656 = 75018 119905 Eq 21

Valor que comparado con el peso en rosca real arroja un coeficiente de aproximacioacuten de

119862119886 =11244

75018= 15 Eq 22

bull Foacutermula propuesta por Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes en sus apuntes de la asignatura Proyecto de Buques

119882119877 = 014 middot 119871 middot 119861 middot 119863 + 003 middot 119861119867119875 + 0045 middot 119871 middot 119861 middot 119863= 014 middot 511 middot 1375 middot 552 + 003 middot 321864 + 0045 middot 511 middot 1375middot 552 = 72170 119905

Eq 23

Siendo

1 119861119867119875 = 1341 middot 1 (119896119882) Eq 24

En este caso el coeficiente de aproximacioacuten es de

119862119886 =11244

72170= 156 Eq 25

Como se mencionoacute previamente la aproximacioacuten de estos meacutetodos es escasa luego no es

conveniente emplearlos de manera directa para obtener el peso en rosca del buque proyecto

Sin embargo es necesario comentar que la escasa precisioacuten de estos meacutetodos no es debido a

la calidad de los mismos sino a su antiguumledad Los buques de apoyo a plataformas modernos

cuentan con una serie de caracteriacutesticas que los diferencian de sus predecesores como puede

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

24

ser la propulsioacuten azimutal habilitaciones (y superestructuras) mucho mayores gruacuteas en

cubierta etc

Por lo tanto la solucioacuten adoptada consiste en ldquoactualizarrdquo estos meacutetodos de acuerdo a una serie

de premisas para permitir asiacute aproximar lo maacuteximo posible el valor obtenido al peso en rosca

del buque base Con el resultado que se obtenga se definiraacute un coeficiente de aproximacioacuten

global que permita calcular el peso en rosca del buque proyecto

131 Peso de la estructura de acero del buque base

Para estimar esta partida del peso en rosca se recurriraacute a lo establecido en [1] donde se

representa en funcioacuten de la relacioacuten 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 del buque Para tener en cuenta el aumento de

superestructura de los buques modernos a la expresioacuten original se le antildeade un coeficiente

corrector con valor 12 que permita ajustar el valor obtenido

119882119878119879 = 1198621198621 middot 014 middot 119871119875119875 middot 119861 middot 119863 = 12 middot 014 middot 4551 middot 1375 middot 552 = 56769 119905 Eq 26

132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base

De nuevo se va a utilizar el valor medio propuesto por [1]

En este caso la diferencia es si cabe todaviacutea mayor El hecho de incluir todos los equipos y

sistemas actuales asiacute como el aumento de peso debido al incremento de la acomodacioacuten y

sobre todo a la disposicioacuten de una gruacutea de gran capacidad en cubierta hacen que esta partida

del peso en rosca necesite un coeficiente corrector mayor En este caso el valor del coeficiente

se ha estimado en 13 y se antildeade el peso de la gruacutea como una partida adicional 119875119892 con un valor

aproximado de 20 toneladas

119882119874119860 = 1198621198622 middot 0045 middot 119871119875119875 middot 119861 middot 119863 + 119875119892 = 13 middot 0045 middot 4551 middot 135 middot 55 + 20 = 21768 119905 Eq 27

133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base

Aunque no es un paraacutemetro que forme parte de la especificacioacuten de proyecto la propulsioacuten del

buque proyecto seraacute dieacutesel-eleacutectrica debido simplemente a que es la solucioacuten maacutes extendida

entre los buques AHTS actuales por su gran versatilidad y maniobrabilidad Por lo tanto en

este caso el coeficiente propulsor se debe a que este tipo de propulsioacuten es maacutes pesada que la

convencional El coeficiente corrector se ha estimado en 12

119882119876 = 1198621198623 middot 003 middot 11986111986711987512 middot 003 middot 321864 = 11587 119905 Eq 28

134 Peso en rosca estimado del buque base

Una vez se han calculado las distintas partidas que lo componen el peso en rosca del buque

base se calcula como

119882119877prime = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 56769 + 21768 + 11587 = 90124 119905 Eq 29

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

25

Valor que comparado con el peso en rosca real arroja un coeficiente de aproximacioacuten de

119862119886 =11244

90124= 125 Eq 30

El coeficiente de aproximacioacuten obtenido puede considerarse razonable y vaacutelido para estimar el

peso en rosca del buque proyecto

135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial

Si se sigue el procedimiento desde el apartado 131 se obtiene que la alternativa inicial tiene

un peso de estructura de acero de

119882119878119879 = 1198621198881 middot 014 middot 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 = 12 middot 014 middot 4730 middot 1375 middot 552 = 60114 119905 Eq 31

136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial

Del mismo modo que en el apartado 132

119882119874119860 = 1198621198882 middot 014 middot 119871119901119901 middot 119861 middot 119863 + 119875119892 = 12 middot 014 middot 4730 middot 1375 middot 552 + 20 = 22933 119905 Eq 32

137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial

Del mismo modo que en el apartado 133

119882119876 = 1198621198623 middot 003 middot 119861119867119875 = 12 middot 003 middot 271382 middot 134 = 13102 119905 Eq 33

138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial

Siguiendo el procedimiento tomado en el apartado 134 una vez se han calculado las distintas

partidas que lo componen el peso en rosca de la alternativa inicial se calcula como

119882119877prime = 119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 = 60114 + 22933 + 13102 = 11996 119905 Eq 34

A continuacioacuten se recoge una tabla resumen con los resultados obtenidos

Tabla 1-8 Resumen de pesos de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

Peso de la estructura de acero (t) 60114

Peso del equipo y la habilitacioacuten (t) 22933

Peso de la maquinaria propulsora y auxiliar (t) 13102

Peso en rosca total (t) 119957

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

26

Peso muerto (t) 80000

Desplazamiento (t) 199957

14 Generacioacuten de alternativas

El objetivo de este apartado es la obtencioacuten de las dimensiones y paraacutemetros definitivos del

buque El punto de partida seraacute una alternativa inicial generada a partir del buque base y de la

primera alternativa generada en el apartado anterior A partir de tal alternativa se generaraacuten

muchas otras hasta llegar a la oacuteptima

141 Generacioacuten de la alternativa inicial

Como los valores obtenidos de las regresiones lineales no son completamente fiables se

modifican las dimensiones principales obtenidas de acuerdo a los valores del buque base

El primer valor que se modificoacute fue la eslora entre perpendiculares Conocidos los

desplazamientos del buque base y de la primera alternativa la relacioacuten queda de la siguiente

manera

1198711198751198750 = 119871119875119875119887 middot (∆0

∆119887)

13

= 4551 middot (199009

1891)

13

= 463 119898 Eq 35

Tomando este valor corregido de la eslora entre perpendiculares se obtiene el valor corregido

de la manga

1198610 = 119861119887 middot1198711198751198750

119871119875119875119887= 135 middot

463

4551= 1373 119898 Eq 36

En el caso del puntal se obtiene a partir de la relacioacuten entre mangas

1198630 = 119863119887 middot1198610

119861119887= 55 middot

1373

135= 559 119898 Eq 37

Para corregir la potencia se pueden seguir dos caminos distintos El primero pasa por corregirla

empleando la misma relacioacuten de desplazamientos que en el caso de la eslora entre

perpendiculares (entendiendo que esta dimensioacuten influye de manera considerable en el valor

de la potencia instalada) De este modo

1198750 = 119875119887 middot (∆0

∆119887)

13

= 2400 middot (199009

1891)

13

= 244104 119896119882 Eq 38

Como el valor corregido dista en gran medida del valor de la alternativa inicial obtenido por

regresiones se decide obtener la potencia corregido de un segundo modo distinto En este

segundo caso la solucioacuten pasa por relacionar las potencias a traveacutes de la capacidad de tiro a

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

27

punto fijo que como se ha mencionado en distintas partes de este proyecto condiciona

enormemente la potencia instalada Por lo tanto

1198750 = 119875119887 middot1198791199011198910

119879119901119891119887= 2400 middot

40

35= 274286 119896119882 Eq 39

Este segundo resultado parece mucho maacutes coherente al resto de paraacutemetros corregidos

obtenidos y con el resto de los buques de la base de datos

Con todos los paraacutemetros obtenidos hasta ahora se puede obtener el nuacutemero de Froude como

119865119899 =119907

radic119892 middot 119871119875119875

=12 middot 05144

radic981 middot 63= 029 Eq 40

Como bien indica Joseacute Luis Garciacutea Garceacutes ldquolo normal es elegir un CB adecuado al Fn y

comprobar despueacutes otras caracteriacutesticas del proyecto como estabilidad y capacidad de cargardquo

Por lo tanto tras haber obtenido el nuacutemero de Froude en el apartado anterior se procede a

calcular el coeficiente de bloque del buque base y a continuacioacuten a estimar el coeficiente de

bloque del buque proyecto

El coeficiente de bloque del buque base se calcula de acuerdo con la foacutermula tradicional

119862119861119887 =∆

120588 middot 119871119887 middot 119861119887 middot 119879119887=

1891

1026 middot 4551 middot 135 middot 43= 0696 Eq 41

En cuanto a la estimacioacuten del coeficiente de bloque del buque proyecto se estima de acuerdo

con la foacutermula de Alexander (ver Eq 42)

119862119861 = 119870 minus119907 middot 05

radic328 middot 119871119875119875

Eq 42

Despejando

119870 = 119862119861 +119907 middot 05

radic328 middot 119871119875119875

= 119862119861 +12 middot 05

radic328 middot 4541 Eq 43

De este modo el coeficiente de bloque de proyecto es

119862119861 = 1149 minus12 middot 05

radic328 middot 463= 0662 Eq 44

Como es loacutegico al ser la velocidad de proyecto ligeramente superior (1 nudo) a la velocidad del

buque base el coeficiente de bloque obtenido es menor

Conocido el coeficiente de bloque el caacutelculo del calado es inmediato

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

28

1198790 =∆

120588 middot 1198710 middot 1198610 middot 1198621198610=

199009

1026 middot 463 middot 1375 middot 0662= 462 Eq 45

Por uacuteltimo resta obtener el paraacutemetro correspondiente a la eslora total Para ello simplemente

mantendremos la relacioacuten que presentaba dicho valor con la eslora entre perpendiculares que

se obtuvo de las regresiones lineales (ver Tabla 1-7) Esta relacioacuten era de

119871119874119860

119871119875119875=

5115

4730= 1082 Eq 46

De este modo

1198711198741198600 = 1082 middot 1198711198751198750 = 1082 middot 4730 = 5006 119898 Eq 47

Resumiendo las dimensiones y caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial que se tomaraacute

como punto de partida de la generacioacuten del resto son

Tabla 1-9 Caracteriacutesticas principales de la alternativa inicial

Paraacutemetro Valor

LOA0 (m) 5006

Lpp0 (m) 4629

B0 (m) 1373

D0 (m) 559

T0 (m) 462

Fn 029

CB0 066

P0 (kW) 274286

Peso en rosca total (t) 119009

Peso muerto (t) 80000

Desplazamiento (t) 199009

142 Generacioacuten de alternativas

A modo de segunda comprobacioacuten se generaron una serie de alternativas complementarias a

la inicial La variacioacuten entre sus dimensiones es pequentildea ya que ha de asegurarse en todo

momento que el buque sea capaz de realizar todas las operaciones para las que va a ser

proyectado

Por lo tanto se generaron 10 esloras distintas para 10 mangas diferentes lo que hace un total

de 100 alternativas Las variaciones en ambos casos no superan la deacutecima para asegurar lo

mencionado en el paacuterrafo superior

El resto de los paraacutemetros se calcularaacuten en base a los dos primeros del mismo modo como se

hizo en el apartado 141

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

29

Es necesario comentar que en el caso del puntal se decidioacute no incluir su valor en el conjunto

de las iteraciones sino que se fijoacute el mismo en 55 metros

Una vez generadas todas las alternativas se excluyeron del conjunto de las posibles opciones

aquellas que contaban con relaciones adimensionales invaacutelidas es decir fuera de los rangos

establecidos en la base de datos Estos rangos adimensionales pueden consultarse en la Tabla

1-6

Las alternativas que siacute cumpliacutean con todas las relaciones adimensionales pueden consultarse

en el 0

15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas

Como se mencionoacute al principio del presente capiacutetulo la manera de determinar la mejor

alternativa fue a traveacutes de una evaluacioacuten teacutecnico-econoacutemica de las mismas Como el presente

informe trata del proyecto de un determinado buque se daraacute maacutes peso al criterio econoacutemico ya

que suele ser el que prima para los proyectistas

Por lo tanto dada la caracteriacutestica del presente documento y a la etapa del proyecto del buque

que concierne solo se tendraacuten en cuenta los costes relacionados a la construccioacuten del mismo

de cara a la evaluacioacuten econoacutemica Seguacuten [1] el coste de construccioacuten del buque (que suele

calcularse por el astillero) se divide de la siguiente manera

119862119862 = 119862119898119892 + 119862119864119902 + 119862119872119900 + 119862119881119886 Eq 48

Como es loacutegico el caacutelculo de las distintas partidas estaacute basado en el peso en rosca del buque

y en la potencia instalada en el mismo

bull Coste de los materiales a granel (CMg)

El material a granel estaacute formado tanto por el acero como por las chapas y perfiles que

conforman la estructura del buque Seguacuten [Alvarintildeo Azpiacuteroz y Meizoso 2007] ldquose consideraraacute

que solamente estaacuten incluidos en este apartado el coste del acero del casco y de las

superestructuras y el equipo metaacutelico del cascordquo lo que implica que el resto del material a granel

se incorporaraacute al sistema del buque al que pertenezca

En definitiva el coste de los materiales a granel puede calcularse como

119862119898119892 = 119888119898119892 middot 119882119878119879 = 119888119888119904 middot 119888119886119904 middot 119888119890119898 middot 119901119904 middot 119882119878119879 Eq 49

Siendo

Tabla 1-10 Coeficientes asociados al coste de material a granel

Paraacutemetro Valores Valor seleccionado

Ccs (Coste chapas y perfiles) 105 a 110 108

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

30

Cas (Coeficiente aprovechamiento de acero) 108 a 115 112

Cem (Coste incremento por equipo metaacutelico 103 a 110 107

Ps (Precio unitario acero) (eurot) - 800

En el caso del precio unitario del acero 119875119904 se tomaraacute un valor medio estimado ya que en este

apartado no es importante el valor obtenido sino la mayor o menor relacioacuten que presenten las

distintas alternativas entre siacute Se decide tomar 800 eurot

bull Coste de los equipos (CEq)

Dentro del coste de los equipos existe un nuacutemero elevado de partidas que pueden estudiarse

pero como en este apartado no es importante el coste en siacute sino la influencia de las formas y

dimensiones del buque sobre su precio de construccioacuten simplemente se tomaron aquellas

partidas que dependiacutean de tales valores Estas partidas son el coste del equipo propulsor (CEp)

y el coste del equipo restante instalado (CEr)

El primero se calcula como

119862119864119902 = 119888119890119902 middot 119875119861 Eq 50

Donde el coeficiente cep puede tomar valores de 300 eurokW a 360 eurokW o de 240 eurokW a 300

eurokW dependiendo de si los motores instalados son de 2 o de 4 tiempos respectivamente Se

toma un valor aproximado de 300 eurokW

El coste del equipo restante instalado se calcula del siguiente modo

119862119864119903 = 119888119890119901 middot 119901119904 middot (119882119876 + 119882119874119860) Eq 51

Donde cpe representa el coeficiente de comparacioacuten del coste de equipo restante y puede

tomar un valor comprendido entre 125 y 135 Se toma un valor de 13

bull Coste de la mano de obra (CMo)

Se calcula como la suma de los costes de montaje del material a granel (CmM) maacutes el coste

del montaje de los equipos (CmE)

119862119872119900 = 119862119898119872 + 119862119898119864 = 119888ℎ119898 middot 119888119904ℎ middot 119882119878119879 Eq 52

Siendo csh el coeficiente de horas por unidad de peso (aproximadamente 60ht) y chm el coste

medio por hora de la mano de obra (aproximadamente 55 euroh)

bull Otros costes aplicados (CVa)

Esta partida se estima sobre el total de los costes de construccioacuten exactamente supone entre

un 5 y 10 Por lo tanto se tomar un valor de 75 de los costes de construccioacuten

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

31

Como se mencionoacute previamente estos caacutelculos tienen una validez meramente comparativa y

en ninguacuten caso cuantitativa

Finalmente se antildeadieron todos estos criterios econoacutemicos a la hoja de caacutelculo de las

alternativas preseleccionadas (aquellas que cumpliacutean con las relaciones adimensionales) para

determinar cuaacutel de las mismas presentaba un coste de construccioacuten menor

151 Alternativa final seleccionada

La alternativa finalmente seleccionada presenta los siguientes paraacutemetros y dimensiones

Tabla 1-11 Paraacutemetros de la alternativa final seleccionada

Paraacutemetro Valor

Alternativa 22

L (m) 5024

Lpp (m) 4645

B (m) 1375

D (m) 550

T (m) 451

FB (m) 099

CB 066

P (kW) 276328

WR (t) 115556

Desplazamiento (t) 195556

LppmiddotBmiddotD 351375

LppB 338

LOAB 365

Fn 029

TD 082

LppD 845

BT 305

BD 250

16 Coeficientes de la carena

Una vez se han determinado las dimensiones principales de la alternativa seleccionada ya se

pueden calcular los coeficientes de la carena principales como son

bull Coeficiente de bloque

bull Coeficiente de la maestra

bull Coeficiente prismaacutetico

bull Coeficiente de la flotacioacuten

bull Posicioacuten longitudinal del centro de carena

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

32

161 Coeficiente de bloque

Se antildeade tal coeficiente simplemente a modo de recopilacioacuten pues ya fue calculado en el

apartado anterior Su valor es de

119862119861 = 0662

162 Coeficiente de la maestra

Para estimar el coeficiente de la maestra se recurre de nuevo a la referencia [1]

En la misma se muestran una serie de foacutermulas para el caacutelculo del coeficiente de la seccioacuten

media o maestra de las cuales solamente pueden emplearse dos ya que una de ellas queda

descartada por ser vaacutelida para RoRorsquos y portacontenedores y la otra por ser aplicable solamente

a remolcadores

La primera de las dos vaacutelidas es la foacutermula de Kerlen

119862119872 = 1006 minus 00056 middot 119862119861minus356 = 1006 minus 00056 middot 00662minus356 = 0982 Eq 53

La segunda es proporcionada por el canal de experiencias hidrodinaacutemicas de Hamburgo

(HSVA)

119862119872 =1

1 + (1 minus 119862119861)35=

1

1 + (1 minus 0662)35= 0978 Eq 54

Como no hay ninguna referencia acerca de la precisioacuten de ambos meacutetodos se decide tomar el

valor medio obtenido de ambos meacutetodos y por lo tanto estimar que el coeficiente de la maestra

de la alternativa final es de

119862119872 = 0980

163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal

Una vez definidos los coeficientes CB y CM la obtencioacuten del coeficiente prismaacutetico longitudinal

o CP es inmediata

La relacioacuten que guardan estos tres coeficientes es la siguiente

119862119875 =119862119861

119862119872=

0662

0980= 0676 Eq 55

164 Coeficiente de la flotacioacuten

Del mismo modo que el coeficiente prismaacutetico longitudinal el coeficiente de la flotacioacuten estaacute en

gran medida condicionado por los coeficientes de bloque y de la maestra

Este nuevo coeficiente tiene una notable influencia sobre la estabilidad inicial y sobre la

resistencia hidrodinaacutemica de las embarcaciones (mayor coeficiente supone mayor resistencia

y mayor estabilidad)

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

33

Como suele ser habitual existen diversas formas para estimarlo En este caso se recurriraacute a la

foacutermula aplicable a remolcadores de la referencia [1]

La foacutermula es la siguiente

119862119882119875 = 045 middot 119862119861 + 056 = 045 middot 0662 + 056 = 0858 Eq 56

165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena

A pesar de no ser un coeficiente en siacute es un paraacutemetro muy representativo de la carena y por

ello se decide incluir en el presente apartado

Para su estimacioacuten se recurre a la foacutermula teoacuterica de L Troost descrita en [1]

1198831198610 (119871119875119875) = 175 middot 119862119882119875 minus 125 = 175 middot 0858 minus 125 = minus067 Eq 57

El valor obtenido es un porcentaje de la eslora entre perpendiculares desde la seccioacuten media

tomando valores positivos hacia proa y negativos hacia popa

166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico

Del mismo modo que la posicioacuten longitudinal del centro de carena la longitud del cuerpo

ciliacutendrico no es un coeficiente de la carena como tal Se decide incluir en la obtencioacuten de los

coeficientes de la misma de cara a facilitar el proceso de generacioacuten de formas que se

desarrollaraacute en el capiacutetulo posterior

Para la obtencioacuten de este paraacutemetro se recurre nuevamente a la referencia [1]

119871119861 (119871119875119875) = minus658 + 1607 middot 119862119861 minus 914 middot 1198621198612 = minus658 + 1607 middot 0662 minus 914 middot 06622

= 535

Eq 58

167 Coeficientes estimados

En definitiva los coeficientes de la carena obtenidos para la alternativa final son

Tabla 1-12 Coeficientes de carena de la alternativa final seleccionada

Paraacutemetro Valor

Coeficiente de bloque 066

Coeficiente de la maestra 098

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068

Coeficiente de la flotacioacuten 086

Pos Longitudinal centro de carena (Lpp) -067

Long Cuerpo ciliacutendrico (Lpp) 535

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

34

17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada

En base a todo lo estudiado anteriormente con la alternativa final seleccionada y sus

coeficientes ya se estaacute en disposicioacuten de evaluar la viabilidad teacutecnica de tal alternativa

La evaluacioacuten teacutecnica pasa por realizar una serie de comprobaciones que determinen si aparte

de cumplir las especificaciones de proyecto la alternativa final cumple con unos criterios

miacutenimos de seguridad

Los aspectos que se evaluaraacuten son los siguientes

bull Aacuterea de cubierta

bull Francobordo

bull Estabilidad inicial

171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta

Por las propias caracteriacutesticas de la misioacuten de este tipo de buques se requiere un amplio

espacio en cubierta

Con todos los paraacutemetros y dimensiones calculados en los apartados anteriores ya es posible

estimar (de manera muy aproximada) cuaacutel seriacutea el aacuterea en cubierta del buque proyecto

Basaacutendonos en las especificaciones del buque base el cual cuenta con un aacuterea en cubierta de

aproximadamente 200 m2 se extrapolaraacute tal valor en base a las dimensiones de ambos buques

En el buque base la cubierta de trabajo tiene una eslora aproximada del 40 de la eslora total

del buque y una manga proacutexima al 80 de la manga del mismo De esta forma se puede estimar

que

Tabla 1-13 Evaluacioacuten teacutecnica del aacuterea de cubierta

Buque base Buque proyecto

40middotLOAb (m) 200 40middotLOAp (m) 201

80middotBb (m) 108 80middotBp (m) 110

Aacuterea cubierta (m2) 2160 Aacuterea cubierta (m2) 2211

Como se puede observar el aacuterea disponible en cubierta resulta maacutes que suficiente pare realizar

correctamente las operaciones para las que el buque estaacute destinado4

4 El valor obtenido es superior al espacio del que realmente dispondraacute el buque ya que al mismo hay que

restarle el espacio ocupado por las gruacuteas molinillos locales etc Por tratarse de un valor estimativo se

omite este aspecto

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

35

172 Evaluacioacuten del francobordo

A pesar de que hemos obtenido un valor preliminar para el francobordo disponible por el buque

es necesario aplicar el conocido Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga para determinar la

validez del valor obtenido

En el documento se establece el proceso a seguir que consiste simplemente en determinar en

primer lugar el tipo de buque la eslora que se toma para el anaacutelisis y el coeficiente de bloque

a tener en consideracioacuten Posteriormente se realizan una serie de correcciones hasta

determinar en uacuteltima instancia un puntal miacutenimo a satisfacer

Por lo tanto se determina en primer lugar el tipo de buque Como no se ha proyectado

uacutenicamente para el transporte de cargas liacutequidas a granel se clasifica como buque de tipo B

En cuanto a la eslora seguacuten la referencia anterior ha de tomarse ldquoigual al 96 de la eslora

total de una flotacioacuten situada a una distancia por encima de la quilla igual al 85 del puntal

miacutenimo de trazado medido desde el canto alto de la quilla o a la distancia entre la cara de proa

de la roda y el eje de la mecha del timoacuten en esta flotacioacuten si esta uacuteltima es mayorrdquo Como en

esta etapa del proyecto no se tienen datos suficientes para tener en cuenta tales premisas se

opta por tomar una solucioacuten de compromiso y estimar que tal eslora seraacute muy similar a la eslora

entre perpendiculares

Para la eslora tomada se obtiene mediante interpolacioacuten (entrando en las tablas de francobordo

de buques de tipo B) un francobordo tabular de 40056 mm

Tabla 1-14 Estimacioacuten del francobordo tabular

Lpp (m) FB tab (mm)

46 39600

4645 40145

47 40800

El coeficiente de bloque se calcula en funcioacuten del puntal de trazado valor que si se conoce Por

lo tanto

119862119861prime =∆

119871119875119875 middot 119861 middot 085 middot 119863=

195556

4645 middot 1375 middot 085 middot 550= 064 Eq 59

En lo referente a las correcciones han de aplicarse las siguientes

minus Regla 31 Correccioacuten por puntal Como se puede observar a continuacioacuten seguacuten la

norma para buques con esloras inferiores a 120 metros si la fraccioacuten de la eslora entre

15 es superior al puntal no ha de aplicarse correccioacuten alguna En este caso al ser el

resultado (309) menor de los 55 metros del puntal es necesario aplicar la correccioacuten

119871

15=

4645

15= 309 Eq 60

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

36

119877 =119871

048=

4645

048= 9678 Eq 61

El francobordo se aumentaraacute en

1198621 = (119863 minus119871

15) middot 119877 = (55 minus

4645

15) middot 9678 = 23257 Eq 62

minus Regla 31 Correccioacuten por superestructuras Si se interpola para la eslora de 4638

metros se obtiene que la reduccioacuten de francobordo correspondiente es de 57454

miliacutemetros

Como la superestructura supondraacute aproximadamente un 40-45 de la eslora el paraacutemetro

anteriormente obtenido se ha de reducir un 25 Luego el valor final de la reduccioacuten por

superestructura es de

119862119878 = 025 middot 57454 = 14363 119898119898 Eq 63

El resto de las correcciones asiacute como el francobordo definitivo se calcularaacuten maacutes adelante

puesto que en la presente etapa del proyecto no pueden aplicarse por falta de informacioacuten

Por lo tanto el francobordo total bajo estas consideraciones es de

119865119861 = 119865119861119879 + 1198621 minus 119862119878 = 40145 + 23257 minus 14363 = 49038 119898119898 Eq 64

Consecuentemente el puntal miacutenimo obtenido es de

119863119872119868119873 = 119879 + 119865119861 = 451 + 049 = 500 119898 Eq 65

Luego como era de esperar el buque cumple holgadamente con el Convenio Internacional de

Liacuteneas de Carga para el caacutelculo del francobordo al obtenerse un puntal miacutenimo inferior a los

55 metros de puntal calculados en el apartado 151

173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial

Para evaluar que el buque cumple con unos valores miacutenimos de seguridad en cuanto a la

estabilidad se refiere es necesario estudiar de manera preliminar la estabilidad inicial del

buque Este paraacutemetro queda representado por el valor de la altura metaceacutentrica o ldquoGMrdquo

119866119872 = 119870119861 + 119861119872 minus 119870119866 Eq 66

Seguacuten la referencia [16] el valor de GM obtenido ha de ser superior a 015 m para considerar

que el buque cumple con unos criterios miacutenimos de estabilidad

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

37

En primer lugar se calcula el teacutermino KB (posicioacuten vertical del centro de carena) que seguacuten [1]

equivale simplemente a

119870119861 = (0858 minus 037 middot119862119861

119862119865) middot 119879 = (0858 minus 037 middot

0662

0858 ) middot 451 = 243 119898 Eq 67

A continuacioacuten se calcula el radio metaceacutentrico o BM de la siguiente manera

119861119872 =119870 middot 1198612

119879 middot 119862119861 Eq 68

Donde el paraacutemetro K se calcula como

119870 = 0113 middot 119862119865 minus 00306 = 0113 middot 0858 minus 00306 = 0066 Eq 69

Y por tanto

119861119872 =119870 middot 1198612

119879 middot 119862119861=

0066 middot 13752

451 middot 0662= 420 119898 Eq 70

Por uacuteltimo se calcula la posicioacuten vertical del centro de gravedad o KG

Seguacuten la circular 279 ldquoEstabilidad de remolcadores de la Inspeccioacuten General de Buques y

Construccioacuten Navalrdquo se establece que como estimacioacuten miacutenima preliminar ha de tener un

valor igual al 76 del puntal del buque En este caso en vez de simplemente optar por tomar

dicho valor se calcula de acuerdo a la formulacioacuten mostrada en la referencia [1]

119870119866119882119878119879 = (48 + 015 middot (085 minus 119862119861119863) middot119871119875119875

2

1198632 ) middot119863119860

119863 Eq 71

Donde

119862119861119863 = 119862119861 + 035 middot119863 minus 119879

119879middot (1 minus 119862119861) = 0662 + 035 middot

550 minus 451

451middot (1 minus 0662)

= 0689

Eq 72

119863119860 = 119863 middot (1 minus 0004 minus 0016) = 55 middot (1 minus 0004 minus 0016) = 539 Eq 73

De modo que

119870119866119882119878119879 = (48 + 015 middot (085 minus 0689) middot46452

552 ) middot539

55= 49 Eq 74

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

38

Es decir la coordenada vertical del centro de gravedad del peso de la estructura de acero se

encuentra aproximadamente a la mitad del puntal concretamente a 27 metros

La coordenada vertical del centro de gravedad del equipo y habilitacioacuten se estima directamente

a partir del puntal como

119870119866119882119874119860 = 119863 + 125 = 55 + 125 = 675 119898 Eq 75

En cambio la coordenada vertical del centro de gravedad de la maquinaria se calcula en funcioacuten

del puntal y del calado como sigue

119870119866119882119876 = 017 middot 119879 + 036 middot 119863 = 017 middot 451 + 036 middot 55 = 275 119898 Eq 76

Conocidas todas las coordenadas verticales de las distintas partidas que conforman el peso en

rosca del buque simplemente resta conocer la coordenada vertical del peso muerto para hallar

el centro de gravedad del buque

El peso muerto estaacute compuesto principalmente por los consumibles del buque y por la carga

que el buque transporta Debido a las peculiares caracteriacutesticas de estos buques la carga suele

transportarse en cubierta al menos un 65 de la misma y el resto repartido en distintas

bodegas o tanques situados sobre el doble fondo Para estimar la coordenada vertical de este

conjunto de cargas nos limitaremos a suponer que la carga sobre cubierta este

aproximadamente a 15 metros sobre la misma y que la carga sobre el doble fondo (el 35

restante) a 18 metros de este

Por tanto

119870119866119875119872 =(065 middot 119875119872 middot (119863 + 15)) + (035 middot 119875119872 middot 18)

119875119872

=(065 middot 800 middot (55 + 15)) + (035 middot 800 middot 18)

800= 518 119898

Eq 77

Finalmente la coordenada vertical del centro de gravedad se obtiene como

119870119866 =(119870119866119882119878119879 middot 119882119878119879 + 119870119866119882119874119860 middot 119882119874119860 + 119870119866119882119876 middot 119882119876 + 119870119866119875119872 middot 119875119872)

119882119878119879 + 119882119874119860 + 119882119876 + 119875119872

=(065 middot 800 middot (55 + 15)) + (035 middot 800 middot 18)

800= 518 119898

Eq 78

Conocidos todos los valores de la ecuacioacuten inicial (ver Eq 66) ya podemos calcular la

estabilidad inicial

119866119872 = 119870119861 + 119861119872 minus 119870119866 = 244 + 420 minus 438 = 226 119898 Eq 79

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

39

Efectivamente el valor de GM obtenido supera con creces el liacutemite miacutenimo de 015 metros

18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque

En uacuteltimo lugar y como punto final al capiacutetulo de dimensionamiento se recoge en una serie de

tablas todos los paraacutemetros que se han ido obteniendo en las distintas subsecciones del

susodicho capiacutetulo

Tabla 1-15 Dimensiones principales

Paraacutemetro Valor

L (m) 5024

Lpp (m) 465

B (m) 1375

D (m) 550

T (m) 451

Tabla 1-16 Relaciones adimensionales

Paraacutemetro Valor

LppmiddotBmiddotD 351375

LppB 338

LOAB 365

Fn 029

TD 082

LppD 845

BT 305

BD 250

Tabla 1-17 Coeficientes de la carena

Paraacutemetro Valor

Coeficiente de bloque 066

Coeficiente de la maestra 098

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068

Coeficiente de la flotacioacuten 086

Pos Longitudinal centro de carena (Lpp) -067

Long Cuerpo ciliacutendrico (Lpp) 535

Tabla 1-18Partidas de pesos

Paraacutemetro Valor

WST (t) 59031

WOA (t) 22555

WQ (t) 11035

Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento

40

WR (t) 115556

PM (t) 80000

Desplazamiento (t) 195556

Tabla 1-19 Otros valores caracteriacutesticos

Paraacutemetro Valor

Aacuterea cubierta (m2) 22110

P (Kw) 276328

Fn 029

TPF (t) 40

Disentildeo de formas

41

Disentildeo de formas

1 Introduccioacuten

El buen desarrollo de este capiacutetulo es vital para obtener unos buenos resultados de cara al

proyecto del buque ya que condiciona directamente el resto de los paraacutemetros obtenidos

Tambieacuten definiraacute tanto las capacidades como la disposicioacuten general del mismo

El disentildeo de formas se llevaraacute a cabo tratando de encontrar una solucioacuten de compromiso entre

la que mejor comportamiento hidrodinaacutemico ofrezca (resistencia al avance comportamiento en

la mar etc) y la que mejor comportamiento de cara a la operatividad (estabilidad

maniobrabilidad etc) ofrezca

A pesar de las numerosas referencias que existen sobre tal aspecto se ha decidido utilizar dos

que son frecuentemente empleadas dadas su sencillez y claridad como son la ya conocida

referencia [1] y el libro de Antonio Baquero relativo al caacutelculo de la resistencia al avance del

buque [4]

En cuanto al disentildeo en siacute mismo de las formas existen diversos meacutetodos

minus Derivacioacuten de formas a partir del buque base (supuesto un buen comportamiento

hidrodinaacutemico)

minus Generacioacuten de formas en softwares del tipo CAD

minus Disentildeo a partir de series sistemaacuteticas

En el presente documento el meacutetodo a seguir seraacute el primero de los anteriormente mostrados

ya que se dispone de diversos planos de buques de similares caracteriacutesticas El objetivo es

ldquolevantarrdquo las formas de todos estos buques y combinarlas de modo tal que se mantenga de

cada uno de ellos su caracteriacutestica maacutes notable El objetivo final es por lo tanto modificar las

formas y coeficientes del modelo obtenido para conseguir que se adecuen de la mejor manera

posible a las del buque base y a los coeficientes del buque proyecto obtenidos en el capiacutetulo

anterior Las modificaciones consistiraacuten en transformaciones afines y modificaciones de los

coeficientes de carena

Sin embargo se han de tener en cuenta una serie de aspectos previos que marcaraacuten el disentildeo

de las formas antes de proceder al proceso de generacioacuten de las mismas

2 Aspectos Previos

Debido a las propias caracteriacutesticas de operatividad a las que se veraacute sometido el buque

principalmente bajo condiciones de mar moderadas o severas la optimizacioacuten de las formas de

cara a minimizar la peacuterdida de velocidad en olas es muy importante Por lo tanto el objetivo

principal es dotar a la embarcacioacuten de una buena estabilidad en olas dejando en segundo lugar

aunque no menospreciando su capacidad de respuesta en tales condiciones y su resistencia

al avance en aguas tranquilas

Disentildeo de formas

42

21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten

Los aspectos que maacutes determinan el buen comportamiento hidrodinaacutemico desde el punto de

vista de la flotacioacuten son el aacutengulo de salida y el aacutengulo de entrada En lo que respecta al

primero el de popa ha de ser inferior o ligeramente superior a 20ordm y la liacutenea de agua

correspondiente ha de tener una ligera convexidad Estas dos caracteriacutesticas son propias de

los buques con formas finas y el buque proyecto del presente informe no estaacute caracterizado

por tal aspecto ya que ha de contar con formas relativamente ldquollenasrdquo para garantizar una

adecuada estabilidad La solucioacuten maacutes comuacutenmente tomada es la de disponer una popa en

espejo ya que permite conceder a la flotacioacuten el aacutengulo de salida adecuado respecto al veacutertice

entre popa y costado sin aumentar exageradamente la presioacuten de origen viscoso Mediante

esta solucioacuten se produce un brusco desprendimiento de flujo pero que queda concentrado en

la popa del buque Sin embargo esta solucioacuten no se puede adoptar en el caso del presente

informe y es que este tipo de buques presenta una popa caracteriacutestica de cara a poder realizar

las operaciones de remolque y fondeo

Ilustracioacuten 7 Disposicioacuten tiacutepica de la popa de un buque AHTS Fuente wwwsectormaritimoes

Por lo tanto la solucioacuten pasa por disponer de longitudinales rectos y con una pendiente

suficiente para evitar pantocazos en la zona de salida de flujo de popa y para evitar generar

formas con convexidades acusadas en dicha zona

Es praacutectica habitual disponer ademaacutes de un quillote central en popa para diferenciar claramente

los flujos que le llegan a cada uno de los propulsores y para conferir a la nave una mejor

estabilidad de ruta y de rumbo al amortiguar en gran medida el movimiento de balance

En lo referente al cuerpo de entrada el principal factor limitante es la resistencia por formacioacuten

de olas En buques lentos categoriacutea en la que podriacutea incluirse nuestro buque esta componente

no es tan importante como otras por lo que en principio seraacute suficiente dotarlo de una proa

sencilla con una liacutenea de flotacioacuten recta Si embargo el principal problema que puede aparecer

en buques lentos con proas rectas es el fenoacutemeno de la ola rompiente que incrementa en gran

medida la resistencia de presioacuten de origen viscoso Para paliar en la medida de lo posible tal

Disentildeo de formas

43

efecto se puede combinar la disposicioacuten de un bulbo no muy pronunciado y elevado con un

aacutengulo de entrada en la flotacioacuten inferior a 30ordm

Seguacuten [Larsson y Raven2010] (ver [11]) el aacutengulo de entrada en la flotacioacuten ha de reducirse

hasta conseguir un cuerpo de entrada fino y alargado para desplazar el centro de flotacioacuten

hacia popa y conseguir disminuir los coeficientes de bloque y prismaacutetico En la siguiente

ilustracioacuten se muestra un ejemplo del aacuterea en la flotacioacuten de un buque tiacutepico de bajas

velocidades

Ilustracioacuten 8 Aacuterea en la flotacioacuten a bajo nuacutemero de Froude Fuente [Larsson amp Raven 2010]

21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada

Las cuadernas han de ser las maacutes adecuadas para una embarcacioacuten como eacutesta con un nuacutemero

de Froude menor de 06 y con un casco proyectado para navegar bajo reacutegimen de

desplazamiento ademaacutes la embarcacioacuten ha de ser estable y debe ofrecer una buena

navegabilidad en condiciones de mar desfavorables

Distinguiremos entre cuadernas de popa y cuadernas de proa siendo las primeras las

comprendidas entre la perpendicular de popa y la cuaderna maestra y las segundas las

comprendidas entre la cuaderna maestra y la perpendicular de proa

Actualmente los tipos de cuaderna en ldquoUrdquo y en ldquoVrdquo (nombrados asiacute por el cierto parecido de

estas letras a las formas de las cuadernas que llevan su nombre) son los de uso maacutes extendido

en el disentildeo de cualquier embarcacioacuten

En la zona de popa las cuadernas en U pueden provocar la aparicioacuten de torbellinos (llamados

ldquotorbellinos de pantoquerdquo) y por lo tanto una disminucioacuten de la presioacuten y un aumento de la

resistencia Este fenoacutemeno se puede evitar con la disposicioacuten de cuadernas en V las cuales

no forman tales torbellinos al generar una salida de flujo de costado mucho maacutes uniforme y que

no interfiere con la salida del flujo del fondo

Disentildeo de formas

44

Ilustracioacuten 9 Representacioacuten de cuadernas en ldquoVrdquo [Baquero 2014]

Sin embargo el disponer de cuadernas en V en popa tiene un grave inconveniente y es la

formacioacuten de una estela muy poco uniforme y por ende la llegada de un flujo irregular al disco

de la heacutelice El problema reside en que dicho flujo heterogeacuteneo generaraacute numerosas

vibraciones y tambieacuten problemas de cavitacioacuten

En definitiva en el cuerpo de popa optaremos por la solucioacuten de compromiso maacutes generalizada

actualmente que consiste en disponer cuadernas mixtas U-V formadas por cuadernas en U

en la parte baja de la misma y cuadernas en V en la parte alta evitando asiacute los problemas

anteriormente mencionados de cada tipo de cuaderna

En cuanto al cuerpo de proa la eleccioacuten de un tipo u otro de cuaderna estaacute directamente

relacionada con la velocidad de la embarcacioacuten Ante velocidades bajas (nuacutemeros de Froude

pequentildeos) la configuracioacuten maacutes extendida son las cuadernas en U ya que en esta situacioacuten

apenas se da el fenoacutemeno de ldquoslammingrdquo 1 principal problema de tales cuadernas en proa al

tener la parte baja plana

Nuestra embarcacioacuten estaacute proyectada para navegar a una velocidad medio-baja (en torno a los

10-11 nudos) y por lo tanto seraacute maacutes conveniente disponer de cuadernas en V que al ser maacutes

afiladas y menos ldquollenasrdquo en su parte baja permiten un paso mucho maacutes suave del barco sobre

las olas es decir al caer el buque sobre la superficie del agua debido a los movimientos de

eacuteste la proa cortaraacute a la ola evitando asiacute los temidos y tiacutepicos golpes de slamming Se les

dotaraacute tambieacuten a las cuadernas de proa de una ligera concavidad que haraacute que aumente la

manga mojada y por lo tanto que mejore la estabilidad transversal

22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada

El disentildeo de la seccioacuten longitudinal ha de hacerse atendiendo fundamentalmente a dos criterios

el nuacutemero de Froude y la fuerza o empuje hidrodinaacutemico al que se veraacute sometido la

embarcacioacuten

Disentildeo de formas

45

Al navegar entre un nuacutemero de Froude cercano a 03 las fuerzas hidrodinaacutemicas actuacutean en

direccioacuten vertical descendente y no aparece el fenoacutemeno de planeo La embarcacioacuten desplaza

un volumen de agua constante durante su navegacioacuten

De este modo descartamos disentildear la embarcacioacuten o bien con un fondo convexo o bien con

un fondo coacutencavo El primero porque es el maacutes indicado para las embarcaciones de planeo

(nuacutemeros de Froude superiores a 1) ya que hace que el centro de presiones se desplace hacia

proa y que se levante la misma a medida que aumentamos la velocidad y el segundo el fondo

coacutencavo tampoco es indicado porque en este caso el centro de presiones se ve desplazado

hacia la popa haciendo que en este caso la proa trime de manera gradual a medida que

aumenta la velocidad

Ilustracioacuten 10 Distribucioacuten de Presiones en Fondos Planos [Campana 2010]

En ambos casos que el centro de presiones y por tanto la distribucioacuten de las mismas no quede

en torno a la seccioacuten media origina los siempre incoacutemodos movimientos de cabeceo o

ldquoporpoisingrdquo que pueden provocar mareos a la gente embarcada

Por lo tanto concluimos que el fondo maacutes indicado para esta embarcacioacuten es el fondo recto

que hace que el centro de presiones quede siempre en torno a la seccioacuten media para cualquier

velocidad Para mejorar la navegabilidad a la velocidad maacutexima (unos 11 nudos) se dotaraacute a la

parte maacutes a popa del fondo de una ligera concavidad y de formas llenas que doten de volumen

a esta zona y hagan que trime al barco por proa facilitando el corte de las olas por la misma

23 Disposicioacuten de los propulsores

La disposicioacuten de los propulsores independientemente del tipo seraacute a popa del buque y por

tanto se produciraacute una peacuterdida de volumen en tal zona necesaria para permitir su alojamiento

Las formas han de moldearse de tal manera que los propulsores (en este caso se estima que

sean azimutales con tobera) se encuentren lo maacutes sumergidos posible de cara a ubicarlos en

las zonas de flujo maacutes uniforme y evitar su posible emersioacuten

Dentro de la popa la posicioacuten final de los propulsores quedaraacute determinada por el perfil

operacional del buque que a grandes rasgos queda delimitado por dos operaciones

esenciales navegacioacuten y en operacioacuten (con DP)

La condicioacuten de navegacioacuten determinaraacute la potencia necesaria a instalar en los propulsores de

popa y permitiraacute por tanto su dimensionamiento La navegacioacuten estaacute directamente relacionada

con la resistencia al avance que ofrece el buque y que depende a su vez de las formas Por lo

Disentildeo de formas

46

tanto seraacute necesario estimar la resistencia al avance ofrecida por el buque a su velocidad

maacutexima de 12 nudos

Por otro lado la condicioacuten de posicionamiento dinaacutemico es maacutes determinante en cuanto a la

disposicioacuten como tal de propulsores La capacidad de posicionamiento dinaacutemico de una

embarcacioacuten no depende exclusivamente de la potencia y nuacutemero de sus propulsores sino que

depende en gran medida de su ubicacioacuten

El buen funcionamiento del posicionamiento dinaacutemico depende en gran medida de dos

aspectos El primero es que permitan direccionar o ldquovectorizarrdquo el empuje de los propulsores

mediante la rotacioacuten de los mismos (o el empleo de elementos auxiliares) para contrarrestar los

efectos medioambientales que intenten sacar al buque de su posicioacuten de equilibrio Por lo tanto

en ese sentido los propulsores azimutales adquieren gran protagonismo ya que son capaces

de rotar 360ordm sobre su eje vertical De cara a la optimizacioacuten del posicionamiento dinaacutemico

conviene situarlos lo maacutes lejos de crujiacutea posible para aumentar su brazo de par y el momento

(empuje) que generan

En segundo lugar seraacute necesario contar en proa con una potencia comparable a la de popa

para que se puedan compensar en los momentos de mayor demanda (mares de traveacutes

remolque etc) La potencia en proa se conseguiraacute mediante el empleo de propulsores

transversales

24 Comportamiento en la mar

A lo largo de este proyecto se ha repetido en varias ocasiones la importancia que cobra la

operatividad en este tipo de buques

Tanto es asiacute que muchos de los buques similares al de proyecto cuentan incluso con la

novedosa proa invertida o ldquoXbowrdquo desarrollada por la empresa noruega Ulstein

Ilustracioacuten 11 Concepto de proa invertida o Xbow Fuente Ulstein

Disentildeo de formas

47

Sin embargo el desarrollo y concepcioacuten de este disentildeo requiere de numerosos recursos y de

una complejidad teacutecnica que supera lo esperado en el presente informe

Para mejorar el comportamiento en la mar del buque se decide optar por meacutetodos maacutes

tradicionales pero igualmente efectivos como son las quillas de balance y el bulbo de proa

En cuanto a las primeras su funcioacuten principal es la de amortiguar o compensar los movimientos

de balance el buque los maacutes criacuteticos junto a los de cabeceo Las olas que el buque genera con

sus movimientos de balance no son de gran magnitud por lo tanto los efectos viscosos cobran

gran importancia La disposicioacuten de las quillas de balance seraacute en los pantoques (con los que

formaraacute un aacutengulo de 90ordm) siguiendo en la medida de lo posible las liacuteneas de corriente Su

ubicacioacuten seraacute a lo largo del cuerpo ciliacutendrico donde el flujo es maacutes uniforme y el efecto de las

quillas es maacuteximo

Aunque suponen un aumento considerable de superficie mojada su aumento de energiacutea

disipada por formacioacuten de torbellinos y por lo tanto su efecto en los movimientos de balance

justifica sobradamente su instalacioacuten

En lo referente al bulbo de proa la praacutectica habitual consiste en disponer de un bulbo

ldquosemisumergidordquo es decir que la parte alta del mismo sobresale por encima de la flotacioacuten

En la siguiente ilustracioacuten del buque base puede comprobarse como efectivamente la liacutenea de

flotacioacuten corta al bulbo a aproximadamente frac34 de su altura

Ilustracioacuten 12 Bulbo semisumergido Fuente Gelibolu Shipyard

Mediante el empleo de este tipo de bulbo se consiguen dos efectos positivos de cara al

comportamiento en la mar de la embarcacioacuten El primero de ellos es ldquocortarrdquo las olas rompientes

de proa y disminuir la resistencia al avance ya que como puede apreciarse en la ilustracioacuten

superior en aacutengulo de entrada en la flotacioacuten del bulbo es muy pequentildeo En definitiva se trata

de simular el efecto de ldquoWave Piercingrdquo que se consigue en los patines de los catamaranes

raacutepidos En segundo lugar y con la misma finalidad se consigue retrasar el seno de la ola

rompiente y tratar de ajustarlo con el valle generado por el buque con el objetivo final de

ldquoanularrdquo el efecto de la ola rompiente en proa

Disentildeo de formas

48

25 Estabilidad

Las formas finalmente seleccionadas son determinantes de cara a la estabilidad de la nave ya

que establecen el aacuterea en la flotacioacuten de la misma y consecuentemente los coeficientes de la

carena

Debido a la disposicioacuten de equipos muy pesados en cubierta como la gruacutea molinetes etc los

momentos escorantes que se producen en buques de este tipo son elevados al elevarse el

centro de gravedad notablemente

26 Resistencia al avance

Como en la mayoriacutea de los buques que se proyectan el objetivo primordial es que la resistencia

al avance que ofrece el buque sea miacutenima La resistencia al avance influye de manera directa

en la potencia a instalar de los propulsores y por ende en el consumo de combustible y en la

autonomiacutea del buque

Debido a la necesaria inclusioacuten de elementos auxiliares a la carena del buque como son el

quillote central las quillas de balance los tuacuteneles para los propulsores transversales etc la

resistencia al avance se ve incrementada Sin embargo su disposicioacuten puede ser optimizada

mediante numerosos meacutetodos para que tal incremento sea miacutenimo

Como la embarcacioacuten tiene un nuacutemero de Froude de 029 (muy proacuteximo a 03) navegaraacute bajo

reacutegimen de desplazamiento y por lo tanto para optimizar las formas y ofrecer la menor

resistencia al avance posible habraacute que tener en cuenta que la componente de la resistencia

predominante seraacute la viscosa

27 Astilla muerta

El aacutengulo de astilla muerta definido por la Real Academia de Ingenieriacutea (2012) como ldquoelevacioacuten

de la cuaderna sobre el plano de quilla medida a mitad de la mangardquo hemos de tenerlo en

cuenta a la hora de determinar un casco oacuteptimo en cuanto a la navegacioacuten tanto en aguas

tranquilas como con mal tiempo ya que es uno de los aspectos que maacutes influyen en el

comportamiento de una embarcacioacuten

Un aacutengulo miacutenimo de astilla muerta es decir una placa plana implicariacutea que la embarcacioacuten

fuera muy sensible a las aceleraciones verticales y tuviera una maniobrabilidad muy limitada en

mares agitados y en el otro extremo un aacutengulo demasiado grande implicariacutea que las fuerzas

de sustentacioacuten verticales no fueran suficientes y que se tuviera que aumentar o bien el trimado

o bien la superficie mojada conllevando ello un aumento considerable de la resistencia al

avance

Una de las ventajas que presenta esta disposicioacuten es la suavidad del impacto del casco con las

olas en comparacioacuten a otra embarcacioacuten que no disponga apenas de astilla muerta Ademaacutes

aumenta la maniobrabilidad de las embarcaciones tanto en aguas tranquilas como en

navegacioacuten con mal tiempo

La astilla muerta reduce la sustentacioacuten vertical debido a que el agua que golpea el fondo del

casco se desprende tambieacuten hacia los laterales formando el tiacutepico spray

Disentildeo de formas

49

Ilustracioacuten 13 Influencia de la Astilla Muerta en la Generacioacuten de Spray y Presiones Ejercidas [Larsson

amp Raven 2010]

Sin embargo el spray que se genera en el fondo y continuacutea por los costados aumenta

gradualmente la resistencia friccional

Por lo tanto teniendo en cuenta todo lo anterior consideramos que lo oacuteptimo para nuestra

embarcacioacuten es dotarla de una astilla muerta gradual la cual aumente a medida que nos

movemos de popa a proa (ldquowarpingrdquo)

De este modo combinando cuadernas mixtas tipo U-V en popa con un cierto aacutengulo

ascendente de astilla muerta conseguiremos que la salida del flujo sea lo maacutes homogeacutenea

posible y que las aceleraciones verticales sean miacutenimas mejorando asiacute el rendimiento

propulsivo la maniobrabilidad y capacidad de navegacioacuten en mal tiempo de la embarcacioacuten

3 Generacioacuten de formas

Como ya se mencionoacute en el primer apartado del presente capiacutetulo los procesos de generacioacuten

de formas son muy variados Por norma general se parte de buques ya construidos y de los

que se conoce su comportamiento hidrodinaacutemico y se modifican sus formas lo menor posible

hasta obtener las dimensiones y coeficientes de carena del buque que se desea obtener

Seguacuten [15] las transformaciones maacutes habituales son las siguientes

minus Transformacioacuten afiacuten este tipo de transformacioacuten modifica las dimensiones principales

de las formas de partida para ajustarlas al buque de proyecto manteniendo inalterados

los coeficientes de carena del buque

minus Modificacioacuten del coeficiente prismaacutetico se modifica el coeficiente prismaacutetico pero se

mantienen constantes las dimensiones principales

minus Modificacioacuten del coeficiente de bloque se realiza manteniendo constante el coeficiente

de la maestra

minus Modificacioacuten del centro de carena se cambia la curva de aacutereas manteniendo constante

el coeficiente de bloque

minus Modificacioacuten de la curva de aacutereas

Disentildeo de formas

50

El primer paso fue el de obtener el modelo en 3D de los buques base para poder proceder a su

posterior combinacioacuten y transformacioacuten

Para ello y con ayuda del programa de disentildeo asistido por ordenador Rhinoceros se parte de

la vista de perfil y transversal de los distintos planos de formas es decir los planos en los que

aparecen las longitudinales y las cuadernas respectivamente

Una vez obtenidos ambos planos se insertan como imagen de fondo en el programa para

despueacutes trazar curvas NURBS5 o curvas racionales sobre cada uno de los longitudinales y

cuadernas tratando de reproducirlos lo mejor posible y hacer que el modelo 3-D se asemeje lo

maacuteximo al original Una vez modeladas las curvas y habiendo comprobado que todas teniacutean

los mismos puntos de control (para evitar la aparicioacuten de ldquobollosrdquo o discontinuidades en el

casco) se desplazan a su posicioacuten longitudinal correspondiente para obtener asiacute el modelo en

3-D

Finalmente con la ayuda de diversos comandos del programa (ldquoSweep2rdquo ldquoSurface Networkrdquo

etc) se generan las distintas superficies que conformaraacuten el casco obteniendo finalmente el

modelo en 3-D En la siguiente ilustracioacuten se muestra un ejemplo del proceso anteriormente

descrito

Ilustracioacuten 14 Obtencioacuten del modelo 3D del buque base Elaboracioacuten propia

Obtenido el modelo 3D el siguiente paso consiste en realizar una transformacioacuten afiacuten para

ajustar las dimensiones del modelo a las del buque proyecto Para ello se recurrioacute a la opcioacuten

ldquoescalar en una dimensioacutenrdquo que tambieacuten ofreciacutea el programa Rhinoceros ya que permite

escalar el modelo en las tres direcciones principales de manera independiente

5 NURBS Non- Uniform Rational B-Splines

Disentildeo de formas

51

Sin embargo adecuar las dimensiones principales no garantiza una escala correcta de los

coeficientes de la carena Por lo tanto el siguiente paso consiste en modificar las formas

levemente hasta alcanzar unos valores que se pueden considerar razonablemente

aproximados a los esperados

Las transformaciones que se llevaron a cabo pueden resumirse del siguiente modo

minus Aumento de la altura vertical de la zona del codaste con el fin de garantizar que el

espacio en popa fuera maacutes que suficiente para alojar los propulsores principales

Ademaacutes el desplazamiento obtenido tras las primeras transformaciones era mayor de

lo esperado y por lo tanto era necesario que se rebajara en la medida de lo posible

minus Reduccioacuten de la envergadura de los ldquoshouldersrdquo de popa y de proa con el objetivo de

conseguir una segunda disminucioacuten del desplazamiento

El ajuste de las formas se realzoacute directamente en el programa Rhinoceros debido a que al

haberse realizado a traveacutes de curvas NURBS su modificacioacuten a traveacutes de los puntos de control

que las componen resulta muy intuitiva y raacutepida

4 Caracteriacutesticas de las formas

Tras los pasos del apartado anterior se obtuvo una carena que cumpliacutea en la medida de lo

posible con los paraacutemetros obtenidos tras la generacioacuten de alternativas Como se podraacute

comprobar a continuacioacuten la precisioacuten obtenida sin ser insuficiente o mala no es tan buena

como cabriacutea esperar pero se considera aceptable y dentro de los maacutergenes para la etapa en

la que se encuentra el proyecto

Una vez alcanzadas unas formas con coeficientes de carena adecuados al proyecto se

procedioacute al alisado de las mismas en Rhinoceros Este proceso es muy importante ya que no

sirve simplemente para mejorar el aspecto visual del modelo (corrigiendo los famosos ldquobollosrdquo

que se generan en las superficies que no comparten la curvatura) si no que presenta una mejora

importante en cuanto al comportamiento hidrodinaacutemico de la carena que define finalmente la

resistencia al avance y por tanto la potencia requerida

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 2-1 Comparativa de los coeficientes de carena estimados y obtenidos

Paraacutemetro Alternativa Modelado Aprox

Desplazamiento (t) 1956 207000 58

T (m) 451 451 003

Lpp (m) 4645 4804 345

B (m) 1375 1375 -001

Coeficiente de bloque 066 068 233

Coeficiente de la maestra 098 099 062

Coeficiente prismaacutetico longitudinal 068 069 192

Coeficiente de la flotacioacuten 086 086 -011

Disentildeo de formas

52

Paraacutemetro Alternativa Modelado Aprox

LppB 338 350 346

BT 305 304 -021

Como se puede comprobar el valor que maacutes se aleja de lo estimado es el correspondiente al

desplazamiento Este hecho se debe a diversos motivos

minus Inclusioacuten del quillote central en el modelo El hecho de antildeadir el quillote a la hora de

realizar las curvas hidrostaacuteticas aumenta el desplazamiento obtenido en unas 20

toneladas sin embargo y de cara a etapas futuras como el caacutelculo de la resistencia al

avance se decide no eliminar para mejorar la precisioacuten de los caacutelculos

minus No inclusioacuten de los propulsores transversales de proa En la etapa presente del

proyecto se desconoce el diaacutemetro con el que han de contar tales propulsores y por

tanto careciacutea de sentido modificar la carena ya que es un proceso lento y complicado

Grosso modo de cara al caacutelculo del desplazamiento pueden considerarse como

tanques ciliacutendricos vaciacuteos Suponiendo que el diaacutemetro de tales propulsores puede ser

de 15 metros el desplazamiento que restariacutean seriacutea de

119863119890119904119905 = 120588 middot 120587 middot 1198772 middot 1198611199011199031199001199011 +middot 120587 middot 1198772 middot 1198611199011199031199001199012

= 1025 middot 120587 middot 0752 middot 3 + 1025 middot 120587 + 0752 middot 5 = 55 119905 + 91 119905 = 146 119905

Eq 80

Teniendo en cuenta estas consideraciones el desplazamiento final seriacutea de unas 2020

toneladas y el margen bajariacutea hasta el 32

Ilustracioacuten 15 Volumen equivalente de los propulsores de proa

Finalmente las formas obtenidas se muestran a continuacioacuten

Disentildeo de formas

53

Ilustracioacuten 16 Modelo en 3D del buque proyecto Elaboracioacuten propia

Como se puede ver en las tablas superiores durante el proceso de generacioacuten de formas las

dimensiones principales se han mantenido y por lo tanto las relaciones adimensionales no se

han modificado En cuanto a los coeficientes de carena el caso es distinto ya que aparecen

ligeras variaciones respecto a lo estimado en la generacioacuten de alternativas En todo caso

dichas variaciones se consideran plenamente admisibles por tratarse bajos porcentajes y cuyos

efectos negativos no seraacuten cuantificables con las herramientas de las que se dispone para la

realizacioacuten del presente documento

41 Curva de aacutereas normalizada

La curva de aacutereas que se muestra a continuacioacuten se obtuvo a partir del programa Maxsurf

Posteriormente se editoacute en Excel para obtener una visioacuten maacutes clara de los distintos puntos que

la forman

Disentildeo de formas

54

Ilustracioacuten 17 Curva de aacutereas normalizada Elaboracioacuten propia

Como se puede observar las caracteriacutesticas globales de la curva son razonablemente

adecuadas y satisfactorias

Destaca la entrada del cuerpo de proa que es suave y progresiva debido al efecto de disponer

el bulbo ldquoadosadordquo a la proa y no como una protuberancia como suele ser lo general

El cuerpo ciliacutendrico presenta una longitud proporcionalmente adecuada y una ordenada vertical

constante entre los 15 y 25 metros en los que se presenta

Por uacuteltimo el cuerpo de popa o de salida presenta una curvatura constante y progresiva desde

la salida del cuerpo ciliacutendrico hasta la llegada a la popa en espejo Cabe destacar la ligera

discontinuidad que se produce en el entorno de los 5 metros debido a la aparicioacuten del quillote

central La popa en espejo tiene un aacuterea sumergida suficiente para evitar en gran medida los

efectos de slamming6 en popa

5 Plano de formas

El plano de formas es una imagen representativa de las formas del barco En el mismo aparecen

proyecciones de diversas secciones transversales (caja de cuadernas) longitudinales y

verticales o liacuteneas de agua En nuestro caso estaacute constituido por 20 cuadernas (maacutes una

adicional que queda a popa de la perpendicular de popa) 6 longitudinales y 15 liacuteneas de agua

donde las 6 primeras quedan por debajo de la flotacioacuten siendo la 6 la maacutes representativa por

ser la que determina el calado del buque

Las cuadernas estaacuten equiespaciadas con 120 de la eslora entre perpendiculares los

longitudinales con 16 de la semimanga y las liacuteneas de agua con 16 del calado

6 Slamming vocablo anglosajoacuten que hace referencia al teacutermino ldquopantocazordquo que seguacuten la RAE se define

como golpe dado por el casco del buque en el agua al cabecear

AP MS FP

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

-500 000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Aacutere

a (

m2)

Pos Long (m)

Disentildeo de formas

55

Ademaacutes de las secciones miacutenimas indicadas anteriormente se ha decidido incluir dos

secciones inclinadas o ldquovagrasrdquo que sirven para dar maacutes informacioacuten de la curvatura del casco

concretamente en los hombros o ldquoshouldersrdquo de popa y proa Estas secciones son la

interseccioacuten de un plano inclinado en el sentido longitudinal con el casco del buque y se

representan en el plano mediante un abatimiento y no una proyeccioacuten El nuacutemero de vagras

que se incluyen son dos la primera une el punto de interseccioacuten entre la liacutenea de agua 6 y

crujiacutea con el punto de interseccioacuten entre la liacutenea base y la semimanga maacutexima del buque la

segunda une el punto de interseccioacuten entre la liacutenea de agua 5 y la mitad de la semimanga

maacutexima del buque

En el plano de formas que se adjunta como anexo se pueden observar todas las caracteriacutesticas

comentadas en el anaacutelisis anterior Ademaacutes en el mismo aparecen las secciones

correspondientes al quillote de popa y al bulbo de proa

6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico

Tras la obtencioacuten de las formas de la carena en el apartado anterior ya se estaacute en disposicioacuten

de realizar un anaacutelisis de su ldquobondadrdquo desde el punto de vista hidrodinaacutemico El principal factor

que determina si unas formas son adecuadas o no desde este punto de vista es la resistencia

al avance que ofrecen

En el apartado 2 de Aspectos Previos se analizaron los aspectos maacutes determinaban que

caracterizaban a la embarcacioacuten y que condicionariacutean el proceso de generacioacuten de formas

Como ya se comentoacute en dicho capiacutetulo con todas las caracteriacutesticas implementadas se

buscaba obtener un comportamiento en la mar oacuteptimo no un comportamiento hidrodinaacutemico

oacuteptimo Es decir la resistencia ofrecida al avance pasoacute a un segundo lugar de importancia en

pos de garantizar y asegurar un comportamiento idoacuteneo en operacioacuten Este hecho puede

comprobarse con la inclusioacuten de ciertos elementos que penalizan seriamente el

comportamiento hidrodinaacutemico y que aumentan considerablemente la resistencia al avance

como pueden ser

minus Quillote central de popa mejora notablemente la facilidad de gobierno del buque y

permite la instalacioacuten (opcional) de heacutelices transversales Sin embargo aumenta la

resistencia al avance al aumentar la superficie mojada en popa

minus Espejo de popa semisumergido aumenta el aacuterea sumergida de popa mejorando el

comportamiento en la mar pero penaliza seriamente la resistencia al avance al

aumentar la superficie mojada

minus Quillas de balance mejoran el comportamiento ante movimientos de balance del buque

al amortiguar sus oscilaciones Aumenta la superficie mojada a lo largo de todo el

costado

Puede comprobarse que el buque no seraacute oacuteptimo desde el punto de vista hidrodinaacutemico

Sin embargo el tiempo en navegacioacuten del buque (durante el cual la resistencia al avance cobra

una mayor importancia) es muy bajo en comparacioacuten al tiempo en operacioacuten que pasan estos

Disentildeo de formas

56

buques Seguacuten fuentes del sector como son Subse7 y Damen lo normal es que este tipo de

buques pasen el 70 o maacutes en operacioacuten frente a un 15 en traacutensito o navegacioacuten

En definitiva antes de proceder a la estimacioacuten de la resistencia al avance del buque es

necesario considerar que los valores esperados no son del todo ldquooptimistasrdquo si bien tampoco

se espera que sean valores necesariamente negativos ya que como se pudo ver en el apartado

referente a la curva de aacutereas y coeficientes de carena los valores obtenidos eran maacutes que

razonables

7 Estimacioacuten de la resistencia al avance

El presente apartado es uno de los maacutes importantes en el proyecto de una embarcacioacuten ya que

determina la potencia propulsora necesaria a instalar y con ello otros paraacutemetros como pueden

ser la autonomiacutea el tamantildeo de la caacutemara de maacutequinas etc

La estimacioacuten de la resistencia al avance puede llevarse a cabo de diversas maneras siendo

la maacutes precisas las predicciones numeacutericas y la realizacioacuten de ensayos en canales de

experiencias hidrodinaacutemicas sobre modelos a escala de la embarcacioacuten cuya resistencia al

avance desea conocerse Loacutegicamente tal proceso no puede llevarse a cabo en nuestro caso

y por lo tanto ha de recurrirse a meacutetodos alternativos como son las series sistemaacuteticas7 o a

meacutetodos estadiacutesticos

La primera de las opciones la de las series sistemaacuteticas se descarta debido a que la mayoriacutea

de ellas estaacuten desactualizadas Los rangos de aplicacioacuten que permiten su utilizacioacuten han

variado a lo largo de los antildeos y por lo tanto es difiacutecil encontrar alguna en la que se cumplan

todos los requisitos para su utilizacioacuten

Por lo tanto es necesario recurrir a los meacutetodos estadiacutesticos En primer lugar es necesario

determinar el tipo de reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Esta variacioacuten

normalmente se representa a traveacutes del coeficiente prismaacutetico longitudinal

Como se puede comprobar en la Ilustracioacuten 18 para el nuacutemero de Froude de nuestra

embarcacioacuten que es de 029 el graacutefico establece que el reacutegimen de navegacioacuten corresponde

a la frontera entre el semi- desplazamiento y el desplazamiento Este hecho implica que los

meacutetodos estadiacutesticos de prediccioacuten de potencia que pueden emplearse son

minus Holtrop y Mennen

minus Compton

minus Fung

minus van Oortmerssen

minus Series 60

7 En una serie sistemaacutetica se realizan variaciones en los paraacutemetros principales de una serie

caracteriacutestica de buques y los resultados se presentan en forma de diagramas y tablas en los que la

resistencia de un nuevo disentildeo se puede obtener por interpolacioacuten

Disentildeo de formas

57

Ilustracioacuten 18 Reacutegimen de navegacioacuten en funcioacuten del nuacutemero de Froude Fuente [Larssonamp Raven

2010]

De entre todos los meacutetodos el maacutes extendido y utilizado para buques de desplazamiento es el

de Holtrop y Mennen Sin embargo su principal inconveniente reside en su amplio margen de

utilizacioacuten el cual puede dar lugar a incertidumbres en los resultados Por ello se opta por

analizar la validez de los distintos meacutetodos y obtener la resistencia al avance estimada de

acuerdo a cada uno de ellos para una serie de velocidades y finalmente se decide tomar como

criterio la potencia propulsora instalada por el buque base ya que es un dato que se conoce y

en la etapa actual del proyecto supone sin lugar a dudas el valor maacutes fiable

71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

En primer lugar se ha de verificar si los paraacutemetros y relaciones adimensionales del buque

proyecto son suficientemente vaacutelidos como para ser incluidos en los distintos caacutelculos del

software Maxsurf

Disentildeo de formas

58

Tabla 2-2 Comprobacioacuten de la aplicacioacuten de los meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance

Paraacutemetro Valor obtenido Holtrop van Oortmerssen Series 60 Compton Fung

Cp 068 055 085 050 073 - - - - 053 077

LB 365 390 1500 300 620 550 850 400 520 252 1794

BT 305 210 400 190 400 250 350 - - 170 1020

L (m) 5024 - - 800 8000 - - - - - -

Cm 098 - - 070 097 - - - - - -

LcgL -004 - - -8 3 - - -013 -002 - -

Despl (m3) 195556 - - 500 300000 - - - - - -

Semiaacuteng entrada (ordm) 2700 - - 1000 4600 - - - - 1432 2367

Cb 068 - - - - 060 080 - - - -

Cflotacioacuten 086 - - - - - - - - 066 084

Despl L3 0020 - - - - - - 000 001 - -

Velocidad (kn) 12

Fn 0284

Resistencia (kN) 909 1266 785 323 60

Potencia (kW) 561139 781404 484635 1993678 370093

Como se puede comprobar no existe ninguacuten meacutetodo para el cual se cumplan todos los

requisitos Sin embargo en todos los casos se exceden o no se llega a los liacutemites por un margen

muy pequentildeo

Se puede observar tambieacuten que existe una gran disparidad en los resultados que ofrecen los

distintos meacutetodos lo cual se debe a la incertidumbre que se comentaba con anterioridad

Como ya se indicoacute en el apartado anterior se decide tener en cuenta el valor de la potencia

instalada en el buque base que se conoce y es de 2400 kW El meacutetodo que maacutes se aproxima

a este valor es el meacutetodo de Compton y seraacute por tanto el que se tenga en cuenta para el resto

de las operaciones

72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos

Los resultados no son en ninguacuten caso definitivos ya que el programa no tiene en cuenta todos

los efectos de los distintos componentes de la resistencia al avance como pueden ser la

resistencia de los apeacutendices (quillote central quillas de balance y propulsores azimutales) la

resistencia aerodinaacutemica de la superestructura etc

En el caso de la resistencia antildeadida por apeacutendices no es disparatado considerar que su efecto

supone un 5-10 de la eslora total lo que en el peor de los casos (meacutetodo de Compton)

equivaldriacutea a unos 16-32 kN adicionales respectivamente y que equivaldriacutean a unos 100-200

kW maacutes

En lo que respecta a la resistencia ofrecida por el aire ninguno de los meacutetodos anteriores la

incluye en sus estimaciones ya que son meacutetodos estadiacutesticos basados en la resistencia

ofrecida por la carena Sin embargo su influencia en la resistencia ofrecida por el buque es

Disentildeo de formas

59

considerable en comparacioacuten al resto de componentes como son resistencia de presioacuten en el

bulbo de proa resistencia por inmersioacuten del espejo resistencia adicional por correlacioacuten

modelo-buque etc Por ello se considera oportuno calcular de manera breve y aproximada su

aportacioacuten a la resistencia global del buque al avance

73 Resistencia aerodinaacutemica

Para el caacutelculo de la resistencia al aire ofrecida por la obra viva del buque se ha de estimar la

forma transversal que presentariacutea la misma

El primer paso es acudir a buques similares para determinar brevemente como variacutea la

superestructura en funcioacuten de la eslora Se obtuvieron imaacutegenes de distintos buques del rango

de 50 metros y se comproboacute que las modificaciones o variaciones entre los mismos eran

debidas sobre todo a temas esteacuteticos

Una vez obtenidas diversas estructuras se realizoacute un modelo en 3D de la misma para ajustarla

y escalarla a la carena previamente disentildeada El resultado obtenido fue el siguiente

Ilustracioacuten 19 Estimacioacuten de las medidas de la obra muerta Elaboracioacuten propia

Como se puede comprobar el modelo de la superestructura se simplificoacute a traveacutes de

rectaacutengulos ya que como se veraacute a continuacioacuten los meacutetodos de caacutelculo de resistencia

aerodinaacutemica tienen en cuenta el aacuterea proyectada de la misma

En cuanto a la obra muerta las medidas del rectaacutengulo que forman se pueden obtener

raacutepidamente tras restar al puntal maacuteximo (1120 metros) el calado (452 metros) y antildeadiendo

la manga total del buque (1375 metros)

En definitiva la suma de las aacutereas totales proyectadas es de

Disentildeo de formas

60

Tabla 2-3 Aacutereas proyectas de superestructura y obra muerta

Alto (m) Aacuterea (m2)

Exhaustacioacuten 1 465 119 553

Exhaustacioacuten 2 465 119 553

Caseta inferior 270 1160 3132

Caseta Superior 318 688 2188

Obra muerta 669 1378 9219

Total 15645

Seguacuten [4] existen diversos meacutetodos experimentales para el caacutelculo de la resistencia al avance

ofrecida por la obra muerta y la superestructura como Hughes Isherwood Blenderman etc

Para todos ellos el coeficiente de resistencia (dato que se emplearaacute maacutes adelante) se situacutea

para cualquier tipo de buque en torno a 12

Todos los meacutetodos se basan en la formulacioacuten claacutesica referente al caacutelculo de la resistencia

119877119886119890119903119900 =1

2middot 119862119863 middot 120588119886 middot 119881119886

2 middot 119860119879 Eq 81

Donde

- CD representa el coeficiente de resistencia ofrecido

- 120588119886 representa la resistencia del aire y toma un valor de 1225 kgm3

- Va representa (en nudos) la velocidad del aire Por simplicidad se tomaraacute la del buque

en su lugar por ser un dato de proyecto

- AT representa el aacuterea total ofrecida por la obra muerta y la superestructura

Por lo tanto la resistencia ofrecida por el aire toma un valor de

119877119886119890119903119900 =1

2middot 119862119863 middot 120588119886 middot 119881119886

2 middot 119860119879 =1

2middot 12 middot 1225 middot (12 middot 05144)2 = 4381 119873 cong 438 119896119873 Eq 82

74 Resultados obtenidos

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos a traveacutes de los meacutetodos estadiacutesticos las

pertinentes correcciones a los mismos y la resistencia aerodinaacutemica la resistencia al avance

total puede estimarse en

119877119886119907119886119899119888119890 = 119877119888119900119898119901119905119900119899 + 119877119888119900119903119903119890119888119888 + 119877119886119894119903119890 = 323 + 32 + 438 cong 360 119896119873 Eq 83

Para obtener la potencia necesaria para vencer tal resistencia se obtiene la liacutenea de tendencia

del graacutefico relativo a la relacioacuten entre la resistencia y potencia para el meacutetodo de Compton

obtenido en el apartado 71

Disentildeo de formas

61

La ecuacioacuten de la liacutenea de tendencia que permite extrapolar el resultado obtenido es la

siguiente

119910 = minus4119864 minus 06 middot 1199093 + 00075 middot 1199092 + 434065 middot 119909 minus 97856 Eq 84

Sustituyendo los 360 kN equivalentes a la resistencia total se obtiene que la potencia necesaria

es de

119910 = minus4119864 minus 06 middot 3603 + 00075 middot 3602 + 434065 middot 360 minus 97856 = 227386 119896119882

cong 2300 119896119882 Eq 85

Con los datos que se acaban de obtener ya seriacutea posible realizar la seleccioacuten de los motores

y propulsores principales del buque

Disentildeo de formas

62

Disposicioacuten general

63

Disposicioacuten general

1 Introduccioacuten

Tras la realizacioacuten de los capiacutetulos anteriores ya se conocen tanto las dimensiones principales

del buque como sus formas y coeficientes de carena y por lo tanto ya se estaacute en disposicioacuten

de proceder al proyecto de la disposicioacuten general del buque El objetivo es por tanto determinar

y definir los espacios y elementos estructurales que lo compondraacuten en base a los resultados

obtenidos en los capiacutetulos anteriores

Como es loacutegico la disposicioacuten general o distribucioacuten de los elementos estaacute condicionada

directamente por la misioacuten y tipo de buque y por consiguiente por el tipo de trabajos que haya

de realizar En el presente caso queda ademaacutes condicionado por las especificaciones

concretas de proyecto

Teniendo en cuenta la especificacioacuten y caracteriacutesticas del buque este ha de contar con al

menos

- Cubierta principal de 225 m2

- Gruacutea de 20 t en la cubierta principal

- Habilitacioacuten para 36 personas

- Caacutemara de maacutequinas

- Local del generador de emergencia

- Tanques de combustible

- Tanques de agua dulce

- Tanques de lastre

- Cocina

- Comedor

- Zona de descanso

- Sala de reuniones

- Talleres

- Lavanderiacutea

- Vestuarios y aseos

Disposicioacuten general

64

Durante todo el proceso de definicioacuten de la disposicioacuten general se comprobaraacute el cumplimiento

de la normativa establecida por la sociedad de clase (Bureau Veritas) y por los convenios

MARPOL y SOLAS

El objetivo final del presente capiacutetulo es la realizacioacuten de un plano de disposicioacuten general en 2D

en el que queden plasmadas todas las caracteriacutesticas anteriores Ademaacutes se trataraacute (en la

medida de lo posible) de realizar un levantamiento de dicho plano en 3D que ayude a una

mejor comprensioacuten del mismo

A continuacioacuten se muestra una imagen explicativa con la disposicioacuten y los elementos maacutes

representativos de un buque AHTS tiacutepico

Ilustracioacuten 20 Disposicioacuten y elementos tiacutepicos de un buque AHTS Fuente [Casado J Martiacuten DA]

De manera general el buque dispondraacute de una zona de trabajo en cubierta lo maacutes amplia

posible (de babor a estribor) En base a lo anterior la superestructura se ubicaraacute lo maacutes a proa

posible aprovechando al maacuteximo la eslora del buque pero permitiendo la instalacioacuten de los

equipos de amarre y fondeo Es comuacuten disponer de las casetas de exhaustacioacuten a ambos

costados de la superestructura y situarlas a la mitad de su eslora aproximadamente Este

hecho se debe a la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas que suele situarse praacutecticamente en

la seccioacuten media del buque ya que debido a la enorme potencia que han de generar estos

buques supone el espacio maacutes importante de los mismos Por norma general se extiende

desde el doble fondo (el cual suele ubicarse a unos 1300-1500 metros sobre la liacutenea base)

hasta la cubierta principal En la misma se alojaraacuten los motores y generadores principales para

el correcto funcionamiento del buque Ademaacutes la popa en espejo no sube recta hasta la

cubierta principal sino que termina en un rodillo que facilita las operaciones de remolque El

molinillo o ldquowinchrdquo se situacutea en la cubierta principal en crujiacutea y lo maacutes proacuteximo a la

superestructura que sea posible para no entorpecer las operaciones de la zona de trabajo Por

uacuteltimo estos buques cuentan con una gran gruacutea principal en cubierta que les permite realizar

las operaciones de recogida y largada de anclas Al ser gruacuteas muy pesadas y con gran

capacidad de carga su estructura principal o pilar atraviesa las cubiertas y se extiende lo maacutes

Disposicioacuten general

65

al fondo que sea posible para absorber al maacuteximo los esfuerzos a los que se puede ver

sometida

2 Anaacutelisis previo

La disposicioacuten general de este tipo de buques es particularmente compleja en ciertos aspectos

El hecho de contar con una superficie de trabajo muy amplia en la cubierta principal implica

distribuir los elementos en el resto de los espacios de la manera maacutes homogeacutenea y uniforme

posible

Pero antes de nada hay que tener en consideracioacuten todas las restricciones y caracteriacutesticas

que son determinantes a la hora de proyectar una disposicioacuten general teacutecnicamente viable

Las consideraciones fundamentales que se han tenido en cuenta antes de abordar la

proyeccioacuten de la disposicioacuten general de nuestro buque han sido las siguientes

- Tipo de buque y operaciones que realiza

- Tipo de propulsioacuten y gobierno

- Cubierta de trabajo y equipos

- Habilitacioacuten

- Autonomiacutea

- Medios de salvamento

- FIFI

21 Tipo de buque y operaciones que realiza

Como ya se indicoacute en el Capiacutetulo 1 la principal misioacuten que desempentildea un buque AHTS es la

de remolcar unidades offshore y posicionar manejar y retirar las anclas o sistemas de fondeo

de las mismas Ademaacutes como misioacuten complementaria puede realizar operaciones de

suministro de viacuteveres y cargas de lucha contra incendios traslado de personal etc

Todos estos aspectos implican que la disposicioacuten general de este tipo de buques siga un patroacuten

maacutes o menos determinado y caracteriacutestico Las caracteriacutesticas principales son

- Gran capacidad de carga y gran volumen de tanques bien sea en las bodegas o en la

cubierta principal

- Cubierta principal de trabajo amplia y despejada para la realizacioacuten de diversas

operaciones

- Cubierta especialmente reforzada para soportar holgadamente los posibles impactos de

los objetos retirados del fondo como cadenas anclas etc Suelen contar con una

sobrecubierta de madera

- Superestructura situada a proa elevada con respecto a la cubierta principal El objetivo

de tal disposicioacuten es maximizar el aacuterea de trabajo de la cubierta principal y posibilitar

Disposicioacuten general

66

una visioacuten de 360ordm en el puente para aumentar la seguridad en las operaciones de

cubierta y de remolque

- Entre la cubierta principal y la superestructura se disponen los sistemas auxiliares del

sistema de fondeo Se disponen los chigres y diversos equipos especializados como

son los ldquoshark jawsrdquo y ldquotow pinsrdquo que refuerzan y aseguran la estiba de las anclas

Ilustracioacuten 21 Sistemas de remolque Shark Jaw (abajo) y Tow spin (fondo) Fuente Wikipedia

22 Tipo de propulsioacuten y gobierno

A pesar de tratarse de una etapa muy temprana del proyecto ya es posible determinar el tipo

de propulsioacuten que se desea instalar Por las propias caracteriacutesticas de la embarcacioacuten y las

misiones que desempentildea se decide optar por una propulsioacuten dieacutesel-eleacutectrica compuesta por

motores dieacutesel acoplados a generadores eleacutectricos

La principal ventaja de este tipo de propulsioacuten de cara a la definicioacuten de la disposicioacuten general

es la flexibilidad que presenta de cara a su ubicacioacuten en el buque Al no necesitar liacuteneas de ejes

para la transmisioacuten de la potencia a las heacutelices como ocurre en la propulsioacuten convencional no

es necesario ubicar la caacutemara de maacutequinas lo maacutes a popa posible sino que su ubicacioacuten es

ldquolibrerdquo en cierto modo

Debido al tamantildeo y desplazamiento del buque los motores seraacuten semi-raacutepidos o de cuatro

tiempos que cuentan con la principal ventaja de ser mucho maacutes reducidos en altura que los de

dos tiempos y de permitir utilizar combustible ligero o MDO (Marine Diesel Oil)

Los propulsores iraacuten alojados en toberas cuyo efecto positivo en operaciones de tiro a punto

fijo como es el remolque estaacute maacutes que demostrado Su efecto negativo sobre la resistencia al

avance se desprecia ya que seguacuten el perfil operativo del buque la mayor parte de su vida la

pasaraacute operando y no navegando

Los timones no seraacuten necesarios ya que se decide instalar propulsores azimutales (si no no

tendriacutea sentido la propulsioacuten dieacutesel-eleacutectrica) Este tipo de propulsores son orientables y

permiten obtener el maacuteximo empuje en cualquier direccioacuten con giros de 360ordm Ademaacutes su gran

maniobrabilidad los hace idoacuteneos en buques que cuentan con posicionamiento dinaacutemico al

aportar un enorme grado de flexibilidad y velocidad de respuesta

Disposicioacuten general

67

Se dispondraacuten dos propulsores azimutales en popa y dos propulsores transversales en proa

Si los requerimientos del posicionamiento dinaacutemico lo exigieran seriacutea posible instalar un

propulsor transversal en popa concretamente en el quillote central

El local de los propulsores azimutales se dispondraacute en popa delimitado por el espejo y un

mamparo estanco transversal En cuanto a los de proa se dispondraacute de un local delimitado por

el mamparo de colisioacuten y un mamparo a popa

23 Habilitacioacuten

Otra caracteriacutestica particular de este tipo de buques es la distribucioacuten de su habilitacioacuten A pesar

del ldquopequentildeordquo tamantildeo del buque a proyectar unos 50 metros ha de contar con espacio

suficiente para albergar todos los equipos espacios y locales necesarios para garantizar su

correcta operacioacuten y ademaacutes ha de contar con espacio suficiente para alojar de la manera

maacutes coacutemoda posible a 36 tripulantes

Para lograr tal objetivo es necesario aprovechar al maacuteximo las alturas libres de los espacios

como por ejemplo disponiendo literas en los camarotes dobles Sin embargo en los

alojamientos de los oficiales esta solucioacuten no es posible y ademaacutes han de contar con una

reducida oficina propia En definitiva la solucioacuten pasa por hallar (como en la mayoriacutea de los

casos) una solucioacuten de compromiso

Para poder distribuir y organizar los espacios es necesario conocer brevemente de cuaacuteles

dispondraacute el buque En base a buques similares se ha podido determinar que buques ya

construidos de la misma eslora y propoacutesito que el buque proyecto cuentan por norma general

con

- Tanques distribuidos bajo el doble fondo

- Sobre el doble fondo tanques distribuidos por los costados (lastre y servicios de los

equipos de caacutemara de maacutequinas) y caacutemara de maacutequinas Tambieacuten se suelen disponer

los locales de los propulsores el taller y la lavanderiacutea

- En la cubierta principal todos cuentan con el aacuterea de trabajo desde popa hasta la mitad

de la eslora Tambieacuten disponen de un local de C02 un pantildeol de pinturas vestuarios un

almaceacuten etc Es norma general ubicar en dicha cubierta los comedores la cocina y las

caacutemaras frigoriacuteficas En algunos casos el espacio restante es suficiente para disponer

de uno o dos camarotes

- Ya en la superestructura suelen disponerse dos cubiertas para alojar la acomodacioacuten

(la inferior para la tripulacioacuten y la superior para la acomodacioacuten de los oficiales) Ademaacutes

se aprovecha su elevacioacuten sobre la flotacioacuten para ubicar el local de generadores de

emergencia

- Por uacuteltimo se encuentra el puente que cuenta con un puesto de mando en proa y uno

en popa maacutes pequentildeo En la parte alta del puente en su zona expuesta se encuentran

el maacutestil o palo de luces y los equipos del sistema FiFi y de gobierno y control

Disposicioacuten general

68

24 Autonomiacutea

El caacutelculo o estimacioacuten de la autonomiacutea decide incluirse para poder dimensionar los tanques

de combustible y determinar si el buque tendraacute capacidad y espacio suficientes

Seguacuten lo recogido en la especificacioacuten del buque eacuteste ha de contar con una autonomiacutea miacutenima

de 2000 millas naacuteuticas Dicha autonomiacutea ha de repartirse en todo el perfil operativo del buque

es decir que incluye el traslado hasta las plataformas en operacioacuten o DP y en operacioacuten de

lucha contra incendios

Para determinar el consumo en navegacioacuten se ha de conocer la potencia instalada y la

autonomiacutea necesaria Suponiendo que el buque va a trabajar en plataformas lo maacutes alejadas

posible de la costa distancia que hoy en diacutea se encuentra en torno a las 300 millas naacuteuticas

aproximadamente se obtiene que a una velocidad de 12 nudos el buque podriacutea navegar 1152

millas naacuteuticas en 4 diacuteas de margen

Debido a la temprana etapa del proyecto se ha de recurrir a los consumos de los motores del

buque base para poder estimar los del buque proyecto cuyo motor todaviacutea no se ha

seleccionado

Tabla 3-1 Consumos del buque base en navegacioacuten

Situacioacuten Velocidad (kn) Consumo Tdiacutea Consumo m3diacutea

V maacutex 124 126 1482

V servicio 115 85 1000

Plena carga 10 68 800

Despueacutes de analizar la tabla superior se decide tomar que el consumo aproximado del buque

proyecto seraacute ligeramente superior al del buque base y tomar que a una velocidad de 12 nudos

el consumo seraacute de 13 toneladas al diacutea de marine diesel oil Como es loacutegico el buque no

navegaraacute siempre a maacutexima velocidad se trata de un criterio conservador para asegurar que

la autonomiacutea se cumple holgadamente

De este modo

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119899119886119907 = 119873deg 119889iacute119886119904 middot 119862119900119899119904119906119898119900 = 4 middot 13 = 52 119905 Eq 86

En cuanto a la autonomiacutea necesaria para el funcionamiento del buque en operacioacuten el proceso

es ideacutentico Sin embargo en este caso el consumo es mucho mayor debido a ciertos aspectos

de los cuales el factor meteoroloacutegico es el maacutes importante

En operacioacuten se necesita el uso del sistema de posicionamiento dinaacutemico para vencer los

movimientos generados en el buque por factores externos Para ello a veces es necesario

emplear toda la potencia propulsiva instalada en el buque con las enormes cantidades de

consumo que pueda conllevar

Para estimar el consumo en condicioacuten de posicionamiento dinaacutemico se extrapola el consumo

de la condicioacuten de navegacioacuten La diferencia entre ambas condiciones reside en el empleo de

Disposicioacuten general

69

los propulsores transversales de proa maacutes pequentildeos que los de popa y por lo tanto con un

menor consumo Por lo tanto se antildeade un consumo de 2 toneladas a los propulsores de popa

porque pasariacutean a trabajar a maacuteximo rendimiento y se antildeade un consumo de 7 toneladas a los

propulsores de proa

Finalmente si se tiene en cuenta que el buque pueda estar 10 diacuteas seguidos trabajando se

obtiene lo siguiente

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119900119901 = 119873deg 119889iacute119886119904 middot 119862119900119899119904119906119898119900 = 10 middot 20 = 200 119905 Eq 87

Conocidas las capacidades necesarias en toneladas se obtiene a continuacioacuten su equivalencia

en teacuterminos de volumen o m3

Para ello se ha de tener en cuenta que la densidad media del combustible MDO o MGO se

encuentra en torno a los 085-089 tm3 seguacuten lo establecido en la normativa ISO 8217 2010

En definitiva si se antildeade un margen del 10 para ldquoabsorberrdquo los errores de la estimacioacuten los

tanques deberaacuten tener una capacidad total de

119862119886119901119886119888119894119889119886119889119905119900119905119886119897 =(119862119886119901119886119888119894119889119886119889119899119886119907 + 119862119886119901119886119888119894119889119886119889119900119901)

120588119872119863119874

middot 119872119886119903119892119890119899 =(52 + 200)

085middot 11

= 32612 1198983 = 330 1198983

Eq 88

25 Lastre

De cara al buen comportamiento en la mar del buque el empleo de lastre se hace necesario

para mantener en todo momento y en la medida de lo posible el calado en un nivel constante

durante la duracioacuten de la condicioacuten de operacioacuten Tanto es asiacute que la capacidad de agua de

lastre es muy cercana a la de combustible

El hecho de tener que disponer de tanto lastre a bordo condiciona en gran medida la disposicioacuten

general ya que casi la totalidad del volumen de tanques situado entre la cubierta principal y el

doble fondo ha de destinarse a alojar los tanques de lastre La praacutectica general es disponerlos

a ambos costados a lo largo de la caacutemara de maacutequinas y en los piques de proa y popa

consiguiendo asiacute adrizar el buque en el sentido longitudinal y transversal

Para maximizar su efecto es decir corregir los movimientos del buque con el miacutenimo uso de

los tanques de lastre se han de disponer en las proximidades de las concentraciones de carga

o de peso del buque que en este caso corresponde a la cubierta de trabajo

Disposicioacuten general

70

26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT)

Para el correcto desarrollo de las operaciones del buque eacuteste ha de contar (seguacuten la

especificacioacuten) con un sistema de posicionamiento dinaacutemico de la clase DYNAPOS-AMAT

una de las clases maacutes exigentes Concretamente el buque contaraacute con un sistema DP-28

Los requisitos que se han de cumplir para que se otorgue tal condicioacuten son los siguientes

- Los distintos elementos que conformen el sistema de posicionamiento dinaacutemico han de

ser instalados con redundancia

- Se ha de disponer un sistema de ldquoback-uprdquo del control de posicionamiento dinaacutemico en

una cubierta de acomodacioacuten distinta a la cubierta del puente

- El sistema ha de contar (por redundancia y seguridad) con dos cuadros eleacutectricos

separados

- Para garantizar la seguridad en la redundancia los equipos principales del sistema se

alojaraacuten en locales separados o se aislaraacuten adecuadamente a traveacutes de mamparos

estancos de la clase A-60 Por este motivo los locales de los propulsores y de los

cuadros eleacutectricos estaraacuten separados

- En cuanto a los elementos maacutes pequentildeos tambieacuten ha de garantizarse su redundancia

Los maacutes tiacutepicos son los sensores de viento girocompases y sistemas de referencia de

movimiento vertical (VRS)

3 Elementos estructurales

Como puede parecer loacutegico la estructura del propio buque es la base y por tanto el principal

condicionante de la disposicioacuten general del mismo En lo referente al tema estructural es

imprescindible tener en cuenta a la hora de la definicioacuten de espacios que los mamparos que

generan tales compartimentos se integren totalmente con el resto de los elementos

estructurales El objetivo es que la transmisioacuten de cargas sea la correcta y no se generen puntos

de concentracioacuten de tensiones

El sistema estructural del buque seraacute mixto En la zona central o ciliacutendrica la estructura seraacute

longitudinal y en los cuerpos de popa y de proa seraacute transversal Por lo tanto estaraacute compuesta

tanto por elementos primarios transversales o bulaacutercamas como por elementos secundarios

longitudinales

31 Elementos transversales

Los elementos transversales que conforman la estructura del buque son principalmente las

cuadernas y las bulaacutercamas

8 En funcioacuten del equipamiento de clase y de la redundancia de equipos los sistemas de posicionamiento

dinaacutemico se clasifican de menor a mayor redundancia como DP1 DP2 y DP3

Disposicioacuten general

71

Las cuadernas son los elementos estructurales secundarios transversales cuya funcioacuten

principal es la de reforzar las planchas de forro a modo de ldquocostillasrdquo y que evitan que tales

planchas colapsen cuando se ven afectadas por las presiones de disentildeo Para evitar que estos

elementos fallen localmente cuentan con una separacioacuten determinada ente uno y otro Esta

separacioacuten es fundamental de cara a definir la disposicioacuten general ya que para evitar fallos

ante esfuerzos todos los elementos estructurales han de ser coincidentes con alguna

cuaderna Como es un criterio de disentildeo tal separacioacuten no ha de mantenerse a lo largo de la

eslora del buque si no que generalmente el espaciado en los piques de proa popa y cuerpo

ciliacutendrico es distinto siendo mayor en el uacuteltimo En el pique de popa la separacioacuten es menor ya

que han de soportarse los esfuerzos generados por el peso de los propulsores azimutales

principales y el peso de los propulsores transversales caja de cadenas o posibles impactos

(slamming obras civiles etc) respectivamente En cuanto al cuerpo central los esfuerzos son

maacutes homogeacuteneos y por ello es habitual disponer de un mayor espaciado entre cuadernas

Por otro lado las bulaacutercamas son en siacute mimas cuadernas la uacutenica diferencia es que a nivel

estructural estaacuten maacutes reforzadas que las anteriores y por tanto su separacioacuten es mucho mayor

que la de las cuadernas Esta separacioacuten ha de ser muacuteltiplo directo de la separacioacuten entre

cuadernas

Para determinar dichas separaciones se recurre tanto a lo establecido por la sociedad de clase

como a lo implementado en el resto de los buques de la base de datos

Seguacuten el Bureau Veritas las bulaacutercamas no tendraacuten un espaciado superior a 005L o 38m el

que sea menor de los dos En el caso del buque proyecto el primero de los dos criterios es

maacutes restrictivo y arroja un valor de espaciado entre bulaacutercamas de

119864119904119901119886119888119894119886119889119900119887119906119897 = 005 middot 119871 = 2512 119898119898 cong 2400 119898119898 Eq 89

Como se puede comprobar el espaciado entre cuadernas no ha de ser mayor de 2512 mm y

por lo tanto se decide aproximar tal separacioacuten a 2400 mm nuacutemero entero que permite estimar

la separacioacuten entre cuadernas en 600 mm y disponer asiacute una bulaacutercama por cada cuatro

cuadernas o lo que es lo mismo cada 4 claras de cuadernas En los refuerzos primarios

transversales de cubierta se dispondraacute del mismo espaciado para cumplir con lo establecido

en la sociedad de clasificacioacuten concretamente a lo especificado en Pt B Ch4 Sec 6 212

En el resto de los buques de la base de datos se ha podido comprobar que el espaciado de

cuadernas oscilaba en todo momento entre los 600 y 800 mm y que las bulaacutercamas se repetiacutean

por norma general cada 3 o 5 cuadernas Por lo tanto los espaciados estimados se creen maacutes

que convenientes

La cuaderna 0 se situacutea coincidiendo con la perpendicular de popa mientras que la cuaderna -

3 corresponde con el espejo de popa y la 81 es la que estaacute situada maacutes a proa En total el

buque dispone de 84 cuadernas y 21 bulaacutercamas

Disposicioacuten general

72

32 Elementos longitudinales

La disposicioacuten de los elementos longitudinales tambieacuten marcaraacute notablemente la resistencia

estructural del buque y la distribucioacuten de tanques y locales

En base a lo comentado en apartados anteriores se decide disponer los elementos

longitudinales que forman la estructura secundaria con un espaciado de 600 mm La clara

entre longitudinales definiraacute el posicionamiento de las vagras las cuales se colocaraacuten a un valor

muacuteltiplo del anterior El objetivo es lograr una distribucioacuten uniforme a lo largo de toda la eslora

para aumentar la continuidad estructural

En cuanto al espaciado de vagras se ha decidido posicionarlas cada 23 oacute 4 metros es decir

cada 3 oacute 4 longitudinales Sin embargo esta distribucioacuten no podraacute ser uniforme a lo largo de

toda la eslora debido a los distintos esfuerzos a los que se veraacute sometido el buque Por ejemplo

en la caacutemara de maacutequinas el espaciado entre vagras seraacute menor

En lo referente a las esloras y puntales se estima que las primeras se distribuiraacuten a 1700 mm

de crujiacutea y los segundos serviraacuten de apoyo a las mismas

4 Mamparos estancos

De aquiacute en adelante se utilizaraacute el teacutermino de ldquoeslora de escantillonadordquo Este teacutermino es

equivalente a la eslora entre perpendiculares siempre que su valor quede comprendido entre

el 96 y el 97 de la eslora entre perpendiculares En el caso del buque proyecto ambos

paraacutemetros tienen el mismo valor de 4804 m

Tambieacuten se utilizaraacute el teacutermino de ldquoeslora de francobordordquo Este valor de la eslora ha de medirse

en la flotacioacuten que se obtiene al 85 del puntal del buque es decir al 85 de 112 m que

equivale a 952 m En tal punto la eslora en la flotacioacuten es notablemente inferior al 96 de la

eslora total y por tanto se toma como valor este uacuteltimo que equivale a 482m

Seguacuten lo especificado en la normativa el buque ha de contar al menos con 4 mamparos

estancos

Disposicioacuten general

73

Tabla 3-2 Nuacutemero de mamparos transversales estancos miacutenimo Fuente Bureau Veritas

Length (m) Aft machinery (1) Other ships

L lt 65 3 4

65 le L lt 85 4 5

85 le L lt 105 4 5

105 le L lt 120 5 6

120 le L lt 145 6 7

145 le L lt 165 7 8

165 le L lt 190 8 9

L ge 190 to be defined on a case by case basis

(1) After peak bulkhead and aft machinery bulkhead are the same

Como el buque proyecto cuenta con una eslora inferior a 65 m y la caacutemara de maacutequinas no se

encuentra a popa del mismo ha de contar con al menos cuatro mamparos transversales

estancos

Por seguridad el buque contaraacute con al menos un mamparo de colisioacuten en el pique de proa otro

a popa del mismo que delimite el local de los propulsores de proa tras el pique de popa uno a

proa del local de los propulsores azimutales y otros dos que delimiten por proa y por popa la

caacutemara de maacutequinas

La altura de los mismos se extenderaacute por norma general hasta la cubierta de francobordo

Por lo tanto el buque contaraacute en total con 6 mamparos estancos superando asiacute el miacutenimo

establecido por la sociedad de clasificacioacuten

La disposicioacuten de los mamparos en el modelo 3D es la siguiente

Ilustracioacuten 22 Disposicioacuten de los mamparos transversales estancos Elaboracioacuten propia

Disposicioacuten general

74

A continuacioacuten en los siguientes apartados se explicaraacute por queacute los distintos mamparos se

situacutean en unas cuadernas y no en otras

41 Mamparo de colisioacuten

Para determinar su ubicacioacuten es necesario recurrir a lo establecido en la OMI asiacute como en la

documentacioacuten referente de la sociedad de clasificacioacuten Ambos organismos exigen una

distancia miacutenima de tal mamparo a la proa del buque Esta distancia no seraacute inferior al 5 de

la eslora de francobordo o a 10m el menor de ambos Tampoco seraacute superior al 8 de la eslora

de francobordo o a 3m sumados al 5 de la eslora de francobordo el que sea mayor Sin

embargo el punto de referencia no tiene por queacute coincidir con la perpendicular de proa si no

que coincidiraacute con el punto que situado bajo la flotacioacuten se extienda maacutes a proa de la misma

Por ejemplo seguacuten SOLAS los valores son

119883119888119898119894119899 = 005 lowast 119871119865 minus 147 = 005 lowast 4804 minus 147 = 2402 minus 147 = 0932 119898 Eq 90

119883119888119898aacute119909 = 008 lowast 119871119865 minus 147 = 008 lowast 4804 minus 147 = 3843 minus 147 = 2733 119898 Eq 91

Por lo tanto el mamparo de colisioacuten ha de estar situado a una distancia de entre 0932 y 2733

metros a popa desde la perpendicular de proa

Se decide disponer tal mamparo en la cuaderna 73 a una distancia de 2600 mm a popa de la

perpendicular de proa

42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa

Conocida la posicioacuten del mamparo de colisioacuten en base a las disposiciones generales de los

buques de la base de datos y del buque base se puede estimar que la eslora del local de

control de los propulsores transversales de proa es de aproximadamente unos 5 metros En

nuestro caso se decide optar por situar tal mamparo 8 cuadernas a popa del mamparo de

colisioacuten o lo que es lo mismo a una distancia de 4800 mm Su ubicacioacuten corresponde a la

cuaderna 65

43 Mamparo del pique de popa

La posicioacuten longitudinal de este mamparo no estaacute restringida o indicada por la sociedad de

clasificacioacuten Como ya se mencionoacute el objetivo de dicho mamparo es aislar y asegurar la

estanqueidad en el local de los propulsores principales de popa Ha de situarse ligeramente a

proa del espejo de popa permitiendo asiacute disponer tanto de espacio suficiente para alojar

tanques de lastre y alejar lo maacuteximo posible los propulsores principales del centro de empuje

de barco para maximizar su rendimiento

Como punto de partida en base a lo dispuesto en [1] se puede tomar que para buques

pequentildeos (esloras inferiores a 100 m) el mamparo se puede situar a una distancia igual al

55 de la eslora entre perpendiculares Sin embargo este criterio estaacute destinado a buques

con propulsioacuten convencional y con caacutemara de maacutequinas a popa Por lo tanto se decide recurrir

Disposicioacuten general

75

a la disposicioacuten general de los buques de la base de datos y tras observar el tamantildeo de los

tanques de lastre situados entre el espejo y el mamparo estanco de popa extrapolar la

dimensioacuten a las medidas del buque proyecto Tras esto se concluye que el mamparo de popa

se situaraacute a 1200 mm de la perpendicular de popa concretamente en la cuaderna -2

44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa

Del mismo modo que en el caso del local de los propulsores transversales de proa se decide

disponer de una clara de 8 cuadernas entre el mamparo del pique de popa y el mamparo que

delimita el local de los propulsores azimutales por proa Por lo tanto la distancia entre ambos

seraacute de 4800 mm y este uacuteltimo se ubicaraacute en la cuaderna 7

45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas

Por norma general la longitud de la caacutemara de maacutequinas suele estimarse como 3 veces la

longitud de los motores principales En este caso al no disponer de motores principales

convencionales se decide tomar como referencia la longitud de los generadores principales

Debido a que todaviacutea no se conocen las necesidades eleacutectricas del buque no se pueden

conocer el nuacutemero y modelo de generadores a instalar y por lo tanto tampoco la longitud de

los mismos En este caso se decide recurrir de nuevo al buque base y tomar la longitud de su

caacutemara de maacutequinas como referencia

Por lo tanto siendo la longitud de la caacutemara de maacutequinas del buque base de 18 metros se opta

por tomar dicho valor como vaacutelido y dotar al buque proyecto de una caacutemara de maacutequinas que

se extiende desde la cuaderna 17 hasta la cuaderna 47

5 Cubiertas y doble fondo

En funcioacuten de los distintos espacios que se han de crear se definen las cubiertas para el

alojamiento de los mismos Por lo tanto la altura entre cubiertas seraacute variable

Lo habitual es fijar en primer lugar la altura del doble fondo y tomarla como primer punto de

partida

En la siguiente ilustracioacuten se muestran las cuadernas y los mamparos del apartado anterior

sobre el modelo 3D

Disposicioacuten general

76

En los siguientes apartados se explica con detalle la altura de las cubiertas asiacute como los

elementos y espacios que albergan

51 Doble fondo

Para determinar la altura recomendada del doble fondo se recurre a lo indicado por el convenio

SOLAS y a lo establecido por la sociedad de clasificacioacuten pues indican lo mismo Seguacuten ambas

normativas la altura miacutenima recomendada para el doble fondo es de

ℎ119889119891 = 1000 middot119861

20= 1000 middot

1378

20= 689 119898119898 Eq 92

Mientras que la altura maacutexima se establece en 2000 mm

Debido a la necesidad de disponer gran cantidad de tanques de lastre y de combustible y a que

la zona de popa del buque queda ldquoimpedidardquo por el local de los propulsores de popa se decide

fijar tal altura en 1500 mm

ℎ119889119891 = 1500 119898119898

Esta cubierta se extenderaacute desde el mamparo de popa del local de propulsores transversales

de proa hasta el mamparo de proa del local de propulsores azimutales de popa Es decir desde

la cuaderna 18 hasta la cuaderna 65

Por debajo del doble fondo uacutenicamente se alojaraacuten tanques de agua dulce agua dulce teacutecnica

lastre combustible etc

Disposicioacuten general

77

Ilustracioacuten 23 Seccioacuten bajo doble fondo

Por encima del doble fondo se situacutean de popa a proa el local de propulsores principales

escotilla de bajada de cubierta principal caacutemara de maacutequinas taller lavanderiacutea y local de

propulsores de tuacutenel de proa

Local de propulsores de popa

Es un local destinado a albergar los propulsores principales del buque y los sistemas auxiliares

para su correcto funcionamiento

Como ya se analizoacute en apartados previos queda delimitado por varios mamparos estancos

transversales concretamente el mamparo de popa y de proa del local de propulsores

azimutales Ha de contar por lo tanto con un acceso estanco a traveacutes de valga la redundancia

una puerta estanca

El espacio restante entre los mamparos que lo delimitan y el casco seraacute empleado como

tanques de lastre tanto por popa como los costados

Se extiende desde la cuaderna -2 hasta la cuaderna 7

Caacutemara de maacutequinas

La caacutemara de maacutequinas ha de alojar los grupos generadores principales y a todos los sistemas

auxiliares que necesiten para su correcto funcionamiento Los grupos generadores son

elementos indispensables en el buque pues son los encargados de suministrar energiacutea

eleacutectrica a todos los sistemas y equipos a bordo Su distribucioacuten se explicaraacute en detalle en

capiacutetulos posteriores

Se extiende desde el mamparo de popa de caacutemara de maacutequinas situado en la cuaderna 17

hasta el mamparo de proa de caacutemara de maacutequinas situado en la cuaderna 47 Por lo tanto

una eslora de 18 metros de caacutemara de maacutequinas (correspondiente a 30 cuadernas) se

considera de momento suficiente Debido a que se encuentra situada en torno a la seccioacuten

media del buque no hay problema de restriccioacuten de manga debido al estrechamiento generado

por las formas como si ocurre en popa y proa

Las salidas de las exhaustaciones se disponen en ambos costados y lo maacutes a proa de la caacutemara

de maacutequinas posible para tratar de que su salida coincida con el mamparo de popa de la

superestructura y quede a ambos costados de la misma

Disposicioacuten general

78

El espacio que se genera entre la caacutemara de maacutequinas y el casco se destina a albergar diversos

tanques de almacenamiento como pueden ser agua dulce lastre diesel oil lubricacioacuten etc

Local de propulsores de proa

Del mismo modo que ocurriacutea con el local de propulsores de proa este local estaacute destinado al

alojamiento de los propulsores transversales de proa y al resto de equipos auxiliares que

necesiten

Quedan delimitados por los mamparos de popa del local de propulsores de proa y por el

mamparo de colisioacuten situados en las cuadernas 65 y 73 respectivamente

52 Cubierta principal

La cubierta principal se encuentra a 5900 mm de la liacutenea base y por lo tanto a 4400 mm del

doble fondo

ℎ119888119901 = 5900 119898119898

En ella se encuentran baacutesicamente la zona de carga o trabajo a popa y la acomodacioacuten a proa

En ambos costados se disponen los sistemas de amarre y en el de babor se dispone la gruacutea

principal de cubierta Ligeramente a popa de la entrada a la habilitacioacuten y en crujiacutea se situacutean

los elementos de remolque y de tiro

Los primeros locales que se encuentran en la habilitacioacuten son los talleres y almacenes de

cubierta Continuando hacia proa se disponen los vestuarios las gambuzas la cocina el

comedor la zona de descanso y cuatro camarotes

Zona de carga

La zona de carga de la cubierta principal es quizaacute el elemento maacutes caracteriacutestico de este tipo

de buques

Cuenta con una longitud uacutetil que se extiende desde la cuaderna -1 hasta la cuaderna 32 y se

extiende 6 metros a cada costado con respecto a crujiacutea Por lo tanto teniendo en cuenta que

habraacute un porcentaje de la misma ocupado por los elementos de amarre gruacutea principal etc se

puede estimar que la superficie de carga total es de aproximadamente 225 m2 valor muy

proacuteximo a los 222 m2 estimados en el apartado 171

Toda la cubierta de trabajo se recubre de una proteccioacuten de madera para aumentar la seguridad

durante las operaciones para minimizar la corrosioacuten de la chapa de acero de cubierta y para

minimizar los dantildeos sobre la carga a transportar

En un costado de la misma (concretamente a babor) se dispone la gruacutea principal que cuenta

con una capacidad de izado de 12 toneladas y un peso de 20 toneladas Su brazo extensible

garantiza que pueda llegar a cualquier punto de la cubierta pues cuenta con un radio de

operacioacuten elevado Sus caracteriacutesticas teacutecnicas se detallaraacuten en capiacutetulos posteriores

Zona de habilitacioacuten

Disposicioacuten general

79

Corresponde a la zona cubierta por la superestructura donde se encuentran los servicios

destinados a la habilitacioacuten del buque Se extiende desde la cuaderna 38 hasta el mamparo de

colisioacuten

En concreto de popa a proa cuenta con los siguientes espacios

- Talleralmaceacuten de cubierta se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 42 y

estaacute situado a 4300 mm de crujiacutea En eacutel se almacenan todos los equipos y elementos

necesarios para realizar las labores de la zona de trabajo

- Pantildeol de pintura se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 42 Es un espacio

contiguo a las gambuzas frigoriacuteficas y queda a 4460 mm de crujiacutea Es un espacio

destinado al almacenamiento de las pinturas dispuestas a bordo

- Caseta de ventilacioacuten se extiende desde la cuaderna 38 hasta la cuaderna 40 Es

contigua a las gambuzas y termina en crujiacutea

- Local de CO2 destinado a albergar las botellas de CO2 comprimido para la extincioacuten

de incendios se extiende desde la cuaderna 38 a la 42 Estaacute situado a 2000 mm de

crujiacutea y se extiende en manga hasta el talleralmaceacuten de cubierta

- Vestuarios se situacutean lo maacutes a popa posible para que se encuentren proacuteximos a la zona

de carga y optimizar asiacute al maacuteximo las operaciones de cubierta

- Gambuzas y despensa estos espacios se situacutean lo maacutes cerca posible a la cocina

siendo por norma general espacios contiguos Su funcioacuten es la de albergar viacuteveres en

distintos estados y temperaturas Las primeras se componen de una gambuza

frigoriacutefica a 4ordmC y de una gambuza congeladora a -25ordmC

- Cuatro (4) camarotes dobles debido a la elevada tripulacioacuten que se ha de embarcar se

hace necesario disponer de dos camarotes dobles en la cubierta principal Ambos

cuentan con una litera dos mesas de estudio y un bantildeo comuacuten

- Cocina cuenta con los equipos necesarios para abastecer de manera suficiente a los

36 tripulantes Tiene acceso directo al comedor y al pasillo central de crujiacutea

- Zona de lavado o lavanderiacutea situada de manera contigua a la cocina y con conexioacuten

directa al comedor

- Comedor de tripulacioacuten espacio muy diaacutefano con capacidad suficiente para la

tripulacioacuten Estaacute conectado directamente al pasillo principal y a la cocina y a la

lavanderiacutea Cuenta con elementos de ocio como televisores radio etc

- Comedor de oficiales comedor separado no fiacutesicamente del comedor de la tripulacioacuten

sirve para alojar a los capitanes y oficiales a bordo

53 Cubierta de acomodacioacuten 1

La primera cubierta de acomodacioacuten se encuentra a 8300 mm de la liacutenea base y a 2400 mm de

la cubierta principal

ℎ1198861198881 = 8300 119898119898

Disposicioacuten general

80

Los elementos y locales que aparecen en ella son de popa a proa lancha salvavidas con

pescante un camarote con capacidad para 4 tripulantes local de generador de emergencia

dos camarotes de 4 tripulantes dos camarotes dobles y cuatro camarotes dobles Por uacuteltimo

se encuentran las cajas de cadenas

Puede comprobarse que dicha cubierta estaacute destinada praacutecticamente a la habilitacioacuten La

capacidad es de 24 tripulantes

54 Cubierta de acomodacioacuten 2

La segunda cubierta de acomodacioacuten se encuentra a 11100 mm de la liacutenea base y a 2800 mm

de la primera cubierta de acomodacioacuten

ℎ1198861198882 = 11100 119898119898

En este caso se disponen 2 lanchas auto inflables a cada costado con capacidad para alojar

a todo el personal a bordo del buque (tanto a babor como a estribor) La misioacuten de esta cubierta

es la de acomodar a la tripulacioacuten de mayor nivel Hay 4 camarotes individuales de oficiales

cada uno equipado con una oficina propia un local para almacenar la ropa de cama y una sala

de reuniones

Tambieacuten en la zona expuesta al exterior se disponen distintos elementos de amarre y los

molinillos de las anclas

Por lo tanto la capacidad de esta cubierta es de 4 tripulantes

55 Cubierta de gobierno

La cubierta del puente de gobierno estaacute situada a 13700 mm sobre la liacutenea base y a 2600 mm

de la segunda cubierta de acomodacioacuten

ℎ119892 = 13700 119898119898

Estaacute situada a la mayor altura posible para contar con una visibilidad suficiente Permite la visioacuten

360ordm para poder controlar en todo momento tanto el rumbo y la navegacioacuten como las posibles

operaciones de la cubierta de trabajo de popa Tambieacuten es necesario calcular la miacutenima

distancia entre la proa y el puente para garantizar una correcta liacutenea de visioacuten

Para calcular la distancia es necesario tener en cuenta lo siguiente

Disposicioacuten general

81

Ilustracioacuten 24 Caacutelculo de la liacutenea de visioacuten Elaboracioacuten propia

Como se puede observar la distancia horizontal entre el puente y el extremo maacutes a proa es de

1076 metros el aacutengulo formado por la horizontal y la liacutenea de visioacuten es de 2048 grados y la

altura desde la que se toma la altura de visioacuten es de 1530 metros resultado de antildeadir a la

altura de la cubierta de puente un falso suelo de 01 metros y 15 metros adicionales (media

aproximada de la altura de la liacutenea de visioacuten de un tripulante medio)

Por lo tanto la distancia horizontal buscada se calcula como sigue

119909 =153

tan(2048)minus 1076 = 3020 119898 Eq 93

El resultado cumple de sobra con los criterios miacutenimos para tal distancia ya que el valor obtenido

no llega incluso a superar una eslora del buque

Como es loacutegico en la misma se disponen todos los elementos y sistemas necesarios para la

correcta navegacioacuten del buque Estos sistemas son por ejemplo el puesto central de mando

el puesto auxiliar de popa el centro de mando para el posicionamiento dinaacutemico mesa de

trabajo etc

56 Tope de puente de gobierno

El tope del puente de gobierno se situacutea a una altura de 16700 mm sobre la liacutenea base y a 3000

mm de la cubierta del puente de gobierno

ℎ119905119901 = 16700 119898119898

Sobre el puente de gobierno se encuentran los monitores para la lucha contra incendios el

maacutestil o palo de luces (con las distintas antenas y sentildeales luminosas y acuacutesticas

correspondientes) los distintos elementos que conforman el sistema de telecomunicaciones y

elementos para la navegacioacuten y sensores

Disposicioacuten general

82

6 Disposicioacuten de tanques

La funcioacuten que desempentildearaacute el buque obliga al mismo a disponer de una serie de tanques

determinados

- Tanques de combustible

- Tanques de aceite de lubricacioacuten

- Tanque de aguas aceitosas

- Tanques de agua dulce

- Tanques de lastre

- Tanques de agua dulce teacutecnica

- Tanques de aguas grises

- Tanques de aguas negras

- Tanque de reboses

La disposicioacuten y volumen de los tanques se llevaron a cabo mediante el software ldquoMaxsurf

Stabilityrdquo que permite adecuar los mismos a la forma del casco del buque

Los aspectos generales que caracterizan su disposicioacuten son los siguientes

- El llenado maacuteximo de los tanques se establece en un 98 de su capacidad para tener

asiacute en consideracioacuten la presencia de refuerzos estructurales que en la praacutectica real

impiden su llenado al maacuteximo En determinados tanques como los de combustible

tambieacuten se aplica un factor de expansioacuten teacutermica del 2 adicional

- La disposicioacuten de unos tanques respecto a otros se ha llevado a cabo seguacuten las

recomendaciones de organismos como SOLAS y MARPOL

- Para evitar fugas y trasvases de unos tanques a otros se disponen cofferdams entre

aquellos especialmente sensibles a la contaminacioacuten como por ejemplo entre un tanque

de combustible y de agua dulce o un tanque de aguas aceitosas y uno de agua dulce

teacutecnica

- Se ha tratado en la medida de lo posible de disponer tanques simeacutetricos con respecto

a crujiacutea y disponer en popa los tanques maacutes grandes en cuanto a capacidad se refiere

- Para asegurar una correcta disposicioacuten se han tomado como referencia los mamparos

transversales estancos mamparos longitudinales y cubiertas definidos en apartados

anteriores

A continuacioacuten se realizaraacute una breve descripcioacuten de los distintos tipos de tanque que dispone

el buque

Disposicioacuten general

83

61 Tanques de combustible

Suponen loacutegicamente una partida de tanques indispensable para garantizar el correcto

funcionamiento de la nave y su seguridad

Seguacuten lo establecido en el apartado 24 del presente capiacutetulo el buque debe contar con una

capacidad de combustible de aproximadamente 330 m3

Para conseguir tal capacidad se ha optado por disponer de dos tanques grandes a popa

concretamente en torno a la cuaderna 8 (muy proacuteximos a los propulsores principales) y

dispuestos simeacutetricamente con respecto a crujiacutea para permitir el alojamiento de unas escaleras

que comuniquen la cubierta del doble fondo con la cubierta principal

Adicionalmente se disponen dos tanques simeacutetricos y de menor capacidad en torno a la

cuaderna 33 situados maacutes cerca de la caacutemara de maacutequinas y de los tanques de sedimentacioacuten

y servicio diario Son los tanques DO2PS y DO2SB

De acuerdo con lo establecido en el convenio MARPOL (concretamente en la regla 12A) si la

capacidad total de combustible del buque es superior a 600 m3 los tanques deberaacuten situarse a

una determinada altura del fondo del buque Como en nuestro caso la capacidad total es de

aproximadamente 330 m3 la regla no se aplica

El volumen miacutenimo de los tanques de sedimentacioacuten se calcula de una manera muy sencilla

pues ya es conocido el consumo al diacutea (de la condicioacuten maacutes exigente) que es de 148 m3 Por

lo tanto se dispone de dos tanques simeacutetricos de tal capacidad Como su alimentacioacuten a los

motores principales es por gravedad se disponen a una cierta altura del doble fondo

Del mismo modo los tanques de servicio diario tambieacuten tendraacuten capacidad para 1482 m3 y

seraacuten simeacutetricos

Tabla 3-3 Caracteriacutesticas de los tanques de combustible

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

DO1SB 7 17 085 7748 9089

DO1PS 7 17 085 7748 9089

DO 2 PS 28 38 085 3316 3890

DO 2 SB 28 38 085 3316 3890

Total 2401 25958

DO D PS 28 32 085 148 1758

DO D SB 28 32 085 148 1758

Total 296 3516

DO S PS 32 36 085 148 1758

DO S SB 32 36 085 148 1758

Total 296 3516

En la siguiente imagen se muestra la disposicioacuten de estos tanques en el buque

Disposicioacuten general

84

Ilustracioacuten 25 Disposicioacuten de tanques de combustible

Los tanques que aparecen en color azul corresponden a los tanques de almaceacuten los que

aparecen en color amarillo corresponden a los tanques de servicio diario y por uacuteltimo los que

aparecen en rojo a los tanques de sedimentacioacuten

62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio

El aceite de lubricacioacuten es necesario para abastecer a determinados equipos y garantizar su

correcto funcionamiento principalmente a los motores principales

Su misioacuten es la de asegurar que los niveles de aceite se mantienen siempre en el nivel

adecuado ya que debido al propio funcionamiento de los equipos y a posibles fugas los niveles

se ven reducidos constantemente

Se disponen a proa de los tanques de sedimentacioacuten y en caacutemara de maacutequinas buscando que

esteacuten lo maacutes proacuteximos posible a los motores principales

Como es loacutegico el aceite usado ha de recogerse en otro tanque denominado ldquotanque de aceite

suciordquo El objetivo es que el aceite que ha recorrido el circuito no contamine el mismo con los

posibles residuos que haya recogido

Este nuevo tanque se dispone bajo el doble fondo y en cuadernas similares a los tanques de

aceite de lubricacioacuten Su capacidad puede calcularse en funcioacuten de la potencia de los motores

o en funcioacuten de su consumo medio dato que emplearemos Seguacuten [Arias C 2012-2013] ldquoel

consumo de aceite se encuentra entre el 1 y el 15 del consumo de combustible de un motor

dieacuteselrdquo luego se tomaraacute que la capacidad necesaria de aceite de lubricacioacuten ha de ser como

miacutenimo

119881119886119897119906119887 = 13 middot 119862119888119900119898119887 = 0013 middot 330 1198983 = 43 1198983 Eq 94

Disposicioacuten general

85

Por seguridad y debido a que existen otros elementos que pueden necesitar de lubricacioacuten se

dispone de dos tanques simeacutetricos con tal capacidad

Tabla 3-4 Caracteriacutesticas de los tanques de aceite

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

LO 1 BR 36 37 090 404 449

LO 1 SB 36 37 090 404 449

AC S 1 BR 32 35 090 546 607

Total 1300 1444

En la siguiente ilustracioacuten se muestran la disposicioacuten de estos tres nuevos tanques junto a los

anteriores ya definidos

Ilustracioacuten 26 Disposicioacuten de los tanques de aceite

Los tanques que presentan simetriacutea corresponden a los tanques de aceite de lubricacioacuten y el

tanque que aparece aproximadamente en crujiacutea corresponde al tanque de aceite sucio

Como los tanques se disponen entre cuadernas la capacidad final es ligeramente superior a la

calculada en principio

63 Tanque de lodos y sentinas

La capacidad del tanque de lodos y de sentinas depende loacutegicamente del consumo de

combustible y de la duracioacuten maacutexima del viaje entre puertos

De acuerdo con lo establecido en el anexo 1 de MARPOL el volumen de lodos puede calcularse

del siguiente modo

119881119897119900119889119900119904 = 119870 middot 119862 middot 119863 Eq 95

Disposicioacuten general

86

Donde

- K es igual a 0005 en buques que utilizan MDO como combustible

- C es el consumo diario de combustible

- D es la duracioacuten maacutexima del viaje entre puertos en diacuteas

Como la misioacuten del buque no es regular si no que su modo de operacioacuten variacutea constantemente

la foacutermula anterior no es del todo precisa pues no se conoce la duracioacuten maacutexima del viaje entre

puertos en diacuteas y de conocerse no seriacutea un nuacutemero constante

Por lo tanto se decide calcular la capacidad del tanque de lodos como una proporcioacuten del

volumen total de combustible concretamente como un 5 Ademaacutes por motivos de seguridad

el buque ha de llegar a puerto con una determinada capacidad de combustible de reserva por

lo que el total de la capacidad de combustible se tomaraacute como un porcentaje de la misma

En definitiva la capacidad del tanque de lodos ha de ser como miacutenimo de

119881119897119900119889119900119904 = 005 middot 09 middot 330 = 1485 1198983 Eq 96

El tanque se dispone en el espaciado libre que queda entre los dos tanques de almaceacuten de

combustible pequentildeos y el tanque de aceite sucio

Ilustracioacuten 27 Disposicioacuten del tanque de sentinas

Concretamente se ubica entre las cuadernas 27 y 32 y tiene una capacidad total de

119881119897119900119889119900119904 = 189 1198983

64 Tanques de agua dulce

Como es loacutegico los tanques de agua dulce se disponen a bordo para abastecer de agua dulce

a la tripulacioacuten Por ello su dimensionamiento es funcioacuten directa del nuacutemero de tripulantes y de

su consumo medio diario

Tal consumo puede estimarse en 160 l diarios (incluyendo alimentacioacuten higiene etc)

Disposicioacuten general

87

Ademaacutes debido a la caracteriacutestica misioacuten del buque es difiacutecil estimar el tiempo que

permaneceraacute en alta mar y por lo tanto se decide antildeadir un margen de seguridad al valor

habitual de 2 meses que se suele tomar

En definitiva

119881119886119889119906119897119888119890 =119871119894119905119903119900119904

119889iacute119886 middot 119905119903119894119901119906119897119886119899119905119890middot 119873ordm 119905119903119894119901 middot 119863iacute119886119904 middot 119872119886119903119892119890119899 = 160 middot 36 middot 60 middot 13 = 449 m3 Eq 97

Para conseguir tal capacidad se han dispuesto 6 tanques aproximadamente similares del

siguiente modo

Ilustracioacuten 28 Disposicioacuten de tanques de agua dulce

Las caracteriacutesticas de los mismos se resumen en la siguiente tabla

Tabla 3-5 Caracteriacutesticas de los tanques de agua dulce

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

FW1PS 17 27 1 789 8588

FW 1 SB 17 27 1 7889 8588

FW2PS 40 47 1 8212 8212

FW2SB 41 47 1 7493 7493

FW3PS 47 60 1 8878 8878

FW3SB 47 60 1 6102 6102

Total 44605 45945

Como se puede comprobar la capacidad total obtenida es ligeramente superior a la estimada

luego se entiende que la disposicioacuten es correcta Ademaacutes debido a que en determinadas

ocasiones este tipo de buques abastece a las plataformas de agua dulce es habitual que la

capacidad de este tipo de carga sea ligeramente excesiva a lo esperado

Disposicioacuten general

88

65 Tanques de lastre

Debido a que el buque ha de mantener una posicioacuten en operacioacuten lo maacutes estable posible los

tanques de lastre tienen una importancia capital en el desarrollo de las distintas operaciones

que ha de realizar Por ejemplo cuando se descarguen los elementos que pueda transportar

en cubierta o los consumibles vayan disminuyendo el buque ha de ser capaz de recuperar la

escora de disentildeo (nula por lo general) de la manera maacutes raacutepida y suave posible

Del mismo modo han de ser capaces de corregir el trimado y mantener una altura del centro

de gravedad adecuada en cualquier momento

Debido a que el peso muerto del buque no es muy elevado no se puede disponer de una gran

capacidad de lastre y por lo tanto se ha de maximizar su efecto disponieacutendolos en una

posicioacuten oacuteptima

Para conocer de una manera aproximada la capacidad de lastre necesaria se recurre de nuevo

a buques similares en concreto al buque base por tener un peso muerto muy similar al buque

proyecto El buque base cuenta con una capacidad de lastre de aproximadamente 250 m3

divididos en 4 tanques simeacutetricos a popa y un pique de proa

De este modo se intenta aproximar tal disposicioacuten al buque proyecto

Ilustracioacuten 29 Disposicioacuten de los tanques de lastre

Las caracteriacutesticas de los mismos se resumen en la siguiente tabla

Tabla 3-6 Caracteriacutesticas de los tanques de lastre

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

WB1SB -3 7 103 3815 3722

WB1BR -3 7 103 3815 3722

WBSB2 7 18 103 5353 5222

WBBR2 7 18 103 5353 5222

PIQUE PR 65 Proa 103 5084 4960

Total 22483 21935

Disposicioacuten general

89

Como se puede comprobar la capacidad total de agua de lastre es de praacutecticamente 225 m3

la cual a pesar de ser ligeramente inferior a la del buque base se considera suficiente

66 Tanques de servicio

Dentro de este grupo se incluyen tanques como aguas grises aguas negras aguas aceitosas

reboses etc

Como es loacutegico el primero se situacutea bajo el doble fondo y en la vertical de la superestructura y

los otros dos siguientes tambieacuten bajo el doble fondo pero en este caso bajo la caacutemara de

maacutequinas

En este caso la capacidad no es limitante y se decide disponer los tanques en los espacios

libres que no han sido ocupados por el resto de los tanques

La disposicioacuten de estos tanques es la siguiente

Ilustracioacuten 30 Disposicioacuten de otros tanques de servicio

Las capacidades de los mismos son

Tabla 3-7 Caracteriacutesticas de los tanques de servicio

Elemento Cuaderna popa Cuaderna proa ρ (tm3) Peso (t) Volumen (m3)

A AC 1 BR 32 35 092 546 594

REB 1 SB 32 38 1 1188 1188

AG 1 C 63 65 1 883 883

AN 1 C 62 63 1 512 512

Total 3005 3050

67 Tomas de mar

Las tomas de mar no son en realidad tanques pues no aportan volumen sino que se comportan

como ldquoespacios inundadosrdquo

Disposicioacuten general

90

Su misioacuten es la de conseguir una toma de agua constante para abastecer en todo momento al

colector de toma de mar a los sistemas de lucha contra incendios etc

Se disponen bajo la caacutemara de maacutequinas bajo el doble fondo y lo maacutes a proa posible

(representadas en color verde)

Ilustracioacuten 31 Disposicioacuten de tomas de mar

68 Cofferdams

En base a lo establecido por la normativa ciertas sustancias no pueden estar alojadas en

espacios o tanques contiguos Por ello se han de separar mediante espacios vaciacuteos

denominados cofferdams

Por ejemplo en el buque proyecto se dispone un cofferdam entre los tanques de agua dulce y

de combustible entre los tanques de aceite de lubricacioacuten y agua dulce aceite sucio y agua

dulce etc

La disposicioacuten de los cofferdams (representados en color azul oscuro) es la siguiente

Ilustracioacuten 32 Disposicioacuten de cofferdams

Equipos y servicios

91

Equipos y servicios

1 Introduccioacuten

El objetivo del presente es capiacutetulo es enumerar y definir los distintos equipos y servicios que

necesita disponer el buque para llevar a cabo de la mejor manera posible las distintas misiones

que ha de desempentildear

Los equipos y sistemas relativos a la propulsioacuten y generacioacuten de energiacutea a bordo se definiraacuten

en capiacutetulos posteriores en base a los consumos y requerimientos de potencia obtenidos en

este capiacutetulo 4

Como es loacutegico los equipos y servicios han sido obtenidos en base a lo establecido por la

reglamentacioacuten y las sociedades de clase Tambieacuten se han tenido en cuenta las notaciones de

clase con las que cuenta el buque pues definen alguno de los equipos especiacuteficos necesarios

para la misioacuten del buque

2 Equipos de fondeo y amarre

Como la mayoriacutea de los buques actuales el de este proyecto necesitaraacute equipos para las

operaciones de fondeo y de amarre Ademaacutes si las condiciones meteoroloacutegicas y

caracteriacutesticas del emplazamiento (profundidad sobre todo) lo permiten se puede combinar

este sistema con el de posicionamiento dinaacutemico para aumentar la seguridad de la operacioacuten

y reducir los consumos de combustible

De acuerdo con la expresioacuten establecida por la sociedad de clasificacioacuten Bureau Veritas el

numeral de equipo es igual a

119864119873 = ∆23 + 2 middot 119861 middot 119867 + 01 middot 119860 Eq 98

Donde

- Δ = desplazamiento para el calado de verano (en toneladas) 195556 t

- B = manga maacutexima (en metros) 1375 m

- H= altura efectiva (en metros) desde la liacutenea de calado de verano a la parte maacutes alta de

la caseta maacutes alta Se calcula de la siguiente manera

119867 = 119886 + sum ℎ119894

Siendo a la distancia entre la flotacioacuten y la cubierta maacutes alta que llega hasta el costado

del buque 1218 m

sum ℎ119894 es la suma de las alturas de las casetas que tienen una manga mayor de B4 0m

- A = es el aacuterea (en metros cuadrados) del perfil del buque o el aacuterea proyectada por

encima de la flotacioacuten para el calado de verano Se incluyen la superestructura y

aquellas casetas con un valor de manga mayor a B4 Toma un valor de 38861 m2

Equipos y servicios

92

Ilustracioacuten 33 Aacuterea del perfil del buque

Incluyendo estos valores en Eq 98

119864119873 = ∆23 + 2 middot 119861 middot 119867 + 01 middot 119860 = 19555623 + 2 middot 1375 middot 1218 + 01 middot 38861 = 533

Tabla 4-1 Caracteriacutesticas del fondeo a disponer en funcioacuten del numeral de equipo

Como se puede apreciar el valor obtenido se situacutea entre 500 y 550 Esto supone que sea

necesario instalar un tipo y nuacutemero determinado de anclas y cadenas que se detallaraacuten a

continuacioacuten

21 Anclas

Si se entra en la tabla anterior con el valor obtenido del numeral de equipo se observa que al

buque proyecto le corresponde instalar 3 anclas de 1590 kg cada una De estas 3 anclas 2

han de estar siempre dispuestas a bordo para ser utilizadas y la tercera permaneceraacute

correctamente almacenada de respeto

Equipos y servicios

93

El tipo de anclas que hay de disponer son las de patente o ldquostocklessrdquo (ver Ilustracioacuten 34)

Ilustracioacuten 34 Anclas de tipo patente o stockless Fuente Natureduca

A pesar de que seguacuten la normativa el peso de las anclas puede variar un 7 el 60 de la

masa del ancla ha de estar en la cabeza de la misma para asegurar que se apoye en el fondo

marino de la manera adecuada y su funcionamiento sea oacuteptimo

22 Cadenas

Seguacuten la Tabla 4-1 las cadenas han de contar con una longitud de 4125 metros en total Estas

liacuteneas de fondeo estaraacuten compuestas por tramos o ldquolargosrdquo de cadena con contrete de 275

metros unidos mediante eslabones de tipo Kenter

Como la longitud total ha de repartirse en las liacuteneas de ambos costados se opta por disponer

8 largos de cadena o lo que es lo mismo 220 metros por liacutenea

En cuanto al espesor se ha optado por disponer el tamantildeo intermedio o tipo Q2 que establece

el diaacutemetro en 34 mm Las dimensiones de los eslabones se pueden obtener a partir del

diaacutemetro de acuerdo a lo establecido en la siguiente ilustracioacuten

Equipos y servicios

94

Ilustracioacuten 35 Dimensionamiento de eslabones y grilletes tipo Kenter Fuente

wwwanchorchains4ucom

De este modo con un diaacutemetro de cadena de 34 mm los eslabones contariacutean con una longitud

de 204 mm y una altura de 1224 mm En cuanto a los grilletes las medidas seriacutean 204 mm y

1428 mm respectivamente

Las cadenas de estas caracteriacutesticas tienen un peso aproximado de 251 kgm y una carga de

rotura aproximada de 655 kN

En definitiva las caracteriacutesticas de las cadenas son las siguientes

Tabla 4-2 Caracteriacutesticas de las liacuteneas de fondeo

Paraacutemetro Valor

Largos estribor 8

Largos babor 8

Diaacutemetro cadena (mm) 34

Pesolargo (kglargo) 1295

Carga rotura (kN) 655

Peso por m (kgm) 251

Peso (kg) 1035375

23 Caja de Cadenas

Determinados el diaacutemetro y la longitud de las cadenas a disponer ha de dimensionarse el

espacio a bordo en el cual se estibaraacuten esto es la caja de cadenas La expresioacuten que se

recomienda seguacuten Jesuacutes Panadero es la siguiente

119881119898119894119899 = 0082 middot 10minus4 middot 119871119888 middot 119889119888 2 = 0082 middot 10minus4 middot 4125 middot 342 = 391 1198983 asymp 4 1198983 Eq 99

Es decir cada una de las 2 cajas de cadenas ha de contar con un volumen de al menos 4 m3

Sin embargo en tal foacutermula no se tiene en cuenta el espacio de los sistemas y huelgos

auxiliares de las cajas de cadenas como son una determinada altura libre superior que permita

el correcto estibado de la cadena y un enjaretado en la parte inferior por el que se pueda

evacuar el agua embarcada por las cadenas

Equipos y servicios

95

Con todo lo anterior el espacio obtenido en la disposicioacuten general es de 8 m3 por caja de

cadenas valor que tomamos como suficiente Como se muestra en la siguiente figura las cajas

de cadenas se elevan desde la cubierta de acomodacioacuten 1 hasta la cubierta de acomodacioacuten

2 o lo que es lo mismo 280 metros y tienen una manga o distancia horizontal de 175 metros

El hecho de que se eleven hasta la cubierta 2 de acomodacioacuten se debe a que de este modo la

proximidad a los equipos de fondeo es miacutenima y por lo tanto las operaciones de fondeo se

simplifican enormemente

Ilustracioacuten 36 Ubicacioacuten de las cajas de cadenas (en amarillo)

24 Escobeacuten

Por escobeacuten se entiende el tubo o conducto por el cual pasa la cadena del ancla durante su

largada e izado Su funcioacuten es la de guiar la cadena y evitar que el ancla se desviacutee Ademaacutes

aloja una serie de sistemas que permiten limpiar en la medida de lo posible las cadenas para

evitar que la suciedad y el fango se acumulen en las cajas de cadenas

La longitud del escobeacuten ha de ser suficiente para que se extienda desde la cubierta expuesta

donde se ubiquen los equipos de amarre hasta el nicho del ancla Su diaacutemetro se determina

mediante la siguiente expresioacuten

119863119890119904119888 = [(100 minus 119889) middot 003867 + 75] middot 119889 = [(100 minus 34) middot 003867 + 75] middot 34

= 34178 119898119898 asymp 350 119898119898

Eq 100

Por lo tanto el diaacutemetro miacutenimo del escobeacuten seraacute de 350 mm

25 Molinetes

Los molinetes son los equipos que se encargan de hacer la fuerza necesaria para poder largar

e izar las cadenas y anclas

Seguacuten la normativa aplicable los molinetes han de ser capaces de desarrollar una fuerza de

manera continua durante 30 minutos de

Equipos y servicios

96

119885119888119900119899119905(119873) = 35 middot 1198892 + 134 middot 119898119860 = 35 middot 342 + 134 middot 1590 = 60610 119873 = 6061119896119873 Eq 101

Si se establece una velocidad media de izado de 9 mmin la potencia uacutetil de cada molinete ha

de ser

119875119898 = 119865 middot 119907 = 6061 middot9

60= 91 119896119882 Eq 102

26 Estopor

El siguiente elemento del sistema de fondeo es el estopor cuya funcioacuten es la de fijar o trincar

la cadena en una determinada posicioacuten Supone el nexo entre la cadena y la estructura del

buque pues se encarga de transmitir las cargas que la primera pueda originar

Es por tanto un elemento criacutetico del conjunto y ha de estar dimensionado de manera adecuada

para evitar posibles fallos Ademaacutes la cubierta en la que se encuentre ha de estar reforzada

Su dimensionamiento estaacute basado en funcioacuten de la carga de rotura de la cadena que depende

a su vez del numeral de equipo como se vio en el apartado anterior correspondiente En

concreto la sociedad de clase establece que el estopor ha de ser capaz de soportar una carga

igual al 80 de la carga de rotura de la cadena

119865 = 08 middot 119861119871 = 08 middot 655 = 524 119896119873 Eq 103

27 Liacuteneas de amarre y de remolque

Del mismo modo que se hizo para la definicioacuten de las cadenas se seguiraacuten las indicaciones de

la sociedad de clasificacioacuten para determinar las caracteriacutesticas de las liacuteneas de amarre y de

remolque

En base al numeral de equipo obtenido se recoge en una tabla la longitud miacutenima de la liacutenea

de remolque y su carga de rotura asiacute como de las liacuteneas de amarre En este caso el numeral

de equipo obtenido fue de 533 al que corresponde una longitud de liacutenea de remolque de 190

metros y una carga de rotura de 306 kN en cuanto a las liacuteneas de amarre se han de disponer

cuatro (4) cada una con una longitud de 160 metros y con una carga de rotura de 123 kN

En este caso todas estas liacuteneas pueden ser de cable fibra sinteacutetica o una combinacioacuten de

ambas

28 Elementos auxiliares de amarre

Aparte de los propios cabos y liacuteneas es necesario disponer de una serie de elementos que los

guiacuteen a bordo del buque para evitar enredos y accidentes Estos elementos son los siguientes

- 4 gateras en los costados (2 por costado) en la cubierta de trabajo y 2 gateras elevadas

en la cubierta de acomodacioacuten 1 (una por costado)

- 9 bitas de amarre 8 dispuestas de manera simeacutetrica a lo largo de los dos costados del

buque y una central a proa del mismo

Equipos y servicios

97

- 4 guiacutea cabos con rodillos verticales situados en las proximidades de los molinetes de

anclas

El peso de estos elementos se considera simeacutetrico respecto a crujiacutea y cercano a los 400 kg

29 Resumen elementos de amarre y fondeo

Debido a la variedad de elementos que conforman el sistema de amarre y fondeo se considera

oportuno antildeadir una tabla a modo de resumen que recoja toda la informacioacuten relativa a tales

equipos

Tabla 4-3 Resumen de los elementos del sistema de amarre y fondeo

Elemento Caracteriacutesticas

Ancla

Cantidad 3

Tipo Patente

Peso (kg) 4770

Liacutenea de fondeo

Cantidad 2

Longitud total (m) 4125

Diaacutemetro (mm) 34

Peso total (t) 1035

Carga de rotura (kN) 655

Caja de cadenas Cantidad 2

Volumen (m3) 88

Escobeacuten Cantidad 2

Diaacutemetro (mm) 350

Molinete

Cantidad 2

Potencia (kW) 91

Velocidad (mmin) 9

Estopor Cantidad 2

Carga maacutexima (kN) 524

Liacuteneas de amarre

Cantidad 4

Longitud (m) 160

Carga de rotura (kN) 123

Liacuteneas de remolque

Cantidad 1

Longitud (m) 190

Carga de rotura (kN) 306

Gateras Cantidad 6

Bitas de amarre Cantidad 9

Guiacutea cabos Cantidad 4

3 Sistema de propulsioacuten y gobierno

Los sistemas de propulsioacuten y gobierno se definiraacuten en detalle en el Capiacutetulo 5 puesto que en

este punto todaviacutea no se conocen los equipos instalados

Equipos y servicios

98

4 Equipos de salvamento

Para poder determinar los miacutenimos medios de salvamento que son necesarios disponer a

bordo se recurre a lo establecido en el coacutedigo SOLAS Concretamente se seguiraacute lo descrito

en el capiacutetulo III (ldquoLifesaving appliances and arrangementrdquo)

Al tratarse de un buque de carga con acomodacioacuten inferior a 50 personas se consideraraacute (a

efectos de salvamento) como buque de carga

41 Comunicaciones

De acuerdo a lo establecido en la regla 6 del citado documento el buque ha de disponer de

- Al menos 3 aparatos radiotelefoacutenicos bidireccionales de ondas meacutetricas

- Al menos un transpondedor radar a cada banda

- No menos de 12 cohetes lanza bengalas equipados con paracaiacutedas

- Sistema de alarma y comunicaciones a bordo

- Sistema de megafoniacutea audible en todos los espacios

42 Dispositivos individuales

La siguiente regla que aplicar es loacutegicamente la regla 7 del mismo capiacutetulo III En la misma se

establece que para buques de eslora inferior a 100 metros se ha de disponer de al menos el

siguiente nuacutemero de elementos individuales de salvamento

- 8 aros salvavidas repartidos de manera adecuada a lo largo de la eslora y de ambos

costados Dos de ellos han de contar con rabiza flotante (uno por banda) otros dos con

artefacto luminoso (tambieacuten uno por banda) y otros dos con artefacto luminoso y sentildeal

fumiacutegena

- 1 chaleco salvavidas por persona embarcada maacutes uno para cada tripulante de guardia

y un 5 adicional de respeto En definitiva se dispondraacute de 46 chalecos salvavidas

- 3 trajes de inmersioacuten (para los tripulantes del bote de rescate) y 3 trajes de proteccioacuten

contra la intemperie

43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate

De acuerdo con lo establecido en la Opcioacuten A se deberaacute contar con los siguientes elementos

- Bote de rescate Se decide disponer el modelo Merlin 615 FRC 530 MKII del fabricante

Norsafe el cual tiene capacidad para 15 personas Se ubicaraacute en el costado de estribor

- Balsas salvavidas inflables para el 100 de las personas embarcadas Se dispondraacuten

dos balsas con capacidad de 20 personas ambas cada banda Su peso aproximado es

de 150 kg aproximadamente Cada una de ellas contaraacute con un dispositivo adecuado

de puesta a flote (caiacuteda por rampa) Se elige el fabricante ldquoVikingrdquo

Equipos y servicios

99

Estos equipos han de ubicarse en una zona de intemperie no demasiado elevada (para facilitar

su puesta a flote y operaciones un lugar de faacutecil acceso (desde el interior y exterior del buque)

y en la medida de lo posible que proteja en cierta medida a los equipos

Los medios necesarios para su puesta a flote y recogida son pescantes de distintas

capacidades especificadas por el fabricante Por lo general las potencias requeridas se situacutean

entre los 8-15 kW

44 Elementos auxiliares

A continuacioacuten se enumeran una serie de equipos que a pesar de no ser medios de

salvamento per se han de estar dispuestos en el buque para garantizar la seguridad de las

personas embarcadas Estos elementos tambieacuten son exigidos por el convenio SOLAS

- Respondedor de radar uno por banda

- Aparato lanza cabo

- Laacutempara de sentildeales independiente energeacuteticamente del buque

- Medios de embarco y desembarco escalas retraacutectiles y rampa de rescate o evacuacioacuten

en los puestos de puesta a flote

5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones

En base a lo establecido por el convenio SOLAS y la Direccioacuten General de la Marina Mercante

(DGMM) el buque ha de contar con una serie determinada de equipos y sistemas de ayuda a

la navegacioacuten alumbrado y comunicaciones

51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten

Para garantizar que la navegacioacuten en mar abierto se realiza de una manera segura y eficiente

la tripulacioacuten ha de contar con una serie de equipos y servicios a bordo del buque Estos

elementos son como miacutenimo los siguientes

- 1 compaacutes magistral instalado en el techo del puente dotado de un sistema oacuteptico con

una rosa de diaacutemetro igual o mayor de 160 mm

- 1 compaacutes de respeto

- 1 girocompaacutes

- 1 corredera Doppler

- 1 ecosonda

- 1 sextante

- 1 cronoacutemetro

- 1 cronoacutegrafo contador de bolsillo

- 1 reloj de bitaacutecora

Equipos y servicios

100

- 2 transportadores de aacutengulos

- 2 compases de puntas

- 1 regla de 40 cm o reglas paralelas

- 1 megaacutefono

- 2 prismaacuteticos nocturnos y 2 prismaacuteticos diurnos (7x50)

- Cartas naacuteuticas derroteros y libros de faros de la zona de navegacioacuten

- 1 bocina de niebla

- 1 campana

- 1 laacutempara 1 coacutedigo y 1 espejo de sentildeales

- 2 linternas estancas

- 1 registrador de datos de la travesiacutea

- 1 baroacutemetro y 1 baroacutegrafo

- 1 termoacutemetro y 1 psicoacutemetro

- Sistema de limpiaparabrisas anticongelante y limpieza para los ventanales del puente

de mando

52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna

El buque ha de ser capaz no solo de comunicarse con otros buques o con alguna base en tierra

sino que ha de contar ademaacutes con una serie de equipos y sistemas que permitan una correcta

comunicacioacuten entre los distintos espacios que lo conforman especialmente la caacutemara de

maacutequinas y el puente de mando

En el caso de las comunicaciones con el exterior ha de disponer al menos de una instalacioacuten

de equipos de radio (que emita y reciba en las principales frecuencias) un receptor NAVTEX

sistema de comunicaciones viacutea sateacutelite (INMARSAT) radiobaliza etc

Por otro lado para permitir las comunicaciones interiores el buque ha de contar con una central

telefoacutenica sistemas de megafoniacutea y altavoces walkie-talkies etc

Ademaacutes el buque contaraacute con un sistema ECDIS de cartografiacutea radares de banda S y X y un

sistema AIS de recepcioacuten y transmisioacuten

53 Luces y sentildeales de navegacioacuten

El reglamento que se ha de seguir para determinar las luces marcas y sentildeales de navegacioacuten

que como miacutenimo han de ser dispuestas en un buque es el COLREG de 1972 concretamente

la parte C denominada Luces y Marcas

Como el buque proyecto tiene una eslora igual o superior a 50 metros ha de contar con al

menos

- Luz de tope blanca visible desde 6 millas

Equipos y servicios

101

- Luz de costado visible desde 3 millas Roja para el costado de babor y verde para el

costado de estribor

- Luz de alcance blanca visible desde 3 millas

- Luz de remolque amarilla visible desde 3 millas

- Luz todo horizonte blanca roja verde o amarilla visible desde 3 millas

Ilustracioacuten 37 Tipos de luces de navegacioacuten Fuente wwwnaval582com

Como es loacutegico las exigencias variacutean en funcioacuten de la operacioacuten del buque las cuales se

enumeran brevemente a continuacioacuten

- Navegacioacuten

o Luz de tope a proa

o Segunda luz de tope a popa y maacutes alta que la de pro

o Luces de banda

o Luz de alcance

- Buque en operaciones de remolque (longitud de remolque mayor de 200 metros)

o 3 luces de tope en liacutenea vertical

o Luces de banda

o 1 Luz de alcance

o 1 Luz de remolque en liacutenea vertical y por encima de la luz de alcance

o Una marca bicoacutenica en el lugar maacutes visible cuando la longitud

- Embarcaciones sin gobierno deberaacuten llevar

o 2 luces rojas todo horizonte en liacutenea vertical en el lugar maacutes visible

Equipos y servicios

102

- Las embarcaciones que tengan maniobra restringida

o 3 luces de todo horizonte en liacutenea vertical en el lugar maacutes visible de la

embarcacioacuten La maacutes elevada y la maacutes baja de estas luces seraacuten rojas y la luz

central seraacute blanca

- Embarcaciones fondeadas y varadas

Todos los buques fondeados exhibiraacuten en el lugar maacutes visible 1 luz blanca todo horizonte o

una bola en la parte de proa y los buques con eslora mayor de 50 metros 1 luz blanca todo

horizonte o bola en la proa y en la popa (si es mayor de 100 metros deberaacute tambieacuten iluminar

su cubierta)

54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas

Lo relativo a las sentildeales acuacutesticas y luminosas se describen en la regla 33 de la parte D del

anterior documento Seguacuten esta regla el buque ha de contar con un pito9 y con una campana

55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten

Si bien es difiacutecil establecer un valor determinado el elevado nuacutemero de elementos que

conforman este sistema y su tamantildeo hacen que el peso total pueda llegar faacutecilmente a las 5-8

toneladas

6 Achique y sentinas

El sistema de achique y sentinas es uno de los principales de los que dispone el buque Su

funcioacuten es por la parte de sentinas recoger aquellos residuos y derrames de liacutequidos o fluidos

de los distintos espacios del buque y si su concentracioacuten en partiacuteculas por milloacuten es adecuada

devolverlos al mar Si la concentracioacuten es demasiado alta estos fluidos se almacenaraacuten en el

tanque de lodos dispuesto para tal efecto Para determinar queacute fluidos se almacenan y cuaacuteles

se devuelven se bombean todos para hacerlos pasar por el separador de sentinas el cual

discierne ente unos y otros

En los espacios susceptibles de generar ldquoresiduosrdquo liacutequidosrdquo que vayan a las sentinas (caacutemara

de maacutequinas locales de propulsores etc) se disponen aspiraciones (en estos espacios se

dispondraacuten concretamente dos)

Por la parte del sistema de achique su funcioacuten es loacutegicamente la de evacuar los liacutequidos que

esteacuten inundando alguacuten espacio o compartimento determinado del buque Se considera por lo

tanto un sistema de emergencia

9 Seguacuten el Reglamento Internacional para la Prevencioacuten de Abordajes (RIPA) pito significa todo

dispositivo que es capaz de producir las pitadas reglamentarias y que cumple con las especificaciones

del Anexo III de tal Reglamento

Equipos y servicios

103

Los elementos que conforman este sistema son colector de sentinas ramales bombas y

separador de sentinas

61 Colector de sentinas

Para recoger todos los vertidos de los posibles compartimentos y tanques se dispone un

colector principal que recorre el buque de proa a popa y en el que ldquomuerenrdquo o vierten los

distintos ramales de tales espacios Cada uno de estos ramales contaraacute con rejillas o ldquocajas de

fangosrdquo para permitir su limpieza inspeccioacuten y revisioacuten

Para dimensionar dicho colector concretamente su diaacutemetro interior se recurre a la foacutermula

que se indica en la parte C seccioacuten 10 artiacuteculo 6 de la normativa del Bureau Veritas

119889 = 25 (119898119898) + 168 middot radic119871 middot (119861 + 119863) Eq 104

Siendo

- L la eslora de francobordo (en metros) Toma un valor de 4645 m

- B manga del buque (en metros) Toma un valor de 1375 m

- D el puntal del buque (en metros) Toma un valor de 550 m

De este modo

119889 = 25 (119898119898) + 168 middot radic4645 middot (1375 + 550) = 7523 119898119898 cong 80 119898119898 Eq 105

62 Ramales del colector de sentinas

Para determinar el diaacutemetro interno de los ramales del colector de sentinas se recurre a la

misma expresioacuten empleada para dimensionar el colector (Eq 104) La uacutenica diferencia es que

en este caso el valor de la eslora en la foacutermula no coincide con la eslora de francobordo si no

que toma el valor de la eslora del tanque en cuestioacuten del cual se esteacute dimensionando el ramal

En la siguiente tabla se resumen los distintos diaacutemetros de los ramales que llegan a los

principales espacios que han de contar con achique de sentinas

Tabla 4-4 Ramales del colector de sentinas Diaacutemetros interiores

Espacio Eslora (m) Dint (mm)

CCMM 18 60

LPProa 480 4000

LPPopa 540 4000

63 Ramales del colector de sentinas

De acuerdo con lo establecido por la Sociedad de Clasificacioacuten es necesario disponer dos (2)

bombas conectadas al sistema de sentinas principal El tipo de las mismas ha de ser auto

cebante

Equipos y servicios

104

Cada una de las bombas tiene que ser capaz de bombear agua a traveacutes del colector principal

de sentinas a una velocidad miacutenima de 2 ms

La capacidad de cada una de las bombas tiene que ser como miacutenimo de

119876 = 000565 middot 1198892 Eq 106

Donde

- Q= capacidad miacutenima de cada una de las bombas de sentinas (1198983 ℎ)

- d= diaacutemetro interno del colector de sentinas (en mm)

119876 = 000565 middot 802 = 3616 1198983ℎ cong 36 1198983ℎ Eq 107

7 Sistema de lastre

Este sistema es uno de los fundamentales (por no decir imprescindible) a bordo de un buque

de las caracteriacutesticas del de este proyecto Su misioacuten es la de mantener al buque en las

condiciones oacuteptimas de calado trimado y escora en todo momento Debido a una serie de

aspectos tales como consumo de viacuteveres y combustible operaciones en cubierta etc el buque

tiende a alejarse de su calado trimado y escora de disentildeo Mediante el sistema de lastre se

consigue compensar tales acciones y mantener al buque en la posicioacuten deseada

Este sistema estaacute formado por una serie de tanques repartidos de manera estrateacutegica a lo largo

del buque Por norma general se disponen en los ldquoextremosrdquo del buque es decir tanto en el

pique de proa y de popa como en los costados Tambieacuten es deseable que el nuacutemero de tanques

sea elevado para dotar al sistema de mayor flexibilidad Para generar momento y compensar

los movimientos que lo desviacutean de sus condiciones de disentildeo estos tanques se llenan o vaciacutean

de agua salada (que se toma directamente del mar) La capacidad total de estos tanques ha de

ser similar (en la medida de lo posible) al peso muerto del buque para asegurar que sea cual

sea la operacioacuten el sistema responderaacute efectivamente

Por lo tanto estaraacute formado por bombas de lastre vaacutelvulas colectores de agua de mar y

tanques

71 Bombas de lastre

La Sociedad de Clasificacioacuten establece que el nuacutemero de bombas de lastre a disponer es de al

menos dos (2) Han de ser centriacutefugas y una de ellas ha de contar con un sistema de

alimentacioacuten eleacutectrica independiente

Como ya se vio en el apartado 65 la capacidad total de lastre es de 225 m3 En este caso la

Sociedad no establece ninguacuten criterio para determinar el caudal de las bombas de lastre y por

lo tanto se determina que las bombas sean capaces de lastrar deslastrar completamente el

buque en aproximadamente 3 horas Por lo tanto la capacidad de cada una de las bombas

seraacute de

Equipos y servicios

105

119876 =225 1198983

2 middot 3 ℎ= 375

1198983

ℎcong 40

1198983

ℎ Eq 108

Para determinar la presioacuten de trabajo se ha de estimar de manera aproximada la columna de

agua maacutexima que las bombas deberiacutean ser capaces de vencer Para ello se tienen en

consideracioacuten los siguientes aspectos

Tabla 4-5 Presioacuten miacutenima de trabajo de las bombas de lastre

Paraacutemetro Valor (mca)

Altura maacutex tanque lastre - Calado 139

Peacuterdidas 300

Presioacuten descarga 400

Total 839

Por lo tanto las bombas han de tener como miacutenimo una presioacuten de 1 bar aunque por seguridad

y para permitir su uso en otros sistemas que puedan requerir mayor capacidad se estableceraacute

en 2 bares

Aparte de las bombas el sistema contaraacute con vaacutelvulas de cierre automaacutetico en cada tanque y

este estaraacute automatizado para evitar que las bombas no actuacuteen de manera imprevista y

provoquen dantildeos

En los casos en los que sea posible se procederaacute al llenado de los tanques por gravedad

72 Sistema de tratamiento de lastre

El hecho de que el buque necesite tanques de lastre para realizar las distintas operaciones y

llevar a cabo las misiones necesarias obliga a que se disponga un sistema de tratamiento

especial para tratar el agua empleada por tal sistema

El organismo que regula estos sistemas y tratamientos es la OMI concretamente de acuerdo

con lo establecido en el Convenio Internacional de Control y Gestioacuten de Agua de Lastre y

Sedimentos

La normativa aplicable variacutea en funcioacuten del volumen de lastre dispuesto a bordo del buque En

este caso el buque proyecto cuenta con una capacidad total de volumen de agua de lastre de

225 m3 y por lo tanto la normativa a aplicar es la referente a buques con una capacidad inferior

a 1500 m3

Sin embargo al tratarse de un buque construido en un antildeo posterior al 2016 el sistema ha de

cumplir con norma de eficacia de la gestioacuten del agua de lastre o regla D-2

Seguacuten la OMI esta norma establece que ldquolos buques que efectuacuteen la gestioacuten del agua de lastre

descargaraacuten menos de 10 organismos viables por metro cuacutebico cuyo tamantildeo miacutenimo sea igual

o superior a 50 micras y menos de 10 organismos viables por mililitro cuyo tamantildeo miacutenimo sea

inferior a 50 micras y superior a 10 micras y la descarga de los microbios indicadores no

excederaacute de las concentraciones especificadasrdquo

Equipos y servicios

106

Los microbios anteriormente mencionados son los siguientes

- Vibrio cholerae toxicoacutegeno (O1 y O139) menos de 1 unidad formadora de colonias (ufc)

por 100 mililitros o menos de 1 ufc por gramo (peso huacutemedo) de muestras de

zooplancton

- Escherichia coli menos de 250 ufc por 100 mililitros

- Enterococos intestinales menos de 100 ufc por 100 mililitros

Por lo tanto conocidas las necesidades del sistema es necesario escoger alguna de las

tecnologiacuteas disponibles para tratar el agua de lastre En este caso se decide disponer de un

sistema combinado pues ademaacutes de poseer un filtro incluye un esterilizador de rayos

ultravioleta Este modelo es concretamente el BallastMaster ultraV ya que se trata de una

tecnologiacutea simple eficaz y altamente probada Ademaacutes de acuerdo con lo establecido por el

propio fabricante GEA este sistema cumple con las directrices de la OMI y ha sido catalogado

como sistema AMS10 Ademaacutes y de nuevo de acuerdo con las palabras del propio fabricante

presenta las siguientes ventajas

- Funcionamiento sin sustancias quiacutemicas sin subproductos ni eliminacioacuten de residuos

- Radiacioacuten UV de baja presioacuten y alta eficiencia energeacutetica

- La luz UV-C afecta al ADN de los organismos

- Alto poder de desinfeccioacuten permanente

- Supervisioacuten de la intensidad de la radiacioacuten UV mediante un sensor

- Inactivacioacuten segura de siete patoacutegenos resistentes al cloro como Cryptosporidium

- Poco mantenimiento y control por menuacutes increiacuteblemente faacutecil

- Tamantildeo reducido e instalacioacuten sencilla

- Para instalaciones nuevas y aplicaciones de reacondicionamiento

Las caracteriacutesticas del dispositivo son las siguientes

10 Notacioacuten que expide la Guardia Costera de EE UU(USCG) y que permite pasar los controles reglamentarios en puerto en lo relativo a la gestioacuten y tratamiento de las aguas de lastre

Equipos y servicios

107

Ilustracioacuten 38 Caracteriacutesticas del dispositivo para el tratamiento de aguas de lastre Fuente

wwwgeacom

Como se puede comprobar se ha seleccionado el modelo de 250 m3h que presenta un

consumo eleacutectrico de 34 kW

8 Aireaciones reboses y sondas de tanques

Estos elementos se disponen en los tanques del buque y son imprescindibles para que el

sistema al cual prestan servicio funcione con normalidad

81 Aireaciones

De cara a reducir cargas inesperadas en los tanques (y por ende en la estructura del buque)

debidas a sobre presiones o gradientes de presioacuten causados por cambios bruscos de

temperatura y disminuciones repentinas del nivel de estos es necesario disponer de

aireaciones en aquellos tanques que no cuenten con sistemas o medios de ventilacioacuten

especiacuteficos

Como es loacutegico estas aireaciones se dispondraacuten en la parte alta de los tanques concretamente

en la zona de proa de los mismos (para evitar que los refuerzos o elementos estructurales

entorpezcan la evacuacioacuten de los gases y se generen bolsas peligrosas) De todos modos es

norma general disponer groeras o imbornales 11 en tales refuerzos para evitar problemas Todas

las aireaciones descargan en un colector (uno a cada banda) que termina a su vez en una

vaacutelvula situada a una determinada altura por encima de la cubierta de trabajo En el caso de

disponer de tanques que contengan liacutequidos inflamables se dispondraacute un tercer colector que

agrupe sus aireaciones correspondientes y que cuente con medios cortafuegos para evitar que

una chispa genere un incendio

11 Seguacuten la Real Academia de Ingenieriacutea se entiende por groera o imbornal el agujero o canal practicado a trechos en los trancaniles y costados de un buque para dar salida a las aguas de las respectivas cubiertas

Equipos y servicios

108

82 Reboses

En el caso de aquellos tanques que contengan liacutequido en su interior no se puede permitir la

evacuacioacuten libre por las aireaciones de cubierta pues los liacutequidos derramados en la misma

supondriacutean una fuente potencial de accidentes

En este caso se ha de disponer de una especie de contenedor o recipiente que recoja los

posibles vertidos de las aireaciones y que descargue en un colector que los lleve al tanque de

reboses correspondiente

83 Sondas

Las sondas son un elemento muy sencillo pero fundamental en los tanques Su misioacuten es la de

indicar el nivel o porcentaje de llenado de todos los tanques del buque y permitir asiacute a la

tripulacioacuten controlar en todo momento los recursos disponibles para llevar a cabo las distintas

misiones en las que pueda verse involucrado el buque

Son elementos imprescindibles para determinar por ejemplo el nivel de los tanques de

combustible (y determinar la autonomiacutea restante del buque) para determinar el nivel de los

tanques de lastre de agua dulce etc

Existen de diversos tipos y por norma general se suelen disponer de tipo visual o manual

consistentes en un tubo adosado a los tanques que incorpora un nivel En aquellos tanques

denominados principales se antildeadiraacute una sonda automaacutetica o remota que enviaraacute a la sala de

control informacioacuten cuando se desee o en todo momento acerca del porcentaje de llenado del

tanque correspondiente

9 Sistema contraincendios

En un buque uno de los principales peligros es la aparicioacuten de un incendio pues obviamente

no se dispone de medios terrestres de extincioacuten y soacutelo se puede contar con aquellos dispuestos

a bordo Ademaacutes debido a la gran cantidad de elementos inflamables que hay en el mismo

(combustible aceites equipos eleacutectricos etc) el riesgo es elevado

Para minimizar tal riesgo al maacuteximo posible se equiparaacute al buque con los medios y equipos

necesarios de acuerdo con lo establecido en el Capiacutetulo II-2 del SOLAS relativo al sistema

contraincendios

Como su propio nombre indica este sistema seraacute el encargado de proporcionar los medios

necesarios para prevenir detectar y en uacuteltimo lugar extinguir un incendio a bordo del buque

proyecto

A pesar de que son muchas son las indicaciones existentes para prevenir la aparicioacuten de

incendios en este proyecto se seguiraacuten las directrices del coacutedigo SOLAS

Equipos y servicios

109

91 Sistema de deteccioacuten

Como su nombre bien indica el objetivo de este sistema es valga la redundancia detectar el

local o espacio de origen del incendio y activar una alarma para iniciar la actividad contra

incendios

Se deberaacuten disponer sistemas de deteccioacuten y de alarma fijos puntos de socorro manuales y

patrullas de incendio

Al tratarse de un buque de 36 tripulantes los sistemas se han de instalar en los siguientes

espacios del siguiente modo

- Espacios de maacutequinas

- Espacios de acomodacioacuten (en todos los pasillos escaleras y rutas de escape)

- Puesto de control

92 Sistema de contencioacuten

En el caso de producirse un incendio el paso inmediato a su deteccioacuten es su contencioacuten para

evitar que se propague por todos los espacios del buque

Seguacuten lo establecido en la novena (9) regulacioacuten del SOLAS para buques con una tripulacioacuten

igual o superior a 36 integrantes se ha de disponer la siguiente configuracioacuten de mamparos en

funcioacuten de los espacios que se separen

Ilustracioacuten 39 Clasificacioacuten de mamparos que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

En el caso de las cubiertas la clasificacioacuten es la siguiente

Equipos y servicios

110

Ilustracioacuten 40 Clasificacioacuten de cubiertas que separan espacios adyacentes Fuente SOLAS

93 Sistemas de lucha contraincendios

Como su propio nombre indica estos sistemas seraacuten los encargados de extinguir el incendio

en el espacio en el que se genere Se instalaraacuten sistemas fijos de extincioacuten y las medidas anti-

incendio seraacuten legibles de manera sencilla

Los sistemas que se disponen a bordo del buque son sistema de CO2 sistema de agua salada

sistema de rociadores y aspersores y equipos de uso individual

931 Sistema de agua salada

Como es loacutegico la primera medida para combatir los incendios para por el empleo del agua de

mar recurso praacutecticamente ilimitado en el caso de los barcos Es un sistema sencillo que

baacutesicamente consiste en una red de tuberiacuteas que se extiende a lo largo del buque y que cuenta

con capacidad de descarga en todos los espacios que se desean proteger Ademaacutes es el

sistema encargado de dar servicio a las bocas contraincendios

Se compone de los siguientes elementos toma de mar colector ramales vaacutelvulas de

aislamiento y bocas y mangueras contra incendio

Al tener un arqueo bruto superior a 600 GT la presioacuten en todas las bocas contra incendios ha

de ser de 027 Nmm2

Las mangueras de las bocas contra incendios tendraacuten una longitud miacutenima de 10 metros y no

maacutes de 20 metros (salvo en caacutemara de maacutequinas donde como maacuteximo pueden ser de 15

metros) En buques de maacutes de 1000 GT se dispondraacute una por cada 30 metros de eslora (con

una de respeto y en total nunca menos de 5)

Para conseguir que el agua llegue del colector a los distintos espacios del buque es necesario

bombearla Seguacuten lo establecido en el SOLAS el buque ha de contar con al menos 3 bombas

contraincendios con una de ellas aislada del resto La capacidad de estas bombas seraacute de 25

m3h

932 Sistema de CO2

En determinados espacios como aquellos que alojan maacutequinas en su interior es necesario

disponer de un sistema de contraincendios adicional al de agua salada

Equipos y servicios

111

En este caso el agente extintor es el dioacutexido de carbono o CO2 el cual ldquoeliminardquo el oxiacutegeno del

espacio en cuestioacuten para que se extinga el incendio A diferencia de otros sistemas esta medida

obliga a que en el momento de su activacioacuten no quede ninguacuten tripulante en el espacio pues el

riesgo es elevado

Por lo tanto el sistema ha de contar ademaacutes de con los medios inherentes al mismo como son

las bombonas gas etc de medios acuacutesticos y visuales que alerten de su activacioacuten Se

dispondraacute de una cabina de control en el exterior de los espacios para activar el sistema

Para determinar el volumen de gas que es necesario llevar a bordo se determina el tamantildeo o

volumen del espacio mayor a proteger En este caso el mayor espacio es la caacutemara de

maacutequinas Ademaacutes se ha de tener en cuenta el volumen del guardacalor pero como en esta

etapa del proyecto no estaacute definido todaviacutea se aplicaraacute un factor del 10 que tenga en cuenta

dicho volumen

De este modo

1198811198621198742 = 04 middot (119881119862119862119872119872 + 119881119866119862) = 04 middot (119881119862119862119872119872 + 01 middot 119881119862119862119872119872) = 04 middot (825 + 01 middot 825)

= 363 1198983 Eq 109

Este volumen de CO2 se lleva a bordo dispuesto en botellas o bombonas de alta presioacuten que

se alojan en el local especialmente habilitado para ello en la cubierta expuesta o de trabajo

933 Sistema de rociadores

Es un sistema capaz de proyectar agua de forma uniforme y en cantidad suficiente sobre el

piso del espacio a proteger

Se puede utilizar agua dulce o salada del mar como agente extintor Es obligatorio que todos

los sistemas de rociadores que utilizan agua dulce como agente inicial una vez agotada esta

sean capaces de utilizar agua salada para continuar la extincioacuten El uso de agua salada

garantiza que es sistema sea inagotable ya que se toma directamente del mar El agua dulce

debe llevarse a bordo almacenada y tiene una capacidad limitada tambieacuten dantildea menos los

equipos y el mobiliario

La descarga del agua es remota lo implica que no es necesario que ninguna persona se

encuentre en el interior del espacio durante la extincioacuten del incendio Ademaacutes el sistema puede

ser automaacutetico lo que garantiza una pronta extincioacuten antes de que el fuego tenga tiempo de

extenderse

El circuito se disentildearaacute de modo que el circuito y por tanto los rociadores se puedan alimentar

con agua salada desde la bomba de rociadores y desde el colector de contra incendios (bombas

principales de CI) La activacioacuten del sistema seraacute siempre manual y de forma local o remota

desde fuera de los locales a proteger Seguiraacute la siguiente secuencia de activacioacuten

El sistema estaraacute compuesto por

- Bomba de rociadores bombea el agua salada al circuito del sistema Toma agua del

mar a traveacutes de una toma de mar que dispondraacute de rejilla filtro y vaacutelvula de aislamiento

Equipos y servicios

112

Se arranca de forma manual cuando se detecta el incendio de forma remota desde el

puente o local de control de contra incendios o local

- Circuito de rociadores red de tuberiacuteas que distribuye el agua desde el sistema de

impulsioacuten hasta los rociadores Estaraacute compuesto por un colector de rociadores

secciones de rociadores y vaacutelvulas de control (situada en cada uno de los ramales de

suministro de agua a los espacios a proteger que permite controlar la descarga de agua

independiente en cada uno de los espacios)

- Rociador o aspersor elemento situado en las salidas de agua del circuito que garantiza

una distribucioacuten uniforme y en cantidad adecuada Su nuacutemero y disposicioacuten seraacute la

adecuada para cubrir todo el espacio a proteger Estaraacuten abiertos permanentemente de

modo que cuando se active el sistema descargara sobre todo el piso de la zona

protegida

En los espacios de acomodacioacuten de acuerdo con lo establecido en SOLAS el sistema ha de

ser capaz de suministrar 5 litrosminuto sobre un aacuterea miacutenima de 280 m2 de superficie a

proteger

Por lo tanto

119876119903119900119888 = 5119897

119898119894119899 middot 1198982middot Aacute119903119890119886 (1198982) = 5 middot 280 = 1400

119897

119898119894119899= 84

1198983

ℎ Eq 110

La bomba de agua salada tendraacute una capacidad suficiente para mantener el flujo continuo de

agua necesario en los rociadores

La potencia de dicha bomba seraacute de

119875 =119876119903119900119888 middot 600

3600 middot 06=

84 middot 600

3600 middot 06= 23 119896119882 Eq 111

En los espacios de maquinaria el sistema ha de ser capaz de suministrar 5 litrosminuto por

metro cuadrado de la superficie a proteger

119876119903119900119888 = 5119897

119898119894119899 middot 1198982middot Aacute119903119890119886 (1198982) = 5 middot 1875 = 9375

119897

119898119894119899= 5624

1198983

ℎ Eq 112

La potencia de dicha bomba seraacute de

119875 =119876119903119900119888 middot 600

3600 middot 06=

5624 middot 600

3600 middot 06= 15 119896119882 Eq 113

934 Elementos contraincendios individuales

Por elementos individuales se entiende aquellos dispositivos que han de ser utilizados por un

uacutenico tripulante Es decir se trata de los extintores y de los equipos de bombero

Equipos y servicios

113

En cuanto a los primeros han de cumplir con lo establecido en el Coacutedigo Internacional de

Sistemas de Seguridad Contraincendios

- Caacutemara de maacutequinas 4 extintores de espuma de 45 litros garantizando que alcancen

cualquiera de los sistemas de lubricacioacuten y combustible y que no sea necesario recorrer

maacutes de 10 metros para alcanzarlos

- En espacios de acomodacioacuten se utilizaraacuten extintores de polvo seco (no estaacuten permitidos

los extintores de anhiacutedrido carboacutenico) Se dispondraacute un nuacutemero suficiente de este tipo

de extintores

- Local de pinturas contaraacute con un extintor de polvo seco

A bordo se debe contar con carga de respeto para el 100 de los 10 primeros extintores y del

50 para el resto

Con respecto a los equipos de bombero al tratarse de un buque con capacidad FIFI I la

normativa obliga a disponer de 4 Se dispondraacuten en dos espacios de contra incendios

independientes contando una de ellas con acceso directo a la cubierta de trabajo

94 Sistema contra incendios exterior FIFI I

El buque proyecto tiene notacioacuten de clase FIFI I lo que implica que no solo ha de ser capaz de

sofocar los posibles incendios que se den a bordo del mismo sino que ha de contar con los

medios y equipos necesarios para extinguir incendios en otros buques o en alguna plataforma

oceaacutenica

Para contar con tal clasificacioacuten ha de disponer de los elementos que se describen a

continuacioacuten

- Monitores Han de ser operados y controlados remotamente pero se dispone de un

control manual de emergencia por cada monitor Las caracteriacutesticas y nuacutemero de los

mismos se muestran en la Tabla 4-6 Han de disponerse de tal modo que se consiga un

movimiento en el plano horizontal de al menos 90ordm con respecto a crujiacutea y en un lugar

que se encuentre libre de obstaacuteculos Por tal motivo se decide disponerlos a ambos

costados de la superestructura En definitiva se dispondraacuten 2 monitores de 1200 m3h

con una distancia de lanzamiento horizontal de 120 metros y una altura de 45 metros

Como es loacutegico debido a la gran potencia de disparo de estos monitores es necesario

estudiar la fuerza de retroceso que generan en operacioacuten ya que pueden afectar a la

estabilidad del buque durante las operaciones de lucha contra incendios y DP

Tabla 4-6 Caracteriacutesticas de los monitores para la notacioacuten FIFI II Fuente Bureau Veritas

Equipos y servicios

114

A pesar de que el fabricante no especifica tal fuerza es faacutecil estimarla a partir de otros

monitores y establecer que los del buque proyecto tendraacuten una fuerza de retroceso de

25 kN aproximadamente El efecto de los monitores en la estabilidad se determinaraacute a

traveacutes de la expresioacuten del momento escorante

120579 =119865119898119900119899119894119905119900119903 middot 119860119897119905119906119903119886119898119900119899119894119905119900119903

120549 middot 119866119872=

25119896119873 middot1119905

981 119896119873middot 14119898

195556 119905 middot 226119898= 001119900 Eq 114

Como era de esperar el efecto de los monitores en operacioacuten sobre la estabilidad del

buque es miacutenimo

- Tuberiacuteas La velocidad maacutexima de disentildeo no ha de exceder 4 ms entre las bombas y

los monitores

- Bombas contra incendios exteriores Se instalaraacuten dos bombas centriacutefugas situadas en

caacutemara de maacutequinas y que tomaraacuten al agua salada directamente de las tomas de mar

destinadas para el sistema de contraincendios Su capacidad seraacute de como miacutenimo

119876119862119868 =

119876119898119900119899119894119905119900119903119890119904

1198983

119873ordm 119887119900119898119887119886119904=

2 middot 12001198983

ℎ2

= 1200 1198983

Eq 115

En este caso la bomba va acompantildeada de un motor eleacutectrico para garantizar su correcto

funcionamiento

Ademaacutes y debido a que la normativa lo permite se instalaraacuten dos bombas de 185 kW para

abastecer a los sistemas de sentinas lastre y contra incendios

941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua

De acuerdo con lo establecido por la sociedad de clasificacioacuten en los buques con notacioacuten de

clase FIFI I todos los espacios exteriores por encima de la flotacioacuten (para la condicioacuten de menor

calado) incluyendo superestructuras y cubiertas expuestas han de ser de acero y estar

internamente aislados para formar divisiones del tipo A-60

Sin embargo la normativa tambieacuten establece que si se decide disponer de un sistema de auto

proteccioacuten mediante cortina de agua las consideraciones anteriores no son de obligado

cumplimiento y que los elementos a proteger pueden ser de aluminio si se desea y sin ninguacuten

tipo de aislamiento

Por lo tanto teniendo en consideracioacuten todo lo anterior se decide disponer de elementos de

acero sin aislamiento y protegidos por un sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua

La capacidad de este sistema ha de ser como miacutenimo de 10 lmin por cada metro cuadrado del

aacuterea total a proteger

El aacuterea total que proteger estaacute formada por

- Aacutereas verticales del casco

Equipos y servicios

115

- Aacutereas verticales de la superestructura

- Bases o soportes de los monitores de contra incendios

El sistema ha de ser dispuesto de tal modo que no perturbe la visibilidad desde el puente de

gobierno o desde los lugares de operacioacuten de los monitores

El nuacutemero y disposicioacuten de los rociadores ha de ser suficiente como para que el agua cubra

todos los espacios expuestos a la radiacioacuten

En este caso para este sistema pueden emplearse las bombas reservadas para los monitores

siempre y cuando su capacidad se aumente de acuerdo con las nuevas necesidades del

sistema Si se opta por emplear dichas bombas una vaacutelvula de cierre seraacute necesaria

Por lo tanto el siguiente paso seraacute determinar el aacuterea total a proteger Los valores

correspondientes al aacuterea frontal expuesta y al aacuterea lateral expuesta ya se obtuvieron en los

Capiacutetulo 2 (ver Ilustracioacuten 19) y Capiacutetulo 4 (ver Ilustracioacuten 33) respectivamente

El valor total obtenido asciende hasta

119860119879119900119905119886119897 = (Aacute119903119890119886119897119886119905119890119903119886119897 middot 2 + Aacute119903119890119886119891119903119900119899119905119886119897 middot 2) middot 105 = ( 38861 middot 2 + 15645 middot 2) middot

105 = 114463 1198982 Eq 116

Como se puede comprobar se ha estimado que el aacuterea frontal de popa es equivalente al aacuterea

frontal de proa y ademaacutes se ha antildeadido un factor de seguridad del 5

Con todo lo anterior el caudal necesario se determina del siguiente modo

119876119882119878 = 10119897

119898119894119899 middot 1198982middot 119860119905119900119905119886119897(1198982) = 10 middot 114463 = 1144627

119897

119898119894119899cong 650

1198983

ℎ Eq 117

Si antildeadimos este caudal a las bombas de los monitores FIFI se obtiene que el caudal total de

este sistema asciende hasta los 1750 m3 aproximadamente

Tomando que para que el agua ascienda hasta la parte maacutes elevada de las aacutereas verticales

de la superestructura es necesario que las bombas trabajen a 13 bares la potencia de las

bombas asciende a

119875119865119868119865119868 =119876119882119878 middot 119901

3600 middot 06=

1750 middot 15 middot 100

3600 middot 06= 105805 119896119882 cong 1100 119896119882 Eq 118

10 Sistema de agua sanitaria

Como su propio nombre indica el sistema de agua sanitaria es el encargado de que se

disponga a bordo en todo momento de agua dulce potable tanto friacutea como caliente para la

tripulacioacuten embarcada Abastece a espacios y elementos como pueden ser los lavabos las

duchas la cocina etc

Equipos y servicios

116

El sistema se compone de los tanques de agua dulce bombas de agua dulce sanitaria y un

tanque hidroacuteforo (que mantenga la presioacuten del circuito a niveles adecuados) Ademaacutes como el

agua estaacute destinada al consumo humano se ha de disponer un sistema de esterilizacioacuten y

mineralizacioacuten compuesto por un equipo UV Por uacuteltimo para calentar el agua es necesario

disponer de calentadores de agua a bordo

Como se vio en el apartado 64 del capiacutetulo 3 el volumen total de los tanques de agua dulce

ascendiacutea a 45945 m3 que se preveacuten suficientes para suplir las necesidades diarias de la

tripulacioacuten que seguacuten [1] se estima en 150 litros por persona y diacutea

101 Tanque hidroacuteforo

El proceso para dimensionar el tanque hidroacuteforo es sencillo Basta con estimar un pico de

consumo de agua dulce durante un intervalo de tiempo de 10 minutos El criterio tomado es el

siguiente

- 13 tercio de la tripulacioacuten (12 tripulantes) consumiendo 50 litros durante los 10 minutos

en duchas y aseos

- 23 restantes de la tripulacioacuten (24 tripulantes) consumiendo 10 litros entre aseos y

cocina

- Adicionalmente se antildeadiraacute un margen del 10

De este modo el caudal del equipo se estima como miacutenimo en

119876119864119867 = (1

3middot 50 119897 +

2

3middot 10119897) middot

119879119903119894119901

10 119898119894119899middot 119898119886119903119892119890119899 = (

1

3middot 50119897 +

2

3middot 10119897) middot

36

10 119898119894119899middot 11

= 504 1198983ℎ

Eq 119

Caudal que corresponde al siguiente volumen de tanque

119881119879119867 = 119876119864119867 middot10

60ℎ middot

1000 119897

1 1198983= 840 119897 cong 850 119897 Eq 120

Finalmente para determinar la presioacuten del tanque se determina el espacio maacutes elevado al cual

daraacute servicio pues su altura marcaraacute la altura a vencer por las bombas

En este caso el espacio maacutes elevado es loacutegicamente el puesto de gobierno el cual estaacute

situado (en su punto maacutes alto) a aproximadamente 16 metros Teniendo en cuenta un margen

de peacuterdidas del 15 el resultado es el siguiente

119875119879119867 = 119867 + 119867119901119890119903119889 = 16 + 16 middot 115 = 184 119898 119888 119886 cong 2 119887119886119903 Eq 121

En definitiva se instalaraacute un tanque de 850 l de capacidad y a una presioacuten de 2 bares

Equipos y servicios

117

102 Bombas de agua sanitaria

Como se pudo comprobar en el apartado anterior las caracteriacutesticas de la bomba de agua

sanitaria ya quedaron determinadas

Por lo tanto seraacute necesario disponer de bombas que soporte un caudal ligeramente superior a

5 1198983ℎ y que trabaje a una presioacuten de 2 bares

Se instalaraacuten dos bombas de una potencia de 45 kW con las caracteriacutesticas anteriormente

mencionadas

103 Calentador de agua dulce

Para determinados servicios es necesario disponer de agua caliente a bordo Para ello se

dispone de calentadores de agua dulce que calienten parte del agua de la que se dispone a

bordo

El funcionamiento del mismo es muy sencillo pues simplemente toma agua de los tanques

dispuestos en el doble fondo y la hace pasar por unos serpentines que se calientan mediante

vapor de agua y por ende calientan el agua dulce

El tamantildeo del calentador se determinaraacute en base al nuacutemero de tripulantes y a las situaciones

en las que se requiera disponer de agua caliente En definitiva los criterios para su

dimensionamiento pueden resumirse del siguiente modo

- Se estima que el pico de consumo de agua caliente puede suponer un 40-45 de la

capacidad total de agua dulce

- La temperatura de entrada del agua dentro del calentador no seraacute superior a 8ordm Se

estima que entre a una temperatura media de 5ordm

- La temperatura media de salida del termo seraacute de 50ordm (regulables por medios

individuales) y la temperatura maacutexima de salida seraacute de 60ordm

Con estas consideraciones se establece que el volumen energiacutea necesaria para calentar el

agua y potencia del calentador necesaria para calentar toda el agua en una hora toman los

siguientes valores

119881119862 = 045 middot 119881119879119867 = 045 middot 850119897 = 3825 119897 = 039 1198983 Eq 122

119864119862 = 119898 middot 119862119890 middot ∆119879 = 039 1198983 middot1000 119896119892

1198983middot

418 119896119869

119896119892 middot middot (50 minus 10) = 671517119896119869 Eq 123

119875119862 =119864

1ℎ middot 120578119888=

671517

3600119904 middot 085= 2195 119896119882 cong 22 119896119882 Eq 124

El sistema debe contar ademaacutes con una bomba que pueda hacer frente a la demanda del

sistema Como la demanda del calentador es aproximadamente la mitad de todo el sistema de

agua dulce se decide disponer una bomba de las mismas caracteriacutesticas a la calculada en el

Equipos y servicios

118

apartado anterior La uacutenica diferencia seraacute el caudal de esta pues en este caso seriacutea suficiente

contar con un caudal de 2 5 1198983ℎ

11 Sistema de aguas residuales

Este sistema se encarga de recoger y tratar las aguas residuales del buque para poder asiacute

descargarlas en alta mar sin ninguacuten tipo de peligro para el medio ambiente

Se trata de un sistema regulado por el convenio MARPOL concretamente por el anexo IV Para

el disentildeo y dimensionamiento del sistema se seguiraacuten las directrices indicadas en el mismo

teniendo en cuenta que en el capiacutetulo de disposicioacuten general concretamente en el apartado

66 se establecioacute que el volumen del tanque de aguas grises era de 883 m3 y el de aguas

negras de 512 m3

A pesar de que se dispondraacute de un sistema de tratamiento de aguas residuales es necesario

dimensionar los tanques de un modo preliminar y en base a las expectativas de generacioacuten de

tales aguas residuales Los posibles espacios de generacioacuten y su volumen de produccioacuten son

los siguientes

- Aguas negras 20 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Aguas grises 30 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Lavanderiacutea 10 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

- Cocina 15 119897

119901119890119903119904119900119899119886middot119889iacute119886

Los tanques de aguas residuales han de tener una capacidad para almacenar el total de la

generacioacuten durante el nuacutemero de diacuteas que el buque se encuentre en zonas restringidas y que

por tanto no pueda descargar el agua tratada Con el volumen disponible para el tanque de

aguas grises se obtiene que el nuacutemero de diacuteas que el buque puede permanecer sin descargar

las aguas residuales es de 8 Se trata de un valor correcto pues podriacutea equivaler perfectamente

a los diacuteas que el buque puede permanecer en una determinada operacioacuten

Para la descarga a tierra de los tanques se dispondraacute de una conexioacuten universal y una bomba

de descarga con capacidad suficiente para realizar la operacioacuten en un periacuteodo inferior a 2 horas

119876119860119877 =119881119905119900119905

119905=

883 1198983 + 512 1198983

2= 6975

1198983

ℎcong

71198983

Eq 125

La potencia de la bomba ha de ser lo suficiente como para vencer la diferencia de alturas entre

el doble fondo y el costado por lo que

Equipos y servicios

119

119875119860119877 =119876119860119877 middot ℎ middot 100

3600 middot 06=

7 lowast (682 minus 15) lowast 100

3600 lowast 06= 172 119896119882

Eq 126

12 Gruacutea principal

El buque proyecto cuenta con una gruacutea principal en la cubierta de trabajo para dar servicio a

las operaciones que en ella puedan llevarse a cabo

La gruacutea instalada cuenta con unas especificaciones recogidas en el cataacutelogo del fabricante (ver

0) Se trata de una gruacutea telescoacutepica especiacuteficamente disentildeada para asistir y facilitar las labores

de la industria offshore

121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea

A pesar de que todas las caracteriacutesticas y paraacutemetros de la gruacutea se encuentran recogidos en

el anexo anteriormente citado a continuacioacuten se describen brevemente aquellas que se

consideran de especial relevancia

De acuerdo a lo especificado por el propio vendedor este tipo de gruacuteas destaca por

- Elevada maniobrabilidad y elevado grado de resistencia

- Flexibilidad para realizar labores de izado a larga y corta distancia

- Mientras no esteacute en operacioacuten el espacio que ocupa en cubierta es reducido Las cortas

longitudes de cable que emplean garantizan una manipulacioacuten segura de la carga a

corta distancia

Cuenta con una plataforma adosada en la cual se disponen los mandos de control que son

controlados por un operario cualificado Su capacidad de giro con respecto al eje vertical es

elevada y es accionada por bombas hidraacuteulicas movidas por motores eleacutectricos

Equipos y servicios

120

Ilustracioacuten 41 Gruacutea telescoacutepica instalada en la cubierta de trabajo Fuente Palfinger

Brevemente mencionar que su capacidad de izado variacutea (loacutegicamente) con la extensioacuten del

brazo telescoacutepico de la manera que se muestra a continuacioacuten

Ilustracioacuten 42 Capacidad de izado de la gruacutea principal

Seguacuten el fabricante el consumo eleacutectrico se situacutea en 66 kW

122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque

La gruacutea estaraacute situada en el costado de estribor y aproximadamente en el punto medio de la

eslora total de la cubierta de carga con el objetivo de alcanzar cualquier punto de la misma

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Carg

a (

t)

Distancia (m)

Capacidad de izado

Equipos y servicios

121

13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico

Como bien apareciacutea reflejado en la definicioacuten de clase y especificacioacuten del buque proyecto

este estaraacute equipado con un sistema de posicionamiento dinaacutemico de clase 2 clasificado por

el Bureau Veritas como DYNAPOS -AMAT Las siglas AMAT se otorgan a sistemas que son

capaces de mantener la posicioacuten automaacuteticamente y que pueden mantener una trayectoria

predeterminada a una velocidad preestablecida y con un rumbo preestablecido

respectivamente Los buques con tal clasificacioacuten han de disponer de una unidad de caacutelculo

que incluya ademaacutes del ordenador un reloj de referencia y un equipo perifeacuterico para la

visualizacioacuten y la impresioacuten

En este caso la notacioacuten AMAT para ser clasificada como sistema de posicionamiento

dinaacutemico de clase 2 ha de llevar asociada la letra R que implica que el sistema ha de ser

redundante En este caso la sociedad de clase establece que por redundancia se entiende ldquola

capacidad de un componente o sistema para mantener o restaurar su funcioacuten cuando se ha

producido un uacutenico fallo La redundancia puede lograrse por ejemplo mediante la instalacioacuten

de muacuteltiples componentes sistemas o medios alternativos para realizar una funcioacutenrdquo

Los requisitos indispensables para que un buque cuente con un sistema de tales caracteriacutesticas

son los siguientes

- No se produciraacute una peacuterdida de posicioacuten yo de rumbo en caso de que se produzca un

solo fallo en cualquier componente o sistema activo

- Los componentes estaacuteticos comunes pueden aceptarse en sistemas que no afecten

inmediatamente a las capacidades de mantenimiento de la posicioacuten en caso de averiacutea

- Los criterios de fallo incluyen pero no se limitan a cualquier componente o sistema

activo (generadores propulsores cuadros de distribucioacuten redes de comunicacioacuten

vaacutelvulas teledirigidas etc) y cualquier componente normalmente estaacutetico (cables

tuberiacuteas manuales vaacutelvulas etc) que pueden afectar inmediatamente a las

capacidades de mantenimiento de la posicioacuten en caso de fallo

El sistema finalmente seleccionado es (por su uso extendido en buques similares) el

Kongsberg K-Pos DP-21 Se trata de un sistema de posicionamiento dinaacutemico redundante dual

disentildeado con un rango de funcionalidades completo Ademaacutes se trata de un sistema que

satisface las exigencias de la normativa que le es aplicable

Estaacute formado por un controlador dual redundante y dos estaciones de operador

El esquema del sistema es el siguiente

Equipos y servicios

122

Ilustracioacuten 43 Esquema de los elementos del sistema de posicionamiento dinaacutemico Fuente dynamic-

positioningcom

Como se puede comprobar el sistema estaacute formado por

- Dos fuentes de energiacutea o UPS12

- 3 giro compases

- 2 sensores de viento

12 UPS Unit Power of Supply o Unidad de Suministro de Potencia

Equipos y servicios

123

- 2 MRU

- 2 DGPS

- 1 CyScan

El consumo combinado de todos estos equipos se establece en 15 kW

14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de

anclas

Como es loacutegico debido al tipo de buque y a la misioacuten que desempentildea los equipos de remolque

y de manejo de anclas cobran en este caso un papel mucho maacutes importante que en otro tipo

de buques

Se trata de elementos muy voluminosos y pesados por lo que es necesario realizar una buena

aproximacioacuten en cuanto a tales paraacutemetros pues pueden condicionar en gran medida la

estimacioacuten de pesos del presente informe

141 Anchor Handling Towing

Este elemento puede tratarse quizaacute de la unidad maacutes representativa del buque proyecto pues

da nombre a las embarcaciones a cuya clase pertenece Se utiliza tanto en las operaciones de

remolque como de manejo de anclas

En este caso se decide disponer del modelo DTW 45x130 H de la empresa Aksoy Este

modelo cuenta con una capacidad de tiro maacuteximo de 45 toneladas y con una carga de rotura

de 130 toneladas En cuanto a las caracteriacutesticas del cable mencionar que cuenta con un

diaacutemetro de 42 miliacutemetros y una longitud de 1200 metros

El accionamiento de esta unidad es electrohidraacuteulico y el consumo de la unidad puede

estimarse teniendo en cuenta los datos de tiro anteriormente reflejados y que la velocidad de

recogida de anclas es una operacioacuten lenta (debido al peso de las mismas) con valores de

recogida en torno a los 4 metros por minuto De este modo se dispondraacuten 2 motores de una

capacidad miacutenima de

119875 =119865 middot 119881

120578119879=

45 119905 middot 981 1198981199042 middot 4 119898119898119894119899

09 middot 60 119904119898119894119899= 327 119896119882 cong 35 119896119882 Eq 127

Es un elemento que cuenta con un peso de 13 toneladas y que como es loacutegico su ubicacioacuten

maacutes habitual es en crujiacutea

Dispone de un sistema adicional de refrigeracioacuten que se activa automaacuteticamente cuando el

sistema trabaja

Ademaacutes del ldquotowing winchrdquo principal el sistema se complementa de un par de ldquowinchesrdquo

secundarios empleados con cables sinteacuteticos empleados sobre todo en operaciones de agua

ultra profundas

Equipos y servicios

124

142 Rodillo de popa

El rodillo de popa es un elemento indispensable de cara a facilitar las operaciones en cubierta

Estaacute disentildeado para permitir que determinados objetos como pilotes cadenas anclajes o

mangueras sean subidos a bordo causando el menor dantildeo posible a la cubierta del buque

concretamente en la zona de popa

Se trata de un elemento que a simple vista parece fusionado con la estructura y casco del

buque pero que rota sobre su eje horizontal

Cuenta con un eje interno y pasante que se conecta a la estructura del buque Se dispondraacute

ademaacutes de un sistema de medida calibrado que muestre informacioacuten acerca de la longitud de

liacutenea largada en cada momento

Sus dimensiones son las siguientes

- Diaacutemetro 100 mm

- Longitud 6 metros (aproximadamente)

- Carga maacutexima admisible (SWL13) 130 t

143 Shark Jaws y Tow Pins

Como ya se mencionoacute en el Capiacutetulo 3 dentro de la maquinaria de cubierta se incluyen estos

elementos que facilitan las labores relacionadas con el manejo de anclas

Los Tow Pins son simplemente rodillos verticales que sirven como guiacutea para que las cadenas

sigan un camino preestablecido y adecuado Se instalaraacuten un conjunto formado por 2 de estos

elementos con un peso de 19 toneladas y una capacidad maacutexima de trabajo de 268 toneladas

(la capacidad variacutea de manera inversamente proporcional al del aacutengulo de tiro)

13 Safe Working Load o Carga Segura de Trabajo es la fuerza maacutexima de seguridad que sistema de

elevacioacuten puede ejercer para levantar suspender o bajar una determinada masa sin temor a que se

rompa

Equipos y servicios

125

Ilustracioacuten 44 Modelo del conjunto de Tow Pins instalado Fuente kappis-nauticde

En cuanto a los Shark Jaws son dispositivos que fijan la posicioacuten de la cadena en el momento

deseado Cuentan con una carga de trabajo muy elevada

Se trata de elementos retraacutectiles pues una vez terminada la misioacuten se ocultan bajo la cubierta

de trabajo Por lo tanto se destinaraacute un espacio bajo cubierta para alojarlos junto a las bombas

y equipos hidraacuteulicos auxiliares que necesitan La potencia eleacutectrica necesaria para estos

sistemas se estima en 4kW

144 Tugger winches

A ambos lados del Towing Winch se disponen dos Tugger Winches que baacutesicamente

consisten en dos chigres auxiliares de maniobras y que prestan ayuda en las operaciones en

cubierta relacionadas con el manejo de anclas

Se dispone el modelo DRC 10x30H de la firma ldquodatardquo y son dispositivos que cuentan con una

capacidad de 10 toneladas a 15 metros por minuto

La potencia del motor que necesita se estima del siguiente modo

119875119860119877 =119865 middot 119881

120578119879=

10 119905 middot 981 1198981199042 middot 15 119898119898119894119899

09 middot 60 119904119898119894119899= 2725 119896119882 cong 28 119896119882 Eq 128

El peso de cada unidad se estima en 3 toneladas

15 Sistema de alumbrado

Este sistema engloba todos los elementos del buque relacionados con la iluminacioacuten a bordo

del mismo tanto exterior interior como de emergencia

En los tres casos al tratarse de consumidores secundarios se alimentaraacuten a traveacutes de la red

de 230V

Equipos y servicios

126

El objetivo de este apartado es por tanto determinar la disposicioacuten y nuacutemero de elementos

asiacute como la potencia requerida por cada uno de estos tres subsistemas

151 Sistema de alumbrado exterior

El subsistema de alumbrado exterior incluye todos los elementos dispuestos en las zonas

expuestas del buque y los elementos relativos a la ayuda a la navegacioacuten del mismo

Al estar directamente expuestos a condiciones agresivas como son las mariacutetimas han de estar

adecuadamente aislados y protegidos ante agentes como el agua la humedad la corrosioacuten

etc Normalmente se disponen cubiertas de plaacutestico transparentes o transluacutecidas alrededor y

una rejilla alaacutembrica que los proteja de posibles impactos

Por zonas expuestas del buque se entiende cubierta de trabajo exterior y pasillos laterales de

la superestructura y cubierta de proa destinada a los elementos de amarre En cada una de

estas zonas se dispondraacuten los siguientes elementos

- Cubierta de trabajo se dispondraacuten 6 proyectores pivotantes 4 de ellos se ubicaraacuten en

las ldquoesquinasrdquo de la cubierta para alumbrar la zona de trabajo por completo 1 estaraacute

destinado especiacuteficamente a favorecer las operaciones llevadas a cabo por la gruacutea y el

uacuteltimo a favorecer las operaciones relacionadas con las operaciones y equipos de

remolque En total 6

- Exterior y pasillos laterales de la superestructura Se dispondraacuten fluorescentes en la

pared de popa y en los pasillos laterales Se dispondraacuten ademaacutes 2 proyectores ubicados

cerca de los monitores FIFI para permitir la lucha contra incendios en ambientes

nocturnos Por uacuteltimo se antildeadiraacuten 2 proyectores cerca de los elementos de rescate para

facilitar las operaciones en situaciones de baja visibilidad En total 4

- Zona de proa Se dispondraacute un proyector que ilumine los elementos de amarre

principales

Estos proyectores de alta intensidad tienen un consumo de 700 W cada uno y como en total se

dispone de 11 proyectores y 2 fluorescentes (100 Watios cada uno aproximadamente) se

obtiene que la potencia requerida es de 78 kW

En cuanto a las luces de navegacioacuten los consumos son los siguientes

Tabla 4-7 Potencia de las luces de navegacioacuten

Elemento Nordm Potencia individual (W) Total (W)

Luz de tope 1 100 100

Luz de costado 2 100 200

Luz de alcance 1 100 100

Luz de remolque 1 100 100

Luz todo horizonte 1 100 100

Total 600

Como se puede comprobar el consumo total de la iluminacioacuten exterior del buque es de 84 kW

Equipos y servicios

127

152 Sistema de alumbrado interior

Como su propio nombre indica este sistema incluye todos los medios necesarios para iluminar

de un modo adecuado los espacios interiores del buque Estos espacios son los destinados a

la habilitacioacuten a las maacutequinas y a otros servicios

En este caso no se tienen todos los datos necesarios para estimar el consumo de este

subsistema y por lo tanto es necesario recurrir a un meacutetodo distinto El meacutetodo empleado

consiste en estimar los niveles medios requeridos de cada uno de los espacios a iluminar y en

base a los valores obtenidos y en funcioacuten del aacuterea del espacio calcular la potencia necesaria

a disponer de acuerdo a la siguiente expresioacuten

119875 =25 middot 119864119898 middot 119878

120578119871 Eq 129

Donde

- P = potencia consumida (W)

- Em = iluminancia (lux)

- S = superficie del espacio a iluminar (m2)

- 120578119871= rendimiento lumiacutenico (lmW) Depende del tipo de laacutempara o elemento utilizado Se

tomaraacute un valor medio estaacutendar de 75 lmW

Por lo tanto el primer paso es determinar de manera aproximada el aacuterea de los distintos

espacios que conforman el buque Conocido este valor es necesario determinar la iluminancia

media de tales espacios Para ello se recurre a los valores de iluminancia media recomendados

por la sociedad de clasificacioacuten ABS

Tabla 4-8 Iluminancia media en funcioacuten del espacio Fuente ABS

Tipo de local Iluminancia media (lx)

Pasillo interior 110

Escaleras y accesos 110

Camarotes 150

Aseos y servicios 325

Comedor 300

Enfermeriacutea 540

Cocina 540

Maquinaria 200

Oficinas 540

Locales de control 540

Conocidos todos los valores se aplica la foacutermula mostrada en la Eq 129 en cada uno de los

espacios y se obtiene la potencia total como suma de todos ellos

Equipos y servicios

128

Tabla 4-9 Iluminacioacuten interior de los distintos espacios

Cubierta Local Superficie (m2) Iluminancia (lx) Potencia eleacutectrica (W)

Doble fondo

Local Propulsores 567 200 40489

Pasillo 1446 110 5681

Caacutemara de Maacutequinas 16193 200 115664

Sala de Motores 1347 200 9621

Lavanderiacutea 1309 150 7013

Zona de talleres 5985 150 32063

Cubierta principal

Local CO2 938 150 5025

Taller cubierta 427 200 3050

Almaceacuten de cubierta 788 150 4221

Pantildeol de pinturas 398 150 2132

Vestuarios 1258 325 14602

Caacutemara frigoriacutefica 1 957 150 5127

Caacutemara frigoriacutefica 2 725 150 3884

Almaceacutendespensa 927 150 4966

Camarote 1 2263 150 12123

Comedor 7255 300 77732

Cocina 3328 540 64183

Pasillo 1 632 110 2483

Pasillo 2 538 110 2114

Hueco escalera 79 110 3104

Cubierta Acc 1

Sala gen emergencia 988 150 5293

Almaceacuten 623 150 3338

Camarote 1 175 150 9375

Camarote 2 2012 150 10779

Camarote 3 1352 150 7243

Camarote 4 1352 150 7243

Camarote 5 2138 150 11454

Camarote 6 1721 150 9220

Camarote 7 1865 150 9991

Camarote 8 1256 150 6729

Camarote 9 1865 150 9991

Camarote 10 1256 150 6729

Pasillo 1 1113 110 4373

Pasillo 2 359 110 1410

Cubierta Acc 2

Camarote 1 1027 150 5502

Camarote 2 1288 150 6900

Camarote 3 2091 150 11202

Camarote 4 2091 150 11202

Equipos y servicios

129

Cubierta Local Superficie (m2) Iluminancia (lx) Potencia eleacutectrica (W)

Camarote 5 1026 150 5496

Camarote 6 1026 150 5496

Camarote 7 191 150 10232

Oficina 838 300 8979

Pasillo 1205 110 4734

Puente Sala del Puente 14339 540 276538

En total el consumo eleacutectrico del alumbrado interior asciende hasta los 865 kW

153 Sistema de alumbrado de emergencia

Como su propio nombre indica este sistema entraraacute uacutenicamente en funcionamiento en casos

de emergencia Tambieacuten puede darse el caso en el que el buque pierda por unos instantes el

suministro de potencia eleacutectrica conocido como ldquoblack-outrdquo caso en el que el sistema tambieacuten

entrariacutea en funcionamiento

A diferencia de los otros dos sistemas la demanda en este caso es muy inferior pues ha de

dar servicio simplemente a aquellos espacios que garanticen una correcta evacuacioacuten de la

tripulacioacuten embarcada y que permitan al buque mantener unos determinados servicios miacutenimos

como pueden ser el puesto de mando la caacutemara de maacutequinas o las zonas cercanas a los

medios de salvamento

Es habitual determinar el consumo de este sistema como funcioacuten del consumo combinado de

los sistemas de alumbrado exterior e interior anteriormente calculados En este caso se estima

que el consumo de este sistema supondraacute un 15 del consumo del sistema de iluminacioacuten del

buque y que por tanto tomaraacute un valor de

119860119897119906119898119887119903119886119889119900119890119898119890119903119892119890119899119888119894119886 = (119860119890119909119905 + 119860119894119899119905) middot 015 = (84 + 865) middot 015 = 256 119896119882 Eq 130

16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado

En el presente apartado se realizaraacute una estimacioacuten preliminar de las necesidades energeacuteticas

de estos equipos

Este sistema estaacute compuesto por una unidad de ventilacioacuten y de aire acondicionado

denominado HVAC y su misioacuten es conseguir en todo momento una atmoacutesfera respirable

adecuada para cada uno de los espacios del buque independientemente de las condiciones

atmosfeacutericas exteriores

Para conseguir tal atmoacutesfera es necesario renovar el aire del interior de los locales concepto

conocido como renovaciones por hora Estas renovaciones dependeraacuten del local a ventilar y

loacutegicamente de su volumen El valor maacutes comuacuten de estas renovaciones por hora se establece

en 15

Equipos y servicios

130

Por lo tanto en primer lugar se determinaraacuten tanto las renovaciones por hora de los locales

como su volumen

A continuacioacuten es necesario tener en cuenta las temperaturas y humedades medias del

exterior tanto en verano como en invierno Dado que el buque puede operar en cualquier parte

del mundo se toman valores extremos por seguridad

Tabla 4-10 Temperatura y humedad en funcioacuten de la estacioacuten

Estacioacuten T Exterior (ordm) T Interior (ordm) Humedad relativa exterior () Humedad relativa interior ()

Verano 35 22 75 40

Invierno 0 25 55 40

Por uacuteltimo se resumen a continuacioacuten los voluacutemenes de los distintos locales a ventilar desde

el doble fondo hasta la cubierta principal y asiacute sucesivamente

Tabla 4-11 Volumen de los distintos locales a ventilar

Local Volumen (m3) Caudal (m3h)

Cubierta principal 172759 25913

Cubierta de acomodacioacuten 1 75412 11311

Cubierta de acomodacioacuten 2 94821 14223

Cubierta de gobierno 46485 6972

Tope de la cubierta de gobierno 38638 5795

Total 428115 64217

Para calcular la potencia necesaria por el sistema aplicamos la siguiente expresioacuten

119875119907119890119899119905 =119876119907119890119899119905 lowast 100 lowast ∆119875

3600 lowast 120578=

6421720 lowast 100 lowast 002

3600 lowast 07= 5096 119896119882 Eq 131

Donde

- 119860119875 es el incremento de presioacuten generado por la ventilacioacuten entre el interior y el exterior

del buque Se ha tomado un valor del 2

- 120578= rendimiento de los ventiladores

En cuanto al sistema de calefaccioacuten y aire acondicionado el proceso es ligeramente diferente

En primer lugar hay que tener en cuenta que no todo el aire utilizado procede directamente del

exterior sino que una gran parte del mismo se recircula por el interior del buque Este porcentaje

se situacutea por lo general en torno al 60-70 por lo que para el buque proyecto se tomaraacute un 65

Este hecho implica que de todo el caudal que se calculoacute para determinar la potencia del sistema

de ventilacioacuten en el caso de la calefaccioacuten y el aire acondicionado se reduce a

Equipos y servicios

131

119876119890119909119905 = 119876119905119900119905 minus 119876119903119890119888 = 6421720 minus (6421720 lowast 065) = 2247602 1198983ℎ Eq 132

Por lo tanto

119875119860119862 =119876119890119909119905 lowast 120588 lowast 119862119890 lowast ∆119879

3600 lowast 120578=

2247602 lowast 1125 lowast 101 lowast (25 minus (0))

3600 lowast 08= 22169 119896119882 Eq 133

Donde

- 120588 es la densidad del aire

- 119862119890 es el calor especiacutefico tenido en consideracioacuten

- ∆119879 es el incremento de temperatura que el sistema tiene que vencer Se toma la

maacutexima diferencia entre la temperatura interior y la exterior En este caso la primera

corresponde a la temperatura interior en invierno y la temperatura exterior en invierno

- 120578= rendimiento global del sistema

En resumen el sistema conjunto de ventilacioacuten aire acondicionado y calefaccioacuten HVAC tiene

una potencia total de

119875119867119881119860119862 = 119875119881119864119873119879 + 119875119860119862 = 5096 + 22169 = 27265 119896119882 Eq 134

Equipos y servicios

132

Dimensionamiento de la planta propulsora

133

Dimensionamiento de la planta

propulsora

1 Introduccioacuten

En este quinto capiacutetulo se justificaraacute la decisioacuten final del sistema propulsivo y se definiraacuten en

profundidad los equipos y sistemas que conforman la planta propulsora del buque proyecto

En la especificacioacuten de proyecto no se muestra ninguna exigencia relativa al tipo de sistema

propulsivo y por lo tanto seraacute necesario estudiar y comparar entre los distintos medios posibles

para determinar finalmente aquel que se adecuacutee de una mejor manera a las caracteriacutesticas y

peculiaridades del buque

Por lo tanto en primer lugar se llevaraacute a cabo la seleccioacuten de los propulsores principales y

secundarios pues seraacuten los equipos que definan principalmente los requisitos y caracteriacutesticas

de la planta propulsora a instalar

2 Propulsores

Debido a que las misiones de los buques son cada vez maacutes especiacuteficas los sistemas de

propulsioacuten de los mismos han ido evolucionando y hacieacutendose cada vez maacutes sofisticados

En el caso del buque proyecto y debido a que las misiones que realiza son muy concretas la

propulsioacuten principal instalada cobra un caraacutecter fundamental pues ha de permitir al mismo

reaccionar de una manera raacutepida y eficiente ante las inclemencias meteoroloacutegicas a las que

pueda verse sometido en operacioacuten

Ademaacutes debido al tamantildeo y a las formas hidrodinaacutemicas de su carena ciertos sistemas

propulsivos quedan praacutecticamente descartados pues las ventajas que plantean se veriacutean

seriamente mermadas Este es el caso de los propulsores a chorro o waterjets que estaacuten

destinados a embarcaciones mucho maacutes ligeras y de menor tamantildeo y desplazamiento En esta

liacutenea se decide descartar las turbinas pues el reacutegimen de operacioacuten del buque proyecto seraacute

muy constante y la velocidad de crucero reducida

En definitiva tras estos descartes las opciones en cuanto a la propulsioacuten principal se reducen

a 3 baacutesicamente propulsioacuten mediante ejes verticales (Voith Schneider) mediante propulsioacuten

convencional o mediante propulsores azimutales

En cuanto a la propulsioacuten auxiliar o de maniobra las opciones son mucho menores pues

baacutesicamente se dispone de propulsores transversales o en tuacutenel y pequentildeos propulsores de

tipo azimutal

Dimensionamiento de la planta propulsora

134

21 Seleccioacuten de propulsores principales

En base a lo anteriormente establecido se decide recoger de una manera breve las principales

caracteriacutesticas de los sistemas anteriormente citados para despueacutes analizar las ventajas e

inconvenientes de cada uno de ellos de cara a su instalacioacuten en el buque proyecto

Propulsores de ejes verticales

Este tipo de propulsores comuacutenmente conocidos como propulsores Voith-Schneider (por ser

el modelo maacutes extendido) estaacuten formados por un disco o plato giratorio adosado al fondo del

barco y en el cual se instalan una serie de aacutelabes equiespaciados radialmente a lo largo de su

periacutemetro

Ilustracioacuten 45 Propulsor de eje vertical modelo Voith Schneider Fuente wwwvoithcom

Seguacuten De la Calle MJ ldquolos aacutelabes dispuestos verticalmente permiten ademaacutes girar alrededor

de su propio eje de forma que una liacutenea perpendicular a la cuerda de los aacutelabes pasa por un

punto comuacuten de control [hellip] Cada posicioacuten determinada del mencionado punto de control indica

una direccioacuten del empuje merecidordquo

La principal ventaja de estos sistemas es su enorme maniobrabilidad su velocidad de respuesta

y actuacioacuten y su capacidad para variar el empuje raacutepidamente Ademaacutes con dos de estos

propulsores instalados puede crearse una rotacioacuten sin generar una traslacioacuten del buque lo que

en operaciones de aproximamientos a plataformas offshore resulta muy interesante

Sin embargo su eficiencia es reducida y su precio es muy elevado

Dimensionamiento de la planta propulsora

135

Propulsioacuten convencional

Por propulsioacuten convencional se entiende aquella configuracioacuten que combina la heacutelice como

elemento propulsivo y el timoacuten como elemento de gobierno

En este caso la descripcioacuten del sistema se omite pues no se aporta ninguacuten dato nuevo a los

ya comuacutenmente conocidos

En este caso se indicaraacuten brevemente las ventajas e inconvenientes del sistema Sobre el resto

destaca por su configuracioacuten sencilla y su precio reducido ademaacutes permiten al buque alcanzar

grandes velocidades con buenos rendimientos Sin embargo obligan a disponer un eje desde

la heacutelice hasta el motor principal situado en la caacutemara de maacutequinas Este hecho obliga a

modificar la disposicioacuten general enormemente y limita el espacio en popa Por uacuteltimo al estar

formado por numerosos elementos las probabilidades de fallo aumentan y por tanto el

mantenimiento previsto

Ilustracioacuten 46 Esquema tiacutepico de una liacutenea de ejes Fuente wwwricepropulsioncom

Es un tipo de propulsioacuten muy extendido en buques sencillos pero habitualmente descartado en

buques que requieren gran maniobrabilidad y capacidad de posicionamiento dinaacutemico

Propulsioacuten azimutal

Por sistema azimutal se entiende aquel cuya configuracioacuten estaacute basada en la propulsioacuten

convencional es decir consta de una heacutelice como elemento propulsor pero que no dispone de

timoacuten En este caso las heacutelices estaacuten situadas en pods o goacutendolas que las permiten rotar 360

grados con respecto al eje vertical consiguiendo asiacute lograr un empuje en cualquier direccioacuten

haciendo innecesario el uso de timoacuten

Dimensionamiento de la planta propulsora

136

Ilustracioacuten 47 Propulsor azimutal tiacutepico Fuente wwwcomarsecom

Para determinar las principales ventajas e inconvenientes del sistema recurrimos a lo indicado

por Echave D P ldquoComo todo sistema de propulsioacuten el sistema de propulsioacuten azimutal tiene

sus ventajas e inconvenientes entre los que cabe destacar lo siguienterdquo

- El barco puede posicionarse o mantenerse dinaacutemicamente en aguas abiertas

(posicionamiento dinaacutemico (DP)

- Incremento espectacular de la maniobrabilidad del barco

- Posibilidad de girar 360deg sobre su propia longitud

- Incremento de la eficacia respecto a los sistemas tradicionales

- Supone ahorro de espacio trabajo y dinero

- Instalacioacuten flexible en un espacio reducido Construccioacuten modular

- El costo inicial del equipo se ve recompensado por la disminucioacuten de los costes de

construccioacuten y horas de mano de obra de instalacioacuten

Los principales inconvenientes que presenta este sistema vienen reflejados por las goacutendolas

a saber

- La eficiencia del disentildeo es generalmente peor que para los sistemas convencionales

- La masa de los elementos sumergidos es mucho mayor que con los sistemas

convencionales

- El coste tambieacuten es mucho mayor que para un sistema convencional

Dimensionamiento de la planta propulsora

137

- El diaacutemetro maacuteximo de la heacutelice disponible es menor que para los accionamientos

convencionales

Como se puede comprobar este sistema es una evolucioacuten del sistema convencional muy

adecuada para buques de este tipo Su gran maniobrabilidad y la ausencia de liacutenea de ejes

resultan aspectos clave

En definitiva una vez descritas las principales caracteriacutesticas asiacute como las principales ventajas

e inconvenientes de los distintos sistemas se realiza una comparacioacuten entre los mismos para

determinar su idoneidad en cuanto a su instalacioacuten en el buque proyecto

Los criterios tomados son los siguientes

- Maniobrabilidad debido a las operaciones que realiza el buque dotarlo de una buena

maniobrabilidad es fundamental Los distintos sistemas que se analizan dotan al buque

de una mejor o peor maniobrabilidad en funcioacuten de sus caracteriacutesticas y elementos

asociados

- Popularidad este criterio refleja el porcentaje de elementos similares que estaacute instalado

en buques de tamantildeo y funciones similares al buque proyecto Es un criterio muy

relevante pues aporta datos basados en la experiencia

- Velocidad de navegacioacuten en este caso su importancia es mucho menor que otros

criterios pero no puede descuidarse pues reduciraacute los tiempos de duracioacuten de ciertas

operaciones

- Sencillez sistemas con menores elementos tienden a fallar menos Por lo tanto se

buscaraacute dotar al buque de sistemas lo maacutes robustos posibles para reducir lo maacuteximo

posible las labores de mantenimiento asiacute como los elementos de recambio disponibles

a bordo

- Adecuacioacuten al posicionamiento dinaacutemico el sistema finalmente instalado ha de ser

compatible con el sistema de posicionamiento dinaacutemico del buque Ciertos sistemas

permiten una mayor reaccioacuten al variar el empuje raacutepidamente y en cualquier direccioacuten

mientras que otros mezclan elementos fijos con elementos moacuteviles y su capacidad de

reaccioacuten es maacutes limitada (por ejemplo la propulsioacuten convencional)

- Costes de adquisicioacuten y reparaciones en funcioacuten del grado de sofisticacioacuten e innovacioacuten

del sistema los costes variacutean sustancialmente Este aspecto es en ciertos casos

determinante pues afecta notablemente a la especificacioacuten del buque al limitar otras

partidas del mismo

- Capacidad de reducir movimientos de roll este criterio a pesar de ser muy concreto es

muy importante en buques de apoyo a plataformas como es el caso del buque proyecto

En determinadas operaciones el buque ha de ser capaz de mantenerse en unos niveles

de escora reducidos para evitar el movimiento indeseado de elementos y cargas en

cubierta asiacute como en operaciones de aproximacioacuten a plataformas

Dimensionamiento de la planta propulsora

138

- Consumo de combustible como es loacutegico sistemas que conlleven consumos de

combustible muy elevados seraacuten descartados pues la autonomiacutea es un factor

determinante Algunos sistemas presentan niveles de consumo muy reducidos gracias

a procesos de optimizacioacuten de sus elementos

- Interferencias con otros sistemas el sistema ha de ser adecuado para no impedir el

correcto desarrollo de otras operaciones del buque como puede ser el manejo o

remocioacuten de anclas remolque de plataformas etc Es decir el sistema ha de ser flexible

Para comparar de una manera sencilla todos estos criterios se decide plasmarlos en una matriz

de Pugh14 para determinar asiacute cuaacutel de los sistemas analizados es el maacutes adecuado Los criterios

se ordenan en funcioacuten de su importancia y se asigna un valor positivo si el buque cumple el

criterio de manera holgada un valor de ldquosrdquo si se cumple el criterio de manera ajustada y un

valor negativo si el sistema presenta alguna deficiencia a la hora de cumplir con un determinado

criterio El sistema que cuente con una suma de valores positivos ponderada maacutes alta seraacute el

escogido finalmente

Tabla 5-1 Matriz de PUGH realizada para la seleccioacuten del sistema de propulsioacuten

Criterios Peso (1-10) Eje vertical Convencional Azimutal

Maniobrabilidad 10 + s +

Adecuacioacuten al DP 9 + - +

Popularidad 8 - s s

Interferencia con otros sistemas 7 + - +

Consumo de combustible 6 s + s

Coste de adquisicioacuten 5 - + s

Sencillez 4 - + -

Velocidad 3 s + +

Capacidad reducir roll 2 + - -

Positivos 4 4 4

Negativos 3 3 2

Iguales 2 2 3

Peso ponderado de negativos 17 18 6

Peso ponderado de positivos 28 18 29

En este caso se observa que las alternativas de eje vertical y azimutal destacan notablemente

sobre la propulsioacuten convencional Dentro de estas dos la diferencia es miacutenima y en la realidad

14 Matriz de PUGH meacutetodo de toma de decisiones a traveacutes de una matriz inventado por Stuart Pugh Es

una teacutecnica cualitativa utilizada para clasificar las opciones multidimensionales de un conjunto de

opciones (Fuente Wikipediacom) En este caso la matriz empleada se ha ponderado dando mayor

importancia a los criterios que se han considerado maacutes relevantes para este proyecto

Dimensionamiento de la planta propulsora

139

la eleccioacuten depende sobre todo del coste de los equipos y de las preferencias del cliente o

armador

En definitiva se decide dotar al buque proyecto de un sistema de propulsioacuten principal azimutal

22 Propulsores auxiliares

Como ya se comentoacute en el apartado anterior las opciones en cuanto al sistema de propulsioacuten

secundario o de maniobra son maacutes reducidas

En los buques de propulsioacuten convencional los timones son muy efectivos debido a que los

giros cambios de rumbo o maniobra suele realizarse a una velocidad no reducida Sin

embargo en buques como el del proyecto las operaciones maacutes delicadas ocurren a

velocidades muy bajas donde los timones no son capaces de generar un empuje transversal

suficiente Por ello para el buque proyecto se consideraraacuten baacutesicamente dos tipos de

propulsioacuten mediante pequentildeos propulsores azimutales o propulsioacuten mediante heacutelices

transversales en tuacutenel

Propulsores azimutales de proa

Estos elementos son del todo semejantes a los propulsores principales dispuestos en popa

salvo que en este caso el tamantildeo y la disposicioacuten son distintos

Se trata de elementos relativamente pequentildeos pues se ha de llegar a una solucioacuten de

compromiso entre mejorar las operaciones de maniobra de los buques y no aumentar la

resistencia al avance (por obstruir el flujo y por aumentar la resistencia mojada)

El aumento de la maniobrabilidad del buque se debe a que cuando entra en funcionamiento

este elemento se crea un momento en proa que se puede combinar con el generado por los

propulsores de popa haciendo que el buque pueda girar sin desplazarse

Ilustracioacuten 48 Ejemplo de buque con propulsioacuten azimutal en proa Fuente wwwgcaptaincom

Dimensionamiento de la planta propulsora

140

El rendimiento de esta configuracioacuten es excelente aunque quizaacute excesivo para el buque

proyecto Sus operaciones maacutes complejas no requieren de sistemas tan sofisticados que

ademaacutes aumentan considerablemente los equipos auxiliares de control y mantenimiento

requeridos

Propulsores transversales en tuacutenel de proa

Este sistema consiste en una o varias heacutelices montada en el interior de un tuacutenel transversal

realizado en la obra viva del casco Como es loacutegico el tuacutenel se extiende de costado a costado

y la heacutelice se dispone en crujiacutea

El funcionamiento de este sistema es del todo similar al anterior salvo que en este caso los

propulsores no son externos al casco si no que se disponen en su interior Ademaacutes se trata

de sistemas fijos que consiguen las variaciones de empuje mediante el sentido de giro de las

heacutelices Se disponen lo maacutes a proa posible para generar un momento mayor

Para determinar el nuacutemero de heacutelices a instalar recurrimos a las palabras de Creixenti M T

que afirma que ldquoLos barcos mercantes que necesitan potencias elevadas en las heacutelices de proa

se les recomienda utilizar dos propulsores de proa maacutes pequentildeos antes que una heacutelice dos

veces maacutes grande Eacutesta uacuteltima puede reducir el rendimiento en los casos en que el buque tenga

el calado instantaacuteneo muy bajo ya que puede no quedar totalmente sumergidardquo

Ilustracioacuten 49 Ejemplo de heacutelice transversal en tuacutenel Fuente wwwtrasmeshipscom

Como se puede observar en la ilustracioacuten anterior este sistema requiere de medios de

proteccioacuten como son la rejilla exterior y los aacutenodos de sacrificio

El nuacutemero de palas de este tipo de heacutelices suele ser de 4 aunque este valor suele estar

relacionado con el nuacutemero de palas del propulsor principal Debido al hecho de que las heacutelices

pueden girar en ambos sentidos se disentildean simeacutetricas Ademaacutes estas heacutelices suelen ser de

paso fijo pues las de paso variable requieren sistemas de control y mantenimiento mucho maacutes

complejos

Dimensionamiento de la planta propulsora

141

Finalmente teniendo en consideracioacuten lo anteriormente descrito se decide dotar al buque

proyecto de dos heacutelices transversales en tuacutenel

3 Generacioacuten de potencia

Para seleccionar el tipo de planta propulsora a disponer a bordo es necesario primero

determinar la potencia propulsora total pues supondraacute una partida muy importante de los

consumidores eleacutectricos del buque

La generacioacuten de potencia necesaria para mover los propulsores puede realizarse de dos

maneras o bien directamente a traveacutes de motores dieacutesel que accionen directamente a los

propulsores (ademaacutes de accionar a los generadores) o bien de manera eleacutectrica

El criterio para determinar la configuracioacuten de la planta propulsora se basaraacute en dos aspectos

fundamentales el impacto de las necesidades de la planta propulsora sobre los consumos

globales eleacutectricos del buque y las caracteriacutesticas y espacios disponibles en la disposicioacuten

general

Por lo tanto el primer paso es identificar los principales consumidores del buque De manera

muy preliminar estos equipos son

Tabla 5-2 Consumidores principales no asociados a la propulsioacuten

Elemento Potencia (kW)

Motor eleacutectrico bomba FIFI 1100

Heacutelices transversales 800

Gruacutea principal 66

Motores de molinetes 70

Tugger winches 28

Total 2064

Como se puede comprobar simplemente con los valores de los consumidores principales el

valor de la potencia necesaria no dista mucho de la potencia requerida por los propulsores

principales De este modo teniendo en cuenta ademaacutes las ventajas en cuanto a flexibilidad que

la propulsioacuten eleacutectrica ofrece se descarta la propulsioacuten dieacutesel directa y se opta por disponer

una solucioacuten eleacutectrica

Este hecho implica que la caacutemara de maacutequinas se destinaraacute exclusivamente a disponer los

generadores necesarios para abastecer a todos los consumidores del buque alojaacutendose los

motores eleacutectricos de los distintos propulsores en locales independientes situados sobre sendos

propulsores

Dimensionamiento de la planta propulsora

142

Para justificar la seleccioacuten de este tipo de propulsioacuten se antildeaden a continuacioacuten una serie de

ventajas que este tipo de propulsioacuten ofrece seguacuten una referencia especializada del sector15

Estas ventajas son las siguientes

- Rentabilidad de construccioacuten e instalacioacuten

- Flexibilidad de disentildeo que mejore la utilizacioacuten del buque

- Mayor seguridad

- Disponibilidad de sistemas de propulsioacuten y mantenimiento de posicioacuten utilizados para

DP (posicionamiento dinaacutemico)

- Bajo consumo de combustible

- Bajo impacto medioambiental (es decir menores emisiones)

- Mejor entorno de trabajo para la tripulacioacuten

- Coste de mantenimiento reducido

- Facilidad de mantenimiento durante el ciclo de vida del buque

- Facilidad de mantenimiento en la regioacuten de utilizacioacuten a menudo por todo el mundo

- Disponibilidad de repuestos

- Apoyo remoto y de a bordo

- Minimizacioacuten de las limitaciones que llevan a un rendimiento suboacuteptimo

- Minimizacioacuten de efectos adversos sobre otros equipos

En resumen tras todo lo descrito en los apartados previos el buque estaraacute dotado por dos

propulsores azimutales en popa y dos propulsores transversales en tuacutenel en proa (como

propulsioacuten auxiliar) La propulsioacuten seraacute dieacutesel eleacutectrico

4 Descripcioacuten de propulsores principales

Conocidas todas las caracteriacutesticas del sistema se estaacute ya en disposicioacuten de determinar el

modelo de propulsor azimutal seleccionado para la propulsioacuten principal (en popa) y los

propulsores transversales en tuacutenel para la propulsioacuten de maniobra o auxiliar (en proa)

41 Modelo de propulsor principal

Como se pudo comprobar en apartados anteriores es necesario disponer de dos propulsores

azimutales en popa que combinados permitan mover al buque a la velocidad de crucero

esperada

15 Myklebust TA ABB Process Automation Marine Systems Llegar a buen puerto

Dimensionamiento de la planta propulsora

143

En el Capiacutetulo 1 se determinoacute a traveacutes del dimensionamiento y la generacioacuten de alternativas

que la potencia propulsora necesaria ascendiacutea hasta los 276328 kW que se aproximaraacuten en

este caso a los 2800 kW Por lo tanto es necesario disponer en popa de dos propulsores

azimutales de 1400 kW cada uno

Para determinar las caracteriacutesticas fiacutesicas y dimensiones principales de los propulsores es

necesario recurrir a modelos reales de fabricantes concretos En este caso se recurre a tres

de las principales firmas del sector como son Waumlrtsila Schottel y Rolls Royce El criterio de

buacutesqueda es faacutecil pues simplemente se han de encontrar aquellos modelos que sean

azimutales y tengan una potencia miacutenima y lo maacutes cercana posible a los 1400 kW Los modelos

maacutes adecuados de cada una de las tres firmas se muestran en la siguiente tabla junto a sus

principales caracteriacutesticas

Tabla 5-3 Modelos de propulsor azimutal de popa considerados

Firma Modelo Potencia (kW) rpm Oslash (mm) Peso (t) Empuje (t)

Schottel SRP 400 1410 750-1800 2300 20 -

Waumlrtsila WST -16 1400 1000-1200 2000 1705 47

Rolls Royce US 205-P18 1500 750-1800 2200 18 51

Como primera consideracioacuten decide descartarse el modelo de Rolls Royce debido a que los

1500 kW de potencia que presenta su modelo de propulsor pueden resultar excesivos

En segundo lugar entre los dos modelos restantes parece loacutegico seleccionar aquel que facilite

y asegure en la medida de lo posible su adecuacioacuten a la carena del buque Uno de los aspectos

limitantes es el espacio disponible desde la bovedilla16 hasta la liacutenea base En este caso el

hecho de tener modelado el buque en un software 3D hace que la obtencioacuten de tal paraacutemetro

sea muy raacutepida y sencilla Se observa que el huelgo maacuteximo disponible asciende a los 2873

mm valor maacutes que suficiente para cualquiera de los 3 modelos analizados

16 Bovedilla La parte inferior y maacutes inclinada de la popa Fuente wwwdiccionario-nauticocom

Dimensionamiento de la planta propulsora

144

Ilustracioacuten 50 Obtencioacuten del huelgo disponible en popa

En este aspecto el modelo idoacuteneo es claramente el WSTndash16 de la firma Waumlrtsila pues el

diaacutemetro de la heacutelice es de uacutenicamente 2000 mm

El siguiente factor que puede resultar limitante es el del peso del sistema Coacutemo es loacutegico

sistemas maacutes livianos son preferibles pues facilitan cualquier operacioacuten que realice el

propulsor asiacute como las posibles tareas de mantenimiento que lleve asociadas Ademaacutes los

esfuerzos locales en la zona de popa seraacuten menores y consecuentemente el reforzado de

dicha zona seraacute inferior haciendo que el peso de la estructura se rebaje

En cuanto a este criterio tambieacuten resulta maacutes adecuado el modelo WST-16

Teniendo en consideracioacuten lo anteriormente expuesto se decide disponer en el buque del

modelo WST-16 de Waumlrtsila cuyas especificaciones completas se encuentran en el 0

Dimensionamiento de la planta propulsora

145

Ilustracioacuten 51 Propulsor azimutal de popa Modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom

Como se puede comprobar en la ilustracioacuten superior este modelo lleva una tobera incorporada

para mejorar la potencia desarrollada a punto fijo por el buque durante las operaciones de

remolque A pesar de que este elemento hace que el rendimiento del propulsor disminuya en

navegacioacuten el aumento de empuje que aporta durante las operaciones de remolque hace que

merezca la pena en gran medida Se observa de manera muy clara la configuracioacuten en ldquoZrdquo con

un eje horizontal de entrada un eje vertical que atraviesa el casco y un eje de salida de nuevo

horizontal

Las dimensiones globales de este modelo son las siguientes

Dimensionamiento de la planta propulsora

146

A (mm) OslashB (mm) D (mm)

2000 2400 2800

Ilustracioacuten 52 Dimensiones del modelo WST-16 Fuente wwwwartsilacom

42 Disposicioacuten de los propulsores principales

Una vez se ha seleccionado el modelo final de los propulsores principales de popa se procede

a su implantacioacuten en el modelo 3D del buque proyecto Este paso se realiza para comprobar

que las dimensiones obtenidas son coherentes y proporcionadas con el tamantildeo del buque

Ademaacutes es necesario comprobar que los huelgos bajo la bovedilla y con respeto a la quilla de

popa son suficientes en todo momento

El primer paso es obtener un modelo en 3D del propulsor azimutal escogido A pesar de que

normalmente son las propias firmas las que ceden estos modelos en este caso no fue posible

obtenerlo Llegados a este punto se abriacutean dos caminos o bien disentildear el modelo directamente

a partir de los planos proporcionados por el fabricante o bien obtener un modelo estaacutendar de

propulsor azimutal (similar al seleccionado) y adecuar sus formas y principales paraacutemetros

Finalmente se determinoacute que el tiempo y esfuerzo necesarios para modelar un propulsor

azimutal desde cero era excesivo y que al fin y al cabo simplemente se necesitaba una

aproximacioacuten del modelo Por lo tanto se recurrioacute a uno de los modelos disponibles en la web

concretamente en el repositorio de archivos ldquoGrabcadrdquo y se modificoacute y adecuoacute a las

dimensiones presentes en la especificacioacuten del modelo

Se ha comprobado que tanto los huelgos respecto a la bovedilla como el espacio entre los

propulsores y la quilla asiacute como la propia separacioacuten entre los propulsores es suficiente

43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares

Una vez determinado que se instalaraacuten dos propulsores auxiliares en tuacutenel en proa

simplemente es necesario determinar la potencia de cada uno de ellos

La normativa establece que se ha de disponer de al menos dos propulsores para evitar que en

caso de fallo de uno de los dos el buque se quede con la mitad del margen de maniobra en

proa situacioacuten que puede ser muy delicada

Dimensionamiento de la planta propulsora

147

Debido a que todaviacutea no se ha realizado el anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento

dinaacutemico en este apartado se estableceraacute de manera preliminar la potencia de los propulsores

de proa en base a la potencia de los propulsores de popa La relacioacuten entre ambos se establece

en 13 siendo menor la potencia de los propulsores auxiliares Esta relacioacuten se ha obtenido en

base a los datos obtenidos de buques similares puesto que la mayoriacutea cuentan con clase DP2

dimensiones y funciones similares

Por lo tanto dado que los propulsores de popa cuentan con una potencia de 1400 kW los

propulsores auxiliares de proa contaraacuten con una potencia de

119875119901119903119900119901119886119906119909119909 =1400

3= 46666 119896119882 cong 500 119896119882

Eq 135

Determinada la potencia de ambos propulsores se determina el modelo y dimensiones del

propulsor Como es loacutegico se recurre de nuevo a la firma seleccionada para los propulsores de

popa Waumlrtsila De todos los modelos que ofrece se selecciona el CTFT 125H Este modelo

cuenta con las siguientes caracteriacutesticas principales

Tabla 5-4 Dimensiones del propulsor de proa

Modelo Potencia Diaacutemetro

(mm) Longitud

(mm) Peso (kg)

Frecuencia (Hz)

rpm

CTFT 125 H 501 kW 1250 1550 2820 50 1480

A continuacioacuten se muestra un ejemplo de este tipo de propulsores

Ilustracioacuten 53 Modelo representativo de los propulsores transversales Fuente wwwwartsilacom

Dimensionamiento de la planta propulsora

148

5 Disposicioacuten de los propulsores

Una vez seleccionados los propulsores principales y auxiliares del buque ya puede procederse

a su disposicioacuten en el mismo

En cuanto a los propulsores principales de popa se dispondraacuten sobre la liacutenea de crujiacutea y en la

cuaderna 0 como es loacutegico La separacioacuten entre ambos es de 688 metros puesto que ambos

se situacutean en la mitad de la semimanga Esta distancia se ha tratado de maximizar en la medida

de lo posible pues cuanto maacutes separados esteacuten los propulsores de crujiacutea mayor momento

conseguiraacuten Sin embargo una distancia excesiva podriacutea conllevar caiacutedas de rendimiento pues

las formas de la carena hacen que el flujo de agua sea maacutes uniforme en las proximidades de

crujiacutea

La separacioacuten del punto maacutes bajo de los propulsores con la liacutenea base asciende hasta los 210

miliacutemetros distancia maacutes que suficiente para evitar cualquier tipo de problema y de nuevo

permanecer en las zonas oacuteptimas de flujo

En la misma liacutenea se ha comprobado que la distancia del punto maacutes a proa de los propulsores

con el casco y quillote es maacutes que suficiente

Ilustracioacuten 54 Disposicioacuten de los propulsores principales de popa sobre el buque

En cuanto a los propulsores auxiliares de proa se muestra a continuacioacuten una tabla resumen

con la disposicioacuten de los mismos Para diferenciarlos se denominaraacute propulsor nordm1 al situado

maacutes a popa de los dos y consecuentemente propulsor nordm2 al situado maacutes a proa

Dimensionamiento de la planta propulsora

149

Tabla 5-5 Disposicioacuten de los propulsores de proa

Propulsor Cuaderna Altura

Propulsor nordm1 67 1465 mm

Propulsor nordm2 71 1465 mm

La separacioacuten miacutenima entre ambos asciende hasta los 1140 miliacutemetros

Ilustracioacuten 55 Disposicioacuten de los propulsores principales de proa sobre el buque

Dimensionamiento de la planta propulsora

150

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

151

Dimensionamiento de la planta

eleacutectrica

1 Introduccioacuten

El presente capiacutetulo es de vital importancia para el correcto funcionamiento del buque proyecto

Como ya se determinoacute en el capiacutetulo anterior el buque contaraacute con propulsioacuten eleacutectrica

destinaacutendose principalmente la caacutemara de maacutequinas a la generacioacuten de energiacutea eleacutectrica

En este caso la notacioacuten de clase DYNAPOS AMAT va acompantildeada de una serie de

exigencias que influiraacuten de manera considerable en la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

eleacutectrica como por ejemplo disponer de dos cuadros eleacutectricos principales

Con todo lo anterior el primer paso consistiraacute en dimensionar la caacutemara de maacutequinas Como

es loacutegico se empezaraacute seleccionando los equipos maacutes voluminosos que puedan condicionar

el resto de la disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas Estos equipos son los grupos generadores

encargados de abastecer de energiacutea eleacutectrica al resto de los consumidores Por lo tanto para

dimensionarlos es necesario realizar un balance eleacutectrico que incluya la potencia individual el

nuacutemero y el reacutegimen de funcionamiento de cada uno de ellos en funcioacuten de las distintas

situaciones de carga las cuales se describiraacuten a continuacioacuten

Para el desarrollo de las distintas operaciones que el buque ha de realizar la planta eleacutectrica

del mismo ha de asegurar una respuesta raacutepida y flexible en todo momento Como es loacutegico

la demanda de potencia de los consumidores no es uniforme si no que variacutea en funcioacuten del tipo

y tamantildeo de estos Ademaacutes dependiendo de la operacioacuten o misioacuten el reacutegimen de

funcionamiento de tales consumidores variaraacute Ademaacutes hay consumidores que uacutenicamente

actuacutean en determinadas ocasiones muy especiacuteficas dando lugar a determinados escenarios o

situaciones de carga muy concretas pero que es necesario estudiar

En definitiva en primer lugar se analizaraacute la distribucioacuten de energiacutea eleacutectrica (tipo de corriente

tensioacuten y frecuencias) en el buque y se describiraacute la estructura o arquitectura del sistema

Finalmente se realizaraacute el balance eleacutectrico del buque determinando por cada uno de los

consumidores su potencia unitaria nuacutemero rendimientos aplicables potencia real o

demandada y el factor de potencia

2 Situaciones de carga

Las situaciones de carga a considerar variacutean en funcioacuten del tipo de buque puesto que algunas

son demasiado especiacuteficas como para extenderse a la totalidad de los mismos En el caso que

se estaacute estudiando un buque supply con capacidad de posicionamiento dinaacutemico y capacidad

de lucha contra incendios se estudiaraacuten las siguientes condiciones de carga

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

152

- Navegacioacuten esta situacioacuten representa los consumos del buque cuando se encuentra

en condiciones normales de navegacioacuten como por ejemplo el trayecto entre el puerto y

una plataforma cualquiera

- Remolque y manejo de anclas esta situacioacuten recoge los consumos del buque durante

una operacioacuten tiacutepica como puede ser el aproximamiento a una plataforma o bien durante

la recogida o manejo de anclas En ambos casos se requiere el uso del DP y los equipos

de cubierta

- Operacioacuten contra incendios como su propio nombre indica esta situacioacuten refleja los

consumos del buque cuando opere sofocando incendios del exterior Se tendraacute en

cuenta tambieacuten que durante esta operacioacuten el buque pueda estar haciendo uso del

sistema DP

- Puerto en esta situacioacuten el buque se encuentra atracado en puerto y uacutenicamente hace

uso de determinados equipos esenciales Como es loacutegico mientras el buque se

encuentre en puerto los equipos destinados a la propulsioacuten no estaraacuten funcionando

- Emergencia esta situacioacuten de carga se da cuando los generadores principales del

buque no estaacuten disponibles y los equipos y servicios esenciales son abastecidos por el

generador de emergencia

Como se puede comprobar se ha decidido no incluir la condicioacuten de maniobra en el anaacutelisis

pues esta condicioacuten es del todo similar a la del buque realizando operaciones de manejo de

anclas siendo la segunda maacutes restrictiva al tener activo el sistema de DP

3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica

En el presente apartado se daraacute una visioacuten global de los distintos paraacutemetros que caracterizan

a la planta eleacutectrica instalada en el buque Los factores maacutes caracteriacutesticos de una planta

eleacutectrica son tipo de corriente empleado la tensioacuten y la frecuencia seleccionadas la tipologiacutea

de las redes etc

31 Tipo de corriente

Dentro de los tipos de corriente las opciones se reducen baacutesicamente a dos corriente continua

(flujo de cargas invariantes con el tiempo) y corriente alterna (su magnitud y direccioacuten variacutean

ciacuteclicamente)

Si se combinan tres corrientes alternas o fases con la misma frecuencia y amplitud y que esteacuten

desfasadas 120ordm se obtiene la denominada corriente alterna trifaacutesica Este tipo de corriente

seraacute el instalado a bordo del buque debido a las numerosas ventajas que ofrece con respecto

al resto de configuraciones Seguacuten [Zebensuiacute P C 2012] algunas de estas ventajas son

- Posibilidad de conectarse a la red de puerto

- Mayor robustez menor coste mantenimiento maacutes sencillo y menor peso y empacho de

los motores y generadores

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

153

- Permiten el uso de tensioacuten maacutes elevada por lo que se puede ahorrar en cobre a ser la

seccioacuten de los conductores menor

- En general la tripulacioacuten conoce con maacutes profundidad estos equipos por lo que la

fiabilidad en el mantenimiento que realizan es mayor

- No exigen un control tan elevado de la velocidad de reacutegimen

No obstante en un sistema de corriente alterna trifaacutesico hay que tener en cuenta las tensiones

diferentes que existen y su relacioacuten En este caso se opta por disponer las tres fases con el

neutro aislado debido a su mayor seguridad

32 Tipo de tensioacuten y frecuencia

El motivo fundamental por el que se decide disponer de un tipo de tensioacuten y de frecuencia en

los buques y no otro depende de la corriente empleada en los puertos de los distintos paiacuteses

en los que el buque tiene previsto atracar con mayor frecuencia

Por ejemplo en los paiacuteses de Europa la tensioacuten empleada es de 380 V a una frecuencia de 50

Hz y sin embargo en EE UU la tensioacuten empleada es de 440 V y 60 Hz

En este caso el buque estaacute proyectado para operar en aguas americanas luego por tanto se

decide dotarlo de una corriente con una tensioacuten de 440 V y a una frecuencia de 60 Hz

Para permitir que el buque pueda realizar tambieacuten misiones especiacuteficas en Europa se instalaraacute

un convertidor de frecuencia

33 Redes fundamentales

Loacutegicamente las tensiones y frecuencias seleccionadas tienen valores normalizados Los

niveles que se estaacuten manejando en este proyecto corresponden todos al nivel de baja tensioacuten

(pues son inferiores a los 500 V que marcan el inicio de media tensioacuten) Dentro de este nivel se

manejan tres redes fundamentales

- Red de fuerza con valores de 440 V y 60 Hz es la encargada de abastecer

eleacutectricamente a los consumidores de mayor potencia como pueden ser los propulsores

principales los propulsores transversales la bomba del sistema FIFI etc

- Red de alumbrado con valores de 230 V y 60 Hz es la encargada de abastecer a los

consumidores secundarios del buque como puede ser el alumbrado sistemas

electroacutenicos etc

- Red especial para abastecer a los consumidores maacutes pequentildeos del buque como

pueden ser las luces de navegacioacuten y sentildeales aparatos de comunicacioacuten y radio etc

esta red necesita corriente continua a 24 V Por ello es necesario disponer de

transformadores adecuados que modifiquen la corriente suministrada por los

generadores Esta energiacutea es suministrada por medio de acumuladores o bateriacuteas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

154

34 Transformadores

Para conseguir el aumento o disminucioacuten de tensioacuten entre las distintas redes eleacutectricas es

necesario disponer de transformadores trifaacutesicos

En este caso seraacute necesario disponer de transformadores entre las redes de fuerza y de

alumbrado y entre la red de alumbrado y la red especial En concreto entre la red de alumbrado

y la red especial se dispondraacute un rectificador pues la corriente a 24V no es alterna sino

continua

35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten

De acuerdo con la funcioacuten de los distintos equipos que conforman la planta eleacutectrica del buque

se puede establecer una clasificacioacuten en funcioacuten de la jerarquiacutea de estos

De esta manera se entiende que la planta generadora del buque se subdivide en

- Planta principal es la que se encuentra en funcionamiento en condiciones normales del

buque Estaacute formada por los generadores principales necesarios para abastecer a los

distintos consumidores dispuestos a bordo del buque Estaacute en cierto modo sobre

dimensionada de tal manera que si uno de los generadores falla el buque no vea

mermada su capacidad de operacioacuten

- Planta auxiliar o de emergencia como su propio nombre indica esta planta uacutenicamente

entraraacute en funcionamiento en caso de emergencia o lo que es lo mismo si falla la planta

principal En este caso estaacute formada por un uacutenico generador (de menor tamantildeo que los

principales) que abastece a un nuacutemero concreto de consumidores como son el

alumbrado de emergencia las luces de navegacioacuten los sistemas de comunicaciones y

radio bombas contra incendios etc

- Planta o fuente transitoria dispuesta a bordo uacutenicamente si la planta de emergencia no

entra en funcionamiento de manera automaacutetica tras fallo de la planta principal Estaacute

compuesta por una serie de acumuladores o bateriacuteas que permiten abastecer a una

serie de equipos miacutenimos (luces de evacuacioacuten luces de emergencia etc) durante un

periodo (breve) de tiempo suficiente como para arrancar el generador de emergencia

- Planta de reserva por uacuteltimo el buque dispondraacute de una planta de reserva que garantice

unos servicios eleacutectricos miacutenimos en caso de peacuterdida total o ldquoblack-outrdquo Esta planta ha

de ser capaz de mantener al buque en tales servicios durante el tiempo necesario hasta

que se active la planta transitoria o de emergencia

36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten

Una vez que se conoce coacutemo se genera la energiacutea eleacutectrica a bordo del buque es necesario

describir brevemente coacutemo eacutesta se distribuye a lo largo del mismo para llegar desde los

generadores a cada uno de los consumidores

Existen diversas tipologiacuteas de redes de distribucioacuten a bordo como pueden ser la red en liacuteneas

abiertas la red en anillo cerrado o red en derivaciones sucesivas o en aacuterbol De entre todas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

155

estas se escogeraacute la uacuteltima por ser la que mejor se adecua a la planta eleacutectrica dispuesta a

bordo

Para definir esta tipologiacutea se recurre de nuevo a la referencia [20] que describe esta tipologiacutea

del siguiente modo ldquodistribucioacuten de sistemas en aacuterbol desde el cuadro principal Desde el

cuadro principal salen algunas liacuteneas que a su vez se conectan a cuadros primarios o grandes

terminales (motores) y a su vez de eacutestos uacuteltimos cuadros salen varias liacuteneas hacia cuadros

secundarios y asiacute consecutivamente seguacuten las necesidades del buque o la instalacioacutenrdquo Su

disentildeo jeraacuterquico y sencillo son sus principales bazas

En definitiva la red de distribucioacuten se dividiraacute en dos cuadros principales a 440 V

Los principales consumidores iraacuten directamente acoplados a la red la cual mediante

transformadores se llevaraacute a otros dos cuadros de 230 V y asiacute abastecer a los consumidores

medios

Por uacuteltimo existiraacute un cuadro de emergencia situado fuera de la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

concretamente junto al generador de emergencia

4 Principales Consumidores

Para realizar el balance eleacutectrico del buque es necesario realizar una clasificacioacuten de todos los

consumidores que lleva a bordo En algunos casos concretamente en los consumidores de

mayor tamantildeo es muy faacutecil conocer o estimar su consumo eleacutectrico Sin embargo en

consumidores maacutes pequentildeos es maacutes complicado y por lo tanto es necesario agruparlos y

estimar el consumo combinado

En el Capiacutetulo 4 simplemente se obtuvo la potencia mecaacutenica de los equipos pero no la

potencia del motor eleacutectrico que llevan asociado Por lo tanto en este capiacutetulo se ha de antildeadir

un rendimiento adicional que equivale al rendimiento eleacutectrico de tales motores Ademaacutes en

los equipos que vayan conectados a la red de alumbrado y no directamente a la red de fuerza

se aplicaraacute un rendimiento debido al transformador necesario para pasar de los 440 V a los 230

V a los que van conectados

Un buen punto de partida es ordenar los consumidores en funcioacuten de su importancia en el

buque es decir en funcioacuten de si son servicios prescindibles o no De acuerdo con esta

clasificacioacuten los consumidores se ordenariacutean en

- Servicios esenciales aquellos que son necesarios para que el buque realice su misioacuten

y mantenga unos niveles de propulsioacuten y habitabilidad adecuados

- Servicios no esenciales sistemas o equipos que mejoran las prestaciones del buque y

permiten que su misioacuten se realice y lleve a cabo de la manera inicialmente prevista

- Servicios de emergencia aquellos que uacutenicamente entran en servicio en caso de que

ocurra alguacuten imprevisto y fallen los medios de generacioacuten de emergencia principales

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

156

A pesar de ser una clasificacioacuten muy acertada en este caso es preferible establecer la

clasificacioacuten en funcioacuten del sistema al que dan servicio cada uno de los consumidores pues en

el Capiacutetulo 4 ya se organizaron de tal modo

Dentro de cada uno de estos grupos se indicaraacuten los equipos y servicios que incluyen asiacute

como la red eleacutectrica (fuerza alumbrado) a la que estaraacuten conectados

Sin embargo algunos de los sistemas anteriores dependen de los grupos generadores

seleccionados y a su vez estos dependen de los primeros Loacutegicamente uno depende del otro

y por lo tanto es necesario estimar uno de los dos Como en la base de datos se tiene

informacioacuten suficiente se decide estimar el consumo de los sistemas de combustible sistemas

de refrigeracioacuten sistemas de lubricacioacuten sistemas de aire comprimido de arranque ventilacioacuten

etc y cuando se conozca el motor dieacutesel asociado a los generadores principales calcular el

valor real de tales sistemas comprobando que el valor previamente estimado era adecuado o

no En caso de no serlo se repetiraacute el proceso hasta que se llegue a una solucioacuten oacuteptima

Teniendo en consideracioacuten todo lo anteriormente descrito se puede establecer ya una

clasificacioacuten de los distintos consumidores a bordo del buque

Tabla 6-1 Principales consumidores eleacutectricos del buque

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 80 81 230

Alumbrado interior 1 098 88 90 230

Luces de emergencia 1 098 26 27 24

Luces de navegacioacuten 1 098 06 06 24

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 10 10 230

Bocina 2 098 03 03 230

Comunicacioacuten externa 1 098 31 31 24

Comunicacioacuten interna 1 098 26 26 230

Equipos de navegacioacuten 1 098 41 42 24

Sistema DP 1 098 15 16 230

Locales

Equipos de cocina 1 098 408 416 230

Gambuzas 1 098 306 312 230

Lavanderiacutea 1 098 224 229 230

Taller eleacutectrico 1 098 153 156 230

Taller mecaacutenico 1 098 51 52 230

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 357 364 440

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 41 42 440

Gruacutea 1 094 702 747 440

Cabestrante 2 098 276 281 440

Molinete de fondeo 2 098 186 190 440

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

157

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Pescante lancha 1 092 98 106 230

Tugger winches 2 098 571 583 440

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 129 131 440

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 112 115 440

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal

2 098 135 137 440

Motor de giro azimutal 2 094 234 249 440

Propulsor azimutal 2 098 28571 29155 440

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 10224 10433 440

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 45 46 440

Bomba aguas grises 1 098 18 18 440

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 15 16 440

Bomba refrig agua dulce 3 098 153 156 440

Bomba refrig agua salada 3 098 459 469 440

Bomba rociadores acom 1 098 235 239 440

Bomba rociadores CM 1 098 153 156 440

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 378 385 440

Bomba trasiego aceite 2 098 41 42 440

Bomba trasiego combustible 2 098 51 52 440

Bombas FIFI 1 098 11224 11454 440

Calentador agua sanitaria 1 098 224 229 440

Calentadores combustible 2 098 510 521 440

Compresor aire arranque 2 098 100 102 230

Compresor serv generales 2 098 50 51 230

Esterilizador UV agua dulce 1 098 13 14 230

Generador de agua dulce 1 095 105 111 230

Sistema tratamiento lastre 1 098 347 354 230

HVAC 1 098 2262 2308 440

Separador de combustible 2 098 27 27 230

Separador sentinas 1 098 38 39 230

Separadora aceite lubricante 1 098 20 21 230

Ventilador aseos 1 098 06 06 440

Ventilador cocina 1 098 07 07 440

Ventilador local de cuadros 1 098 31 31 440

Ventilador local propulsores popa 1 098 13 14 440

Ventilador local propulsores proa 1 098 13 14 440

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 30 306 440

Ventiladores emergencia 1 098 31 31 440

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

158

Como se puede comprobar aparecen determinados elementos destacados pues son los

elementos cuyos consumos se han estimado y que conocidos los generadores y motores dieacutesel

instalados habraacute que confirmar

5 Balance eleacutectrico preliminar

El balance eleacutectrico no es maacutes que un resumen de los consumos de los distintos equipos

durante unas determinadas situaciones de carga seguacuten las cuales estos consumidores

requieren de una mayor o menos potencia

Como no es un proceso exacto pues los consumos y rendimientos variacutean ligeramente es

necesario realizar una estimacioacuten personal es decir que depende de la experiencia y habilidad

del proyectante para determinar cuaacutenta cantidad de la potencia disponible estaacute empleando

cada uno de los consumidores

Para una mejor comprensioacuten del proceso llevado a cabo en este apartado es necesario

describir de un modo conciso un par de paraacutemetros que condicionan el balance final

El primero de ellos es el denominado factor de simultaneidad o ldquoKnrdquo Este paraacutemetro determina

cuaacutentos de los consumidores de un mismo tipo estaacuten funcionando a la vez por cada situacioacuten

de carga Es decir es un cociente que muestra la relacioacuten entre los consumidores empleados

y los disponibles Puede tomar un valor entre 0 y 1

El siguiente factor es el denominado factor de servicio y reacutegimen o ldquoKsrrdquo Este paraacutemetro indica

a que porcentaje de la carga total estaacute funcionando cada uno de los consumidores empleados

(valor medido por el coeficiente de simultaneidad) durante el tiempo que estos esteacuten

funcionando Su valor situado entre 0 y 1 es el producto ente los factores de servicio (fraccioacuten

de tiempo que el consumidor funciona para una determinada situacioacuten de carga) y el factor de

reacutegimen (porcentaje del total de potencia al que funciona)

Para que las estimaciones sean lo maacutes acertadas posible se recurre a los numerosos recursos

web pues la cantidad de buques realizados en proyectos similares supone una ingente base

de datos

A pesar de que existen distintas maneras de realizar el balance eleacutectrico en este caso se ha

creiacutedo conveniente realizarlo de acuerdo con el modelo claacutesico Esto implica que al tratarse de

un balance eleacutectrico preliminar (pues se han estimado algunos de los equipos y sistemas que

aparecen en la Tabla 6-1) no sea necesario tener en cuenta el factor de potencia de los distintos

elementos y por ende obtener la potencia activa y reactiva para cada situacioacuten de carga El

proceso es del todo similar al claacutesico

A continuacioacuten se muestra el resultado final del balance eleacutectrico Simplemente se muestra

una tabla resumen pues el balance completo es extenso y se podraacute consultar en el Anexo 3

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

159

Tabla 6-2 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Potencia (kW) 24733 37253 39372 1704 813

Como se puede comprobar efectivamente las condiciones en las que el DP se ve involucrado

son las maacutes exigentes Concretamente la situacioacuten en la que se combina con los monitores

FIFI es la maacutes exigente

Como es loacutegico la diferencia en cuanto a la potencia requerida entre las situaciones de Puerto

y Emergencia y el resto es notable En este caso y siguiendo la praacutectica habitual se dispondraacute

un generador maacutes pequentildeo que los principales para abastecer al buque en estas dos

condiciones

6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos

Una vez determinada la potencia requerida en cada una de las situaciones de carga se procede

a determinar el nuacutemero y potencia unitaria de cada uno de los generadores que se instalaraacuten a

bordo

Para tal seleccioacuten es necesario tener una serie de consideraciones previas

- Los generadores han de trabajar en la medida de lo posible a unos rendimientos altos

Estos rendimientos deben oscilar entre el 70-95 En casos puntuales sus

rendimientos pueden presentar picos o bien muy altos o bien muy bajos

- El tamantildeo de los generadores ha de ser limitado pues han de situarse en la caacutemara de

maacutequinas en la cual es espacio disponible es limitado Ademaacutes han de tenerse en

cuenta las limitaciones que establece el fabricante en cuanto a la instalacioacuten aacuterea libre

entre motores y mamparos y desmontaje (vertical) de cilindros

- Las emisiones de los motores El convenio que regula las emisiones es el MARPOL y

de todos los anexos se prestaraacute especial atencioacuten al anexo VI En tal documento se

establece literalmente ldquola reduccioacuten progresiva de las emisiones de NOx de los motores

dieacutesel marinos instalados en buques con un liacutemite de emisioacuten del Nivel II para los

motores instalados en buques construidos el 1 de enero de 2011 o posteriormente y

un liacutemite de emisioacuten maacutes estricto correspondiente al Nivel III para los motores

instalados en buques construidos el 1 de enero 2016 o posteriormente que naveguen

en las ECA17 (zona de control de las emisiones de Norteameacuterica y zona de control de

las emisiones del mar Caribe de los Estados Unidos)rdquo Por lo tanto como estaacute previsto

que el buque opere en aguas de los Estados Unidos que son en la mayoriacutea zonas ECA

los motores que se instalen deberaacuten cumplir como en anteriormente referido Nivel III

17 ECA Emission Control Area zonas de control de las emisiones Si se controlan en concreto las emisiones de sulfuro pasan a denominarse SECA (Sulphur Emission Control Area)

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

160

Teniendo en consideracioacuten todas las premisas anteriores y despueacutes de haber analizado los

generadores disponibles de las principales firmas navales (Caterpillar Waumlrtsila Rolls Royce

Man etc) se decide instalar los grupos generadores ofrecidos por MAN pues sus potencias

tamantildeos y emisiones se adecuan mejor que las de los motores ofrecidos por el resto de las

firmas

61 Grupos generadores principales

Analizando los resultados del balance eleacutectrico (ver Tabla 6-2) se determina que el modelo de

grupo generador maacutes adecuado es el L2330H Mk2 de 1136 kW y 8 cilindros

En primer lugar se comprueba que los regiacutemenes de funcionamiento resultantes para las tres

primeras18 situaciones de carga de navegacioacuten maniobra + DP y FIFI + DP son adecuados

Tabla 6-3 Regiacutemenes de funcionamiento de los generadores principales por situacioacuten de carga

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP

Potencia necesaria (kW) 24733 37253 39372

Potencia disponible (kW) 3408 4544 4544

Reacutegimen 726 820 866

Para el caso de navegacioacuten es necesario disponer de tres de los cuatro generadores a bordo

pues combinados generan una potencia de 3408 kW En cuanto a las situaciones de manejo

de anclas + DP y FIFI+DP es necesario disponer de los cuatro generadores que combinados

generan una potencia de 4544 kW

Graacuteficamente

18 Simplemente se analizan las tres primeras situaciones de carga pues los dos restantes (Puerto y Emergencia) se estudiaraacuten cuando se defina el generador de emergencia

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

161

Ilustracioacuten 56 Resumen de la potencia eleacutectrica requerida por situacioacuten de carga

Del graacutefico superior se pueden extraer las siguientes conclusiones y comentarios

- Los datos mostrados en columnas representan de izquierda a derecha los valores

maacuteximos de potencia que pueden dar 3 generadores principales (3408) 4 generadores

principales (4544) y el valor maacuteximo que puede dar el generador de emergencia (200)

- En el caso de la condicioacuten de navegacioacuten no es necesario que funcionen los 4

generadores principales si no que con 3 es suficiente

Las caracteriacutesticas principales del generador seleccionado son las siguientes

Tabla 6-4 Caracteriacutesticas principales del grupo generador principal

Modelo Cilindros Potencia por cilindro (kW) Potencia total (kW) rpm

L2330H Mk 2 8 142 1136 720

A continuacioacuten se ha de comprobar que el modelo tiene unas dimensiones adecuadas para el

espacio disponible en la caacutemara de maacutequinas

3408

4544 4544

200 200

2 473

3 7253 937

170 81

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Po

ten

cia

(kW

)POTENCIA EN FUNCIOacuteN DEL CASO DE CARGA

Valor maacuteximo Valor obtenido

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

162

Ilustracioacuten 57 Dimensiones del grupo generador principal Fuente wwwenginesmaneu

En la ilustracioacuten anterior en su parte superior derecha las letras P y Q hacen referencia al aacuterea

libre entre motores y a la separacioacuten miacutenima entre motores respectivamente La primera toma

un valor de 600 mm en manga y 2000 mm en altura mientras que la segunda toma un valor de

2250 mm

62 Grupo generador de emergencia

Del mismo modo que en el caso de los generadores principales se definiraacute a continuacioacuten el

grupo generador de emergencia que se ha seleccionado

A las premisas anteriormente mencionadas hay que antildeadir el hecho de que este generador ha

de separarse fiacutesicamente de los principales a ser posible en un local de emergencia separado

y situado por encima de la cubierta de francobordo Ha de contar ademaacutes con un acceso desde

el exterior del buque

En este caso la firma MAN no dispone de generadores con potencias tan bajas como la

necesaria Por lo tanto y a pesar de que pueda suponer un ligero inconveniente a la hora de

realizar el mantenimiento y las revisiones de los equipos se decide disponer de un grupo

generador de la firma Caterpillar El modelo seleccionado es el C71 Acert de 200 kW 60 Hz y

1800 rpm

En primer lugar se comprueba que disponiendo de tal modelo de generador los regiacutemenes de

potencia obtenidos para las situaciones de puerto y emergencia son adecuados

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

163

Tabla 6-5 Regiacutemenes de funcionamiento del generador de emergencia por situacioacuten de carga

Puerto Emergencia

Potencia necesaria (kW) 1704 813

Potencia disponible (kW) 200 200

Reacutegimen 852 406

Las dimensiones del grupo se muestran en la siguiente ilustracioacuten Se comprueba que

efectivamente se trata de un modelo mucho maacutes pequentildeo que los generadores principales

Ilustracioacuten 58 Dimensiones del grupo generador de emergencia Fuente wwwenginemaneu

7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores

En el presente apartado se calcularaacuten las necesidades de los distintos servicios y sistemas

relacionados con la caacutemara de maacutequinas y asociados a los generadores principales y al

generador de emergencia pues cada uno presenta unas condiciones diferentes

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

164

En primer lugar se mostraraacuten los consumos de ambos generadores y a continuacioacuten se

describiraacuten y calcularaacuten con detalle los servicios de combustible refrigeracioacuten etc asociados

a cada uno de ellos

Por uacuteltimo se disentildearaacute la exhaustacioacuten y la ventilacioacuten de la caacutemara de maacutequinas

71 Consumo de los generadores

En este apartado se determinaraacute el consumo de combustible de cada uno de los motores dieacutesel

asociados a cada uno de los generadores los cuatro principales y el de emergencia

Todos ellos son de cuatro tiempos y cumplen con el Nivel III mencionado en apartados

posteriores Esto implica que estaacuten preparados tanto para quemar MGO (Marine Gasoil) como

MDO (Marine Diesel Oil)

En definitiva el consumo de combustible de cada uno de los motores es el siguiente

Tabla 6-6 Consumo de los motores de los generadores principales y de emergencia

Modelo Porcentaje de Carga ()

100 85 75 50 25

Principal (gkWmiddoth) 1883 1883 1882 1945 2196

Emergencia (gkWmiddoth) 2164 NA 2259 2427 2740

Los valores que aparecen en la tabla superior son correspondientes al consumo de MDO En

el caso de MGO los valores son ligeramente superiores

72 Sistemas auxiliares de los motores generadores

En el presente apartado se dimensionaraacuten los sistemas asociados a los motores generadores

que son necesarios para asegurar su correcto funcionamiento

En el caso del generador de emergencia y debido a su reducido tamantildeo el fabricante indica

que el grupo generador se instala junto a todos sus sistemas auxiliares y que por lo tanto no

es necesario dimensionarlos El uacutenico aspecto que hay que considerar es la salida de los

conductos de exhaustacioacuten

En el caso de los generadores principales estos sistemas son los siguientes

- Sistema de combustible

- Sistema de lubricacioacuten

- Sistema de refrigeracioacuten

- Sistema de aire comprimido

721 Sistema de combustible

El sistema de combustible engloba todo el proceso que se sigue para que el mismo llegue

desde los tanques correspondientes hasta el motor en las condiciones adecuadas para su

correcto funcionamiento

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

165

Las capacidades de los tanques de combustible del buque son de acuerdo a lo calculado en

el Capiacutetulo 3 las siguientes

- Tanques de almaceacuten de combustible 28167 m3

- Tanques de servicio diario 3516 m3

- Tanques de sedimentacioacuten 3516 m3

De acuerdo a lo establecido por el fabricante el motor requiere una serie de equipos y

elementos como bombas separadoras filtros etc

Los sistemas de combustible pueden llegar a ser muy complejos como se puede comprobar

en la siguiente ilustracioacuten

Ilustracioacuten 59 Diagrama del sistema de combustible de los motores principales Fuente

wwwenginemaneu

Debido a que la complejidad y el tiempo requerido para realizar tales sistemas trasciende a lo

requerido en el presente proyecto en este caso simplemente se dimensionaraacuten los equipos

asociados y asiacute determinar el consumo eleacutectrico exacto de cada uno de ellos

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

166

Bombas de trasiego

La funcioacuten de estas bombas es la de trasegar o transferir la capacidad equivalente al consumo

maacuteximo de los motores en un tiempo maacuteximo de 2 horas Por lo tanto

119876119879 =119862 middot 119873ordm

119905 middot 120588119888=

2196 middot 24 middot 4

6 middot 089 middot 1000= 1185

1198983

ℎ Eq 136

Tomando una presioacuten de 2 bares se obtiene que la potencia de estas bombas es de

119875119879 =119876119879 middot 119901

3600 middot 06=

1185 middot 4 middot 100

3600 middot 06= 22 119896119882 Eq 137

Se instalaraacuten dos bombas de trasiego de tal potencia y caudal

Bombas de alimentacioacuten

Para dar servicio a todos los motores se ha instalar una bomba de alimentacioacuten El propio

fabricante del grupo generador establece que para un reacutegimen del 100 la presioacuten de estas

bombas es de 6 bares y que el caudal que han de mover es equivalente a 3 veces el consumo

para tal condicioacuten de carga En este caso estas bombas funcionan de manera continua por lo

que el tiempo de operacioacuten se establece en 24 horas

En definitiva tomando el consumo de combustible diario al 100 se obtiene que

119876119860 =3 middot 119862 middot 119873ordm

119905 middot 120588119888=

3 middot 451 middot 4

24 middot 120588119888= 25

1198983

ℎ Eq 138

La potencia de esta bomba es

119875119860 =119876119879 middot 119901

3600 middot 06=

25 middot 6 middot 100

3600 middot 06= 22 119896119882 Eq 139

En el caso del generador de emergencia la normativa establece que este sistema ha de tener

una autonomiacutea de 36 horas Por lo tanto conocido su consumo la capacidad del tanque de

almaceacuten el cual se suele disponer en el propio local del generador de emergencia es de

119879119862119864 =274

119892119896119882 middot ℎ

middot 36ℎ middot 200119896119882

1000 middot 890 1198961198921198983= 222 1198983 Eq 140

722 Sistema de lubricacioacuten

Para el correcto funcionamiento de los motores acoplados a los grupos generadores es

indispensable disponer de un sistema de lubricacioacuten Este sistema se encarga de mantener en

buen estado los distintos elementos internos que conforman el motor evitando que se

desgasten por friccioacuten o suciedad

En este caso simplemente se han de calcular la capacidad de las separadoras y de la bomba

de trasiego pues el resto de los elementos estaacuten incorporados en el propio equipo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

167

Separadoras

Para calcular la capacidad necesaria de estos equipos se recurre a una expresioacuten del propio

fabricante

119876119871 =119875 middot 136 middot 119899

119905=

4 middot 1136 middot 136 middot 119899

119905= 107

1198983

ℎ Eq 141

Siendo

- P= potencia total instalada

- n=en este caso al quemar MDO toma un valor de 4 (dato del fabricante)

- t= 23 horas (dato del fabricante)

Por lo tanto para cumplir con tal caudal se instalaraacuten dos bombas de 1100 lh o 11 m3h y 2

kW

Bombas de trasiego

Del mismo modo que para el sistema de combustible el buque dispondraacute de dos bombas de

trasiego de aceite Para calcular la capacidad de estas bombas se recurre a la expresioacuten

habitual

119875119871 =119876119871 middot 119901

3600 middot 06=

11 middot 4 middot 100

3600 middot 06= 02 119896119882 Eq 142

Tomando que la presioacuten de trabajo de estas bombas es de 4 bares se obtiene que su potencia

es de 02 kW

723 Sistema de refrigeracioacuten

Como es loacutegico para garantizar un correcto funcionamiento de los motores es necesario

refrigerarlos El objetivo de la refrigeracioacuten es claro disminuir la temperatura en operacioacuten de

los equipos para evitar que debido a sobrecalentamientos los equipos funcionen de manera

irregular o en el peor de los casos dejen de funcionar

En los buques la praacutectica habitual es emplear el agua de mar para tal disposicioacuten pues se trata

de un recurso ilimitado Sin embargo el agua de mar es salada y por ende muy corrosiva Por

tal motivo su uso se combina con el agua dulce que cumple el mismo objetivo y no es

corrosiva En el caso de emplear agua dulce como refrigerante el inconveniente estaacute claro y

es que en este caso el recurso es limitado y hay que generarlo

En el caso del buque proyecto los motores de los grupos generadores cuentan con tal sistema

combinado Se emplea la refrigeracioacuten por agua salada para refrigerar a su vez al circuito de

refrigeracioacuten de agua dulce

El sistema de refrigeracioacuten de agua salada se abastece de las tomas de mar situadas en el

doble fondo Estas tomas de mar se tratan baacutesicamente de aberturas en el casco por lo que

se trata de espacios inundados es decir que no aportan desplazamiento Cuentan con rejillas

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

168

exteriores para evitar que se incrusten organismos grandes y medianos y con unos filtros para

evitar la entrada de partiacuteculas pequentildeas al sistema Ademaacutes al tratarse de una potencial viacutea

de inundacioacuten cuentan con vaacutelvulas de aislamiento El colector de tomas de mar se abastece

de estos ldquotanquesrdquo y abastece a su vez a las bombas correspondientes El buque proyecto

cuenta con dos tomas de mar simeacutetricas destinadas a la toma de agua de mar para abastecer

al sistema de agua salada y una destinada a abastecer al sistema contraincendios Su acceso

se encuentra en la caacutemara de maacutequinas (ver Capiacutetulo 3)

Por otro lado el sistema de refrigeracioacuten de agua dulce se subdivide en dos el sistema de

refrigeracioacuten de ldquoaltardquo y de ldquobajardquo Esta nomenclatura es debida a que el primero el sistema de

alta temperatura se encarga de refrigerar el aire de carga camisas y cilindros y ha de controlar

que el aire a la salida no supere los 90 ordmC En cuanto al sistema de refrigeracioacuten de baja se

encarga de refrigerar el aceite de lubricacioacuten el combustible etc y ha de controlar la

temperatura para que no supere los 32 ordmC (temperatura mucho maacutes inferior que la del sistema

de alta)

Los sistemas de refrigeracioacuten internos de los motores contaraacuten cada uno de ellos con una

bomba

En definitiva se dispondraacute a bordo un sistema de refrigeracioacuten de agua dulce centralizado

refrigerado a su vez por un sistema de refrigeracioacuten de agua salada

Calor emitido

El primer paso que realizar para poder dimensionar los equipos del sistema es conocer que

cantidad de calor es necesario disipar de los motores El propio fabricante facilita estos datos

tanto para el sistema de alta como para el sistema de baja temperatura

Tabla 6-7 Calor a disipar por el sistema de refrigeracioacuten

Elemento Calor emitido (kW)

Cilindros 347

Aire de carga (Alta) 563

Aire de carga (Baja) 201

Aceite lubricante 107

Radiacioacuten del motor 48

Total 1266

Bombas de agua salada

Para determinar la capacidad de las bombas de agua salada es necesario conocer primero el

calor total que han de disipar

Para ello se recurre a la siguiente expresioacuten

119862119863 = 119873ordm 119866119890119899middot 119862119890 = 4 middot 1266 = 5064 119896119882 Eq 143

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

169

Una vez que se conoce la potencia total a disipar se pueden dimensionar las bombas de agua

salada Para ello es necesario recurrir a la expresioacuten de transferencia de calor pues el total de

la energiacutea a disipar se transferiraacute al sistema de agua salada a traveacutes de diferentes

intercambiadores de calor Por lo tanto

119862119863 = 119876119860119878 middot 120588119860119878 middot 119862119860119878 middot ∆119879 Eq 144

Donde

- 119876119860119878 =caudal de agua salada a disipar

- 120588119860119878 = densidad del fluido

- 119862119860119878 = calor especiacutefico del agua salada Toma un valor de 398 kJkgmiddotordmC

- ∆119879 = diferencia entre la temperatura de salida y de entrada La primera toma un valor

de 38 ordmC y la segunda de 32ordmC

Finalmente

119876119860119878 =119862119863

120588119860119878 middot 119862119860119878 middot ∆119879=

5064

1025 middot 398 middot (38 minus 32)= 02

1198983

119904cong 745

1198983

ℎ Eq 145

Ahora bien para satisfacer tal necesidad se dispondraacuten 3 bombas de agua salada cada una

de ellas con una capacidad de 260 1198983ℎ

La potencia eleacutectrica demandada por estas bombas suponiendo que trabajen a una presioacuten de

3 bares seraacute de

119875119860119878 =119876119860119878 middot 119901

3600 middot 06=

745 middot 3 middot 100

3600 middot 06= 3625 119896119882 cong 37 119896119882 Eq 146

Bombas de agua dulce

A pesar de que los motores llevan ya incorporadas las bombas de refrigeracioacuten en su circuito

interno es necesario disponer de unas bombas auxiliares exteriores una para el circuito de alta

y otra para el circuito de baja temperatura

El fabricante establece que la primera ha de ser capaz de tener un caudal de 32 1198983ℎ y la

segunda de 55 1198983ℎ trabajando ambas a una presioacuten de entre 1 y 25 bares Se toman 2 bares

En este caso se ha optado por disponer 3 bombas de 55 1198983ℎ siendo una de ellas de respeto

Finalmente se obtiene que la potencia eleacutectrica que demandan es la siguiente

119875119860119863 =119876119860119863 middot 119901

3600 middot 06=

55 middot 2 middot 100

3600 middot 06= 51 119896119882 cong 55 119896119882 Eq 147

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

170

724 Sistema de aire comprimido

De acuerdo a lo establecido por el propio fabricante el sistema de aire comprimido del motor

contiene un sistema de arranque un sistema de control de arranque y seguridad del sistema

El aire comprimido es suministrado desde los receptores de aire de arranque (30 bar) a traveacutes

de una estacioacuten reductora desde la que se suministra aire comprimido a 7-9 bar al motor Para

evitar la entrada de partiacuteculas en el sistema interno se monta un filtro en la liacutenea de entrada al

motor

En el diagrama del sistema que se muestra en la siguiente ilustracioacuten se puede comprobar

como el sistema proporciona aire comprimido a 30 bares a los motores y aire comprimido para

el resto de los servicios generales a 7 bares

Los elementos que conforman dicho sistema son

- Botellas de aire comprimido

- Compresores de aire

- Compresor de emergencia

- Separador de agua y aceite

- Vaacutelvula de arranque

- Vaacutelvula reductora de presioacuten

De todos los elementos mencionados simplemente se han de dimensionar las botellas de aire

comprimido y los compresores de aire

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

171

Ilustracioacuten 60 Diagrama del sistema de arranque mediante aire comprimido Fuente

wwwenginemaneu

Botellas de aire comprimido

Para dimensionar las botellas de aire comprimido basta con determinar el volumen necesario

Como es loacutegico el volumen dependeraacute del nuacutemero de arrancadas siendo en este caso el

consumo por arrancada de 154 1198983

La expresioacuten empleada para conocer el volumen de las botellas de aire comprimido es la

siguiente

119881119860119862 =119881119886 middot 119899 middot 119875119886119905119898

119875119898aacute119909 minus 119875119898iacute119899=

616 middot 6 middot 1

30 minus 10= 185 1198983 Eq 148

Donde

- 119881119886 = volumen de aire necesario para arrancar una vez todos los equipos

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

172

- 119899 = nuacutemero de arrancadas reglamentario

- 119875119898aacute119909= presioacuten maacutexima indicada por el fabricante

- 119875119898iacute119899= presioacuten miacutenima indicada por el fabricante

Por lo tanto se instalaraacuten dos botellas de 1 1198983 y 30 bar cada una para abastecer a los motores

principales y otras dos de la misma capacidad para abastecer a los servicios generales del

buque

Compresores de aire comprimido de arranque y servicios generales

Para dimensionar estos equipos basta con conocer una serie de paraacutemetros determinados por

el propio fabricante Baacutesicamente conocido el volumen total de las botellas de aire comprimido

se establece un tiempo de llenado de las mismas y la presioacuten final del equipo para determinar

el volumen

119881119862119860 =119881119860119862 middot (119875119891119894119899119886119897 minus 119875119894119899119894119888119894119886119897)

1ℎ middot 119875119886119905119898=

1 middot (30 minus 1)

1ℎ middot 1= 29 1198983 Eq 149

El modelo de compresor que mejor se adecua a tales requisitos es el de la firma Atlas Copco

concretamente el modelo LT 10-30 KE de 306 1198983ℎ Su consumo es de 75 kW y su peso

asciende hasta los 166 kg

Para abastecer de aire comprimido al resto de los servicios generales se repite el mismo

proceso salvo que en este caso la presioacuten final es de 7 bares Se obtiene

119881119862119860119866 =119881119860119862 middot (119875119891119894119899119886119897 minus 119875119894119899119894119888119894119886119897)

1ℎ middot 119875119886119905119898=

1 middot (7 minus 1)

1ℎ middot 1= 6 1198983 Eq 150

En este caso el modelo de compresor que mejor se adecua a tales requisitos es el LT 3-30

KE de 910 1198983ℎ Su consumo es de 3 kW y su peso asciende hasta los 94 kg

73 Generador de agua dulce

En el buque cualquier fuente de energiacutea sea del tipo que sea ha de ser utilizada pues la

mayoriacutea de los recursos son limitados y siempre es deseable dotar al buque de la mayor

autonomiacutea e independencia a recursos externos posible

Uno de los recursos maacutes preciados y limitados a bordo de los buques es el agua dulce para la

tripulacioacuten A pesar de que el buque dispone de varios tanques a bordo (ver 64) se opta por

disponer de un generador de agua dulce que aproveche el calor residual radiado por el circuito

de alta de los motores generadores principales para destilar el agua salada mediante

intercambiadores de vapor y generar agua dulce

En primer lugar se toma la capacidad total de los tanques de agua dulce para dimensionar el

generador En el apartado 64 se determinoacute que a bordo del buque se disponiacutean

aproximadamente 450 m3 de agua dulce y en este caso se tomaraacute como criterio el consumo

diario de toda la tripulacioacuten que se establecioacute en 160 litros

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

173

En definitiva el caudal del generador de agua dulce asciende a

119876119866119860119863 = 160119897

119889iacute119886 middot 119901119890119903119904119900119899119886middot 36 119901119890119903119904119900119899119886119904 = 5760

119897119894119905119903119900119904

119889iacute119886cong 58

1198983

119889iacute119886 Eq 151

Para cubrir estas necesidades se decide instalar el modelo AQUA Blue C80 de la firma Alfa

Laval pues es adecuado para caudales situados entre 5 y 25 m3diacutea19 Su peso asciende hasta

los 790 kilogramos aproximadamente y su potencia es de 8 kW

74 Sistema de exhaustacioacuten

Para expulsar o evacuar al exterior los gases generados por los generadores principales

durante la combustioacuten de sus motores se dispone como en todos los buques no eleacutectricos de

un sistema de exhaustacioacuten

Este sistema es el encargado de evitar que los gases nocivos para el ser humano se acumulen

en la caacutemara de maacutequinas y lo conviertan en un espacio no habitable Por lo tanto es un

sistema esencial

Sin embargo la solucioacuten no reside simplemente en expulsar dichos gases a la atmoacutesfera pues

son muy contaminantes para el medio ambiente Es necesario que a lo largo del recorrido que

toman desde los motores hasta el exterior se traten para reducir lo maacuteximo posible la cantidad

de partiacuteculas contaminantes que contienen (principalmente NOx y SOx20)

Para asegurar que el buque cumple con la normativa se recurre al anexo VI de MARPOL

ldquoReglas para prevenir la contaminacioacuten atmosfeacuterica ocasionada por los buquesrdquo en el cual se

indican aquellas zonas donde se imponen una serie de controles maacutes rigurosos de lo normal

en lo que respecta a las emisiones de SOx y NOx Las zonas que actualmente cuentan con tal

distintivo son las siguientes

19 En el caso de manejar caudales proacuteximos a 6 m3diacutea como es el caso que se estaacute estudiando la temperatura de funcionamiento de este modelo es de 70ordmC Esta temperatura es de sobra alcanzada en el circuito de alta 20 NOx (Oacutexidos de nitroacutegeno) y SOx (Oacutexidos de azufre) son gases contaminantes producidos como resultado de la combustioacuten de productos relacionados con el petroacuteleo (en su mayoriacutea)

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

174

Tabla 6-8 Zonas especiales en virtud del convenio MARPOL

Zonas especiales Adopcioacuten Entrada en

vigor Con efecto

desde

mar Baacuteltico (SOx) 26 sept 1997

19 may 2005 19 may 2006

mar del Norte (SOx) 22 jul 2005 22 nov 2006 22 nov 2007

ECA de Norteameacuterica (SOx y materia particulada) 26 mar 2010

1 ago 2011 1 ago 2012

(NOx) 26 mar 2010

1 ago 2011

ECA del mar Caribe de los Estados Unidos (SOx y materia particulada)

26 jul 2011 1 en 2013 1 en 2014

(NOx) 26 jul 2011 1 en 2013

Las casillas que aparecen destacadas con un asterisco () indican que los buques construidos

a partir del 1 de enero de 2016 o en adelante y que operen en tales zonas cumpliraacuten con las

normas del nivel III de las emisiones de NOx

En definitiva el buque ha de cumplir unos requisitos miacutenimos en cuanto a emisiones para poder

navegar por dichas zonas mariacutetimas americanas Concretamente los liacutemites de SOx y materia

particulada seraacuten como mucho del 010 y en cuanto al NOx de acuerdo al Nivel III para

buques construidos a partir del 1 de enero de 2016 que naveguen en las ECA

Los grupos generadores instalados en el buque ya cumplen con dicha normativa por lo tanto

no es necesario instalar ninguacuten equipo adicional a lo largo del rutado de las tuberiacuteas de

exhaustacioacuten

741 Elementos

El sistema estaraacute formado por conductos de exhaustacioacuten silenciadores compensadores

flexibles y el guardacalor

A continuacioacuten se muestra una imagen ofrecida por el fabricante en la que se encuentran

presentes los elementos de dicho sistema

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

175

Ilustracioacuten 61 Sistema de exhaustacioacuten de los motores principales Fuente wwwenginemaneu

Conductos de exhaustacioacuten

Los conductos de exhaustacioacuten son baacutesicamente los tubos por los cuales se hacen circular los

gases de exhaustacioacuten y guiarlos hacia el exterior por el camino deseado

Su diaacutemetro depende del caudal de gases a evacuar (con un espesor miacutenimo de 3mm seguacuten

el fabricante) y en la medida de lo posible se ha de buscar una disposicioacuten tal que el nuacutemero

de codos o quiebros necesarios sean los menos posibles

Como el fabricante aporta los datos del caudal de gases generado por cada motor que

asciende a 16121 m3h se puede calcular el diaacutemetro aproximado de dichos conductos

Ademaacutes seguacuten el fabricante la velocidad maacutexima de los gases de escape es de 35 ms

Finalmente

119863119888 = 2 middot radic119860119888

120587= 2 middot radic

119876119907

120587= 2 middot radic

16121(35 middot 3600)

120587cong 04 119898 Eq 152

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

176

Silenciadores

Los silenciadores como su propio nombre indica son los encargados de reducir el nivel

acuacutestico generado en la caacutemara de maacutequinas al estar los motores en funcionamiento Ademaacutes

y siguiendo la praacutectica habitual estos equipos llevan integrados supresores de chispas que

evitan que cualquier posible chispa valga la redundancia pueda salir al exterior y generar un

accidente

Estos equipos suelen estar recomendados y facilitados por el propio fabricante en este caso

MAN El propio fabricante recomienda ademaacutes que la posicioacuten del silenciador sea lo maacutes

elevada posible para evitar o retrasar en la medida de lo posible la aparicioacuten de fouling21

Se dispone uno por cada uno de los motores en la parte maacutes alta del guardacalor

Compensadores flexibles

Para absorber las posibles desalineaciones y vibraciones y movimientos indeseados en los

cambios de direccioacuten de los conductos se instalaraacuten compensadores o juntas flexibles

En total se instalaraacuten ocho dos por cada uno de los conductos

Guardacalor

El guardacalor o casing es el elemento encargado de asilar los conductos de exhaustacioacuten y

sus sistemas auxiliares del resto de los elementos y espacios del buque Su misioacuten es doble

pues tambieacuten sirven para proteger los conductos del ambiente corrosivo marino y de posibles

golpes

El primer paso consiste en determinar si se dispondraacute uno o dos guardacalores Las ventajas

de disponer de un solo guardacalor son evidentes pues la complicacioacuten estructural y fuentes

de ruido y vibraciones se reducen Sin embargo esta configuracioacuten impide que para un nuacutemero

elevado de generadores a bordo la disposicioacuten de estos no pueda ser en liacutenea ya que el

nuacutemero de quiebros y codos necesario para llegar al guardacalor seriacutea excesivo Ademaacutes y

teniendo en consideracioacuten lo anteriormente explicado esta configuracioacuten obligariacutea a disponer

el guardacalor en crujiacutea limitando la visioacuten desde la cubierta de trabajo desde el puesto de

gobierno

En definitiva se decide instalar dos guardacalores simeacutetricos a cada costado Ascenderaacuten

desde la caacutemara de maacutequinas hasta superar la parte maacutes alta del puente adosados en todo

momento a las paredes verticales laterales de la superestructura

El siguiente paso es determinar sus dimensiones En apartados anteriores se determinoacute que el

diaacutemetro de los conductos de exhaustacioacuten teniacutea que ser de 04 metros y en cuanto al

silenciador a pesar de no tener sus dimensiones exactas se puede estimar que su diaacutemetro

es un 20 superior al de los conductos

Con tales consideraciones el resultado del sistema seriacutea el siguiente

21 Por fouling se entiende la acumulacioacuten o depoacutesito de material no deseado sobre una superficie de un equipo que puede dificultar el correcto funcionamiento del mismo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

177

Ilustracioacuten 62 Esquema del sistema de exhaustacioacuten

La disposicioacuten final de este sistema sobre la caacutemara de maacutequinas y sobre el buque en general

se mostraraacute tanto en el plano de disposicioacuten general y el de caacutemara de maacutequinas anexos al

presente documento

75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas

Este sistema es el encargado de valga la redundancia ventilar la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

para garantizar que la temperatura del local sea la adecuada para mantener los distintos

equipos y sistemas a una temperatura oacuteptima

Sus objetivos son baacutesicamente los siguientes

- Reducir la temperatura de la caacutemara de maacutequinas eleacutectrica

- Renovar el aire del interior del local para asegurar la combustioacuten de los motores

- Expulsar las posibles fugas de los conductos de exhaustacioacuten

Las exigencias del sistema y por lo tanto su dimensionamiento dependeraacuten directamente de

la capacidad de los grupos generadores principales puesto que son los elementos maacutes grandes

y que maacutes calor y gases emiten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

178

Para el disentildeo adecuado del sistema se han de tener en cuenta una serie de consideraciones

baacutesicas En palabras de [12] estos aspectos son los siguientes

- Las entradas de aire fresco han de disponerse lo maacutes alejadas posible de las fuentes

de calor y en el punto maacutes bajo que sea posible

- Por otro lado los puntos de extraccioacuten de aire han de disponerse proacuteximos a las fuentes

de calor o grupos generadores y en este caso lo maacutes elevados que sea posible

- El sistema debe asegurar una correcta recirculacioacuten de aire entre todos los elementos

y debe evitar que se generen puntos de remanso que puedan convertirse en focos de

calor

Para cumplir con tales premisas se dispondraacuten los ventiladores de impulsioacuten de aire en la parte

baja del mamparo de popa de la caacutemara de maacutequinas y los de expulsioacuten en la parte elevada

del mamparo de proa Para que el aire extraiacutedo salga del local se dispondraacute una chimenea de

ventilacioacuten con una rejilla en su parte maacutes elevada

Ilustracioacuten 63 Esquema de ventilacioacuten de Caacutemara de maacutequinas Fuente Maroacuten B D [2015]

El caudal de aire que el sistema manejaraacute estaacute formado tanto por el aire que es necesario

renovar como por el aire necesario por la turbo soplante Ademaacutes hay que tener en cuenta las

renovaciones que son necesarias debido a la presencia del resto de equipos de la caacutemara de

maacutequinas

En definitiva a las necesidades de aire de los motores principales se antildeadiraacuten una serie de

renovaciones por lo general entre 25 y 30 por hora que cambien el volumen completo de la

caacutemara de maacutequinas En este caso se ha optado por tomar 30 renovaciones por hora

En la siguiente tabla se resumen los caudales y voluacutemenes que se han de tener en cuenta para

dimensionar el sistema de ventilacioacuten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

179

Tabla 6-9 Caudales y voluacutemenes considerados en el sistema de ventilacioacuten

Concepto Caudal de aire

Disipacioacuten motores 15610 m3h

Turbo soplante 8688 m3h

Volumen CCMM 8251 m3

De esta forma el caudal total que el sistema ha de tratar asciende hasta

119876119881119862119862119872119872 = 4 middot (15610 + 8688) + 30 middot 8251 = 121945 1198983ℎ Eq 153

Para conseguir evacuar y renovar tal cantidad de aire es necesario disponer de 6 ventiladores

de aproximadamente 40500 m3h tres de ellos destinados a la impulsioacuten y los otros tres

destinados a la extraccioacuten de aire

En definitiva se decide instalar 6 ventiladores helicoidales tubulares de la firma Sodeca

concretamente el modelo HCT 100-6T-3 cuyas caracteriacutesticas principales se muestran a

continuacioacuten

Tabla 6-10 Modelo de ventilador seleccionado

Modelo Velocidad (rpm) Potencia (kW) Caudal maacuteximo (m3h) Peso (kg)

HCT 100-6T-3 1146 22 40500 103

751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores

A pesar de que los motores eleacutectricos del sistema en cuestioacuten estaacuten adecuadamente

refrigerados lo maacutes habitual es que los locales de propulsioacuten cuenten con un sistema de

ventilacioacuten propio Como es bien sabido los motores radian una cantidad de calor muy elevada

y si no se evacuacutea puede elevar la temperatura de estos e impedir su correcto funcionamiento

En este caso se opta por obtener el volumen de los locales de popa y de proa y establecer un

determinado nuacutemero de renovaciones de aire a la hora Se decide tomar 15 Por lo tanto

Tabla 6-11 Ventilacioacuten de los locales de propulsioacuten

Local Volumen (m3) Renovaciones por hora

Propulsores popa 1751 15

Propulsores proa 435 15

Con estos voluacutemenes la potencia de los ventiladores asciende a

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

180

119875119881119901119900119901119886 =(1751 middot 15) middot 100 middot 01

3600 middot 075= 97 119896119882 Eq 154

119875119881119901119903119900119886 =(435 middot 15) middot 100 middot 01

3600 middot 075cong 25 119896119882 Eq 155

Para satisfacer tal necesidad de caudal se instalaraacute un ventilador de 200 m3h en el local de

popa y uno de 50 m3h en el de proa

752 Ventilacioacuten del local de emergencia

Del mismo modo que para los locales de los propulsores se ha de disponer de un sistema de

ventilacioacuten en el local donde se ubique el generador de emergencia

Para el dimensionamiento del sistema se tendraacute en cuenta que el nuacutemero de renovaciones

asciende hasta las 20 y que el volumen del local es de 403 m3 Finalmente

119875119881119890119898119890119903119892 =20 middot 119881

3600 middot 075=

20 middot 403

3600 middot 075= 03 119896119882 cong 05 119896119882 Eq 156

Para satisfacer tal necesidad de caudal se instalaraacute un ventilador de 800 m3h Concretamente

se instalaraacute el modelo HCT 25-4T de 1000 m3h de la firma Sodeca

8 Balance eleacutectrico

Una vez que se han seleccionado los motores y generadores principales de la caacutemara de

maacutequinas eleacutectrica y se han determinado y dimensionado sus sistemas auxiliares ya se estaacute

en consideracioacuten de actualizar los valores de potencia estimados en el apartado 5 del presente

capiacutetulo

En primer lugar se muestra la tabla de consumidores principales con los valores actualizados

Tabla 6-12 Principales consumidores eleacutectricos del buque (valores actualizados)

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 08 78 80

Alumbrado interior 1 098 08 87 88

Luces de emergencia 1 098 08 26 26

Luces de navegacioacuten 1 098 08 06 06

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 08 10 10

Bocina 2 098 08 03 03

Comunicacioacuten externa 1 098 08 30 31

Comunicacioacuten interna 1 098 08 25 26

Equipos de navegacioacuten 1 098 08 40 41

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

181

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

Sistema DP 1 098 08 15 15

Locales

Equipos de cocina 1 098 08 400 408

Gambuzas 1 098 08 300 306

Lavanderia 1 098 08 220 224

Taller eleacutectrico 1 098 08 150 153

Taller mecaacutenico 1 098 08 50 51

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 08 350 357

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 08 40 41

Gruacutea 1 094 08 660 702

Cabestrante 2 098 08 135 138

Molinete de fondeo 2 098 08 91 93

Pescante lancha 1 092 08 90 98

Tugger winches 2 098 08 280 286

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 08 63 64

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 08 55 56

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal

2 098 08 66 67

Motor de giro azimutal 2 094 08 110 117

Propulsor azimutal 2 098 08 14000 14286

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 08 5010 5112

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 08 22 22

Bomba aguas grises 1 098 08 17 18

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 08 22 22

Bomba refrig agua dulce 3 098 08 55 56

Bomba refrig agua salada 3 098 08 370 378

Bomba rociadores acom 1 098 08 230 235

Bomba rociadores CM 1 098 08 150 153

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 08 185 189

Bomba trasiego aceite 2 098 08 02 02

Bomba trasiego combustible 2 098 08 22 22

Bombas FIFI 1 098 08 11000 11224

Calentador agua sanitaria 1 098 08 220 224

Calentadores combustible 2 098 08 250 255

Compresor aire arranque 2 098 08 75 77

Compresor serv generales 2 098 08 30 31

Esterilizador UV agua dulce 1 098 08 13 13

Generador de agua dulce 2 095 08 50 53

Sistema tratamiento lastre 1 098 08 340 347

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

182

Grupo Equipo Nordm η

total P unit (kW)

P unit final (kW)

Tensioacuten (V)

HVAC 1 098 08 2217 2262

Separador de combustible 2 098 08 13 13

Separador sentinas 1 098 08 37 38

Separadora aceite lubricante 1 098 08 20 20

Ventilador aseos 1 098 08 06 06

Ventilador cocina 1 098 08 07 07

Ventilador local de cuadros 1 098 08 30 31

Ventilador local propulsores popa 1 098 08 97 99

Ventilador local propulsores proa 1 098 08 25 26

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 08 220 224

Ventiladores emergencia 1 098 08 05 05

Finalmente tras las modificaciones anteriores el resultado final del balance eleacutectrico es el

siguiente

Tabla 6-13 Resumen del balance eleacutectrico

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

Potencia estimada (kW) 24733 37253 39372 1704 813

Potencia actualizada(kW) 24564 37085 39302 1704 787

Reacutegimen estimado 726 820 866 852 406

Reacutegimen actualizado 721 816 865 852 393

Como se puede comprobar los valores actualizados presentan ligeras diferencias pero los

regiacutemenes de operacioacuten de los motores en cada una de las condiciones siguen siendo

adecuados

9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

Una vez que se han determinado y seleccionado los distintos equipos y sistemas asociados a

los grupos generadores principales el siguiente paso es disponerlos en el local de caacutemara de

maacutequinas habilitado

Como ya se determinoacute en el Capiacutetulo 3 la caacutemara de maacutequinas se extiende desde la cuaderna

17 hasta la cuaderna 47 es decir tiene una eslora de 18 metros Su extensioacuten de costado a

costado asciende hasta los 1042 metros y tiene una altura vertical libre de 44 metros

Conocidas las dimensiones disponibles el primer paso es ubicar los grupos generadores

principales puesto que son los equipos maacutes voluminosos y que condicionaraacuten la disposicioacuten

del resto de los equipos

De entre todas las configuraciones disponibles (generadores en liacutenea dos a dos generadores

en paralelo dos a dos 3 generadores en liacutenea y uno a proa etc) se determinoacute que la opcioacuten

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

183

de disponer los cuatro generadores en paralelo y en la parte de popa de la caacutemara de maacutequinas

era la maacutes adecuada Se comproboacute que el espacio lateral para revisioacuten y desmontaje de los

motores recomendado por el fabricante se cumpliacutea en todo momento

Las razones de esta eleccioacuten son las siguientes

- El rutado de la exhaustacioacuten se simplifica enormemente al ser simeacutetrico con respecto a

crujiacutea Ademaacutes el nuacutemero de codos se ve reducido y simplemente son necesarios 2 por

motor

- Se evitan las interferencias entre la parte de poa de los motores y el colector de tomas

de mar El espacio disponible entre ambos se utilizaraacute para colocar los equipos que

dependen directamente del colector

- La distribucioacuten de pesos es simeacutetrica con respecto a crujiacutea

- Se permite el acceso a todos los tanques de costado y de doble fondo

- Todos los grupos se pueden revisar desde la sala de control a la vez

- La ventilacioacuten se realiza de manera mucho maacutes sencilla y de manera maacutes homogeacutenea

en todos los grupos generadores

A continuacioacuten se muestra una ilustracioacuten preliminar de la disposicioacuten de la caacutemara de

maacutequinas

Ilustracioacuten 64 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas

10 Diagrama unifilar

Para finalizar el presente capiacutetulo es necesario realizar el diagrama unifilar de la red eleacutectrica

dispuesta a bordo del buque

En dicho diagrama se representa de manera esquemaacutetica la distribucioacuten y conexioacuten de las

distintas redes eleacutectricas del buque Como ya se comentoacute en apartados previos los equipos y

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

184

sistema que requieren maacutes potencia apareceraacuten conectados a las redes de fuerza separadas

entre siacute

Las redes de alumbrado se conectan a las anteriores por medio de transformadores que

convierten la potencia de 440 V a 230 V A estas redes se conectaraacuten el resto de los equipos

secundarios

Finalmente los equipos maacutes pequentildeos como los sistemas de navegacioacuten alarmas etc se

conectan a la red de alumbrado Dicha red se encuentra conectada a la red de alumbrado por

medio de un transformador 230V a 24 V y de un rectificador pues es necesario convertir la

corriente alterna en corriente continua

El diagrama en cuestioacuten se muestra a continuacioacuten por medio de una ilustracioacuten Sin embargo

un plano con mayor calidad se adjuntaraacute como documento anexo

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

185

Ilustracioacuten 65 Representacioacuten esquemaacutetica del diagrama unifilar

Dimensionamiento de la planta eleacutectrica

186

Disentildeo estructural

187

Disentildeo estructural

1 Introduccioacuten

En este seacuteptimo capiacutetulo se disentildea y calcula la disposicioacuten estructural del buque proyecto

Como es loacutegico resulta indispensable dotar al buque de una estructura que le permita realizar

las distintas operaciones que le sean asignadas sin ver mermada su capacidad a lo largo de su

vida operativa

Debido a que las posibilidades y alternativas son numerosiacutesimas es praacutectica habitual seguir las

pautas y consideraciones establecidas por la sociedad de clasificacioacuten para el tipo de buque en

cuestioacuten

En este caso se seguiraacute lo establecido por la norma NR 600 del Bureau Veritas

correspondiente a la disposicioacuten y estructura del casco para la clasificacioacuten de buques de carga

con una eslora inferior a 65 metros y para buques que sin ser de carga tengan una eslora

inferior a 90 metros

A grandes rasgos el proceso recomendado por esta normativa consiste baacutesicamente en

- Definir e identificar las caracteriacutesticas geomeacutetricas del buque a tener en cuenta para el

proceso de disentildeo

- Determinacioacuten del material de construccioacuten tanto del casco como de la superestructura

y demaacutes elementos estructurales internos

- Determinar las cargas miacutenimas a soportar por la estructura del buque asiacute como los

momentos flectores en olas y en aguas tranquilas

- Escantillonado de los elementos que conforman la estructura

- Determinacioacuten y verificacioacuten de moacutedulos

- Representacioacuten graacutefica de las secciones estructurales maacutes representativas del buque

(por lo general seccioacuten de popa seccioacuten maestra y seccioacuten de proa)

Los distintos caacutelculos que han de llevarse a cabo se haraacuten en base a las foacutermulas y expresiones

que aparecen en la normativa anteriormente expuesta y para agilizar y documentar los

resultados en una base de datos se emplearaacute el software MARS proporcionado por la propia

normativa La funcioacuten de este software es controlar la estructura en su conjunto pudieacutendose

comprobar raacutepidamente los escantillones y propiedades de los elementos por separado

2 Consideraciones iniciales

De acuerdo con lo establecido por la propia normativa antes de comenzar a dimensionar y

calcular la estructura del buque es necesario determinar una serie de caracteriacutesticas y aspectos

del mismo Estos aspectos pueden ser meramente geomeacutetricos (definiciones de esloras

alturas etc) o funcionales (aacuterea de operacioacuten tipo de buque etc)

Disentildeo estructural

188

21 Definiciones

211 Tipo de casco

En primer lugar en funcioacuten del tipo de casco la normativa establece una distincioacuten entre

- Casco de desplazamiento casco disentildeado para ser fundamentalmente soportado

sostenido debido al efecto de la presioacuten del agua que el mismo desplaza

- Casco de planeo casco disentildeado para ser sustentado hidrodinaacutemicamente sobre la

superficie del agua cuando el buque alcanza una velocidad criacutetica En tal condicioacuten se

considera al casco como uno de desplazamiento

Debido a las caracteriacutesticas del buque proyecto se considera que se trata de un casco de

desplazamiento

212 Notacioacuten de navegacioacuten

En funcioacuten de las caracteriacutesticas de la zona de operacioacuten del buque los requisitos y coeficientes

aplicables variacutean En este caso debido a que el buque estaacute destinado a operar en cualquier

zona y periacuteodo del antildeo cuenta con la notacioacuten ldquoUnrestricted Navigationrdquo

El coeficiente de navegacioacuten n asignado a esta notacioacuten toma un valor de 1

213 Eslora de escantillonado

La eslora de reglas o de escantillonado es la distancia en metros medida para el calado de

verano desde la mecha de los timones hasta la roda es decir entre perpendiculares Su valor

ha de ser superior al 96 e inferior al 97 de la eslora en la flotacioacuten para el calado de verano

El valor de la eslora entre perpendiculares es de acuerdo con lo establecido en la Tabla 1-15

de 465 metros En lo referente a la eslora en la flotacioacuten para el calado de verano los valores

son

- Eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4864 m

- 96 de la eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4670 m

- 97 de la eslora en la flotacioacuten al calado de verano 4718 m

Por lo tanto como la eslora entre perpendiculares es ligeramente inferior al 96 de la eslora

en la flotacioacuten al calado de verano se tomaraacute por tanto que la eslora de escantillonado tiene un

valor de 4670 metros

214 Posicioacuten de la cuaderna maestra

La seccioacuten de la cuaderna maestra se calcula como la perpendicular trazada a la liacutenea de agua

en la flotacioacuten a una distancia equivalente a la mitad de la eslora de escantillonado trazada

desde la perpendicular de proa hacia popa

Por lo tanto la cuaderna maestra se encuentra situada a una distancia X=2318 m que coincide

praacutecticamente con la cuaderna 39

Disentildeo estructural

189

215 Manga de trazado o escantillonado

La manga de trazado corresponde a la mayor distancia transversal medida en la seccioacuten media

del buque por encima de la primera cubierta expuesta

Esta distancia toma un valor de 1375 metros

216 Puntal de trazado o escantillonado

El puntal de escantillonado es la distancia vertical medida en la seccioacuten media desde la liacutenea

base hasta la primera cubierta corrida

En el caso del buque proyecto esta medida toma un valor de 590 metros

217 Calado de trazado o escantillonado

El calado de escantillonado es la distancia vertical medida en la seccioacuten media desde la liacutenea

base hasta la liacutenea de la flotacioacuten para el calado de verano

En el caso del buque proyecto esta medida toma un valor de 451 metros

218 Coeficiente de bloque

El coeficiente de bloque a considerar seraacute aquel obtenido para el calado de verano Para tal

calado el buque presenta un desplazamiento de 195556 toneladas

De este modo el coeficiente de bloque toma un valor de

119862119861 =∆

120588 middot 119871 middot 119861 middot 119879=

195556

1025 middot 4670 middot 1375 middot 451= 0658 Eq 157

22 Materiales

Como norma general el buque estaraacute construido en acero de calidad naval de grado A por

tratarse de lo maacutes habitual en buques de este estilo Este tipo de acero presenta para

espesores inferiores a 100 mm un liacutemite elaacutestico 119877119890119867 de 235 Nmm2 una tensioacuten de rotura

119877119898 de 400-520 Nmm2 un moacutedulo de Young 119864 de 210 GPa y una densidad de 785 tm3

Sin embargo puede darse el caso en el que para determinadas zonas sea necesario disponer

de un tipo de acero con mayor capacidad En tal caso se dispondraacute de acero de alta resistencia

Finalmente es necesario tener en cuenta unos determinados factores o maacutergenes de

corrosioacuten119905119888 que dependen de la posicioacuten relativa del elemento en cuestioacuten En este caso

mediante la aplicacioacuten de la presente regla se obtienen los escantillones brutos es decir

espesores que ya incluyen los maacutergenes de corrosioacuten

3 Principios de disentildeo estructurales

31 Tipo de estructura

En este punto se ha de decidir si la estructura del buque seraacute transversal longitudinal o una

combinacioacuten de la misma que se conoce como estructura mixta

Disentildeo estructural

190

En la estructura transversal los elementos secundarios transversales se apoyan sobre los

elementos longitudinales para transmitir los esfuerzos a los que el buque se ve sometido

La principal ventaja del sistema transversal reside en su facilidad de construccioacuten y que otorga

gran rigidez en las planchas de cubierta y de fondo Sin embargo no es adecuada para otorgar

rigidez a las planchas del casco sobre todo ante esfuerzos de compresioacuten y que pueden

provocar en uacuteltima instancia el pandeo de estas

Por otra parte la estructura longitudinal (aquella en la que los elementos secundarios

longitudinales se apoyan en elementos primarios transversales) aporta una mayor rigidez a las

planchas del casco y permite disponer de chapas de cubierta y fondo con menores espesores

disminuyendo el peso de acero empleado y aumentando asiacute la capacidad de carga Es decir

la estructura longitudinal permite dotar al buque de la rigidez necesaria sin aumentar el espesor

de las planchas de cubierta y fondo Sin embargo esta disposicioacuten tambieacuten presenta una serie

de inconvenientes como puede ser la dificultad de encontrar continuidad estructural y el hecho

de que en buques de dimensiones medias (como es el buque proyecto) la construccioacuten no es

coacutemoda debido a que las tensiones y esfuerzos longitudinales no son muy elevados

Teniendo en consideracioacuten lo anteriormente mencionado parece razonable que debido al

tamantildeo y a las caracteriacutesticas del buque en principio no sea conveniente dotarlo de una

estructura transversal en la zona central puesto que no se espera que sufra esfuerzos elevados

de pandeo ni necesita grandes bodegas para almacenar carga

Por lo tanto como en la inmensa mayoriacutea de los buques construidos en acero de la actualidad

se decide disponer de una estructura mixta Esto implica que para soportar los esfuerzos

longitudinales se dispondraacute la estructura longitudinal en la parte central del buque

concretamente en las cubiertas y se dispondraacute estructura transversal en las zonas de los

piques de popa y de proa

Sin embargo debido a la especial caracteriacutestica y formas de este tipo de buques la seccioacuten

maestra no es representativa del buque completo como si lo es por ejemplo en el caso de un

buque petrolero En este tipo la seccioacuten variacutea considerablemente de popa a proa y por lo tanto

es praacutectica habitual calcular y representar una seccioacuten a popa en la cuaderna maestra y a proa

del mismo En concreto se calcularaacuten la cuaderna 5 41 y 66

32 Disposicioacuten de elementos principales

La disposicioacuten de los elementos estructurales principales quedoacute definida en el Capiacutetulo 3

concretamente en el apartado 3

En resumen la separacioacuten entre los mismos era de

Disentildeo estructural

191

Tabla 7-1 Disposicioacuten de los elementos estructurales principales

Elemento Separacioacuten (mm)

Cuadernas 600

Baos 600

Bulaacutercamas 2400

Varengas 2400

Longitudinales 600

Vagras 24003000

4 Resistencia Longitudinal

Conocida la separacioacuten entre los distintos elementos estructurales principales del buque el

siguiente paso para disentildear la estructura mixta del mismo es determinar los momentos y

esfuerzos a los que se veraacute sometido durante su navegacioacuten

Se seguiraacute el proceso establecido por la sociedad de clasificacioacuten en concreto el meacutetodo del

buque viga Este meacutetodo asemeja el buque a una viga apoyada en ambos extremos y sometida

a una serie de cargas o esfuerzos de flexioacuten Las cargas de este buque viga son fuerzas y

momentos que resultan de los efectos de las cargas locales que actuacutean sobre el buque en su

conjunto considerado como una viga

Se consideran

- Momento en aguas tranquilas inducidos por la distribucioacuten longitudinal del peso en

rosca las cargas internas (carga y lastre) y el empuje en aguas tranquilas

- Momento vertical en olas inducido debido al efecto de las olas en la estructura

El criterio de signos tomado para este caacutelculo es el siguiente

Ilustracioacuten 66 Criterio de signos tomado para el meacutetodo del buque viga Fuente Bureau Veritas

En la ilustracioacuten anterior la letra Q representa los esfuerzos cortantes y la letra M los momentos

flectores

Se calcularaacuten los momentos para la seccioacuten media del buque concretamente para la zona

comprendida entre 03L y 07L con respecto a la perpendicular de popa

Disentildeo estructural

192

Conocidas las solicitaciones del buque viga el siguiente paso consiste en determinar el moacutedulo

resistente de las distintas secciones y comprobar que sea mayor o igual al exigido por tales

solicitaciones globales

Si el moacutedulo obtenido fuera inferior a lo necesario se deberiacutea proceder a un aumento de los

escantillones o a una disminucioacuten de las distintas claras entre elementos estructurales

Es importante destacar que en la normativa que es aplicable al buque proyecto hay una serie

de diferencias con respecto a la normativa estaacutendar (NR467) para buques de acero

Estas diferencias son las siguientes

- Los escantillones son brutos como ya se comentoacute en apartados previos del presente

capitulo

- La resistencia longitudinal soacutelo se debe tener en cuenta si la tensioacuten de buque viga es

mayor que 035middotRy Si es menor no se debe considerar y por tanto el estudio de

resistencia longitudinal y local no se combinan

- La tensioacuten admisible es menor puesto que en buques regidos por la normativa estaacutendar

se usa el concepto de ola centenaria y en buques regidos por la normativa NR600 se

usa el concepto de ola diaria

- El escantilloacuten miacutenimo es general para todos los elementos primarios existiendo leves

diferencias en funcioacuten de la zona del buque a considerar

- El caacutelculo de tensioacuten de buque viga se debe hacer a traveacutes de los paraacutemetros

geomeacutetricos de la seccioacuten del buque como son la inercia el moacutedulo la altura del eje

neutro etc para lo cual se recomienda la aplicacioacuten de la herramienta MARS

- En la determinacioacuten de los momentos flectores maacuteximos en aguas tranquilas el valor

correspondiente al momento flector y cortante en la condicioacuten de arrufo puede tomarse

igual a 0

- En cuanto a los refuerzos primarios de costado y cubierta es necesario calcular

simplemente los esfuerzos locales debidos a la presioacuten hidrostaacutetica

41 Determinacioacuten de las cargas globales

411 Momento en aguas tranquilas

De acuerdo con lo establecido por la normativa se aplica la siguiente expresioacuten para obtener

el momento flector en aguas tranquilas

119872119878119882119867 = 08 middot (025 middot 119862119882 middot 119871119882 2 middot 119861119882119871 middot 119862119861) = 08 middot (025 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658)

= 1309380 119896119873 middot 119898 Eq 158

Donde

- 119862119908 paraacutemetro de ola Calculado como 119862119908 = 0625 middot (118 minus 036 middot 119871119908) middot 119871119908 middot 10minus3

- 119871119908 longitud de ola Calculada como 119871119908 = 05 middot (119871119908119897 + 119871119867119906119897119897)

Disentildeo estructural

193

Como se puede comprobar se trata de un momento que loacutegicamente depende de la posicioacuten

longitudinal del buque siendo maacuteximo en la seccioacuten media y nulo en los extremos

Su distribucioacuten es la siguiente

Ilustracioacuten 67 Distribucioacuten del momento en aguas tranquilas

En este caso la normativa establece en la seccioacuten 2 de su tercer capiacutetulo que el valor del

momento flector y cortante en la condicioacuten de arrufo puede tomarse igual a 0

412 Momento flector en olas

En este caso la formulacioacuten depende de que el buque se encuentre en condicioacuten de arrufo o

de quebranto

En el caso de la condicioacuten de quebranto

119872119882119867 = 020 middot 119899 middot 119862119908 middot 119871119908 2 middot 119861119908119897 middot 119862119861 = 020 middot 1 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658

= 1309380 119896119873 middot 119898 Eq 159

En el caso de la condicioacuten de arrufo

119872119882119867 = minus025 middot 119899 middot 119862119908 middot 119871119908 2 middot 119861119908119897 middot 119862119861 = 020 middot 1 middot 305 middot 48642 middot 1375 middot 0658

= minus163672 119896119873 middot 119898 Eq 160

Graacuteficamente

Disentildeo estructural

194

Ilustracioacuten 68 Distribucioacuten del momento en olas

En este caso se comprueba que el valor del momento flector es mayor para la condicioacuten de

arrufo

413 Momentos flectores combinados

Para conocer los momentos flectores globales a los que se veraacute sometido el buque es

necesario combinar los momentos flectores obtenidos en aguas tranquilas con los momentos

flectores obtenidos en olas

El resultado final es el siguiente

Ilustracioacuten 69 Distribucioacuten de los momentos flectores totales sobre la eslora del buque Fuente Bureau

Veritas

Disentildeo estructural

195

Ilustracioacuten 70 Distribucioacuten de los momentos flectores totales

De la graacutefica anterior se puede concluir que el valor maacutes elevado asciende hasta los 2618760

kN que se da en la condicioacuten de quebranto

42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles

421 Tensiones globales admisibles

Como su propio nombre indica en el presente apartado se determinaraacuten los valores de las

tensiones admisibles bajo la accioacuten de las cargas globales calculadas en el punto anterior

Por norma general y como ya se comentoacute previamente los esfuerzos globales del buque viga

y los esfuerzos locales se examinan de forma independiente Sin embargo de acuerdo con el

nivel de tensioacuten global la estructura del casco bajo tensiones locales puede ser comprobada

teniendo en cuenta las tensiones globales del buque viga

En la presente tabla se recogen los valores anteriormente mencionados

Ilustracioacuten 71 Valores admisibles de tensiones globales Fuente Bureau Veritas

Donde120590119892119897119886119898 representa la tensioacuten global admisible 120591119892119897119886119898 la tensioacuten cortante admisible y 119877 el

liacutemite elaacutestico del material considerado

Disentildeo estructural

196

422 Tensiones locales admisibles

Las tensiones locales admisibles para las chapas y los refuerzos secundarios sometidos a

cargas locales en relacioacuten con el tipo de elemento estructural y el tipo de cargas locales se

definen en las siguientes tablas

Ilustracioacuten 72 Tensiones locales admisibles para chapas Fuente Bureau Veritas

Se puede comprobar como de nuevo la tensioacuten admisible depende del liacutemite elaacutestico del

material

En el caso de los refuerzos secundarios

Ilustracioacuten 73 Tensiones locales admisibles para refuerzos secundarios Fuente Bureau Veritas

Y finalmente en el caso de los refuerzos primarios

Disentildeo estructural

197

Ilustracioacuten 74 Tensiones locales admisibles para refuerzos primarios Fuente Bureau Veritas

Como es loacutegico los subiacutendices de las tensiones admisible variacutean siendo 120590119897119900119888119886119898 la tensioacuten local

admisible 120591119897119900119888119886119898 y la tensioacuten cortante admisible

43 Determinacioacuten de las presiones externas

En este apartado se calcularaacuten las presiones externas debidas al efecto del agua salada

exterior al buque

Estas presiones no son constantes pues variacutean con los movimientos relativos verticales del

buque es decir con las oscilaciones verticales de la superficie del mar en el costado de este

Se miden desde el calado de escantillonado y son simeacutetricas en ambos costados Variacutean en

funcioacuten de la zona del buque considerada

Ilustracioacuten 75 Subdivisiones del buque a lo largo de la eslora Fuente Bureau Veritas

Disentildeo estructural

198

Ilustracioacuten 76 Movimientos verticales relativos del buque Fuente Bureau Veritas

En funcioacuten de las distintas zonas se obtienen los siguientes valores

Tabla 7-2 Valor de los movimientos relativos verticales del buque

Localizacioacuten 119945120783(119950)

Popa a 025 Lw 161

025 Lw a 070 Lw 141

070 Lw a 085Lw 238

085 a proa 386

Como es loacutegico los movimientos verticales en la seccioacuten media son mucho menores que los

obtenidos en los piques de popa y proa

431 Presiones en el fondo

Para determinar la presioacuten externa en el fondo se tomaraacute el valor obtenido por la siguiente

expresioacuten

119901119878 = 120588 middot 119892(119879 + ℎ1 + ℎ2 minus 119885 0) = 1025 middot 981 middot (451 + 146 minus 0 minus 0) = 6004 119896119873

1198982 Eq 161

Donde

- 1198850 altura considerada para el caacutelculo En el caso del fondo su valor es nulo

432 Presiones en el costado

En el caso de la presioacuten en el costado se tomaraacute el mayor de los valores obtenidos por las

siguientes expresiones

119901119878 = 120588 middot 119892(119879 + ℎ1 + ℎ2 minus 119911) = 1025 middot 981 middot (451 + 146 minus 15) = 6004 119896119873

1198982 Eq 162

119901119878 = 120588 middot 119892 (119879 +08 middot 119861119908

2middot 119904119890119899119900119860119877 minus 119911) = 120588 middot 119892 (119879 +

08 middot 1375

2middot 11990411989011989911990025ordm minus 0)

= 3803 119896119873

1198982

Eq 163

Disentildeo estructural

199

Donde

- ℎ2 constante que toma un valor nulo de acuerdo con la normativa

- 119860119877 aacutengulo de roll Seguacuten la normativa toma un valor de 25ordm

- 119911 altura a considerar En este caso se ha tomado que la condicioacuten maacutes restrictiva es

z=0 m es decir en el fondo

433 Presiones en cubierta

Para calcular las cargas locales en cubiertas expuestas se recurre a la siguiente expresioacuten

119901119889 = (1199010 minus 10 middot 119911119889) middot 1205931 middot 1205932 middot 1205933 = (6004 minus 10 middot 59) middot 1 middot 041 middot 1 = 042 119896119873

1198982 Eq 164

Donde

- 119911119889 altura de la cubierta en metros

- 1199010 presioacuten obtenida en el fondo

- 1205931 1205932 1205933 factores determinados por la normativa

Sin embargo este valor ha de ser como miacutenimo igual al obtenido mediante la siguiente

expresioacuten

119901119889119898119894119899 = 196 middot 119899 middot 1205931 middot 1205932 middot 1205933 = 196 middot 1 middot 1 middot 041 middot 1 = 794 119896119873

1198982 Eq 165

Como se puede comprobar se tomaraacute el valor obtenido mediante la segunda expresioacuten puesto

que es mayor al obtenido mediante la primera

Sin embargo en el caso de las presiones en cubierta el valor obtenido se considera que no es

lo suficientemente elevado pues el buque estaacute destinado a llevar elementos muy pesados

sobre la misma como pueden ser cadenas anclas etc Por lo tanto de cara a los caacutelculos

estructurales y determinacioacuten de escantillones se tomaraacute que la carga sobre cubierta es de

60 1199051198982

44 Determinacioacuten de las presiones internas

El efecto de las presiones no solo se debe al efecto del agua exterior que rodea al buque sino

que tambieacuten pueden darse como consecuencia de cargas secas fluidos en tanques cargas

rodadas etc Estas presiones y fuerzas internas locales mencionadas se basan en las

aceleraciones del buque las cuales se basan en el siguiente paraacutemetro

Disentildeo estructural

200

119886119861 = 119899 middot (076 middot 119865 + 25 middot119862119908

119871119908119897) = 1 middot (076 middot 028 + 25 middot

3055

4864) = 0371 Eq 166

Donde

- 119865 nuacutemero de Froude

441 Aceleracioacuten en heave

La aceleracioacuten en heave se obtiene de la siguiente expresioacuten

119886119867 = 125 middot 119886119861 middot 119892 = 125 middot 0371 middot 981 = 455 119898 1199042 Eq 167

442 Aceleracioacuten en pitch

La aceleracioacuten en pitch se obtiene de la siguiente expresioacuten

120572119901 = 119860119901 (2 middot 120587

119879119901)

2

middot 119899 = 015 middot (2 middot 120587

362)

2

middot 1 = 0457 1199031198861198891199042 Eq 168

Siendo 119860119875 y 119879119901 la amplitud de pitch y el periacuteodo de pitch respectivamente

443 Aceleracioacuten en roll

La aceleracioacuten en roll se obtiene de manera anaacuteloga a la aceleracioacuten en pitch

120572119903 = 119860119903 (2 middot 120587

119879119903)

2

middot 119899 = 043 middot (2 middot 120587

608)

2

middot 1 = 0129 1199031198861198891199042 Eq 169

444 Aceleracioacuten vertical

Finalmente se puede determinar la aceleracioacuten vertical en funcioacuten de los paraacutemetros

anteriormente calculados y de la zona del buque por medio de la siguiente foacutermula

120572119911 = radic119886119867 2 + 120572119901

2 middot (020 middot 119871119908119897)2 Eq 170

Obteniendo

Tabla 7-3 Valor de las aceleraciones relativos verticales del buque

Localizacioacuten 119938119963(119950119956120784)

Popa a 025 Lw 81

025 Lw a 070 Lw 64

070 Lw a 085Lw 81

085 a proa 120

De manera anaacuteloga a los movimientos verticales las aceleraciones verticales en la seccioacuten

media son mucho menores que las obtenidas en los piques de popa y proa

Disentildeo estructural

201

Ilustracioacuten 77 Aceleraciones en funcioacuten de la zona del buque Fuente Bureau Veritas

445 Cargas internas en mamparos

Conocidas las distintas aceleraciones del buque el siguiente paso es determinar la presioacuten en

los mamparos debidas al efecto de los liacutequidos que contengan en su interior

Se ha de tomar el mayor de los valores obtenidos mediante las siguientes dos foacutermulas

119901 = 120588119871 [015 middot 120578 middot 119892 middot119897119887

2+ 119886119911 middot 120578 middot (119911119905119900119901 minus 119911) + 119892 middot (119911119871 minus 119911)]

= 1 middot [015 middot 08 middot 981 middot06

2+ 636 middot 08 middot (59 minus 15) + 981 middot (3075 minus 15)

= 4025119896119873

1198982

Eq 171

119901 = 120588119871 middot (119892 + 119886119885 middot 120578) middot (119911119905119900119901 minus 119911) + 100 middot 119875119901119907 + 015 middot 120578 middot 120588119871 middot119897119887

2

= 1 middot (981 + 636 middot 08) middot (59 minus 15) + 100 middot 0 + 015 middot 08 middot 1 middot06

2= 6865

119896119899

1198982

Eq 172

En el caso de locales vaciacuteos22 como puede ser la caacutemara de maacutequinas la presioacuten que se ha

de tomar es la siguiente

119901 = 119901119904 middot (1 +119886119885 middot 120578

119892) = 10 middot (1 +

636 middot 08

981) = 1519

119896119873

1198982 Eq 173

5 Escantillonado de elementos

Definidos los requisitos y tensiones admisibles de la resistencia longitudinal del buque el

siguiente paso es establecer los distintos escantillones de los numerosos elementos que

conforman la estructura del mismo

22 En este caso por ldquovaciacuteordquo se entiende que no es un tanque y por lo tanto que no estaacute destinado a alojar ninguacuten liacutequido en su interior si no distintos equipos y sistemas

Disentildeo estructural

202

El escantilloacuten de los elementos depende de su posicioacuten global en el buque esto es el

escantilloacuten de los elementos situados en el fondo del buque no tiene por queacute coincidir con el de

los elementos de costado o cubierta

Debido a que se trata de una fase preliminar del proyecto el proceso de escantillonado que se

seguiraacute no se centraraacute en detalles estructurales o geomeacutetricos concretos puesto que estos

corresponderiacutean al proceso de detalle

Por lo tanto en el presente apartado se determinaraacuten los escantillones miacutenimos de los distintos

elementos de las secciones 5 41 y 66 para las siguientes zonas del buque

- Fondo

- Costados

- Cubierta

Por comodidad uacutenicamente apareceraacuten reflejados los obtenidos para la cuaderna maestra

51 Estructura del fondo

En primer lugar se han de calcular las chapas del fondo incluida la quilla a la cual es habitual

dotar de un espesor mayor que al resto de chapas de fondo Ademaacutes la chapa del pantoque

se ha decidido incluir como chapa de fondo y no de costado al tratarse de una condicioacuten maacutes

conservadora

Estas chapas estaraacuten sometidas a la presioacuten de fondo calculada en apartados anteriores

En el caso de la normativa que es de aplicacioacuten se establece que las chapas de fondo han de

tener un espesor bruto miacutenimo de

119905119898119894119899119891 = 005 middot 119871119882 middot 119896 12 + 30 = 005 middot 4864 middot 1

12 + 30 = 55 119898119898 cong 6 119898119898 Eq 174

En este caso la normativa establece ademaacutes que como norma las chapas de fondo han de

tener como miacutenimo un espesor igual al de las chapas de costado

Para determinar el espesor miacutenimo de los refuerzos primarios se recurre a la siguiente

expresioacuten

119905119898119894119899 = 12 middot (37 + 0015 middot 119871119908119897 = 12 middot (37 + 0015 middot 4864) = 532 119898119898

cong 6 119898119898 Eq 175

Para determinar el escantillonado de los refuerzos longitudinales de fondo y de doble fondo es

necesario en primer lugar determinar el moacutedulo miacutenimo de la seccioacuten

En el fondo

Disentildeo estructural

203

119905119898119894119899119891 = (55 + 005 middot 119871119908 middot 11989612) middot 1198992 middot 119862119879 = (55 + 005 middot 4864 middot 1

12 ) middot 1 middot 1

= 793 119898119898 cong 8 119898119898 Eq 176

119882119898119894119899119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 141

= 5598 1198881198983

Eq 177

En el doble fondo

119905119898119894119899119889119891 = (4 + 004 middot 119871119908 middot 11989612) middot 1198992 middot 119862119879 = (4 + 004 middot 4864 middot 1

12 ) middot 1 middot 1

= 595 119898119898 cong 6 119898119898 Eq 178

119882119898119894119899119889119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 141

= 5598 1198881198983

Eq 179

Para los elementos transversales como con las varengas el espesor miacutenimo se mantiene

variando uacutenicamente el moacutedulo miacutenimo requerido

119882119898119894119899119891119900119899119889119900 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 1 middot

6004 middot 22 middot 122

16 middot 1175

= 6718 1198881198983 cong 68 1198881198983

Eq 180

Siendo el espesor del alma y del ala del refuerzo como miacutenimo de

ℎ119882

119905119908le 20 middot radic119896 Eq 181

52 Estructura del costado

Para calcular el espesor miacutenimo de las chapas que se encuentran sometidas a una presioacuten

lateral como es el caso de las chapas de costado la expresioacuten a utilizar es la siguiente

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

6084

15275

= 78 119898119898 cong 8 119898119898

Eq 182

Por lo tanto tras todo lo mencionado anteriormente se deduce que tanto las chapas de fondo

como las chapas de costado han de tener un espesor miacutenimo de 8 mm

Para determinar el moacutedulo de los palmejares y refuerzos secundarios de costado se recurre a

la siguiente expresioacuten

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

6084 middot 22 middot 122

16 middot 15275= 713 1198881198983 Eq 183

Disentildeo estructural

204

53 Estructura de la cubierta principal

Para escantillonar los elementos de cubierta chapas esloras y baos se han de tener en cuenta

las presiones calculadas en apartados anteriores

Sin embargo al tratarse de una cubierta protegida por un revestimiento de madera o cubierta

auxiliar la normativa permite aplicar una reduccioacuten al espesor obtenido en primer lugar como

aplicacioacuten directa de la misma Como es loacutegico este valor no ha se ser inferior en ninguacuten caso

al miacutenimo aplicable

Para obtener el espesor miacutenimo de las chapas de cubierta se recurre a la misma expresioacuten

empleada para el caacutelculo de las chapas de costado pues la carga en cubierta es del todo similar

a una presioacuten externa lateral

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

794

1645

= 28 119898119898 cong 3 119898119898

Eq 184

Como el valor obtenido es inferior global cuyo valor se establecioacute en 6 mm se tomaraacute este

uacuteltimo como espesor miacutenimo de las chapas de cubierta

En cuanto a los refuerzos secundarios el moacutedulo miacutenimo requerido asciende a

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

60 middot 22 middot 122

16 middot 1645= 662 1198881198983 Eq 185

54 Estructura de los mamparos

Para calcular el espesor miacutenimo requerido en los elementos estructurales de los mamparos se

tomaraacuten las presiones obtenidas en apartados anteriores y se tendraacute en consideracioacuten que

estos de elementos han de dotar al buque de continuidad estructural en la medida de lo posible

Este hecho implica que la estructura de estos estaraacute condicionada por la zonza del buque en

la que se encuentren

El espesor miacutenimo de las chapas se determina del siguiente modo

119905119888 = 224 middot 120582 middot 120578119901 middot 120583 middot 119904 middot radic119901

120590119897119900119888119886119898= 224 middot 11 middot 067 middot 08 middot 085 middot radic

6865

1645

= 799 119898119898 cong 8 119898119898

Eq 186

En cuanto a los refuerzos secundarios el moacutedulo miacutenimo requerido toma un valor de

119885 = 1000 middot 120582 middot 119862119894 middot119901 middot 119904 middot 1198972

119898 middot 120590119897119900119888119886119898= 1000 middot 11 middot 075 middot

6854 middot 22 middot 122

16 middot 1645= 76 1198881198983 Eq 187

Disentildeo estructural

205

6 Caacutelculo de las secciones representativas

Una vez que se han determinado las caracteriacutesticas de los elementos estructurales de las

distintas zonas del buque que hacen que el mismo soporte las presiones y tensiones a las que

se veraacute sometido el siguiente paso es disentildear y disponer tales elementos en la estructura del

buque

La disposicioacuten de los mismos depende del proyectista o disentildeador pero siempre se han de

cumplir unos criterios y requisitos miacutenimos como pueden ser los espacios o alturas libres

separaciones miacutenimas entre elementos del mismo tipo mantenimiento de continuidad

estructural y buacutesqueda de la homogeneidad etc

En el presente capiacutetulo como bien se indicoacute en apartados anteriores se llevaraacute a cabo un

disentildeo y optimizacioacuten de las secciones de popa cuerpo central y proa del buque

El objetivo final es asegurar que la estructura del buque dota al mismo de una resistencia

estructural adecuada mediante la homogeneizacioacuten y optimizacioacuten de sus elementos En el

primer caso el criterio tomado seraacute que el moacutedulo obtenido en las secciones previamente

mencionadas sea como miacutenimo igual al establecido por la sociedad de clasificacioacuten

Para calcular el moacutedulo miacutenimo en cubierta y en el fondo de las secciones se requeriraacute a una

herramienta propia de la normativa el software MARS Este programa permite determinar las

distintas caracteriacutesticas geomeacutetricas de las secciones como son su inercia eje neutro moacutedulo

etc

61 Seccioacuten de popa

La primera de las secciones que se introdujo en el programa MARS fue la seccioacuten de popa

correspondiente a la cuaderna nuacutemero 5 mostrada en la siguiente figura

Disentildeo estructural

206

Figura 7-1 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 5 sobre el modelo 3D

Como se puede comprobar variacutea la altura del doble fondo y empieza a nacer el quillote

central23 Ademaacutes corresponde a la zona de los tanques de agua de lastre de costado y a la

zona del local de propulsores de popa Se considera una seccioacuten representativa puesto que su

estructura es transversal y considera las solicitaciones debidas a la cubierta de carga y a los

propulsores de popa

En cuanto al disentildeo de la estructura se optoacute por disponer de varengas en cada cuaderna y

vagras cada 600 mm en el doble fondo para crear una estructura suficientemente resistente

como para transmitir bien los esfuerzos generados por el peso de los motores de los

propulsores principales En los tanques de costado se disponen refuerzos verticales para

soportar la presioacuten del fluido interior y finalmente se opta por disponer perfiles longitudinales

en la cubierta de carga

Para modelar la seccioacuten en el programa MARS primero se generoacute un panel correspondiente al

casco En segundo lugar se generoacute el panel correspondiente a la cubierta y por uacuteltimo se

modeloacute el panel correspondiente al mamparo longitudinal a 5200 mm delimitador de los

tanques de lastre de costado

23 Para el caacutelculo preliminar de la resistencia estructural se ha decidido no incluir la seccioacuten correspondiente al quillote central pues la informacioacuten que aportaba era miacutenima y las complicaciones que suponiacutea su modelado eran por el contrario considerables

Disentildeo estructural

207

Con tales consideraciones el modelado en el programa MARS fue el siguiente

Figura 7-2 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 5 modelada en MARS

Debido a que en ninguacuten caso las tensiones superaban el liacutemite de 035 middot 119877119910 no fue necesario

combinar la resistencia estructural con la resistencia local

En cuanto a la resistencia local de los elementos se comproboacute que salvo ligeras

modificaciones los escantillones miacutenimos proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran

adecuados para garantizar que la estructura era adecuada

Ilustracioacuten 78 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local

Finalmente se muestran a continuacioacuten las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten

Disentildeo estructural

208

Tabla 7-4 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de popa

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 059 m2

Momento de inercia sobre eje Y 106 m4

Momento de inercia sobre eje Z 1070 m4

Altura eje neutro 190 m

Moacutedulo en cubierta 027 m3

Moacutedulo en el fondo 056 m3

62 Seccioacuten de proa

La segunda seccioacuten que se analizoacute fue la correspondiente a la zona de proa concretamente a

la cuaderna 66

Ilustracioacuten 79 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 66 sobre el modelo 3D

Esta seccioacuten se considera representativa porque incluye las cubiertas de acomodacioacuten primera

y segunda y porque ademaacutes corresponde a la zona del abanico de proa caracteriacutestica por sus

formas y por estar sometida a altas presiones24

La estructura que se ha proyectado para la zona de proa es predominantemente transversal

Se ha dotado al doble fondo de varengas aligeradas por cada cuaderna y de un elemento

24 En el presente proyecto y debido a que el buque en cuestioacuten navega a velocidades relativamente bajas no se han considerado los efectos sobre la estructura de los golpes en proa o ldquoslammingrdquo

Disentildeo estructural

209

longitudinal a 1200 mm de crujiacutea para asegurar que la estructura soporta los esfuerzos de los

motores de los propulsores de proa Para asegurar la resistencia local de las chapas se dota

a las varengas centrales de contretes y a las varengas exteriores de refuerzos verticales

En los costados se disponen cuadernas verticales y si la luz del elemento es demasiado alta

(superior a los 1800 mm) como se da en el caso del local de los propulsores es necesario

disponer un palmejar que disminuya la longitud de las cuadernas a la mitad

Finalmente en las cubiertas se decide dotar al buque de una estructura longitudinal formada

por perfiles de tipo bulbo con un escantilloacuten descendiente en funcioacuten de la altura

En el caso cuadernas reforzadas se disponen bulaacutercamas con llantas de cara y baos en

cubierta Debido a que las solicitaciones son eran muy elevadas se pudo prescindir del empleo

de esloras en cubierta

Su representacioacuten en el programa MARS es la siguiente

Ilustracioacuten 80 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 66 modelada en MARS

Del mismo modo que para la cuaderna de popa se comproboacute que los escantillones miacutenimos

proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran adecuados para garantizar que la

resistencia local de la estructura era adecuada

Disentildeo estructural

210

Ilustracioacuten 81 Seccioacuten de popa Verificacioacuten de la resistencia local

Las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten son las siguientes

Tabla 7-5 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten de proa

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 041 m2

Momento de inercia sobre eje Y 542 m4

Momento de inercia sobre eje Z 147 m4

Altura eje neutro 667 m

Moacutedulo en cubierta 123 m3

Moacutedulo en el fondo 081 m3

63 Seccioacuten media o cuaderna maestra

Por uacuteltimo se realizoacute el mismo proceso para la cuaderna maestra correspondiente a la seccioacuten

media concretamente la cuaderna 39 A pesar de no tratarse de la cuaderna maestra se

decidioacute representar la cuaderna 42 en vez de la cuaderna 39 puesto que la informacioacuten que la

primera proporcionaba era ligeramente menos representativa Baacutesicamente el aspecto clave es

Disentildeo estructural

211

que en la cuaderna maestra se encuentran las tomas de mar y no tanques como siacute ocurre en

la cuaderna 42

Ilustracioacuten 82 Representacioacuten de la cuaderna nuacutemero 42 sobre el modelo 3D

En el caso de la estructura de la seccioacuten media esta ha de calcularse uacutenicamente hasta la

cubierta resistente

El periacutemetro de la seccioacuten tiene la forma en ldquoUrdquo disposicioacuten caracteriacutestica de la mayoriacutea de los

buques en la zona ciliacutendrica Se ha optado por dotar a la seccioacuten de estructura transversal en

el doble fondo y costados y de estructura longitudinal en la cubierta resistente o de carga

En el doble fondo se han dispuesto varengas aligeradas cada cuaderna y longitudinales no

pasantes cada 600 mm

En los costados y tambieacuten para reforzar los tanques laterales se han dispuesto refuerzos

verticales de tipo bulbo que terminan y empiezan con cartelas para mejorar la continuidad

estructural y evitar la aparicioacuten de puntos duros o de concentracioacuten de tensiones

Finalmente para dotar a la cubierta de carga de una resistencia estructural adecuada se ha

decidido disponer de bulbos equiespaciados desde crujiacutea hasta el final de los tanques laterales

Como en el resto de la estructura se disponen cuadernas resistentes cada 4 cuadernas

formadas por baos fuertes con llantas de cara

Su representacioacuten en el programa MARS es la siguiente

Disentildeo estructural

212

Ilustracioacuten 83 Seccioacuten preliminar correspondiente a la cuaderna 42 modelada en MARS

Del mismo modo que para las secciones de popa y de proa se comproboacute que los escantillones

miacutenimos proporcionados por la sociedad de clasificacioacuten eran adecuados para garantizar que

la resistencia local de la estructura era adecuada

Ilustracioacuten 84 Seccioacuten media Verificacioacuten de la resistencia local

Las caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten son las siguientes

Disentildeo estructural

213

Tabla 7-6 Caracteriacutesticas geomeacutetricas de la seccioacuten media

Paraacutemetro Valor

Aacuterea bruta 069 m2

Momento de inercia sobre eje Y 368 m4

Momento de inercia sobre eje Z 1392 m4

Altura eje neutro 276 m

Moacutedulo en cubierta 117 m3

Moacutedulo en el fondo 133 m3

7 Resumen de los elementos estructurales empleados

En el presente apartado se incluiraacute una breve table resumen con todos los elementos

estructurales empleados en las distintas secciones del buque tanto longitudinales como

transversales

Se incluiraacute ademaacutes una comparativa entre el espesor y moacutedulo miacutenimo recomendados por la

normativa y el ofrecido

Tabla 7-7 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de popa

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas t (mm) 92 10

Chapas (doble fondo) t (mm) 81 9

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 9 9

w (cm3) 5599 60

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 6718 12318

Costado

Chapas t (mm) 97 10

Cuadernas t (mm) 10 10

w (cm3) 3631 9581

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 348 35085

Cubierta

Chapas t (mm) 970 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 85 9

w (cm3) 14509 16629

Disentildeo estructural

214

Tabla 7-8 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten de proa

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas t (mm) 97 10

Chapas (doble fondo) t (mm) 81 9

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 8 8

w (cm3) 369 5426

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 355 6369

Costado

Chapas t (mm) 78 8

Cuadernas t (mm) 8 8

w (cm3) 4926 9581

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 13513 1415

Cubierta Ppal

Chapas t (mm) 97 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 8 8

w (cm3) 2504 4432

Cubierta Acc 1

Chapas t (mm) 92 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 8 8

w (cm3) 1001 4432

Cubierta Acc 2

Chapas t (mm) 87 9

Refuerzos longitudinales t (mm) 10 10

w (cm3) 12059 13138

Tabla 7-9 Resumen del escantillonado preliminar Seccioacuten media

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Fondo

Chapas (quilla) t (mm) 95 10

Chapas t (mm) 8 8

Chapas (doble fondo) t (mm) 8 8

Longitudinales (doble fondo) t (mm) 8 8

w (cm3) 1167 1201

Refuerzos transversales (fondo) t (mm) 10 10

w (cm3) 1133 1192

Costado

Chapas t (mm) 85 9

Cuadernas t (mm) 9 9

w (cm3) 26026 26437

Bulaacutercamas t (mm) 10 10

w (cm3) 3364 3532

Disentildeo estructural

215

Zona Elemento Paraacutemetro Recomendado Ofrecido

Cubierta

Chapas t (mm) 97 10

Refuerzos longitudinales t (mm) 85 9

w (cm3) 12255 14139

8 Valor y posicioacuten del peso en rosca

Conocida la estructura interna del buque a lo largo de la eslora es posible determinar de un

modo maacutes preciso el peso y posicioacuten (de su centro de gravedad) del peso en rosca del buque

Como ya se determinoacute en capiacutetulos anteriores el peso en rosca estaacute compuesto por el peso de

acero (elementos estructurales continuos transversales y acero en general) peso de la

maquinaria y peso de la habilitacioacuten y equipos

A pesar de que existen numerosos meacutetodos para determinar el peso de acero del buque en

este caso se decide recurrir a las caracteriacutesticas geomeacutetricas de las distintas secciones que lo

conforman El proceso se explicaraacute con detalle en los capiacutetulos posteriores

Para determinar el peso de la maquinaria y equipos se recurre a la informacioacuten proporcionada

por los propios fabricantes antildeadiendo en determinados casos factores correctores para tener

en cuenta las estructuras auxiliares necesarias que puedan tener asociadas

En otros casos bien por no contar con la informacioacuten correspondiente o por no contar con

meacutetodos experimentales adecuados ciertas partidas de pesos tendraacuten que estimarse

Una vez se conoce el peso de cada una de las partidas y la posicioacuten de su respectivo centro

de gravedad se puede determinar los correspondientes al peso en rosca del buque Este valor

es fundamental para determinar la estabilidad del buque la cual se estudiaraacute en el siguiente

capiacutetulo

81 Peso de acero

En este apartado se determinaraacute el peso del acero del buque Como peso del acero se entiende

el peso de los elementos que conforman la estructura del buque la cual se definioacute en apartados

previos como una estructura mixta (longitudinal en las cubiertas y transversal en costados y

fondo)

La estructura del buque se dividiraacute en tres secciones principales zona de popa (desde la

perpendicular de popa hasta la cuaderna 17) seccioacuten central (desde la cuaderna 5 hasta la

cuaderna 48) y zona de proa (desde la cuaderna 48 hasta la perpendicular de proa)

Ademaacutes de la separacioacuten anterior el buque se dividiraacute en 20 secciones representativas de las

cuales se calcularaacute el peso y para conocer el peso de las secciones intermedias entre ellas se

integraraacute mediante el meacutetodo de Simpson para obtener los respectivos pesos

Disentildeo estructural

216

Ilustracioacuten 85 Divisioacuten del buque en 20 secciones

811 Peso del acero longitudinal continuo

Para calcular el peso de los elementos estructurales continuos se extrapola el peso de los

elementos longitudinales que conforman las tres secciones caracteriacutesticas (1198821198711 1198821198712 119910 1198821198713) al

resto de las secciones del buque (119882119871119894)

Se ha seguido el meacutetodo de Aldwinckle por haber trabajado en anteriores ocasiones con el

mismo

Este meacutetodo relaciona el peso de cada una de las secciones con el de su correspondiente

seccioacuten caracteriacutestica de acuerdo con una relacioacuten de periacutemetros (119866119894) y ofrece ademaacutes una

serie de coeficientes (119898119894) que variacutean en funcioacuten del tipo de buque que se esteacute estudiando

119882119871119894 = 119866119894 119898119894 middot 119882119871123 Eq 188

Para obtener el peso de acero longitudinal de las distintas secciones se ha tenido en cuenta el

aacuterea obtenida mediante el programa MARS y la densidad del acero (en 1199051198983) como

119882119894 = 120588119904 middot 119860119894

Para calcular la altura del centro de gravedad del acero longitudinal continuo se toma la

suposicioacuten de que la relacioacuten entre el centro de gravedad del acero de las tres secciones

representativas (ver 6) y el centro geomeacutetrico acero de las misma mantiene una relacioacuten

constante para el resto de las secciones

Disentildeo estructural

217

Finalmente se integran todos los valores obtenidos y se obtiene el peso del acero longitudinal

continuo total asiacute la altura de su centro de gravedad

Los valores obtenidos son los siguientes

Tabla 7-10 Distribucioacuten del acero longitudinal continuo

SECCIOacuteN Xi (m) Periacutemetro (m) Gi mi Zgi (m) Kgi (m) Wli (tm) Simpson (tm)

0 000 3121 082 240 453 353 287 287

1 232 3197 084 325 434 338 263 1050

2 463 3762 099 320 409 319 446 892

3 695 3818 100 292 373 290 467 1870

4 926 3830 101 267 354 276 471 942

5 1158 3836 101 240 330 257 472 1888

6 1390 3850 101 212 312 243 555 1110

7 1621 3875 102 184 303 236 560 2239

8 1853 3792 100 157 299 233 538 1077

9 2084 3822 100 125 298 232 544 2178

10 2316 3806 100 100 298 232 542 1083

11 2548 3795 100 111 298 232 540 2160

12 2779 3750 099 125 303 236 532 1063

13 3011 3657 096 136 305 237 513 2052

14 3242 3490 092 155 310 242 474 947

15 3474 3235 085 190 317 247 398 1591

16 3706 2904 076 223 323 252 176 352

17 3937 2504 066 250 331 258 113 452

18 4169 2062 054 307 346 270 049 098

19 4400 1546 041 385 384 299 010 040

20 4632 124 003 315 426 332 000 000

El peso de acero longitudinal continuo total asciende hasta

Tabla 7-11 Peso del acero longitudinal continuo

WL (t) XgL(m) ZgL(m)

18111 2547 328

812 Peso del acero transversal continuo

De un modo del todo semejante al apartado anterior se determina el peso del acero transversal

continuo

Una vez se determinaron los escantillones de los elementos primarios transversales y su

separacioacuten la cual ascendiacutea hasta los 24 metros se obtiene el peso correspondiente por

unidad de longitud

Disentildeo estructural

218

La principal diferencia con respecto al apartado anterior el correspondiente al peso de acero

longitudinal continuo es que en este caso la extrapolacioacuten de los valores obtenidos en las

secciones caracteriacutesticas al resto de secciones no se hace en funcioacuten de su periacutemetro sino de

su aacuterea

119882119879119894 = 119876119894 119901119894

middot 119882119879123 Eq 189

En este caso el coeficiente 119901119894 estaacute tabulado y no depende del tipo de buque (ver [1])

Los valores obtenidos son los siguientes

SECCIOacuteN Xi (m) Aacuterea (m2) Qi pi Zgi (m) Kgi (m) Wli (tm) Simpson (tm)

0 000 3711 046 050 453 353 333 333

1 232 4241 053 065 434 338 323 1294

2 463 4919 061 078 409 319 334 668

3 695 5866 073 087 373 290 373 1491

4 926 6453 080 094 354 276 399 798

5 1158 7118 089 099 330 257 435 1739

6 1390 7621 095 100 312 243 465 930

7 1621 7870 098 100 303 236 480 1921

8 1853 7995 100 100 299 233 488 976

9 2084 8020 100 100 298 232 489 1957

10 2316 8023 100 100 298 232 490 979

11 2548 8001 100 100 298 232 488 1953

12 2779 7903 099 100 303 236 482 964

13 3011 7582 095 100 305 237 463 1850

14 3242 7017 087 100 310 242 428 856

15 3474 6095 076 098 317 247 374 1496

16 3706 4972 062 094 323 252 312 624

17 3937 3756 047 087 331 258 253 1012

18 4169 2491 031 078 346 270 197 393

19 4400 1197 015 065 384 299 142 569

20 4632 085 001 050 426 332 050 050

El peso de acero transversal continuo total asciende hasta

Tabla 7-12 Peso del acero longitudinal continuo

Wt (t) Xgt(m) Zgt(m)

331 331 331

Disentildeo estructural

219

813 Peso de los mamparos

Al tratarse de unos elementos con una geometriacutea simple el caacutelculo de su peso es sencillo Se

ha de tener en cuenta tanto su aacuterea como su espesor y densidad

Al peso correspondiente a la mera chapa que conforma el mamparo se ha de antildeadir un margen

del 30 correspondiente a los refuerzos verticales y transversales que se disponen en los

mismos

En cuanto a las posiciones verticales de sus centros de gravedad estas vendraacuten determinadas

por el aacuterea de las chapas que los conforman

Finalmente los valores obtenidos son los siguientes

Xg(m) Yg(m) Zg(m) Aacuterea (m2) Espesor (mm) Peso chapa (t) Peso Refuerzos (t) Peso (t)

-120 000 459 3519 11 304 091 395

420 000 414 4782 11 413 124 537

1020 000 344 6729 11 581 174 755

2820 000 559 14781 11 1276 383 1659

3910 000 329 3935 11 340 102 442

4380 000 559 2736 11 236 071 307

Obteniendo unos valores finales de

Wm(t) Xgm(m) Zgm(m)

3150 2762 606

814 Peso del acero de la superestructura

Para determinar el peso de la superestructura se recurre al meacutetodo propuesto en [1]

En este meacutetodo se aplican una serie de coeficientes a las distintas cubiertas que se encuentren

en la superestructura Toman los siguientes valores

- Peso de cubiertas bajas 0065 tm3

- Peso de cubiertas intermedias 0055 tm3

- Peso de cubierta de puente de gobierno 0040 tm3

Por lo tanto conocidas las aacutereas de las distintas cubiertas y voluacutemenes de los espacios que

conforman se puede determinar de un modo sencillo el peso de la superestructura

Los valores obtenidos son los siguientes

Disentildeo estructural

220

Tabla 7-13 Peso de acero de la superestructura

Elemento Aacuterea (m2) Volumen (m3) Peso (t) Xg(m) Zg(m)

Cubierta principal 27628 57586 3743 3097 590

Cubierta Acc1 31453 75412 4148 3217 830

Cubierta Acc2 35714 94821 5215 3363 1110

Puente gobierno 14567 46485 1859 3015 1388

El valor final obtenido es el siguiente

Tabla 7-14 Peso final de acero de la superestructura

WL (t) Xg (m) Zg (m)

14965 3213 937

815 Otros pesos

Como es loacutegico las partidas anteriormente consideradas no incluyen todo el peso de acero del

buque pues el nuacutemero de elementos y equipos auxiliares a considerar es muy elevado y queda

fuera del alcance de la etapa preliminar en la que queda enmarcado el presente proyecto

Por lo tanto para considerar el resto de los equipos que acompantildean a los sistemas del buque

como pueden ser polines o refuerzos estructurales puntuales los guardacalores el quillote

central etc se decide antildeadir al resultado final un margen situado entre el 5 y el 8 Finalmente

se ha considerado un factor del 5

82 Peso de acero total

En este apartado se incluye una tabla resumen con la partida de pesos de acero que se ha

considerado Se incluye el valor total obtenido asiacute como las coordenadas del centro de

gravedad

Tabla 7-15 Peso de acero total obtenido

Elemento Peso (t) Xg(m) Zg(m)

Peso de acero longitudinal 18111 2547 328

Peso de acero transversal 17711 2757 331

Peso de mamparos 3150 2762 606

Peso de superestructura 14965 3213 937

Total 53938 2813 514

Total (maacutes margen) 56635 2813 514

83 Peso de maquinaria y equipos

En este apartado se recogen los pesos de todos los equipos y sistemas instalados a bordo del

buque

Disentildeo estructural

221

La mayoriacutea de los pesos han podido obtenerse por parte de los propios fabricantes y en los

casos en los que no fue posible se estimoacute el valor en base a modelos similares de otras firmas

Tabla 7-16 Peso de la maquinaria y equipos

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Anclas 300 4260 000 820

Balsas salvavidas 066 3540 000 1300

Bomba FIFI 250 2160 270 300

Bombas 370 1800 000 300

Bote de rescate 150 2040 -500 880

Botellas de aire comprimido 160 1080 280 300

Cable tugger winches 150 1860 000 650

Cadenas de anclas 100 4290 000 700

Compresores y sistemas HVAC 600 2910 310 300

Compresores 200 1230 425 250

Compresores de aire de arranque 140 1080 280 300

Convertidores 540 2670 000 370

Defensas 600 3000 000 760

Elementos de acomodacioacuten externos 890 1760 000 620

Elementos de amarre 200 4320 000 1150

Equipos eleacutectricos 7500 1800 000 400

Estopor 080 4230 000 1130

Generador de agua dulce 150 3360 -060 300

Generador de emergencia 137 2580 -270 920

Generadores Principales 3400 1680 000 295

Gruacutea principal 1920 910 460 850

Maquinaria auxiliar 500 1750 000 260

Motor de propulsor de proa 1 115 3900 000 320

Motor de propulsor de proa 2 115 4100 000 340

Motor eleacutectrico de azimutal Babor 438 000 180 400

Motor eleacutectrico de azimutal Estribor 438 000 -180 400

Palo de luces 280 3242 000 2123

Paneles de mando 700 1140 -148 320

Pescante de bote de rescate 270 2100 -600 1020

Propulsor azimutal Babor 1600 000 360 290

Propulsor azimutal Estribor 1600 000 -360 290

Propulsor transversal de proa 1 318 3900 000 130

Propulsor transversal de proa 2 318 4100 000 150

Proteccioacuten madera cubierta 463 790 000 550

Rodillo de popa 500 -100 590 300

Rutado y ventilacioacuten 5900 2086 000 361

Disentildeo estructural

222

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Silenciadores 250 2700 000 970

Sistema towing pins 237 150 000 580

Sistema towing winch 1000 2940 240 250

Equipos de talleres 130 3000 -270 250

Transformador de emergencia 050 2460 -420 920

Transformadores 540 2670 000 370

Tugger winches 300 1860 000 650

Total 33966 1745 041 435

84 Peso de la habilitacioacuten

La estimacioacuten del peso de acero correspondiente a la habilitacioacuten es por lo general muy

compleja

La distribucioacuten de espacios y camarotes en los buques depende fundamentalmente de la misioacuten

y tipo del mismo Por lo tanto en este caso para realizar una estimacioacuten del peso de la

habilitacioacuten en funcioacuten del tipo de local (camarote cocina gambuzas lavanderiacutea etc) y su

aacuterea se recurre a unos factores proporcionados por [12] y por [15] por tratarse de proyectos de

buques similares

Los coeficientes que se emplearaacuten son los siguientes

Espacio Coeficiente (tm2)

Gambuzas 012

Pasillos 016

Escaleras 017

Camarote 018

Comedor 018

Salones 018

Oficinas 018

Salas de control

022

Hospital 022

Bantildeos 022

Talleres 024

Lavanderiacutea 026

Cocina 030

Para determinar las posicioacuten longitudinal transversal y vertical de los centros de gravedad de

los distintos locales se ha recurrido al plano de disposicioacuten general y se ha medido un hipoteacutetico

centro de voluacutemenes de los mismos Debido a que la tabla resumen con todos los valores

resulta demasiado extensa se ha decidido incluir como anexo

Los resultados finales son los siguientes

Disentildeo estructural

223

Tabla 7-17 Peso final de la partida de habilitacioacuten

Peso total (t) Xg(m) Yg(m) Zg(m)

16641 2887 -032 824

85 Peso en rosca

Conocidas las distintas partidas que conforman el peso en rosca del buque ya se estaacute en

disposicioacuten de obtener el valor y posicioacuten del centro de gravedad del mismo

Debido a las estimaciones y suposiciones tomadas y a que el proyecto se encuentra en su fase

maacutes temprana desviaciones comprendidas entre el 5 y el 10 con respecto al peso en rosca

estimado en el dimensionamiento (ver 18) se consideran aceptables

A continuacioacuten se muestra el peso en rosca del buque obtenido

Tabla 7-18 Peso en rosca final

Elemento Peso (t) Xg(m) Yg(m) Zg(m)

Peso de acero 56635 2679 000 490

Peso de maquinaria y equipos 33966 1745 041 435

Peso de habilitacioacuten 16641 2887 -032 824

Total 107241 2416 008 524

Total (dimensionamiento) 115556

Desviacioacuten 7

Como se puede comprobar las estimaciones realizadas fueron adecuadas pues el valor

obtenido de peso en rosca se aproxima notablemente al valor esperado desviaacutendose

uacutenicamente un 7 Este incremento de peso implicariacutea un aumento de calado de

aproximadamente 12 centiacutemetros lo cual de nuevo se considera aceptable

En definitiva el valor de peso en rosca obtenido se considera razonable y adecuado para

proseguir con el capiacutetulo de estabilidad

Disentildeo estructural

224

Caacutelculos de arquitectura naval

225

Caacutelculos de arquitectura naval

1 Introduccioacuten

En este capiacutetulo nuacutemero 8 el objetivo es analizar la estabilidad intacta y en averiacuteas del buque

proyecto

Como es loacutegico el estudio de la estabilidad del buque ha de hacerse en las uacuteltimas etapas del

proyecto para contar con la mayor cantidad de datos posible Los datos que son necesarios

son las formas de la carena del buque la distribucioacuten y disposicioacuten de tanques la distribucioacuten

y posicioacuten del peso en rosca etc Cuantos maacutes datos se consideren mayor seraacute la precisioacuten

de los caacutelculos de estabilidad

Uno de los aspectos importantes que se han de considerar antes de realizar los caacutelculos es la

consideracioacuten que se le da al buque en cuanto a criterios aplicables En este sentido se decide

considerar al buque como SPS25 y por lo tanto tendraacute que cumplir con todos los requisitos

establecidos en el coacutedigo SPS del 2008 los cuales se mostraraacuten maacutes adelante

Para llevar a cabo todos los caacutelculos necesarios se emplearaacuten hojas de caacutelculo auxiliares y el

software Maxsurf concretamente su moacutedulo Stability

Teniendo en cuenta todo lo anteriormente mencionado el presente capiacutetulo consistiraacute en

determinar los siguientes aspectos

- Pesos y caracteriacutesticas consideradas

- Puntos de inundacioacuten progresiva

- Situaciones de carga consideradas

- Caacutelculos de estabilidad

- Requisitos aplicables

- Francobordo

- Arqueo

2 Componentes del peso muerto

Para cumplir con las especificaciones del proyecto es necesario comprobar que las toneladas

de peso muerto finalmente obtenidas son iguales o superiores a las 800 toneladas requeridas

En el capiacutetulo anterior se obtuvo que el peso en rosca del buque ascendiacutea hasta las 107241

toneladas mientras que en el capiacutetulo de dimensionamiento se obtuvo que el desplazamiento

del buque ascendiacutea hasta las 195556 toneladas Sin embargo durante el proceso de

generacioacuten de formas el desplazamiento obtenido fue de 2020 toneladas aproximadamente En

25 SPS Special Purpose Ships (buques de fines especiales)

Caacutelculos de arquitectura naval

226

este caso la partida de peso muerto asciende hasta las 950 toneladas lejanas a las 800

esperadas

Sin embargo este hecho se debe a que en el modelado se excedioacute ligeramente el

desplazamiento esperado y en la obtencioacuten del peso en rosca se obtuvo un valor inferior al

esperado En la etapa preliminar en la cual se ubica este proyecto se considera una desviacioacuten

aceptable pero de cara a etapas posteriores del mismo seriacutea necesario disminuir el

desplazamiento del buque modelado para aumentar la precisioacuten de los resultados

Finalmente las partidas de peso muerto consideradas son las siguientes

Tabla 8-1 Partidas del peso muerto

Partida Valor (t)

Agua dulce 40364

Agua dulce teacutecnica 6102

Combustible 28545

Aceite lub 808

Pertrechos 500

Tripulacioacuten 360

Conocidas las partidas del peso muerto y aplicando un factor de reduccioacuten del 10 para

compensar la desviacioacuten anteriormente mencionada se obtiene que la carga uacutetil en cubierta

asciende hasta aproximadamente las 120 toneladas

Las cargas se consideraraacuten puntuales pues su distribucioacuten a lo largo de la eslora no es sencilla

En concreto la carga estimada en cubierta se consideraraacute dispuesta a un metro de altura sobre

la misma la carga por tripulante se ha establecido en 100 kg y los pertrechos en 5 toneladas

3 Puntos de inundacioacuten progresiva

De cara a realizar correctamente los caacutelculos de estabilidad es necesario analizar las distintas

aberturas con las que cuenta el buque y que determinan a su vez los posibles puntos de

inundacioacuten progresiva Por abertura se entiende puertas o escotillas

Se considera que si estos puntos de inundacioacuten progresiva se sumergen el calado puede

aumentar considerablemente al inundarse un espacio o local del buque

En el buque proyecto se considera que todas las escotillas de la cubierta principal (escotilla de

escape del local de propulsores de popa y escotilla de escape de caacutemara de maacutequinas) y todas

las puertas que dan acceso a la acomodacioacuten son estancas

Sin embargo se decide tomar un caraacutecter muy conservador en este aspecto y considerar que

las puertas que dan acceso a la acomodacioacuten en la cubierta de acomodacioacuten 1 y la puerta de

acceso al local del generador de emergencia no son estancas (aunque en realidad si lo sean)

Por lo tanto estas dos uacuteltimas aberturas se consideraraacuten como puntos de inundacioacuten

progresiva

Caacutelculos de arquitectura naval

227

Tabla 8-2 Puntos de inundacioacuten progresiva

Posicioacuten

Abertura x(m) y (m) z (m)

Puerta Local Emergencia 234 05 83

Puerta Acc 01 234 4 83

4 Situaciones de carga consideradas

En este apartado se indicaraacuten las condiciones de carga que se han considerado como maacutes

relevantes de cara a la correcta operacioacuten del buque y que engloban todas las situaciones a las

que se veraacute sometido el buque a lo largo de su vida uacutetil

Las condiciones de carga consideradas son las siguientes

- SC01 ndash Salida a plena carga En esta condicioacuten el buque lleva a bordo todos los

consumibles necesarios incluyendo viacuteveres y pertrechos La carga en cubierta se

incluye

- SC02 ndash En operacioacuten Durante la operacioacuten se considera que no hay carga en cubierta

y que los consumibles se han reducido un 35

- SC03 ndash En operacioacuten con gruacutea principal Este caso es ideacutentico al anterior pero se

considera que la gruacutea principal estaacute levantando un peso de 12 toneladas a 12 metros

de distancia

- SC04 ndash Fin de operacioacuten sin carga Situacioacuten que representa la llegada a puerto del

buque con un 10 de los consumibles sin pertrechos y sin carga en cubierta

- SC05 ndash Fin de operacioacuten con carga Mismo caso que el anterior pero antildeadiendo la

carga en cubierta

- SC06 ndash Operacioacuten de remolque Una de las operaciones maacutes criacuteticas de este tipo de

buques se da durante las operaciones de remolque pues los aacutengulos de tiro pueden

llegar a los 45deg y el peso de los equipossistemas remolcados puede alcanzar las 40

toneladas En este caso se han de cumplir unos criterios de estabilidad especiales

aparte de los generales

41 SC01 Salida a plena carga

Como ya se comentoacute previamente esta condicioacuten corresponde a la salida del buque de puerto

con todos los consumibles disponibles y con la carga en cubierta Por el contrario los tanques

de sentinas reboses aguas grises y aguas negras se consideran vaciacuteos

Como norma general el llenado maacuteximo de los tanques corresponderaacute a un 98 y el llenado

miacutenimo a un 05 El primer caso debido a la reduccioacuten de llenado por el efecto de los refuerzos

internos y el segundo debido a que es muy complicado vaciar los tanques por completo

Caacutelculos de arquitectura naval

228

Debido a la elevada carga que se dispone en cubierta la tendencia del buque seraacute la de adquirir

un cierto trimado hacia popa el cual se ha de corregir mediante el llenado vaciado de los

tanques de lastre de popa y proa

En este caso manteniendo el pique de proa vaciacuteo se consigue la condicioacuten de escora nula pero

no se puede evitar que el buque trime ligeramente por proa

Finalmente para la condicioacuten de carga considerada se han obtenido los siguientes valores en

la situacioacuten de equilibrio

Tabla 8-3 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC01

Concepto Valor

Calado medio (m) 450

Desplazamiento (t) 201600

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 456

Calado popa (m) 445

Trimado (m) -014

Superficie mojada (m2) 84422

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 56524

CP 067

CB 066

CM 099

CF 086

LCB (m) 2083

LCF (m) 1878

KB (m) 255

KG (m) 435

BMt (m) 407

BML (m) 4342

GMt corregido (m) 227

GML m 4161

Toneladas 1 cm inmersioacuten 579

Momento trimar 1 cm 1826

Analizando los resultados obtenidos se puede concluir que la condicioacuten resulta satisfactoria y

adecuada

Caacutelculos de arquitectura naval

229

42 SC02 En operacioacuten

En la condicioacuten de operacioacuten inicial se considera que los tanques han reducido su capacidad

en un 3526 y que el buque ya no cuenta con la carga en cubierta original Ademaacutes los tanques

de reboses sentinas etc se consideran llenos hasta el 35 de su capacidad

En este caso al no contar con el elevado peso que supone la carga en cubierta se espera que

el buque trime por proa pues el peso en rosca queda ligeramente hacia proa desde la seccioacuten

media del buque

Para conseguir una adecuada distribucioacuten de tanques que garantice unos aacutengulos de escora y

trimado pequentildeos en este caso se han tenido que llenar los tanques de lastre de popa al

completo y los tanques de lastre inmediatamente ubicados a estos al 98 el de babor y al

75 el de estribor

Los valores finalmente obtenidos son los siguientes

Tabla 8-4 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC02

Concepto Valor

Calado medio (m) 404

Desplazamiento (t) 174500

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 411

Calado popa (m) 397

Trimado (m) -018

Superficie mojada (m2) 79214

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55892

CP 065

CB 063

CM 098

CF 085

LCB (m) 2119

LCF (m) 1875

KB (m) 229

KG (m) 469

BMt (m) 459

BML (m) 4880

GMt corregido (m) 219

GML m 4640

Toneladas 1 cm inmersioacuten 573

26 En realidad no todos los tanques presentan la misma reduccioacuten de capacidad sino que esta variacutea en funcioacuten de las capacidades y tipo del mismo (fluido que almacena) En este caso se asume que todos variacutean proporcionalmente para poder representar de manera aproximada tal condicioacuten de carga

Caacutelculos de arquitectura naval

230

Concepto Valor

Momento trimar 1 cm 1763

Como se puede comprobar en este caso se ha conseguido mantener un aacutengulo de escora

nulo pero no se ha podido evitar que el buque trime ligeramente por proa

43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal

Este caso es ideacutentico al anterior a excepcioacuten de la carga adicional generada por el movimiento

vertical de un peso como resultado de la operacioacuten de la gruacutea principal

De acuerdo con la capacidad de izado de la gruacutea principal ver Ilustracioacuten 42 se ha considerado

el peor escenario posible es decir aquel que genera un mayor momento El mayor momento

se alcanza al desplazar una carga de 12 toneladas a una distancia de 16 metros lo cual genera

un momento de 192 tmiddotm

En este caso se ha comprobado que el aacutengulo de escora obtenido asciende hasta los -18

grados muy inferior a lo miacutenimo exigido por la normativa Para conseguir que el buque navegue

con una escora nula se han llenado los tanques de lastre de estribor por completo mientras

que los de babor se han llenado de popa a proa al 83 y al 70 respectivamente para

corregir el trimado que se daba por proa

Los resultados finales son los siguientes

Tabla 8-5 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC03

Concepto Valor

Calado medio (m) 405

Desplazamiento (t) 175600

Escora (m) 000

Calado proa (m) 406

Calado popa (m) 403

Trimado (m) -004

Superficie mojada (m2) 79419

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55927

CP 065

CB 064

CM 098

CF 085

LCB (m) 2105

LCF (m) 1872

KB (m) 230

KG (m) 467

BMt (m) 458

BML (m) 4857

Caacutelculos de arquitectura naval

231

Concepto Valor

GMt corregido (m) 221

GML m 4620

Toneladas 1 cm inmersioacuten 573

Momento trimar 1 cm 1766

44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga

En este caso se va a analizar la condicioacuten de equilibrio en la cual el buque regresa a puerto

con un 10 de los consumibles sin pertrechos y sin carga en cubierta En este caso los tanques

de sentinas reboses aguas grises y aguas negras se consideraraacuten llenos

Para controlar el trimado el nivel del pique de proa se ha fijado en el 45

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-6 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC04

Concepto Valor

Calado medio (m) 375

Desplazamiento (t) 159100

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 375

Calado popa (m) 376

Trimado (m) 001

Superficie mojada (m2) 76164

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55392

CP 064

CB 063

CM 098

CF 084

LCB (m) 2125

LCF (m) 1874

KB (m) 213

KG (m) 474

BMt (m) 494

BML (m) 5236

GMt corregido (m) 234

GML m 4975

Toneladas 1 cm inmersioacuten 568

Momento trimar 1 cm 1724

Caacutelculos de arquitectura naval

232

45 SC05 Fin de operacioacuten con carga

En este caso se parte de la condicioacuten de carga anterior y aparte de la configuracioacuten del resto

de tanques se antildeade la carga en cubierta

Esta situacioacuten podriacutea representar la recogida de unas anclas para su reparacioacuten o sustitucioacuten

Como es loacutegico para compensar el efecto de la carga de cubierta situada a popa del centro de

gravedad global es necesario disminuir el nivel de los tanques de lastre de popa al 70 y

aumentar el nivel del pique de proa hasta el 98

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-7 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05

Concepto Valor

Calado medio (m) 392

Desplazamiento (t) 168700

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 392

Calado popa (m) 392

Trimado (m) 000

Superficie mojada (m2) 78062

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55724

CP 065

CB 063

CM 098

CF 084

LCB (m) 2112

LCF (m) 1872

KB (m) 223

KG (m) 500

BMt (m) 473

BML (m) 5012

GMt corregido (m) 196

GML m 4735

Toneladas 1 cm inmersioacuten 571

Momento trimar 1 cm 1739

46 SC06 Operacioacuten de remolque

En este caso se considera una condicioacuten de carga especial en la cual el buque se encuentra

en operacioacuten pero con carga en cubierta Esta condicioacuten trata de representar el momento en

el cual el buque se encuentra realizando operaciones de remolque o de recogida de anclas

Caacutelculos de arquitectura naval

233

Por lo tanto los tanques se encontraraacuten aproximadamente al 50 de su capacidad y la carga

en cubierta seraacute aproximadamente un 75 del total admisible

Los resultados obtenidos son los siguientes

Tabla 8-8 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten SC05

Concepto Valor

Calado medio (m) 394

Desplazamiento (t) 169800

Escora (deg) 000

Calado proa (m) 394

Calado popa (m) 394

Trimado (m) 001

Superficie mojada (m2) 78271

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 55758

CP 065

CB 064

CM 098

CF 085

LCB (m) 2110

LCF (m) 1872

KB (m) 224

KG (m) 492

BMt (m) 470

BML (m) 4987

GMt corregido (m) 202

GML m 4719

Toneladas 1 cm inmersioacuten 572

Momento trimar 1 cm 1744

5 Curvas hidrostaacuteticas

Conocidas las posiciones de equilibrio en las distintas condiciones de carga el siguiente paso

es obtener las curvas hidrostaacuteticas para un rango de calados que cubra todos los obtenidos

Por este motivo se cubriraacute un rango de paraacutemetros entre 37 metros y 45 metros con una

variacioacuten de calados de 02 metros Ademaacutes y a pesar de que el trimado se mantiene

praacutecticamente nulo en todas las condiciones se van a obtener las curvas hidrostaacuteticas para los

trimados de -05deg 0deg y 05deg

En el caso del trimado nulo las curvas hidrostaacuteticas y la variacioacuten de los coeficientes de carena

con el calado son las siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

234

Ilustracioacuten 86 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo

Ilustracioacuten 87 Curvas hidrostaacuteticas obtenidas para el trimado nulo

6 Caacutelculos de estabilidad

El siguiente paso para determinar si la estabilidad del buque es o no adecuada consiste en

comprobar si se cumplen los requerimientos que le son aplicables En primer lugar se

determinaraacute su estabilidad intacta y en segundo lugar su estabilidad en averiacuteas

61 Estabilidad intacta

Al tratarse de un buque con fines especiales los criterios de estabilidad que ha de cumplir son

los siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

235

- El aacuterea bajo la curva de brazos adrizantes ha de ser superior a 0055 mmiddotrad hasta 30ordm

de escora y ha de ser superior a 009 mmiddotrad hasta los 40ordm de escora o hasta el aacutengulo

de inundacioacuten progresiva Por su parte el aacuterea bajo la curva entre los 30ordm y 40ordm de

escora o el aacutengulo de inundacioacuten progresiva ha de ser superior a 003 mmiddotrad

- El brazo adrizante o GZ miacutenimo para 30ordm o maacutes de escora ha de ser al menos de 02 m

- El brazo adrizante o GZ maacuteximo debe alcanzarse para un aacutengulo de escora mayor de

25ordm

- La altura metaceacutentrica transversal inicial ha de ser igual o superior a 015 m

En cuanto al criterio meteoroloacutegico este tipo de buques se encuentran exentos de su aplicacioacuten

611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC01 la cual se describioacute en apartados anteriores

presenta la siguiente curva de estabilidad o de brazos adrizantes

Ilustracioacuten 88 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC01

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-9 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC01

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0313 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0531 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0218 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 146 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 527 Cumple

Caacutelculos de arquitectura naval

236

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 227 Cumple

Como se puede ver la elevada relacioacuten esloramanga del buque le dota de una estabilidad muy

elevada puesto que los requisitos son cumplidos sin problema

612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC02 presenta la siguiente curva de estabilidad o de

brazos adrizantes

Ilustracioacuten 89 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC02

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-10 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC02

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0299 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0512 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0213 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 135 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 500 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 219 Cumple

De nuevo aunque con un margen menor puesto que la condicioacuten es maacutes restrictiva el buque

cumple los criterios de manera holgada

Caacutelculos de arquitectura naval

237

613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03

En este caso la estabilidad del buque en la condicioacuten SC03 presenta la siguiente curva de

estabilidad o de brazos adrizantes

Ilustracioacuten 90 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC03

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-11 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC03

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0301 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0517 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0214 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 136 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 500 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 221 Cumple

A pesar de que en esta condicioacuten se maneja un peso a una determinada altura y distancia de

la cubierta principal la configuracioacuten de los tanques de lastre permite dotar al buque de una

estabilidad adecuada

614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04

Del mismo modo que en los apartados anteriores la estabilidad del buque en la condicioacuten SC04

presenta la siguiente curva de estabilidad o de brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

238

Ilustracioacuten 91 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC04

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-12 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC04

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0315 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0537 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0222 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1370 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 491 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 233 Cumple

De nuevo a pesar de que el buque cuenta con un calado inferior debido a que los consumibles

se reducen hasta niveles muy bajos los tanques de lastre dotan al buque de una estabilidad

maacutes que suficiente

615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05

Finalmente la estabilidad del buque en la condicioacuten SC05 presenta la siguiente curva de

estabilidad o de brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

239

Ilustracioacuten 92 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC05

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-13 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0267 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0454 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0187 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1134 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 464 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 196 Cumple

En esta condicioacuten ideacutentica a la anterior a excepcioacuten de que la carga en cubierta siacute que se

considera la estabilidad del buque es maacutes que suficiente

616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06

La estabilidad del buque en la condicioacuten SC06 presenta la siguiente curva de estabilidad o de

brazos adrizantes

Caacutelculos de arquitectura naval

240

Ilustracioacuten 93 Curva de brazos adrizantes para la condicioacuten SC06

Conocidos los valores obtenidos se puede comprobar de una manera raacutepida y sencilla el

cumplimiento o no de los criterios aplicables

Tabla 8-14 Comprobacioacuten de criterios aplicables para la condicioacuten SC05

Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 119866119885119898aacute119909 (mmiddotrad) 0055 0274 Cumple

Aacuterea miacutenima de 0ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0090 0467 Cumple

Aacuterea miacutenima de 30ordm a 40ordm (mmiddotrad) 0030 0193 Cumple

Aacutengulo GZ maacuteximo para 30deg (deg) 020 1187 Cumple

GZ maacuteximo (deg) 25 473 Cumple

119866119872119905 inicial miacutenimo (m) 0150 202 Cumple

Sin embargo en este caso es necesario comprobar una serie de criterios especiacuteficos para que

el buque pueda obtener la notacioacuten de AHTS

De acuerdo con lo establecido en la parte E Ch 2 Sec 2 cuando el buque se encuentre

realizando operaciones de remolque se ha de calcular el brazo escorante provocado en funcioacuten

de la componentes vertical y horizontal de la tensioacuten del cable

Caacutelculos de arquitectura naval

241

Ilustracioacuten 94 Componentes de la tensioacuten del cable de tiro de popa Fuente Bureau Veritas

En este caso como uacutenicamente se dispone de un ldquoguide pinrdquo el esquema de operacioacuten es el

siguiente

Ilustracioacuten 95 Paraacutemetros del guide pin Fuente Bureau Veritas

El brazo escorante ha de calcularse empleando la siguiente expresioacuten

119887ℎ = 119879119882 middot (ℎ middot 119904119894119899120572 middot 119888119900119904120573 + 119910 middot 119904119894119899120573) middot119888119900119904120579

119863= (119879119882119910 middot ℎ + 119879119882119911 middot 119910) middot

119888119900119904120579

119863 Eq 190

Donde

- ℎ brazo de la componente horizontal (m) En este caso es la altura vertical medida

desde el centro de los propulsores hasta el punto maacutes alto de los guide pins

Caacutelculos de arquitectura naval

242

- 119863 desplazamiento en toneladas de la condicioacuten de carga considerada incluyendo el

efecto de la componente vertical 119879119882119911

- 120579 aacutengulo de escora en grados

- 119879119908 tensioacuten permisible en la liacutenea en toneladas Se tomaraacute la tensioacuten maacutexima admisible

por el buque 40 toneladas

- 119879119882119911 componente vertical de la tensioacuten en toneladas que causa el trimado del buque

Se calcula como 119879119882119911 = 119879119882 middot 119904119894119899120573

- 119879119882119910 componente horizontal de la tensioacuten en toneladas que causa la escora del buque

Se calcula como 119879119882119910 = 119879119882 middot 119904119894119899120572 middot 119888119900119904120573

- 120573 aacutengulo vertical en grados entre la flotacioacuten y el cable Variacutea entre 0 y 90deg

- 120572 aacutengulo horizontal en grados formado entre el eje longitudinal tangente a la parte

interna del guide pin y el cable Por tener uacutenicamente un guide pin este aacutengulo variacutea

entre 25 y 90deg

- 1199100 distancia transversal en metros desde crujiacutea hasta la parte interna del guide pin

- 119909 distancia longitudinal en metros desde la popa del buque hasta el guide pin

- 119910 brazo de la componente vertical (m) Se calcula como 119910 = 1199100 + 119909 middot tan 120572

Por lo tanto el primer paso consiste en generar una serie de brazos escorantes mediante la

variacioacuten de los aacutengulos 120572 y 120573 Las combinaciones que se han estudiado aparecen reflejadas

en la Ilustracioacuten 96

Debido a que la combinacioacuten de posibilidades es muy extensa en el presente documento

uacutenicamente se incluiraacute una graacutefica resumen con todos los resultados La generacioacuten de los

distintos brazos escorantes puede consultarse en el Anexo 6

En la siguiente graacutefica se muestran tanto la curva de brazos adrizantes relativa a la condicioacuten

de carga SC-06 como los distintos brazos escorantes generados

Caacutelculos de arquitectura naval

243

Ilustracioacuten 96 Brazos adrizante y brazos escorantes debidos al tiro en popa

Como se puede comprobar la peor condicioacuten corresponde loacutegicamente a la combinacioacuten de

los aacutengulos 120572 y 120573 mayores En este caso a pesar de que el aacutengulo de tiro horizontal maacuteximo

permitido es de 45deg la normativa indica que es necesario realizar los caacutelculos con un aacutengulo 120572

de 90deg Sin embargo debido a que el valor de la tangente de 90deg es infinito no era posible

realizar los caacutelculos y se optoacute por fijar el valor en 80deg muy superior aun asiacute a los 45deg liacutemite

Conocidos los brazos adrizantes los criterios que la normativa impone son los siguientes

- El aacuterea residual entre la curva de brazos adrizantes y la curva de brazos escorantes ha

de ser superior a 0070 mmiddotrad

- El brazo adrizante residual ha de ser por su parte de como miacutenimo 02 metros

- El maacuteximo aacutengulo de escora ha de limitarse al menor de los siguientes aacutengulo de escora

equivalente a 119866119885119898aacute1199092 aacutengulo de inmersioacuten de la cubierta o 15deg En este caso

corresponde al aacutengulo de inmersioacuten de la cubierta con un valor de 147 deg

- El francobordo en proa en crujiacutea ha de ser como miacutenimo equivalente a 0005middotL

Los criterios se han comprobado para las curvas correspondientes a las siguientes

configuraciones de aacutengulos 120572 = 80deg y 120573 = 10deg y 120572 = 80deg y 120573 = 80deg Se trata de situaciones muy

extremas que no se daraacuten en la realidad nunca por propias limitaciones de los equipos pero

de nuevo se insiste en que la normativa lo requiere Se han escogido estas dos configuraciones

puesto que representan la peor condicioacuten en cuanto a remolque de ahiacute el valor tan bajo del

aacutengulo 120573 y la peor condicioacuten de izado de anclas respectivamente

Caacutelculos de arquitectura naval

244

Los valores obtenidos son los siguientes

Tabla 8-15 Criterios especiacuteficos de la notacioacuten AHTS

Combinacioacuten Criterio Valor miacutenimo Valor obtenido Comprobacioacuten

120572 = 80deg y 120573 = 10deg

Aacuterea residual (mmiddotrad) 0070 091 Cumple

Brazo adrizante residual (m) 020 097 Cumple

Francobordo en proa (m) 0005middotL=0243 192 Cumple

120572 = 80deg y 120573 = 85deg

Aacuterea residual (mmiddotrad) 0070 063 Cumple

Brazo adrizante residual (m) 020 058 Cumple

Francobordo en proa (m) 0005middotL=0243 169 Cumple

Como era de esperar la segunda condicioacuten es mucho maacutes restrictiva ya que la componente

vertical de la tensioacuten es muy elevada y genera por ejemplo un trimado en popa de 05 metros

Sin embargo este hecho podriacutea corregirse aumentando el nivel del pique de proa

En definitiva se comprueba que a pesar de ser condiciones muy exigentes y alejadas de las

condiciones de operacioacuten reales del buque la estabilidad estaacute garantizada

62 Estabilidad en averiacuteas

Del mismo modo que en apartados anteriores se determinoacute la estabilidad intacta en el presente

apartado se estudiaraacute la estabilidad en averiacuteas del buque En este caso se emplea el meacutetodo

probabilista el cual determina la probabilidad de que el buque se mantenga a flote tras una

varada un impacto o un abordaje en el que se dantildean uno o varios tanques y compartimentos

La comprobacioacuten del cumplimiento o no del meacutetodo se lleva a cabo mediante la comparacioacuten

del iacutendice de compartimentado requerido por el buque ldquoRrdquo y el iacutendice de compartimentado

obtenido ldquoArdquo por el mismo en determinadas condiciones de averiacuteas Si el iacutendice obtenido A es

mayor que el iacutendice requerido R entonces se considera que el buque cumple la estabilidad en

averiacuteas

El buque al ser considerado como un buque con fines especiales debe cumplir los

requerimientos para estabilidad en averiacuteas dispuestos en la parte B del primer punto del

segundo capiacutetulo del SOLAS Estos son baacutesicamente los siguientes

- El iacutendice de compartimentado A ha de ser superior o igual al iacutendice de compartimentado

requerido R

- El iacutendice de compartimentado R se corresponde con el de un buque de pasaje de menos

de 60 personas a bordo y por lo tanto pasa a reducirse un 20 sobre el iacutendice R global

- El iacutendice de compartimentado obtenido A se obtiene como combinacioacuten de los

subiacutendices As (al calado de verano) Ap (a un calado parcial) y Al (al calado inferior)

Finalmente el iacutendice de compartimentado se obtiene como

119860 = sum 119901119894 middot 119903119894 middot 119907119894 middot 119898iacute119899 (119904119894119899119905119890119903119898119890119889119894119900119894 119904119891119894119899119886119897119894 119904119898119900119898119894) Eq 191

Caacutelculos de arquitectura naval

245

Donde

-119903119894 = probabilidad debida a la divisioacuten en mamparos longiudinales del buque

-119907119894 = probabilidad debida a la divisioacuten en cubiertas del buque

-119904119894 = probabilidad de supervivencia en cada una de las etapas de inundacioacuten

El meacutetodo a seguir es muy similar al referente al caacutelculo de la estabilidad intacta es decir una

vez modelado el buque y los tanques en el software Maxsurf el programa realiza

automaacuteticamente los caacutelculos Para que el programa realice los datos correctamente es

necesario dotarle de unos datos de entrada o inputs

- En primer lugar en este caso es necesario aplicar a los tanques un coeficiente de

permeabilidad en funcioacuten de la carga que lleve siendo de 095 para los tanques y

espacios en general y de 085 para espacios destinados a maacutequinas

- El calado maacuteximo considerado es el calado de verano a 451 metros y el menor se

obtendraacute de la condicioacuten de carga que loacutegicamente menor calado genere

- Debido a que el buque presenta simetriacutea en cuanto a la disposicioacuten de tanques es

indiferente estudiar la averiacutea en el costado de babor o estribor Se decide estudiar el

costado de babor debido a que por lo general los buques se acercan a las plataformas

por el costado en el cual se encuentra la gruacutea principal

- Como aacutengulo liacutemite de trimado se ha considerado razonable establecerlo en 20deg valor

maacutes que suficiente

- De acuerdo con lo establecido por el coacutedigo SPS de 2008 el valor de la constante R

para este tipo de buques es de 08middotR siendo R

08 middot 119877 = 08 middot (1 minus5000

119871119904 + 25 middot 119873 + 15225) = 08 middot (1 minus

5000

4808 + 25 middot 36 + 15225)

= 08 middot 067 = 05396

Eq 192

Donde

-119871119904 = eslora de compartimentado del buque Toma un valor de 4808 metros

-119873 = obtenido como 119873 = 1198731 + 2 middot 1198732 siendo 1198731 la capacidad de los botes

salvavidas y 1198732 el nuacutemero de personas que tienen autorizacioacuten para ir a bordo del buque

sin contar las referentes a 1198731 En total toma un valor de 36

A continuacioacuten se ha de subdividir el buque en zonas para poder calcular los factores 119901119894119903119894 y

119907119894 Debido a que no se han considerado divisiones longitudinales el paraacutemetro 119903119894 tomaraacute

siempre un valor de 1

En el sentido longitudinal las zonas se han definido de manera que coincidan con el final de

los tanques y en el sentido vertical se ha distinguido entre la cubierta de doble fondo y la

cubierta principal

Caacutelculos de arquitectura naval

246

Tabla 8-16 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas

Nombre Xpopa (m) Xproa (m) Eslora (m) h1 (m) h2 (m)

Zona 1 -2109 420 6309 59 -

Zona 2 420 108 660 15 59

Zona 3 1080 282 1740 15 59

Zona 4 2820 39 1080 15 59

Zona 5 3900 432 420 15 59

Zona 6 4320 48051 485 15 59

Una vez definidos los tanques y compartimentos que se ven afectados por cada una de las

zonas el programa calcula las distintas probabilidades 119901119894

Se han considerado dos escenarios criacuteticos

- Golpe en popa con la subsecuente peacuterdida de los tanques de babor y estribor

correspondientes a las zonas 1 y 2 anteriormente definidas

El equilibrio tras la averiacutea se alcanza para los siguientes valores

Tabla 8-17 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas en popa

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Calado medio (m) 485 434 401

Desplazamiento (t) 201600 174500 159100

Escora (deg) 000 000 000

Calado proa (m) 332 295 276

Calado popa (m) 637 573 526

Trimado (deg) 305 278 250

Superficie mojada (m2) 87566 82279 79008

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 54281 44994 44761

CP 058 056 056

CB 056 054 054

CM 097 097 097

CF 083 069 068

LCB (m) 2072 2105 2111

LCF (m) 1904 2231 2224

KB (m) 278 245 227

KG (m) 435 469 474

BMt (m) 377 338 368

BML (m) 4057 2734 2961

GMt corregido (m) 219 113 120

GML m 3899 2509 2713

Toneladas 1 cm inmersioacuten 556 461 459

Caacutelculos de arquitectura naval

247

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Momento trimar 1 cm 1711 953 940

Como es loacutegico en este caso el trimado por popa alcanza valores de hasta 511 grados en el

peor de los casos

En cuanto a la estabilidad en averiacuteas como tal el resultado final es el siguiente

Tabla 8-18 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

Condicioacuten de carga Calado (m) Iacutendice R Iacutendice A

SC-01 451 05396 0776

SC-02 404 05396 0953

SC-04 375 05396 0971

Total 05396 0887

Como se puede comprobar el iacutendice de compartimentado obtenido es superior al requerido en

cada uno de los casos y por tanto el resultado se considera satisfactorio

- Golpe en el costado de babor como consecuencia de un impacto con una plataforma

offshore Se consideran dantildeados los tanques de costado de las zonas 123 y 4

En este caso el equilibrio se alcanza para los siguientes valores

Tabla 8-19 Situacioacuten de equilibrio para la condicioacuten en averiacuteas tras golpe en costado

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

Calado medio (m) 591 535 502

Desplazamiento (t) 201600 174500 159100

Escora (deg) -2850 -3000 -2970

Calado proa (m) 570 543 519

Calado popa (m) 613 528 485

Trimado (deg) 043 -015 -035

Superficie mojada (m2) 105132 97788 93478

Aacuterea en la flotacioacuten (m2) 49634 51708 52142

CP 052 050 048

CB 033 030 029

CM 065 061 060

CF 067 069 070

LCB (m) 2082 2119 2126

LCF (m) 2264 2228 2191

KB (m) 370 355 341

KG (m) 435 469 474

BMt (m) 357 429 471

Caacutelculos de arquitectura naval

248

Concepto SC-01 SC-02 SC-04

BML (m) 3839 4484 4867

GMt corregido (m) 283 297 318

GML m 3765 4351 4714

Toneladas 1 cm inmersioacuten 509 530 535

Momento trimar 1 cm 1653 1654 1633

En este caso y como era de esperar los aacutengulos de escora por el costado de babor alcanzan

valores muy elevadas de incluso 30deg

En cuanto a la estabilidad en averiacuteas como tal el resultado final es el siguiente

Tabla 8-20 Distribucioacuten en zonas del buque para la estabilidad en averiacuteas Golpe en popa

Condicioacuten de carga Calado (m) Iacutendice R Iacutendice A

SC-01 451 05396 0665

SC-02 404 05396 0754

SC-04 375 05396 0919

Total 05396 0752

Como se puede comprobar el iacutendice de compartimentado obtenido es superior al requerido en

cada uno de los casos y por tanto el resultado se considera satisfactorio

7 Determinacioacuten del francobordo

En el presente apartado se realiza el caacutelculo del francobordo de acuerdo con lo establecido

por el Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga En dicho convenio se define el francobordo

miacutenimo para cada tipo de buque atendiendo a las distintas correcciones aplicables (por

coeficiente de bloque disposicioacuten de la superestructura etc)

71 Paraacutemetros del buque

En primer lugar es necesario determinar una serie de paraacutemetros y caracteriacutesticas del buque

que condicionaraacuten las correcciones que le son aplicables

- Tipo de buque B Como la misioacuten del buque no es la de transportar cargas liacutequidas a

granel en cuyo caso el tipo de buque seriacutea A el tipo de buque es el B

- Eslora de francobordo La eslora de francobordo seraacute la miacutenima entre aquella que

supone el ldquo96 de la eslora total en la flotacioacuten correspondiente al 85 del puntal de

trazadordquo o la eslora entre perpendiculares En este caso la eslora de francobordo toma

un valor de 465 metros

- Coeficiente de bloque En este caso el coeficiente de bloque se calcula con los valores

anteriormente obtenidos de eslora de francobordo calado (85 del puntal) y

desplazamiento correspondiente a tal calado

Caacutelculos de arquitectura naval

249

119862119861 =2321

1025 middot 1375 middot 502 middot 465= 071 Eq 193

72 Francobordo tabular

El francobordo tabular toma este valor debido a que se obtiene mediante interpolacioacuten en unas

tablas que dependen del tipo de buque En este caso el valor obtenido se obtiene interpolando

entre los valores de 46 y 47 metros de eslora

Tabla 8-21 Obtencioacuten del francobordo tabular

119923119943119939 (119950) 119917119939119957 (119950)

46 396

465 402

47 408

73 Correcciones y reducciones aplicables

En este apartado se recogen todas las correcciones que se han de aplicar al buque de cara a

obtener el francobordo

731 Correccioacuten por coeficiente de bloque

Seguacuten la Regla 30 debido a que el coeficiente de bloque es superior a 068 se ha de aplicar

la siguiente correccioacuten

1198621 =119862119861 + 068

136=

071 + 068

136= 102 Eq 194

732 Correccioacuten por puntal

En este caso de acuerdo con lo establecido por la Regla 31 debido a que el puntal es mayor

que la relacioacuten 11987111989111988715 se ha de aplicar la siguiente correccioacuten

1198622 = (119863 minus119871119891119887

15) middot

119871119891119887

048= (59 minus

465

15) middot

465

048= 2713 119898119898 Eq 195

En este caso el francobordo tendraacute que aumentarse en 2713 mm

733 Reduccioacuten por superestructuras

De acuerdo con lo establecido por la Regla 37 del convenio se ha de aplicar una correccioacuten

suponiendo que la superestructura se extendiese a lo largo de la eslora del buque En este

caso la longitud de la superestructura supone un 553 de la eslora de francobordo y por lo

tanto la reduccioacuten asciende hasta el siguiente valor

119877119904 = 350 +860 minus 350

85 minus 24middot (119871119891119887 minus 24) = 350 +

860 minus 350

85 minus 24middot (4650 minus 24) = 5381 119898119898 Eq 196

Luego

Caacutelculos de arquitectura naval

250

1198623 = 5381 middot 119877119878 = 5381 middot 0463 = 24900 119898119898 Eq 197

734 Correccioacuten por arrufo

La siguiente regla la Regla 38 se encarga de regular la correccioacuten por arrufo tanto en proa

como en popa mediante una serie de curvas de arrufo normal En funcioacuten de la eslora del

buque estas curvas toman el siguiente valor

Tabla 8-22 Valores de arrufo obtenidos de la curva normal

Posicioacuten Factor Valor obtenido

Ppopa 1 6375

16 de L desde Ppopa 3 8492

13 de L desde Ppopa 3 2142

Seccioacuten media 1 0

13 de L desde Pproa 3 4284

16 de L desde Pproa 3 16983

Pproa 1 12750

De acuerdo con lo establecido con la Regla 38 ldquolas cuatro ordenadas de cada una de las curvas

en mitades de proa o de popa se multiplicaraacuten por los factores [hellip] La diferencia entre las

sumas de los productos asiacute obtenidos y la de los productos correspondientes al arrufo normal

dividida por 8 indica la deficiencia o exceso de arrufo en las mitades de proa o de popa

Aplicando lo anteriormente descrito se obtiene que las deficiencias de arrufo en las mitades de

popa y de proa y consecuentemente la reduccioacuten por arrufo son las siguientes

Tabla 8-23 Deficiencias de arrufo en las mitades de popa y de proa

Posicioacuten Deficiencia

Mitad Popa 2126

Mitad Proa 4252

Reduccioacuten 3189

Finalmente para obtener la correccioacuten por arrufo se ha de aplicar la siguiente expresioacuten

1198624 = (075 minus119878

2 middot 119871) middot 119877 = (075 minus

257

2 middot 465) middot 3189 = 15110 119898119898 Eq 198

Donde 119878 representa la longitud de la superestructura

Caacutelculos de arquitectura naval

251

74 Francobordos miacutenimos obtenidos

Una vez que se conocen todas las correcciones y deducciones aplicables al francobordo

tabular es posible calcular los valores de los distintos francobordos de acuerdo con lo

establecido por la Regla 40

741 Francobordo de verano

El francobordo de verano se obtiene simplemente aplicando las correcciones al francobordo

tabular

119865119887119907prime = 119865119887119905 middot 1198621 + 1198622 minus 1198623 + 1198624 = 402 middot 102 + 2713 minus 249 + 1511 = 533 119898119898 Eq 199

En este caso el calado de verano o ldquo119879119904 corresponderiacutea al miacutenimo de los calados de

ldquofrancobordordquo o reglas de escantillonado y de disentildeo El miacutenimo corresponde al uacuteltimo de ellos

que como es bien sabido toma un valor de 451 metros

Por lo tanto el francobordo de verano final asciende hasta el siguiente valor

119865119887119907 = 119863119891119887 minus 119879119904 = 591 minus 451 = 1400 119898119898 Eq 200

742 Francobordo tropical

Se calcula de la siguiente manera

119865119887119905119903 = 119865119887119907 minus119879119904

48= 1400 minus

451

48= 1306 119898119898 Eq 201

743 Francobordo de invierno

Se calcula como

119865119887119908 = 119865119887119907 +119879119904

48= 1400 +

451

48= 1494 119898119898 Eq 202

744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte

Se calcula del siguiente modo

119865119887119908119860119873 = 119865119887119908 + 50 = 1494 + 50 = 1544 119898119898 Eq 203

745 Francobordo en agua dulce

Se calcula de acuerdo con la siguiente expresioacuten

119865119887119860119863 = 119865119887119904 minus∆

40 middot 119879119888119894= 1400 minus

2016

40 middot 579= 1313 119898119898 Eq 204

746 Francobordo tropical en agua dulce

Se calcula en funcioacuten del valor obtenido para el francobordo de agua dulce

Caacutelculos de arquitectura naval

252

119865119887119905119860119863 = 119865119887119860119863 minus119879119904

48= 1313 minus

451

48= 1219 119898119898 Eq 205

En definitiva los francobordos miacutenimos obtenidos son los siguientes

Tabla 8-24 Francobordos miacutenimos obtenidos

Francobordo Valo

r (mm)

Calado

(mm)

Siglas

Verano 1400 4510 S

Tropical 1306 4603 T

Invierno 1494 4416 W

Invierno At N 1544 4366 WNA

Agua dulce 1313 4597 F

Tropical en agua dulce

1219 4691 TF

8 Caacutelculo del arqueo

El uacuteltimo paso dentro del capiacutetulo de estabilidad consiste en la determinacioacuten del arqueo bruto

y neto del buque

Estos caacutelculos son regulados por el convenio de junio de 1969 sobre el arqueo de buques En

dicho convenio por arqueo bruto se entiende que es la expresioacuten del tamantildeo total de un buque

y por arqueo neto la expresioacuten de la capacidad utilizable de un buque

Los caacutelculos de cada uno de ellos se indican en la Regla 3 del ya mencionado convenio

81 Arqueo bruto

Para detemrinar el arqueo bruto del buque se han de identificar todos los espacios cerrados

del mismo asiacute como sus voluacutemenes Los espacios cerrados del buque son los siguientes

Caacutelculos de arquitectura naval

253

Ilustracioacuten 97 Espacios cerrados del buque

Para determinar el arqueo bruto se recure a la siguiente expresioacuten

119866119879 = 1198701 middot 119881 Eq 206

Donde

- 1198701 = 02 + 002 middot log10 119881

- 119881 volumen de todos los espacios cerrados del buque

Tabla 8-25 Volumen de los espacios cerrados del buque

Espacio Volumen (m3)

Hasta cubierta ppal 2525

Acc Cubierta ppal 6713

Cubierta Acc 01 75412

Cubierta Acc 02 94821

Cubierta Puente 46485

TOTAL 536348

Finalmente

119866119879 = 1198701 middot 119881 = (02 + 002 middot log10 119881) middot 119881 = (02 + 002 middot log10 536348) middot 536348

= 1473 Eq 207

82 Arqueo neto

En cuanto al arqueo neto la expresioacuten que determina su valore es la siguiente

Caacutelculos de arquitectura naval

254

119873119879 = 1198702 middot 119881119888 middot (4 middot 119889

3 middot 119863)

2

+ 1198703 middot (1198731 + (1198732

10)) Eq 208

Donde

- 1198702 = 02 + 002 middot log10 119881

- 119881119888 volumen total de los espacios de carga

Tabla 8-26 Volumen total de los espacios de carga

Espacio Volumen (m3)

FW1P 8878

FW2P 8212

FW2S 7493

FW3P 7732

FW3S 7732

TOTAL 40047

- 119889 calado de trazado en el centro del buque (m) Toma el valor de 451 metros

- 119863 puntal de trazado en el centro del buque (m) Toma el valor de 59 metros

- 1198703 = 125 middot (119866119879 + 10000)10000

- 1198731 nuacutemero de pasajeros en camarotes con menos de 8 literas Toma el valor de 0

- 1198732 el resto de los pasajeros Toma el valor de 0

Sustituyendo en Eq 208 se obtiene el valor del arqueo neto

119873119879 = 1198702 middot 119881119888 middot (4 middot 119889

3 middot 119863)

2

+ 1198703 middot (1198731 + (1198732

10))

= 0275 middot 4005 middot (4 middot 47

3 middot 59)

2

+ 143 middot (0 + (0

10)) = 12425

Eq 209

Como el valor obtenido es inferior al 33 del arqueo bruto se tomaraacute el 33 del arqueo bruto

como el arqueo neto Por tanto

Tabla 8-27 Volumen total de los espacios de carga

Tipo de arqueo Volumen (m3)

Bruto 1473

Neto 442

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

255

Anaacutelisis de las capacidades de

posicionamiento dinaacutemico

1 Introduccioacuten

En el presente capiacutetulo se analizan las capacidades de posicionamiento dinaacutemico del buque

El objetivo final consiste en determinar las condiciones liacutemites en las que el sistema de

posicionamiento del buque tiene capacidad para mantener al buque en una determinada

posicioacuten media

Los resultados se presentan de dos formas distintas mediante resultados numeacutericos y

mediante graacuteficas de capacidad de DP o ldquocapability plotsrdquo que muestran las condiciones

ambientales maacuteximas que el buque puede soportar para cada rumbo

Para obtener los ya mencionados capability plots se recurre a una aplicacioacuten web

proporcionada por la sociedad de clasificacioacuten DNV En dicha aplicacioacuten se introducen las

caracteriacutesticas principales del buque la configuracioacuten y disposicioacuten de los propulsores y los

coeficientes de forma del buque Por otra parte es necesario calcular los coeficientes de viento

corrientes y olas para introducirlos a su vez en dicha aplicacioacuten

En definitiva el objetivo es someter al buque a una serie de cargas ambientales producidas

por el viento corrientes y olas (ver Ilustracioacuten 98) similares a las que el buque se vea sometido

durante su operacioacuten para sacar al mismo de su posicioacuten de equilibrio en cada uno de los tres

grados de libertad del plano avance (surge) deriva(sway) y guintildeada (yaw)

Ilustracioacuten 98 Cargas ambientales consideradas Fuente Holvik J Kongsberg Simrad Inc

El buque mediante el uso de sus propulsores ha de ser capaz de contrarrestar todas estas

fuerzas en cada momento para mantener su posicioacuten de equilibrio y facilitar sus labores

durante la operacioacuten

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

256

2 Sistema de coordenadas

Para realizar estudios correctos de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico es

imprescindible establecer un sistema de coordenadas adecuado

En este caso se ha optado por tomar el sistema de coordenadas de uso maacutes extendido es

decir un sistema ortogonal dextroacutegiro El origen del sistema de coordenadas se encuentra

situado en medio del buque concretamente en 1198711199011199012 y en la liacutenea media de la superficie libre

de la condicioacuten de carga analizada Desde este origen el eje Z apunta hacia arriba el eje Y

hacia babor y el eje X hacia proa

Ilustracioacuten 99 Sistema de coordenadas considerado

Las direcciones del viento de la corriente y de las olas se definen como ldquohacialdquo o going to y

se consideran positivas cuando producen un momento en sentido contrario a las agujas del

reloj es decir por ejemplo la direccioacuten del viento de 90ordm ejerce una fuerza Y positiva Ademaacutes

la direccioacuten del viento las olas y la corriente coinciden en los anaacutelisis

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

257

3 Escenarios considerados

Como ya se ha mencionado en capiacutetulos anteriores el buque proyecto cuenta con notacioacuten de

clase DP2 Por lo tanto este hecho implica que ha de ser capaz de mantener su posicioacuten bajo

las condiciones ambientales de disentildeo consideradas incluso con uno de los cuadros de

distribucioacuten principales fuera de servicio

En el caso del buque proyecto se distingue entre los propulsores o cuadros de babor y estribor

En cada uno de estos cuadros se conecta un propulsor azimutal principal y un propulsor

transversal de tipo tuacutenel

Por lo tanto se han analizado cuatro escenarios posibles

- Intacto con los cuatro propulsores funcionando a plena potencia

- Fallo de un propulsor azimutal

- Fallo de un propulsor transversal

- Fallo de un propulsor transversal y un propulsor azimutal del mismo grupo

4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de

propulsores

En primer lugar es necesario indicar que los caacutelculos realizados a partir de este punto se haraacuten

para la condicioacuten de operacioacuten maacutes habitual es decir la condicioacuten de operacioacuten SC-06 en la

cual el buque se encuentra en operacioacuten y con parte de la carga en cubierta

Las caracteriacutesticas principales del buque que es considerable recordar son las siguientes

Tabla 9-1 Caracteriacutesticas principales del buque

Paraacutemetro Valor Unidades

Desplazamiento 1698 t

Eslora entre perpendiculares 465 m

Eslora total 5024 m

Manga 1375 m

Calado 394 m

En cuanto a la disposicioacuten y configuracioacuten de los propulsores el resultado es el siguiente

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

258

Ilustracioacuten 100 Disposicioacuten de propulsores

Las caracteriacutesticas de los propulsores se muestran a continuacioacuten

Tabla 9-2 Caracteriacutesticas de los propulsores

Nombre Tipo X (m) Y (m) P (kW) SF FE (kNkW)

A1 Azimutal -2325 345 1400 08 0171

A2 Azimutal -2325 345 1400 08 0171

T1 Transversal 1931 0 501 08 0145

T2 Transversal 1692 0 501 08 0145

Debido a las caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica dispuesta a bordo (ver Capiacutetulo 6) los

propulsores pueden aislarse en dos grupos diferenciados De este modo A1 y T1 se conectan

a un cuadro y A2 y T2 al otro

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

259

Los propulsores azimutales cuentan con heacutelices de paso controlable y estaacuten preparados para

trabajar a cualquier velocidad Por su parte los propulsores son de paso fijo y pueden

desarrollar un empuje variable mediante la regulacioacuten de la velocidad

En la tabla arriba mostrada las posiciones longitudinal y transversal de los propulsores son

relativas al sistema de coordenadas previamente mostrado El teacutermino SF o ldquosafety factorrdquo

hace referencia a un factor de servicio de potencia que se tiene en cuenta para asegurar que

el buque cuenta con un ldquoempuje de repuestordquo Debido a que el buque no siempre trabaja en las

condiciones idoacuteneas es necesario tener en consideracioacuten tal factor para compensar el

comportamiento dinaacutemico del viento y las fuerzas de la deriva de las olas

Por uacuteltimo el factor de empuje o FE se ha calculado siguiendo las indicaciones de la referencia

IMCA M 140 En este documento se muestran una serie de relaciones entre el empuje generado

y la potencia instalada (kghp27) para cada tipo de propulsor En el caso de los propulsores

principales se ha de tomar 13 kghp y en el caso de los propulsores transversales esta relacioacuten

toma un valor de 11 kghp

5 Fuerzas y coeficientes de viento

Para determinar los coeficientes de viento en avance deriva y guintildeada se seguiraacute la siguiente

metodologiacutea

( ) ( ) ( )middot middot middot middot

= = =viento viento vientoX viento Y viento N viento

viento F viento L viento L Total

FX FY NC C C

q A q A q A L Eq 210

Donde

- 119902119907119894119890119899119905119900 =1

2middot 120588119886119894119903119890 middot 119881119907119894119890119899119905119900

2 Es la presioacuten dinaacutemica debida a la velocidad del viento

- 120588119886119894119903119890 Densidad del aire

- 119860119865 y 119860119871 Aacutereas frontal y lateral respectivamente

- 120572 Aacutengulo de direccioacuten del viento

- 119865119883119907119894119890119899119905119900 Es la fuerza producida por el viento en avance

- 119865119884119907119894119890119899119905119900 Es la fuerza producida por el viento en deriva

- 119873119907119894119890119899119905119900 Momento producido en guintildeada

27 Hp horse power o caballo de potencia Se ha tomado que 1 kW=134 hp

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

260

El meacutetodo empleado para determinar los valores de los distintos coeficientes es el meacutetodo de

Blenderman (ver [5])

Las aacutereas lateral y frontal expuestas al viento son las siguientes

Ilustracioacuten 101 Aacuterea lateral expuesta al viento

Ilustracioacuten 102 Aacuterea frontal expuesta al viento

El centro del aacuterea lateral se encuentra a 691 metros a proa del centro de coordenadas

Finalmente teniendo en cuenta todas las consideraciones anteriores se obtienen los

coeficientes de viento

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

261

Ilustracioacuten 103 Coeficientes de viento considerados

6 Fuerzas y coeficientes de corriente

En el caso de los coeficientes adimensionales de las fuerzas de corriente las expresiones son

las siguientes

Para determinar los coeficientes de viento en avance deriva y guintildeada se seguiraacute la siguiente

metodologiacutea

2( ) ( ) ( )

middot middot middot middot middot middot = = =C C C

X C Y C N C

mar mar pp mar pp

FX FY NC C C

q T B q T L q T L Eq 211

Donde

- 119902119898119886119903 =1

2middot 120588119898119886119903 middot 119881119862

2 Es la presioacuten dinaacutemica debida a la velocidad del agua

- 120588119898119886119903 Densidad del agua de mar

- 119860119865 y 119860119871 Aacutereas frontal y lateral respectivamente

- 120572 Aacutengulo de direccioacuten de la corriente

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

262

- 119865119883119862 Es la fuerza producida por la corriente en avance

- 119865119884119862 Es la fuerza producida por la corriente en deriva

- 119873119862 Momento producido por la corriente en guintildeada

- 119879 119861 119910 119871119901119901 calado manga y eslora entre perpendiculares respectivamente (m)

Para calcular las fuerzas y el momento debidos a la corriente se ha realizado una integracioacuten

aplicando una teoriacutea de rebanadas simple

Finalmente teniendo en cuenta todas las consideraciones anteriores se obtienen los

coeficientes de corriente

Ilustracioacuten 104 Coeficientes de viento considerados

7 Fuerzas y coeficientes de olas

En el caso de las fuerzas de deriva media debidas a las olas el propio programa de DNV calcula

los coeficientes para los movimientos de avance deriva y guintildeada

Por lo tanto a pesar de que el proceso de caacutelculo es del todo similar a los seguidos para para

la obtencioacuten de los coeficientes de viento y corrientes se ha considerado maacutes adecuado tomar

los que la normativa en este caso DNV a traveacutes de su programa aporta

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

263

8 Resultados

En primer lugar el programa de caacutelculo necesita una serie de paraacutemetros de entrada

relacionados con las caracteriacutesticas del caso del buque sus dimensiones aacutereas proyectadas

etc (ver Ilustracioacuten 105)

Ilustracioacuten 105 Paraacutemetros de entrada necesarios Fuente DNV-GL

Tras haber definido los paraacutemetros del buque es necesario definir la configuracioacuten y disposicioacuten

de los propulsores siguiendo lo establecido en Tabla 9-2)

Por uacuteltimo se antildeaden los coeficientes de viento y de corrientes y se generan los distintos

escenarios que es necesario considerar

El programa automaacuteticamente realiza una serie de combinaciones de magnitud y direcciones

de las fuerzas de viento corrientes y olas para encontrar las peores condiciones posibles a las

que se podriacutea ver sometido el buque

Los resultados obtenidos son los siguientes

81 Condicioacuten intacta

Este caso representa la condicioacuten normal de operacioacuten del buque es decir con los cuatro

propulsores y generadores funcionando a plena potencia

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

264

Para determinar las capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico instalado se ha

optado por someter al buque a una serie de condiciones ambientales estaacutendar consideradas

por la normativa y obtener como resultado las direcciones y magnitudes de viento maacuteximas

que puede contrarrestar el sistema Los resultados se muestran tanto en la escala Beaufort

como en ms Se antildeade ademaacutes un tercer graacutefico que muestra la utilizacioacuten de los propulsores

ante cada uno de los vientos considerados

Finalmente

Ilustracioacuten 106 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Condicioacuten intacta

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

265

Ilustracioacuten 107 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Condicioacuten intacta

Ilustracioacuten 108 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Condicioacuten intacta

Como se puede comprobar el buque es capaz de soportar vientos de entre 326 ms a 0deg y de

138 ms a 270deg Estos vientos alcanzan el grado 11 (temporal muy duro) y grado 6 (fresco) en

la escala Beaufort

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

266

Debido a que los resultados numeacutericos son muy extensos se ha considerado maacutes adecuado

disponerlos en un anexo aparte concretamente en el Anexo 7

82 Peacuterdida T1

Por otra parte en este caso se considera el hecho de que uno de los propulsores transversales

de proa concretamente el propulsor de maacutes a proa (T1) falle

Este caso se considera menor pues no supone el fallo entero de una de las liacuteneas

Finalmente

Ilustracioacuten 109 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

267

Ilustracioacuten 110 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida T1

Ilustracioacuten 111 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida T1

Como se puede comprobar en este caso las velocidades liacutemites uacutenicamente se reducen en

vientos de costado como era de esperar El valor se reduce hasta los 107 ms a 270deg En la

escala Beaufort los vientos oscilan entre el grado 11 (temporal muy duro) y grado 6 (fresco)

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

268

83 Peacuterdida A1

En este caso se analiza de nuevo el caso de fallo simple pero en este caso de uno de los

propulsores azimutales principales Se ha analizado concretamente el fallo del propulsor

azimutal de babor

Al tratarse de un propulsor que gira 360deg en su eje vertical se espera que los efectos de su

peacuterdida se noten para cualquier aacutengulo de incidencia de las condiciones ambientales

Finalmente

Ilustracioacuten 112 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

269

Ilustracioacuten 113 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A1

Ilustracioacuten 114 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

270

Como era de esperar los diagramas no son simeacutetricos sino que las capacidades en el costado

de babor son ligeramente inferiores a las del costado de estribor Concretamente el buque ve

limitadas sus capacidades ante vientos incidentes en el rango de 240deg y 230deg soportando

vientos de 171 ms en vez de 207 ms

84 Peacuterdida A2 y T1

Por uacuteltimo se llevoacute a cabo el caso de fallo severo En este caso se analizan las capacidades

de posicionamiento dinaacutemico frente a la peacuterdida del propulsor transversal de maacutes a proa T1 y

el fallo del propulsor azimutal de estribor

Como es loacutegico es de esperar que las capacidades se vean limitadas considerablemente ante

cualquier aacutengulo de incidencia de las condiciones ambientales

Los resultados obtenidos son los siguientes

Ilustracioacuten 115 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

271

Ilustracioacuten 116 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Peacuterdida A2 y T1

Ilustracioacuten 117 Porcentaje de utilizacioacuten de los propulsores Peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

272

En este caso hipoteacutetico las capacidades de posicionamiento del buque se ven seriamente

afectadas El buque sigue siendo capaz de soportar vientos de 326 ms a 0deg pero ante aacutengulos

de incidencia de 270deg la velocidad liacutemite se reduce hasta los 34 ms a 270deg Estos vientos

alcanzan el grado 11 (temporal muy duro) y grado 2 (flojito) en la escala Beaufort

respectivamente

9 Conclusiones

Como se ha podido comprobar en el apartado anterior las capacidades del sistema de

posicionamiento dinaacutemico instalado en el buque se pueden considerar maacutes que satisfactorias

durante la operacioacuten en condiciones normales

Ante un fallo simple como puede serla peacuterdida de un propulsor transversal o de un propulsor

azimutal las capacidades se reducen pero dentro de un rango considerable pues el buque

sigue siendo capaz de soportar condiciones ambientales de cierta consideracioacuten

Sin embargo ante un fallo severo como puede ser la peacuterdida de una liacutenea del cuadro eleacutectrico

el fallo simultaacuteneo de un propulsor transversal y de un propulsor azimutal limita seriamente las

capacidades del buque de contrarrestar condiciones ambientales que incidan de costado

La reduccioacuten de estas capacidades se puede observar faacutecilmente en el siguiente graacutefico en el

cual se comparan las capacidades de posicionamiento dinaacutemico en el caso intacto frente al

caso de fallo severo

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

273

Ilustracioacuten 118 Velocidad maacutexima de viento admisible (Escala Beaufort) Intacto y peacuterdida A2 y T1

Ilustracioacuten 119 Velocidad maacutexima de viento admisible en ms Intacto y peacuterdida A2 y T1

Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico

274

Anaacutelisis econoacutemico

275

Anaacutelisis econoacutemico

1 Introduccioacuten

Por uacuteltimo en el presente capiacutetulo se realizaraacute un anaacutelisis econoacutemico de todos los costes

asociados a la construccioacuten del buque proyecto Se trataraacute de una estimacioacuten preliminar pues

es muy complicado obtener los gastos y costes asociados a las distintas partidas sin realizar

ofertas o pedir presupuestos

En este caso el anaacutelisis seraacute simplemente informativo es decir el objetivo no es estudiar la

viabilidad econoacutemica del buque En otro tipo de buques como puede ser cualquier buque de

carga (petrolero granelero portacontenedores etc) el objetivo fundamental es determinar el

flete28 para el cual el buque resulta econoacutemicamente viable teniendo en cuenta sus gastos de

construccioacuten y de explotacioacuten (fijos y variables) Sin embargo en buques como el de proyecto

no se ha de calcular el flete sino que el objetivo fundamental es determinar el coste de

construccioacuten de este

Para determinar el coste total de construccioacuten es necesario determinar el coste total de una

serie de partidas que lo conforman

- Costes de los materiales y equipos

- Costes de mano de obra

- Costes generales y costes del astillero

A su vez para determinar el valor de estas partidas se ha de recurrir a una serie de referencias

y formulaciones experimentales que a pesar de ser razonablemente precisas estaacuten por lo

general muy desfasadas Por lo tanto a la hora de obtener los valores se ha de antildeadir un factor

corrector que aumente o disminuya el valor final obtenido en funcioacuten de los precios actuales

del mercado

2 Costes de los materiales y equipos

Como es loacutegico la partida correspondiente al coste de los materiales y equipos es una de las

maacutes importantes y que mayor porcentaje supone del total de construccioacuten de este

Por materiales y equipos se entiende

28 Flete precio pagado por el servicio de transporte de mercanciacuteas o por el fletamento de una embarcacioacuten Fuente httpsdiccionario-nauticocomarf

Anaacutelisis econoacutemico

276

- Casco

- Equipos armamento e instalaciones

- Maquinaria auxiliar de cubierta

- Instalacioacuten propulsora y servicios auxiliares

- Cargas pertrechos y respetos

21 Costes asociados al casco

Dentro de la partida del casco se ha de analizar el coste del acero necesario el coste de la

pintura y finalmente el coste asociado al galvanizado

En primer lugar el coste de acero se calcula en funcioacuten del precio que alcance en el mercado

y de la cantidad de acero necesario para construir el buque A su vez es necesario distinguir

entre las distintas piezas de acero que se necesitan pues el precio de una plancha simple es

distinto al de una pieza curva o al de un perfil En este caso y teniendo en consideracioacuten la

situacioacuten del mercado se ha considerado oportuno establecer un coste medio de 950 euro t

Teniendo en cuenta que el peso del acero total obtenido en el apartado 82 del capiacutetulo 7

ascendiacutea hasta las 56635 toneladas y que el acero se obtiene en bruto y luego existen recortes

y elementos sobrantes el precio del acero asciende hasta el siguiente valor

119862119886119888119890119903119900 = 56635 middot 950 middot 115 = 618 73738 euro Eq 212

Como es loacutegico la construccioacuten del buque requiere de una serie de accesorios estructurales

que se han de soldar y cortar del casco constantemente Estimando un coste de 64 euro por

tonelada se obtiene el siguiente valor

119862119886119888119890119903119900119886119906119909= 56635 middot 64 = 36 24640 euro Eq 213

Aparte del peso de acero es necesario considerar el coste de otros elementos asociados al

casco como pueden ser piezas fundidas y forjadas

119862119886119888119890119903119900119886119904= 40 middot 119871 middot 119863 = 40 middot 5024 middot 590 = 11 85664 euro Eq 214

En cuanto al coste asociado a la pintura el valor depende de la zona considerada En

construccioacuten naval es indispensable pintar de manera adecuada todos los elementos del

buque pues el ambiente marino es muy corrosivo Las chapas de acero que conforman la obra

viva y los tanques de lastre del buque reciben un tratamiento especial ldquoanti-foulingrdquo y por lo

tanto su precio es maacutes elevado Del mismo modo los elementos internos necesitan menos

capas de pintura y por lo tanto su precio es maacutes reducido

Anaacutelisis econoacutemico

277

En este sentido se antildeade tambieacuten el coste asociado a la preparacioacuten de superficies

tratamiento indispensable para una correcta imprimacioacuten de la pintura Este coste se estima en

12 euro por cada metro cuadrado de pintura

Tabla 10-1 Costes asociados a la pintura y preparacioacuten de superficies

Superficie euro m2 Aacuterea (m2) Coste (euro)

Obra viva 12 50798 6 09576 euro

Obra muerta 12 117612 14 11344 euro

Cubiertas exteriores 12 9061 10 87320 euro

Guardacalores 12 50 60000 euro

Caacutemara de maacutequinas 21 480 10 08000 euro

Tanques de lastre 21 6942 14 57820 euro

Imprimacioacuten 12 38144 45 77280 euro

Total 102 11340 euro

Como es loacutegico las tuberiacuteas tambieacuten han de ser pintadas para evitar su degradacioacuten por

corrosioacuten El coste de pintura de las tuberiacuteas puede calcularse del siguiente modo

119862119901119894119899119905119905119906119887 = 018 middot (057 middot 119875119905119900119905 + 018 middot 119871) middot 48 =

018 middot (057 middot 4544 + 018 middot 5024) middot 48 = 2 24564 euro Eq 215

Por uacuteltimo se antildeaden los costes relativos a la proteccioacuten catoacutedica y galvanizado del buque

- Proteccioacuten catoacutedica

Depende de la superficie mojada del buque para la condicioacuten de calado de disentildeo

119862119901119903119900119905119888119886119905 = 150 middot 119878119898 = 150 middot 84402 = 1 26633 euro Eq 216

- Galvanizado

Se toma un coste equivalente al 75 del coste de pintura del casco

119862119892119886119897119907119886119899119894119911119886119889119900 = 0075 middot 119862119901119894119899119905119906119903119886 = 0075 middot 102 11340 = 7 65851 euro Eq 217

En definitiva el coste total de la partida del casco asciende hasta los 805 38579 euro

22 Equipos armamento e instalaciones

En este apartado se incluyen las partidas de costes de los distintos equipos y armamentos del

casco

Anaacutelisis econoacutemico

278

221 Equipos de fondeo amarre y remolque

Para estimar el peso de los equipos de fondeo es decir de las cadenas cables estachas y

anclas se recurre a dos expresiones distintas En el primer caso el coste de las anclas es

funcioacuten de su peso y en el segundo caso del diaacutemetro y la longitud Por lo tanto teniendo en

cuenta que el peso de las anclas es de 159 toneladas y que el diaacutemetro y longitud de la cadena

es de 34 miliacutemetros y 4125 metros respectivamente se obtienen los siguientes resultados

119862119886119899119888119897119886119904 = 3000euro

119905middot 119873deg middot 119901119890119904119900 = 3000 middot 3 middot 159 = 14 31000 euro Eq 218

119862119888119886119889119890119899119886119904 = 023 middot 0335 middot 119889119888 2 middot 119871119888 = 023 middot 0335 middot 34 middot 4125 = 36 74129 euro Eq 219

222 Medios de salvamento

Esta partida incluye los costes de los botes salvavidas la lancha salvavidas los pescantes y

los costes del resto de elementos de salvamento (chalecos sentildeales etc)

Tabla 10-2 Coste de los medios de salvamento

Elemento Coste (euro)

Balsas salvavidas 14 00000 euro

Bote de rescate 12 00000 euro

Pescante 15 00000 euro

Otros 5 31860 euro

Total 46 31860 euro

En este caso el coste del resto de equipos se ha calculado del siguiente modo

119862119900119905119903119900119904 = 917 middot (400 + 5 middot 119879119903119894119901119906119897119886119888119894oacute119899) = 917 middot (400 + 5 middot 36) = 5 31860 euro Eq 220

223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten

En esta partida se incluyen todos los costes asociados a la correcta adecuacioacuten de los distintos

espacios que componen la habilitacioacuten del buque Se considera que por cada espacio es

necesario realizar labores de revestimiento aislamiento instalaciones etc Estimando un coste

de 250 euro m2 se obtiene el siguiente valor

119862ℎ119886119887 = 250 middot 119878ℎ119886119887 = 250 middot 99664 = 249 16000 euro Eq 221

224 Equipos de fonda y hotel

Se incluyen en este apartado los equipos y servicios asociados a las labores de hosteleriacutea que

se dan a bordo del buque

- Cocina

Anaacutelisis econoacutemico

279

119862119888119900119888119894119899119886 = 64158 middot 119879119903119894119901 = 64158 middot 36 = 23 09688 euro Eq 222

- Gambuzas

119862119892119886119898119887119906119911119886119904 = 274963 middot 119881119892 23 = 274963 middot 406423 = 32 50200 euro Eq 223

Donde 119881119892 representa el volumen neto de las gambuzas

- Equipos de lavanderiacutea y varios

119862119897119886119907119886119899119889119890119903iacute119886 = 235 middot 119879119903119894119901 = 235 middot 36 = 8 46000 euro Eq 224

225 Acondicionamiento de alojamientos

Este apartado incluye los costes relacionados con los equipos de calefaccioacuten aire

acondicionado radiadores etc Estimando un coste de 140 euro m2 y considerando todos los

espacios que cuentan con calefaccioacuten y aire acondicionado se obtiene el siguiente coste

119862ℎ119886119887 = 140 middot 119878ℎ119886119887 = 140 middot 84715 = 116 60016 euro Eq 225

226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones

Debido a que no existen foacutermulas experimentales para estimar el coste de los distintos equipos

que conforman estos sistemas en este caso se recurre a consultar proyectos de buques

similares y ldquoescalarrdquo en la medida de lo posible el coste de los mismos

Tabla 10-3 coste de los equipos de navegacioacuten y comunicaciones

Elemento Coste (euro)

Equipos de navegacioacuten 128 48684 euro

Equipos de navegacioacuten auxiliares 2 75329 euro

Comunicaciones externas 55 67763 euro

Comunicaciones internas 2 44737 euro

Total 189 36513 euro

227 Medios de contraincendios

En el caso de los equipos de contraincendios uacutenicamente existe una expresioacuten para calcular

el coste de los dispuestos en la caacutemara de maacutequinas

Por lo tanto se antildeadiraacute un factor corrector del 20 al valor obtenido

119862119862119868 = 1283 middot 119871119862119862119872119872 middot 119861119862119862119872119872 middot 119863119862119862119872119872 = 1283 middot 18 middot 104 middot 44 = 10 56781 euro Eq 226

Anaacutelisis econoacutemico

280

228 Instalacioacuten eleacutectrica

El coste asociado a la instalacioacuten eleacutectrica a bordo del buque puede estimarse en funcioacuten de la

potencia total instalada a bordo Estimando un coste de 20 euro kW se obtiene que el coste total

de esta partida asciende hasta los 90 88000 euro

229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones

En este uacuteltimo apartado se antildeaden los costes de los elementos auxiliares puertas metaacutelicas

ventanas portillos escalares pasamanos candeleros escotillas de acceso lumbreras etc

Tambieacuten se incluyen los accesorios de los equipos de fondeo y amarre

El precio de estos elementos se calcula del siguiente modo

- Puertas metaacutelicas ventanas y portillos

1198621 = 412445 middot 119879119903119894119901048 = 412445 middot 36048 = 23 03516 euro Eq 227

- Escaleras pasamanos y candeleros

1198622 = 3391 middot 119871 16 = 3391 middot 5024 16 = 17 86517 euro Eq 228

- Escotillas de acceso lumbreras y registros

1198623 = 1925 middot 119871 15 = 1925 middot 5024 15 = 6 85496 euro Eq 229

- Accesorios de fondeo y amarre

1198624 = 2841 middot (119871 middot (119861 + 119863))0815

= 2841 middot (5024 middot (1375 + 59))0815

= 7 83280 euro Eq 230

En definitiva el coste total de la partida de equipos armamento e instalaciones asciende hasta

los 1 025 58998 euro

23 Maquinaria auxiliar de cubierta

De todos los equipos que conforman el sistema de amarre del buque se consideran los maacutes

importantes molinetes chigres y cabestrantes Debido a que todo el sistema se suele adquirir

como una uacutenica partida suministrada por la misma firma en este caso se estima el coste

completo del conjunto Debido a las dimensiones principales del buque y por ende a las

caracteriacutesticas teacutecnicas de los equipos se estima un coste de 250 000euro

24 Instalacioacuten propulsora

En este caso al tratarse de propulsores azimutales no se puede recurrir a las expresiones

experimentales habituales Sin embargo al tratarse de equipos concretos se conoce su coste

aproximado tanto del conjunto de los propulsores azimutales de popa como el de los

propulsores transversales de tipo tuacutenel de proa

Anaacutelisis econoacutemico

281

Tabla 10-4 Coste de los propulsores principales

Elemento Coste (euro)

Conjunto propulsores azimutales 2 000 00000 euro

Conjunto propulsores transversales 1 200 00000 euro

Total 3 200 00000 euro

25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten

Dentro de la presente partida de costes se engloban todos los sistemas y equipos auxiliares

que son necesarios para garantizar un correcto funcionamiento de los sistemas de propulsioacuten

del buque

Se incluyen por lo tanto

- Grupos electroacutegenos de 1136 kW (x4) Dependen del diaacutemetro (DIA) nuacutemero de los

cilindros (119873119888) y la potencia de los generadores

119862119892119890119897119890119888 = 914 middot (42 middot 11986311986811986022 middot 119873119888

119903119901119898+ 4000 middot (

119896119882

119903119901119898)

25

)

= 914 middot (42 middot 22522 middot 8

720+ 4000 middot (

1136

720)

25

) = 681 77856 euro

Eq 231

- Equipo de circulacioacuten refrigeracioacuten y lubricacioacuten

119862119888119903119897 = 3106 middot 119896119882119905119900119905 = 3106 middot 4544 = 141 13664 euro Eq 232

- Equipo de arranque de los motores

119862119886119903119903 = 11876 middot 119873119888119900 middot 119876119888119900 = 11876 middot 2 middot 25 = 5 93800 euro Eq 233

- Equipo de manejo de combustible Se estima como un 10 de los costes anteriores y

se obtiene un valor de 82 88532 euro

- Equipo de manejo de lodos y derrames Se estima en 5 00000 euro

- Equipos auxiliares de casco Incluye elementos como las bombas de sentinas

contraincendios etc Depende del caudal total de las mismas

119862119886119906119909 = 914 middot (100 middot 3 middot 119876119887119904 13

+ 160 middot 3 middot 119876119888119894 13

) = 69 46400 euro Eq 234

- Equipos sanitarios Incluye elementos como grupos hidroacuteforos el generador de agua

dulce etc Su coste asciende hasta los 603240 euro

Anaacutelisis econoacutemico

282

- Otros Incluye el resto de los elementos principales relacionados con la propulsioacuten como

pueden ser los ventiladores de caacutemara de maacutequinas el taller mecaacutenico e hidraacuteulico etc

El coste de los elementos de los talleres se estima en 30 00000 euro mientras que el

caacutelculo de los ventiladores puede estimarse del siguiente modo

119862119907119890119899119905 = 914 middot (125 middot 119873119907119890119899119905 middot 119876119907119890119899119905 055) = 914 middot (125 middot 6 middot 40500055) = 23 44810 euro Eq 235

En definitiva el coste total de la maquinaria auxiliar de propulsioacuten se estima en 1 015 68302 euro

26 Cargas pertrechos y repuestos

Se reserva una partida de 150 00000 euro para tener en consideracioacuten las cargas y respetos no

reglamentarios asiacute como los respetos esenciales

27 Instalaciones especiales del buque

En esta uacuteltima partida de los materiales y equipos se incluyen todos aquellos elementos

caracteriacutesticos que el buque incorpora como motivo de la misioacuten que realiza Los elementos

fundamentales son

- Gruacutea offshore principal Se trata de una gruacutea de gran porte y complejidad y por lo tanto

su precio resulta muy elevado

- Sistema de posicionamiento dinaacutemico Debido a la alta especializacioacuten de estos

sistemas su precio suele ser muy elevado Ademaacutes y como es loacutegico crece en funcioacuten

del grado de posicionamiento dinaacutemico requerido

- Equipos de manejo de anclas Se incluyen el rodillo de popa los ldquoshark Jawsrdquo y ldquotow

pinsrdquo los ldquotugger winchesrdquo etc Su precio asciende considerablemente a medida que lo

hacen sus capacidades de tiro y peso y consecuentemente su peso

- Sistema de lucha contra incendios o FIFI Se incluyen los equipos auxiliares y los

monitores de alta capacidad

- Sistemas y equipos de control y automatizacioacuten

Los precios estimados se recogen a continuacioacuten

Tabla 10-5 Coste de los equipos especiales

Elemento Coste (euro)

Gruacutea principal 150 00000 euro

Sistema DP 1 200 00000 euro

Anaacutelisis econoacutemico

283

Elemento Coste (euro)

Equipos de manejo de anclas 550 00000 euro

Sistema FIFI 100 00000 euro

Equipos control y automatizacioacuten 35 00000 euro

Total 2 035 00000 euro

Finalmente una vez que se han calculado todas las partidas correspondientes de los costes de

materiales y equipos se muestra continuacioacuten una tabla resumen con los valores obtenidos

para cada una de ellas

Tabla 10-6 Costes de materiales y equipos

Elemento Coste (euro)

Casco 805 38579 euro

Equipos armamento e instalaciones 875 58998 euro

Maquinaria auxiliar de cubierta 250 00000 euro

Instalacioacuten propulsora 3 200 00000 euro

Maquinaria auxiliar propulsioacuten 1 015 68302 euro

Cargas pertrechos y repuestos 75 00000 euro

Equipos especiales 2 035 00000 euro

Total 8 256 65879 euro

3 Costes de la mano de obra

Una vez calculados los costes asociados a los materiales y equipos el siguiente paso es

determinar los costes de la mano de obra asociada a su construccioacuten e instalacioacuten a bordo del

buque

El procedimiento es simple pues consiste baacutesicamente en estimar el nuacutemero de horas que

necesita cada una de las partidas y multiplicarlas por el precio de una hora de trabajo de un

astillero Debido a la gran diferencia de precios entre los astilleros maacutes y menos desarrollados

en este caso se ha optado por tomar un precio medio de 50euro h

En realidad en funcioacuten de la complejidad teacutecnica del trabajo a realizar el coste de la mano de

obra aumenta proporcionalmente y por lo tanto este valor se deberiacutea cambiar en cada una de

las estimaciones Sin embargo al tratarse de un presupuesto preliminar obtenido a traveacutes de

estimaciones se ha considerado suficiente establecer un uacutenico valor medio

31 Costes de mano de obra asociados al casco

Las horas de dedicacioacuten en este caso se destinan a la elaboracioacuten prefabricacioacuten y montaje de

las chapas y perfiles de acero

Se determinan a traveacutes de la siguiente expresioacuten

Anaacutelisis econoacutemico

284

119867119886119888119890119903119900 = 110 middot 119882119886119888119890119903119900 middot (1 + 03 middot (1 minus 119862119887)) = 110 middot 56635 middot (1 + 03 middot (1 minus 0655))

= 68 74639 ℎ Eq 236

Para determinar las horas de trabajo dedicadas al resto de piezas auxiliares del casco se utiliza

la siguiente expresioacuten

119867119886119888119890119903119900 119886119906119909 = 25 + 11987113 middot 119879 middot 2 = 25 + 502413 middot 451 middot 2 = 5828 ℎ Eq 237

Debido a que el montaje de las piezas del casco del buque requiere de una serie de elementos

auxiliares fabricados en acero es necesario determinar el nuacutemero de horas asociado

Se estimaraacuten como un porcentaje de las horas totales dedicadas al casco concretamente un

10 Se obtiene un total de 687464 h

En cuanto a las horas dedicadas a la pintura y control de la corrosioacuten el valor se obtiene de la

siguiente expresioacuten la cual depende de la superficies y manos de pintura aplicadas a la obra

muerta viva e interior

119867119901119894119899119905119888119900119903119903 = 025 middot 119878119874119872 middot (1 + 03 middot 119873119872) + 035 middot 119878119874119881 middot (119873119872119881

4) + 04 middot 119878119868 middot 119873119868

= 351922 ℎ

Eq 238

Se ha considerado suficiente establecer un valor de 4 manos de pintura en los tres casos

32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones

En primer lugar se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los equipos de fondeo amarre

y remolque

1198671 = 27 middot (119875119886119899119888119897119886)04) = 3251 ℎ Eq 239

A continuacioacuten se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los medios de salvamento

1198672 = 300 + 15 middot 119873 = 840 ℎ Eq 240

Despueacutes se determina el nuacutemero de horas dedicadas a los alojamientos Se estima un coste

de 10 ℎ1198982

1198673 = 10ℎ

1198982middot 119878119905119900119905 = 16841 ℎ Eq 241

Para el resto de la acomodacioacuten se estiman 100 horas por tripulante obteniendo un total de

Para determinar las horas dedicadas a los equipos de navegacioacuten y comunicaciones se emplea

la siguiente expresioacuten

1198674 = 360 middot (119873119890119902 minus 6) = 720 ℎ Eq 242

En cuanto a los medios contraincendios el porcentaje de horas se estima en funcioacuten de la

eslora concretamente en 3 horas por cada metro de eslora Supone un total 15072 horas

Anaacutelisis econoacutemico

285

En cuanto a las horas dedicadas a la instalacioacuten de tuberiacuteas y redes eleacutectricas se ha estimado

el valor en funcioacuten de las toneladas de cada una de las partidas 75 y 59 toneladas

respectivamente A razoacuten de 5 euro por tonelada se ha obtenido un total de 670 horas

Para determinar el nuacutemero de horas dedicadas a los accesorios de equipo armamento e

instalaciones se emplea la siguiente expresioacuten

1198675 = 80 middot 119873 + 56 middot (119871 minus 15) + 09 middot 119871 middot (119861 + 119863) + 2 middot 119871 + 150 = 599214 ℎ Eq 243

Por otro lado las horas de montaje de la maquinaria propulsora se estiman en funcioacuten de la

potencia total instalada de acuerdo con la siguiente expresioacuten

1198676 = 10 middot 119875119905119900119905 23

middot 119873119898119900119905119900119903119890119904 = 1097368 ℎ Eq 244

Del mismo modo pero para la maquinaria auxiliar de la propulsioacuten

1198677 = 52 middot 119873119892119890119899 middot 119875119905119900119905 043 = 7776 1 ℎ Eq 245

El nuacutemero de horas dedicado al montaje de los equipos de circulacioacuten refrigeracioacuten y

lubricacioacuten asiacute como los equipos de manejo de combustible se calculan del siguiente modo

1198678 = 2250 + 018 middot 119875119905119900119905 = 306792 ℎ Eq 246

1198679 = 013 middot 119875119905119900119905 = 59072 ℎ Eq 247

En cuanto a los equipos auxiliares de casco la expresioacuten es la siguiente

11986710 = 420 + 047 middot 119871 middot (119861 + 119863) = 88399 ℎ Eq 248

Finalmente se obtiene el siguiente valor

Tabla 10-7 Costes de mano de obra

Concepto Nordm horas Coste hora (euroh) Coste (euro)

Casco 79198 50 3 959 92681 euro

Equipos armamento e instalaciones 55740 50 2 786 95231 euro

Total 6 746 87913euro

Como es loacutegico la partida de costes de mano de obra asociados al casco es considerablemente

superior a la de equipos armamento e instalaciones

4 Costes de astillero

Por uacuteltimo es necesario determinar los costes que se imputan al astillero como resultado de

considerar las siguientes partidas

Anaacutelisis econoacutemico

286

- Costes de ingenieriacutea En este caso se decide incluir tambieacuten la partida correspondiente

a las horas de ingenieriacutea dedicadas por una supuesta oficina teacutecnica para disentildear y

desarrollar los planos productivos del buque Se considera que con 20 ingenieros

superiores a razoacuten de 45 euro la hora de trabajo son capaces de llevar a cabo el proyecto

en 1 antildeo (trabajaacutendose un total de 1424 horas al antildeo) Por lo tanto se obtiene un coste

de 1 922 40000euro

- Costes de pruebas y puesta a punto Una vez construido el buque y durante sus etapas

preliminares se llevan a cabo diversas pruebas para determinar la calidad de los

trabajos realizados Se estima que los costes en combustible praacutecticos y demaacutes

servicios auxiliares puede ascender hasta los 350 00000euro

- Seguros Para llevar a cabo todos los trabajos requeridos con la mayor seguridad

posible es necesario contar con un seguro que cubra tanto al buque como a los

trabajadores Se estima un coste de 100 00000euro

- Costes de clasificacioacuten Durante las etapas de construccioacuten y ya una vez construido es

necesario que una sociedad de clasificacioacuten (en este caso Bureau Veritas) determine la

calidad teacutecnica del buque Tambieacuten ha de determinar que el buque cumple con todos

los requisitos necesarios para que le sean otorgadas las notaciones de clase descritas

en las especificaciones Se estima un coste de 150 00000euro

En total esta partida asciende hasta los 2 522 40000euro

5 Conclusiones

Una vez obtenido el valor de la estimacioacuten del coste final de la construccioacuten del buque proyecto

es necesario analizar dos aspectos el primero si la proporcioacuten entre las distintas partidas es

loacutegica y segundo si el coste total obtenido es coherente con los precios actuales del mercado

para buques similares

En cuanto al reparto de las distintas partidas el resultado es el siguiente

Anaacutelisis econoacutemico

287

Ilustracioacuten 120 Reparto de costes de materiales y equipos

Como es loacutegico en el caso de los materiales y equipos la mayor parte del coste se destina a

la instalacioacuten propulsora debido al elevado precio de los propulsores azimutales sobre todo

En segundo lugar destaca el elevado porcentaje de los equipos especiales al tratarse equipos

muy especiacuteficos y complejos como la gruacutea de cubierta o el sistema de posicionamiento

dinaacutemico su precio es elevado

En cuanto al coste de la mano de obra el reparto es el siguiente

Anaacutelisis econoacutemico

288

Ilustracioacuten 121 Reparto de costes de mano de obra

En cuanto a los costes de mano de obra el reparto es similar Sin embargo y como era de

esperar el nuacutemero de horas dedicado al casco y sus elementos asociados es ligeramente

superior al asociado a los equipos armamento e instalaciones

Finalmente el reparto de costes de astillero presenta el siguiente aspecto

Ilustracioacuten 122 Reparto de costes de astillero

Anaacutelisis econoacutemico

289

Loacutegicamente el precio asociado a los trabajos de ingenieriacutea es con diferencia la mayor partida

de los costes de astillero

Finalmente teniendo en cuenta los valores finales obtenidos para cada una de las anteriores

partidas de costes se obtiene que el coste de construccioacuten del buque asciende hasta el

siguiente valor

119875119862119861 = 119875119872 + 119875119872119874 + 119875119860 = 8 256 65879 + 6 746 87913 + 2 522 400

= 120783120789 120787120784120787 120791120785120789 120791120784 euro Eq 249

Como se puede comprobar el precio final del buque asciende hasta aproximadamente un

valor de 17 500 000 euro

Para comprobar que el precio obtenido es correcto o al menos coherente se ha buscado

informacioacuten referente al precio de venta de buques similares Sin embargo este proceso de

obtencioacuten de informacioacuten es muy complejo puesto que las empresas dedicadas a los estudios

de mercado ofrecen su informacioacuten a cambio de importantes cantidades de dinero Finalmente

fue posible obtener informacioacuten en revistas del sector naval29 Del estudio de estas fuentes se

ha podido obtener por ejemplo que el precio de un buque AHTS de aproximadamente 80

metros de eslora asciende hasta los 28 millones de euros o que buques de segunda mano de

esloras similares al buque proyecto tienen un valor de mercado de 9 millones de euros

Por lo tanto teniendo en cuenta tales consideraciones el valor de buque proyecto obtenido se

considera aceptable y coherente con los precios actuales de mercado

29

1- httpwwwseaboatsnetnew-build-77m-ahts-10000ps-xidp440206html

2- httpswwwoffshoreenergytodaycomsingapore-otto-marine-sells-two-ahts-vessels-for-usd-43-4-million

3- httpshorizonshipcomship-categoryoffshore-supply-vessels-for-saleanchor-handling-tug-supply-vessels-

for-salesort=priceampsort_dir=DESC

Anaacutelisis econoacutemico

290

Referencias

291

Referencias

Las referencias que se han consultado para la elaboracioacuten del presente documento se recogen

a continuacioacuten

[1] [Alvarintildeo Azpiacuteroz y Meizoso 2007] Proyecto Baacutesico del Buque Mercante Ricardo

Alvarintildeo Castro Juan Joseacute Azpiacuteroz Azpiacuteroz Manuel Meizoso Fernaacutendez Fondo

Editorial de Ingenieriacutea Naval Colegio Oficial de Ingenieros Navales 2007

[2] [Aacutelvarez-Campana 1991] Gonzaacutelez Aacutelvarez-Campana JM (1991) Formas de cascos

de embarcaciones raacutepidas Publicacioacuten nuacutemero 129 Canal de Experiencias

Hidrodinaacutemicas El Pardo

[3] [Babicz 2015] Babicz J (2015) Waumlrtsilauml Encyclopedia of Ship Technology Finlandia

Waumlrtsilauml Corporation Helsinki Finlandia

[4] [Baquero 2011] Resistencia al Avance del Buque Antonio Baquero Mayor Escuela

Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Octubre 2011

[5] [Baquero 2012] Introduccioacuten a la Resistencia y Propulsioacuten Antonio Baquero Mayor

Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Octubre 2012

[6] [Brix 1993] Manoeuvring Technical Manual Brix J Seehafen Verlag 1993

[7] [Creixenti M T 2009] Sistema de heacutelices de proa operacioacuten requerimientos y

mantenimiento Teresa Martiacutenez Creixenti Facultad de Naacuteutica 2009

[8] [De la Calle MJ 1997] Propulsores Marinos Juliaacuten Martiacutenez de la Calle Joseacute

Gonzaacutelez Peacuterez Universidad de Oviedo 1997

[9] [Echave D P 2014] Estudio Teacutecnico de un Sistema de Propulsioacuten Azimutal Pablo

Diacuteaz Echave Universidad de Cantabria 2014

[10] [Goacutemez y Avezuela 1998] Garciacutea Goacutemez A y Olivera Avezuela A (1998) Eleccioacuten

de las formas de popa para optimizar la interaccioacuten heacutelice-carena Publicacioacuten

nuacutemero 148 Canal de Experiencias Hidrodinaacutemicas El Pardo

[11] [Larsson y Raven 2010] The Principles of Naval Architecture Series Ship Resistance

and Flow Lars Larsson and Hoyte C Raven The Society of Naval Architects

and Marine Engineers 2010

Referencias

292

[12] [Maroacuten 2015] Maroacuten B (2015) Anchor Handling amp Tug Supply Vessel Proyecto Final

de Carrera Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Espantildea

[13] [Meizoso 2000] Desplazamiento Caacutelculo iterativo del peso en rosca y peso muerto M

Meizoso Fernaacutendez Apuntes de la ETSIN

[14] [Moody 1996] Moody R (1996) Preliminary power prediction during early design

stages of a ship Tesis Doctoral School of Mechanical and Process Engineering

Ciudad del Cabo

[15] [Muntildeoz 2016] Muntildeoz C (2016) Buque de apoyo a buceadores Trabajo Final de

Maacutester Escuela Teacutecnica Superior de Ingenieros Navales Espantildea

[16] [Peacuterez 1984] Sobre los Buques de Suministro Luis Peacuterez Rojas ETSIN Caacutetedra de

Proyectos

[17] [Schneekluth y Bertram 1998] Schneekluth H y Bertram V (1998) Ship Design for

Efficiency and Economy Oxford Butterworth-HeinemannWiburn

Massachusetts

[18] [Rajwade 1974] Rajwade M (1974) Offshore Oil Exploration amp Indian Industry Indian

Merchants Chamber Economic Research and Training Foundation Sri

Purshotamdas Thakurdas Research Wing

[19] [Van Manen y Van Oossanen 1988] Principles of Naval Architecture Volume II J D

Van Manen y P Van Oossanen Mayo 1988

[20] [Zebensuiacute P C 2012] Electricidad en el buque Zebensuiacute Palomo Cano Patroacuten

Costero Polivalente 2013

Los cataacutelogos comerciales normativas y convenios consultados se resumen a continuacioacuten

- Bureau Veritas Reglas para la clasificacioacuten de buques de acero NR 467 y NR 600

- Convenio Internacional de Estabilidad sin Averiacutea 2008

- Convenio Internacional de Gestioacuten y Control de Agua de Lastre y Sedimentos 2004

- Convenio Internacional de Liacuteneas de Carga

- Convenio SOLAS 2014

- Coacutedigo SPS 2008

Referencias

293

- Convenio MARPOL

- DNV GL DP Capability standard ST-0111

- IMCA M 140 Especificaciones para diagramas de capacidades del posicionamiento

dinaacutemico

- MAN L2330H Mk2 Project Guide sheet

- Palfinger marine cranes sheet

- Waumlrtsilauml Steerable Thrusters sheet

Referencias

294

Planos

295

Planos

Planos

296

Generacioacuten de alternativas

297

Anexo 1 Generacioacuten de alternativas

En el presente apartado se muestran las distintas alternativas generadas que cumpliacutean en

mayor o menor medida con las restricciones descritas en el Capiacutetulo 1 del proyecto

Tabla 1-1 Generacioacuten de alternativas (1)

Tabla 1-2 Generacioacuten de alternativas (2)

Alternativa i j L (m) Lpp (m) B (m) D (m) T (m)

22 3 2 5024 4645 1375 550 451

31 4 1 5044 4664 1375 550 449

32 4 2 5044 4664 1381 550 448

41 5 1 5064 4683 1381 550 447

51 5 1 5064 4683 1381 550 447

42 5 2 5064 4683 1386 550 446

52 6 2 5084 4701 1392 550 444

62 7 2 5104 4720 1397 550 441

71 8 1 5124 4738 1397 550 440

72 8 2 5124 4738 1403 550 439

81 9 1 5145 4757 1403 550 438

82 9 2 5145 4757 1408 550 437

91 10 1 5165 4775 1408 550 435

92 10 2 5165 4775 1414 550 434

Alternativa FB (m) CB P (Kw) WST WOA WQ (t) PR estimado

22 099 066 276328 59031 22555 11035 92622

31 101 066 276143 59265 22637 11035 92937

32 102 066 275955 59503 22720 11035 93258

41 103 066 275771 59737 22801 11035 93574

51 103 066 275771 59737 22801 11035 93574

42 104 066 275582 59977 22885 11035 93898

52 106 067 275210 60453 23051 11035 94539

62 109 067 274839 60931 23217 11035 95184

71 110 067 274658 61165 23298 11035 95499

72 111 067 274468 61411 23384 11035 95831

81 112 067 274288 61645 23466 11035 96146

82 113 067 274097 61893 23552 11035 96480

91 115 067 273918 62126 23633 11035 96795

92 116 067 273727 62376 23720 11035 97132

Generacioacuten de alternativas

298

Tabla 1-3 Generacioacuten de alternativas (3)

Alternativa WR (t) Desplazamiento (t) LppmiddotBmiddotD LppB LOAB Fn TD LppD BT BD

22 115556 195556 351375 338 365 029 082 845 305 250

31 115949 195949 352766 339 367 029 082 848 306 250

32 116350 196350 354186 338 365 029 082 848 308 251

41 116744 196744 355577 339 367 029 081 851 309 251

51 116744 196744 355577 339 367 029 081 851 309 251

42 117148 197148 357008 338 365 029 081 851 311 252

52 117949 197949 359842 338 365 029 081 855 314 253

62 118752 198752 362686 338 365 029 080 858 317 254

71 119145 199145 364077 339 367 029 080 861 318 254

72 119559 199559 365542 338 365 029 080 861 320 255

81 119952 199952 366932 339 367 029 080 865 321 255

82 120370 200370 368409 338 365 029 079 865 322 256

91 120762 200762 369799 339 367 029 079 868 323 256

92 121183 201183 371287 338 365 029 079 868 325 257

Curva de aacutereas

299

Anexo 2 Curva de aacutereas

En el presente apartado se muestra la curva de aacutereas normalizada de la carena del buque

proyecto

Curva de aacutereas

300

Ilustracioacuten 123 Curva de aacutereas normalizada

AP MS FP

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

-500 000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Aacutere

a (

m2)

Pos Long (m)

Balance eleacutectrico

301

Anexo 3 Balance eleacutectrico

En el presente anexo se recogen tanto la potencia necesaria por los distintos consumidores

como el balance eleacutectrico final del buque

Tabla 3-1 Principales consumidores instalados en el buque

Grupo Equipo Nordm η total P unit (kW) Tensioacuten (V)

Alumbrado

Alumbrado exterior 1 098 80 230

Alumbrado interior 1 098 88 230

Luces de emergencia 1 098 26 24

Luces de navegacioacuten 1 098 06 24

Comunicacioacuten

Alarma incendios 1 098 10 230

Bocina 2 098 03 230

Comunicacioacuten externa 1 098 31 24

Comunicacioacuten interna 1 098 26 230

Equipos de navegacioacuten 1 098 41 24

Sistema DP 1 098 15 230

Locales

Equipos de cocina 1 098 408 230

Gambuzas 1 098 306 230

Lavanderia 1 098 224 230

Taller eleacutectrico 1 098 153 230

Taller mecaacutenico 1 098 51 230

M cubierta

Anchor Handling Towing 1 098 357 440

Bomba shark jaws amp tow spin 1 098 41 440

Gruacutea 1 094 702 440

Cabestrante 2 098 138 440

Molinete de fondeo 2 098 93 440

Pescante lancha 1 092 98 230

Tugger winches 2 098 286 440

Prop

Bomba lubricacioacuten azimutal 2 098 64 440

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 2 098 56 440

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal 2 098 67 440

Motor de giro azimutal 2 094 117 440

Propulsor azimutal 2 098 14286 440

Propulsor transversal tuacutenel 2 098 5112 440

Servicios

Bomba agua sanitaria 2 098 22 440

Bomba aguas grises 1 098 18 440

Bomba alimentacioacuten combustible 1 098 22 440

Balance eleacutectrico

302

Bomba refrig agua dulce 3 098 56 440

Bomba refrig agua salada 3 098 378 440

Bomba rociadores acom 1 098 235 440

Bomba rociadores CM 1 098 153 440

Bomba sentinas lastre e incendios 2 098 189 440

Bomba trasiego aceite 2 098 02 440

Bomba trasiego combustible 2 098 22 440

Bombas FIFI 1 098 11224 440

Calentador agua sanitaria 1 098 224 440

Calentadores combustible 2 098 255 440

Compresor aire arranque 2 098 77 230

Compresor serv generales 2 098 31 230

Esterilizador UV agua dulce 1 098 13 230

Generador de agua dulce 2 095 53 230

Sistema tratamiento lastre 1 098 347 230

HVAC 1 098 2262 440

Separador de combustible 2 098 13 230

Separador sentinas 1 098 38 230

Separadora aceite lubricante 1 098 20 230

Ventilador aseos 1 098 06 440

Ventilador cocina 1 098 07 440

Ventilador local de cuadros 1 098 31 440

Ventilador local propulsores popa 1 098 99 440

Ventilador local propulsores proa 1 098 26 440

Ventiladores caacutemara maacutequinas 2 098 224 440

Ventiladores emergencia 1 098 05 440

Balance eleacutectrico

303

Tabla 3-2 Balance eleacutectrico

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

PROPULSIOacuteN

Bomba lubricacioacuten azimutal 129 2 08 2 1 1032 07 2 1 903 07 2 1 903 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba lubricacioacuten propulsor tuacutenel 112 2 02 2 1 224 07 2 1 784 07 2 1 784 00 0 0 000 00 0 0 000

Moacutedulo hidraacuteulico control paso azimutal 135 2 08 2 1 1080 06 2 1 810 04 2 1 540 00 0 0 000 00 0 0 000

Motor de giro azimutal 234 2 08 2 1 1872 08 2 1 1872 08 2 1 1872 00 0 0 000 05 2 1 1170

Propulsor azimutal 28571 2 07 2 1 199997 08 2 1 228568 07 2 1 199997 00 0 0 000 00 0 0 000

Propulsor transversal tuacutenel 10224 2 00 0 0 000 08 2 1 81792 07 2 1 71568 00 0 0 000 00 0 0 000

SERVICIOS

Bomba agua sanitaria 45 2 06 2 1 270 06 2 1 270 06 2 1 270 04 1 1 090 02 2 1 090

Bomba aguas grises 18 1 06 1 1 108 06 1 1 108 06 1 1 108 01 1 1 018 00 0 0 000

Bomba alimentacioacuten combustible 22 1 08 1 1 176 08 1 1 176 05 1 1 110 01 1 1 022 00 0 0 000

Bomba refrig agua dulce 55 3 08 3 1 440 08 3 1 440 08 1 0 147 01 2 1 037 00 0 0 000

Bomba refrig agua salada 37 3 08 3 1 2960 08 3 1 2960 08 1 0 987 01 2 1 247 00 0 0 000

Bomba rociadores acom 235 1 00 0 0 000 00 0 0 000 01 1 1 235 00 0 0 000 08 1 1 1880

Bomba rociadores CM 153 1 00 0 0 000 00 0 0 000 01 1 1 153 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba sentinas lastre e incendios 378 2 00 1 1 000 00 1 1 000 05 1 1 945 01 1 1 189 00 0 0 000

Bomba trasiego aceite 02 2 06 2 1 012 06 2 1 012 06 2 1 012 01 1 1 001 00 0 0 000

Bomba trasiego combustible 22 2 08 2 1 176 08 2 1 176 06 2 1 132 01 1 1 011 00 0 0 000

Bombas FIFI 11224 1 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 89792 00 0 0 000 00 0 0 000

Balance eleacutectrico

304

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Calentador agua sanitaria 224 1 07 1 1 1568 07 1 1 1568 05 1 1 1120 04 1 1 896 00 0 0 000

Calentadores combustible 51 2 07 2 1 3570 07 2 1 3570 04 2 1 2040 01 2 1 510 00 0 0 000

Compresor aire arranque 75 2 02 2 1 150 02 2 1 150 02 1 1 075 00 0 0 000 00 0 0 000

Compresor serv generales 3 2 04 2 1 120 04 2 1 120 02 2 1 060 01 2 1 030 00 0 0 000

Esterilizador UV agua dulce 13 1 07 1 1 091 07 1 1 091 05 1 1 065 03 1 1 039 02 1 1 026

Generador de agua dulce 105 1 08 1 1 840 08 1 1 840 04 1 1 420 00 0 0 000 02 1 1 210

Sistema tratamiento lastre 347 1 08 1 1 2776 08 1 1 2776 02 1 1 694 00 0 0 000 00 0 0 000

HVAC 2262 1 08 1 1 18096 08 1 1 18096 04 1 1 9048 04 1 1 9048 00 0 0 000

Separador de combustible 27 2 08 2 1 216 08 2 1 216 03 2 1 081 01 2 1 027 00 0 0 000

Separador sentinas 38 1 04 1 1 152 04 1 1 152 03 1 1 114 02 1 1 076 00 0 0 000

Separadora aceite lubricante 2 1 06 1 1 120 06 1 1 120 05 1 1 100 02 1 1 040 00 0 0 000

Ventilador aseos 06 1 05 1 1 030 05 1 1 030 05 1 1 030 03 1 1 018 00 0 0 000

Ventilador cocina 07 1 05 1 1 035 05 1 1 035 05 1 1 035 03 1 1 021 00 0 0 000

Ventilador local de cuadros 31 1 07 1 1 217 07 1 1 217 05 1 1 155 03 1 1 093 00 0 0 000

Ventilador local propulsores popa 97 1 07 1 1 679 07 1 1 679 06 1 1 582 03 1 1 291 00 0 0 000

Ventilador local propulsores proa 25 1 07 1 1 175 07 1 1 175 06 1 1 150 03 1 1 075 00 0 0 000

Ventiladores caacutemara maacutequinas 22 2 08 1 1 880 08 1 1 880 08 1 1 880 03 1 1 330 00 0 0 000

Ventiladores emergencia 05 1 00 1 1 000 00 1 1 000 01 1 1 005 00 0 0 000 10 1 1 050

MAQUINARIA DE CUBIERTA

Anchor Handling Towing 357 1 00 0 0 000 08 1 1 2857 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Bomba shark jaws amp tow spin 41 1 00 0 0 000 07 1 1 286 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Balance eleacutectrico

305

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Gruacutea 702 1 00 0 0 000 08 1 1 5617 00 0 0 000 00 0 0 000 00 0 0 000

Cabestrante 276 2 00 0 0 000 05 1 1 689 06 2 1 1653 03 2 1 827 00 0 0 000

Molinete de fondeo 186 2 00 0 0 000 05 1 1 464 00 0 0 000 00 0 0 000 03 2 1 557

Pescante lancha 98 1 00 0 0 000 02 1 1 196 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 783

Tugger winches 571 2 00 0 0 000 08 2 1 4571 02 2 1 1143 00 0 0 000 00 0 0 000

LOCALES DE SERVICIO

Equipos de cocina 408 1 05 1 1 2041 05 1 1 2041 04 1 1 1633 03 1 1 1224 00 0 0 000

Gambuzas 306 1 06 1 1 1837 06 1 1 1837 03 1 1 918 03 1 1 918 00 0 0 000

Lavanderia 224 1 05 1 1 1122 05 1 1 1122 02 1 1 449 03 1 1 673 00 0 0 000

Taller eleacutectrico 153 1 03 1 1 459 03 1 1 459 02 1 1 306 01 1 1 153 00 0 0 000

Taller mecaacutenico 51 1 03 1 1 153 03 1 1 153 02 1 1 102 01 1 1 051 00 0 0 000

ACOMODACIOacuteN COMUNICACIOacuteN

Alarma incendios 10 1 02 1 1 020 02 1 1 020 08 1 1 082 01 1 1 010 10 1 1 102

Bocina 03 1 04 1 1 012 04 1 1 012 08 1 1 024 00 0 0 000 10 1 1 031

Comunicacioacuten externa 31 1 08 1 1 245 08 1 1 245 08 1 1 245 06 1 1 184 10 1 1 306

Comunicacioacuten interna 26 1 08 1 1 204 08 1 1 204 08 1 1 204 06 1 1 153 10 1 1 255

Equipos de navegacioacuten 41 1 08 1 1 327 08 1 1 327 08 1 1 327 01 1 1 041 10 1 1 408

Sistema DP 15 1 00 0 0 000 08 0 0 000 08 1 1 122 00 0 0 000 00 0 0 000

ALUMBRADO

Alumbrado exterior 80 1 05 1 1 398 05 1 1 398 08 1 1 637 04 1 1 318 10 1 1 796

Balance eleacutectrico

306

Navegacioacuten Manejo anclas + DP FIFI + DP Puerto Emergencia

EQUIPO Potencia (kW)

Nordm Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw Ksr En uso

Kn Kw

Alumbrado interior 88 1 08 1 1 706 08 1 1 706 08 1 1 706 04 1 1 353 10 1 1 883

Luces de emergencia 26 1 00 0 0 000 00 0 0 000 08 1 1 209 00 0 0 000 10 1 1 261

Luces de navegacioacuten 06 1 09 1 1 055 09 1 1 055 08 1 1 049 04 1 1 024 10 1 1 061

TOTAL 24564 TOTAL 37085 TOTAL 39302 TOTAL 1704 TOTAL 787

GENERADORES Potencia

(kW) Nordm En uso kW En uso kW En uso kW En uso kW En uso kW

Generadores principales 1136 4 3 3408 4 4544 4 4544 0 0 0 0

Generador de emergencia 200 1 0 0 0 0 0 0 10 200 1 200

Carga del gen Principal () 721 816 865 NA NA

Carga del gen de emergencia () NA NA NA 852 393

Pesos y centros de gravedad

307

Anexo 4 Pesos y centros de gravedad

El objetivo del presente anexo es recoger todos los pesos y centros de gravedad de las distintas

partidas de pesos de las que se compone el buque

Elemento Peso (t) Xg (m) Yg (m) Zg (m)

Anclas 300 4260 000 820

Balsas salvavidas 066 3540 000 1300

Bomba FIFI 250 2160 270 300

Bombas 370 1800 000 300

Bote de rescate 150 2040 -500 880

Botellas de aire comprimido 160 1080 280 300

Cable tugger winches 150 1860 000 650

Cadenas de anclas 100 4290 000 700

Compresores y sistemas HVAC 600 2910 310 300

Compresores 200 1230 425 250

Compresores de aire de arranque 140 1080 280 300

Convertidores 540 2670 000 370

Defensas 600 3000 000 760

Elementos de acomodacioacuten externos 890 1760 000 620

Elementos de amarre 200 4320 000 1150

Equipos eleacutectricos 7500 1800 000 400

Estopor 080 4230 000 1130

Generador de agua dulce 150 3360 -060 300

Generador de emergencia 137 2580 -270 920

Generadores Principales 3400 1680 000 295

Gruacutea principal 1920 910 460 850

Maquinaria auxiliar 500 1750 000 260

Motor de propulsor de proa 1 115 3900 000 320

Motor de propulsor de proa 2 115 4100 000 340

Motor eleacutectrico de azimutal Babor 438 000 180 400

Motor eleacutectrico de azimutal Estribor 438 000 -180 400

Palo de luces 280 3242 000 2123

Paneles de mando 700 1140 -148 320

Pescante de bote de rescate 270 2100 -600 1020

Propulsor azimutal Babor 1600 000 360 290

Propulsor azimutal Estribor 1600 000 -360 290

Propulsor transversal de proa 1 318 3900 000 130

Propulsor transversal de proa 2 318 4100 000 150

Proteccioacuten madera cubierta 463 790 000 550

Rodillo de popa 500 -100 590 300

Pesos y centros de gravedad

308

Rutado y ventilacioacuten 5900 2086 000 361

Silenciadores 250 2700 000 970

Sistema towing pins 237 150 000 580

Sistema towing winch 1000 2940 240 250

Talleres 130 3000 -270 250

Transformador de emergencia 050 2460 -420 920

Transformadores 540 2670 000 370

Tugger winches 300 1860 000 650

Total 33966 1745 041 435

Situaciones de carga

309

Anexo 5 Situaciones de carga

En este anexo se recogen las distintas configuraciones de tanques consideradas en cada una

de las situaciones de carga del Capiacutetulo 8

SC01

Tabla 5-1 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC01

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

1 1200 12000 700 000 690 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 050 3820 1910 3727 1863 045 471 394 5218

WB1BR 040 3820 1528 3727 1491 050 -465 380 5220

DO1SB 098 8053 7892 9587 9395 760 347 373 000

DO1BR 098 8053 7892 9587 9395 760 -347 373 000

ST C 001 1972 010 1972 010 1820 000 001 2130

A AC 1 BR 001 547 003 594 003 2010 -110 000 147

AC S 1 BR 001 547 003 594 003 2190 -110 000 147

REB1 SB 001 1188 006 1188 006 2100 110 000 319

DO 2 BR 098 3267 3202 3890 3812 1982 -438 077 000

DO 2 SB 098 3267 3202 3890 3812 1982 438 077 000

FW2BR 098 8212 8048 8212 8048 2570 -445 209 000

FW2SB 098 7493 7343 7493 7343 2567 448 206 000

FW1BR 098 8878 8701 8878 8701 3119 -335 163 000

FOAM 098 633 621 2110 2068 2909 533 372 000

AG 1 C 001 883 004 883 004 3837 000 001 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 025 5353 1338 5222 1306 935 332 137 4676

WBBR2 025 5353 1338 5222 1306 935 -332 137 4676

DO D BR 098 1477 1447 1758 1723 1800 -603 366 000

DO D SB 098 1477 1447 1758 1723 1800 603 366 000

DO S BR 098 1477 1447 1758 1723 2040 -603 366 000

DO S SB 098 1477 1447 1758 1723 2040 603 366 000

LO 1 BR 098 404 396 440 431 2190 -603 366 000

LO 1 SB 098 404 396 440 431 2190 603 366 000

DISPERS 098 392 384 1307 1281 3059 524 375 000

Situaciones de carga

310

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

FW 1 SB 098 6102 5980 6102 5980 3197 251 077 000

AN 1 C 001 512 003 512 003 3749 000 001 1441

Total 201578 113347 89070 2083 -001 419 32076

Corr SL 016

KG corr 435

SC02

Tabla 5-2 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC02

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

FW3SB 063 7890 4971 7890 4971 1370 362 112 13311

FW3BR 063 7890 4971 7890 4971 1370 -362 112 13310

WB1SB 065 3820 2483 3727 2422 040 477 415 5218

WB1BR 095 3820 3629 3727 3541 035 -483 454 5220

DO1SB 063 8053 5073 9587 6040 765 347 298 1881

DO1BR 063 8053 5073 9587 6040 765 -347 298 1881

ST C 035 1972 690 1972 690 1771 000 027 2130

A AC 1 BR 035 547 191 594 208 2010 -110 026 147

AC S 1 BR 035 547 191 594 208 2190 -110 026 147

REB1 SB 035 1188 416 1188 416 2100 110 026 319

DO 2 BR 063 3267 2058 3890 2451 1984 -430 052 4262

DO 2 SB 063 3267 2058 3890 2451 1984 430 052 4262

FW2BR 063 8212 5174 8212 5174 2583 -357 097 11309

FW2SB 063 7493 4721 7493 4721 2594 362 095 10591

FW1BR 063 8878 5593 8878 5593 3196 -250 072 12102

FOAM 063 633 399 2110 1330 2909 530 296 101

AG 1 C 035 883 309 883 309 3838 000 033 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 090 5353 4818 5222 4700 809 526 317 4676

WBBR2 095 5353 5085 5222 4961 806 -530 330 4676

DO D BR 063 1477 930 1758 1108 1800 -603 289 078

DO D SB 063 1477 930 1758 1108 1800 603 289 078

DO S BR 063 1477 930 1758 1108 2040 -603 289 078

DO S SB 063 1477 930 1758 1108 2040 603 289 078

Situaciones de carga

311

Concepto

llenado Masa

(t) Masa

tot () Vol Unit

(m3) Vol tot

(m3) Brazo X

(m) Brazo Y

(m) Brazo Z

(m) Sup Libre

LO 1 BR 063 404 255 440 277 2190 -603 289 021

LO 1 SB 063 404 255 440 277 2190 603 289 021

DISPERS 063 392 247 1307 823 3059 519 300 060

FW 1 SB 063 6102 3844 6102 3844 3195 242 051 12041

AN 1 C 035 512 179 512 179 3750 000 032 1441

Total 174531 113347 71049 2119 -001 402 117538

Corr SL 067

KG corr 469

SC03

Tabla 5-3 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC03

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 1 500 500 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

Gruacutea 1 1200 1200 500 -1600 000 000

FW3SB 063 7890 4971 7890 4971 1370 362 112 13311

FW3BR 063 7890 4971 7890 4971 1370 -362 112 13310

WB1SB 098 3820 3744 3727 3652 034 483 458 000

WB1BR 083 3820 3171 3727 3093 036 -481 439 5220

DO1SB 063 8053 5074 9587 6040 765 347 298 1881

DO1BR 063 8053 5074 9587 6040 765 -347 298 1881

ST C 035 1972 690 1972 690 1771 000 027 2130

A AC 1 BR 035 547 191 594 208 2010 -110 026 147

AC S 1 BR 035 547 191 594 208 2190 -110 026 147

REB1 SB 035 1188 416 1188 416 2100 110 026 319

DO 2 BR 063 3267 2059 3890 2451 1984 -430 052 4262

DO 2 SB 063 3267 2059 3890 2451 1984 430 052 4262

FW2BR 063 8212 5174 8212 5174 2583 -357 097 11309

FW2SB 063 7493 4721 7493 4721 2594 362 095 10591

FW1BR 063 8878 5593 8878 5593 3196 -250 072 12102

FOAM 063 633 399 2110 1330 2909 530 296 101

AG 1 C 035 883 309 883 309 3838 000 033 1969

PIQUE PR 001 5084 025 4960 025 3993 000 004 6133

WBSB2 098 5353 5246 5222 5118 804 532 337 000

WBBR2 070 5353 3747 5222 3656 826 -504 267 4676

Situaciones de carga

312

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

DO D BR 063 1477 930 1758 1108 1800 -603 289 078

DO D SB 063 1477 930 1758 1108 1800 603 289 078

DO S BR 063 1477 930 1758 1108 2040 -603 289 078

DO S SB 063 1477 930 1758 1108 2040 603 289 078

LO 1 BR 063 404 255 440 277 2190 -603 289 021

LO 1 SB 063 404 255 440 277 2190 603 289 021

DISPERS 063 392 247 1307 823 3059 519 300 060

FW 1 SB 063 6102 3844 6102 3844 3195 242 051 12041

AN 1 C 035 512 179 512 179 3750 000 032 1441

Total 175623 113347 70944 2105 -001 399 107644

Corr SL 061

KG corr 461

SC04

Tabla 5-4 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC04

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 0 500 000 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

0 12000 000 700 000 690 000

Gruacutea 0 1200 000 500 -1600 000 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 098 3820 3744 3727 3652 034 483 458 000

WB1BR 098 3820 3744 3727 3653 034 -483 458 000

DO1SB 010 8053 805 9587 959 831 341 181 1881

DO1BR 010 8053 805 9587 959 831 -341 181 1881

ST C 098 1972 1933 1972 1933 1770 000 074 000

A AC 1 BR 098 547 536 594 582 2010 -110 074 000

AC S 1 BR 098 547 536 594 582 2190 -110 074 000

REB1 SB 098 1188 1164 1188 1164 2100 110 074 000

DO 2 BR 010 3267 327 3890 389 1994 -398 010 4262

DO 2 SB 010 1477 148 1758 176 1800 -603 172 078

FW2BR 010 1477 148 1758 176 1800 603 172 078

FW2SB 010 1477 148 1758 176 2040 -603 172 078

FW1BR 010 1477 148 1758 176 2040 603 172 078

FOAM 010 3267 327 3890 389 1994 398 010 4262

Situaciones de carga

313

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

AG 1 C 010 404 040 440 044 2190 -603 172 021

PIQUE PR 010 404 040 440 044 2190 603 172 021

WBSB2 033 8212 2710 8212 2710 2590 -302 049 11309

WBBR2 010 7493 749 7493 749 2607 292 016 10591

DO D BR 033 8878 2930 8878 2930 3193 -237 040 12102

DO D SB 010 6102 610 6102 610 3188 210 009 12041

DO S BR 033 633 209 2110 696 2909 526 228 101

DO S SB 033 392 129 1307 431 3059 513 232 060

LO 1 BR 098 883 866 883 866 3838 000 080 000

LO 1 SB 098 512 502 512 502 3750 000 079 000

DISPERS 045 5084 2288 4960 2232 4332 000 333 6133

FW 1 SB 098 5353 5246 5222 5118 804 532 337 000

AN 1 C 098 5353 5246 5222 5118 804 -532 337 000

Total 159140 113347 52478 2125 -001 433 64974

Corr SL 041

KG corr 474

SC05

Tabla 5-5 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC05

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 0 500 000 2416 000 590 000

Trip 1 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

1 12000 12000 700 000 690 000

Gruacutea 0 1200 000 500 -1600 000 000

FW3SB 098 7890 7732 7890 7732 1363 448 220 000

FW3BR 098 7890 7732 7890 7732 1363 -448 220 000

WB1SB 070 3820 2674 3727 2609 039 478 421 5218

WB1BR 070 3820 2674 3727 2609 039 -478 421 5220

DO1SB 010 8053 805 9587 959 831 341 181 1881

DO1BR 010 8053 805 9587 959 831 -341 181 1881

ST C 098 1972 1933 1972 1933 1770 000 074 000

A AC 1 BR 098 547 536 594 582 2010 -110 074 000

AC S 1 BR 098 547 536 594 582 2190 -110 074 000

REB1 SB 098 1188 1164 1188 1164 2100 110 074 000

DO 2 BR 010 3267 327 3890 389 1994 -398 010 4262

DO 2 SB 010 1477 148 1758 176 1800 -603 172 078

Situaciones de carga

314

Concepto

llenado Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

FW2BR 010 1477 148 1758 176 1800 603 172 078

FW2SB 010 1477 148 1758 176 2040 -603 172 078

FW1BR 010 1477 148 1758 176 2040 603 172 078

FOAM 010 3267 327 3890 389 1994 398 010 4262

AG 1 C 010 404 040 440 044 2190 -603 172 021

PIQUE PR 010 404 040 440 044 2190 603 172 021

WBSB2 033 8212 2710 8212 2710 2590 -302 049 11309

WBBR2 010 7493 749 7493 749 2607 292 016 10591

DO D BR 033 8878 2930 8878 2930 3193 -237 040 12102

DO D SB 010 6102 610 6102 610 3188 210 009 12041

DO S BR 033 633 209 2110 696 2909 526 228 101

DO S SB 033 392 129 1307 431 3059 513 232 060

LO 1 BR 098 883 866 883 866 3838 000 080 000

LO 1 SB 098 512 502 512 502 3750 000 079 000

DISPERS 098 5084 4982 4960 4860 4391 000 551 000

FW 1 SB 070 5353 3747 5222 3656 826 504 267 4676

AN 1 C 070 5353 3747 5222 3656 826 -504 267 4676

Total 168697 113347 50095 2112 -001 453 78631

Corr SL 047

KG corr 500

SC06

Tabla 5-6 Situacioacuten de carga para la condicioacuten SC06

Concepto

llenado

Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

Rosca 1 107241 107241 2416 008 524 0

Pertrechos 100 400 400 2416 000 590 000

Trip 100 360 360 2416 000 1110 000

Carga cubierta

100 4400 4400 000 000 590 000

FW3SB 075 9000 6750 700 000 690 000

FW3BR 050 7890 3945 7890 3945 1374 305 089 13940

WB1SB 050 7890 3945 7890 3945 1374 -305 089 13940

WB1BR 050 3820 1910 3727 1863 042 469 394 5218

DO1SB 090 3820 3438 3727 3354 034 -482 448 5220

DO1BR 050 8053 4027 9587 4794 767 346 271 1881

ST C 050 8053 4027 9587 4794 767 -346 271 1881

A AC 1 BR 050 1972 986 1972 986 1770 000 038 2130

Situaciones de carga

315

Concepto

llenado

Masa (t)

Masa tot ()

Vol Unit (m3)

Vol tot (m3)

Brazo X (m)

Brazo Y (m)

Brazo Z (m)

Sup Libre

AC S 1 BR 050 547 273 594 297 2010 -110 038 147

REB1 SB 050 547 273 594 297 2190 -110 038 147

DO 2 BR 050 1188 594 1188 594 2099 110 038 319

DO 2 SB 050 3267 1634 3890 1945 1982 -426 042 4262

FW2BR 050 1477 738 1758 879 1800 -603 260 078

FW2SB 050 1477 738 1758 879 1800 603 260 078

FW1BR 050 1477 738 1758 879 2040 -603 260 078

FOAM 050 1477 738 1758 879 2040 603 260 078

AG 1 C 050 3267 1634 3890 1945 1982 426 042 4262

PIQUE PR 050 404 202 440 220 2190 -603 260 021

WBSB2 050 404 202 440 220 2190 603 260 021

WBBR2 050 8212 4106 8212 4106 2590 -308 073 11309

DO D BR 050 7493 3747 7493 3747 2607 319 072 10591

DO D SB 050 8878 4439 8878 4439 3191 -246 059 12102

DO S BR 050 6102 3051 6102 3051 3188 239 042 12041

DO S SB 050 633 317 2110 1055 2909 529 267 101

LO 1 BR 050 392 196 1307 653 3059 517 271 060

LO 1 SB 050 883 442 883 442 3838 000 045 1969

DISPERS 050 512 256 512 256 3750 000 044 1441

FW 1 SB 016 5084 813 4960 794 4191 000 112 6133

AN 1 C 050 5353 2676 5222 2611 855 465 213 4676

Total 050 5353 2676 5222 2611 855 -465 213 4676

Corr SL 171912 113347 56478 2074 000 423 118798

KG corr 069

Situaciones de carga

316

Generacioacuten de momentos escorantes

317

Anexo 6 Generacioacuten de momentos

escorantes

En este anexo se recogen los distintos brazos escorantes generados como combinacioacuten de los

paraacutemetros alpha y beta referentes al Capiacutetulo 8

Tabla 6-1 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -2500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -2000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 -1500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 -1000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 -500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 1000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 1500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 006

500 170495 2000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 2500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 3000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 3500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 005

500 170495 4000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 4500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 5000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 004

500 170495 5500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 003

500 170495 6000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 003

500 170495 6500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 7000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 7500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 002

500 170495 8000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 001

500 170495 8500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 001

500 170495 9000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 000

500 170495 9500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -001

500 170495 10000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -001

500 170495 10500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 11000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 11500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -002

500 170495 12000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -003

Generacioacuten de momentos escorantes

318

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 12500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -003

500 170495 13000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 13500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 14000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -004

500 170495 14500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 15000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 15500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 16000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -005

500 170495 16500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 17000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 17500 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

500 170495 18000 4000 695 1665 1000 2500 026 450 236 -006

Tabla 6-2 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 -2500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -2000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -1500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -1000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 -500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 1000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 1500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 2000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 2500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 007

500 172628 3000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 3500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 4000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 006

500 172628 4500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 005

500 172628 5000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 005

500 172628 5500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 004

500 172628 6000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 004

500 172628 6500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 003

500 172628 7000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 003

500 172628 7500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 002

500 172628 8000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 001

500 172628 8500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 001

500 172628 9000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 000

Generacioacuten de momentos escorantes

319

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 9500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -001

500 172628 10000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -001

500 172628 10500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -002

500 172628 11000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -003

500 172628 11500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -003

500 172628 12000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -004

500 172628 12500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -004

500 172628 13000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -005

500 172628 13500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -005

500 172628 14000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 14500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 15000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -006

500 172628 15500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 16000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 16500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 17000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 17500 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

500 172628 18000 4000 2828 1195 4500 2500 026 450 236 -007

Tabla 6-3 Generacioacuten de momento escorante para α=25 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 -2500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -2000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -1500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -1000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 -500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 1000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 1500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 2000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 2500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 006

500 173739 3000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 3500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 4000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 005

500 173739 4500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 5000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 5500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 004

500 173739 6000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 003

Generacioacuten de momentos escorantes

320

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 6500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 003

500 173739 7000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 002

500 173739 7500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 002

500 173739 8000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 001

500 173739 8500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 001

500 173739 9000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 000

500 173739 9500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -001

500 173739 10000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -001

500 173739 10500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -002

500 173739 11000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -002

500 173739 11500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -003

500 173739 12000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -003

500 173739 12500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 13000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 13500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -004

500 173739 14000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 14500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 15000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -005

500 173739 15500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 16000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 16500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 17000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 17500 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

500 173739 18000 4000 3939 294 8000 2500 026 450 236 -006

Tabla 6-4 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -2500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -2000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 -1500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 -1000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 -500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 1000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 1500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 011

500 170495 2000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 2500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

500 170495 3000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 010

Generacioacuten de momentos escorantes

321

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 3500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 009

500 170495 4000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 009

500 170495 4500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 008

500 170495 5000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 007

500 170495 5500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 006

500 170495 6000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 006

500 170495 6500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 005

500 170495 7000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 004

500 170495 7500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 003

500 170495 8000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 002

500 170495 8500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 001

500 170495 9000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 000

500 170495 9500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -001

500 170495 10000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -002

500 170495 10500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -003

500 170495 11000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -004

500 170495 11500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -005

500 170495 12000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -006

500 170495 12500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -006

500 170495 13000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -007

500 170495 13500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -008

500 170495 14000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -009

500 170495 14500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -009

500 170495 15000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 15500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 16000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -010

500 170495 16500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 17000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 17500 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

500 170495 18000 4000 695 3018 1000 5000 026 450 562 -011

Tabla 6-5 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 -2500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 014

500 172628 -2000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -1500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -1000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 -500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

Generacioacuten de momentos escorantes

322

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 1000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 1500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 2000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 015

500 172628 2500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 014

500 172628 3000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 3500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 013

500 172628 4000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 012

500 172628 4500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 011

500 172628 5000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 010

500 172628 5500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 009

500 172628 6000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 008

500 172628 6500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 007

500 172628 7000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 005

500 172628 7500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 004

500 172628 8000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 003

500 172628 8500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 001

500 172628 9000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 000

500 172628 9500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -001

500 172628 10000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -003

500 172628 10500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -004

500 172628 11000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -005

500 172628 11500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -007

500 172628 12000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -008

500 172628 12500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -009

500 172628 13000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -010

500 172628 13500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -011

500 172628 14000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -012

500 172628 14500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -013

500 172628 15000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -013

500 172628 15500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -014

500 172628 16000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 16500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 17000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 17500 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

500 172628 18000 4000 2828 2167 4500 5000 026 450 562 -015

Generacioacuten de momentos escorantes

323

Tabla 6-6 Generacioacuten de momento escorante para α=50 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 -2500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 -2000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 -1500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 -1000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 -500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 1000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 1500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 014

500 173739 2000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 2500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 013

500 173739 3000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 3500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 012

500 173739 4000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 011

500 173739 4500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 010

500 173739 5000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 009

500 173739 5500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 008

500 173739 6000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 007

500 173739 6500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 006

500 173739 7000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 005

500 173739 7500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 004

500 173739 8000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 002

500 173739 8500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 001

500 173739 9000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 000

500 173739 9500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -001

500 173739 10000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -002

500 173739 10500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -004

500 173739 11000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -005

500 173739 11500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -006

500 173739 12000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -007

500 173739 12500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -008

500 173739 13000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -009

500 173739 13500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -010

500 173739 14000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -011

500 173739 14500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -012

500 173739 15000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -012

500 173739 15500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -013

Generacioacuten de momentos escorantes

324

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 16000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -013

500 173739 16500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 17000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 17500 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

500 173739 18000 4000 3939 532 8000 5000 026 450 562 -014

Tabla 6-7 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=10

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 -3000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 019

500 170495 -2500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 020

500 170495 -2000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 -1500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 -1000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 -500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 1000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 022

500 170495 1500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 2000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 021

500 170495 2500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 020

500 170495 3000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 019

500 170495 3500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 018

500 170495 4000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 017

500 170495 4500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 015

500 170495 5000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 014

500 170495 5500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 013

500 170495 6000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 011

500 170495 6500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 009

500 170495 7000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 007

500 170495 7500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 006

500 170495 8000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 004

500 170495 8500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 002

500 170495 9000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 000

500 170495 9500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -002

500 170495 10000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -004

500 170495 10500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -006

500 170495 11000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -007

500 170495 11500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -009

500 170495 12000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -011

500 170495 12500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -013

Generacioacuten de momentos escorantes

325

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 170495 13000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -014

500 170495 13500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -015

500 170495 14000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -017

500 170495 14500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -018

500 170495 15000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -019

500 170495 15500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -020

500 170495 16000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -021

500 170495 16500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -021

500 170495 17000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

500 170495 17500 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

500 170495 18000 4000 695 3879 1000 8000 026 450 2578 -022

Tabla 6-8 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=45

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 -3000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 044

500 172628 -2500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 046

500 172628 -2000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 047

500 172628 -1500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 049

500 172628 -1000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 -500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 1000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 050

500 172628 1500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 049

500 172628 2000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 047

500 172628 2500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 046

500 172628 3000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 044

500 172628 3500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 041

500 172628 4000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 039

500 172628 4500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 036

500 172628 5000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 032

500 172628 5500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 029

500 172628 6000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 025

500 172628 6500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 021

500 172628 7000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 017

500 172628 7500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 013

500 172628 8000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 009

500 172628 8500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 004

500 172628 9000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 000

500 172628 9500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -004

Generacioacuten de momentos escorantes

326

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 172628 10000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -009

500 172628 10500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -013

500 172628 11000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -017

500 172628 11500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -021

500 172628 12000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -025

500 172628 12500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -029

500 172628 13000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -032

500 172628 13500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -036

500 172628 14000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -039

500 172628 14500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -041

500 172628 15000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -044

500 172628 15500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -046

500 172628 16000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -047

500 172628 16500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -049

500 172628 17000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

500 172628 17500 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

500 172628 18000 4000 2828 2785 4500 8000 026 450 2578 -050

Tabla 6-9 Generacioacuten de momento escorante para α=80 y β=80

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 -3000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 052

500 173739 -2500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 055

500 173739 -2000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 057

500 173739 -1500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 058

500 173739 -1000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 -500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 1000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 060

500 173739 1500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 058

500 173739 2000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 057

500 173739 2500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 055

500 173739 3000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 052

500 173739 3500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 049

500 173739 4000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 046

500 173739 4500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 043

500 173739 5000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 039

500 173739 5500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 035

500 173739 6000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 030

500 173739 6500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 026

Generacioacuten de momentos escorantes

327

h D theta Tw Twz Twy beta alpha y0 x y0 bh

500 173739 7000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 021

500 173739 7500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 016

500 173739 8000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 010

500 173739 8500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 005

500 173739 9000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 000

500 173739 9500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -005

500 173739 10000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -010

500 173739 10500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -016

500 173739 11000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -021

500 173739 11500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -026

500 173739 12000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -030

500 173739 12500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -035

500 173739 13000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -039

500 173739 13500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -043

500 173739 14000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -046

500 173739 14500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -049

500 173739 15000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -052

500 173739 15500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -055

500 173739 16000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -057

500 173739 16500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -058

500 173739 17000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

500 173739 17500 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

500 173739 18000 4000 3939 684 8000 8000 026 450 2578 -060

Generacioacuten de momentos escorantes

328

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

329

Anexo 7 Capacidades del sistema de

posicionamiento dinaacutemico

En el presente anexo se recogen los distintos resultados numeacutericos obtenidos para cada una

de las condiciones estudiadas en el Capiacutetulo 9

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

330

1 Condicioacuten intacta

Tabla 7-1 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (1)

Heading [deg]

Beaufort Max [-]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 11 326 112 132 153 55 5 98 -346

30 975 274 84 119 110 66 11 93 -188

40 862 23 76 110 92 72 19 91 -70

50 797 206 60 104 78 76 27 91 35

60 742 186 64 100 88 79 34 90 137

70 708 174 64 96 94 82 41 90 238

80 697 17 41 93 63 85 44 90 217

90 691 168 40 90 63 88 46 90 279

100 708 174 63 87 98 91 44 90 531

110 725 18 64 84 94 94 41 90 640

120 753 19 64 81 87 97 34 90 737

130 8 207 89 78 107 101 27 89 1148

140 857 228 76 73 91 106 19 89 1080

150 95 264 81 67 108 112 11 87 1225

160 1076 316 77 56 104 123 5 82 1150

170 11 326 67 37 107 144 2 60 784

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

331

Heading [deg]

Beaufort Max [-]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

180 11 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 1076 316 77 304 104 237 5 278 -1150

210 95 264 81 293 108 248 11 273 -1225

220 857 228 76 287 91 254 19 271 -1080

230 8 207 89 282 107 259 27 271 -1148

240 753 19 64 279 87 263 34 270 -737

250 725 18 64 276 94 266 41 270 -640

260 708 174 63 273 98 269 44 270 -531

270 691 168 40 270 63 272 46 270 -279

280 697 17 41 267 63 275 44 270 -217

290 708 174 64 264 94 278 41 270 -238

300 742 186 64 260 88 281 34 270 -137

310 797 206 60 256 78 284 27 269 -35

320 862 23 76 250 92 288 19 269 70

330 975 274 84 241 110 294 11 267 188

340 11 326 112 228 153 305 5 262 346

350 11 326 85 208 111 325 2 240 229

Tabla 7-2 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Condicioacuten intacta (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

332

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 77 433 0 0 0 214 273 -164

30 24 701 0 0 0 185 271 -536

40 -13 961 0 0 0 178 270 -878

50 -40 1183 0 0 0 162 271 -1178

60 -78 1338 0 0 0 183 272 -1397

70 -120 1409 0 0 0 198 272 -1528

80 -103 1387 0 0 0 148 271 -1501

90 -129 1275 0 0 0 150 271 -1425

100 -236 1085 0 180 0 205 271 -1380

110 -261 842 0 180 0 198 270 -1221

120 -273 574 0 180 0 184 270 -1038

130 -371 313 0 180 0 217 270 -1090

140 -345 92 0 180 0 180 269 -827

150 -431 -64 0 180 0 187 267 -730

160 -408 -135 0 180 0 157 265 -608

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 408 135 0 180 0 157 95 608

210 431 64 0 180 0 187 93 730

220 345 -92 0 180 0 180 91 827

230 371 -313 0 180 0 217 90 1090

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

333

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

240 273 -574 0 180 0 184 90 1038

250 261 -842 0 180 0 198 90 1221

260 236 -1085 0 180 0 205 89 1380

270 129 -1275 0 180 0 150 89 1425

280 103 -1387 0 360 0 148 89 1501

290 120 -1409 0 360 0 198 88 1528

300 78 -1338 0 360 0 183 88 1397

310 40 -1183 0 360 0 162 89 1178

320 13 -961 0 360 0 178 90 878

330 -24 -701 0 360 0 185 89 536

340 -77 -433 0 360 0 214 87 164

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

2 Peacuterdida T1

Tabla 7-3 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 11 33 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 9 945 24 262 63 132 83 55 5 98 -194

30 8 803 21 208 60 119 75 66 11 93 -135

40 6 685 14 166 34 110 43 72 19 91 -31

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

334

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

50 6 612 14 142 39 104 50 76 27 91 23

60 5 555 11 124 25 100 36 80 34 90 53

70 5 516 11 112 25 96 38 82 41 90 93

80 5 503 11 108 25 93 40 85 44 90 131

90 5 51 11 11 24 90 41 88 46 90 168

100 5 529 11 116 25 87 40 91 44 90 208

110 5 561 11 126 25 84 38 94 41 90 251

120 6 6 14 138 42 81 55 97 34 90 480

130 6 648 14 154 39 78 49 101 27 89 510

140 7 708 17 174 52 73 66 105 19 89 737

150 8 803 21 208 59 67 74 112 11 87 881

160 9 925 24 254 57 56 82 123 5 82 849

170 11 11 33 326 67 37 107 144 2 60 784

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 11 33 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 9 925 24 254 57 304 82 237 5 278 -849

210 8 803 21 208 59 293 74 248 11 273 -881

220 7 708 17 174 52 287 66 255 19 271 -737

230 6 648 14 154 39 282 49 259 27 271 -510

240 6 6 14 138 42 279 55 263 34 270 -480

250 5 561 11 126 25 276 38 266 41 270 -251

260 5 529 11 116 25 273 40 269 44 270 -208

270 5 51 11 11 24 270 41 272 46 270 -168

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

335

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

280 5 503 11 108 25 267 40 275 44 270 -131

290 5 516 11 112 25 264 38 278 41 270 -93

300 5 555 11 124 25 260 36 280 34 270 -53

310 6 612 14 142 39 256 50 284 27 269 -23

320 6 685 14 166 34 250 43 288 19 269 31

330 8 803 21 208 60 241 75 294 11 267 135

340 9 945 24 262 63 228 83 305 5 262 194

350 11 11 33 326 85 208 111 325 2 240 229

Tabla 7-4 Capacidades de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida T1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 42 433 0 0 0 121 273 -281

30 16 701 0 0 0 133 270 -581

40 -6 961 0 0 0 92 270 -924

50 -25 1183 0 0 0 113 271 -1180

60 -32 1338 0 0 0 94 271 -1360

70 -49 1409 0 0 0 103 271 -1454

80 -66 1387 0 0 0 109 271 -1452

90 -82 1275 0 0 0 111 271 -1360

100 -96 1085 0 180 0 109 270 -1197

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

336

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

110 -106 842 0 180 0 103 270 -986

120 -174 574 0 180 0 131 270 -880

130 -172 313 0 180 0 114 270 -651

140 -251 92 0 180 0 133 269 -578

150 -294 -64 0 180 0 134 268 -524

160 -321 -135 0 180 0 122 264 -393

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 321 135 0 180 0 122 96 393

210 294 64 0 180 0 134 92 524

220 251 -92 0 180 0 133 91 578

230 172 -313 0 180 0 114 90 651

240 174 -574 0 180 0 131 90 880

250 106 -842 0 180 0 103 90 986

260 96 -1085 0 180 0 109 90 1197

270 82 -1275 0 180 0 111 89 1360

280 66 -1387 0 360 0 109 89 1452

290 49 -1409 0 360 0 103 89 1454

300 32 -1338 0 360 0 94 89 1360

310 25 -1183 0 360 0 113 89 1180

320 6 -961 0 360 0 92 90 924

330 -16 -701 0 360 0 133 90 581

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

337

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

340 -42 -433 0 360 0 121 87 281

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

3 Peacuterdida A1

Tabla 7-5 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 11 11 33 326 85 152 111 35 2 120 -229

20 10 1048 28 304 85 132 106 55 5 98 -262

30 8 895 21 242 60 119 75 66 11 93 -135

40 7 797 17 206 52 110 67 72 19 91 -48

50 7 714 17 176 60 104 78 76 27 91 35

60 6 661 14 158 42 100 56 80 34 90 89

70 6 63 14 148 42 96 60 82 41 90 155

80 6 618 14 144 41 93 63 85 44 90 217

90 6 618 14 144 40 90 63 88 46 90 279

100 6 63 14 148 41 87 62 91 44 90 346

110 6 655 14 156 42 84 60 94 41 90 417

120 6 685 14 166 42 81 55 97 34 90 480

130 7 731 17 182 61 78 78 101 27 89 783

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

338

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

140 8 8 21 207 76 73 91 106 19 89 1080

150 8 884 21 238 59 67 74 112 11 87 881

160 10 1024 28 294 77 56 104 123 5 82 1150

170 11 11 33 326 67 37 107 144 2 60 784

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 11 11 33 326 67 323 107 216 2 300 -784

200 10 1019 28 292 77 304 104 237 5 278 -1150

210 8 878 21 236 59 293 74 248 11 273 -881

220 7 797 17 206 52 287 66 255 19 271 -737

230 7 731 17 182 61 282 78 259 27 271 -783

240 6 685 14 166 42 279 55 263 34 270 -480

250 6 655 14 156 42 276 60 266 41 270 -417

260 6 63 14 148 41 273 62 269 44 270 -346

270 6 618 14 144 40 270 63 272 46 270 -279

280 6 618 14 144 41 267 63 275 44 270 -217

290 6 63 14 148 42 264 60 278 41 270 -155

300 6 661 14 158 42 260 56 280 34 270 -89

310 7 714 17 176 60 256 78 284 27 269 -35

320 7 797 17 206 52 250 67 288 19 269 48

330 8 895 21 242 60 241 75 294 11 267 135

340 10 1052 28 306 85 228 106 305 5 262 262

350 11 11 33 326 85 208 111 325 2 240 229

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

339

Tabla 7-6 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 63 189 0 0 0 106 279 -23

20 53 433 0 0 0 156 271 -224

30 16 701 0 0 0 133 270 -581

40 -9 961 0 0 0 132 271 -904

50 -40 1183 0 0 0 162 271 -1178

60 -49 1338 0 0 0 130 271 -1378

70 -76 1409 0 0 0 141 271 -1488

80 -103 1387 0 0 0 148 271 -1501

90 -129 1275 0 0 0 150 271 -1425

100 -151 1085 0 180 0 148 271 -1280

110 -166 842 0 180 0 141 270 -1092

120 -174 574 0 180 0 131 270 -880

130 -270 313 0 180 0 162 269 -826

140 -345 92 0 180 0 178 269 -827

150 -294 -64 0 180 0 134 268 -524

160 -408 -135 0 180 0 157 265 -608

170 -321 -113 0 180 0 110 253 -351

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 321 113 0 180 0 110 107 351

200 408 135 0 180 0 157 95 608

210 294 64 0 180 0 134 92 524

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

340

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

220 251 -92 0 180 0 133 91 578

230 270 -313 0 180 0 162 91 826

240 174 -574 0 180 0 131 90 880

250 166 -842 0 180 0 141 90 1092

260 151 -1085 0 180 0 148 89 1280

270 129 -1275 0 180 0 150 89 1425

280 103 -1387 0 360 0 148 89 1501

290 76 -1409 0 360 0 141 89 1488

300 49 -1338 0 360 0 130 89 1378

310 40 -1183 0 360 0 162 89 1178

320 9 -961 0 360 0 132 89 904

330 -16 -701 0 360 0 133 90 581

340 -53 -433 0 360 0 156 89 224

350 -63 -189 0 360 0 106 81 23

4 Peacuterdida A2 y T1

Tabla 7-7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (1)

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

0 11 11 33 326 75 180 95 0 1 180 0

10 10 1086 28 32 64 152 78 35 2 120 -174

20 8 835 21 22 45 132 57 55 5 98 -139

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

341

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

30 6 679 14 164 27 119 35 66 11 93 -60

40 5 555 11 124 20 110 27 73 19 91 -19

50 4 454 8 94 13 104 17 77 27 91 7

60 3 372 5 72 6 100 11 81 34 90 14

70 3 3 5 54 6 96 11 83 41 90 24

80 2 29 3 52 2 93 4 86 20 90 13

90 3 3 5 54 6 90 12 88 46 90 43

100 3 348 5 66 6 87 12 90 44 90 53

110 4 418 8 84 14 84 21 94 41 90 137

120 4 475 8 10 14 81 19 97 34 90 157

130 5 542 11 12 24 78 32 101 27 89 307

140 6 618 14 144 34 73 42 105 19 89 480

150 7 708 17 174 40 67 54 112 11 87 601

160 8 83 21 218 41 56 56 123 5 82 611

170 10 1038 28 30 51 37 75 144 2 60 595

180 11 11 33 326 52 0 91 180 1 0 0

190 10 1057 28 308 51 323 75 216 2 300 -595

200 8 841 21 222 41 304 56 237 5 278 -611

210 7 708 17 174 40 293 54 248 11 273 -601

220 6 618 14 144 34 287 42 255 19 271 -480

230 5 542 11 12 24 282 32 259 27 271 -307

240 4 475 8 10 14 279 19 263 34 270 -157

250 4 418 8 84 14 276 21 266 41 270 -137

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

342

Heading [deg]

Beaufort [-]

Beaufort Max [-]

Wind limit [ms]

Wind limit max [ms]

Wind force [kN]

Wind force dir [deg]

Wave force [kN]

Wave force dir [deg]

Current force [kN]

Current force dir [deg]

Wind moment [kNm]

260 3 348 5 66 6 273 12 270 44 270 -53

270 3 3 5 54 6 270 12 272 46 270 -43

280 2 29 3 52 2 267 4 274 20 270 -13

290 3 3 5 54 6 264 11 277 41 270 -24

300 3 364 5 7 6 260 11 279 34 270 -14

310 4 454 8 94 13 256 17 283 27 269 -7

320 5 555 11 124 20 250 27 287 19 269 19

330 6 673 14 162 27 241 35 294 11 267 60

340 8 835 21 22 45 228 57 305 5 262 139

350 10 1076 28 316 64 208 78 325 2 240 174

Tabla 7-8 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico Peacuterdida A2 y T1 (2)

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

0 0 0 0 0 0 19 360 0

10 44 189 0 0 0 76 275 -60

20 29 433 0 0 0 86 271 -322

30 7 701 0 0 0 67 270 -648

40 -4 961 0 0 0 64 270 -939

50 -9 1183 0 0 0 56 270 -1181

60 -9 1338 0 0 0 51 270 -1342

70 -14 1409 0 0 0 58 271 -1418

80 -7 616 0 0 0 26 270 -623

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

343

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

90 -24 1275 0 0 0 64 270 -1293

100 -29 1085 0 180 0 63 270 -1110

110 -58 842 0 180 0 75 270 -920

120 -61 574 0 180 0 67 270 -670

130 -110 313 0 180 0 81 270 -510

140 -160 92 0 180 0 92 269 -412

150 -214 -64 0 180 0 98 268 -324

160 -219 -135 0 180 0 86 265 -258

170 -224 -113 0 180 0 78 256 -259

180 0 0 0 180 0 38 180 0

190 224 113 0 180 0 78 104 259

200 219 135 0 180 0 86 95 258

210 214 64 0 180 0 98 92 324

220 160 -92 0 180 0 92 91 412

230 110 -313 0 180 0 81 90 510

240 61 -574 0 180 0 67 90 670

250 58 -842 0 180 0 75 90 920

260 29 -1085 0 180 0 63 90 1110

270 24 -1275 0 180 0 64 90 1293

280 7 -616 0 360 0 26 90 623

290 14 -1409 0 360 0 58 89 1418

300 9 -1338 0 360 0 51 90 1342

310 9 -1183 0 360 0 56 90 1181

Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico

344

Heading [deg]

Wave moment [kNm]

Current moment [kNm]

External force [kN]

External force dir [deg]

External moment [kNm]

Thruster force [kN]

Thruster force dir [deg]

Thruster moment [kNm]

320 4 -961 0 360 0 64 90 939

330 -7 -701 0 360 0 67 90 648

340 -29 -433 0 360 0 86 89 322

350 -44 -189 0 360 0 76 85 60

  • Especificaciones
  • Resumen
  • Abstract
  • Agradecimientos
  • Iacutendice
  • Capiacutetulo 1 Anaacutelisis funcional y conceptual Dimensionamiento
    • 1 Especificacioacuten del proyecto
    • 2 Introduccioacuten
    • 3 Siglas y acroacutenimos empleados
    • 4 El buque supply
    • 5 Anaacutelisis de la misioacuten
    • 6 Introduccioacuten al dimensionamiento
    • 7 Base de Datos
    • 8 Buque Base
    • 9 Regresiones directas
      • 91 Eslora total
      • 92 Eslora entre perpendiculares
      • 93 Manga
      • 94 Puntal
      • 95 Calado
      • 96 Francobordo
      • 97 Dimensiones obtenidas
        • 10 Relaciones adimensionales
          • 101 Lpp B D
          • 102 Lpp B
          • 103 LOA B
          • 104 Fn
          • 105 T D
          • 106 Lpp D
          • 107 B T
          • 108 B D
            • 11 Dimensiones y relaciones adimensionales obtenidas
            • 12 Estimacioacuten de la potencia
            • 13 Estimacioacuten del peso en rosca
              • 131 Peso de la estructura de acero del buque base
              • 132 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo del buque base
              • 133 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar del buque base
              • 134 Peso en rosca estimado del buque base
              • 135 Peso de la estructura de acero de la alternativa inicial
              • 136 Peso del equipo y habilitacioacuten y equipo de la alternativa inicial
              • 137 Peso de maquinaria propulsora y auxiliar de la alternativa inicial
              • 138 Peso en rosca estimado de la alternativa inicial
                • 14 Generacioacuten de alternativas
                  • 141 Generacioacuten de la alternativa inicial
                  • 142 Generacioacuten de alternativas
                    • 15 Evaluacioacuten econoacutemica de las alternativas
                      • 151 Alternativa final seleccionada
                        • 16 Coeficientes de la carena
                          • 161 Coeficiente de bloque
                          • 162 Coeficiente de la maestra
                          • 163 Coeficiente prismaacutetico longitudinal
                          • 164 Coeficiente de la flotacioacuten
                          • 165 Posicioacuten longitudinal del centro de carena
                          • 166 Longitud del cuerpo ciliacutendrico
                          • 167 Coeficientes estimados
                            • 17 Evaluacioacuten teacutecnica de la alternativa final seleccionada
                              • 171 Evaluacioacuten del aacuterea de cubierta
                              • 172 Evaluacioacuten del francobordo
                              • 173 Evaluacioacuten de la estabilidad inicial
                                • 18 Resumen de las principales caracteriacutesticas del buque
                                  • Capiacutetulo 2 Disentildeo de formas
                                    • 1 Introduccioacuten
                                    • 2 Aspectos Previos
                                      • 21 Aspectos relacionados con la flotacioacuten
                                      • 21 Influencia de la seccioacuten transversal Cuerpos de salida y entrada
                                      • 22 Influencia de la seccioacuten longitudinal Cuerpos de salida y entrada
                                      • 23 Disposicioacuten de los propulsores
                                      • 24 Comportamiento en la mar
                                      • 25 Estabilidad
                                      • 26 Resistencia al avance
                                      • 27 Astilla muerta
                                        • 3 Generacioacuten de formas
                                        • 4 Caracteriacutesticas de las formas
                                          • 41 Curva de aacutereas normalizada
                                            • 5 Plano de formas
                                            • 6 Anaacutelisis del comportamiento hidrodinaacutemico
                                            • 7 Estimacioacuten de la resistencia al avance
                                              • 71 Meacutetodos estadiacutesticos de resistencia al avance
                                              • 72 Correcciones a los meacutetodos estadiacutesticos
                                              • 73 Resistencia aerodinaacutemica
                                              • 74 Resultados obtenidos
                                                  • Capiacutetulo 3 Disposicioacuten general
                                                    • 1 Introduccioacuten
                                                    • 2 Anaacutelisis previo
                                                      • 21 Tipo de buque y operaciones que realiza
                                                      • 22 Tipo de propulsioacuten y gobierno
                                                      • 23 Habilitacioacuten
                                                      • 24 Autonomiacutea
                                                      • 25 Lastre
                                                      • 26 Posicionamiento dinaacutemico (DYNAPOS-AMAT)
                                                        • 3 Elementos estructurales
                                                          • 31 Elementos transversales
                                                          • 32 Elementos longitudinales
                                                            • 4 Mamparos estancos
                                                              • 41 Mamparo de colisioacuten
                                                              • 42 Mamparo delimitador por popa del local de propulsores de proa
                                                              • 43 Mamparo del pique de popa
                                                              • 44 Mamparo delimitador por proa del local de propulsores de popa
                                                              • 45 Mamparos delimitadores de la caacutemara de maacutequinas
                                                                • 5 Cubiertas y doble fondo
                                                                  • 51 Doble fondo
                                                                  • 52 Cubierta principal
                                                                  • 53 Cubierta de acomodacioacuten 1
                                                                  • 54 Cubierta de acomodacioacuten 2
                                                                  • 55 Cubierta de gobierno
                                                                  • 56 Tope de puente de gobierno
                                                                    • 6 Disposicioacuten de tanques
                                                                      • 61 Tanques de combustible
                                                                      • 62 Tanques de aceite de lubricacioacuten y aceite sucio
                                                                      • 63 Tanque de lodos y sentinas
                                                                      • 64 Tanques de agua dulce
                                                                      • 65 Tanques de lastre
                                                                      • 66 Tanques de servicio
                                                                      • 67 Tomas de mar
                                                                      • 68 Cofferdams
                                                                          • Capiacutetulo 4 Equipos y servicios
                                                                            • 1 Introduccioacuten
                                                                            • 2 Equipos de fondeo y amarre
                                                                              • 21 Anclas
                                                                              • 22 Cadenas
                                                                              • 23 Caja de Cadenas
                                                                              • 24 Escobeacuten
                                                                              • 25 Molinetes
                                                                              • 26 Estopor
                                                                              • 27 Liacuteneas de amarre y de remolque
                                                                              • 28 Elementos auxiliares de amarre
                                                                              • 29 Resumen elementos de amarre y fondeo
                                                                                • 3 Sistema de propulsioacuten y gobierno
                                                                                • 4 Equipos de salvamento
                                                                                  • 41 Comunicaciones
                                                                                  • 42 Dispositivos individuales
                                                                                  • 43 Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate
                                                                                  • 44 Elementos auxiliares
                                                                                    • 5 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones
                                                                                      • 51 Material naacuteutico de ayuda a la navegacioacuten
                                                                                      • 52 Sistemas de comunicacioacuten externa e interna
                                                                                      • 53 Luces y sentildeales de navegacioacuten
                                                                                      • 54 Sentildeales acuacutesticas y luminosas
                                                                                      • 55 Peso del sistema de comunicacioacuten y navegacioacuten
                                                                                        • 6 Achique y sentinas
                                                                                          • 61 Colector de sentinas
                                                                                          • 62 Ramales del colector de sentinas
                                                                                          • 63 Ramales del colector de sentinas
                                                                                            • 7 Sistema de lastre
                                                                                              • 71 Bombas de lastre
                                                                                              • 72 Sistema de tratamiento de lastre
                                                                                                • 8 Aireaciones reboses y sondas de tanques
                                                                                                  • 81 Aireaciones
                                                                                                  • 82 Reboses
                                                                                                  • 83 Sondas
                                                                                                    • 9 Sistema contraincendios
                                                                                                      • 91 Sistema de deteccioacuten
                                                                                                      • 92 Sistema de contencioacuten
                                                                                                      • 93 Sistemas de lucha contraincendios
                                                                                                      • 931 Sistema de agua salada
                                                                                                      • 932 Sistema de CO2
                                                                                                      • 933 Sistema de rociadores
                                                                                                      • 934 Elementos contraincendios individuales
                                                                                                      • 94 Sistema contra incendios exterior FIFI I
                                                                                                      • 941 Sistema de auto proteccioacuten mediante cortina de agua
                                                                                                        • 10 Sistema de agua sanitaria
                                                                                                          • 101 Tanque hidroacuteforo
                                                                                                          • 102 Bombas de agua sanitaria
                                                                                                          • 103 Calentador de agua dulce
                                                                                                            • 11 Sistema de aguas residuales
                                                                                                            • 12 Gruacutea principal
                                                                                                              • 121 Caracteriacutesticas principales de la gruacutea
                                                                                                              • 122 Disposicioacuten de la gruacutea en el buque
                                                                                                                • 13 Sistema de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                • 14 Maquinaria de cubierta Equipos de remolque y manejo de anclas
                                                                                                                  • 141 Anchor Handling Towing
                                                                                                                  • 142 Rodillo de popa
                                                                                                                  • 143 Shark Jaws y Tow Pins
                                                                                                                  • 144 Tugger winches
                                                                                                                    • 15 Sistema de alumbrado
                                                                                                                      • 151 Sistema de alumbrado exterior
                                                                                                                      • 152 Sistema de alumbrado interior
                                                                                                                      • 153 Sistema de alumbrado de emergencia
                                                                                                                        • 16 Sistema de ventilacioacuten calefaccioacuten y aire acondicionado
                                                                                                                          • Capiacutetulo 5 Dimensionamiento de la planta propulsora
                                                                                                                            • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                            • 2 Propulsores
                                                                                                                              • 21 Seleccioacuten de propulsores principales
                                                                                                                              • 22 Propulsores auxiliares
                                                                                                                                • 3 Generacioacuten de potencia
                                                                                                                                • 4 Descripcioacuten de propulsores principales
                                                                                                                                  • 41 Modelo de propulsor principal
                                                                                                                                  • 42 Disposicioacuten de los propulsores principales
                                                                                                                                  • 43 Seleccioacuten de los propulsores auxiliares
                                                                                                                                    • 5 Disposicioacuten de los propulsores
                                                                                                                                      • Capiacutetulo 6 Dimensionamiento de la planta eleacutectrica
                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                        • 2 Situaciones de carga
                                                                                                                                        • 3 Caracteriacutesticas de la planta eleacutectrica
                                                                                                                                          • 31 Tipo de corriente
                                                                                                                                          • 32 Tipo de tensioacuten y frecuencia
                                                                                                                                          • 33 Redes fundamentales
                                                                                                                                          • 34 Transformadores
                                                                                                                                          • 35 Fuentes de energiacutea eleacutectrica Generacioacuten
                                                                                                                                          • 36 Tipologiacutea de las redes a bordo Distribucioacuten
                                                                                                                                            • 4 Principales Consumidores
                                                                                                                                            • 5 Balance eleacutectrico preliminar
                                                                                                                                            • 6 Seleccioacuten de los generadores eleacutectricos
                                                                                                                                              • 61 Grupos generadores principales
                                                                                                                                              • 62 Grupo generador de emergencia
                                                                                                                                                • 7 Servicios de Caacutemara de Maacutequinas y Generadores
                                                                                                                                                  • 71 Consumo de los generadores
                                                                                                                                                  • 72 Sistemas auxiliares de los motores generadores
                                                                                                                                                  • 721 Sistema de combustible
                                                                                                                                                  • 722 Sistema de lubricacioacuten
                                                                                                                                                  • 723 Sistema de refrigeracioacuten
                                                                                                                                                  • 724 Sistema de aire comprimido
                                                                                                                                                  • 73 Generador de agua dulce
                                                                                                                                                  • 74 Sistema de exhaustacioacuten
                                                                                                                                                  • 741 Elementos
                                                                                                                                                  • 75 Sistema de ventilacioacuten de caacutemara de maacutequinas
                                                                                                                                                  • 751 Ventilacioacuten de los locales de los propulsores
                                                                                                                                                  • 752 Ventilacioacuten del local de emergencia
                                                                                                                                                    • 8 Balance eleacutectrico
                                                                                                                                                    • 9 Disposicioacuten de la caacutemara de maacutequinas
                                                                                                                                                    • 10 Diagrama unifilar
                                                                                                                                                      • Capiacutetulo 7 Disentildeo estructural
                                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                        • 2 Consideraciones iniciales
                                                                                                                                                          • 21 Definiciones
                                                                                                                                                          • 211 Tipo de casco
                                                                                                                                                          • 212 Notacioacuten de navegacioacuten
                                                                                                                                                          • 213 Eslora de escantillonado
                                                                                                                                                          • 214 Posicioacuten de la cuaderna maestra
                                                                                                                                                          • 215 Manga de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 216 Puntal de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 217 Calado de trazado o escantillonado
                                                                                                                                                          • 218 Coeficiente de bloque
                                                                                                                                                          • 22 Materiales
                                                                                                                                                            • 3 Principios de disentildeo estructurales
                                                                                                                                                              • 31 Tipo de estructura
                                                                                                                                                              • 32 Disposicioacuten de elementos principales
                                                                                                                                                                • 4 Resistencia Longitudinal
                                                                                                                                                                  • 41 Determinacioacuten de las cargas globales
                                                                                                                                                                  • 411 Momento en aguas tranquilas
                                                                                                                                                                  • 412 Momento flector en olas
                                                                                                                                                                  • 413 Momentos flectores combinados
                                                                                                                                                                  • 42 Determinacioacuten de las tensiones admisibles
                                                                                                                                                                  • 421 Tensiones globales admisibles
                                                                                                                                                                  • 422 Tensiones locales admisibles
                                                                                                                                                                  • 43 Determinacioacuten de las presiones externas
                                                                                                                                                                  • 431 Presiones en el fondo
                                                                                                                                                                  • 432 Presiones en el costado
                                                                                                                                                                  • 433 Presiones en cubierta
                                                                                                                                                                  • 44 Determinacioacuten de las presiones internas
                                                                                                                                                                  • 441 Aceleracioacuten en heave
                                                                                                                                                                  • 442 Aceleracioacuten en pitch
                                                                                                                                                                  • 443 Aceleracioacuten en roll
                                                                                                                                                                  • 444 Aceleracioacuten vertical
                                                                                                                                                                  • 445 Cargas internas en mamparos
                                                                                                                                                                    • 5 Escantillonado de elementos
                                                                                                                                                                      • 51 Estructura del fondo
                                                                                                                                                                      • 52 Estructura del costado
                                                                                                                                                                      • 53 Estructura de la cubierta principal
                                                                                                                                                                      • 54 Estructura de los mamparos
                                                                                                                                                                        • 6 Caacutelculo de las secciones representativas
                                                                                                                                                                          • 61 Seccioacuten de popa
                                                                                                                                                                          • 62 Seccioacuten de proa
                                                                                                                                                                          • 63 Seccioacuten media o cuaderna maestra
                                                                                                                                                                            • 7 Resumen de los elementos estructurales empleados
                                                                                                                                                                            • 8 Valor y posicioacuten del peso en rosca
                                                                                                                                                                              • 81 Peso de acero
                                                                                                                                                                              • 811 Peso del acero longitudinal continuo
                                                                                                                                                                              • 812 Peso del acero transversal continuo
                                                                                                                                                                              • 813 Peso de los mamparos
                                                                                                                                                                              • 814 Peso del acero de la superestructura
                                                                                                                                                                              • 815 Otros pesos
                                                                                                                                                                              • 82 Peso de acero total
                                                                                                                                                                              • 83 Peso de maquinaria y equipos
                                                                                                                                                                              • 84 Peso de la habilitacioacuten
                                                                                                                                                                              • 85 Peso en rosca
                                                                                                                                                                                  • Capiacutetulo 8 Caacutelculos de arquitectura naval
                                                                                                                                                                                    • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                    • 2 Componentes del peso muerto
                                                                                                                                                                                    • 3 Puntos de inundacioacuten progresiva
                                                                                                                                                                                    • 4 Situaciones de carga consideradas
                                                                                                                                                                                      • 41 SC01 Salida a plena carga
                                                                                                                                                                                      • 42 SC02 En operacioacuten
                                                                                                                                                                                      • 43 SC03 En operacioacuten con gruacutea principal
                                                                                                                                                                                      • 44 SC04 Fin de operacioacuten sin carga
                                                                                                                                                                                      • 45 SC05 Fin de operacioacuten con carga
                                                                                                                                                                                      • 46 SC06 Operacioacuten de remolque
                                                                                                                                                                                        • 5 Curvas hidrostaacuteticas
                                                                                                                                                                                        • 6 Caacutelculos de estabilidad
                                                                                                                                                                                          • 61 Estabilidad intacta
                                                                                                                                                                                          • 611 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC01
                                                                                                                                                                                          • 612 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC02
                                                                                                                                                                                          • 613 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC03
                                                                                                                                                                                          • 614 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC04
                                                                                                                                                                                          • 615 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC05
                                                                                                                                                                                          • 616 Caacutelculos de estabilidad para la condicioacuten SC06
                                                                                                                                                                                          • 62 Estabilidad en averiacuteas
                                                                                                                                                                                            • 7 Determinacioacuten del francobordo
                                                                                                                                                                                              • 71 Paraacutemetros del buque
                                                                                                                                                                                              • 72 Francobordo tabular
                                                                                                                                                                                              • 73 Correcciones y reducciones aplicables
                                                                                                                                                                                              • 731 Correccioacuten por coeficiente de bloque
                                                                                                                                                                                              • 732 Correccioacuten por puntal
                                                                                                                                                                                              • 733 Reduccioacuten por superestructuras
                                                                                                                                                                                              • 734 Correccioacuten por arrufo
                                                                                                                                                                                              • 74 Francobordos miacutenimos obtenidos
                                                                                                                                                                                              • 741 Francobordo de verano
                                                                                                                                                                                              • 742 Francobordo tropical
                                                                                                                                                                                              • 743 Francobordo de invierno
                                                                                                                                                                                              • 744 Francobordo de invierno para el Atlaacutentico Norte
                                                                                                                                                                                              • 745 Francobordo en agua dulce
                                                                                                                                                                                              • 746 Francobordo tropical en agua dulce
                                                                                                                                                                                                • 8 Caacutelculo del arqueo
                                                                                                                                                                                                  • 81 Arqueo bruto
                                                                                                                                                                                                  • 82 Arqueo neto
                                                                                                                                                                                                      • Capiacutetulo 9 Anaacutelisis de las capacidades de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                                                                                                        • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                                        • 2 Sistema de coordenadas
                                                                                                                                                                                                        • 3 Escenarios considerados
                                                                                                                                                                                                        • 4 Caracteriacutesticas principales del buque y configuracioacuten de propulsores
                                                                                                                                                                                                        • 5 Fuerzas y coeficientes de viento
                                                                                                                                                                                                        • 6 Fuerzas y coeficientes de corriente
                                                                                                                                                                                                        • 7 Fuerzas y coeficientes de olas
                                                                                                                                                                                                        • 8 Resultados
                                                                                                                                                                                                          • 81 Condicioacuten intacta
                                                                                                                                                                                                          • 82 Peacuterdida T1
                                                                                                                                                                                                          • 83 Peacuterdida A1
                                                                                                                                                                                                          • 84 Peacuterdida A2 y T1
                                                                                                                                                                                                            • 9 Conclusiones
                                                                                                                                                                                                              • Capiacutetulo 10 Anaacutelisis econoacutemico
                                                                                                                                                                                                                • 1 Introduccioacuten
                                                                                                                                                                                                                • 2 Costes de los materiales y equipos
                                                                                                                                                                                                                  • 21 Costes asociados al casco
                                                                                                                                                                                                                  • 22 Equipos armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 221 Equipos de fondeo amarre y remolque
                                                                                                                                                                                                                  • 222 Medios de salvamento
                                                                                                                                                                                                                  • 223 Adecuacioacuten de la acomodacioacuten
                                                                                                                                                                                                                  • 224 Equipos de fonda y hotel
                                                                                                                                                                                                                  • 225 Acondicionamiento de alojamientos
                                                                                                                                                                                                                  • 226 Equipos de navegacioacuten y comunicaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 227 Medios de contraincendios
                                                                                                                                                                                                                  • 228 Instalacioacuten eleacutectrica
                                                                                                                                                                                                                  • 229 Accesorios de equipo armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                  • 23 Maquinaria auxiliar de cubierta
                                                                                                                                                                                                                  • 24 Instalacioacuten propulsora
                                                                                                                                                                                                                  • 25 Maquinaria auxiliar de la propulsioacuten
                                                                                                                                                                                                                  • 26 Cargas pertrechos y repuestos
                                                                                                                                                                                                                  • 27 Instalaciones especiales del buque
                                                                                                                                                                                                                    • 3 Costes de la mano de obra
                                                                                                                                                                                                                      • 31 Costes de mano de obra asociados al casco
                                                                                                                                                                                                                      • 32 Costes de mano de obra asociados a los equipos armamento e instalaciones
                                                                                                                                                                                                                        • 4 Costes de astillero
                                                                                                                                                                                                                        • 5 Conclusiones
                                                                                                                                                                                                                          • Referencias
                                                                                                                                                                                                                          • Planos
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 1 Generacioacuten de alternativas
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 2 Curva de aacutereas
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 3 Balance eleacutectrico
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 4 Pesos y centros de gravedad
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 5 Situaciones de carga
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 6 Generacioacuten de momentos escorantes
                                                                                                                                                                                                                          • Anexo 7 Capacidades del sistema de posicionamiento dinaacutemico
                                                                                                                                                                                                                            • 1 Condicioacuten intacta
                                                                                                                                                                                                                            • 2 Peacuterdida T1
                                                                                                                                                                                                                            • 3 Peacuterdida A1
                                                                                                                                                                                                                            • 4 Peacuterdida A2 y T1
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