Universidad Austral de Chile

Facultad de ciencias de la ingeniería

Instituto de Ciencias Navales y Marítimas

Estructura de la nava II

Informe:

Cuaderna maestra de un Bulk Carrier

Nombres:

Hooper Lincoln

Profesor:

Salas Marcos

Valdivia, 17/10/11

Introducción

El propósito de este trabajo es modelar y escantillonar la cuaderna maestra de un buque

Bulk Carrier, utilizando como medio para la realización, el programa de diseño estructural

de buques Poseidón.

El criterio de escantillonado esta basado en el reglamento de clasificación y construcción de

buques del Germanischer Lloyds, por tanto estaremos cumpliendo con las normas de

seguridad a la hora de diseñar los elementos estructurales de dicha cuaderna maestra.

Tipo de buque: Bulk Carrier

Características principales:

Eslora entre perpendiculares (m) 121

Eslora en flotación (m) 126

Manga (m) 23

Puntal (m) 12

Calado (m) 7.5

Coeficiente de Block 0.8

Peso muerto (tn) 11210

Velocidad de servicio (kn) 12

Clara entre cuadernas sección (-9 a 10 y 160 a 177) (mm) 600

Clara entre cuadernas sección (10 a 160) (mm) 700

Cantidad de bodegas 4

Ancho de escotilla de carga (m) 11.2

Largo de escotilla de carga (m) 21

Calculo del deadweight y el calado:

Para el cálculo del deadweight procedemos al método de regresión en el cual a partir de un

deadweight estimado obtenemos Lpp mediante la siguiente fórmula:

Lpp = EXP ((4.05)-(0.0003*DW’) + (0.31*LN (DW’)))

DW’ (tn) Lpp(m)

9 113.118916

10 116.839521

11 120.307087

11,21 121.006823

Pero como sabemos que Lpp: 121 m, obtenemos el DW buscado:

DW’ * 1000 = DW

11.21 * 1000 = 11210 tn

Para el cálculo del calado utilizamos otro método de regresión en el cual a partir del DW

estimado anteriormente obtenemos el calado mediante la siguiente fórmula:

T=EXP ((1.3)-(0.00032*DW’) + (0.3*LN (DW’)))

DW'(tn) T(m)

9 7.07301878

10 7.29781894

11 7.50709506

11.21 7.5492987

Por tanto con la formula obtenemos que para 11210 tn obtenemos un calado de 7.5 m

Estos métodos de cálculo sirven para Bulk Carrier de DW entre 2000 y 200000 tn, y fueron

obtenidos de el libro proyecto básico del buque mercante pág. 218.

Procedimiento de trabajo en Poseidón para el caculo de una cuaderna maestra de un

Bulk Carrier:

Primero procedimos a ingresar las características principales del buque en General Data,

luego procedemos en frame table (X dir) a ingresar los espacios entre clara de cuaderna:

Sección Espaciamiento(mm)

-9 a 10 600

10 a 160 700

160 a 177 600

Calculo del hull structure

1- ) Longitudinal members:

Las estructuras longitudinales son las principales estructuras de este Bulk Carrier, con las

cuales podremos calcular el modulo resistente, la inercia, el peso por sección y el peso total

de la cuaderna maestra.

Functional elements:

Se dibuja cada parte de la estructura de la cuaderna maestra y estipulamos la sección media

como la cuaderna 88.

Func. Elem Description N° Frame

CO_GI Coaming Girder 88

CO_HO Coaming Horizontal 88

CO_VE Coaming Vertical 88

DK_1 Weather Deck 88

HOPPER Hopper 88

IB Inner Bottom 88

LG_00 Longitudinal Girder 88

LG_010 Longitudinal Girder 88

LG_05 Longitudinal Girder 88

LG_14 Longitudinal Girder 88

SHELL Shell 88

WING Wing Bottom 88

Plate arrangement:

Procedemos a definir el ancho de plancha máximo, la ubicación de la soldadura, los

espesores de plancha y las secciones que determinan la cuaderna maestra.

Ancho de plancha máximo: 2700 mm.

Ubicación de soldadura al final de cada plancha.

Espesor de acuerdo a la necesidad de cada plancha para cumplir con el criterio del GL.

Secciones que determinan la cuaderna maestra: 58 y 118.

Ejemplo:

Stiffener arrangement:

Se definen los refuerzos entre cada estructura, desde el espaciamiento entre cada refuerzos

hasta el tipo de perfil a utilizar, en este caso utilizaremos perfiles bulbo que son los

utilizados en construcción naval.

Ejemplo:

Item Y,Z Start & End X, Start & End a (mm) Perfil Dimensiones

SHELL LG_00 58 700 HP 180*9.0

ST1 LG_05 118 0

Item Y,Z Start & End X, Start & End t(mm)

SHELL BEGIN 58 11

Keel B=2700.0 118

Hole and cut outs:

En este paso se procede a crear los agujeros en la quilla y las vagras, necesarios para la

correcta utilización de los estanques de lastre en el doble fondo y para futuras revisiones de

la estructura del buque.

Ejemplo:

Item X, Start & End espacimiento B(m) L(mm)

LG_00 60 4a 700 1500

1 116

2-) Transversal web plates

Entre las estructuras transversales de este Bulk Carrier tenemos la placa transversal a la

cual se realizaron hoyos, los cuales son de importancia para futuras revisión técnicas de la

estructura del buque, además posee perfiles bulbo (HP 60*4.0.) entre ls vagras

LG_05,LG_010, LG_14.

Ejemplo del hoyo realizado entre las vagras LG_00 y LG_05:

Item Y-pos Z-pos Dy Dz R

ST1 1750 0.50L 2300 800 200

3-) Transversal Bulk Heads

En la estructura de la cuaderna maestra incluimos 3 mamparos corrugados, cuyos tipo de

refuerzo es CV500*250*150*150 y están en la sección 58, 88 y 118 procediendo a crear

las bodegas de carga.

Resultados del dimensionamiento estructural del Bulk Carrier

Tabla1: Elementos longitudinales.

Elemento

funcional

Elementos

longitudinales

Espesor

(mm)

SHELL Keel 11

SHELL B1 9.0

SHELL B2 9.0

SHELL B3 9.0

SHELL Bilge 9.0

SHELL S4 10

SHELL S5 12

SHELL S6 12

SHELL S7 11

DK_1 D1 11

DK_1 D2 11

IB IB1 9.0

IB IB2 9.0

IB IB3 9.0

IB IB4 9.0

HOPPER H1 9.0

CO_GI CG1 14

WING W1 11

WING W2 11

WING W3 11

CO_VE CV1 10

CO_HO CH1 10

LG_00 LG1 10

LG_05 LG2 10

LG_010 LG3 10

LG_14 LG4 10

Tabla 2: Refuerzos longitudinales.

Refuerzos

Longitudinales Tipo de Refuerzo

Espaciamiento entre perfiles

(mm)

SHELL - ST1 HP 180*9.0 700

SHELL - ST2 HP 160*9.0 700

SHELL - ST3 HP 160*9.0 700

SHELL - ST4 HP 200*10.0 675

SHELL - ST5 HP 200*10.0 700

IB - ST6 HP 180*9.0 700

IB - ST7 HP 160*9.0 700

IB - ST8 HP 160*9.0 700

DK_1 - ST9 HP 200*11.0 590

WING - ST10 HP 200*11.0 600

CO_VE - ST11 HP 180*10.0 500

HOPPER - ST12 HP 140*9.0 750

Corrugated bulkhead CV500*250*150*150

Tabla 3: Calculo del modulo de sección en la sección media N° 88.

Existente Requerido por GL

Modulo de sección WD (m3) 4.229 4.220

Modulo de sección WB (m3) 5.500 4.220

Momento de inercia (m 4) 30.156 15.320

Peso de sección longitudinal (tn/m) 10.604

Peso de sección transversal (tn/m) 5.028

Peso cuerpo total (tn) 656.544

Conclusión

Poseidon con herramienta para el diseño y calculo de estructuras navales, es un medio muy

eficiente para estos fines, con el desarrollo de este trabajo se adquieren conocimientos

nuevo y provechosos para nuestro futuro como ingenieros navales.

El desarrollo estructural de la cuaderna maestra de este Bulk Carrier ha sido basado en

estructura mixta, pero predominantemente fue calculada con estructura longitudinal,

obteniendo módulos de sección WD y WB, que cumplen con lo requerido por

Germanischer Lloyd (GL), de esta forma cumplimos con la normativa de seguridad de la

casa de clasificación para el calculo de esta cuaderna maestra.