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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA NAVAL TEORIA DEL BUQUE II (MV-214)

CICLO 2014-3

PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA

22-01-15 NOTA

FECHA AP. PATERNO AP. MATERNO NOMBRES

Recomendaciones: 1. Prueba individual, sin copias. Duración Máxima: 120 minutos. 2. Escriba con letra clara y legible. Evite los borrones y enmendaduras 3. Se calificara solo respuestas solicitadas, evite la retórica innecesaria

4. Lea detenidamente la pregunta y responda sólo si está seguro de su respuesta. 5. No se permite el uso de apuntes de clase y libros. Estapermitido el uso de calculadora convencionales (No se

permite Calculadoras HP, TEXAS INSTRUMENTS, CELULARES, PC personales, etc.)

PROBLEMA Nº 1. (4.0 puntos) – NOMENCLATURA Y SIMBOLOGIA DEL BUQUE Respuesta correcta (0.05 pt) e incorrecta (-0.05 pt)

N° INGLES SIGNIFICADO 1 BOW/FORE/FORWARD PROA

2 AFT / STERN POPA

3 STARBOARD ESTRIBOR

4 PORT BABOR

5 AMIDSHIPS OR MIDSHIPS SECCION MEDIA

6 BEAM / BREADTH MANGA

7 BALLAST LASTRE

8 DECK CUBIERTA

9 MAIN DECK CUBIERTA PRINCIPAL

10 HEEL ANGLE ANGULO DE INCLINACION

11 DRY DOCK / GRAVING DOCK DIQUE SECO

12 BODY PLAN PLANO DE FORMA (PLANO DE FORMA)

13 BODY LINE LINEA BASE

14 COFFERDAM ESPACIO ENTRE MAMPAROS DE BODEGA Y MAQUINA

15 BETWEEN DECK ENTRECUBIERTA

16 BILGE PANTOQUE

17 BRACKET CARTELA

18 BUTTOCK LINE LINEA DE FINO

19 BOTTON FONDO

20 DOUBLE BOTTON DOBLE FONDO

21 CENTER LINE LINEA DE CENTRO Ó LINEA DE CRUJIA

22 CAMBER BRUSCA

23 DRAFT CALADO (T) O DRAUGHT

24 DEPTH PUNTAL (D)

25 DISPLACEMENT DESPLAZAMIENTO ()

26 IACS ASOCIACION INTERNACIONAL DE CASAS CLASIFICADORAS

27 FORECASTLE CASTILLO DE PROA

28 DEADRISE/ RISE OF FLOOR ASTILLA MUERTA

29 DEAD WEIGHT PESO MUERTO

30 DEEP TANK PROFUNDIDAD DE TANQUE

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31 FLARE SALIENTE DE CUBIERTA

32 TUMBLEHOME ENTRANTE DE CUBIERTA

33 FREEBOARD FRANCOBORDO

34 FRAME CUADERNA

35 HULL CASCO

36 HATCH ESCOTILLA

37 HOLD BODEGA

38 HEEL ESCORA

39 KEEL QUILLA

40 LENGTH ESLORA

41 LENGTH OVERALL ESLORA TOTAL

42 LIGHT SHIP WEIGHT DESPLAZAMIENTO EN ROSCA

43 LIST INCLINACION TRANSVERSAL POR EL VIENTO

44 LOAD WATERLINE CARGA DE LA LINEA DE AGUA

45 LAUCHING BOTADURA

46 NET TONNAGE ARQUEO NETO

47 SHEER LINE LINEA DE ARRUFO

48 TRIM ASIENTO = TA - TF

49 FLOOR VARENGA

50 BULKHEAD MAMPARO

51 WATERLINE (WL) LINEA DE AGUA

52 LENGTH WATERLINE (LWL) ESLORA DE FLOTACION

53 DESIGN WATERLINE (DWL) / LOAD WATERLINE LINEA DE DISEÑO

54 LENGTH BETWEEN PERPENDICULARES ESLORA ENTRE PERPENDICULARES

55 BOUYANCY EMPUJE

56 V.C.G. CENTRO DE GRAVEDAD VERTICAL

57 BUTTOCK LINEA DE FINO

58 BM RADIO DE METACENTRO TRANSVERSAL

59 RABBET ALEFRIZ

60 STRUCT ARBOTANTE

61 NUCKLE CODILLO

62 LAUNCH LANZAMIENTO

63 GRAUNDED VARADURA

64 STRANDED ENCALLADURA

65 INCLINING EXPERIMENT PRUEBA DE INCLINACIÓN

66 FREE SURFACE EFFECT EFECTO DE SUPERFICIE LIBRE

67 PIVOT PIVOTEO

68 COAMING BRAZOLA

69 HATCH COVER TAPA DE ESCOTILLA

70 HOWSE HOLE ESCOBEN

71 KEEL BLOCK PICADERO

72 BULKWARK AMURADA

73 STANCHION CANDELERO

74 KEEL BLOCK PICADERO

75 SHIPOWNER ARMADOR

76 WEB FRAME BULÁRCAMA

77 SIDE STRINGER PALMEJAR

78 BOTTOM GIRDER VAGRA

79 STRAKE TRACA

80 SHEER STRAKE TRACA DE CINTA

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PROBLEMA Nº 2. (7puntos) – EXPERIMENTO DE INCLINACION 2.1. Cuál es el objetivo del experimento de inclinación (1pts)

DETERMINAR − CENTRO DE CARENA VERTICAL (V.C.G) - (KG), − CENTRO DE GRAVEDAD LONGITUDINAL (L.C.G) − DESPLAZAMIENTO EN ROSCA

2.2. Como se define la estabilidad de un buque (1 pts)

2.3. Enumere las condiciones de una prueba de inclinación (1 pts)

− EL BUQUE DEBE ENCONTRARSE CON EL DESPLAZAMIENTO EN ROSCA − TANQUES VACIOS NECESARIAMENTE, PERO SI HAY UN TANQUE SEMILLENO ES

NECESARIO LLENARLO − NO DEBE HABER PESOS SUELTOS − CONDICIONES AMBIENTALES DEL DIA DE EXPERIMENTO, PRESION ATMOSFERICA,

HUMEDAD RELATIVA Y TEMPERATURA AMBIENTE − ESTADO DEL MAR EN ZONA DE EXPERIMENTO: MAR EN CALMA (ESCALA BEUFORT 0 /

DOUGLAS 0) − EL LUGAR SE RECOMIENDA QUE FUESE EN UNA RADA, O DIQUE SECO DE

PREFERENCIA ZONAS ABRIGADAS QUE NO ALTEREN EL ESTADO DE MAR POR CORRIENTES O VIENTO

2.4. Mencione los requerimientos (equipos, maquinaria, herramientas, etc.) para efectuar un experimento de inclinación (2 pts).

− PESOS, PENDULO, FLEXOMETRO, PERSONAL PARA LA MANIOBRA DE PESOS, GRUA DISPONIBLE, PERSONAL TECNICO PARA LA PRUEBA O REGISTRO DE DATOS, DENSIMETRO, TINAS PARALELIPEDICA CONTENIENDO ACEITE, PETROLEO O AGUA.

2.5. El Ingeniero naval que procedimiento debe realizar antes, durante y después de la prueba de inclinación (2 pts.) ANTES:

− INSPECCION DEL BUQUE EN CALZOS, REVISION DE MEMORIA DESCRIPTIVA, DISPOSICION GENERAL, LINEAS DE FORMA, ESTRUCTURA, CURVAS HIDROSTATICAS Y CRUZADAS, CON LA FINALIDAD DE VERIFICAR LOS COMPARTIMENTOS, EQUIPOS, MAQUINARIAS Y COMPONENTES MAS CRITICOS EN EL CONTROL DE PESOS QUE INFLUYEN EN EL EXPERIMENTO DE ESTABILIDAD.

− SELECCIÓN DE CANTIDAD DE PENDULOS Y UBICACIÓN − PLAN DE TRABAJO: COORDINACION CON PERSONAL DEL ASTILLERO Y TRIPULACION

(REPRESENTANTE DEL ARMADOR), A FIN DE FIJAR FECHA Y HORA DE EXPERIMENTO.

ESTABILIDAD BUQUE EN AGUAS TRANQUILAS

ESTABILIDAD BUQUE ENTRE OLAS

ESTABILIDAD ESTATICA Y DINAMICA

ESTABILIDAD INICIAL PEQUEÑOS

ANGULOS, 10°

ESTABILIDAD GRANDES

INCLINACIONES 10°

ESTABILIDAD TRANSVERSAL

ESTABILIDAD LONGITUDINAL

ESTABILIDAD TRANSVERSAL

ESTABILIDAD LONGITUDINAL

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− REMITIR EL REQUERIMIENTO TECNICO Y OPERACIONAL AL ASTILLERO PARA LA PRUEBA: QUIEN HABILITARA LA GRUA, DEFINIR QUIEN PROVEERA LOS OPERARIOS PARA LA MANIOBRA DE TRANSLADO DE PESOS, LOS PESOS DE PRUEBAS (DEBERA ASEGURARSE QUE SUS INSTRUMENTOS Y HERRAMIENTAS DE MEDICION ESTEN CALIBRADOS POR CONSIGUIENTE EL ASTILLERO DEBERA TENER SU PROGRAMA DE ASEGURAMIENTO METROLOGICO)

DURANTE: − SUPERVISAR EL PLAN DE TRABAJO DEL EXPERIMIENTO DE INCLINACION REFERIDO AL

PERSONAL, EQUIPOS, HERRAMIENTAS Y SEGURIDAD INDUSTRIAL. − REGISTRO DE CALADOS AMBAS BANDAS INICIALMENTE (MEDICION Y FOTOGRAFIA) − REGISTRAR LAS CONCIDIONES AMBIENTALES DEL DIA (PRESION AMFOSTERICA,

TEMPERATURA AMBIENTAL, ESTADO DE MAR, ETC.). − INSPECCION Y SONDAJE DE TANQUES − VERIFICACION COMPARTIMENTOS − DURANTE LA EXPERIENCIA EL BUQUE DEBERA TENER LAS AMARRAS SUELTAS PARA

QUE SE BALANCE LIBREMENTE − REGISTRO DE MEDICIONES DESPUES DEL MOVIMIENTO DE CARGAS DE PRUEBAS EN

CADA PENDULO Y CALADOS DE PROA Y POPA DESPUES:

− EFECTUAR EL TRABAJO EN GABINETE REFERIDO AL CALCULO DEL GM, KM Y KG − ANALISIS DE LOS DATOS OBTENIDOS – RESOLVER PREGUNTAS ¿REQUIERE LASTRAR?

¿CUANTO PESO?, ¿UBICACIÓN?, ¿TIPO DE LASTRE?, ¿FORMA DE FIJAR EL LASTRE? − ELABORACION DEL INFORME TECNICO – CONCLUSIONES - RECOMENDACIONES.

PROBLEMA N° 3( 9 pts.) –EJERCICIOS 3.1. Cuando un peso de 25 Ton. se mueve transversalmente sobre una cubierta a 15 m. se obtiene una

desviación de 20 cm. en un péndulo de 4 m. de longitud. Si el KM= 7 cm. y el =8000 Ton. Determinar el KG. ( 0.5 pts.)

SOLUCIÓN

W = 25 ton, d=15 m, des=0.2 m, l=4 m, KM=7, ∆=8000 ton

𝐺𝑀 =𝑊 ∗ 𝑑

∆ ∗ tan 𝜃=

25 ∗ 15

8000 ∗0.2

4

= 0.9375 𝑚.

KG = KM – GM KG = 7 – 0.9375 = 6.0625 m 3.2. Del mismo ejercicio 3.1. Tenemos una desviación de 18 cm. calcular el KG. (0.5 pts.) SOLUCIÓN

𝐺𝑀 =𝑊 ∗ 𝑑

∆ ∗ tan 𝜃=

25 ∗ 15

8000 ∗0.18

4

= 1.41667 𝑚.

KG = KM – GM KG = 7 – 1.41667 = 5.5833 m

5

3.3. Cuando el peso de 10 Ton. se mueve transversalmente con una distancia de 12 m. sobre cubierta se obtiene una desviación de 0.25 m. en un péndulo de 10 m. de longitud obteniéndose un GM=

0.6 m. ¿Determinar el en esa condición? (1 pts) SOLUCIÓN w=10 ton, d=12 m, des=0.25 m, l=10 m, GM=0.6

GM = 𝑤∗𝑑

∆∗tg(𝜃)

∆ = 𝑤∗𝑑

GM∗tg(𝜃)

= 10∗12

0.6∗0.25

10

∆ = 8000 ton 3.4. Una embarcación en forma de caja (60x10x3 m.) flota en agua dulce con un calado de 2 m. Se

mueve un peso de 15 Ton. transversalmente sobrecubierta con una distancia de 6 m. y se obtiene una desviación de 20 cm. y con un péndulo de 6 m. de longitud encontrar o determinar el KG del buque. Sabiendo que el centro de gravedad del peso se encuentra a 0.4 m. sobrecubierta. (1 pts.)

SOLUCIÓN w=15 ton, d=6 m, kg= (3+0.4) =3.4 m

∆=(1)*(10*60*2)=1200 ton,

des=0.2m, l=6 m, GM=0.6 Vista plano de agua:

BM=𝐼𝐶𝐿

∇ =

60∗103

12⁄

12001⁄

BM= 4.1667 Como es una caja:

KB = 𝑇

2 = 1 m

Se obtiene: KM = KB + BM = 5.1667

10

60

6

Por lo tanto: KG (de todo el sistema) = KM – GM = 2.9167 m Como se sabe la ubicación del peso, si lo desembarcamos:

KG (buque) = 𝐾𝐺𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎∗∆𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 −𝑘𝑔∗𝑤

∆𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙−𝑤

= 2.9167∗1200−3.4∗15

1200−15

KG (buque) = 2.91058 m 3.5. A un buque se le ha practicado una experiencia de estabilidad, con los siguientes resultados:

Un peso móvil de 2990 kg (1495 kg a cada costado) que se desplaza una distancia transversal recorrida de 12,02 m de costado a costado. Dos péndulos, uno en el palo de proa (de 6,27 m de longitud) y otro en el de popa (de 7,50 m). Los calados del buque en la experiencia son de Ta = 3,70 m y Tf = 3,05 m. Cómo Asiento = 3,70 – 3,05 = 0,65 m < 1 m los datos de las curvas hidrostáticas son: (3 pts.) Entrando con el calado medio Tm = 3,375 m: ∆ = 2097 ton Distancia del centro de gravedad a la sección media: LCG = -0.25 m Distancia del centro de flotación a la sección media LCF = -0.33 m Mto = 26 ton·m/cm TPc = 6.94 KM = 5.23 m Lpp = 74.432m Nota: para la corrección por asiento usar

𝑪𝒐𝒓𝒓𝒆𝒄𝒊ó𝒏 = 𝑳𝑪𝑭 ∗ 𝑨 ∗ 𝑻𝑷𝑪

𝑳𝑷𝑷

Hallar: a) El desplazamiento en el momento de la experiencia b) Hallar la media Tangente del experimento. c) La posición vertical del centro de gravedad en la experiencia d) La posición longitudinal del centro de gravedad

SOLUCION

a) ∆ = 2097 – 0.33∗0.65∗6.94

74.432∗ 100 = 2095

b) 𝑇𝑎𝑛 𝜃1 =122.5

6.27= 0.0195

𝑇𝑎𝑛 𝜃2 =145

7.5= 0.01933

𝑇𝑎𝑛 𝜃𝑚 =𝑇𝑎𝑛 𝜃1 + 𝑇𝑎𝑛 𝜃2

2=

0.0195 + 0.01933

2= 0.01943

7

c) GM:

𝐺𝑀 =1495 ∗ 12.02

2095 ∗ 0.01943= 0.441

KG = KM – GM = 5.23 – 0.441 = 4.789

d) Centrode gravedad longitudinal

𝐶𝐺 =𝐴 ∗ 𝑀𝑇𝑂

∆=

0.65 ∗ 26.100

2095= 0.81

LCG’ = -0.25 + 0.81 = 0.56 (a popa de sección media)

3.6 Un buque DD348 flota con un desplazamiento de 1500ton en agua de mar (KG = 13’). Se embarcan

100ton en un punto cuyo KG = 10’, se carga 50ton de lastre de agua de mar en un punto cuyo KG = 2’.Determinar la estabilidad dinámica en las condiciones finales hasta 40° (3 pts.)

SOLUCION: Sabemos:

∆ = 1500𝑡𝑜𝑛 , 𝜌 = 1.025 , 𝐾𝐺 = 13′ Del embarco:

𝐾𝐺’ = 1500 ∗ 13 + 10 ∗ 10 + 50 ∗ 2

1500 + 100 + 50= 12.4848′

∆𝑓= 1650 𝑇𝑜𝑛

KGs = 12

𝜃 0° 10° 20° 30° 40°

GZ (pies) 0 0.8 1.6 2.65 2.625

GG’ = KGs – KGr = -0.4848 GZ’ = GZ – GG’Sen𝜃

𝜃 0° 10° 20° 30° 40°

GZ’ (pies) 0 0.7158 1.4342 2.4076 2.3134

ED = 1650 *(10/3)*(Pi/180)*(1*0 + 4*0.7158 + 2*1.4342 + 4*2.407 + 1*2.3134) ED = 1696.7166

Campus Universitario UNI, Jueves 22 Enero 2015

Ing. Naval David AMAYA