UNIVERSIDAD MARITIMA INTERNACIONAL DE PANAMAFACULTAD DE CIENCIAS NAÚTICASESCUELA DE MAQUINARIA NAVAL

CONSTRUCCION NAVAL IISEGUNDO SEMESTRE 2013

PROYECTO SEMESTRALTítulo: Informe investigativo sobre el buque Vale Brasil

Integrantes: Fabio Kranich C4F5GMF1Z

Daniel Pérez 3-732-632

Daniel Dutary 8-875-990

Alexis Rodriguez 8-875-801

Grupo:SEGUNDO MÁQUINAS ALPHA

Facilitador:Ing. ANGEL CISNEROS

Martes, 26 de noviembre de 2013

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Contenido1. DESCRIPCION GENERAL.................................................................................................................4

1.1 ESPECIFICACIONES DIMENCIONALES Y CARGA.......................................................................5

1.2 ESPECIFICACIONES INTERNAS..................................................................................................5

2. ESTRUCTURA DE UN MINERALERO...............................................................................................8

3. ESFUERZOS EN UN MINERALERO................................................................................................10

4. FUERZA LOCAL DE MAMPARO TRANSVERSAL, DOBLE FONDO Y BARAJA DE ESTRUCTURA DE CRUZ................................................................................................................................................14

5. DISTRIBUCIONES DE CARGA A LO LARGO DE LA LONGITUD DEL BUQUE...................................16

5.1 CONDICIÓN DE CARGA HOMOGENEA (FULL CARGO)...........................................................16

5.2 CONDICIÓN DE CARGA ALTERNADAS (FULL CARGO)............................................................16

5.3 CONDICIÓN DE CARGA POR BLOQUE Y POR PARTE..............................................................17

6. SISTEMAS BÁSICOS DEL BUQUE..................................................................................................19

6.1 SISTEMA DE ALIMENTACION DE COMBUSTIBLE...................................................................19

6.1.1 Volumen de Combustible...............................................................................................20

6.1.2 Autonomía......................................................................................................................20

6.1.3 Dimensiones de los tanques...........................................................................................20

6.1.4 Calentamiento de los tanques........................................................................................21

6.2 SISTEMA ELÉCTRICO..............................................................................................................21

6.2.1 Proyecto Eléctrico/ Balance Eléctrico.............................................................................21

6.3 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO.................................................................................................22

6.4 SISTEMA DE GOBIERNO.........................................................................................................23

7. TAPAS DE ESCOTILLAS.................................................................................................................25

7.1 EN QUE CONSISTE UNA TAPA DE ESCOTILLA........................................................................25

7.2 TAPAS DE ESCOTILLA PARA HERMÉTICAS PARA EL MAL TIEMPO O (WEATHER DECK HATCH COVERS).......................................................................................................................................26

7.3 DISEÑO TIPO PORTÓN...........................................................................................................27

7.4 SISTEMA DE COMPUERTAS HIDRÁULICAS............................................................................29

7.5 COMPUERTAS QUE SE CIERRAN DE FORMA LATERAL..........................................................31

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INTRODUCCIÓN

A continuación, en este documento se hablara sobre los detalles de construcción de un buque brasileño llamado el Vale Brasil, esta embarcación es un buque mineralero, estos buques tienen como su finalidad especifica transportar minerales en compartimentos con forma de cuba, y de esta forma permita a los minerales circular más libremente, lo cual evita que los mismos quedaran atascados en las ranuras; si estos compartimientos fueran hechos como un cubo, debido a su forma geométrica, los minerales que se transportasen serian atascados en las esquinas, más especificaciones sobre su estructura y construcción serán aclarados en el transcurso de su lectura.

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CONTENIDO

1. DESCRIPCION GENERAL

El buque es un barco con cubierta que por su tamaño, solidez y fuerza es apropiado para navegaciones marítimas de importancia. Para aclarar este concepto, se puede decir que cualquier buque es una embarcación o barco, pero que cualquier embarcación o barco no es necesariamente un buque.

Nuestra investigación se basa en un buque denominado el Vale Brasil, este es un buque que por sus dimensiones se clasifica en la categoría de VLOC (very large ore carriers), y es parte de la empresa brasileña de minería “VALE”, además forma parte de una flota de 7 navíos construidos, en la cual este resulta ser el primero, por el astillero Daewoo Ship Building & Marine Engineering en Corea Del Sur. Otros 12 navíos de esta clase fueron construidos por Jiangsu RhongSheng Heavy Industries, en China.

Estos buque fueron construidos con el propósito de transportar hierro y carbón desde Brasil hasta China, haciendo una ruta a lo largo del cabo de Buena Esperanza, Sudafrica, abasteciéndose en este punto de carbón, el cual necesita ser transportado para suplir las altas demandas de la industria de producción de acero, y esta a su vez, suple a todo lo concerniente a construcción de embarcaciones y también a la industria constructora de bienes e inmuebles.

Estos buques cumplen con las especificaciones de medida de calados de buques Chinamax, pero a partir de este innovador buque, se creó una especificación especial adoptada llamada Valemax. Esta clasificación de buques forma parte de los buques mineraleros más grandes del mundo, y fueron creados debido a la necesidad de un tratado de libre comercio, entre Brasil y China, el cual permite poder transportar hierro a otro país por medio de buques con un enorme calado y de mayores dimensiones.

La disposición estructural más ampliamente reconocida identificada con los mineraleros es una nave de única cubierta, con un doble fondo, tanques tipo tolva, la piel de un solo lado transversal enmarcado como cáscara, tanques altos y escotillas de cubierta. Para obtener orientación sobre la terminología estructural adoptada en la presente publicación, una disposición estructural típica de una carga de los mineraleros mantenga espacio. Además, una sección transversal típica en forma de una bodega de carga y una sección longitudinal de una típica hermética transversal corrugada mamparo.

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El diseño de un mineralero no altera significativamente con el tamaño, fundamentalmente, un mineralero de 30 000 toneladas de peso muerto por lo general tiene la misma configuración estructural que la de un buque de 80 000 toneladas de peso muerto.

En general, las planchas que comprende elementos estructurales, como el forro del costado, forro del fondo, la cubierta resistente, mamparos transversales, inferior y parte superior interna y el tanque de la tolva de la plancha inclinada, proporciona límites locales de la estructura y lleva estática y cargas de presión dinámica ejercidas, por ejemplo, la carga, tanques de combustible, lastre y el mar. Este chapado es apoyado por los miembros de refuerzo secundarias tales como marcos o longitudinales. Estos miembros secundarios transfieren las cargas a estructuras primarias, como los pisos de doble fondo y las vigas o las bulárcamas transversales de superestructura y tanques tipo tolva, etc.

1.1 ESPECIFICACIONES DIMENCIONALES Y CARGA.

La longitud total del buque es de 362.0 m (1,187.7 pies), convirtiéndose en uno de los buques más largos conocidos, la manga del mismo es de 65 m (213.3 ft) y su nivel máximo de profundidad es de 30,4 m, dándole un tonelaje total de 198,98 toneladas. El Vale Brasil es un buque que tiene 7 compartimentos de carga, con un volumen combinado total de 219,980 m3 y un tonelaje neto de 67,993 toneladas, mientras que su peso muerto es de 402,347 toneladas. Cuando el buque está totalmente cargado, el mismo está transportando la misma cantidad de carga que llevarían 11,150 camiones que transportan hierro. Su calado es de 23.0 metros (75.5ft), debido a su gran calado, el Vale Brasil solo está destinado a ingresar en algunos puertos de Europa, Brasil y Asia.

1.2 ESPECIFICACIONES INTERNAS.El motor principal con el que se propulsa esta embarcación es un MAN B&W

7S80ME-C8, el cual es un motor dos tiempos acoplado directamente a una hélice de paso fijo, el mismo genera una potencia mecánica de 29,260 kW (39,240 hp) a 78 rpm y quema un aproximado de 96.7 toneladas de Heavy Fuel Oil (HFO) por día debido a las grandes dimensiones de la embarcación, mientras que sus emisiones de gases son mínimas por cada milla que recorre. Debido a esto el vale Brasil es una embarcación ecológica y eficiente que recibió el premio de Clean Ship Awards en Noruega en 2011, por la empresa Nor-ship Industries.

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El Vale Brasil (vista de proa)

Sala de máquinas (toma desde vista superior)

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Proceso de carga del buque (vista desde cubierta)

Puente de navegación (vista interna)

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2. ESTRUCTURA DE UN MINERALERO

La disposición estructural más ampliamente reconocida identificada con los mineraleros es una nave de única cubierta, con un doble fondo, tanques tipo tolva, la piel de un solo lado transversal enmarcado como cáscara, tanques altos y escotillas de cubierta. Para obtener orientación sobre la terminología estructural adoptada en la presente publicación, una disposición estructural típica de una carga de los mineraleros mantenga espacio. Además, una sección transversal típica en forma de una bodega de carga y una sección longitudinal de una típica hermética transversal corrugada mamparo.

El diseño de un mineralero no altera significativamente con el tamaño, fundamentalmente, un mineralero de 30 000 toneladas de peso muerto por lo general tiene la misma configuración estructural que la de un buque de 80 000 toneladas de peso muerto.

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Tira de cubierta entre escotillas

Tanque de Topside

Tanque de doble fondo

Tanque de tolva

Pie y tope de cuaderna

Cuadernas de forro de costado

Mamparo transversal corrugado

En general, las planchas que comprende elementos estructurales, como el forro del costado, forro del fondo, la cubierta resistente, mamparos transversales, inferior y parte superior interna y el tanque de la tolva de la plancha inclinada, proporciona límites locales de la estructura y lleva estática y cargas de presión dinámica ejercidas, por ejemplo, la carga, tanques de combustible, lastre y el mar. Este chapado es apoyado por los miembros de refuerzo secundarias tales como marcos o longitudinales. Estos miembros secundarios transfieren las cargas a estructuras primarias, como los pisos de doble fondo y las vigas o las bulárcamas transversales de superestructura y tanques tipo tolva, etc.

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Plancha de refuerzo de cubierta

Refuerzo longitudinal de cubierta Anillo transversal de

tanque lateral superior

Anillo transversal de tanque de tolva

Forro longitudinal de costado

Forro longitudinal de costado

Tanque lateral superior chapado longitudinal (traca vertical)

Plancha inclinada de tanque lateral superior

Chapado longitudinal de tanque lateral superior

Plancha inclinada de tanque de tolva

Chapado longitudinal de tanque de tolva

Fondo longitudinal interior

Piso de doble fondo

Plancha de fondo enchapada

Fondo longitudinal Tanque de Tolva

Forro de sentinaPlancha de Quilla

Tanque de doble fondo

Quilla de Cajón

Viga de doble fondo

Forro interior de fondo

Cuaderna Plancha de forro de costado

Tanque lateral superior

Brazola de escotilla

Bodega de carga

3. ESFUERZOS EN UN MINERALERO

Las estructuras de los mamparos transversales, incluidos sus taburetes altos y bajos, junto con la cubierta de la cruz y de las estructuras de doble fondo, son los principales elementos estructurales que proporcionan la resistencia a la flexión de la nave para evitar que la sección del casco se distorsione. Además, si se ha producido la entrada de agua en cualquier bodega, los mamparos estancos transversales impiden la progresiva inundación de otras bodegas.

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Placa de

Soporte voladizo de la cubierta en cruz

Viga transversal de la estructura de la cubierta de Cruz

Estructura en cruz de la

Brazola de escotilla de carga

Viga transversal final de escotilla de carga

Taburete

Placa de estante superior

Mamparo transversal

Placa inferior

Taburete

Placa de estante

Todos los buques están diseñados con limitaciones impuestas a su operatividad para asegurar que él mantiene su integridad estructural. Por lo tanto, la superación de estos límites puede ocasionar sobreesfuerzos de la estructura del buque, lo que puede llevar a una falla catastrófica. El buque posee un manual de carga aprobado, el cual proporciona una descripción de las condiciones de carga operacionales, sobre la que el diseño de la estructura del casco se ha basado. El instrumento de carga proporciona un medio para calcular fácilmente las fuerzas de corte de aguas tranquilas y sus momentos de flexión, con cualquier carga o condición de lastre, y evaluar estos valores con los límites de diseño.

La estructura de un buque está diseñada para soportar las cargas estáticas y dinámicas que pueden darse por la nave a lo largo de su vida útil.

Cuando un barco está flotando en aguas tranquilas, el peso ligero del buque (el peso de la estructura del buque y de su maquinaria) y el peso muerto (el resto de los pesos, como el peso de los bunkers, lastre, disposiciones y la carga) están soportados por el empuje hacia arriba de la flotabilidad global que actúa en el exterior del casco. A lo largo de la eslora del buque, habrá diferencias locales en las fuerzas verticales de la flotabilidad y el peso de la nave. Estas fuerzas verticales netas desequilibradas que actúan a lo largo de la longitud de la nave, hará que la viga del casco se corte y pueda doblarse, la inducción de una fuerza de corte en aguas tranquilas (SWSF), y un momento de flexión en aguas tranquilas (SWBM) en cada sección del casco.

Acción de cizallamiento de la viga del casco en aguas tranquilas

Acción de pandeo de la viga del caco “Arrufo” en aguas tranquilas

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Acción de pandeo de la viga del casco “Quebranto” en aguas tranquilas

En el mar, el barco se somete al corte cíclico y acciones inducidas por la flexión continua el cambio de las presiones de onda que actúan sobre el casco. Estas acciones de cizallamiento y flexión cíclicas dan lugar a un componente adicional de, inducida por las olas, la fuerza de corte dinámico y momento de flexión en el casco viga. En cualquier momento, la viga-casco se somete a una combinación de agua y todavía onda fuerzas de cizallamiento inducidas y los momentos de flexión.

Las tensiones en la sección del casco causada por estas fuerzas de cizallamiento y momentos de flexión son transportadas por miembros estructurales longitudinales continuas. Estos elementos estructurales son el, lado de la cubierta resistente cáscara y forro del fondo planchas y longitudinales, planchas del forro interior y los longitudinales, doble vigas de fondo y parte superior de la tolva y tanque de enchapado en pendiente y los longitudinales, que son generalmente definido como la viga-casco.

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Permisible puerto SWSF

SWSF Calculado

Permisible SWSF navegación Calculado Cerca

Admisible de la Navegación SWSF

Línea Base

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Navegación Permisible SWBM (sag)

Puerto Permisible SWBM (sag)

Línea Base

Puerto Permisible SWBM (hog)

SWBM

Navegación permisible SWBM

Calculado Cerca Admisible de la

Navegación SWBM

4. FUERZA LOCAL DE MAMPARO TRANSVERSAL, DOBLE FONDO Y BARAJA DE ESTRUCTURA DE CRUZ.

Para mejorar la seguridad y la flexibilidad, algunos graneleros están provistos de cargas locales y criterios que definen el peso máximo de carga admisible en cada bodega de carga, y cada par de carga adyacente tiene (es decir, el bloque condición de carga espera), por diversos proyectos de nave condiciones. Los criterios de carga locales normalmente se presentan en forma tabular y esquemática, formulario. El exceso de carga inducirá mayores tensiones en el doble fondo, los mamparos transversales, brazolas de escotilla, esquinas de las escotillas, marcos principales y los soportes asociados de carga individuales bodegas.

El doble fondo, cubierta entre escotillas y las estructuras de los mamparos transversales está diseñados para la carga específica cargas y los proyectos de las condiciones de navegación. Estas configuraciones estructurales son sensibles a la red Vertical carga que actúa sobre el doble fondo del buque. La carga vertical neta es la diferencia entre la vertical peso a la baja de la carga y de lastre de agua en el doble fondo y los tanques de lastre de la tolva en medio de la bodega de carga y la fuerza de flotación ascendente que depende de calado del buque.

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La sobrecarga de la bodega de carga, en asociación con el proyecto insuficiente resultará

en una red excesiva carga vertical en el doble fondo que pueden distorsionar la configuración general de la estructura en forma de la bodega.

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Condición de carga

El aumento del estrés en transversal

El aumento del estrés en doble fondo

El aumento del estrés en marcos principales y soportes

Una mayor distorsión del tanque lateral superior

El aumento del estrés en las esquinas de las escotillas

El aumento del estrés en la tira cubierta entre escotillas

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Fuerza de Flotabilidad

Peso de la carga

Fuerza de Flotabilidad

Peso de la carga

Esfuerzo cortante en transversal

corrugado mamparo

5. DISTRIBUCIONES DE CARGA A LO LARGO DE LA LONGITUD DEL BUQUE

Los graneleros están diseñados y aprobados para realizar una variedad de cargas. La distribución de la carga a lo largo de la eslora del buque, tiene una influencia directa, tanto en la flexión global y cizallamiento de la viga-casco, como de la tensión en la estructura del casco localizada.

Las distribuciones de carga más comúnmente adoptadas son:5.1. Condición de carga homogénea (full cargo).5.2. Condición de carga alternada (full cargo).5.3. Condición de carga por bloque y por partes.

5.1 CONDICIÓN DE CARGA HOMOGENEA (FULL CARGO).

Una condición de la carga en bodegas homogénea se refiere, al transporte de carga distribuida de manera uniforme en todas las bodegas de carga. Esta distribución de cargado, en general, es permitida para todos los mineraleros y generalmente se adopta para el transporte de cargas ligeras (baja densidad), tales como carbón. Sin embargo, las cargas pesadas (de alta densidad), como mineral de hierro también se puede llevar homogéneamente.

Condición de carga Homogénea

5.2 CONDICIÓN DE CARGA ALTERNADAS (FULL CARGO).

Con carga pesada, tales como mineral de hierro, a menudo se realizan una carga alternativa en los graneleros. Es común que los grandes graneleros, para estibar la carga de alta densidad, se enumeran las bodegas y en números impares o alternados se deja una bodega cargada y otra vacía. Este tipo de distribución de la carga eleva el centro de gravedad de la nave, lo que facilita el movimiento de balanceo de la nave. Cuando la carga de alta densidad se estiba alternadamente se mantiene, el peso de la carga transportada

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en cada bodega es aproximadamente el doble de la transportada en una distribución de carga homogénea. Para apoyar la carga pesada en las bodegas, la estructura local necesita ser especialmente diseñada y reforzada.

Es importante señalar que las bodegas que siguen estando vacas, con este tipo de la distribución de la carga, no se han reforzado para el transporte de cargas pesadas en una distribución no homogénea.

Los buques no autorizados para el transporte de cargas pesadas de manera alternativa se sostienen por su sociedad de clasificación y no debe adoptar por esta distribución de carga.

Condición de carga alternada

5.3 CONDICIÓN DE CARGA POR BLOQUE Y POR PARTE.

Una condición de la carga en bodegas por bloque se refiere a la estiba de la carga en un bloque de dos o más carga contiguas, en las bodegas de carga adyacente al bloque de carga embarcada mantiene vacío. En muchos casos, el bloque de carga en bodegas se adopta cuando el buque esté parcialmente cargado. Parte cargados y condiciones de retención de bloques de carga no suelen describirse en el manual de carga del buque si no se solicitan especialmente para ser considerado en el diseño de la nave. Al adoptar una condición parte cargada, para evitar el exceso de énfasis de la estructura del casco, la consideración cuidadosa debe ser dada a la cantidad de carga transportada en cada bodega de carga y el proyecto de navegación previsto.

Condición de carga por bloque y por parte

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Cuando un buque se carga en parte, la carga transportada es inferior a la capacidad de transporte de carga completa de la nave. Por lo tanto, el calado de navegación de la nave es probablemente que sea inferior a su calado máximo de diseño. El peso de la carga en cada bodega debe estar adecuadamente soportada por el empuje hacia arriba de la flotabilidad que actúa en la carcasa inferior. Una reducción en el calado del buque causa una reducción en el empuje hacia arriba en el forro del fondo, para contrarrestar la fuerza hacia abajo ejercida por la carga en la bodega. Por lo tanto, cuando un barco está parcialmente cargado con un calado reducido, puede ser necesario reducir la cantidad de carga transportada en cualquier bodega.

Para habilitar cargas que serán transportadas por bloques, la cruz cubierta y la estructura de doble fondo tiene que ser especialmente diseñado y reforzado. Cargar por bloque da como resultado tensiones más altas en la estructura localizada en medio de la cubierta entre escotillas y las estructuras de doble fondo y un mayor esfuerzo de corte en la dirección transversal de mamparos que se mantiene entre los bloques de carga. El peso de la carga que puede ser transportada en el bloque de las bodegas de carga necesita ser especialmente considerados por el calado de navegación de la nave y la capacidad de la estructura. En general, la carga cargada que puede ser transportada en bloques es mucho menor que la suma de los la capacidad de carga total de carga transportada individualmente que se ocupa en la condición de calado máximo.

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6. SISTEMAS BÁSICOS DEL BUQUE.

El buque integra un gran número de sistemas de diversos tipos, el buque mineralero no escapa de esta realidad, veamos a continuación, algunos de los sistemas que podemos encontrar a lo largo del buque:

6.1 Sistema de Alimentación de Combustible.6.2 Sistema Eléctrico.6.3 Sistema de Enfriamiento.6.4 Sistema de Gobierno.

6.1 SISTEMA DE ALIMENTACION DE COMBUSTIBLE.

Este sistema tiene como misión proveer de combustible al Motor Principal, en las condiciones requeridas (cuando los motores auxiliares utilizan el mismo combustible que el Motor Principal, se utiliza el mismo sistema para ambos). Tomaremos como referencia el sistema más común en los buques mercantes, basado en un motor de explosión que consume Heavy Fuel Oil. Las características básicas del sistema vienen definidas por la autonomía, los usos y las especificaciones de los elementos. Los objetivos principales del diseño son asegurar un servicio adecuado y el menor consumo energético posible.

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Tanque de Retorno

Inyector

Tq.Reboses yDerrames MOTOR PRINCIPAL

Tq. SD2

Tq. SD1

Purificadora/separadora

TanqueSedimentación

Tanque/sAlmacén (1 ó 2)

El Heavy Fuel Oil no puede ser directamente utilizado por el motor, requiere de un proceso previo de calentamiento, sedimentación, purificación y separación.

6.1.1 Volumen de Combustible.

VCombustible = VTq.Alimentación +VTq.Sedimentación +VTq.ServicioDiario +VTq.Reboses +VTuberías

Los volúmenes considerados son los utilizables (aprox. un 95% del total del tanque)El volumen de tuberías es muy pequeño frente al resto y se puede despreciar.

6.1.2 Autonomía.

ρ ∙VCombustible∙V bP ∙C e+Pa ∙C ea+P c ∙C ec

=Autonomía

VB = velocidad de servicio del buque (a la que se consideran los consumos).P = potencia del motor principal en servicio.Pa = potencia motores auxiliares (MMAA) si consumen el mismo combustible que el Motor principal.Pc = potencia de la caldera auxiliar (si existe).Ce = consumo específico del motor principal.Cea = consumo específico MMAA.Cec = consumo específico caldera auxiliar.ρ = densidad del combustible.

6.1.3 Dimensiones de los tanques.

El volumen de combustible necesario se calcula a partir de la autonomía. El volumen del tanque de sedimentación se dimensiona como un 15% más del consumo

de 24h del Motor Principal.

El volumen de los tanques de servicio diario se dimensiona

como un 10% más del consumo de 8h (un turno) o 24h (un día) del Motor Principal.

El volumen del tanque de reboses se calcula (aproximadamente) de manera similar al de servicio diario (o 1 h de consumo del motor principal si el volumen es excesivo). El volumen del tanque de alimentación se calcula como diferencia entre el volumen total y el

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VTq.Sedimentación ¿1.15 ∙24 h ∙P ∙ Ceρ

VTq.ServicioDiario ¿1.10 ∙8h∙P ∙ Ceρ

del resto de tanques.

6.1.4 Calentamiento de los tanques.

Las temperaturas de funcionamiento del sistema vienen definidas por las especificaciones de los elementos (depuradora e inyección), las características del combustible y el requisito de mínimo consumo energético.

TTq.Alimentación ≅ 40-47ºC (mínimo para poder bombear)TTq.Sedimentación ≅ 60ºCTTq.Reboses≅ 45-60ºC (la entrada es a ≅ 20ºC)TTq.ServicioDiario ≅ 90ºCTInyección≅ 110ºC

Las depuradoras requieren el combustible entre 80 y 100oC, por lo que se suele disponer un sistema de calentamiento adicional en su alimentación.

6.2 SISTEMA ELÉCTRICO.

Este sistema tiene como misión generar y/o proveer de energía eléctrica a los diferentes consumidores del buque. Las características básicas del sistema vienen definidas por los usos, las especificaciones de los elementos y el requerimiento de menor consumo energético posible. Las necesidades de energía eléctrica son muy dependientes de la situación de operación y por ello el dimensionamiento del sistema requiere la realización de un balance eléctrico. El balance eléctrico se basa en la estimación del consumo eléctrico medio en cada situación de operación.

6.2.1 Proyecto Eléctrico/ Balance Eléctrico.

- Se definen las diferentes situaciones de operación del barco, entre las cuales hay diferencias significativas de consumo eléctrico (por ejemplo: Navegación, Maniobra atraque, Puerto, Carga, etc).

- Se listan los diferentes consumidores eléctricos en una tabla, indicando el número de unidades instaladas y su potencia máxima.

- Se asignan factores de utilización para cada situación y unidad.- Se determina el consumo medio en cada condición, como suma de los consumos

medios de cada unidad. Se asigna un margen de seguridad al consumo medio de cada situación.

- Se calcula el número y capacidad de los generadores eléctricos y baterías, de

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manera que se cumplan las siguientes características:- Se han de poder servir todos los consumos en cada situación.

El sistema de generación/almacenamiento habrá de tener la flexibilidad suficiente como para atender todas las situaciones, funcionando con el máximo rendimiento posible. El coste de instalación y mantenimiento del sistema será mínimo.

Elemento No. Instalado Potencia (kW) Pot. Tot (kW) Situación 1

NU Fu Pot Media (kW)Bomba de agua salada 2 25 50 1 .820

1. Número de unidades instaladas.2. Consumo punta por unidad (Pmax): potencia máxima de la unidad instalada.3. Potencia total instalada.4. Factor de utilización (Fu): Factor empírico que mide el régimen medio de funcionamiento en una situación.5. Número de unidades en servicio (NU) en una situación.6. Consumo (potencia) medio en una situación: Fu x NU x Pmax.

6.3 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO.

Existen a bordo diferentes equipos que requieren para su funcionamiento de un servicio de refrigeración (culata, cilindros, turbo soplante, aceite, evaporador). El único líquido refrigerante para ser utilizado a bordo cuya disponibilidad es inmediata, ilimitada y gratuita es el agua de mar, por lo que es evidente su utilización en este sistema.

Lamentablemente, el agua marina es muy corrosiva y su uso directo depende de las especificaciones de PH, cloro, sulfato y dureza del elemento. Es por ello que en la mayoría de los casos se instalan circuitos de refrigeración separados para el Agua Salada y Agua Dulce (refrigerado a su vez por Agua Salada).

Por otra parte, hay consumidores que requieren que el agua la refrigeración Alta temperatura (culata y camisas MP y MMAA, evaporador) mientras que otros Baja Temperatura (aire admisión, aceite lubricante), por lo que han de instalarse dos circuitos (cuasi-) independientes. Una opción es utilizar el agua, una vez refrigerados los elementos de Baja temperatura, para el circuito de Alta temperatura. Así mismo, por exigencia de diferentes elementos, el sistema debe ser precalentado, para acercarse a la temperatura de régimen. Los criterios principales del diseño son asegurar un servicio adecuado con el menor coste de instalación y mantenimiento.

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Esquema más tradicional: Hay un circuito de agua salada que refrigera directamente una serie de consumidores, mientras que un circuito de agua dulce enfría aquellos elementos de mayor compromiso.

6.4 SISTEMA DE GOBIERNO.

Se entiende por sistema del gobierno de una nave la posición de mantener o variar de modo más o menos rápido la dirección del movimiento de una embarcación. El medio más antiguo de gobierno es el timón, el cual se puede considerar como una plancha vertical, montada en el plano de simetría de la popa y vinculada a esta de manera de poder girar en torno a un eje vertical, colocándose así oblicuamente al plano diametral.

Para causar el movimiento del timón de una banda a otra, es necesario aplicar al eje o hasta un momento de torsión adecuado. A tal fin se instala un mecanismo de gobierno el cual consta de las siguientes partes:

1.- Una maquina llamada servomotor que utiliza cierta forma disponible de energía a bordo y la transforma en energía mecánica.

2.- Un mecanismo que transforma la energía mecánica producida por un servomotor en movimiento de rotación del asta del timón.

3.- Un dispositivo de comando y de transmisión llamado tele motor mediante el cual es

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Agua Dulce (Alta temperatur

Agua Salada

Motores Auxiliares

Motor Principal

Enfriadores

…..

Consumidor

Consumidor

Agua Salada (Baja temperatura)

Toma de Mar

posible accionar el servomotor y regular los movimientos del timón desde las varias posiciones de gobierno.

Un buen funcionamiento del sistema de gobierno es vital para la seguridad tanto de la embarcación como de la tripulación y pasajeros, por ello no solo las sociedades de clasificación rigen el diseño, construcción, instalación y operación de estos equipos sino que también estar en conformidad con las normas dictadas por la convención internacional de la vida humana en el mar (SERVIMAR) o SOLAS (safety of life at sea).

Daremos aquí las indicaciones básicas para el proyecto de un sistema de gobierno típico, cuyos elementos definitorios son el timón y el servomotor.

C: cuerda del timón.H: altura del timón.d: distancia del borde de ataque ala vertical del centro de presionesde la pala.do: distancia del eje de la mechadel timón a la vertical del centrode presiones de la pala.

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7. TAPAS DE ESCOTILLAS

Durante mucho tiempo, las embarcaciones de carga seca sellaban sus escotillas con tapas de escotilla, que estas protegían al interior de la carga, mediante una serie de planchas de madera, utilizaban barras y cuñas de madera, protegiendo el interior de la embarcación.

Esta técnica frecuentemente fallaba, fue hasta que aparecieron las famosas tapas de escotilla Mac Gregor. Estas compuertas eran un gran avance referente a tecnología naval, fueron desarrolladas durante la segunda guerra mundial, ya que eran perfectamente herméticas ante el clima, gracias a que usaban empaquetaduras de goma y barras, las cuales encajaban perfectamente con sus pares, estas compuertas son frecuentemente usadas en muchos buques todavía.

7.1 EN QUE CONSISTE UNA TAPA DE ESCOTILLA.

La abertura en la parte superior de una bodega, se denomina tapa de escotilla. Para poder descargar y cargar de manera eficiente, las escotillas deben ser amplias, lo cual conlleva a problemas estructurales, los cuales se concentran en los bordes de las escotillas, es por esto que las mismas deben ser reforzadas. En general, las tapas de escotilla cubren entre un 45% a un 60% de la manga de las bodegas del buque. Las mismas poseen diversos elementos para su apertura.

En la actualidad, las tapas de escotilla se accionan mediante sistemas hidráulicos, los cuales pueden ser operados por una sola persona, o mediante la utilización de alguno de los sistemas de auto-descarga, si es que el buque lo posee.

Tipos de tapas de escotillas: Auto-roll. Topsto. Hydrofold (también conocido como hydrofold Altas o Bajas, Las Bajas también son

conocidas como de “tipo McGregor” por su creador). Auto Hatch. Whip torq. Pullpack.

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7.2 TAPAS DE ESCOTILLA PARA HERMÉTICAS PARA EL MAL TIEMPO O (WEATHER DECK HATCH COVERS).

Las tapas McGregor, por más de 50 años, han sido utilizadas en las embarcaciones denominadas en inglés (single pull), ya que estas tapas son de cierre fácil, al utilizar una corredera, y por un solo tiro de la compuerta, la escotilla queda cerrada herméticamente, por medio de una serie de empaques de goma que bloquean el ingreso de agua, del medio externo hacia el interior del buque.

Estas tapas de escotilla, sellan al levantar la barra de compresión, de esta manera al tirar de la compuerta, esta se acopla con los puntos indicados en marco de la escotilla.

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7.3 DISEÑO TIPO PORTÓNLos buques de carga general, por lo general, tienen unos espacios de carga que

alojan alrededor de unas 10,000 toneladas de su TPM, sin embargo, para poder sellar estos espacios de carga, los buques, incluyendo los mineraleros, utilizan un sistema de compuertas tipo portón, que van unidas en un mecanismo de cadena, y van sellando las escotillas, una por una, con un acople tipo hembra el cual cierra, y en ocasiones este tipo de modelo se puede encontrar de tipo hermético, utilizando empaquetadura de goma, al desplegar la corredera en puerto, se utiliza lo que es la ayuda de una grúa para poder retirar este tipo de escotilla.

Este sistema se usa debido a muy poco mantenimiento al sistema y debido a que tiene muy pocas partes móviles en su estructura, su posicionamiento en la cubierta con los demás portones se utiliza por medio de un método estratégico de colocar cada enganche en su respectivo punto de contacto, como se muestra aquí en la imagen.

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7.4 SISTEMA DE COMPUERTAS HIDRÁULICAS

Este sistema de compuertas utiliza pistones para poder levantar las compuertas con la siguiente ventaja de poder efectuar la operación más rápida, y a la vez darle más espacio a la cubierta para tener un mayor área de escotillas con el fin de poder darle más carga al buque, los diseños de compuertas son variados pero todos se clasifican en dos grupos:

1. los que se abren teniendo el pistón fuera de la compuerta teniendo por lo general el punto del fulcrum ya establecido en su diseño.

2. Y los que tienen el pistón en su parte interna colocando el pistón en lo que son las bisagras para ejecutar un trabajo de palanca más fácil y eficiente.

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7.5 COMPUERTAS QUE SE CIERRAN DE FORMA LATERAL.Este tipo de compuertas son comunes en los buques graneleros y en los mineraleros

estas compuertas se despliegan por medio de un sistema hidráulico hacia los lados, esto quiere decir que la los elementos estructurales de la cubierta deben estar suficientemente reforzados cuando se despliegan estas compuertas el peso de las mismas actúa sobre la cubierta y existe una leve descompensación, así que los baos deben estar lo suficientemente reforzados, el sistema con el que funciona es por medio del empuje de un pistón que desengancha la compuerta, es desplegado después hacia los costados por medio de ruedas. Durante el cierre de las escotillas los puntos de enganche encajan con unos puntos en las escotillas tipo hembras que tienen unos casquetes de goma que la mantienen hermética.

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