HEAVY LIFT SPECIAL CARGO VESSEL

HEAVY LIFT SPECIAL CARGO VESSELPFC nº 291Marta Elisa Ibarrondo Girón

DIAPOSITIVA 1

ÍNDICE1. Buque HLSV

2. Dimensionamiento - Formas

3. Disposición General

4. Estabilidad Preliminar

5. Sistemas, equipos y servicios

6. Balance y Diagrama unifilar

7. Estructura

8. Estabilidad

9. Presupuesto

10. Conclusiones

DIAPOSITIVA 2

ESPECIFICACIONES

Semisubmersible Heavy lift Special Cargo Vessel

• Peso Muerto: 55 000 TPM

• Superficie cubierta: 7 500 m2

• Propulsión: Diesel Eléctrica

mediante pods

• Velocidad de servicio: 14 nudos

• Posicionamiento Dinámico: DPS-2

• Sociedad de Clasificación: Det Norske Veritas

• Notaciones de clase: DK, PWDK, EO, TMON

DIAPOSITIVA 3

1. BUQUE HLSV. OperacionesRoll-on / Roll-off Skid-on / Skid-off

Float-on / Float-off Float-over

Lift-on / Lift-off

DIAPOSITIVA 4

1. BUQUE HLSV. Accidentes Mighty Servant 2 Mighty Servant 3

NUEVAS REGLAS SSCC

DIAPOSITIVA 5

1. BUQUE HLSV. Buques Base Blue Marlin HYSY 278

Mighty Servant

DIAPOSITIVA 6

2. DIMENSIONAMIENTO. FORMAS

Parámetros de Selección

• Coste construcción del buque• Resistencia al avance y consumo del

buque• Dimensiones del buque y Restricciones

de canales o puertos• Capacidad de izado

DIAPOSITIVA 7

2. DIMENSIONAMIENTO. FORMAS Estudio de Alternativas

58.000.000 €

60.000.000 €

62.000.000 €

64.000.000 €

66.000.000 €

68.000.000 €

70.000.000 €

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m

Coste del Acero

770

775

780

785

790

795

800

805

810

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m

Re

sist

en

cia

(k

N)

Resistencia al avance. V = 14 kn

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000

KG_c

arga

(m)

Carga (ton)

Capacidad de izado

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m

Restricción de dimensiones por paso de canales más trascendentes:

• Canal de Pánama• Canal de Suez

DIAPOSITIVA 8

2. DIMENSIONAMIENTO. FORMAS Reservas de flotabilidad de un 4.5% del volumen

al calado máximo

Flotadores de popa y volumen de proa de al menos un 1.5% del

volumen al calado máximo

DIAPOSITIVA 9

2. DIMENSIONAMIENTO. FORMAS

LOA (m) 212.2

LPP (m) 202.1

B (m) 49.0

T (m) 10.0

Tmax (m) 25.0

D (m) 13.7

Δ (t) 79348

Dimensiones Principales

DIAPOSITIVA 10

3. DISPOSICIÓN GENERAL

• 12 mamparos estancos• 2 mamparos longitudinales

• Doble Fondo: 3.0 m. • Cubierta Inferior: 8.3 m. • Cubierta Principal:13.7 m.• Cubierta Castillo:19.7 m. • 1ª Cubierta: 27.0 m.• 2ª Cubierta: 30.0 m.• 3ª Cubierta: 33.0 m.• 4ª Cubierta: 36.0 m• 5ª Cubierta: 39.0 m. • Puente de Gobierno: 42.0 m.• Techo de Puente: 45.0 m.

DIAPOSITIVA 11


• Cubierta de carga• Casings

• Locales de PODs• CCMM• Disposición de

tanques de lastre

DIAPOSITIVA 12


Túnel de Pasaje o “Passage way” Segundo Punto de Vista o “Crow nest”

DIAPOSITIVA 13

3. DISPOSICIÓN GENERALDescarte de grúa de gran capacidad

• Eleva el cdg global• No existen buques HLSV

con grúas de 500 T• Buques HLSV

especializados en otras operaciones

• Entorpece e imposibilita la carga de artefactos voluminosos

Impacto grúa 500 T

Se instalan:-2 grúas auxiliares en proa-2 grúas auxiliares en popa (casings)

DIAPOSITIVA 14

4. ESTABILIDAD PRELIMINARDefinición de Situaciones de Carga:• Navegación en lastre• Lastre en condiciones

transitorias• Transporte de un topside• Transporte de módulos de

grúas• Transporte de un FPSO

Condición de navegación

Condición transitoria

Condición de calado máximo

DIAPOSITIVA 15

5. SISTEMAS, EQUIPOS Y SERVICIOSSistema Propulsivo

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Po

ten

cia

(kW

)

Re

sist

en

cia

(kN

)

V (kn)

Curva de Resistencia

Rcasco (kN) RTotal (kN) EHP (kW)

nº pods 2

D (m) 4.7

Ae/Ao 0.505

z 4

h (m) 3.5

n (rpm) 120

η 0.633

Características generales

Azipod XO

DIAPOSITIVA 16

5. SISTEMAS, EQUIPOS Y SERVICIOSCámara de Máquinas

nº de equipos instalados 4

Fabricante AZCUE

Modelo LD

Tipo de bomba centrífuga autocebada

Q 2600 m3/h

Presión mínima de descarga 3 bar

Potencia 320 kW

Peso 820 kg

Bombas de lastre

Motor principal 6M 32 E

• Colector de lastre• Bombas de lastre

DIAPOSITIVA 17

5. SISTEMAS, EQUIPOS Y SERVICIOSPosicionamiento Dinámico

DP2• 2 PROPULSORES EN

PROA

• 2 PROPULSORES EN POPA

Fuerzas ambientales = Fviento + Fcorriente + Foleaje

T= 10 m

Fviento

T= 25 m

Fcorriente

Foleaje

Redundancia de equipos

Vv = 20 nudosCd=0.9

Vc = 0.75 nudosCd=0.7Estado de la mar 3Hs = 0.875 mEspectro Jonswap

Referencias:• DNV Pt.6 Ch.10: Dynamic Positioning Sistems• US Navy Towing Manual (HLSV)

DIAPOSITIVA 18

5. SISTEMAS, EQUIPOS Y SERVICIOSPosicionamiento DinámicoBalance de fuerzas

-Condición Intacta (T=25 m)

-Condición de fallo de una barra (T=25 m)

2 Propulsores transversales Schottel instalados cada uno de 2400 kW

DIAPOSITIVA 19

6. BALANCE Y DIAGRAMA UNIFILARPlanta eléctrica compuesta por:- 4 grupos generadores de 3300 kW - 2 grupos generadores auxiliares de 781 kW- 1 generador de emergencia de 425 kW

Consumidores Navegación Maniobra Float-over Float-on/off Puerto Emergencia

Potencia total (kW) 11741 8484 11277 11949 661 320

Situaciones de carga analizadas:• Navegación• Maniobra• Float-over• Float-on/Float-off• Puerto• Emergencia

Cumplen con la reglamentación TIER 3 del Marpol

Porcentaje de carga Navegación Maniobra Float-over Float-on/off Puerto Emergencia

Grupo generador 1 88% 83% 84% 89% - -

Grupo generador 2 88% 83% 84% 89% - -

Grupo generador 3 88% 83% 84% 89% - -

Grupo generador 4 88% - 84% 89% - -

Grupo generador auxiliar 1 - - 88% 90% - -

Grupo generador auxiliar 2 90% 89% - - 90% -

Grupo de emergencia - - - - - 80%

DIAPOSITIVA 20

6. BALANCE Y DIAGRAMA UNIFILAR

DIAPOSITIVA 21

7. ESTRUCTURA – R. Longitudinal

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L

Esfuerzos Cortantes de Diseño

Qtotal_Arrufo Qtotal_QuebrantoQs_Arrufo Qh_QuebrantoQw_Arrufo Qw_Quebranto

-6000000

-4000000

-2000000

0

2000000

4000000

6000000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momento Flectores de Diseño

Mtotal_Arrufo Mtotal_QuebrantoMs_Arrufo Ms_QuebrantoMw_Arrufo Mw_Quebranto

DIAPOSITIVA 22

7. ESTRUCTURA - Escantillonado

DNV Mínimo Comprobación MARS 2000

Inicial Final

Datos Entrada MARS 2000:

T = 10.62 m T = 25 m

Cb = 0.8 Cb = 0.6 V = 14 nudos V = 0 nudosMf10.62m Mf25mCubierta q = 25 t/m2 Columna de agua 25 m

Se aumenta el espesor de:• Planchas de cubierta.• Esloras de la doble cubierta.• Longitudinales de cubierta.• Plancha de la quilla.• Planchas de fondo y pantoque.

Se disminuye:• Planchas de doble cubierta• Plancha de mamparos

Se cambia la disposición del pantoque, colocando dos perfiles en T y dos bulbos.

DIAPOSITIVA 23

7. ESTRUCTURA – Cuaderna Maestra

FinaMódulo DNV requerido Valor obtenido Margen

Zcubierta (m³) 28.41 28.61 0.71%

Zfondo (m³) 28.41 29.25 2.97%

Zcostado (m³) 18.24 59.21 -

Comprobación del módulo de la sección requerido

DIAPOSITIVA 24

8. ESTABILIDAD

Fina

11 condiciones de carga estudiadas:

• Navegación en lastre:

• Transporte de un FPSO

• Lastre en condiciones transitorias: • Transporte de un topside

• Transporte de módulos de grúas • Transporte de un FPSO Modelo Maxsurf

DIAPOSITIVA 25

8. ESTABILIDAD

Fina Estabilidad Intacta:

Estabilidad en Navegación:i. Criterios de la OMI aplicables a todos los buquesii. Criterio de ángulo de máximo GZ “OMI explanatory notes”iii. Criterio de viento y balance intensos

Estabilidad en Condiciones transitorias:i. Criterios de DNV Pt.5 Ch.10 Sec.5 para buques HLSV:

a. Rango estabilidad > 15°y GZ > 0.1 mb. Ángulo de máximo GZ > 7°c. GM inicial > 0.3 m

Cumple

Cumple

0

5

10

15

20

25

60000 64000 68000 72000 76000 80000 84000 88000

(m)

Desplazamiento (t)

Condiciones normales

KG limitante (m)

CC01

CC02

CC05

CC06

CC07

CC08

CC10

CC110

5

10

15

20

25

100000 105000 110000 115000 120000 125000 130000 135000 140000 145000 150000

(m)

Desplazamiento (t)


KG limitante (m)

CC03

CC04

CC09

DIAPOSITIVA 26

8. ESTABILIDAD

Fina Estabilidad en Averías:

Estabilidad en averías en Navegación:i. Método probabilista (buques de carga)

Estabilidad en averías en Condiciones transitorias:i. Evaluar el riesgo de un accidente:

a) Extensión: 5 m horizontal y 0.76 m de penetraciónii. Criterios de DNV Pt.5 Ch.10 Sec.5 para buques HLSV:

a. Rango estabilidad > 7°y GZ > 0.05 mb. Ángulo de escora < 15°

Cumple

Cumple

𝐴 = 0.737 > 𝑅 = 0.649

DIAPOSITIVA 27

8. ESTABILIDAD

Fina Resistencia Longitudinal:

-3.E+06

-2.E+06

-1.E+06

0.E+00

1.E+06

2.E+06

3.E+06

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momentos Flectores

LC01 LC02 LC03 LC04 LC05


LC11 Mmínimo Mmáximo

-6.E+06

-4.E+06

-2.E+06

0.E+00

2.E+06

4.E+06

6.E+06

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Marrufo Mquebranto Mmínimo Mmáximo

-8.E+04

-6.E+04

-4.E+04

-2.E+04

0.E+00

2.E+04

4.E+04

6.E+04

8.E+04

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Co

rta

nte

(kN

)

x / L

Esfuerzos Cortantes



LC11 Mínimo Máximo

-1.E+05

-8.E+04

-6.E+04

-4.E+04

-2.E+04

0.E+00

2.E+04

4.E+04

6.E+04

8.E+04

1.E+05

1.E+05

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00Co

rta

nte

(kN

)

x / L

Qarrufo Qquebranto Mínimo Máximo

Envolvente de las situaciones de carga

Comparación con límites de diseño

DIAPOSITIVA 28

9. PRESUPUESTO

Fina

9.0%

60.7%

8.9%

12.6%

3.0%0.3%5.4%

Costes Totales por Concepto

Gastos Varios de Astillero Casco

Equipo, Armamento e Instalaciones Instalación Propulsora

Maquinaria Auxiliar de la Propulsión Cargos, Respetos y Respetos

Instalaciones Especiales

Tipo Coste típico (M$)

I 120

II 100

III 90

IV 80

Presupuesto total: 114.4 M€

Costes típico de los buques HL de Dockwise por tipo (SNS Securities)

Cambio de dólar a euro en el último año

125.8 M$. Se enmarca en Tipo I

DIAPOSITIVA 29

10. CONCLUSIONES

Fina• He seleccionado la alternativa de la manga 49 m, para que sea lomás versátil posible.

• Se ha comprobado que la alternativa cumple con elposicionamiento dinámico, estructura y los criterios de estabilidad.

• Se ha realizado una disposición general adecuada a lasoperaciones de un HLSV.

• Es importante recalcar la necesidad de realizar un estudioespecifico para cada artefacto a transportar: estabilidad, estructura,DP, operaciones marinas etc.

Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales

Autor: Marta Elisa Ibarrondo Girón

Proyecto Final de Carrera nº 291

Tutor: Miguel Ángel Herreros Sierra

Heavy Lift Special Cargo Vessel Cuaderno nº 1

Memoria Explicativa

ESPECIFICACIONES DE PROYECTO

Tipo de Buque: Semi-submersible Heavy Lift Cargo Vessel

Peso muerto: 55.000 TPM

Propulsión: Diésel-eléctrica, mediante PODs

Velocidad de servicio: 14 kn

Autonomía: 20.000 mn

Acomodación: 30 personas

Capacidad de carga y cubierta:

-Capacidad de izado y carga: Grúas auxiliares

-Superficie de cubierta: 7.500 m²

Posicionamiento dinámico DPS-2

Sociedad de clasificación Det Norske Veritas

Notaciones de clase DK, PWDK, EO, TMON

Cuaderno 1. Memoria Explicativa.

pág. 2

Marta Elisa Ibarrondo Girón

ÍNDICE

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 6

2 – Buques Heavy Lift Semi-Sumergibles .................................................................................................... 7

2.1 – Evolución ......................................................................................................................................... 7

2.2 – Situación Actual ............................................................................................................................. 10

2.3 – Ejemplos de Transporte Significativos........................................................................................... 11

2.3.1 – Transporte de un FPSO ......................................................................................................... 12

2.3.2 – Transporte de un Topside de una Plataforma Jacket............................................................. 14

2.3.3 – Transporte de una Semisumergible ....................................................................................... 15

2.3.4 – Transporte de un Módulo de Grúas ....................................................................................... 16

2.3.5 – Transporte de una Instalación On-Shore ............................................................................... 16

2.3.6 – Transporte de un Buque ........................................................................................................ 17

2.4 – Accidentes de Buques HLSV ........................................................................................................ 17

2.5 – Reglas Específicas de Buques HLSV............................................................................................ 20

3 – Análisis de la Misión y Enfoque Conceptual del Proyecto .................................................................... 22

3.1 – Transporte de Cargas de Gran Tonelaje ....................................................................................... 22

3.1.1 – Load out ................................................................................................................................. 22

3.1.2 – Float on / Float -off ................................................................................................................. 24

3.2 – Instalación de Artefactos Marinos ................................................................................................. 27

3.2.1 – Float over ............................................................................................................................... 27

4 – Problemas Principales .......................................................................................................................... 28

4.1 – Superficie de Cubierta y Capacidad de Izado ............................................................................... 28

4.2 – Dimensionamiento ......................................................................................................................... 31

4.3 – Grúa 500 Toneladas ...................................................................................................................... 31

4.4 – Estabilidad y Estructura ................................................................................................................. 31

4.5 – Sistema de Posicionamiento Dinámico ......................................................................................... 31

5 – Soluciones Adoptadas .......................................................................................................................... 32

5.1 – Superficie de Cubierta y Capacidad de Izado ............................................................................... 32

5.2 – Dimensionamiento ......................................................................................................................... 32

5.3 – Grúa 500 Toneladas ...................................................................................................................... 33

5.4 – Estabilidad y Estructura ................................................................................................................. 33

5.5 – Sistema de Posicionamiento Dinámico ......................................................................................... 33

5.6 – Especificaciones de Proyecto ........................................................................................................ 34

6 – Base de Datos ...................................................................................................................................... 35

6.1 – Blue Marlin..................................................................................................................................... 35


pág. 3


6.2 – Mighty Servant............................................................................................................................... 37

6.3 – HYSY 278 ...................................................................................................................................... 38

7 – Bibliografía General .............................................................................................................................. 39

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 41


pág. 4


TABLAS

Tabla 1. Carena B=44.5 metros. .................................................................................................................................. 29 Tabla 2. Carena B=50 metros. ..................................................................................................................................... 29 Tabla 3. Carena B=60 metros. ..................................................................................................................................... 30 Tabla 4. Principales características del “Blue Marlin”. ................................................................................................. 35 Tabla 5. Principales características del “Mighty Servant”. ........................................................................................... 37 Tabla 6. Principales características del “HYSY 278”. .................................................................................................. 38


pág. 5


FIGURAS

Figura 1. “Ocean Servant II”. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7 Figura 2. Desguace de buques y plataformas en Aliaga. Turquía. ------------------------------------------------------------------ 8 Figura 3. Buque heavy-lift semi-sumergible “Blue Marlin”. ----------------------------------------------------------------------------- 9 Figura 4. Buque heavy-lift semi-sumergible “Dockwise Vanguard”. ----------------------------------------------------------------- 9 Figura 5. Buques de apoyo a plataformas amarrados en el Puerto de Vigo. ---------------------------------------------------- 10 Figura 6. Plataformas amarradas en el Dique de Reina Sofía en el Puerto de las Palmas. --------------------------------- 11 Figura 7. Buque HLSV “Mighty Servant 1” transportando a la FPSO “Sevan Brasil” ------------------------------------------ 12 Figura 8. Ejemplo de maniobra de Float-on del “FPSO Goliat”.” ------------------------------------------------------------------- 13 Figura 9. Buque HLSV “Fjell” transportando una topside “Heera HRD”. --------------------------------------------------------- 14 Figura 10. Buque HLSV “Blue Marlin” transportando la plataforma semisumergible “Thunderhorse”. -------------------- 15 Figura 11. Buque HLSV “Blue Marlin” transportando la plataforma semisumergible “Thunderhorse”. -------------------- 16 Figura 12. Buque HLSV “Blue Marlin” transportando la refinaría de gas “Snøhvit”. ------------------------------------------- 16 Figura 13. Buque HLSV “Blue Marlin” transportando “LHD Adelaide”.------------------------------------------------------------ 17 Figura 14. Topside “North Nemba”. “Mighty Servant 2” transportando la topside. Naugfragio del “Mighty Servant 2”.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 18 Figura 15. “Mighty Servant 3” transportando “Aleutian Key”. ------------------------------------------------------------------------ 19 Figura 16. “Mighty Servant 3” hundiéndose frente al puerto de Luanda. --------------------------------------------------------- 19 Figura 17. Simulación de pasos seguidos por el “Mighty Servant 3” durante el accidente según Ref [5] ---------------- 20 Figura 18. Comienzo de la maniobra de load out. ------------------------------------------------------------------------------------- 22 Figura 19. Maniobra de load-out de una plataforma TLP sobre el buque HLSV “Mighty Servant”. ------------------------ 23 Figura 20. Oruga (Self Propelled Modular Trailer). ------------------------------------------------------------------------------------ 23 Figura 21. Soportes estructurales para el trasporte para el buque LHD. --------------------------------------------------------- 24 Figura 22. Estructura de apoyo en la cubierta del buque Blue Marlin [13]. ------------------------------------------------------ 24 Figura 23. Requerimientos de profundidad para la maniobra de float-on de los buques Canberra y Adelaide según Ref

[6] -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 Figura 24. Maniobra de Float-on en Punta Langosteira [13]. ------------------------------------------------------------------------ 25 Figura 25. Cronograma de la carga del HMAS “Canberra”. Ref [10] -------------------------------------------------------------- 26 Figura 26. Maniobra de float over de una topside. ------------------------------------------------------------------------------------- 27 Figura 27. Maniobra de float over. Encaje pieza del top-side con pata de la jacket. ------------------------------------------ 27 Figura 28. Buque HLSV “Blue Marlin”. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 36 Figura 29. Buque HLSV “Mighty Servant”. ----------------------------------------------------------------------------------------------- 37 Figura 30. Buque HLSV “HYSY 278”. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 38


pág. 6


1 – Introducción

El objetivo final de este proyecto fin de carrera es el diseño completo del anteproyecto de un buque

heavy lift semi-sumergible1 (“Heavy Lift Special Cargo Vessel”). Dicho buque se destina al transporte de

grandes artefactos como instalaciones on-shore, plataformas petrolíferas, barcazas, otros buques, etc. A

diferencia de la mayoría de los buques embarca los artefactos de gran tonelaje por medio de la inmersión

de la cubierta de carga mediante la operación de lastrado. Por ello, pertenece a la flota destinada a

operaciones especiales.

El diseño del buque debe de cumplir con las reglas internacionales como son SOLAS, MARPOL,

COLREG o el Convenio Internacional de Líneas de Carga; y en concreto, deberá regirse por las reglas de

clasificación del Det Norske Veritas, tal y como se ha definido en las especificaciones de proyecto.

Existe una normativa de DNV relativamente nueva sobre buques del tipo Heavy Lift

Semisumergibles. Éstas serán muy importantes y marcarán la geometría del buque y sus características,

pues regulan entre otras cosas las operaciones de inmersión.

En este primer cuaderno, se desarrollan los conceptos más importantes a la hora de definir las

distintas operaciones que realiza el buque y la evolución del buque a lo largo de los años. También, se

definen los principales problemas para el desarrollo del proyecto y las soluciones que se tomaron para

resolverlos.

Este cambio de especificaciones supuso una transformación significativa en la perspectiva y

enfoque del diseño del buque en su totalidad.

1 Referido en el proyecto como “HLSV” o simplemente “HL”.


pág. 7


2 – Buques Heavy Lift Semi-Sumergibles

2.1 – Evolución

El primer buque semi-sumergible se construye en 1972 destinado al transporte de carga pesada y

portador de barcazas (“Dock Lift-I”). Aunque seguía siendo insuficiente su tamaño ya que transportaba

únicamente, yates, pequeñas embarcaciones de recreo y artefactos de pequeño desplazamiento.

Es en 1976 cuando comienza el transporte de mercancía en gabarras semi sumergibles

arrastradas por remolcadores. Estas gabarras estaban adaptadas con bastidores flotantes en las cuatro

esquinas, para poder sumergirse a una determinada profundidad. Aunque seguían siendo remolcadas,

poseían dos propulsores que servían como propulsión auxiliar para realizar maniobras. En la siguiente

figura se muestra el “Ocean Servant II” siendo remolcada.

Figura 1. “Ocean Servant II”.

Tres años más tarde, en 1979 se construyen dos buques semi-sumergibles atendiendo a la

experiencia y conocimiento adquirido. Se integran dos máquinas propulsoras y medios más sofisticados

para realizar maniobras. Este cambio trascendente provocó la supresión del uso de remolcadores.

Años después, se construyeron al menos seis barcos de tipología similar, que permitían la

inmersión hasta 15 metros, para el posicionamiento de la carga. Se llevaban a cabo las operaciones de

lastrado y deslastrado de la carga mediante bombas impulsadas por compresores de aire.

Durante los años ochenta, se decidió convertir buques tanque (petroleros) en buques de estas

características debido a que sus sistemas eran parecidos y era más económico convertir un buque existente

a la construcción de uno nuevo. Las modificaciones que había que llevar a cabo eran tales como la

integración de flotadores de popa, una cubierta de carga más corta y menor puntal.


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A mediados de los años noventa, se construyeron los buques heavy-lift semi-sumergibles que se

pueden ver hoy en día, aunque poco a poco van innovando los criterios de diseño adaptándolos a las

demandas de las cargas a transportar y a los criterios de seguridad que deben de guardar.

Debido a la economía de escala, las plataformas petrolíferas, buques de todo tipo y las

instalaciones on-shore van creciendo en dimensiones para que su rentabilidad económica sea más

eficiente. A principios del siglo XXI, se ha masificado la utilización de estos buques ya sea para transportar

y emplazar plataformas, para llevar barcos durante su construcción a otro lugar donde se terminará la

instalación de otros equipos o reparaciones, o para llevar buques a lugares donde se realizan las tareas de

desguace, ya que ha finalizado su vida útil. En la siguiente figura, se muestra un ejemplo de donde se

acumulan las plataformas para ser desguazadas en Aliaga, en Turquía.

Figura 2. Desguace de buques y plataformas en Aliaga. Turquía.

Fue en 1999 en Taiwan, cuando se construyó el “Blue Marlin”, en el astillero de China Shipbuilding

Corporation y remodelado en 2004 en Hyundai Mipo Dockyard en Corea del Sur, momento en el que se

convirtió en buque de transporte de cargas pesadas más grande del mundo. Desde 2001, es operado por

la compañía holandesa Dockwise, hasta 2013 donde Dockwise fue adquirida por Boskalis, empresa

también holandesa, que posee una de las flotas más experimentadas en lo que concierne al dragado.


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Figura 3. Buque heavy-lift semi-sumergible “Blue Marlin”.

En 2013, el “Blue Marlin” fue superado en dimensiones por un nuevo buque el “Dockwise

Vanguard”. Este buque cambia un poco los esquemas de la organización de la superestructura, esta se

encuentra a los lados formando una U, dejando libre la máxima superficie en cubierta.

Figura 4. Buque heavy-lift semi-sumergible “Dockwise Vanguard”.

El “Dockwise Vanguard” es el buque heavy lift semi-sumergible más grande del mundo hasta la

fecha. Otras empresas como OHT o COSCO, ante la necesidad de transportar mayores cargas o artefactos

están ampliando las mangas, aunque de momento no se han visto superadas por las dimensiones de este

buque tan particular.


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2.2 – Situación Actual

Según la Ref [4] reputados analistas de la economía marítima han calificado el año 2015 como el

peor en los treinta últimos años en cuanto se refiere al sector de los productores de petróleo y gas.

Afectando de manera severa al desarrollo de nuevas prospecciones, especialmente al ámbito offshore.

En marzo del 2016, se han estimado amarrados en todo el mundo unos 600 buques de apoyo a

plataformas debido a la falta de trabajo como por ejemplo sucede en el Puerto de Vigo, dos buques de

apoyo a plataformas de la empresa Bourbon Offshore han estado amarrados dos meses, a la espera de

nuevas órdenes.

Figura 5. Buques de apoyo a plataformas amarrados en el Puerto de Vigo.

Asimismo, hay muchas plataformas en el mar de Norte, que suponen explotaciones de mucha

inversión, y se ha estimado que al menos 150 plataformas offshore que operan en el mar del Norte, serán

dadas de baja en los próximos años. Éstas son de tipo Jack-up, semi-sumergibles, etc. Como

consecuencia, se cree que esta situación perdurará al menos dos años, previendo que la facturación en los

equipos offshore decaiga significativamente.


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Figura 6. Plataformas amarradas en el Dique de Reina Sofía en el Puerto de las Palmas.

Según la Ref [4] las previsiones de futuro del precio de petróleo no se han desarrollado de manera

esperable, por lo que, para hacer frente a esa situación inesperada, se pretende desmantelar plataformas

y desguazarlas, pero para ello es necesario su transporte.

Es aquí donde comienza el rol del buque heavy lift semi-sumergible, que mediante su operación

de lastrado es capaz de embarcar las plataformas en su cubierta de carga, para transportarlas a zonas de

desguace. Esta opción resulta más favorable frente al remolque, ya que, es más seguro, más fiable en caso

de mal tiempo, hay menores primas de seguro y el tiempo del transporte es considerablemente menor.

Hoy en día, se ve beneficiado por esta situación a la baja del precio del petróleo y se piensa en la

mayor contratación de construcciones de buques de esta tipología.

2.3 – Ejemplos de Transporte Significativos

Los buques HLSV son capaces de transportar cualquier tipo de artefacto siempre teniendo en

cuenta el desplazamiento y la altura del centro de gravedad de la carga a soportar.

A continuación, se enumeran los diferentes ejemplos de cargas que se han transportado a lo largo

de la historia:

Plataformas

Instalaciones on shore

Módulos de grúa

Otros buques


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2.3.1 – Transporte de un FPSO

En numerosas ocasiones, se han transportado distintas FPSO tales como “Sevan Voyegeur”,

“Sevan Brasil” o “Goliat ” mediante buques HLSV.

La FPSO “Sevan Brasil” fue transportada por el buque HLSV “Mighty Servant 1” de China

(construido por el astillero COSCO Nantong) a Brasil. Comenzó su viaje el día 7 de marzo aunque llego a

Brasil más tarde de lo esperado (29 de abril) debido al mal tiempo, que obligó al buque a realizar una parada

en las Maldivas.

Figura 7. Buque HLSV “Mighty Servant 1” transportando a la FPSO “Sevan Brasil”

Como se puede observar en la figura anterior, el FPSO circular “Sevan Brasil” posee un gran

diámetro que sobresale de la manga del buque HLSV. Por este y otros factores, es tan necesario un estudio

individual del proyecto de transporte de cada artefacto, ya sea por la estabilidad del conjunto, la operación

de embarque, la resistencia longitudinal del buque, etc.

Otro ejemplo de gran repercusión en el mundo de los HLSV, fue el transporte del FPSO “Goliat”

en febrero del 2015 por el “Dockwise Vanguard” desde Ulsam, Corea del Sur a Hammerfest, en Noruega.

La plataforma fue diseñada por Sevan Marine y tiene unas 65 000 toneladas, siendo la instalación

flotante más pesada transportada en seco hasta la fecha.


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Figura 8. Ejemplo de maniobra de Float-on del “FPSO Goliat”.”


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2.3.2 – Transporte de un Topside de una Plataforma Jacket

Un ejemplo de transporte de topside fue el de caso de la “Heera HRD” construida en Vietnam de

unas 8.300 toneladas. El buque HLSV “Fjell” fue el encargado de realizar el transporte hasta las posicionar

las patas de la jacket en las piezas correspondientes del topside en la India (segunda operación de float-

over en ese país).

Figura 9. Buque HLSV “Fjell” transportando una topside “Heera HRD”.


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2.3.3 – Transporte de una Semisumergible

El buque HLSV “Blue Marlin” transportó la plataforma semi-sumergible “Thunderhorse” en julio de

2004. La plataforma mide 155.95 m de loa, tiene unos 113.9 m de manga y una altura total de 132.1 m.

Tuvo gran trascendencia ya que, por aquel entonces, el Blue Marlin era el único buque HLSV capaz de

transportar grandes estructuras de hasta 73.000 toneladas.

Figura 10. Buque HLSV “Blue Marlin” transportando la plataforma semisumergible “Thunderhorse”.


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2.3.4 – Transporte de un Módulo de Grúas

En este caso, se ha considerado como representativo el transporte de módulos de grúa de

contenedores de los puertos. Esta carga no presenta un gran peso, pero sí un alto centro de gravedad.

Figura 11. Buque HLSV “Blue Marlin” transportando la plataforma semisumergible “Thunderhorse”.

2.3.5 – Transporte de una Instalación On-Shore

Cabe destacar el transporte de artefactos no marinos como fue el caso, en julio de 2005, de una

refinería de gas “Snøhvit” que se construyó en Cádiz (España) y se transportó a Hammerfest (Noruega).

Figura 12. Buque HLSV “Blue Marlin” transportando la refinaría de gas “Snøhvit”.


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2.3.6 – Transporte de un Buque

Por último, los buques HLSV transportan buques de todo tipo, ya sean buques de guerra,

submarinos, barcazas etc. En diciembre de 2013, se realizó la maniobra de float-on del buque “LHD

Adelaide” de la clase Canberra de la Armada Australiana, en Vigo. El buque HLSV “Blue Marlin” inició el

viaje desde Galicia con destino final los astilleros de BAE Systems Australia en Williamstown, Melbourne al

que llegó en febrero del 2014.

Se puede destacar la importancia de la estructura de apoyo (“camas”) fabricada para este

transporte particular, que es el resultado de un estudio exhaustivo de la estructura y de la estabilidad del

conjunto. Además es algo inusual en este tipo de transportes, y conlleva un análisis importante de la

estructura del buque transportado, el voladizo que sobresalía por popa de más de 54 m.

Figura 13. Buque HLSV “Blue Marlin” transportando “LHD Adelaide”.

2.4 – Accidentes de Buques HLSV

La historia de los buques heavy lift semi-sumergibles se ha visto marcada por dos accidentes de

gran transcendencia como fue el del “Mighty Servant 2” y de su gemelo “Mighty Servant 3”.

En noviembre de 1999, el Mighty Servant 2 volcó cerca de la Isla de Indonesia de Singkep,

transportando una topside “North Nemba” de 8.790 toneladas desde Singapur a Cabinda, Angola.

Según estudios posteriores el buque zozobro por causa de un bajo de granito que no se

encontraba señalado en las cartas de navegación y que se situó en el rumbo del buque. Cinco miembros

de la tripulación murieron en el siniestro. El “Mighty Servant 2” fue considerado como irrecuperable. En

2000, se renombraron los restos del naufragio como “T 2” y se lo llevaron a un desguace en Alang, India.


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Figura 14. Topside “North Nemba”. “Mighty Servant 2” transportando la topside. Naugfragio del “Mighty Servant 2”.


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En diciembre de 2006, se produjo el hundimiento del “Mighty Servant 3” a unos 62 m de

profundidad frente al puerto de Luanda, Angola, durante la operación de lastrado del buque mientras se

descargaba la plataforma de perforación “Aleutian Key”. No hubo pérdidas humanas, se pudo recuperar la

plataforma y cinco meses después del hundimiento se pudo recuperar el buque con ayuda de Smit

Internacional a través del bombeo de aire a presión en los compartimentos cerrados. Se realizaron las

respectivas reparaciones para que volviese a operar en 2007.

Figura 15. “Mighty Servant 3” transportando “Aleutian Key”.

Investigaciones posteriores achacan el hundimiento a un error en las operaciones de lastrado

durante la inmersión. Esta conclusión se indica en la Ref. [5] en la que se hace una investigación del

accidente del “Mighty Servant 3” a través de un método de inundación progresiva, en la que se simula la

secuencia seguida para la inmersión del buque.

Figura 16. “Mighty Servant 3” hundiéndose frente al puerto de Luanda.

En [5] se indica como posible modo de fallo la entrada de agua en un tanque debajo de cubierta

de carga situado a popa debido a la rotura de una válvula, lo que conduce a una pérdida del control sobre

el trimado por popa.


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Figura 17. Simulación de pasos seguidos por el “Mighty Servant 3” durante el accidente según Ref [5]

Posibles medidas que se podrían tomar son la inserción de válvulas, controladas automáticamente

por trimado o escora, ya que ambas condiciones son dependientes y con ello evitar movimientos excesivos.

Esto permitiría que las operaciones de lastre solo se realizasen por efectos de gravedad evitando riesgos

indeseables.

2.5 – Reglas Específicas de Buques HLSV

A través de la investigación de los accidentes ocurridos y del desarrollo de nuevas herramientas,

poco a poco se van conociendo los riesgos innecesarios a las que se le somete al buque, si no se tienen

en cuenta a la hora de su diseño.

Para evitar lo ocurrido, las Sociedades de Clasificación, van paulatinamente actualizando las

reglas relativas a este tipo de buques. Como, por ejemplo: el DNV que, en los últimos dos años, ha

actualizado las reglas de estos buques dos veces: en octubre de 2015 y julio de 2016.


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Las principales reglas según el DNV Ref [3], que estos buques deben cumplir son:

Un rango de reserva de flotabilidad total que debe de ser de al menos 4.5% del volumen

sumergido al calado máximo durante las fases transitoria de C/D.

Las estructuras de flotabilidad de proa y popa consideradas separadamente sean de

1.5% del volumen sumergido a este calado.

Instalación de un túnel de pasaje que comunique la proa con la popa bajo la cubierta de

carga.

Si la carga se encuentra bloqueando la vista desde el puente, se requiere un segundo

punto de vista (crow nest).

En cuanto a los criterios de estabilidad intacta durante la condición transitoria:

o El rango de estabilidad positiva del brazo adrizante debe de ser al menos de 15º

y además el valor del brazo adrizante debe de ser al menos de 0.1 m.

o El ángulo de escora del máximo valor del brazo adrizante debe de ser al menos

de 7º.

o La altura metacéntrica transversal en equilibrio debe de ser al menos de 0.3 m.


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3 – Análisis de la Misión y Enfoque Conceptual del Proyecto

El buque en proyecto desempeña diferentes tipos de operaciones marinas. A continuación, se

resumen las más representativas de manera que se tenga una idea conceptual del buque.

3.1 – Transporte de Cargas de Gran Tonelaje

El buque HLSV embarca las cargas de gran tonelaje a través de maniobras especiales para

posicionar la carga de manera controlada sobre la cubierta de carga. A continuación se definen las

diferentes maniobras para cargar el artefacto.

3.1.1 – Load out

El Load-out consiste en la transferencia de la estructura a transportar de tierra a la barcaza o buque

HLSV mediante un movimiento horizontal o su izado.

Figura 18. Comienzo de la maniobra de load out.


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Figura 19. Maniobra de load-out de una plataforma TLP sobre el buque HLSV “Mighty Servant”.

Por otro lado, el Load-in consiste en la transferencia de la estructura a transportar del buque HLSV

o barcaza a tierra mediante un movimiento horizontal o su izado, es decir, es la maniobra inversa.

Dentro de los tipos de load-out se pueden distinguir las siguientes maniobras:

o Lift-on/Lift-off: en esta maniobra se lleva a cabo el izado de la carga mediante una grúa

de gran capacidad desde el puerto o similar.

o Roll-on/Roll-off: se realiza el load-out mediante una oruga o un equipo similar (ver Figura

20).

o Skid-on/Skid-off: en ella, la carga se arrastra por unos raíles por medio de la acción de

los gatos hidráulicos. (ver Figura 18 y Figura 19).

Figura 20. Oruga (Self Propelled Modular Trailer).


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3.1.2 – Float on / Float -off

La maniobra de Float-on/Float-off es una operación marina en la que se realiza el posicionado del

artefacto a transportar mediante la inmersión del buque HLSV por medio del lastrado y deslastrado. El

primer paso es el lastrado del buque, para después posicionar el artefacto flotante sobre la cubierta de

carga y finalmente deslastrar controladamente.

Para afianzar el artefacto sobre la cubierta de carga es necesario utilizar una estructura de apoyo,

que pueda soportar las cargas estáticas y dinámicas generadas entre el artefacto y el buque HLSV durante

la carga/descarga y la condición transitoria. En el caso de los soportes utilizados en el transporte del buque

LHD Adelaide por el HLSV “Blue Marlin” Ref [6] estaban divididos en estructuras de apuntalamiento y de

rejillas.

Figura 21. Soportes estructurales para el trasporte para el buque LHD.

Según Ref [6] el apuntalamiento sirve para distribuir las cargas estáticas de unas 37.000 toneladas

de peso mientras que la estructura en rejillas sirve para ambas cargas, tanto estáticas como dinámicas

cuyo peso era de unas 750 toneladas, estas se soldaban y se fijaban ambas estructuras.

Figura 22. Estructura de apoyo en la cubierta del buque Blue Marlin [13].


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Se puede ver como en la popa tiene soportes especiales, pues el buque LHD tiene 231 metros

de eslora y 32 m de manga, y sobresalía 54 metros por la popa del buque HLSV.

La maniobra de float-on del buque LHD “Canberra” se realizó en el dársena artificial de Punta

Langosteira, en el puerto exterior de A Coruña, aunque esta ría se encuentra menos abrigada y es menos

profunda que la de Vigo, por lo que el buque resultó golpeado y por ello se tomó la decisión de realizar la

maniobra del segundo buque, el LHD “Adelaide”, en Vigo.

El buque “Blue Marlin” se sumergió hasta el calado de 23 m (ver Figura 23 y Figura 24) maniobra

en la que invirtió toda una noche. Más tarde se acercó el buque LHD a través de remolcadores a la popa

del buque HLSV, y por medio de unos “tugger winches” (chigres) localizados en los flotadores de popa

(casings) y detrás de la superestructura se posiciona el buque LHD sobre la posición definida por los

soportes.

Figura 23. Requerimientos de profundidad para la maniobra de float-on de los buques Canberra y Adelaide según Ref [6]

Figura 24. Maniobra de Float-on en Punta Langosteira [13].

El buque HLSV entonces comienza el deslastrado controlado. Una vez se afianza el buque LHD a

bordo, el “Blue Marlin” atraca en puerto y es entonces cuando entraron en juego 100 soldadores para


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colocar las sujeciones que eviten los desplazamientos de la carga durante la larga travesía. Tardaron unos

8 días en realizar su trabajo [10].

A continuación, se muestra a modo de resumen, un cronograma de las operaciones marinas que

se realizaron para la carga del HMAS Canberra, que dan la idea de los tiempos que se barajan cuando se

realizan estas complejas operaciones, según Ref [10]:

Figura 25. Cronograma de la carga del HMAS “Canberra”. Ref [10]


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3.2 – Instalación de Artefactos Marinos

Asimismo, el buque HLSV colabora en la instalación de artefactos marinos mediante el

posicionamiento del artefacto y a través de operaciones de lastrado.

3.2.1 – Float over

Consiste en la instalación de un artefacto sobre otra estructura (como, por ejemplo: las patas de

una jacket) mediante maniobras para su correcto posicionamiento y más tarde a través de su sistema de

lastrado para el preciso encaje de las piezas y transferencia de la carga.

Figura 26. Maniobra de float over de una topside.

Figura 27. Maniobra de float over. Encaje pieza del top-side con pata de la jacket.


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4 – Problemas Principales

En el diseño del buque HLSV se han tenido problemas en aspectos fundamentales del propio

dimensionamiento, sobre todo en lo relativo a las especificaciones del buque. Asimismo, este proyecto tiene

criterios muy específicos que se deben de cumplir en lo referente a la estabilidad, y que desde el principio

se deben de tener en cuenta, para el correcto dimensionamiento del buque.

A continuación se comentan los problemas principales encontrados.

4.1 – Superficie de Cubierta y Capacidad de Izado

Las especificaciones más significativas de cara al dimensionamiento son las siguientes:

Una cubierta de carga de 7.500 m².

Una capacidad de izado de 50.000 toneladas.

Sociedad de Clasificación: DNV.

Estas dos primeras características son las que definen, casi en su totalidad, las dimensiones del

buque.

Los buques Heavy Lift (HL) tienen que cumplir los criterios de la IMO relativo a todos los buques

durante la navegación. Y por lo tanto, al llevar cargas muy grandes y sobre la cubierta, la estabilidad de

estos buques deberá ser muy grande para cumplir los requisitos.

Las operaciones de carga y descarga del artefacto a transportar, se realizan normalmente

mediante el lastrado del buque, en el que se sumerge la cubierta de carga y se sitúa sobre ella el artefacto,

procediéndose nuevamente a deslastrar el buque hasta llegar al calado de navegación con la carga ya

estibada a bordo.

Durante esta operación, y en cualquiera de los “pasos” o “steps” intermedios, se deben cumplir

siempre unos criterios específicos para buques Heavy Lift que vienen especificados en DNV; y aunque son

bastante menos restrictivas que los criterios a cumplir en navegación, siguen siendo un problema para el

diseño del buque.

Estudiando el proyecto, uno se da cuenta de que el punto crítico en la estabilidad del mismo será

cuando el calado sobrepasa justo la cubierta de carga, donde se pierde mucha del área de la flotación, y el

artefacto a transportar no se ha sumergido todavía y por lo tanto todo su peso descansa “directamente”

sobre el buque; es decir, no aportaría empuje en este momento.

Estudiando precisamente esta situación es donde se he llegado a la conclusión de que las

especificaciones de proyecto son erróneas y deberían ser modificadas. Esto se debe a que para que el

buque HL pudiera izar una carga de 50.000 toneladas, con una altura del centro de gravedad (CG) del

artefacto razonable ( al menos 10 ó 15 metros); se necesitaría ir a mangas de más de 60 metros.

Esto, junto con la especificación de contar con 7.500 m² de cubierta de carga, y siguiendo el

dimensionamiento realizado en función de la base de datos, se quedaría una eslora muy corta en


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comparación con la manga de al menos 60 metros; lo que llevaría a relaciones L/B de menos de 2, es decir,

estaríamos hablando de un buque “cuadrado”.

En las siguientes tablas se presenta el proceso que me ha llevado a esta conclusión. En ellas se

muestra el balance de pesos, en el que modificando la posición del CG del artefacto, se busca el KG

limitante (en verde) calculado en Maxsurf para los criterios del DNV para buques HL durante la condición

de inmersión transitoria, con las formas ya creadas en el dimensionamiento inicial. En azul se presenta el

KG del propio artefacto, después de restar a la posición de su CG en el buque el puntal del mismo.

La Tabla 1 representa el balance de pesos para la primera carena dimensionada; con una manga

de 44.5 metros y una eslora de 211 metros (dentro de los valores normales en la base de datos para un

área de cubierta de 7.500 m²). Como vemos no sería capaz de transportar un artefacto de 50.000 toneladas,

ya que su KG sale negativo.

Tabla 1. Carena B=44.5 metros.

A partir de aquí se fue aumentando la manga, manteniendo la superficie de cubierta en 7.500 m².

Se presentan dos tentativas más, una de 50 metros de manga y 193 metros de eslora (con una relación

L/B ya muy baja) y una de 60 metros de manga y 160 metros de eslora (con una relación L/B todavía más

baja de 2,6).

Tabla 2. Carena B=50 metros.

B_44 Pesos Zg

P. Rosca 22.151 12,88

P. Muerto 5.248 3,94

Artefacto 50.000 13,68

Lastre 33.611 2,20

Total 111.010 9,59

KG_artef -0,02

B_50 Pesos Zg

P. Rosca 21.285 13,59

P. Muerto 5.248 3,94

Artefacto 50.000 16,56

Lastre 37.913 2,25

Total 114.446 10,69

KG_artef 2,86


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Tabla 3. Carena B=60 metros.

Como se puede observar, aun así todavía parece insuficiente un KG de 7,3 metros del artefacto,

ya que estas estructuras que pesan 50.000 toneladas suelen tener más metros de altura. Por lo tanto, se

debería ir a mangas aún mayores, que nos llevarían a relaciones L/B bajísimas, es decir, a buques cada

vez más cuadrados; y no parece razonable.

Este hecho queda reflejado también en los buques de la base de datos. Se ha investigado la capacidad de

izado de estos buques, y no es fácil conocerla, ya que como ha quedado demostrado dependerá del peso

del artefacto, de su forma, de la posición de su centro de gravedad, etc.

Lo que sí se ha podido conocer es ciertos proyectos que se han desarrollado para el transporte de

artefactos de gran tonelaje, por medio de algunos de los buques más grandes de la base de datos. Estos

transportes son en cada caso los “records” propios de cada buque en particular, y quedan reflejados en la

página web de la compañía: www.dockwise.com

Estos proyectos se presentan a continuación:

1. Mighty Servant 1:

Dimensiones: L=191 m. B=50 m.

DWT=45.000 ton. Área_Cub=7.500 m².

Transportó una plataforma Spar de 25.000 toneladas de peso.

2. Black Marlin:



Transportó dos Jack-Ups con un peso total de 31.000 ton.

3. Blue Marlin:



Este buque era gemelo del Black Marlin, y se aumentó su manga en 21 metros para

transportar estructuras de hasta 60.000 toneladas (dependiendo de su centro de

gravedad claro). El record fue una plataforma semisumergible de 59.000 toneladas.

Con estas referencias, queda claro que, para transportar artefactos de 50.000 toneladas, se llega

a dimensiones grandes que conllevan superficies de cubierta mucho mayores que 7.500 m².

B_60 Pesos Zg

P. Rosca 19.128 14,36

P. Muerto 5.248 3,94

Izado 50.000 21,00

Lastre 40.158 2,55

Total 114.534 12,64

KG_artef 7,30


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Por lo tanto, es razonable pensar que la capacidad el izado del buque en proyecto es muy alta en

comparación a su superficie de cubierta, y conviene disminuirla.

4.2 – Dimensionamiento

Otro problema durante el dimensionamiento, es el de establecer la definición de la manga, los

buques HLSV tienen problemas de estabilidad durante las fases transitorias de lastrado y deslastrado para

la carga y descarga de artefactos transportados que se deben a la reducción de la inercia en la flotación

del buque cuando se sumerge la cubierta de carga, dando lugar a una importante reducción de la inercia

en la flotación. Por tanto, es muy importante tener en cuenta tanto la navegación como las condiciones

transitorias de inmersión para el dimensionamiento del mismo.

4.3 – Grúa 500 Toneladas

En las especificaciones del proyecto se indica que el buque contará con una grúa de 500 toneladas, y un sistema de tanques anti escora para contrarrestar los momentos escorantes que generarían las operaciones con dicha grúa. Esta es una grúa con una capacidad enorme, y que no encaja con el concepto de proyecto del buque.

4.4 – Estabilidad y Estructura

Uno de los problemas de este buque es su estabilidad y su resistencia longitudinal, al tratarse de

un buque especial que transporta gran variedad de cargas, con muy diferentes formas y distribuciones de

pesos.

Esto podría hacer que los momentos flectores de diseño obtenidos a partir de las reglas de DNV

fueran menores que los que realmente se dan en este tipo de buques. Asimismo, podría suceder que al

realizar la estabilidad del buque en el cuaderno 12, resultara que el buque no cumpliera algunos de los

criterios de estabilidad y no pudiera transportar muchas de las estructuras para las que ha sido diseñado.

4.5 – Sistema de Posicionamiento Dinámico

Por requerimiento de las especificaciones es necesario instalar un sistema de posicionamiento

dinámico y se deberá definir la notación de clase.


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5 – Soluciones Adoptadas

A continuación, se resumen las soluciones que se han adoptado según la temática de los

problemas planteados en el apartado anterior.

5.1 – Superficie de Cubierta y Capacidad de Izado

Un punto significativo es que observando los datos publicados por las dos grandes empresas de

buques HL, dockwise y cosco HL, queda bastante claro que el dato que ofrecen es el Peso Muerto del

buque; da una idea de la capacidad de carga del buque. Y es que es imposible encontrar información sobre

la capacidad de izado “neta” de estos buques, ya que como se ha comentado, depende de muchos factores,

como el peso del artefacto, su forma, la posición de su centro de gravedad, su estabilidad propia (necesaria

durante las operaciones de carga y descarga), etc.

Es por esta razón que estas empresas de buques HL ofrecen el dato que realmente conocen, y

que es el peso muerto. Y en cada caso, se realiza un proyecto particular del artefacto a transportar,

estudiando la altura de su centro de gravedad máxima admisible en función de sus características.

Por esta razón, creo que es razonable fijar el peso muerto en las especificaciones de proyecto, en

vez de la capacidad de izado como tal.

Y estudiando la base de datos, parece razonable para una superficie de carga de 7.500 m²,

especificar un peso muerto de alrededor de 55.000 toneladas.

A partir de estas conclusiones se pidió un cambio en las especificaciones de proyecto, aprobado

en la Comisión de Organización de Alumnos de la Escuela. En éstas se modificó el requisito de transportar

artefactos de 50.000 toneladas, a fijar un peso muerto de 55.000 toneladas.

5.2 – Dimensionamiento

Para aumentar la estabilidad del buque y optimizar por lo tanto, para una carga genérica y unas

toneladas dadas, la altura del centro de gravedad del artefacto que es posible transportar, con objeto de

tener menos restricciones a la hora de llevar cualquier carga. Se consigue por medio del incremento de la

manga.

Teniendo en cuenta las características específicas del buque HLS, se llevará a cabo un estudio

aumentando progresivamente la manga del mismo. En las que se definen las posibles mangas en función

de la especificación de proyecto que determina el área en cubierta de carga de 7500 m2 y considerando la

flota existente de este tipo de buques.


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5.3 – Grúa 500 Toneladas

Los buques HLSV no cuentan con grúas de gran tonelaje, como la especificada de 500 toneladas

de izado, las poseen buques muy especializados (buques grúa “crane vessels”) y que generalmente tienen

una misión o misiones muy diferentes de las que realizan los HL semisumergibles.

Asimismo, no existen buques con las características como las de este proyecto, con grúas de gran

capacidad. El situar una grúa de tales dimensiones sobre la cubierta del buque o incluso más alta,

aumentaría bastante la altura del centro de gravedad global, con el correspondiente efecto negativo en la

estabilidad del buque, que es un aspecto fundamental de este proyecto. En el cuaderno nº4 – Disposición

General- se explicará más a fondo la decisión de no instalar dicha grúa2.

5.4 – Estabilidad y Estructura

Para evitar que haya un fallo estructural o que la estabilidad no sea suficiente, se ha decidido

realizar una estabilidad preliminar a partir de los pesos estimados en el dimensionamiento del buque en el

Cuaderno 5 – Cálculos de Arquitectura Naval.

Para ello se han definido 11 condiciones de carga significativas, de tal manera que se tenga una

primera aproximación de la estabilidad y los esfuerzos a los que se verá sometido el buque. Esta

información es muy valiosa para el diseño de la estructura y para la repetición de los cálculos con los datos

finales en el cuaderno 12.

5.5 – Sistema de Posicionamiento Dinámico

El sistema de posicionamiento dinámico se diseñará para cumplir el estándar DP2. Este estándar

no solo requiere redundancia de sistemas físicos sino una redundancia de sistemas de control. Esta

especificación será importante a la hora de definir las redundancias de los equipos y sistemas en el

cuaderno 7- Cámara de Máquinas y en el cuaderno nº8 – Equipos y Servicios.

2 Esta decisión ha sido consensuada con el tutor del proyecto, estando de acuerdo en prescindir de este equipo.


pág. 34


5.6 – Especificaciones de Proyecto

Por último, las especificaciones de proyecto, tras el cambio de las mismas, serán las siguientes:














pág. 35


6 – Base de Datos

Los principales buques a tener en cuenta debido a sus similitudes con el buque de diseño son:

Blue Marlin

Mighty Servant

HYSY 278

6.1 – Blue Marlin

Se ha elegido este buque por ser el más representativo de los buques HLSV en cuanto a

versatilidad de las diferentes situaciones de estabilidad al que se le puede someter como consecuencia de

la ampliación de manga en 2004. Sus principales características se resumen en la siguiente tabla:

Tabla 4. Principales características del “Blue Marlin”.

Loa (m) 224.8

Lpp (m) 206.8

B (m) 63.0

T (m) 10.2

T sumergido (m) 24.7

D (m) 13.3

DWT (ton) 76 061

V (nudos) 13.0

Lcub (m) 178.2

A cub (m2) 11227

Blue Marlin


pág. 36


Figura 28. Buque HLSV “Blue Marlin”.

Consta de las siguientes singularidades:

Una hélice de proa de 2.000 kW 4 bombas de lastre de 3.300 m3/h a 35 m de columna de agua 1 bomba contraincendios de 90 m3/h a 80 m de columna de agua o 240 m3/h a 20 m de columna

de agua 1 bomba de achique de sentinas de 90 m3/h a 80 m de columna de agua 1 bomba contraincendios de emergencia de 72 m3/h a 80 m de columna de agua


pág. 37


6.2 – Mighty Servant

Cabe destacar la singularidad de la proa de este HLSV y el área de la cubierta de carga de 7.500

m2, en las que se basará el buque en proyecto. Sus principales características se resumen en la siguiente

tabla:

Tabla 5. Principales características del “Mighty Servant”.

Figura 29. Buque HLSV “Mighty Servant”.

Consta de las siguientes singularidades:

Dos hélices de proa de 500 kW 4 bombas de lastre de 2.000 m3/h a 30 m de columna de agua 1 bomba contraincendios de 90 m3/h a 60 m de columna de agua o 170 m3/h a 30 m de columna

de agua 1 bomba de achique de sentinas de 90 m3/h a 60 m de columna de agua o 170 m3/h a 30 m de

columna de agua 1 bomba de contraincendios de emergencia de 45 m3/h a 60 m de columna de agua

Loa (m) 190.9

Lpp (m) 174.7

B (m) 50.0

T (m) 9.3


D (m) 12.0

DWT (ton) 45 407

V (nudos) 14.0

Lcub (m) 150.0

A cub (m2) 7500

Mighty Servant


pág. 38


6.3 – HYSY 278

Por último, se elige como buque HLSV tipo por su parecida área de cubierta de carga a la del

buque en proyecto. Sus principales características se resumen en la siguiente tabla:

Tabla 6. Principales características del “HYSY 278”.

Figura 30. Buque HLSV “HYSY 278”.

Loa (m) 221.6

Lpp (m) 210.9

B (m) 42.0

T (m) 10.2


D (m) 13.3

DWT (ton) 52 789

V (nudos) 14.0

Lcub (m) 179.2

A cub (m2) 7526

HYSY 278


pág. 39


7 – Bibliografía General

En cada uno de los cuadernos se presenta al final las referencias de la bibliografía consultada para

la realización del mismo.

Para el diseño del proyecto se ha recurrido a una bibliografía general que se basa en libros de

proyecto de buques, reglas establecidas por el DNV, tesis que se han llevado a cabo para buques HLSV,

papers de diferentes universidades y apuntes de las asignaturas que se ha impartido durante la carrera.

1. Alvariño Castro, R., Aspíroz Aspíroz, J. J., & Meizoso Fernández, M. (1997). El Proyecto

Básico del Buque Mercante. Madrid: Fondo Editorial de Ingeniería Naval - Colegio Oficial

de Ingenieros Navales.

2. Mohanasundaram, Prakash. (2009). Master Thesis. “Structural Analysis of a Heavy-lift

Vessel” Dockwise Shipping B.V, Breda, Países Bajos en cooperación con el Instituto de

Mecánica Estructural de la Universidad de Stuttgart, Alemania.

3. DNV Parte 3 Capitulo 1 Diseño Estructural del Casco para buques de 100 o más metros

de eslora en Enero del 2016.

4. DNV-GL Parte 5 Capitulo 10 Sección 5 para buques semisumergibles publicadas en

Octubre del 2015.










Octubre del 2015.

9. DNV-GL Rules and standards: Pt. 5 Ch. 7. “Offshore Service Vessels, Tugs and Special Ships. July 2013.

10. Apuntes de Hidrostática y Estabilidad. Escuela Superior de Ingenieros Navales.


pág. 40


11. H. Schneekluth and V. Bertram. Ship Design for Efficiency and Economy

12. José Luís Aguilar Vázquez. Tesis Doctoral. Estabilidad de un buque Ultra Heavy Lift

Carrier, Abril 2012

13. Gerardo Polo, Manuel Carlier & Elena Seco. Temas de Tráfico Marítimo. Reglamentación del Buque y su Explotación.

14. Manuel Ventura, Ship Design I lectures. Msc in Marine Engineering and Naval Architecture. Insituto Superior Ténico, Lisboa. 2013.

15. Hendrik Dankowski. Institute of Ship Design and Ship Safety. Hamburg. Germany

“Investigation of the Mighty Servant 3 accident by a progressive flooding method”.

Proceeding of the ASME 2013. 32nd International Conference on Ocean, Offshore and

Arctic Engineering.(OMAE2013).


pág. 41


REFERENCIAS:







Octubre del 2015.

4. Revista de Ingeniería Naval. Abril 2016.

5. Hendrik Dankowski. Institute of Ship Design and Ship Safety. Hamburg. Germany

“Investigation of the Mighty Servant 3 accident by a progressive flooding method”.

Proceeding of the ASME 2013. 32nd International Conference on Ocean, Offshore and

Arctic Engineering. (OMAE2013).

6. A.Van Ginkel. A.Mendez. F.Lago. Heavy Lift Transport of 231 m LHD from Spain to

Australia. International Conference Marine Heavy Transport & Lift III. RINA. Londres, 2012.

7. http://www.diariodeferrol.com/articulo/ferrol/blue-marlin-cargara-segundo-lhd-australia-

ria-vigo/20130827221614056834.html

8. http://www.elmundo.es/economia/2013/12/17/52b0022261fd3def348b4571.html

9. http://www.farodevigo.es/gran-vigo/2013/12/10/ria-afronta-embarque-

gigantesco/929828.html

10. http://www.defensa.gob.es/Galerias/documentacion/revistas/2012/red-286-canberra.pdf

11. http://coscoht.com/projects/transport-installation/

12. https://www.google.es/search?q=float-

over&espv=2&biw=1440&bih=799&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjI77SI

msXMAhWFMhoKHdSPB64Q_AUIBigB

13. http://www.revistanaval.com/fotonoticia/20131209-110584-visita-mv-blue-marlin-

dockwise

http://www.diariodeferrol.com/articulo/ferrol/blue-marlin-cargara-segundo-lhd-australia-ria-vigo/20130827221614056834.html

http://www.diariodeferrol.com/articulo/ferrol/blue-marlin-cargara-segundo-lhd-australia-ria-vigo/20130827221614056834.html

http://www.elmundo.es/economia/2013/12/17/52b0022261fd3def348b4571.html

http://www.farodevigo.es/gran-vigo/2013/12/10/ria-afronta-embarque-gigantesco/929828.html

http://www.farodevigo.es/gran-vigo/2013/12/10/ria-afronta-embarque-gigantesco/929828.html

http://www.defensa.gob.es/Galerias/documentacion/revistas/2012/red-286-canberra.pdf

http://coscoht.com/projects/transport-installation/






Dimensionamiento

Cuaderno 2. Dimensionamiento.

pág. 2


ÍNDICE ESPECIFICACIONES DE PROYECTO ........................................................................................................ 1

ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 4

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 5

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 6

2 – Base de Datos ........................................................................................................................................ 7

3 – Estudio de Alternativas ........................................................................................................................... 8

4 – Dimensiones Principales ......................................................................................................................... 9

4.1 – Determinación de la Manga ............................................................................................................. 9

4.2 – Determinación de la Eslora ........................................................................................................... 10

4.3 – Determinación del Calado y Puntal ............................................................................................... 13

5 – Autonomía ............................................................................................................................................ 14

6 – Potencia ................................................................................................................................................ 15

7 – Peso en Rosca...................................................................................................................................... 16

8 – Peso Muerto ......................................................................................................................................... 19

9 – Coeficientes de Forma .......................................................................................................................... 21

10 – Estimación del Centro de Gravedad ................................................................................................... 22

11 – Resumen de Alternativas .................................................................................................................... 23

11.1 – Alternativa B = 46 m .................................................................................................................... 24

11.2 – Alternativa B = 48 m .................................................................................................................... 25

11.3 – Alternativa B = 49 m .................................................................................................................... 25

11.4 – Alternativa B = 50 m .................................................................................................................... 26

11.5 – Alternativa B = 52 m .................................................................................................................... 26

12 – Elección de Alternativa Óptima ........................................................................................................... 27

12.1 – Costes de Acero .......................................................................................................................... 27

12.2 – Consumo Medio .......................................................................................................................... 28

12.3 – Restricciones de dimensiones ..................................................................................................... 31

12.4 – Capacidad de Izado ..................................................................................................................... 31

12.4.1 – Procedimiento de cálculo ..................................................................................................... 32

12.5 – Alternativa Óptima ....................................................................................................................... 34

13 – Viabilidad técnica de la alternativa seleccionada. ............................................................................... 35

13.1 – Evaluación de las dimensiones finales. ....................................................................................... 35

13.2 – Peso en rosca. ............................................................................................................................. 36


pág. 3


13.3 – Potencia....................................................................................................................................... 36

13.4 – Estimación inicial del Francobordo .................................................................................................. 37

14 – Resumen de Dimensiones Principales ............................................................................................... 39

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 40

APÉNDICE 1 .......................................................................................................................................... 41

APÉNDICE 2. ......................................................................................................................................... 42

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 43


pág. 4


TABLAS

Tabla 1. Volúmenes al calado máximo durante las fases transitorias de lastrado y deslastrado. ............................... 11 Tabla 2. Análisis estadístico Lpp/Lcub. ........................................................................................................................ 12 Tabla 3. Análisis estadístico Loa/Lpp. .......................................................................................................................... 13 Tabla 4. Análisis estadístico T/Tsum. .......................................................................................................................... 14 Tabla 5. Análisis estadístico D/T. ................................................................................................................................. 14 Tabla 6. Base de datos: potencias. .............................................................................................................................. 15 Tabla 7. Desglose del peso en rosca. .......................................................................................................................... 22 Tabla 8. Desglose de las partidas de pesos de consumos. ......................................................................................... 22 Tabla 9. Dimensiones principales de la alternativa B=46m. ........................................................................................ 24 Tabla 10. Dimensiones principales de la alternativa B=48m. ...................................................................................... 25 Tabla 11. Dimensiones principales de la alternativa B=49m. ...................................................................................... 25 Tabla 12. Dimensiones principales de la alternativa B=50m. ...................................................................................... 26 Tabla 13. Dimensiones principales de la alternativa B=52m. ...................................................................................... 26 Tabla 14. Resumen de alternativas de las dimensiones principales ........................................................................... 26 Tabla 15. Estimación del coste del acero de las alternativas estudiadas. ................................................................... 28 Tabla 16. Comparación del consumo medio de las diferentes alternativas. ................................................................ 30 Tabla 17. Características hidrostáticas de cada alternativa al calado igual al puntal del buque. ................................ 32 Tabla 18. Evaluación de las dimensiones finales. ....................................................................................................... 35 Tabla 19. Datos del peso en rosca de diferentes carenas presentadas en [6]. ........................................................... 36 Tabla 20. Resumen de dimensiones principales. ........................................................................................................ 39 Tabla 21. Resumen de coeficientes de forma principales. .......................................................................................... 39 Tabla 22. Resumen de pesos. ..................................................................................................................................... 39 Tabla 23. Base de datos. ............................................................................................................................................. 41 Tabla 24. Pesos y centros de gravedad del rosca y los consumos. ............................................................................ 42 Tabla 25. Datos numéricos del estudio de la capacidad de izado. Carenas B= 46 m, B= 48 m y B = 49 m. .............. 42 Tabla 26. Datos numéricos del estudio de la capacidad de izado. Carenas B= 50 m y B = 52 m. .............................. 42


pág. 5


FIGURAS

Figura 1. Relación Área de cubierta de carga / Manga de los buques de la base de datos. ---------------------------------- 9 Figura 2. Diagrama de flujo representativo del proceso seguido para el dimensionamiento. ------------------------------- 10 Figura 3. Espiral de dimensionamiento en función del volumen de los casings de popa. ------------------------------------ 11 Figura 4. Relación entre DWT / (Lpp·B) y el calado. ---------------------------------------------------------------------------------- 13 Figura 5. Viaje del Blue Marlin transportando el buque anfibio Adelaide. -------------------------------------------------------- 15 Figura 6. Relación entre potencia y DWT·V. -------------------------------------------------------------------------------------------- 16 Figura 7. Volumen delimitado por el castillo de proa (en azul). --------------------------------------------------------------------- 18 Figura 8. Representación de la sección maestra y perfil de las alternativas estudiadas. ------------------------------------ 24 Figura 9. Comparación del coste del acero de las diferentes alternativas estudiadas. --------------------------------------- 28 Figura 10. Resistencia al avance de cada alternativa a la velocidad de 14 nudos. -------------------------------------------- 29 Figura 11. Consumo medio en travesía de cada alternativa a una velocidad de 14 nudos. --------------------------------- 30 Figura 12. Ejemplo de curva de KG limitante. Alternativa B = 49 m. -------------------------------------------------------------- 32 Figura 13. Máxima altura posible del centro de gravedad de la carga transportada en función de su peso. ------------ 34


pág. 6


1 – Introducción

En este cuaderno se va a proceder al desarrollo del dimensionamiento mediante la elaboración de

una base de datos (incluida en el anexo 1), donde se han recogido la información necesaria para nuestro

diseño.

Estos datos han sido obtenidos a partir de la recopilación de la información publicada en páginas

de internet de astilleros, revistas, etc. Aunque hubiera sido deseable elaborar una base de datos con buques

relativamente nuevos, la construcción y diseño de este tipo de buques no es muy extendido, y por lo tanto

se ha tenido en cuenta buques desde los años 80. Por otro lado, este hecho no es muy habitual, ya que se

han tenido en cuenta solamente las características de estos buques y estos no han sufrido una gran

evolución en los últimos 30 años.

Se ha intentado encontrar los datos de la eslora de carga en cubierta para poder dimensionar el

buque a partir su capacidad de carga. A partir de ellos, se estimaron mediante regresiones y estudios

estadísticos las dimensiones y coeficientes del buque de proyecto.

Asimismo, se ha realizado un estudio de las posibles mangas del buque, con objeto de

proporcionarle una gran estabilidad, y por lo tanto, la capacidad de transportar en su cubierta de carga un

artefacto de gran tonelaje y con una altura importante1, para obtener una mayor versatilidad en el mercado

y por supuesto diseñar un buque lo más competitivo posible.

Por último, se ha elegido la alternativa óptima y se ha realizado una evaluación de la viabilidad de

la alternativa seleccionada, evaluando las dimensiones finales, realizando una estimación preliminar del

francobordo y evaluando si la potencia instalada estimada para que el buque alcance la velocidad de las

especificaciones de proyecto.

El proceso de dimensionamiento ha sido desarrollado en paralelo al de la generación de formas,

realizando un proceso iterativo que ha permitido desarrollar un estudio completo de las alternativas

propuestas y haber seleccionado la mejor de ellas.

1 Tanto el peso como la posición del centro de gravedad del buque son factores limitantes a la hora de poder transportar una carga sobre la cubierta del Heavy Lift.


pág. 7


2 – Base de Datos

Se ha partido de información publicada en diferentes revistas y páginas web de astilleros con el

objetivo de obtener las características principales de los diferentes buques representativos.

Se han tenido en cuenta buques construidos desde los años 80 hasta la actualidad y se han

presentado los datos que más trascendencia tienen a la hora de realizar el dimensionamiento del buque

tales como la eslora total (m), eslora entre perpendiculares (m), manga (m), calado (m), calado sumergido

(m), puntal (m), peso muerto (t), velocidad de navegación (kn), eslora de la cubierta de carga (m) y superficie

de la cubierta de carga (m2).

Por último, se ha analizado la información recopilada con el propósito de que no haya datos que

no guarden relación entre sí, y se han suprimido buques gemelos evitando que se desvirtúe la base de

datos obtenida.

Esta base de datos se presenta en el Apéndice 1.


pág. 8


3 – Estudio de Alternativas

Los buques heavy lift semisumergibles (“HLS”) tienen problemas de estabilidad durante las fases

transitorias de lastrado y deslastrado para la carga y descarga de artefactos transportados (de ahora en

adelante llamada: “fase de C/D”), que se deben a la reducción de la manga del buque cuando se sumerge

la cubierta de carga, dando lugar a una importante reducción de la inercia en la flotación. Como

consecuencia, existe una limitación de la capacidad de izado que dependerá en cada caso del tonelaje de

la carga, su forma y su distribución de pesos.

Es obvio que cuanto mayor sea el peso del artefacto a transportar sobre la cubierta, más

perjudicada se verá la estabilidad del buque durante la fase de C/D. Por otro lado, si la distribución de pesos

del artefacto implica un alto valor de su centro de gravedad, la estabilidad se verá aún más comprometida.

Y por último, incluimos la forma de la carga, ya que dependiendo de ésta, el artefacto transportado aportará

más o menos flotabilidad, mejorándola o no. Un ejemplo claro puede ser el hipotético transporte de un

FPSO y una estructura Jacket de exactamente las mismas toneladas de peso y la misma distribución del

mismo. A medida que el HLS es lastrado se va hundiendo, y cuando se sobrepasa el puntal del buque y la

cubierta de carga comienza a sumergirse, en el caso del FPSO el propio casco del mismo aportará

flotabilidad y por lo tanto un aumento de la estabilidad global, sin embargo la estructura Jacket apenas

aportará incremento de la flotabilidad. Es claro entonces, que se podrían cargar mediante estas operaciones

de C/D un FPSO de mayor tonelaje que una estructura Jacket. Queda claro entonces la importancia de

dotar al buque de una buena estabilidad durante estas fases de C/D, dándole más versatilidad.

Por supuesto, la forma de la carga será diferente en cada caso y no podemos tenerla en cuenta

de manera simple para realizar una optimización del buque. Pero sí podemos aumentar la estabilidad del

buque y optimizar por lo tanto, para una carga genérica y unas toneladas dadas, la altura del centro de

gravedad del artefacto que es posible transportar, con objeto de tener menos restricciones a la hora de

llevar cualquier carga. Y esto lo conseguimos por medio del incremento de la manga.

Teniendo en cuenta las características específicas del buque HLS, se ha llevado a cabo un estudio

aumentando progresivamente la manga del mismo. Se han definido las posibles mangas en función de la

especificación de proyecto que determina el área en cubierta de carga de 7500 m2 y considerando la flota

existente de este tipo de buques.

Las mangas que se han analizado son las correspondientes a 46, 48, 49, 50 y 52 m, que serán

descritas en el apartado 11 de este cuaderno.


pág. 9


4 – Dimensiones Principales

Se procede la estimación inicial de las dimensiones principales a partir de la información recogida

en la base de datos por medio de rectas de regresión y estudios estadísticos. Se ha tratado siempre que la

estimación realizada tenga unos coeficientes de regresión adecuados y una baja desviación de los datos

estadísticos.

4.1 – Determinación de la Manga

Se ha considerado que el primer parámetro a fijar debe ser la manga del buque, que influirá

enormemente en la estabilidad del buque HL. Para su estimación se ha realizado un ajuste de la manga en

función de la superficie de cubierta, sobre los buques incluidos en la base de datos.

Figura 1. Relación Área de cubierta de carga / Manga de los buques de la base de datos.

Mediante este ajuste obtenemos una estimación inicial de la manga:

0,0035· 19,8 0,0035·7.500 19,8 46cubB A m

Como se ha mencionado anteriormente se ha realizado un estudio de alternativas, en el que

variando el primer parámetro estimado que es la manga, se han derivado las demás dimensiones. Así, se

han obtenido las 5 posibles alternativas, descritas en el apartado 11, incrementando la manga

progresivamente desde estos 46 m iniciales.

En el siguiente diagrama de flujo se muestra de forma muy resumida cómo se ha llevado a cabo

este dimensionamiento, tratando de aclarar de forma gráfica el camino seguido.

y = 0,0035x + 19,8R² = 0,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 16 000

Man

ga (

m)

Área de cubierta (m²)

Área de Cubierta - Manga


pág. 10


Figura 2. Diagrama de flujo representativo del proceso seguido para el dimensionamiento.

A continuación, se detalla cómo han sido estimadas el resto de dimensiones del buque. Para todas

las alternativas, se ha aplicado el mismo proceso de dimensionamiento. Como ejemplo, en los apartados

siguientes, se desarrolla el proceso de cálculo para la alternativa de B=49 m.

4.2 – Determinación de la Eslora

Como primer paso se procede al cálculo de la eslora de la cubierta de carga, ya que se dispone

del área de la cubierta, de unos 7500 m2 y de la manga del buque de 49 m, (variable fijada anteriormente

a modo de ejemplo de cálculo). Asimismo, se tiene en cuenta el área de los dos “casings” (reservas de

flotabilidad) situados en los extremos de cada banda en cubierta, que restarán superficie de carga útil a la

cubierta.

Se ha estimado el volumen de los casings siguiendo las normas del DNV-GL Pt.5 Ch.7 Sec.21,

que enuncia que el rango de las reservas de flotabilidad debe de ser al menos un 4,5% del volumen

sumergido al calado máximo durante las fases transitorias de C/D y que las estructuras de flotabilidad de

proa y popa consideradas separadamente sean de un 1,5% del volumen sumergido a este calado.

Para cumplir esta exigencia, ha sido necesario llevar a cabo un proceso de espiral, en el que

estimando inicialmente el volumen de los casings de popa, tomando como referencia las dimensiones de


pág. 11


los de buques reales en servicio, se ha llegado hasta la creación de formas comprobándose (para cada

alternativa estudiada) el volumen de reserva final.

Figura 3. Espiral de dimensionamiento en función del volumen de los casings de popa.

En caso de que el volumen fuera el adecuado, se dan por buenas las dimensiones estimadas; si

fuera al contrario, se vuelve a iniciar la espiral aumentado o disminuyendo las dimensiones de los casings.

En el caso que se está desarrollando a modo de ejemplo (B=49m) las dimensiones finales de los

casings han resultado ser 17 m de largo, 7,5 m de ancho y 21,5 m de alto. Y con esto podemos generar las

formas y analizarlas en Maxsurf; obteniendo los siguientes datos:

Tabla 1. Volúmenes al calado máximo durante las fases transitorias de lastrado y deslastrado.

Donde T_sum indica el calado máximo (calado sumergido), V_tot el volumen total que encierra el

casco estanco, V_sum es el volumen al calado sumergido y V_cas se refiere al volumen de los casings de

popa que queda por encima de la flotación.

Una vez calculados esos volúmenes podemos obtener el volumen de la reserva de la flotabilidad

del castillo de proa siendo:

3161.748 147.134 2.601 12.013proa total sum casV V V V m

Y es posible realizar la comprobación del cumplimiento de las recomendaciones propuestas por el

DNV-GL:

T_sum (m) 25

V_tot (m³) 161.748

V_sum (m³) 147.134

V_cas (m³) 2.601


pág. 12


Reservas de flotabilidad en proa y popa: tras sumergirse el buque, debe quedar un

volumen de reserva del 1,5% tanto en popa como en proa:

3

3

2.601 1,77% 1,5%147.132

cas

sum

V m

V m

3

3

12.013 8,1% 1,5%147.132

proa

sum

V m

V m

Reserva total de flotabilidad: tras sumergirse, debe quedar un volumen total de reserva

de un 4,5% del volumen sumergido al calado máximo.

312.013 2.601 14.614res proa casV V V m

3

3

14.614 9,9% 4,5%147.132

res

sum

V m

V m

Por lo tanto, los casings instalados en las formas definitivas de B=49m cumplen las normas de

DNV para este tipo de buques. Con estas dimensiones, se obtiene el área de cada casing siendo 127,5 m2.

De esta manera, ya se puede estimar el valor de la eslora de la cubierta de carga del buque en diseño:

Á ·B 7.500 17·7,5158,3

49cub cas cas

cub

LL m

B

A continuación, se procede al dimensionamiento de la eslora entre perpendiculares, el cual se

ha realizado mediante un estudio estadístico de la relación Lpp/Lcub de los buques en la base de datos:

Tabla 2. Análisis estadístico Lpp/Lcub.

·1,277 202,1pp cubL L m

Por último, se concluye con el cálculo de la eslora total del buque, que también se ha calculado

por medio de un análisis estadístico.

Lpp/Lcub

Media 1,277

Error típico 0,035

Mediana 1,194

Desviación estándar 0,144

Varianza de la muestra 0,021

Rango 0,479

Mínimo 1,134

Máximo 1,613


pág. 13


Tabla 3. Análisis estadístico Loa/Lpp.

·1,050 212,2oa ppL L m

4.3 – Determinación del Calado y Puntal

Para la obtención del calado de diseño, se ha estudiado su relación con el peso muerto fijado en

las especificaciones de 55.000 t y la eslora entre perpendiculares y la manga del buque. Se establece

mediante la base de datos la siguiente recta de regresión.

Figura 4. Relación entre DWT / (Lpp·B) y el calado.

1,6132· 1,015 10,0·DWT

T mLpp B

Y para la estimación del calado máximo al que el buque se sumerge durante las fases transitorias

de C/D, se ha realizado un estudio estadístico de la relación entre el calado y el calado máximo observado

en los buques de la base de datos.

Loa/Lpp

Media 1,050

Error típico 0,006

Mediana 1,053



Rango 0,084

Mínimo 1,009

Máximo 1,093

y = 1,6132x + 1,015R² = 0,91

0

2

4

6

8

10

12

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Cal

ado

(m

)

DWT/(Lpp·B) (t/m²)

DWT/(Lpp·B) - Calado


pág. 14


Tabla 4. Análisis estadístico T/Tsum.

25,00.404sum

TT m

Finalmente, se realiza el cálculo del puntal en función de su relación con el calado de diseño:

Tabla 5. Análisis estadístico D/T.

1,374· 13,7D T m

5 – Autonomía

Para determinar la autonomía es necesario definir el tiempo de viaje que normalmente va a realizar

el buque. Se ha tomado de referencia el viaje que realizó el Blue Marlin de Ferrol a Melbourne en Diciembre

del 2013, en el traslado del HMAS Adelaide, buque de asalto anfibio de tipo LHD de la Clase Camberra.

Este viaje consiste en alrededor de 12.500 millas náuticas.

T/T_sumergido

Media 0,404

Error típico 0,007

Mediana 0,407



Rango 0,102

Mínimo 0,349

Máximo 0,451

D/T

Media 1,374

Error típico 0,019

Mediana 1,343



Rango 0,301

Mínimo 1,299

Máximo 1,600


pág. 15


Figura 5. Viaje del Blue Marlin transportando el buque anfibio Adelaide.

La autonomía total del buque Blue Marlin asciende a 24.000 millas náuticas. Se ha decidido fijar

la autonomía total del buque en 20.000 millas náuticas a la velocidad máxima especificada de 14 nudos,

con lo que los días de navegación serán alrededor de 59 días y medio.

6 – Potencia

Para realizar una primera estimación de la potencia se ha llevado a cabo una recta de regresión

relacionando el peso muerto, la velocidad y la potencia, con los datos que disponemos de los buques cuya

potencia en navegación se conoce. De esta manera se ha intentado relacionar la potencia efectiva (Δ·V) y

la potencia instalada; en la que se ha intercambiado el desplazamiento total, el cual aún no conocemos,

por el peso muerto:

Tabla 6. Base de datos: potencias.

Nombre Pot (kW) P total(kW) DWT V DWT·V

Tai An Kou 10.000 11.600 20.131 13,5 271.769

Hua Hai Long 7.000 13.500 30.000 11,5 345.000

Xia Zhi Yuan 6 10.000 15.000 38.000 12,0 456.000

Xiang Rui Kou 10.500 12.900 48.232 12,0 578.784

Black Marlin 12.640 16.600 57.021 14,5 826.805

Gunag Hua Kou 21.000 31.600 89.500 14,5 1.297.750


pág. 16


Figura 6. Relación entre potencia y DWT·V.

Obteniendo de ese modo una potencia propulsiva preliminar de:

0,0138· · 2.569 13.195propP DWT V kW

Para hallar la potencia total, podemos estimar la potencia del resto de los equipos mediante la

siguiente fórmula [8]:

802,7 0,08912· 1.979equipos propP P kW

Se concluye que la potencia propulsiva se estima de unos 13.200 kW y la potencia total de

unos 15.200 kW.

7 – Peso en Rosca

El peso en rosca se divide generalmente en: estructura de acero, equipos y habilitación y

maquinaria. Además de estas partidas generales, se tendrán en cuenta también el peso del castillo, el peso

de los flotadores de popa (casings), el peso de la superestructura y el peso de los refuerzos de cubierta.

Para el cálculo del peso de la estructura de acero, se ha recurrido a las fórmulas estimativas

presentadas en el Proyecto Básico del Buque Mercante [1], donde existe una subdivisión por tipo de

buques. Dado el carácter tan especifico que tiene el buque en proyecto, se ha considerado que se podría

utilizar la estimación presentada en la fórmula 3.7.20 de [1], relativa a petroleros de doble casco; ya que el

número de mamparos que dividen las bodegas de estos buques puede considerarse similar, aunque

inferior, a la subdivisión interna en tanques de lastre de un buque HL. Además, en esta referencia se indica

que la desviación de esta fórmula, en estas etapas tan preliminares de proyecto, puede llegar al 18%. Este

margen se ha incrementado hasta un 25%, para tener en cuenta los importantísimos refuerzos locales y en

la cubierta de carga que tendrá un buque de estas características, por el gran número de mamparos de

subdivisión en tanques y las soldaduras y posibles sobre espesores. Con estas consideraciones:

y = 0,0138x + 2.569R² = 0,97

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

0 200.000 400.000 600.000 800.000 1.000.000 1.200.000 1.400.000

Po

t. (

kW)

DWT · V (t·m/s)

DWT · V - Potencia Navegación


pág. 17


1,7 0,102 0,886 1,7 0,102 0,8861,25·0,0658· · · 1,25·0,0658·202,1 ·49 ·13,7 10.331ppWST L B D t

El peso de los equipos y la habilitación se calcula partiendo de la premisa que este buque está

destinado al transporte de cargas pesadas, y por esto y por el tipo de equipos de los que dispondrá se ha

asignado el valor “Ke” que recomiendan para cargueros. Se calcula mediante la fórmula 3.7.44 del Proyecto

Básico del Buque Mercante.

· · 0,39·202,1·49 3.862ppWOA Ke L B t

Donde Ke=0,39 si el estándar del carguero es sencillo.

El peso de la maquinaría es la suma del peso del motor, el peso del resto de la maquinaria, el

peso del resto de elementos de la cámara de máquinas y el peso de las líneas de ejes.

El peso del motor se estima utilizando la formulación para un motor de 4 tiempos en línea mediante

la aproximación de la referencia “Ship Design for efficiency and economy” [5], cuya fórmula es en función

de la potencia:

0,02· 0,02·15.200 304totalWME P t

El peso del resto de la maquinaria se estima según la fórmula 3.7.51 del Proyecto básico del Buque

Mercante, de la siguiente manera:

0,7 0,7·P 0,59·15.200 499m totalWRP K t

El peso del resto de elementos de la cámara de máquinas se halla mediante la fórmula 3.7.52 del

Proyecto Básico del Buque Mercante, y para estimar el volumen de la cámara de máquinas se acude a la

fórmula 3.8.21 del mismo:

3

3

0,002· 5,5 0,002·15.200 5,5 35,9

· · · 3,217· 0,0655 12.193

0,03· 0,03·12.193 366

CCMM total

CCMMCCMM CCMM

pp

CCMM

L P m

LV L B D m

L

WQR V m t

El peso de la línea de ejes fuera de la cámara de máquinas es nulo, ya que por

especificaciones de proyecto la propulsión es diésel eléctrica, y por lo tanto no

se hace necesaria la instalación de líneas de ejes.

Por tanto, el peso de la maquinaria será:

304 499 366 1.169WM WME WRP WQR t


pág. 18


El peso del castillo se ha estimado en función de su volumen. Para estimar dicho volumen se ha

considerado un “pseudocoeficiente” de bloque de 0,85; es decir, que el volumen que ocupa se estima en

un 85% del que ocuparía su paralelepípedo circunscrito2 (Figura 7).

30,85· · · 0,85· 212,2 158,3 ·49· 27,5 13,7 30.980castillo oa cub castilloV L L B H D m

Figura 7. Volumen delimitado por el castillo de proa (en azul).

El peso por unidad de volumen del castillo se ha estimado en 0,14 t/m³ tal y como se indica en [1]:

30,14 · 0,14·30.980 4.337castillo castillotW V tm

El peso de los flotadores de popa se calcula siguiendo el mismo procedimiento que para estimar

el peso del castillo:

sings s

3sings

2· · · 2·17·7.5·21.5 5.483

0,14 · 0,14·5.483 768

ca ca cas cas

ca castillo

V L B H

tW V tm

El peso de la superestructura se ha estimado en función del peso por unidad de volumen

indicado en [1] y el volumen estimado de la superestructura. Se ha estimado las dimensiones de la

superestructura teniendo en cuenta las características de buques similares y su tripulación.

3

0,6· 0,6· 212,2 158,3 32,30,7· 0,7·49 34,3

º ·H (5 1)·3 18

0,065 · 0,065·32,3·34,3·18 1.298

sst oa cub

sst

sst cub

sst sst

L L L m

B B m

H n cubiertas puente m m

tW V tm

2 Este volumen ha sido medido en las formas definitivas y ha resultado ser de 29.990 m³, menos de un 3% de diferencia del valor obtenido; por lo que se ha considerado razonable.


pág. 19


El peso de los refuerzos permanentes de cubierta se ha estimado en 300 t, como viene indicado

en [6].

300refW t

Finalmente, el peso en rosca será:

sings

10.331 3.862 1.169 4.337 768 1.298 300 22.064 tcastillo ca sst refLSW WST WOA WM W W W W

Por último, se ha añadido un margen global de un 6,5%, habiéndose elegido la media entre los

márgenes recomendados en [1] para una estimación preliminar del peso en rosca, que se encuentran

entre el 5 - 8%:

106,5% 106,5%·22.064 23.499 tLSW LSW

8 – Peso Muerto

El peso muerto se divide en las partidas de combustible, aceites, agua dulce sanitaria, víveres,

tripulación y pertrechos y la carga útil. El peso muerto viene definido por las especificaciones de proyecto

que se fijaron en 55.000 t.

El peso del combustible se ha estimado a través de la potencia, el consumo y los días de

navegación.

331 1 1· · · 0,19 · ·15.200 ·59,5 · 4.688m

880 1combustible naveg

MDO

kg m hV SFOC P t kW días

kWh kg día

Se añade por seguridad un margen de puerto de un 10% y un margen de mala mar de un 15%.

3 34.688 ·1,10·1,15 5.931combustibleV m m

3· 0,880 5.219combustible MDO combustible

tW V t

m

El peso del aceite se puede estimar entre un 3-4% del combustible [1]; con lo que se elige un 4%

siendo la situación más conservadora.

0,04· 0,04·5.219 208,8aceite combustibleW W t

El peso del agua dulce sanitaria se calcula a través del número de tripulantes, el número de días

de navegación y los litros consumidos por una persona en un día. Este consumo se puede estimar entre

125 y 200 litros por persona y día [1]; tomándose un valor de 150 litros.


pág. 20


· · 0,15 ·30 ·59,5 268·AD naveg

lW consumo trip días pers días t

pers día

El peso de los víveres se estima de una manera similar al agua dulce sanitaria excepto que en el

caso de los litros consumidos por persona en este caso son los kilos de víveres consumidos por una

persona por día (alrededor de unos 10 kg [1]).

· · 0,010· ·30 ·59,5 17,9·víveres naveg

tW consumo trip días pers días t

pers día

El peso de la tripulación y su equipaje se ha obtenido considerando que el peso de una persona

y sus objetos personales es de unos 125 kg, tal y como se recomienda en [1]:

_ · 0,125 · ·30 3,8·trip

tW peso pers trip pers t

pers día

º 125·30· 3,751000tripulación

n kilosPeso tripulación t

persona

El peso de los pertrechos se ha estimado en 100 t [1].

EL peso de los consumos se obtiene a través de la suma del peso de estos elementos y viene

definida en la siguiente expresión:

5.219 208,8 268 17,9 3,75 100 5.817consumos combustible aceite AD víveres trip pertrechos

consumos

W W W W W W W

W t

El peso restante hasta llegar al peso muerto final de 55.000 t es de 49.183 t, este se destinará a

carga útil que transportará en cubierta y al lastre necesario, que dependerá de la condición de carga en

cada caso.


pág. 21


9 – Coeficientes de Forma

Los coeficientes de forma son parámetros adimensionales importantes a la hora de predecir el

comportamiento del buque. En este apartado se describirá la obtención del Cb, coeficiente del bloque Cm,

coeficiente de la maestra y Cp, coeficiente prismático.

El coeficiente de bloque es la relación entre el volumen ocupado por la carena sumergida del

buque y el de un paralelepípedo imaginario circunscrito a esta. El paralelepípedo tiene como dimensiones

la eslora (m), la manga (m) y el calado (m). Desde el punto de vista de la resistencia al avance, en un buque

lento como es este HL, no es trascendental que el coeficiente del bloque sea bajo ya que tiene poca

resistencia por formación de olas (Fn=0,16) y aunque la resistencia de presión de origen viscoso es mayor

a coeficientes del bloque altos, en este buque lo que interesa es una gran capacidad de carga. Su cálculo

es directo a partir del desplazamiento y las dimensiones principales:

El desplazamiento del buque consiste en la suma del peso en rosca y el peso muerto, se procede

a su obtención en la siguiente fórmula:

23.499 55.000 78.499LSW DWT t

78.499 0,773· · · 1,025·202,1·49·10B

pp

CL B T

El coeficiente de la cuaderna maestra es la relación entra el área de la sección maestra y el

rectángulo que la circunscribe. Se ha estimado a través de la fórmula del HSVA de la siguiente manera:

3,5 3,5

1 1 0,9941 (1 ) 1 (1 0,773)M

B

CC

El coeficiente prismático es la relación entre el área encerrada por la curva de áreas (volumen de

carena) y el área del rectángulo circunscrito a la curva de áreas. Desde el punto de vista de la resistencia

viscosa un aumento del coeficiente del bloque y del coeficiente prismático supone llenar las formas del

barco y por lo tanto, aumentar así la resistencia de presión por origen viscoso. Se procede a su cálculo en

la siguiente expresión:

0,773 0,7780,994

BP

M

CC

C


pág. 22


10 – Estimación del Centro de Gravedad

Para obtener una estimación aproximada del centro de gravedad, primero se realizará una

estimación de la distribución del peso en rosca, después una distribución del peso muerto.

A modo de explicación se presenta una tabla que muestra la distribución del peso en rosca para

la alternativa de 49 m de manga, en la que se relaciona cada peso con su correspondiente longitud y altura

del centro de gravedad.

Tabla 7. Desglose del peso en rosca.

Estos datos han sido estimados a partir de las formas generadas y de la disposición general de

estos pesos en buques existentes de la misma tipología y envergadura.

Asimismo, se ha desarrollado la misma estimación para las partidas del peso muerto que

componen los consumos. Se presenta la tabla que muestra esta distribución:

Tabla 8. Desglose de las partidas de pesos de consumos.

Pesos (t) Xg (m) Zg (m)

P. Acero 10.331 98,1 6,9

P.Equipo/ Habilitacion 3.862 173,3 24,0

P. Castillo 4.337 185,3 20,6

P.Flotadores de Popa 768 3,5 24,5

P. Superestructura 1.298 177,7 36,5

P. Refuerzos de la Cubierta 300 79,2 13,2

P. Maquinaria 1.169 173,3 4,0

Margen (6,5 %) 1.434 133,5 14,8

Total 23.499 133,5 14,8

Pesos (t) Xg (m) Zg (m)

Combustible 5.219 173,3 3,5

Aceite 208,8 173,3 3,5

Agua Dulce Sanitaria 267,9 185,3 5,0

Viveres 17,9 185,3 27,0

P.Tripulación 3,8 185,3 24,0

P.Pertrechos 100,0 173,3 19,0

Total 5.817 173,9 3,9


pág. 23


11 – Resumen de Alternativas

El factor más relevante a la hora de estudiar este tipo de buques es la estabilidad. La estabilidad

a pequeños ángulos de escora se define por medio del valor de la altura metacéntrica (GM), que se calcula

de la siguiente manera:

GM KB BM KG

donde el KB, es la altura del centro de carena (m), el BM es el radio metacéntrico (m) y el KG es

la altura del centro de gravedad (m).

La condición de estabilidad es GM > 0 m para todo tipo de estructura flotante, aunque en buque

HL semisumergibles, las reglas de DNV indican que durante las operaciones transitorias de lastrado y

deslastrado se debe cumplir al menos un GM > 0,3 m en todo momento.

El KG dependerá de la condición de carga en la que se encuentre el buque, es decir, de la distribución de

pesos.

Los valores KB y BM se obtienen a partir de las formas del buque, siendo el BM:

xxIBM

Donde la Ixx, es el momento de inercia de la flotación respecto al eje de crujía. Si la forma de la

flotación fuera rectangular, el momento de inercia sería 31 · ·

12xxI L B . Normalmente no lo son, aunque

el momento de inercia puede expresarse por la fórmula aproximada de 3· ·xxI n L B , donde n es un

coeficiente que depende de las formas de las líneas de agua. Siendo · · ·BC L BT , según la definición

del coeficiente del bloque. Obtenemos:

3 2· ·· · ·B B

L B n BBM n

C L BT C T

Luego, se puede demostrar que el radio metacéntrico depende fundamentalmente de la manga.

Por lo tanto esta dimensión es un elemento trascendental a considerar, que condicionará la estabilidad del

buque y por lo tanto su capacidad de izado.

Como se ha explicado en el apartado 3, se ha realizado un estudio de diferentes alternativas, en

las que se ha partido de una manga de 46 m, aumentándose hasta los 52 m, buscándose una mayor

capacidad de izado. El aumento de la manga, producirá otros efectos secundarios, que se han estudiado,

que influirán en el precio del buque, el consumo, etc.

Estas alternativas se han dimensionado a partir de la manga y sus características principales se

resumen en los apartados siguientes. Como se puede observar en la Figura 8 a medida que aumenta la

manga, disminuye la eslora del buque para cumplir con las especificaciones de proyecto, como por ejemplo

los 7.500 m² de cubierta de carga o las 55.000 toneladas de peso muerto.


pág. 24


Figura 8. Representación de la sección maestra y perfil de las alternativas estudiadas.

11.1 – Alternativa B = 46 m

Con una manga de 46 m, a través del mismo procedimiento explicado anteriormente en la

obtención de las dimensiones principales (apartado 4):

Tabla 9. Dimensiones principales de la alternativa B=46m.

Dimensiones Finales

Loa (m) 222,8

Lpp (m) 212,2

Lcub (m) 166,4

B (m) 46,6

T (m) 10,0

T_sum (m) 25,0

D (m) 13,7


pág. 25



Con una manga de 48 m, a través del mismo procedimiento mencionado se obtienen las siguientes

dimensiones principales:



Se ha desarrollado como ejemplo la manga de 49 m en el apartado 4, a modo de resumen se

muestran de nuevo las dimensiones principales en esta tabla:


Dimensiones Finales

Loa (m) 216,5

Lpp (m) 206,3

Lcub (m) 161,6

B (m) 48,0

T (m) 10,0

T_sum (m) 25,0

D (m) 13,7

Dimensiones Finales

Loa (m) 212,2

Lpp (m) 202,1

Lcub (m) 158,3

B (m) 49,0

T (m) 10,0

T_sum (m) 25,0

D (m) 13,7


pág. 26



Con una manga de 50 m, se muestran sus dimensiones principales en la siguiente tabla:



Finalmente, con una manga de 52 m se presenta la siguiente tabla con sus dimensiones

principales:


En la siguiente tabla, donde se resumen las dimensiones de las diferentes alternativas se observa

como la eslora del buque disminuye a medida que aumenta la manga, manteniendo así la misma área de

cubierta.

Tabla 14. Resumen de alternativas de las dimensiones principales

Dimensiones Finales

Loa (m) 208,0

Lpp (m) 198,2

Lcub (m) 155,1

B (m) 50,0

T (m) 10,0

T_sum (m) 25,0

D (m) 13,7

Dimensiones Finales

Loa (m) 200,3

Lpp (m) 190,8

Lcub (m) 149,2

B (m) 52,0

T (m) 10,0

T_sum (m) 25,0

D (m) 13,7

Dimensiones B46 B48 B49 B50 B52

Loa (m) 222,8 216,5 212,2 208,0 200,3

Lpp (m) 212,2 206,3 202,1 198,2 190,8

Lcub (m) 166,4 161,6 158,3 155,1 149,2

B (m) 46,6 48,0 49,0 50,0 52,0


pág. 27


12 – Elección de Alternativa Óptima

Las alternativas estudiadas van desde los 48 m de manga a los 52 m. Ya se ha dicho que el factor

principal a optimizar es la capacidad de carga, manteniendo las especificaciones de proyecto, y en

consecuencia la estabilidad del buque. Pero este aumento de la manga producirá unos efectos secundarios

que se han estudiado para tomar la mejor alternativa posible. En consecuencia, se han analizado y tenido

en cuenta las siguientes consideraciones de cada alternativa:

1) El coste de construcción del buque.

2) La resistencia al avance y el consumo del buque.

3) Dimensiones del buque y restricciones de canales o puertos.

4) Capacidad de izado del buque.

12.1 – Costes de Acero

Se ha estudiado la influencia del aumento de la manga en el coste de construcción del buque.

Para ello se ha considerado que los costes de ingeniería, los costes de los equipos, armamento y

maquinaria no se ven apenas afectados por el aumento de la manga y se han considerado muy similares

o idénticos para cada alternativa, de tal manera que se ha simplificado el estudio a la comparación del coste

del acero y su construcción, o lo que se suele llamar dentro de los costes la partida del “Casco”.

Siendo un estudio comparativo, se ha intentado simplificar al máximo, dándole un carácter

cualitativo más que cuantitativo. El coste del acero y su construcción será estudiado a fondo en el cuaderno

relativo al presupuesto. A continuación, se explica cómo se ha desarrollado este estudio, basándose en la

referencia [9], de donde se han obtenido ciertas cifras clave y fórmulas teórico-empíricas para llevar a cabo

la estimación de los costes:

Coste del acero bruto: a partir de la estimación del peso total del acero de cada alternativa, se ha

tomado un coste por tonelada de acero de 650 €, y se ha incrementado en un 15% el coste total

para contabilizar posibles sobre espesores, recortes, y excesos de laminación.

Coste de los materiales auxiliares de construcción del casco: se ha estimado a partir del peso total

del acero, tomando un coste por tonelada de acero de 89,9 €. Este valor ha sido obtenido de [9],

aplicando el IPC acumulado desde 1990.

Coste de la mano de obra: se ha asumido un coste por hora de 50 €, y un tiempo medio de

construcción de 60 horas por tonelada de acero. Para estimar el número de horas se ha aplicado

la siguiente fórmula:

60 · · 1 0,3· 1acero acero B

hh W C

t


pág. 28


En las siguientes tablas se presentan los resultados obtenidos para cada una de las alternativas

en estudio:

Tabla 15. Estimación del coste del acero de las alternativas estudiadas.

En la siguiente gráfica se presenta el total de los costes de acero para cada manga:

Figura 9. Comparación del coste del acero de las diferentes alternativas estudiadas.

Se puede observar que el coste disminuye a medida que se aumenta la manga. Esto se debe a

que la eslora es una dimensión más cara a la hora de construir un buque y por lo tanto las alternativas con

más manga y por lo tanto menos eslora son más baratas de construir.

12.2 – Consumo Medio

Se ha estudiado también el consumo medio del buque navegando a la velocidad especificada en

el diseño del proyecto, de 14 nudos. Para ello el primer paso ha sido obtener la resistencia al avance a

partir de las formas generadas para cada una de las alternativas. Éstas han sido importadas al módulo

Partida B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52m

Peso del casco (t) 11.166 10.676 10.331 10.015 9.425

Peso del castillo (t) 4.062 4.073 4.080 4.088 4.107

Peso casigns (t) 768 768 768 768 768

Peso de la SST (t) 1.292 1.295 1.298 1.300 1.306

Peso total del acero (t) 17.288 16.811 16.476 16.170 15.605

Coste acero (t) 12.922.530 € 12.566.507 € 12.315.934 € 12.087.222 € 11.665.010 €

Coste material auxiliar (t) 1.552.037 € 1.509.277 € 1.479.182 € 1.451.713 € 1.401.005 €

t construcción acero (horas) 1.099.496 1.069.204 1.047.884 1.028.424 992.501

Coste mano de obra 54.974.778 € 53.460.189 € 52.394.206 € 51.421.225 € 49.625.061 €

Coste total del acero 69.449.000 € 67.536.000 € 66.189.000 € 64.960.000 € 62.691.000 €

58.000.000 €

60.000.000 €

62.000.000 €

64.000.000 €

66.000.000 €

68.000.000 €

70.000.000 €

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m

Coste del Acero


pág. 29


“Maxsurf Resistance” y se ha obtenido la resistencia a la velocidad de 14 nudos para cada carena, por

medio del método de Holtrop & Mennen [10]. La siguiente gráfica muestra los resultados:

Figura 10. Resistencia al avance de cada alternativa a la velocidad de 14 nudos.

Estos resultados son aceptables para llevar a cabo una comparación entre alternativas. En el

cuaderno relativo al cálculo de potencia se realizará un estudio más profundo, en el que se tomarán ciertos

márgenes para cubrir las incertidumbres del método estimativo y se añadirá la resistencia debida a

apéndices y túneles de los propulsores transversales de proa.

Para llevar a cabo la comparativa de los consumos de cada una de las alternativas se han tomado

algunos datos comunes para todas ellas. Estos datos son:

El consumo específico SFOC: se ha tomado como 0,19 kg/kWh.

Velocidad: se ha estudiado el consumo a 14 nudos, velocidad indicada en las

especificaciones de proyecto.

Se ha estudiado el consumo relativo a un calado de 10 m, que corresponde al calado de

diseño de todas las alternativas.

El rendimiento eléctrico relativo a la transmisión de la energía desde los motores

generadores a los motores de los PODs se ha estimado en 0,97.

El rendimiento rotativo relativo se ha tomado como 1, valor normal para buques de dos

hélices.

El rendimiento del propulsor aislado se ha tomado como 0,55. Este valor será estudiado

en profundidad en el cuaderno 6.

El resto de características relativas a cada alternativa, como el factor de forma, el coeficiente de

estela y el coeficiente de succión, han sido estimados por medio del método de Holtrop & Mennen. Así, se

ha obtenido la potencia necesaria para propulsar al buque a esos 14 nudos. A este valor se le ha añadido

un 5% más para dar constancia del resto de posibles consumidores como los sistemas auxiliares de cámara

de máquinas, consumidores de la habilitación, etc.

En la Tabla 16 se muestran los resultados de este estudio:

770

775

780

785

790

795

800

805

810

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m

Re

sist

en

cia

(kN

)



pág. 30


Tabla 16. Comparación del consumo medio de las diferentes alternativas.

En la siguiente gráfica se presenta el total de los consumos medios para cada carena estudiada:

Figura 11. Consumo medio en travesía de cada alternativa a una velocidad de 14 nudos.

Como se puede observar un aumento de la manga supone un incremento de la resistencia al

avance, una potencia necesaria más alta y por tanto, un consumo medio más elevado. Por otra parte, los

motores necesarios serán mayores y su coste también; ya que su precio depende de la potencia de los

grupos generadores elevado a 2/3, según [9].

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52m

Resistencia (kN) 780,8 788,1 793,0 798,2 808,3

B (m) 46,0 48,0 49,0 50,0 52,0

Lwl (m) 218,1 212,0 207,7 203,7 196,1

w (-) 0,117 0,120 0,122 0,123 0,126

t -) 0,140 0,142 0,143 0,145 0,147

ηh (-) 0,974 0,975 0,975 0,976 0,977

BkW 10.822 10.914 10.976 11.043 11.171

P consumidores (kW) 541 546 549 552 559

P total (kW) 11.363 11.459 11.525 11.595 11.730

Consumo medio (kg/h) 2.159 2.177 2.190 2.203 2.229

2.100

2.125

2.150

2.175

2.200

2.225

2.250

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m

Co

nsu

mo

me

dio

(kg

/h)

Consumo medio en travesía


pág. 31


12.3 – Restricciones de dimensiones

Muchas veces los diseños de los diferentes buques se ven fuertemente influenciados por

restricciones de puertos o canales, y por lo tanto esta es una consideración importante a tener en cuenta.

En el caso del buque en diseño, no se trata de un buque en el que las restricciones de determinadas

terminales de carga, como por ejemplo las terminales de carga de granel para los bulkcarriers, pudiera ser

un problema. Sin embargo, sí que son clave las restricciones de los dos canales principales:

El canal de Panamá: conecta el Mar del Caribe y el Océano Pacífico, permitiendo así evitar un

camino más largo bordeando el cabo de Hornos. Las restricciones del canal anterior eran de

32,31 metros de manga y 12,04 m de calado; pero el nuevo canal en construcción tiene unas

restricciones de 49 m de manga y 15,2 m de calado.

El canal de Suez: este canal conecta el Mar Rojo con el Mar Mediterráneo, y es más ancho que

el nuevo canal de Panamá. Sus restricciones son de 50 m de manga y 20,1 m de calado.

Por lo tanto, parece claro que el calado no será un problema en ninguno de los casos, pero la manga

sí es problemática. Las carenas hasta 49 m de manga podrán pasar por el nuevo canal de Panamá, pero

a partir de esa manga no será posible. Por otro lado, la alternativa de 52 m de manga no podría tampoco

cruzar el de Suez.

12.4 – Capacidad de Izado

Se ha realizado un tercer análisis en el que se ha comparado la capacidad de izado de cada una

de las alternativas propuestas. Para ello se ha analizado, para un artefacto a transportar de un tonelaje

dado, el máximo KG que ese artefacto puede llegar a tener para que el buque pueda transportarlo. Es decir,

el máximo KG que podrá presentar la carga cumpliendo el HL con los criterios de estabilidad.

El análisis por lo tanto ha consistido en analizar, para cada una de las alternativas, el KG limitante

durante las operaciones de lastrado y deslastrado, y obtener a partir de él, el KG del artefacto a transportar

en función de su tonelaje. En este análisis no se ha considerado la posible forma del artefacto en cuestión

ni el posible empuje adicional que pudiera proporcionar.

El KG limitante por lo tanto será definido por los criterios de estabilidad que debe cumplir el buque

durante esta fase transitoria. Estos vienen definidos en Pt.5 Ch.7 Sec. 21 “Semi-Submersible Heavy

Transport Vessels”:

El GM inicial no debe ser menor de 0,3 m en ningún momento.

El rango positivo de la curva de brazos adrizantes debe ser como mínimo de 15º, con un GZ mayor

de 0,1 m en este rango.

El máximo valor de la curva GZ se debe dar a un ángulo de escora mayor de 7º.

Estos criterios se pueden evaluar en “Maxsurf Stability” para cada alternativa propuesta y obtener

así la curva de KG limitante en función del desplazamiento del buque. En la siguiente figura se muestra la

curva de KG limitante de la alternativa de manga 49 m, en la que se demuestra que el KG limitante es


pág. 32


mínimo en el momento en que el buque se sumerge por encima de la cubierta de carga, tal y como se ha

comentado en el apartado 3.

Figura 12. Ejemplo de curva de KG limitante. Alternativa B = 49 m.

Por lo tanto, el problema se reduce a estudiar el entorno del KG limitante mínimo, es decir, cuando

el buque se sumerge a un calado igual al puntal.

12.4.1 – Procedimiento de cálculo

Mediante el programa Maxsurf se han importado las diferentes carenas y se han hallado las

hidrostáticas al calado T=D y el KG limitante en esa situación. En la tabla siguiente se muestran las

hidrostáticas según la manga del buque:

Tabla 17. Características hidrostáticas de cada alternativa al calado igual al puntal del buque.

Se puede observar como el criterio que indica contar un GM mayor de 0,3 m es el más restrictivo;

puesto que esta cifra es la diferencia entre el KM y el KG limitante en todas las carenas estudiadas.

Ya se conoce el KG limitante, ahora es necesario transformar esta información para obtener el KG

máximo de la carga a transportar en función de su propio peso. Para ello se deben cumplir los siguientes

balances de fuerzas y momentos:

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52m

T (m) 13,70 13,70 13,70 13,70 13,70

D (m) 13,70 13,70 13,70 13,70 13,70

∆ (t) 117.146 117.325 117.143 117.227 117.364

Awp (m²) 2.647 2.660 2.689 2.643 2.749

KB (m) 7,37 7,37 7,39 7,37 7,37

BMt (m) 3,58 3,81 4,01 4,21 4,64

KMt (m) 10,95 11,18 11,40 11,58 12,00

KG lim (m) 10,65 10,88 11,10 11,28 11,70


pág. 33


arga

arga arga lim

0

0 · · · · ·c cons lastre

LSW c c cons cons lastre lastre

F LSW W W W

M LSW KG W KG W KG W KG KG

En el que:

LSW y LSWKG : es el peso en rosca del buque y su KG, conocidos para cada alternativa.

argacW : es el peso de la carga, y será uno de los parámetros a variar.

consW y consKG : son el peso de los consumos y su KG, conocidos para cada alternativa y que

son constantes.

: es el desplazamiento del buque al calado T=D.

limKG : es el KG limitante obtenido con Maxsurf.

lastreW : es el peso del lastre y no es conocido a priori. Se obtiene del balance de fuerzas.

lastreKG : es el KG del lastre y tampoco se conoce. Se estima a partir de las formas del buque.

De los balances de fuerzas y momentos obtenemos el peso del lastre necesario y el KG de la carga

en función del peso de la misma:

arga

limarga

arga

· · · ·lastre c cons

LSW cons cons lastre lastre

c

c

W LSW W W

KG LSW KG W KG W KGKG

W

Por lo tanto, solo falta estimar el KG del lastre. Para ello, como la mayor parte del volumen bajo

del buque estará relleno de lastre, se ha considerado que el KG del lastre será muy similar al KB del buque

sumergido al calado correspondiente a esas toneladas de lastre. Se ha obtenido así el KG del lastre

asumiendo un incremento del 15% respecto al KB. Por ejemplo, en la carena 49, el KB para un

desplazamiento de 20.393 toneladas es de 1,57 m. Sumándole un 15% a ese valor correspondería a la

estimación del KG de esas mismas 20.393 toneladas en lastre.

Con este procedimiento se ha creado la siguiente gráfica, en la que se presenta el KG máximo del

artefacto que es posible transportar en función de su propio tonelaje.


pág. 34


Figura 13. Máxima altura posible del centro de gravedad de la carga transportada en función de su peso.

Los datos numéricos de este procedimiento se presentan en el APÉNDICE 2.

Así, por ejemplo, en el hipotético caso del transporte de una carga de 25.000 toneladas de peso,

la carena de 52 metros de manga podría transportar un artefacto con una altura de su centro de gravedad

de hasta 14,9 metros. Sin embargo, la alternativa de 46 metros de manga llegaría solo a los 10,15 metros

de KG máximo de la carga.

Se observa por lo tanto que un aumento de la manga incrementa la capacidad de izado y por

consiguiente la altura del centro de gravedad de la carga que se quiera transportar.

12.5 – Alternativa Óptima

Las conclusiones se podrían resumir en los siguientes puntos:

A medida que aumenta la manga disminuye el precio del acero y su construcción, y por lo tanto el

precio del buque.

A mayor manga, aumenta considerablemente la resistencia al avance del buque y en

consecuencia su consumo y el precio de los elementos de la maquinaria a instalar.

En cuanto a las restricciones, las carenas hasta 49 m de manga podrían traspasar ambos canales

principales. A partir de este valor, solo la de 50 m podría pasar por el de Suez; y la alternativa de

52 m no podría atravesar ninguno.

A mayor manga también aumenta la inercia en la flotación y por tanto la capacidad de izado del

buque.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000

KG

_car

ga (

m)

Carga (ton)

Capacidad de izado

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m


pág. 35


Teniendo en cuenta estas consideraciones, parece razonable aumentar la manga del buque,

ganando capacidad de izado y abaratando así el coste de construcción, hasta un límite en el que el consumo

y el coste de la propulsión no comenzara a ser muy influyente, teniendo también presente las restricciones

de los canales.

Se ha optado por aumentar la manga hasta un valor en el que el buque en proyecto pudiera

atravesar ambos canales principales, disminuyendo así muchas veces la distancia de las travesías. Por lo

tanto, se ha optado como alternativa óptima la de una manga de 49 m, que contará con una capacidad de

izado ideal y podrá atravesar tanto el canal de Suez como el nuevo canal de Panamá.

A partir de aquí se continuará el diseño con la alternativa B = 49 m.

13 – Viabilidad técnica de la alternativa seleccionada.

En este apartado se van a evaluar algunas características de la alternativa seleccionada.

13.1 – Evaluación de las dimensiones finales.

En este apartado se han analizado las diferencias de las dimensiones entre los buques de la base

de datos recopilada y el buque de estudio. Estas diferencias quedan recogidas en la siguiente tabla:

Tabla 18. Evaluación de las dimensiones finales.

Se observa que las diferencias más elevadas se dan en las relaciones de las esloras con las

mangas, esto se debe a la no existencia de buques de esa manga con esa eslora, es decir, se ha optimizado

la manga para intentar tener mayor capacidad de izado y ser más versátil en el mercado. Aun así, las

diferencias no son mayores del 5% por lo que parecen estar dentro de las tendencias de buques reales de

este tipo.

Mínimo Buque Máximo Media Diferencia Diferencia %

Lpp/B 3,28 4,12 5,31 4,33 -0,20 -4,92%

Loa/B 3,50 4,33 5,61 4,56 -0,23 -5,34%

B/T 3,23 4,90 7,47 4,89 0,01 0,29%

B/D 2,43 3,58 5,06 3,54 0,04 1,16%

Lpp/T 0,0 20,2 25,9 19,6 0,63 3,11%

Lpp/D 0,0 14,8 17,5 14,4 0,32 2,20%

T/D 0,63 0,73 0,80 0,74 -0,01 -1,12%

Tsum/D 1,47 1,82 2,02 1,75 0,07 4,02%

DWT/(LBT) 0,44 0,56 0,65 0,56 0,00 -0,38%

Fn 0,14 0,16 0,20 0,16 0,00 -1,77%


pág. 36


13.2 – Peso en rosca.

El peso en rosca estimado para la carena de 49 m de manga ha sido de 23.499 toneladas. Para

poder evaluar si este peso en rosca se encuentra dentro de un valor razonable a esta fase preliminar de

proyecto, se ha tomado como referencia los datos presentados en [6].

En esta tesis se realiza un estudio de varias carenas a partir de los datos del buque Blue Marlin.

Para evaluar el peso en rosca estimado en este proceso de dimensionamiento se ha comparado la relación

entre el peso en rosca y las dimensiones del buque con los datos aportados en esta tesis. En la siguiente

tabla se presenta la información que se ha obtenido de [6]:

Tabla 19. Datos del peso en rosca de diferentes carenas presentadas en [6].

Tomando el valor medio de la relación entre el peso en rosca y las dimensiones principales, de

0,175; el peso en rosca del buque en diseño resultaría:

3 3* 0,175 · · · 0,175 ·202,1m·49 ·10 23.800t tLSW Lpp B T m m t

m m

Este valor es un 1,26 % mayor que el valor estimado de 23.499 toneladas.

Se puede asumir que el valor estimado en esta fase de dimensionamiento es aceptable.

13.3 – Potencia.

Para evaluar si la potencia estimada es suficiente podemos retomar el dato estimado en el

apartado 12.2 en el que se evaluaba el consumo de cada una de las alternativas propuestas.

En este análisis, se estimó la potencia necesaria para propulsarse a 14 nudos en 11.595 kW para

la alternativa B = 49 m. La potencia estimada para navegación ha sido de 13.200 kW; por lo tanto con estas

cifras el buque navegaría alrededor de un 88% del régimen máximo de los motores principales, valor que

parece más que razonable.

Si bien es verdad que seguramente estas cifras sufran pequeños cambios a la hora de proyectar

la hélice y conocer mejor la potencia necesaria para propulsar al buque a la velocidad especificada.

ID buque 1 2 3 4 Media

Loa (m) 217,50 223,50 223,50 223,50 222,00

Lpp (m) 206,60 206,60 206,60 210,10 207,48

B (m) 42,00 63,00 72,00 84,00 65,25

D (m) 13,30 13,30 13,30 13,30 13,30

LSW (t) 19.332 29.631 35.084 43.585 31.908

LSW/(Lpp·B·D) 0,168 0,171 0,177 0,186 0,175


pág. 37


13.4 – Estimación inicial del Francobordo

Según el Convenio Internacional sobre Líneas de Carga de 1966, el buque de estudio es un buque

tipo B, que sigue lo estipulado en la regla 27 apartado 9, en la que enuncia que la reducción del francobordo

tabular puede aumentar hasta el valor total de la diferencia entre los valores de la tabla "A" y la tabla "B".

Para ello se deberán cumplir una serie de condiciones que se estudiarán en el cuaderno relativo a los

cálculos de arquitectura naval.

Por el momento, y en esta etapa preliminar de proyecto, se asume que la reducción a aplicar puede ser de

hasta el 100% de la diferencia entre los buques de tipo A y tipo B; por lo tanto, a efectos de calcular el

francobordo tabular, el buque en diseño se trata como un buque de tipo A.

A continuación, se procede a estimar de manera preliminar el francobordo del buque:

Características:

Buque del tipo B con reducción del 100%.

Eslora de francobordo: se ha estimado como al valor medio entre la eslora total y la eslora entre

perpendiculares; multiplicando dicho valor por 0,96. Este valor será actualizado en el cuaderno 5.

198,9FBL m

El coeficiente de bloque se ha asumido como el coeficiente de bloque estimado en este

dimensionamiento. Este valor será actualizado en el cuaderno 5.

0,773BC

Francobordo tabular:

Interpolando en los datos de la tabla A, obtenemos el valor del francobordo tabular:

2.602FB mm

Corrección por eslora menor de 100 metros: No procede.

1 0C mm

Corrección por coeficiente de bloque mayor que 0,68:

20,68 1,07

1,36BC

C

Corrección por puntal:

En caso de que el puntal del buque exceda L/15, el francobordo del buque se corrige aumentándose en:

3198,9· 13,7 · 110,67

15 15L

C D R R mm

Tomando “R” el valor de 250 para buques con una eslora mayor de 120 m.


pág. 38


Corrección por superestructuras:

En función de la longitud efectiva de la superestructura “E/L”, se aplica una reducción “De” al francobordo

que depende de la eslora. Esta reducción se multiplica por un porcentaje “Por” en función de la longitud

efectiva de la superestructura:

La longitud efectiva de la superestructura es: 32,3 0,163198,9E

L

Para buques de tipo B, la reducción a aplicar es de 1.070 mm en buques de eslora mayor de 122 m.

El porcentaje de reducción en este caso es de 5% para una longitud efectiva de 0,1 L y de 10% para una

longitud efectiva de 0,2 L. Interpolando linealmente entre estos valores para la longitud efectiva de 0,163

del buque, obtenemos el porcentaje de reducción: 8,13 %.

Así, la corrección por superestructuras queda:

4 · 1.070·8,13% 87,01C De Por mm

La corrección por diferencia de arrufo no se va a considerar en esta etapa preliminar de proyecto ya que

no supondrá un gran cambio. Esta sí será estudiada en el cuaderno 5.

El francobordo preliminar calculado es por tanto:

1 2 3 4 5· 2.804B BTF F C C C C C mm

Quedando un calado de verano de: 10,9v BT D F m


pág. 39


14 – Resumen de Dimensiones Principales

Como se ha anunciado anteriormente, tras el estudio de las posibles alternativas en relación a la

manga del buque se ha elegido la correspondiente a 49 m. Las características principales del buque

correspondientes a dicha manga, se muestran a continuación:

Tabla 20. Resumen de dimensiones principales.

Tabla 21. Resumen de coeficientes de forma principales.

Tabla 22. Resumen de pesos.

Dimensiones Finales

Loa (m) 212,2

Lpp (m) 202,1

Lcub (m) 158,3

B (m) 49,0

T (m) 0,0

T_sum (m) 25,0

D (m) 13,7

Coeficientes de forma

CB 0,773

CM 0,992

CP 0,778

Pesos

LSW (t) 23.499

DWT (t) 55.000

Consumos (t) 5.817

∆ (t) 78.499


pág. 40


APÉNDICES


pág. 41


APÉNDICE 1

Tabla 23. Base de datos.

Nombre Año Loa (m) Lpp (m) B (m) T (m) Tsumergido (m) D (m) DWT V(nudos) Carga cubierta (t/m2) Lcub (m) Bcub (m) Acub (m2)

Fjell 2000 146,3 137,0 36,0 6,4 16,4 9,0 19.300 12,0 25

Tai An Kou 2002 156,0 145,0 36,0 7,4 16,4 10,0 20.131 13,5 18 126,0 36,0 4536,0

Fjord 2000 159,2 157,8 45,5 6,1 17,1 9,0 24.500 12,0 25 139,2 45,5 6333,6

Transshelf 1987 173,0 162,0 40,0 8,8 22,0 12,0 34.030 15,5 132,0 40,0 5280,0

Mighty Servant 3 1984 180,5 165,7 40,0 9,5 22,0 12,0 27.720 15,0 140,0 40,0 5600,0

Teal 1984 180,8 171,4 32,3 10,0 19,6 13,3 32.101 15,0 126,6 31,7 4013,2

Swift 1983 181,0 32,3 9,5 19,6 13,3 32.650 16,0 126,6 31,7 4008,2

Hua Hai Long 2012 181,9 170,4 43,6 7,5 19,5 12,0 30.000 11,5 20 144,0 43,6 6278,4

Mighty Servant 1 1983 190,9 174,7 50,0 9,3 22,0 12,0 45.407 14,0 150,0 50,0 7500,0

Xia Zhi Yuan 6 2012 195,2 185,2 41,5 8,8 20,8 11,0 38.000 12,0 20 153,6 41,5 6374,4

Finesse 2012 216,0 212,0 43,0 9,7 22,7 13,0 48.000 14,0 25 177,0 43,0 7611,0

Xiang Rui Kou 2011 216,7 212,1 43,0 9,7 22,7 13,0 48.232 12,0 25 177,6 43,0 7636,8

Triumph 1990 216,8 209,7 45,0 10,4 23,0 14,0 53.818 14,5 130,0 44,0 5720,0

Talisman 1993 216,8 207,9 45,0 10,4 23,0 14,0 53.000 14,5 130,0 44,5 5785,0

Black Marlin 1999 217,5 206,6 42,0 10,1 23,3 13,3 57.021 14,5 165,6 42,0 6955,2

HYSY 278 2012 221,6 210,9 42,0 10,2 26,8 13,3 52.789 14,0 179,2 42,0 7526,4

Blue Marlin 2000 224,8 206,8 63,0 10,2 24,7 13,3 76.061 13,0 178,2 63,0 11226,6

Vanguard 2014 275,0 270,0 70,0 11,0 31,5 15,5 117.000 14,5 275,0 70,0 19250,0

White Marlin 2015 216,7 212,1 68,0 10,0 26,0 13,0 72.200 13,9 177,6 63,0 11188,8

Gunag Hua Kou 2015 255,0 250,2 68,0 10,1 26,1 14,5 89.500 14,5 25 211,2 68,0 14361,6


pág. 42


APÉNDICE 2.

Estudio de la capacidad de izado de las diferentes alternativas.

Tabla 24. Pesos y centros de gravedad del rosca y los consumos.

Tabla 25. Datos numéricos del estudio de la capacidad de izado. Carenas B= 46 m, B= 48 m y B = 49 m.

Tabla 26. Datos numéricos del estudio de la capacidad de izado. Carenas B= 50 m y B = 52 m.

Partida B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52m

LSW (t) 24.379 23.909 23.499 23.281 22.738

KGLSW (t) 13,45 13,60 13,94 13,80 14,00

Wconsumos (t) 6.402 6.402 6.402 6.402 6.402

KGconsumos (t) 3,87 3,87 3,87 3,87 3,87

Carga (t) W lastre (t) KGlastre (t) KGcarga (t) W lastre (t) KGlastre (t) KGcarga (t) W lastre (t) KGlastre (t) KGcarga (t)

5.000 81.364 6,22 64,03 81.916 6,24 69,05 82.242 6,27 72,83

7.500 78.864 6,05 41,92 79.416 6,08 45,28 79.742 6,10 47,82

10.000 76.364 5,88 30,80 76.916 5,91 33,33 77.242 5,94 35,24

12.500 73.864 5,72 24,07 74.416 5,75 26,10 74.742 5,77 27,64

15.000 71.364 5,55 19,53 71.916 5,58 21,24 72.242 5,60 22,52

17.500 68.864 5,38 16,25 69.416 5,41 17,72 69.742 5,43 18,82

20.000 66.364 5,21 13,75 66.916 5,24 15,04 67.242 5,26 16,01

22.500 63.864 5,03 11,77 64.416 5,06 12,92 64.742 5,09 13,79

25.000 61.364 4,86 10,15 61.916 4,89 11,20 62.242 4,91 11,99

27.500 58.864 4,68 8,80 59.416 4,71 9,76 59.742 4,74 10,48

30.000 56.364 4,50 7,65 56.916 4,54 8,54 57.242 4,56 9,20

32.500 53.864 4,32 6,66 54.416 4,36 7,47 54.742 4,38 8,09

35.000 51.364 4,14 5,78 51.916 4,18 6,54 52.242 4,20 7,11

37.500 48.864 3,96 4,99 49.416 3,99 5,71 49.742 4,02 6,25

40.000 46.364 3,77 4,28 46.916 3,81 4,96 47.242 3,83 5,47

42.500 43.864 3,59 3,64 44.416 3,63 4,28 44.742 3,65 4,76

45.000 41.364 3,40 3,05 41.916 3,44 3,66 42.242 3,46 4,11

B = 46 m B = 48 m B = 49 m

Carga (t) W lastre (t) KGlastre (t) KGcarga (t) W lastre (t) KGlastre (t) KGcarga (t)

5.000 82.544 6,28 77,79 83.224 6,32 87,21

7.500 80.044 6,12 51,14 80.724 6,16 57,43

10.000 77.544 5,95 37,74 78.224 5,99 42,48

12.500 75.044 5,79 29,64 75.724 5,83 33,45

15.000 72.544 5,62 24,19 73.224 5,66 27,38

17.500 70.044 5,45 20,26 70.724 5,49 23,00

20.000 67.544 5,28 17,28 68.224 5,32 19,68

22.500 65.044 5,10 14,92 65.724 5,15 17,07

25.000 62.544 4,93 13,00 63.224 4,97 14,94

27.500 60.044 4,75 11,41 60.724 4,80 13,18

30.000 57.544 4,58 10,05 58.224 4,62 11,68

32.500 55.044 4,40 8,88 55.724 4,44 10,39

35.000 52.544 4,22 7,85 53.224 4,26 9,26

37.500 50.044 4,04 6,94 50.724 4,08 8,26

40.000 47.544 3,85 6,12 48.224 3,90 7,36

42.500 45.044 3,67 5,37 45.724 3,72 6,55

45.000 42.544 3,48 4,69 43.224 3,53 5,81

B = 46 m B = 48 m


pág. 43


REFERENCIAS:




2. Rules for Classification of Ships Part 5 Chapter 7 Newbuildings Special Service and Type – Additional Class Offshore Service Vessels, Tugs and Special Ships July 2013.

3. Apuntes de Hidrostática y Estabilidad. Escuela Superior de Ingenieros Navales.

4. Convenio Internacional sobre Líneas de Carga, 1966

5. H. Schneekluth and V. Bertram. Ship Design for Efficiency and Economy

6. José Luís Aguilar Vázquez. Tesis Doctoral. Estabilidad de un buque Ultra Heavy Lift Carrier, Abril 2012

7. Gerardo Polo, Manuel Carlier & Elena Seco. Temas de Tráfico Marítimo. Reglamentación del Buque y su Explotación.

8. Manuel Ventura, Ship Design I lectures. Msc in Marine Engineering and Naval Architecture. Insituto Superior Ténico, Lisboa. 2013.

9. Torroja Menéndez, J. Apuntes de proyectos. Madrid, ETSIN.

10. J. Holtrop, G.G.J Mennen. An approximate prediction power method. MARIN, Wageningen, 1978.

11. DNV-GL Rules and standards: Pt. 5 Ch. 7. “Offshore Service Vessels, Tugs and Special Ships. July 2013.






Formas

Cuaderno 3. Formas.

pág. 2



ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 3

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 4

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 5

2 – Análisis previo de las formas adoptadas................................................................................................. 6

2.1 – Consideraciones previas ................................................................................................................. 6

2.2 – Formas adoptadas ........................................................................................................................... 7

3 – Perfiles de proa y popa ........................................................................................................................... 7

3.1 – Perfil de proa ................................................................................................................................... 7

3.1.1 – Descarte del bulbo de proa ...................................................................................................... 8

3.2 – Perfil de popa .................................................................................................................................. 9

4 – Coeficientes de bloque, de la maestra y de la flotación .......................................................................... 9

4.1 – Coeficiente de bloque ...................................................................................................................... 9

4.2 – Coeficiente de la maestra .............................................................................................................. 10

4.3 – Coeficiente de la flotación ............................................................................................................. 10

5 – Generación de formas .......................................................................................................................... 11

6 – Curva de áreas transversales normalizada ........................................................................................... 13

7 – Dimensionamiento de las quillas de balance ........................................................................................ 13

8 – Características finales de las formas .................................................................................................... 15

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 16

APÉNDICE 1 .......................................................................................................................................... 17

APÉNDICE 2 .......................................................................................................................................... 18

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 19

Cuaderno 3. Formas.

pág. 3


TABLAS

Tabla 1. Márgenes de aplicación del bulbo de proa. ..................................................................................................... 8 Tabla 2. Resumen final de las características de las formas del buque. ..................................................................... 15

Cuaderno 3. Formas.

pág. 4


FIGURAS

Figura 1. Ejemplo del trincaje de carga en cubierta. ------------------------------------------------------------------------------------ 6 Figura 2. Representación de la carena final. -------------------------------------------------------------------------------------------- 12 Figura 3. Curva de áreas transversales normalizada. -------------------------------------------------------------------------------- 13 Figura 4. Pantoque de la sección maestra con las quillas de balance. ----------------------------------------------------------- 14 Figura 5. Apéndice 1. Guang Hua Kou. -------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 Figura 6. Apéndice 1. Mighty Servant 3.-------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 Figura 7. Apéndice 1. Mighty servant 3. -------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 Figura 8. Apéndice 1. Super servant 3. --------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 Figura 9. Apéndice 2. Curva de áreas transversales. --------------------------------------------------------------------------------- 18

Cuaderno 3. Formas.

pág. 5


1 – Introducción

El objetivo del presente cuaderno es la determinación, descripción y análisis de las formas

obtenidas. Para ello, se lleva a cabo un análisis del problema con el fin de detectar los requerimientos

principales de las formas para un buque de tipo Heavy Lift. Posteriormente se pasa a describir las

soluciones adoptadas, así como los coeficientes de la carena buscados.

El desarrollo de las formas se ha realizado de forma conjunta con el cuaderno de

dimensionamiento dado que el proceso de selección de las distintas alternativas así lo exige (ver cuaderno

2 – Dimensionamiento). Por otro lado, cabe mencionar que durante el desarrollo de las formas se ha

procurado favorecer tanto la estabilidad como el comportamiento en la mar de la unidad ya que son

aspectos cruciales para la operatividad de la misma.

Cuaderno 3. Formas.

pág. 6


2 – Análisis previo de las formas adoptadas

2.1 – Consideraciones previas

El buque en diseño es un navío especializado en el transporte de cargas de gran tamaño y tonelaje.

Éstas serán izadas en el mar en multitud de ocasiones, por medio de la sumersión del buque por debajo

del artefacto utilizando su propia flotabilidad para llevar a cabo el izado de la carga. El estudio de la

maniobra de izado es crucial para determinar la seguridad del buque y de su capacidad de izado. El punto

crítico de esta maniobra es el momento en el que el artefacto a izar deja de aportar flotabilidad y la cubierta

principal aún no ha superado la superficie libre.

En esta situación la sociedad de clasificación y las correspondientes entidades reguladoras exigen

unos determinados volúmenes tanto a proa de la cubierta principal como en los casings de popa que ha

condicionado de forma significativa el proyecto de formas del buque.

Los buques heavy lift de tipo sumergible no disponen de bodega ni alojamientos para almacenar

la carga, lo cual hace que ésta deba de ser trincada y asegurada sobre la cubierta; incluso siendo soldada

a la cubierta de carga en muchos casos. Los sistemas de trincado son diseñados especialmente para cada

caso particular y tienen en cuenta las cargas a soportar por el sistema. Las cargas que debe de soportar el

sistema de tincado dependen de las aceleraciones impuestas por el movimiento del buque en olas y por el

viento. Como consecuencia es necesario diseñar unas formas para la unidad de forma que las

aceleraciones sobre la carga se minimicen lo máximo posible.

Figura 1. Ejemplo del trincaje de carga en cubierta.

La resistencia al avance es otro factor importante a tener en cuenta a la hora hacer las formas del

buque. Tradicionalmente las formas de los buques se optimizaban para disminuir la resistencia al avance

en aguas tranquilas. En los últimos años este enfoque se está cambiando y se está pasando a optimizar

las carenas para el buque navegando en olas dejando en un segundo plano la optimización en aguas

tranquilas, lo cual no quiere decir que no se lleve a cabo la optimización en aguas tranquilas. En este caso

Cuaderno 3. Formas.

pág. 7


se decide optimizar la carena para disminuir la resistencia al avance en olas, pero sin perder de vista la

resistencia al avance en aguas tranquilas.

Por último, cabe mencionar que la disminución de los movimientos y aceleraciones de la unidad

puede conllevar otros efectos positivos como la reducción de embarques de agua en cubierta. Esto supone

una mejora en la seguridad del transporte pues se reduce el riesgo de dañar la carga o los sistemas de

trincado, con la consecuente reducción de los gastos de seguros, etc...

2.2 – Formas adoptadas

Las formas adoptadas corresponden con las formas de unidad de tipo heavy lift. Tradicionalmente

las formas de estas unidades han sido muy similares a las de los buques petroleros, de hecho, parte de la

flota de las unidades heavy lift se construyeron en base a conversiones de buques petroleros.

Los buques con este tipo de formas tienen un coeficiente de bloque alto, un número de Froude

bajo y cuadernas en forma de U. Esto significa que gran parte de su resistencia al avance será debida al

efecto de la viscosidad y no a la formación de olas. Cabe mencionar que las formas muy llenas pueden

presentar problemas en cuanto a la generación de ola rompiente debido a las formas poco hidrodinámicas

de la proa. En el 3.1.1 – Descarte del bulbo de proa se discute la posibilidad de incluir en las formas del

presente proyecto un bulbo de proa.

3 – Perfiles de proa y popa

Los perfiles de proa y popa son dos elementos importantes a tener en cuenta a la hora de reducir

la resistencia al avance del buque. Dependiendo del tipo de buque la importancia de cada uno de ellos

puede ser mayor o menor. En el caso de buques rápidos, al perfil de proa se le suele dar más importancia

dado que está ligado a la generación de olas, que para este tipo de barcos es la que más contribuye. El

perfil de popa, sin embargo, se suele mimar más en buques lentos donde la mayor contribución a la

resistencia al avance está provocada por los efectos viscosos. La forma de las cuadernas en ambos perfiles

se suele elegir en función de las necesidades y el tipo de buque.

3.1 – Perfil de proa

El diseño del perfil de proa se ha realizado de forma que las cualidades hidrodinámicas fuesen las

más optimas posibles, sin perder de vista los requerimientos de estabilidad exigidos por las entidades

reguladoras.

Como se mencionó anteriormente, los buques lentos suelen tener cuadernas de tipo U pues estas

cuadernas permiten alojar un volumen de carga mayor. En el presente caso no es necesario disponer de

un gran volumen bajo cubierta en la parte de proa y por tanto se da prioridad a la hidrodinámica. Es por ello

que se decide disponer en el cuerpo de proa de unas cuadernas de tipo V de forma que la entrada de agua

Cuaderno 3. Formas.

pág. 8


en el casco sea lo más suave posible. De esta forma se pretende reducir la posibilidad de aparición de ola

rompiente que afecta a buques de formas llenas y cuadernas en U.

Las cuadernas en forma de V también son beneficiosas en cuanto al comportamiento en la mar

del buque puesto que permiten una entrada de la proa del buque en el agua más suave. Esto reduce la

posibilidad de aparición de slamming, vibraciones y ruidos.

La baja relación eslora-manga y el alto coeficiente de bloque del buque hacen que la transición

entre el cuerpo cilíndrico y el cuerpo de proa se deba hacer con especial cuidado. Se ha intentado que la

transición sea lo más suave posible de forma que el gradiente de presión en esa zona sea la mínima, con

el fin de evitar posibles desprendimientos de flujo y minimizando la influencia del tren de olas que se

generan en el hombro de proa.

3.1.1 – Descarte del bulbo de proa

Analizando los buques heavy lift semisumergibles (HL) en activo, existen dos grandes grupos, los

buques reconvertidos a partir normalmente de petroleros, y los buques construidos para tal propósito. Los

buques reconvertidos llevan casi siempre bulbo de proa, sin embargo, dentro de los buques construidos

como HL semisumergibles, existen unidades con y sin bulbo; siendo más normal prescindir del bulbo en

los HL de mayor tamaño y los construidos más recientemente.

En esta fase tan preliminar de proyecto es complicado evaluar la influencia del bulbo de proa en

la resistencia al avance del buque. Para la decisión de incluir o prescindir del bulbo en el diseño del buque,

se suele recurrir a la experiencia del diseñador y a estudios realizados sobre este aspecto. En este caso,

se van a utilizar las directrices incluidas en [3], donde se incluyen unos márgenes de aplicación en función

de las dimensiones del buque, el coeficiente de bloque, etc.

En la siguiente gráfica se muestran los márgenes de aplicación del bulbo de proa, y los valores en

los que se encuentra el buque en diseño, marcando con colores el nivel de aplicación, estando el verde

entre los márgenes y el rojo fuera de ellos:

Tabla 1. Márgenes de aplicación del bulbo de proa.

Con esta información, se ha optado por descartar el bulbo de proa en el buque. De esta manera las formas de proa se han inspirado en algunos buques HL en activo que no llevan bulbos, como la clase Mighty Servant y Super Servant de Dockwise, y el nuevo HL de última generación de Cosco, el Guang

Hua Kou (ver APÉNDICE 1)

Parámetro Diseño

CB 0.650 0.815 0.771

Fn 0.160 0.570 0.159

Lpp/B 5.50 7.00 4.12

CBB/Lpp - 0.135 0.187

Márgenes

Cuaderno 3. Formas.

pág. 9


3.2 – Perfil de popa

El perfil de popa de este tipo de buques ha sido tradicionalmente muy parecido al de los buques

lentos como petroleros y graneleros, puesto que antes muchos de los buques de este tipo eran

reconversiones de buques lentos. Con el paso de los años requerimientos adicionales como los sistemas

de posicionamiento dinámico entraron en escena, lo cual dio lugar a ciertas modificaciones en las formas

de la carena.

Los sistemas de posicionamiento dinámico, aunque se pueden conformar mediante una propulsión

tradicional (hélice + timón), usualmente se diseñan con propulsores acimutales o Pods dado que estos

últimos son más eficientes y versátiles a la hora de proporcionar empuje en distintas direcciones. Los

propulsores azimulates y los Pods usualmente requieren superficies planas o con baja inclinación. Es por

ello que en el diseño de la popa del buque se ha tenido cuidado de diseñar la zona de propulsores lo más

tendida posible.Para conseguir estas formas se han utilizado cuadernas en forma de U, ya que estas son

capaces de proporcionarnos zonas planas en el fondo.

Se ha añadido un quillote que tiene importantes ventajas. Por un lado, diferencia claramente los

flujos que le llegan a cada una de las hélices, siendo mucho más uniforme. Por otro lado, le aporta al buque

estabilidad en ruta y mejora el comportamiento del buque en balance al generar amortiguamiento. Este

quillote se ha diseñado de manera que no interfiera con el funcionamiento de los Pods a la hora de mantener

la posición del buque y/o de maniobrar.

Se ha diseñado una popa con espejo, debido a la necesidad de contar con una cubierta corrida

hasta la popa del buque. Esto es necesario para alojar los artefactos a transportar, para aportar estabilidad

al buque, y para realizar las operaciones de “load-out”, que muchas veces se realizan por popa por medio

de raíles (“skidding”) o orugas (“rolling).

4 – Coeficientes de bloque, de la maestra y de la flotación

4.1 – Coeficiente de bloque

El coeficiente de bloque se define como el cociente entre el volumen deslazado por la carena del

buque y el volumen desplazado por el paralelepípedo que la contiene; y viene definido por la siguiente

expresión:

BCLBT

Aplicando los valores obtenidos durante la generación de formas, para el calado de diseño de 10

m, queda un coeficiente de bloque de 0.763. Es un coeficiente de bloque relativamente alto, aunque

dentro de los buques HL semisumergibles es bajo, resultando en un buque bastante fino dentro de la gama

de estos buques. Aun así, este hecho no hace que el buque deje de ser funcional en las labores de

transporte, pues más que muchas toneladas de carga, llega un momento que se hace determinante la

Cuaderno 3. Formas.

pág. 10


estabilidad más que aumentar el tonelaje; y al mantenerse un área de la flotación alta (Cw alto) se mantiene

la estabilidad necesaria.

El coeficiente de bloque además es influyente en la resistencia al avance, aumentando la

resistencia por generación de olas del buque, y más importante para un buque de estas características,

también incrementa la resistencia de origen viscoso (ver [6] y [8]). Por lo tanto, un coeficiente de bloque

bajo mejora la resistencia al avance del buque, siempre manteniéndose dentro de los requerimientos del

proyecto.

También es importante el coeficiente de bloque si atendemos al comportamiento en la mar, siendo

importante un bajo coeficiente prismático vertical, para entre otras cosas disminuir la resistencia añadida

en olas, los movimientos y aceleraciones verticales. La importancia del coeficiente de bloque radica en que

un coeficiente prismático vertical bajo se consigue un bloque bajo y un coeficiente en la flotación alto [7].

4.2 – Coeficiente de la maestra

El coeficiente de la maestra se define como el cociente entre el área de la sección maestra y el

rectángulo circunscrito:

MM

AC

BT

El coeficiente de la maestra de la carena es de 0,99. Un coeficiente de la maestra alto es

beneficioso para el comportamiento del buque, ya que aumenta el amortiguamiento en balance y aumenta

también la influencia de las quillas de balance al aumentar un poco su distancia al centro de giro y por lo

tanto el momento que generan contrario al movimiento de balance [7].

4.3 – Coeficiente de la flotación

El coeficiente de la flotación se define como:

WPWP

AC

LB

El coeficiente de la flotación toma el valor de 0,91 para el diseño. Este es un valor alto, y es un

valor beneficioso tanto para la estabilidad como para el comportamiento en la mar. Además, esto indica

una gran área de cubierta de carga para poder alojar los artefactos a transportar, haciéndose imprescindible

un alto valor del coeficiente.

Aunque un alto valor del coeficiente de la flotación aumenta la resistencia al avance, mejora

considerablemente el comportamiento del buque en la mar al ayudar a disminuir el coeficiente prismático

vertical, tal como se comentó en el apartado anterior. Por otro lado, esto también aumenta la estabilidad

del buque al aumentar la inercia en la flotación y la altura del centro de carena del buque.

Cuaderno 3. Formas.

pág. 11


5 – Generación de formas

La generación de formas ha sido un proceso bastante largo en este proyecto. Como se ha

comentado en el cuaderno de dimensionamiento, las formas se han realizado de manera paralela al

dimensionamiento del buque, realizándose varias alternativas y optando finalmente por la carena de 49

metros de manga. Todas las formas correspondientes a cada una de las alternativas se han generado

siguiendo el mismo proceso.

Para generar la carena del buque se ha partido del plano de formas de uno de los buques más representativos de la base de datos, el “Blue Marlin”. Estas formas se han obtenido de [9]. A partir de estas formas se ha modificado el cuerpo de proa descartando el bulbo de proa y optando por un perfil

como el comentado anteriormente, y que se inspira en los buques presentados en el APÉNDICE 1.

A partir del plano de formas, y mediante el uso del software Rhinoceros, se han obtenido las

superficies que forman la carena del buque y se han realizado las transformaciones paramétricas

correspondientes. Una vez realizado esto, se han ido modificando las formas a la vez que se han evaluado

mediante Maxsurf, buscando una carena que cumpla con las condiciones fijadas durante el

dimensionamiento, como el desplazamiento, el coeficiente de bloque, etc.

Ya conseguida una carena con unas características como se definieron en el cuaderno anterior,

se ha puesto mucha atención en suavizar las formas, manteniendo sus características. Las formas

definitivas se muestran en las siguientes imágenes.

Cuaderno 3. Formas.

pág. 12


Figura 2. Representación de la carena final.

El plano de formas definitivo se presenta en los apéndices de este cuaderno.

Cuaderno 3. Formas.

pág. 13


6 – Curva de áreas transversales normalizada

La curva de áreas transversales normalizada se presenta en la Figura 3, y la curva de áreas sin

normalizar en el APÉNDICE 2.

Figura 3. Curva de áreas transversales normalizada.

Esta curva nos da información sobre los perfiles de proa y de popa; y de cómo se distribuye el

volumen del buque a lo largo de la eslora. Se puede observar un cuerpo de entrada lleno, y una salida más

suave, que hace que el centro de gravedad de la curva de áreas se encuentre a proa de la sección media,

como es normal en los buques lentos y llenos.

Por otro lado, el radio de los hombros que empalman los cuerpos de proa y popa con el cuerpo

cilíndrico son amplios, indicando una transición suave y evitando así la aparición de fuertes gradientes de

presión y en la posibilidad de desprendimientos de flujo.

7 – Dimensionamiento de las quillas de balance

Las aletas estabilizadoras son efectivas cuando el buque navega a una velocidad elevada,

mientras que los tanques antibalance lo son también para velocidades reducidas, incluso nulas; aunque

éstos pierden efectividad a ángulos de balance grandes. Es entonces, cuando las quillas de balance son

efectivas, para ángulos grandes, tanto a velocidades bajas como a mayores velocidades, siendo mejor para

éstas últimas. Por lo tanto, aunque el buque cuente con sistemas estabilizadores, como tanques antibalance

o aletas, se deben instalar las quillas de balance siempre que sea posible. Se instalarán, por tanto, un par

de quillas de balance que aumentarán considerablemente el amortiguamiento del buque, mejorando así su

comportamiento en la mar. Éstas se han dimensionado y emplazado de acuerdo a [4].

En buques llenos, las quillas de balance deben extenderse a lo largo del cuerpo cilíndrico, donde

el brazo del momento estabilizante que producen es mayor. Por otro lado, la altura de las mismas debe ser

siempre tal que no sobresalgan del cuadrado que forman la línea de la quilla y el costado, para evitar que

pueden ser dañadas.

Cuaderno 3. Formas.

pág. 14


Las quillas se instalarán siguiendo las líneas de corriente a lo largo del casco del buque, de tal

manera que se interfiera lo mínimo posible en el flujo.

Una fórmula que indica la longitud mínima recomendable de las quillas viene dada en [4]:

0,6· · 95BK B PPL C L m

Siguiendo todas estas recomendaciones, se han instalado las quillas entre las cuadernas 6 y 16,

quedando una longitud de quillas de 120 m; y recorriendo así todo el cuerpo cilíndrico del buque. La anchura

de las quillas es de 0,75 m; tratándose de que sean lo más anchas posibles, manteniéndose dentro de la

línea base y el costado del buque. A continuación, se muestra una imagen de la sección maestra,

incluyendo las quillas de balance.

Figura 4. Pantoque de la sección maestra con las quillas de balance.

Estos datos serán utilizados en el cálculo de la resistencia al avance, en el cuaderno 6, para incluir

la resistencia producida por las quilas de balance.

Cuaderno 3. Formas.

pág. 15


8 – Características finales de las formas

Se presenta a continuación un resumen de las características de la carena final de 49 m de manga, y una

comparación con los valores definidos durante el dimensionamiento del buque, con una muy buena

correlación como se puede observar:

Tabla 2. Resumen final de las características de las formas del buque.

Dimensionamiento Formas Unidades Diferencia

Desplazamiento 78499 79348 ton 1.1%

Calado 10.0 10.0 m 0.0%

Eslora entre perp. 202.10 202.10 m 0.0%

Eslora flot. 207.15 207.19 m 0.0%

Eslora total 212.20 212.22 m 0.0%

Eslora de cubierta 158.30 158.30 m 0.0%

Manga 49.00 49.00 m 0.0%

Superficie Cubierta 7500 7700 m² 2.7%

Superficia mojada - 12026 m² -

Área flotación - 9302 m² -

Cp 0.778 0.767 - -1.4%

Cb 0.773 0.763 - -1.3%

Cm 0.992 0.994 - 0.2%

Cwp - 0.916 - -

LCB - 104.2 m -

LCF - 92.6 m -

Cuaderno 3. Formas.

pág. 16


APÉNDICES

Cuaderno 3. Formas.

pág. 17


APÉNDICE 1

Ejemplos de buques Heavy Lift Semisumergibles sin bulbo de proa.

Figura 5. Apéndice 1. Guang Hua Kou.

Figura 6. Apéndice 1. Mighty Servant 3.

Figura 7. Apéndice 1. Mighty servant 3.

Figura 8. Apéndice 1. Super servant 3.

Cuaderno 3. Formas.

pág. 18


APÉNDICE 2

Curva de áreas transversales.

Figura 9. Apéndice 2. Curva de áreas transversales.

Cuaderno 3. Formas.

pág. 19


REFERENCIAS:




2. Lech Kobylinski. 2."Problems of handling ships equipped with azipod propulsion systems".

3. Carlier de Lavalle, Manuel. Análisis hidrodinámico y proyecto del bulbo de proa. Tesis

Doctoral. ETSIN, Madrid, 1985.

4. Watson, D.G.M. Practical Ship Design. Elsevier Ocean Engineering Book Series.

5. Baquero Mayor, Antonio. Introducción a la Resistencia y Propulsión. Madrid: apuntes de

clase de la ETSIN.

6. Holtrop, J. y Mennen, G.G.J. "An approximate power prediction method", 1978, MARIN,

Wageningen.

7. González Álvarez-Campana, José María. Aplicación. Comportamiento del buque en la

mar. ETSIN, Madrid.

8. Baquero Mayor, Antonio. Resistencia al avance del buque. ETSIN, Madrid.

9. José Luis Aguilar Vázquez. Tesis Doctoral. Estabilidad de un buque Ultra Heavy Lift

Carrier, Abril 2012.

10/01/2016PFC Nº:

291MARTA ELISA IBARRONDO GIRÓN

1:350

A1

DIAGONAL 1

DIAGONAL 1

LONGITUDINAL 2

LONGITUDINAL 1

LÍNEA CENTRO

DIAGONAL 1

DIAGONAL 2

LÍN

EA C

ENTR

O

LONGIT

UDINAL 1

LONGITUDINAL 2

CODILLO

DIAGONAL 1

DIAGONAL 2

Línea Base

LA 1

LA 2

LA 3

LA 4

LA 5

LA 6

LA 7

LA 8

LA 9

LA 10

LA 11

LA 12

LA 13

LA 14

LA 15

LA 16

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200 1 2

210 20191817161514131211109876543

LONG. 1

LONG. 1

LONG. 2LONG. 1LONG. 2 LONG. 1

LC

LC

Línea Base

LA 1

LA 2

LA 3

LA 4

LA 5

LA 6

LA 7

LA 8

LA 9

LA 10

LA 11

LA 12

LA 13

LA 14

LA 15

LA 16

CARACTERÍSTICASEslora entre perpendiculares (Lpp):Eslora total (Loa):Eslora en la flotación (Lfl):Manga de trazado (B):Puntal de trazado (D):Calado de diseño (T):

13,7 m

202,1 m

10,0 m

49,0 m

212,2 m207,2 m

Desplazamiento al calado de diseño: 79.348 tonSuperficie mojada (Sm):Superficie en la flotación (Sfl): 9.302 m2

12.026 m2

HEAVY LIFT SPECIAL CARGO VESSEL

PLANO DE FORMASFORMATO: TÍTULO:

PROYECTO:ESCALA:

ESPEJO0

1/21

2

34

56

20

19 1/219

18 1/2

18

17

16157

CODILLO

LA 1LA 2 LA 3 LA 4

LA 5LA 6 LA 7 LA 8 LA 9

LA 10CODILLO

LA 1LA

2

LA 3

LA 4

LA 5

LA 5

FECHA:






Disposición General

Cuaderno 4. Disposición General.

pág. 2



ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 4

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 5

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 6

2 – Consideraciones previas e influencias en la disposición general del buque ........................................... 7

2.1 – Tipo de buque.................................................................................................................................. 7

2.2 – Tipo de propulsión ........................................................................................................................... 7

2.3 – Sistema de posicionamiento dinámico ............................................................................................ 8

2.4 – Autonomía y acomodación .............................................................................................................. 8

2.5 – Túnel de pasaje ............................................................................................................................... 8

3 – Disposición de elementos estructurales.................................................................................................. 9

3.1 – Elementos transversales ................................................................................................................. 9

3.1.1 – Espaciado de elementos transversales .................................................................................... 9

3.1.2 – Disposición de mamparos estancos ....................................................................................... 10

3.2 – Elementos longitudinales ............................................................................................................... 12

3.2.1 – Espaciado de elementos longitudinales ................................................................................. 12

3.2.2 – Disposición de mamparos longitudinales ............................................................................... 12

3.3 – Disposición de cubiertas ................................................................................................................ 13

3.3.1 – Doble fondo ............................................................................................................................ 13

3.3.2 – Cubierta inferior ...................................................................................................................... 14

3.3.3 – Cubierta principal ................................................................................................................... 14

3.3.4 – Cubierta castillo ...................................................................................................................... 14

3.3.5 – Cubiertas de habilitación ........................................................................................................ 15

3.3.6 – Puente de gobierno ................................................................................................................ 15

3.3.4 – Techo de puente .................................................................................................................... 15

4 – Disposición de espacios ....................................................................................................................... 16

4.1 – Cámara de máquinas .................................................................................................................... 16

4.1.1 – Situación ................................................................................................................................ 16

4.1.2 – Accesos .................................................................................................................................. 16

4.2 – Locales de propulsión .................................................................................................................... 17

4.3 – Túnel de pasaje ............................................................................................................................. 17

4.4 – Zonas de amarre y fondeo ............................................................................................................ 18


pág. 3


4.5 – Hélices transversales de proa ....................................................................................................... 19

4.6 – Habilitación .................................................................................................................................... 19

4.6.1 – 1ª cubierta .............................................................................................................................. 20

4.6.2 – 2ª cubierta .............................................................................................................................. 20

4.6.3 – 3ª cubierta .............................................................................................................................. 20

4.6.4 – 4ª cubierta .............................................................................................................................. 21

4.6.5 – 5ª cubierta .............................................................................................................................. 21

5 – Zonas de carga y trabajo ...................................................................................................................... 21

5.1 – Zona de carga ............................................................................................................................... 21

5.2 – Zonas de trabajo ............................................................................................................................ 22

5.2.1 – Cubierta principal ................................................................................................................... 22

5.2.2 – Puente de gobierno ................................................................................................................ 23

5.2.3 – Casings de popa .................................................................................................................... 25

6 – Grúas de carga ..................................................................................................................................... 28

7 – Disposición de Volúmenes y Tanques .................................................................................................. 33

7.1 – Tanques de Combustible ............................................................................................................... 33

7.2 – Tanques de Servicio ...................................................................................................................... 36

7.3 – Tanques de Agua Dulce ................................................................................................................ 37

7.4 – Tanques de Lastre ......................................................................................................................... 38

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 42


pág. 4


TABLAS

Tabla 1. Disposición de mamparos transversales estancos. ....................................................................................... 12 Tabla 2. Disposición de mamparos longitudinales. ...................................................................................................... 13 Tabla 3. Características de los motores principales instalados. .................................................................................. 34 Tabla 4. Características de los motores auxiliares. ..................................................................................................... 34 Tabla 5. Tanques de combustible. ............................................................................................................................... 35 Tabla 6. Tanques de servicio. ...................................................................................................................................... 37 Tabla 7. Tanques de agua dulce. ................................................................................................................................. 37 Tabla 8. Tanques de lastre (1). .................................................................................................................................... 39 Tabla 9. Tanques de lastre (2). .................................................................................................................................... 40 Tabla 10. Tanques de lastre (3). .................................................................................................................................. 41


pág. 5


FIGURAS

Figura 1. Disposición de los principales mamparos transversales estancos. --------------------------------------------------- 11 Figura 2. Disposición de mamparos estancos y cubiertas. -------------------------------------------------------------------------- 15 Figura 3. Túnel de pasaje. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 Figura 4. Buque LHD a bordo del Blue Marlin. ------------------------------------------------------------------------------------------ 22 Figura 5. Operación de posicionamiento de un buque quimiquero. Foto 1. ----------------------------------------------------- 26 Figura 6. Operación de posicionamiento de un buque quimiquero. Foto 2. ----------------------------------------------------- 27 Figura 7. Operación de float-over de un topside. --------------------------------------------------------------------------------------- 27 Figura 8. Ejemplos de buques grúa que también tienen la capacidad de tendido de tuberías. ----------------------------- 29 Figura 9. Ejemplo de buques grúa especializado en la instalación de cimentaciones de aerogeneradores marinos. 29 Figura 10. Impacto de la grúa de 500 t en la disposición del buque. Situación 1. --------------------------------------------- 31 Figura 11. Impacto de la grúa de 500 t en la disposición del buque. Situación 2. --------------------------------------------- 31 Figura 12. Buque grúa semisumergible SSCV Thialf. --------------------------------------------------------------------------------- 32


pág. 6


1 – Introducción

En este cuarto cuaderno se define la disposición general del buque, partiendo de la información

generada en los cuadernos anteriores, donde se han definido las dimensiones, la potencia propulsora, las

formas, etc.

Primero se ha realizado una pequeña introducción sobre consideraciones importantes y las

influencias de determinados datos en la disposición general. Después, se define la disposición de los

elementos estructurales, muy importante tanto para la estructura como para la disposición de los espacios.

Tras definir la disposición de elementos estructurales, se han explicado la disposición de

mamparos y cubiertas, definiéndose así los espacios. Se ha dividido el buque en zonas de carga y zonas

de trabajo, y por último se han definido los volúmenes de los tanques y su disposición.

Un apartado importante es el relativo a la grúa de 500 toneladas especificada en el diseño, y donde

se argumenta la decisión final a la que se ha llegado de no instalarse.

Se presentará como anexo de este cuaderno el plano de Disposición General del buque.


pág. 7


2 – Consideraciones previas e influencias en la disposición general del buque

2.1 – Tipo de buque

El buque en diseño es un navío especializado en el transporte de cargas de gran tamaño y tonelaje.

Éstas serán normalmente izadas en el mar, por medio de la sumersión del buque por debajo del artefacto

a transportar; aunque también cargada en puerto de forma rodada o mediante grúas de gran capacidad.

Se trata de un buque muy singular y especializado, y su disposición general por tanto tomará

también un aspecto específico de este tipo de buques. El transporte de la carga se realizará siendo estibada

en una gran cubierta que cubrirá la mayor parte del buque, y poseerá importantes refuerzos estructurales

para soportar los esfuerzos a los que se verá sometida. Ésta cubierta quedará dispuesta tras el castillo de

proa donde se localizará la cámara de máquinas, y sobre este la superestructura, con la acomodación y el

puente de mando.

El buque será totalmente estanco hasta un calado de 25 metros, siendo este el límite hasta el que

podrá sumergirse para “recoger” la carga a transportar. Para ello contará además con potentes bombas y

compresores con los que se controlará el lastrado y deslastrado del buque.

Todas estas características harán que la nave tenga una disposición estructural singular, contando

con un número importante de mamparos estancos, quedando dividida en numerosos tanques de lastre que

dotarán al buque de la capacidad de neutralizar los momentos escorantes producidos por la carga, y/o

ajustar la altura del centro de gravedad buscando un mejor comportamiento en la mar.

2.2 – Tipo de propulsión

La propulsión del buque es de tipo diesel-eléctrico, siendo los propulsores principales dos PODs

con un diámetro de hélice de 4.70 m, definidos en el cuaderno. Éstos propulsores tienen muchas ventajas

a la hora de la navegación, y se comportarán bien cuando el buque se encuentre manteniendo la posición

con su sistema DP.

La propulsión es alimentada por cuatro motores principales semirrápidos de 3.300 kW cada uno.

De esta manera se tiene gran versatilidad a la hora de cumplir con las diferentes situaciones de carga

eléctrica, y se cumple con la redundancia exigida por la notación de clase DPS-2. Los motores se alojan en

la cámara de máquinas, bajo la superestructura.

Además, se instalarán dos túneles transversales de proa de 2.000 kW cada uno para dotar al

buque de una buena capacidad de mantenimiento de la posición y por supuesto de maniobrabilidad.


pág. 8


2.3 – Sistema de posicionamiento dinámico

El buque será clasificado como DPS-2, un nivel bastante exigente en cuanto al sistema de

posicionamiento dinámico, y que impactará en la disposición general del buque.

La notación de clase DPS-2 implica que el sistema de posicionamiento siga realizando su cometido

en caso de cualquier fallo singular de un equipo, por lo tanto, el sistema se tiene que diseñar con

redundancia de todos los componentes activos implicados. Esto conlleva ciertas consideraciones, como

por ejemplo la duplicidad de componentes como sensores de viento o movimientos, bombas de

refrigeración, de alimentación, etc. Además, se contará con duplicidad de los equipos principales como los

grupos generadores, los propulsores y el sistema de control; y el cuadro eléctrico se subdividirá en dos

barras, separadas por un “bus-tie breaker”.

El sistema de posicionamiento dinámico y su diseño se explica con detalle en el cuaderno relativo

a los equipos (cuaderno 8) y en el diseño de la planta eléctrica, donde se dará especial atención al diagrama

unifilar y las diferentes conexiones con los propulsores.

2.4 – Autonomía y acomodación

La autonomía del buque se ha especificado en el dimensionamiento, fijándose en 20.000 millas

náuticas. Con esta información, y habiendo seleccionado ya los grupos generadores, en este cuaderno se

vuelve a dimensionar el volumen de combustible con los datos finales. Además, se indica la disposición de

los tanques de combustible y la capacidad total instalada.

En cuanto a la acomodación, se ha diseñado el buque para cumplir con la especificación de 30

personas a bordo. En este cuaderno se va a comentar la distribución de los camarotes y demás servicios

del buque.

2.5 – Túnel de pasaje

Tal y como se indica en la nueva regulación de DNV sobre buques HL semisumergibles [4], éstos

deben llevar un túnel de pasaje (“passage way”) que permita el acceso a la zona de popa del buque durante

las operaciones de lastrado/deslastrado o cuando la carga ocupe toda la manga del buque y obstruya el

paso.

Esto influirá en la distribución de los tanques y las cubiertas del local de propulsión y la CCMM. Se

explica más adelante en este cuaderno la disposición del túnel.


pág. 9


3 – Disposición de elementos estructurales

El sistema estructural del buque será longitudinal, buscando soportar los grandes momentos que

se producirán durante el transporte de los artefactos marinos, y durante los procesos de izado y arriado de

los mismos. Éste será descrito en profundidad en el décimo cuaderno, relativo a la estructura del buque.

La subdivisión y la disposición de los elementos estructurales, así como su número y

características, se ha realizado cumpliendo con la normativa recogida en Pt. 3 Ch. 1 de DNV, para buques

de más de 100 metros de eslora, y el capítulo II del SOLAS.

3.1 – Elementos transversales

3.1.1 – Espaciado de elementos transversales

El reglamento del DNV establece una distancia máxima entre varengas (o bulárcamas) de 3.600

mm. No obstante, en caso de que los tanques de lastre superen el 70% de la distancia entre el doble fondo

y la cubierta principal, la clara entre elementos transversales primarios no puede ser mayor de 2.500 mm.

Por otro lado, estos elementos primarios irán dispuestos en múltiplos exactos de la clara entre

cuadernas (frame spacing). Ésta oscila normalmente entre 550 mm y 650 mm en buques tipo Heavy Lift,

ya sean semisumergibles o de grúas de gran capacidad.

Teniendo en cuenta estos criterios, y sabiendo que los tanques de lastre del cuerpo central tendrán

una altura considerable, se ha optado por una clara entre cuadernas de 600 mm, colocándose los

elementos primarios cada cuatro cuadernas, es decir cada 2.400 mm. De esta manera se cumplen todos

los criterios anteriores y nos aseguramos que la estructura será resistente frente a los esfuerzos que sufrirá.

Se tomará como cuaderna nº 0 la coincidente con el eje de los PODs, y se mantendrá la clara

entre cuadernas a lo largo de toda la eslora, buscando una estructura uniforme y continua. De la misma

manera el espaciado entre bulárcamas se mantendrá constante, salvo en cámara de máquinas, donde DNV

sugiere que se dispongan cada segunda cuaderna.

Clara entre cuadernas: 600 mm.

Clara entre bulárcamas: 2.400 mm (1.200 mm en CCMM).


pág. 10


3.1.2 – Disposición de mamparos estancos

El reglamento establece que para buques de eslora (Lf) entre 195 m y 225 m, el número de

mamparos transversales estancos debe ser de al menos 10, de los cuales 9 se dispondrán a popa de la

CCMM.

La eslora se define tal y como indica el Convenio Internacional de Líneas de Carga:

Lf: no se tomará inferior al 96%, ni se debe tomar superior al 97%, de la eslora medida

en la flotación a un calado al 85% del puntal.

En este caso Lf toma un valor de 199,8 m.

Así el buque contará con al menos 10 mamparos transversales estancos, de los cuales cuatro de ellos serán:

I. Mamparo de colisión. II. Mamparo de pique de popa.

III. Mamparo de proa de CCMM. IV. Mamparo de popa de CCMM.

3.1.2. a) – Pique de Proa

La posición del mamparo de pique de proa viene definida por DNV como:

(min) 0,05·c f rx L x

Donde xr toma el valor de 0 para buques de proa convencional.

(min) 0,05· 0,05·199,8 0 9,99c f rx L x m

Y:

(min) 0,08· 0,08·196 0 15,98c f rx L x m

Teniendo en cuenta estos valores, se ha posicionado el mamparo de colisión en la cuaderna 319

(x = 191,4 m), a una distancia de 11,03 metros de la perpendicular de proa (punto coincidente entre la roda

y la flotación a un calado del 85% del puntal).

3.1.2. b) – Mamparos estancos a proa y popa de cámara de máquinas

La cámara de máquinas queda delimitada por dos mamparos estancos, el de proa dispuesto sobre

la cuaderna 304 (x = 182,4 m), y el de popa en la cuaderna 255 (x = 153,0 m).

De esta manera la longitud de la cámara de máquinas es de 29,4 m. Teniendo en cuenta que los

motores principales que se han de instalar tendrán una longitud cada uno de alrededor de 10 m, la longitud

de la CCMM parece suficiente para alojar los equipos y sistemas, como se verá en el cuaderno 7-Cámara

de Máquinas.

Por otro lado, la distancia del mamparo de proa de CCMM al mamparo de colisión es de 9 metros;

donde irán alojados los sistemas propulsivos auxiliares.


pág. 11


3.1.2. c) – Mamparos de pique de popa

El pique de popa se ha posicionado en la cuaderna 14, a 8,4 metros del eje de los PODs. Así, el

pique de popa tiene una longitud de 14 metros, donde se localizarán los locales de los propulsores, y el

resto del volumen será reservado para lastre.

3.1.2. d) – Resto de mamparos

El resto de mamparos transversales estancos se disponen entre el pique de popa y el mamparo

de popa de CCMM. Éstos son un total de ocho mamparos que se disponen bajo la cubierta de carga y

delimitan los tanques de lastre.

Con esta disposición de mamparos se cumplen los criterios definidos anteriormente, y se dota al

buque de una subdivisión adecuada; creando un gran número de tanques de lastre que posibilitarán tener

un control absoluto de la posición del centro de gravedad del buque.

En la Figura 1 se muestra la disposición de los mamparos transversales, en los que los mamparos

azules representan el pique de popa y de proa y el que delimita los locales de propulsión, los mamparos

naranjas los que delimitan los tanques de lastre bajo la cubierta de carga y los grises delimitan

longitudinalmente la cámara de máquinas. En la Tabla 1 se indica el nombre de cada uno de ellos y su

posición respecto a la cuaderna 0.

Figura 1. Disposición de los principales mamparos transversales estancos.


pág. 12


Tabla 1. Disposición de mamparos transversales estancos.

3.2 – Elementos longitudinales

3.2.1 – Espaciado de elementos longitudinales

El reglamento del DNV establece en Pt. 3 Ch1. Sec. 6 que, para buques con estructura longitudinal

en el doble fondo, las vagras se deben disponer de tal manera que la distancia entre ellas, o entre las

vagras y la quilla central, o las vagras y la plancha de costado, no exceda una distancia de 5 metros.

Además, se deben disponer vagras adicionales bajo CCMM.

Por otro lado, el espaciado de las vagras delimitará también la posición de los mamparos estancos

longitudinales que formarán los tanques de lastre, ya que éstos se posicionarán exactamente en un múltiplo

de esta distancia.

Teniendo en cuenta que se dividirá el casco en sentido transversal en 3 tanques de lastre, se ha

decidido disponer los refuerzos principales longitudinales cada exactamente 5 metros. De esta manera, el

doble fondo contará con 5 vagras dispuestas cada 7 longitudinales separados entre ellos 625 mm.

Esta disposición tendrá que ser verificada a la hora d estudiar más a fondo la estructura del buque

en el cuaderno 10.

Clara entre longitudinales: 625 mm.

Clara entre vagras: 5.000 mm.

3.2.2 – Disposición de mamparos longitudinales

Con el espaciado de elementos longitudinales descrito en el apartado anterior, se dispondrán 2

mamparos longitudinales, a lo largo de la zona central del buque, a una distancia de 10 metros de crujía.

Mamparo Cuaderna (nº) Posición (m)

Pique de popa 16 9,6

Mamparo 2 43 25,8

Mamparo 3 70 42,0

Mamparo 4 97 58,2

Mamparo 5 124 74,4

Mamparo 6 151 90,6

Mamparo 7 177 106,2

Mamparo 8 203 121,8

Mamparo 9 229 137,4

Popa CCMM 255 153,0

Proa CCMM 304 182,4

Pique de proa 319 191,4


pág. 13


Tabla 2. Disposición de mamparos longitudinales.

Además, se requiere la disposición de otros mamparos longitudinales para delimitar ciertos espacios:

Delimitar y dotar de estanqueidad a los locales de propulsión.

Formar el doble casco de la cámara de máquinas.

Delimitar los tanques de sentinas, aceite sucio, y otros tanques bajo la cámara de máquinas.

Delimitar los tanques existentes en la zona del castillo de proa.

3.3 – Disposición de cubiertas

3.3.1 – Doble fondo

En DNV Pt. 3 Ch. 1 Sec. 6 (Bottom Structures) se establece la altura mínima del doble fondo. La

altura del doble fondo no será menor de:

491000· 1000· 2.54020 20Bh mm

No tomándose nunca menor de 760 mm y no siendo necesario tomar un valor mayor de 2.000

mm.

Además, esta altura vendrá definida por la forma de los pantoques, de tal manera que el doble

fondo no puede situarse por debajo del punto donde termina el pantoque y comienza el costado del buque.

Por otro lado, la distribución de lastre, que para el buque en proyecto es un aspecto trascendental, definirá

también la disposición del doble fondo.

Siguiendo estas consideraciones se ha definido la altura del doble fondo de 3.000 mm respecto

de la línea base. De esta manera queda un volumen importante de tanques de lastre bajo el doble fondo, y

se cumplen con todos los requisitos comentados. Así, además, queda una distancia de 10.7 m entre el

doble fondo y la cubierta de carga, que se subdividirá en los tanques centrales y los tanques denominados

en el proyecto como “tanques altos”.

El doble fondo se extiende a lo largo de todo el buque, desde la roda hasta el pique de proa o

mamparo de colisión. Su altura es constante, salvo entre los mamparos de proa de CCMM y el de colisión,

donde los túneles que alojan los propulsores transversales, hacen que su altura aumente hasta los 4.000

mm.

Mamparo Distancia a crujía (m)

Mamparo Babor 10,0

Mamparo Estribor -10,0


pág. 14


3.3.2 – Cubierta inferior

Se ha llamado cubierta inferior a la plancha qua divide la cámara de máquinas en dos, y que

delimita también inferiormente los locales de propulsión. Se encuentra a una altura de 8.300 mm de la línea

base.

Esta cubierta se dispone entre el pique de popa y el mamparo que delimita por popa los locales

de los PODs, y entre el mamparo de popa de CCMM y el pique de proa. De esta manera, forma la plataforma

intermedia en la cámara de máquinas a una altura de 5.300 mm respecto del doble fondo, y también delimita

los espacios donde se encuentran los propulsores auxiliares de proa.

Esta altura de la plataforma es razonable teniendo en cuenta que la altura de los motores

seleccionados es de unos 4.900 mm.

En la zona central del buque, la cubierta se ha dispuesto a 11.200 mm de la línea base, lo que se

ha denominado “base de los tanques altos”. Así se cumplen dos requisitos importantes. Por un lado, se

subdivide en dos el volumen de tanques de lastre que quedaba entre el doble fondo y la cubierta principal.

Y por otro, se deja un espacio de 2.900 mm (11.200-8.300) entre la plataforma de la CCMM y la base de

los tanques altos, por el que transcurrirá el túnel de pasaje. De esta manera, el acceso al túnel es inmediato

desde la plataforma de la CCMM.

3.3.3 – Cubierta principal

La cubierta principal se encuentra a 13.700 mm de la línea base. En ésta se encuentra la cubierta

de carga, a popa del castillo de proa.

En la zona de popa se encuentran los dos “casings” o flotadores, que dotan de flotabilidad y

estabilidad al buque durante las operaciones transitorias de lastrado y deslastrado. Existen unas escaleras

en su parte posterior, para acceder a la parte superior de los casings, donde se disponen equipos de amarre

utilizados para la estiba de la carga en cubierta y durante el amarre del buque en puerto.

En la cubierta principal, también a popa, se han dispuesto dos escotillas estancas para acceder o

escapar de los locales de propulsión.

La zona de proa, donde se encuentra el castillo, se disponen tanques de lastre y de combustible.

3.3.4 – Cubierta castillo

A la cubierta que se encuentra a una altura de 19.700 mm sobre la línea base, entre la cubierta

principal y la 1ª cubierta, se la ha denominado cubierta castillo.


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A proa se han ubicado las cajas de cadenas y el pañol para los elementos de amarre o pañol de

estachas. El resto del espacio de la cubierta se ha utilizado para disponer tanques de lastre.

3.3.5 – Cubiertas de habilitación

Las cubiertas de habilitación se encuentran sobre la cubierta castillo, y van desde la 1ª cubierta

hasta la 5ª, bajo el puente de gobierno. Todas las cubiertas de la acomodación tienen una altura de 3 m.

En las cubiertas de acomodación se encuentran los camarotes de los tripulantes, talleres, salas

de estar, comedores, la cocina, gimnasio, librería, etc.

3.3.6 – Puente de gobierno

El puente de gobierno se ha situado sobre la superestructura del buque, en la zona más alta de la

habilitación, a 42.000 mm sobre la línea base. Es importante destacar que el puente de mando posee visión

de 360º, permitiendo así tener control desde el puente sobre las operaciones de carga y descarga en la

cubierta.

3.3.4 – Techo de puente

Sobre el puente de gobierno, a 45.000 mm sobre la línea base, se ubican las luces de navegación,

antenas, instrumentos de telecomunicaciones, sensores, etc. Sobre el puente también se dispone el local

del generador de emergencia, donde además se encuentran las baterías, el cuadro eléctrico y un depósito

de combustible para el generador.

Así, la disposición de mamparos estancos y cubiertas a lo largo del buque queda ilustrada en la

siguiente figura:

Figura 2. Disposición de mamparos estancos y cubiertas.

De esta manera se consigue una buena subdivisión, dando forma a la cámara de máquinas, los

locales de propulsión, y delimitando los tanques de lastre. Éstos han quedado así subdivididos en multitud

de tanques, que será de gran importancia la hora de buscar la condición de carga deseada.


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4 – Disposición de espacios

4.1 – Cámara de máquinas

4.1.1 – Situación

Como se ha explicado en el apartado de disposición de elementos estructurales, la cámara de

máquinas se encuentra bajo la superestructura, entre los mamparos de proa y de popa de CCMM, que se

sitúan en las cuadernas 255 (X=153,00 m) y 304 (X=182,40 m). Con esta disposición, la cámara de

máquinas tiene una longitud de 29,40 m.

Verticalmente, la CCMM se limita inferiormente por el doble fondo a una altura de 3 m y

superiormente por la cubierta principal a una altura de 13,7 m. A una altura de 8,3 m sobre la línea base

(5,3 m sobre el doble fondo) se dispone el nivel intermedio de la CCMM, dividendo ésta en una parte inferior

y otra superior.

Los costados de la CCMM están compuestos por tanques que forman un doble costado, estando

así más protegida frente a colisiones o situaciones similares. El doble costado está formado externamente

(lado del mar) por tanques de lastre, e internamente existen tanques de combustible de servicio diario, de

aceite, de agua dulce1 y de aguas residuales.

En el nivel inferior de la CCMM se encuentran los equipos y sistemas principales. Cabe destacar

los 4 grupos generadores principales, los dos grupos auxiliares, las purificadoras, bombas e

intercambiadores de calor. Además, se sitúa también el taller de la CCMM.

El nivel superior, tiene acceso a la parte alta de los motores. En ella se disponen otros elementos

como la exhaustación de los motores, los tanques de expansión, las botellas y compresores de aire

comprimido, el calentador de agua sanitaria, etc...

Por otro lado, en el nivel superior se encuentra la sala de control de cámara de máquinas, un

cuarto de baño y el local de los cuadros eléctricos.

4.1.2 – Accesos

A la CCMM se puede acceder por cuatro accesos diferentes, de esta manera se tienen varias

alternativas también en caso de la necesidad de huir del local.

1 Los tanques de agua dulce se sitúan únicamente al lado de tanques de lastre, de tal manera que se evita posibles contaminaciones por aguas residuales o combustibles.


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Desde la acomodación en la superestructura se puede acceder por medio de un par troncos de

escalera que bajan cruzando los tanques alojados en el castillo, hasta el nivel inferior de CCMM, terminando

entre los motores. También existe un tronco de escalera que llega también al nivel inferior, en la zona de

proa, bajando desde la acomodación, pasando por el local de control.

Existe además un ascensor, que recorre todo el buque desde la 5ª cubierta hasta el nivel superior

de la CCMM, en la sala de control.

Por otro lado, se dispone el túnel de pasaje con un acceso que comunica los locales de propulsión

con el nivel superior de CCMM. Y existen accesos desde el nivel inferior a los propulsores transversales de

proa.

4.2 – Locales de propulsión

Se sitúan entre las cuadernas -5 (X=-3,00 m) y 16 (X=9,60 m), entre la popa del buque y el pique

de popa. Existen dos locales simétricos respecto a crujía, delimitados por el codaste, la cubierta de carga

y tanques de lastre.

Estos locales contienen todos los equipos y sistemas necesarios para que el Pod funcione

correctamente. A ellos se accede desde el túnel que comunica estos locales con la CCMM, o bien desde

la cubierta de carga por medio de escotillas estancas.

4.3 – Túnel de pasaje

Como se ha comentado en las consideraciones previas, el DNV en su nueva reglamentación sobre

buques HL semisumergibles exige la instalación de un túnel de pasaje (“passage way”) que comunique la

proa con la popa bajo la cubierta de carga.

Para cumplir con esta reglamentación se ha instalado, siguiendo las recomendaciones de DNV

sobre su diseño, un túnel que comunica proa con popa bajo la cubierta de carga, más concretamente entre

el nivel superior de la CCMM y los locales de propulsión. El túnel de pasaje cuenta con ventilación propia,

está cerrado por compuertas estancas y tiene una anchura mínima de 2,1 m y una altura de 2,2 m,

permitiendo así el paso adecuado de los operarios. Además, posee un nivel inferior por donde discurren

los cables necesarios, como los de potencia de la propulsión.

El segundo nivel de la CCMM (cubierta inferior) se ha dispuesto a una altura de 8,3 m sobre la

línea base. Los tanques de lastre situados bajo la cubierta de carga tienen una altura de 2,5 m, es decir

que su base se encuentra a 11,2 m de la línea base del buque. Así, se tiene una altura de 2,9 m (11,2 m –

8,3 m) para situar el túnel, y contar con la altura necesaria. En la siguiente figura se muestra una sección

del buque, mostrando el túnel:


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Figura 3. Túnel de pasaje.

4.4 – Zonas de amarre y fondeo

Las zonas de amarre y fondeo se encuentran tanto en proa como en popa.

La zona de amarre de proa se sitúa a partir de la cuaderna 305 (X=183,00 m), a proa de la

superestructura y en las cubiertas 1ª y la cubierta castillo. En esta zona se encuentran los molinetes, anclas,

escobenes, bitas, y demás equipos de amarre y fondeo que se definen en el cuaderno de equipos cuaderno

8). Además, entre esas cubiertas se dispone el pañol de estachas y las cajas de cadenas.

En la zona de popa se disponen gateras y bitas a la altura de la cubierta principal, y en los “caisngs”

se instalarán también elementos de amarre como bitas, gateras y molinetes. Éstos además tendrán otras

misiones durante las operaciones de carga y descarga de los artefactos a transportar y durante algunas

más especiales como pueden ser operaciones de “float-over”.

Se disponen además bitas a lo largo de la cubierta principal, instaladas de tal manera que no

sobresalen por encima de la cubierta para evitar que puedan entorpecer.

El acceso a la zona de amarre de proa se realiza desde la superestructura o directamente desde

la 1ª cubierta. A la zona de popa se accede o bien por la cubierta de carga o bien a través del túnel bajo


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ella. En popa existen escaleras que suben a la parte superior de los “casings”, donde se encuentran los

molinetes y demás equipos.

4.5 – Hélices transversales de proa

Los propulsores auxiliares de proa se disponen entre las cuadernas 304 (X=182,40 m) y 319

(X=191,40 m), o lo que es lo mismo, entre los mamparos de proa de CCMM y el pique de proa.

Verticalmente está delimitado por el fondo y la cubierta intermedia de CCMM, a una altura de 8,30 m sobre

la línea base.

En este compartimento se alojan los dos túneles, de 2.000 mm de diámetro, y los motores

eléctricos y demás equipos que componen los propulsores.

El acceso se realiza desde la cámara de máquinas, por escotillas de apertura transversal estancas

y de accionamiento remoto.

4.6 – Habilitación

La zona de habilitación se dispone a proa, en la superestructura, abarcando desde la 1ª cubierta

hasta el puente de gobierno.

Toda la zona de habilitación incluye sistemas de protección contra incendios y sistemas de

detección de humos, y su construcción se realizará de acuerdo al convenio SOLAS, con materiales

resistentes al fuego y aislamientos.

El diseño y disposición de la habilitación se ha realizado siguiendo las recomendaciones del

convenio sobre el trabajo marítimo (MLC) [8]. En éste, se dan recomendaciones sobre las disposiciones de

camarotes y demás zonas de la habilitación, sus dimensiones mínimas, la iluminación, calefacción, etc.

En este convenio se recomienda que, siempre que sea posible, se disponga un camarote individual

para cada persona a bordo, con una superficie mínima especificada según la posición jerárquica, que

incluya siempre al menos una cama, un armario, una silla y una mesa. Se ha dispuesto por lo tanto un

camarote para cada una de las 30 personas que pueden ir a bordo, situando en las cubiertas superiores a

las personas de mayor rango.

La superestructura es atravesada por tres troncos de escalera y un ascensor que suben desde la

CCMM hasta la 5ª cubierta. Existen además dos escaleras exteriores, a popa de la superestructura que

van desde la 1ª cubierta hasta el puente. Para acceder el puente desde el interior de la superestructura

existe también una escalera en el centro de la 5ª cubierta.

Todos los pasillos se han diseñado con una anchura mínima de 1,2 m como recomienda el

convenio MLC, evitando los pasillos ciegos o pasillos sin alternativa de escape.

A continuación, se va a comentar brevemente la disposición de las diferentes cubiertas.


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4.6.1 – 1ª cubierta

Esta cubierta es la primera de la habilitación, situada sobre la estructura del castillo, a una altura

de 27 m sobre la línea base. Sobre ella, en el exterior, se dispone principalmente la zona de amarre y

fondeo, los botes salvavidas, el bote de rescate, las balsas salvavidas y las grúas auxiliares.

En el interior de la 1ª cubierta se disponen:

Una estación contra incendios.

Dos talleres a ambas bandas.

El hospital y enfermería.

La lavandería y un pañol de ropa.

Los vestuarios, baños y duchas.

Un pañol de elementos de amarre.

El pañol de pinturas.

El local de tratamiento de residuos y basuras, situado justo bajo la cocina.


La 2ª cubierta se encuentra a una altura de 30 m sobre la línea base y en ella se disponen la

mayoría de las zonas comunes del buque:

La cocina, con un tronco de basuras hacia la planta de residuos.

La gambuza seca y las refrigeradas.

Una oficina y una sala para el equipo de cocina.

El comedor general y el comedor de oficiales.

La planta de aire acondicionado.

El gimnasio y las instalaciones de natación.

Un vestuario y unos servicios.

Un cuarto para material de limpieza.


Esta cubierta se sitúa a 33 m sobre la base del buque. En ella se disponen los siguientes

compartimentos:

14 camarotes.

Unos servicios.

Un pañol de limpieza y otro de ropa. Además de dos almacenes generales.

Dos salas de descanso, y la sala de oficiales.

La biblioteca.


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Se sitúa a una altura de 36 m sobre la línea base, y dispone de lo siguiente:

6 camarotes.

4 camarotes para oficiales.

Dos oficinas.

La sala de audiovisuales.


En la 5ª cubierta se dispone la habilitación para el capitán, los oficiales primeros, el cliente y el

ingeniero de operaciones marinas o similar.

Se dispone a una altura 39 m sobre la base del buque, y cuenta con los siguientes locales:

Una sala de reuniones.

Unos servicios.

Dos camarotes y oficinas de los oficiales primeros.

Una estación contra incendios.

El camarote y la oficina del capitán.

El camarote y la oficina del cliente.

El camarote y la oficina del ingeniero.

El camarote y la oficina del jefe de máquinas.

5 – Zonas de carga y trabajo

5.1 – Zona de carga

Las misiones de este buque son muy singulares y cada una de ellas será muy diferente de la

anterior, pero todas ellas consistirán en transportar o mover algún artefacto o artefactos sobre la cubierta

de carga. Por lo tanto, la zona de carga se encuentra muy bien definida.

La cubierta de carga queda definida por el mamparo de popa de CCMM, situado en la cuaderna

255 (X=153,00 m), y que se extiende sobre la cubierta de carga para dar forma al castillo de proa. Por popa,

la cubierta de carga es una cubierta corrida que se extiende hasta el final, siendo posible retirar los “casigns”

si fuera necesario para la misión a desempeñar.

Sobre la cubierta de carga se dispondrán los elementos necesarios en cada caso dependiendo de

la misión u operación a realizar. Como ejemplos, podemos pensar en la colocación de molinetes auxiliares,


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defensas, y sobre todo camas que irán soldadas a la cubierta y sobre las que se apoyarán las diferentes

estructuras a transportar.

Se instalarán además grúas auxiliares en los “casings” y en el castillo de proa, pudiendo subir y

bajar equipos y demás elementos desde éstos a la cubierta de carga y/o al muelle.

Para acceder a la cubierta de carga existen unas escotillas estancas que comunican la zona de

popa de la cubierta con los locales de propulsión, y por otro lado, se disponen dos troncos de escalera en

proa, apoyados sobre el mamparo de proa de CCMM, que bajan desde la 1ª cubierta hasta la cubierta de

carga.

5.2 – Zonas de trabajo

5.2.1 – Cubierta principal

En la cubierta principal se llevarán a cabo todos los trabajos relativos al posicionamiento y la estiba

de la estructura o artefacto a transportar. Se realizarán sobre todo trabajos preparativos, como será

preparar las “camas” sobre las que descansará la carga y los diferentes elementos para la estiba y el trincaje

de la misma. A modo de ejemplo se muestra la Figura 4 donde se puede observar la “cama” sobre la que

descansa uno de los LHD transportado hasta Australia a bordo del buque Blue Marlin. Por otro lado, se

desarrollarán también los trabajos posteriores para desmantelar todas estas estructuras de trincaje.

Figura 4. Buque LHD a bordo del Blue Marlin.

Podemos afirmar por lo tanto que la gran mayoría de los trabajos sobre la cubierta de carga se

realizarán en puerto o en situaciones de abrigo, y que casi todos éstos los realizan personas especializadas,

como por ejemplo soldadores, y no los propios tripulantes del buque.


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5.2.2 – Puente de gobierno

El puente se sitúa en la cubierta más alta, a una altura de 42 m sobre la línea base. El puente tiene

una visión de casi los 360º, siendo interrumpida únicamente por ambas chimeneas; aunque es posible

sortear este obstáculo desde las alas del puente (“bridge wings”).

Desde el puente y sus alas se tiene una buena visibilidad de todas las zonas de carga y de trabajo

del buque, así como de la zona de salvamento. Por lo tanto, se pueden dirigir correctamente los trabajos

en la cubierta de carga, en los casings de popa, en las zonas de amarre y fondeo, las operaciones con las

grúas y la zona de los botes salvavidas y del bote de rescate.

El puente estará equipado con todos los sistemas y equipos necesarios para desarrollar

correctamente y con seguridad las operaciones del buque. Éstos se describen en profundidad en el

cuaderno 8 relativo a los equipos y servicios del buque.

Los ventanales cubrirán todos los costados del puente, y serán cristales anti reflectantes,

inclinados 16º hacia delante para impedir en la mayor medida posible los reflejos [9]. Además, es importante

destacar que las alas del puente llegan hasta ambos costados del buque (hasta B/2), como exige el

convenio SOLAS, permitiendo así tener una visión perfecta del costado del buque y la instalación de las

señales luminosas de babor y estribor.

Según las reglas de DNV específicas para buques HLSV, desde el punto de vista náutico si la

carga se encuentra parcialmente bloqueando la vista desde el puente, se requiere de un segundo punto de

vista (“crow nest”). Para poder localizar este segundo punto de vista se han valorado las diferentes

situaciones que puede tener en el buque y se ha considerado su disposición en buques reales de esta

tipología. A continuación, se muestran diferentes buques HLSV donde el “crow nest” se ubica sobre el techo

de puente:

Figura 5. HLSV Mighty Servant 3. “Crow nest” sobre el techo de puente.


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Figura 6. HLSV Blue Marlin. “Crow nest” sobre el techo de puente.

Este segundo punto de vista o “crow nest” debe contar con los siguientes equipos:

La posición de gobierno con una vista oscurecida de la superficie del mar con una visión

hacia delante de 225º (Ref SOLAS Reg. V/22).

Repetidor de la giroscópica.

Indicadores del modo de operación del timón, propulsor, empuje de los propulsores.

Sistema de comunicación externo (VHF).

Sistema de comunicación interno para comunicarse con el puente.

En las siguientes figuras se muestra la situación en el buque en perfil y alzado en la disposición

general:


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Figura 7. Segundo punto de visto o “crow nest”. Ubicación en el buque. Perfil.

Figura 8. Segundo punto de visto o “crow nest”. Ubicación en el buque. Frontal.

5.2.3 – Casings de popa


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Los casings o flotadores de popa son estructuras muy importantes para la operación del buque.

Estas estructuras proporcionan la flotabilidad necesaria en popa durante la inmersión del buque y además

están compuestas por tanques de lastre que pueden llenarse en caso de ser necesario durante este tipo

de operaciones.

Por otro lado, los casings son muy importantes a la hora de realizar las operaciones de cargar y

descargar el artefacto a transportar, pues desde lo alto de estas estructuras se pueden largar cabos para

el control de la maniobra. Es por esta razón por la que en los casings se instalan grúas y chigres para

apoyar a este tipo de operaciones. En la Figura 9 y Figura 10 se muestra como un heavy lift semisumergible

realiza la operación de posicionamiento de un buque quimiquero, ayudándose de los medios auxiliares

instalados en los casings.

Es importante también comentar que los casings son móviles, y por lo tanto se pueden posicionar

más a proa o incluso desmontarse si fuera necesario. Por ejemplo, para el transporte de un topside de una

plataforma tipo jacket, podría ser necesario desmontar estas estructuras, realizándose la operación de

carga mediante un load-out, y posicionando el topside sobre su estructura mediante una operación de float-

over. Este ejemplo se ilustra en la Figura 11, donde se muestra un heavy lift realizando una operación de

float-over, donde los casings se han movido hacia proa.

Figura 9. Operación de posicionamiento de un buque quimiquero. Foto 1.


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Figura 10. Operación de posicionamiento de un buque quimiquero. Foto 2.

Figura 11. Operación de float-over de un topside.


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6 – Grúas de carga

En el primer cuaderno del proyecto, la memoria explicativa, se han estudiado los buques heavy lift

semisumergibles y se han detallado sus características y las misiones que estos buques llevan a cabo.

Resumiendo, éste tipo de buques se encargan del transporte, sobre su cubierta de carga, de artefactos de

gran tonelaje, y en algunas ocasiones realizan operaciones especiales como pueden ser la instalación de

top-sides de plataformas o similiar, y trabajar como diques flotantes para reparaciones u otras actividades.

Es importante destacar en este punto, que estos buques cuentan con una cubierta despejada, salvo por los

flotadores de popa2, necesaria para realizar todos los tipos de operaciones de carga y descarga definidos

en el cuaderno primero.

Otro tipo de buques heavy lift son los buques grúa (“crane vessels”), que poseen grúas de grandes

dimensiones para el izado de estructuras de gran tonelaje. Estos buques son muy diferentes de los buques

HL semisumergibles, siendo su principal diferencia que están concebidos para izar cargas por medio de su

grúa principal, y no están diseñados para sumergirse e izar la carga por medio de operaciones de float-

on/float-off. Estos buques suelen ser muy especializados, y aunque existen buques grúa de grandes

dimensiones3 con ese único propósito, normalmente tienen otras funciones además de la de buque grúa.

En las siguientes figuras se muestran algunos ejemplos que demuestran esta afirmación.

2 Que normalmente suelen ser desmontables o móviles, de manera que no entorpecen las operaciones cuando éstas lo requieren. 3 Estos buques grúa cuentan con grúas de una gran capacidad como 2.000 o 3.000 toneladas de izado, mucho mayor que las 500 toneladas de la grúa especificada.


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Figura 12. Ejemplos de buques grúa que también tienen la capacidad de tendido de tuberías.

Figura 13. Ejemplo de buques grúa especializado en la instalación de cimentaciones de aerogeneradores marinos.


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En las especificaciones del proyecto se indica que el buque contará con una grúa de 500

toneladas, y un sistema de tanques anti escora para contrarrestar los momentos escorantes que generarían

las operaciones con dicha grúa. Después de analizar en profundidad los buques comentados en los

párrafos anteriores, se ha tomado la decisión de no instalar dicha grúa4.

Para adoptar esta decisión se han tenido en cuenta varios factores, que se pueden resumir en los

siguientes puntos clave:

Los buques que cuentan con grúas de gran tonelaje, como la especificada de 500

toneladas de izado, son buques muy especializados y que generalmente tienen una

misión o misiones muy diferentes de las que realizan los HL semisumergibles.

No existen buques con las características como las de este proyecto, con grúas de gran

capacidad. Sí existen algunos artefactos que son semisumergibles con grandes grúas,

como el presentado en la Figura 16, pero no tienen la función del transporte de la carga

como tal; y la capacidad de las grúas es mucho mayor que 500 t.

El situar una grúa de tales dimensiones5 sobre la cubierta del buque o incluso más alta,

aumentaría bastante la altura del centro de gravedad global, con el correspondiente

efecto negativo en la estabilidad del buque, que es un aspecto fundamental de este

proyecto.

Los buques HL semisumergibles realizan varios tipos de operaciones de load-out6 o

similar, como pueden ser el roll-on/roll-off, float-over, skid-on/skid-off, etc7. Para llevar a

cabo su misión correctamente, como ya se ha comentado anteriormente, precisan una

cubierta amplia y despejada. Por lo tanto, una grúa de 500 t de capacidad entorpecería

de manera importante estas operaciones.

Para ilustrar el último punto de la enumeración anterior y mostrar el trabajo realizado sobre este

tema, se han creado las siguientes figuras, donde se muestran dos posibles disposiciones de la grúa de

500 t.

En la Figura 14 se muestra el impacto al situar la grúa en proa, mientras que en la Figura 15 se ha

situado a popa, sustituyendo a uno de los casings. Además de reducir la superficie de la cubierta de carga,

se aprecia claramente como la grúa ocupa mucho lugar y entorpecería la misión principal del buque,

impidiendo la carga/descarga de la estructura a transportar, reduciendo además mucho el espacio y por lo

tanto el tamaño de la carga.

4 Esta decisión ha sido consensuada con el tutor del proyecto, estando de acuerdo en prescindir de este equipo. 5 Para dar una idea del peso, según las especificaciones de la grúa que lleva instalada el buque de la Figura 13, pesa entorno a las 700 toneladas, a lo que faltaría sumar el peso adicional del pedestal. 6 Load-out: traslado de una estructura o artefacto de gran tonelaje desde tierra sobre una barcaza o HL semisumergible. Load-in sería la operación contraria. 7 Estos tipos de operaciones se han definido en el primer cuaderno.


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Figura 14. Impacto de la grúa de 500 t en la disposición del buque. Situación 1.

Figura 15. Impacto de la grúa de 500 t en la disposición del buque. Situación 2.


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Figura 16. Buque grúa semisumergible SSCV Thialf.

Al decidirse no instalar la grúa, no se hará necesario por tanto la instalación de un sistema de

tanques antiescora que compensen los momentos generados por la misma.

Por otro lado, y aunque se ha decidido prescindir de la grúa de 500 toneladas, sí se instalarán 4

grúas auxiliares, dos en proa y otras dos en los casings de popa. Estas grúas se utilizaran para auxiliar

todas las operaciones que se desarrollen sobre cubierta; y sus especificaciones se describen en el

cuaderno 8 de los equipos y servicios.


pág. 33


7 – Disposición de Volúmenes y Tanques

La disposición de tanques en este proyecto es un aspecto fundamental para conseguir un buen diseño del buque y que éste sea lo más competitivo posible. Se ha tratado de disponer tanques de lastre de una manera homogénea a lo largo del buque, de tal manera que para cualquier situación de carga sea posible neutralizar los momentos escorantes, sin dejar de tener el control total sobre la posición del centro de gravedad global.

Ya que el volumen total de lastre es enorme, la distribución de los tanques se ha realizado teniendo en cuenta el efecto nocivo de las superficies libres, intentando, por lo tanto, y en la medida de lo posible, reducir la inercia de los tanques en lo posible. Esto ha sido complicado, ya que para ello es necesario subdividir aún más el buque, y teniendo en cuenta el gran número de tanques hay que buscar una solución intermedia.

Para la situación de tanques se han seguido las reglas MARPOL y del DNV, y se ha respetado la disposición de los elementos estructurales, de tal manera que se han aprovechado los mamparos estancos definidos en los apartados anteriores, y todos los tanques comienzan o terminan en un múltiplo exacto de la clara entre cuadernas. Además, se han dispuesto los tanques de manera simétrica respecto a crujía, por mayor simplicidad y practicidad.

Por último, es importante comentar que se ha fijado la permeabilidad de los tanques en un 98%,

teniendo en cuenta el volumen que ocupan los refuerzos estructurales. Además, en los tanques de combustibles o aceites se ha dejado un 3% adicional, para considerar la expansión térmica de los mismos (fijándose la permeabilidad en un 95%).

A continuación, se enumeran los tanques por tipo de fluido. En las tablas presentadas los datos

son valores netos, es decir, ya tienen incluido la permeabilidad comentada en el párrafo anterior. Los datos relativos a la posición, se refieren a la posición del centro de gravedad del fluido cuando el tanque está lleno al 100% de su capacidad neta.

7.1 – Tanques de Combustible

El volumen necesario de combustible se puede definir a partir de los motores instalados y la autonomía del buque. Esta estimación será por lo tanto la definitiva, siendo más exacta que la realizada en el dimensionamiento del buque.

Los motores instalados vienen definidos en el cuaderno relativo a la cámara de máquinas. Se instalan 4 motores principales y 2 motores auxiliares con las siguientes características:


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Tabla 3. Características de los motores principales instalados.

Tabla 4. Características de los motores auxiliares.

El volumen total se va a estimar considerando un régimen de funcionamiento del 90% de los

motores principales y auxiliares, durante el tiempo necesario para recorrer las 20.000 mn de autonomía a una velocidad de 14 kn. El volumen bruto necesario para alimentar a los MMPP será:

143

3

· ·Reg· · ·

1 20.0000,179 · ·13.200 ·0,90· ·1,10·1,05 3.987880 14

neto

neto

MMPP MMPP puerto global

MDO

MMPP

SFOC AutonomíaV P m m

V

kg m mnV kW m

kWh kg mn h

Donde se han considerado un margen global del 5%, que representa el envejecimiento de la maquinaria, la calidad del combustible, etc… y un margen de puerto del 10%. Siendo el volumen bruto de los tanques (considerando un 2% de refuerzos y un 3% de expansión térmica):

31 4.1970,95bruto netoMMPP MMPPV V m

Modelo Mak M32E

Potencia Diesel 3300 kW

Potencia Generador 3165 kWe

Velocidad 720 rpm

SFOC:

100% 0,179 (kg/kWh)

85% 0,179 (kg/kWh)

75% 0,180 (kg/kWh)

50% 0,190 (kg/kWh)

Consumo LO: 0,90 (g/kWh)

Motores principales

Modelo C32 ACERT



Velocidad 1800 rpm

SFOC:

100% 0,210 (kg/kWh)

75% 0,222 (kg/kWh)

50% 0,218 (kg/kWh)

Motores auxiliares


pág. 35


El volumen para alimentar a los motores auxiliares, procediendo de manera similar, es:

143

3

3

· ·Reg· · ·

1 20.0000,215 · ·1.562 ·0,90· ·1,10·1,05 566880 14

1 5960,95

neto

neto

bruto neto

Maux Maux puerto global

MDO

Maux

Maux Maux

SFOC AutonomíaV P m m

V

kg m mnV kW m

kWh kg mn h

V V m

Donde el consumo específico a un régimen del 90% se ha calculado interpolando entre los datos dados por el fabricante para un 100% y un 75%.

Por último, queda calcular el volumen de los tanques de servicio diario. Para ello SOLAS especifica dimensionarlos para un funcionamiento continuado al 100 % de la potencia durante al menos 8 horas. Se van a considerar 12 horas de funcionamiento para su cálculo:

33

3

1·P · ·Reg·12 · ·

10,215 ·13.200 0,215 ·1.562 · ·1,00·12 ·1,05 38, 6880

1 40,70,95

neto

neto

bruto neto

SD MMPP MMPP Maux Maux puerto global

MDO

SD

Maux Maux

V SFOC SFOC P h m m

kg kg mV kW kW h m

kWh kWh kg

V V m

Lo que da un total de 4.592 m³ de combustible. Los tanques de combustible no pueden ir alojados en el doble fondo ni en el costado del buque

según el convenio MARPOL. Se han dispuestos estos tanques cerca de la cámara de máquinas, para minimizar el trasiego de combustible, y teniendo en cuenta esta exigencia MARPOL.

Se han dispuesto 3 tanques de combustible, 1 a popa de CCMM y 2 encima. Además, se han ubicado 2 tanques de servicio diario en CCMM. En la siguiente tabla se especifican los tanques, donde la capacidad es volumen neto:

Tabla 5. Tanques de combustible.

Con esta distribución de tanques de combustible se satisfacen las demandas de los motores estimadas anteriormente.

Tanque Capacidad (m³) Capacidad (ton) XG (m) YG (m) ZG (m)

MDO 1 2.341,5 2.060,5 145,20 0,00 6,99

MDO 2 (SD) 54,4 47,9 170,70 15,20 5,65

MDO 3 (SD) 54,4 47,9 170,70 -15,20 5,65

MDO 4 1.299,6 1.143,6 167,70 0,00 16,70

MDO 5 859,1 756,0 178,54 0,00 16,70

Total 4.609,0 4.055,9


pág. 36


7.2 – Tanques de Servicio

En los tanques de servicio se ha englobado todos aquellos que dan servicio a la cámara de máquinas o al resto del buque, como los tanques de aceite, las sentinas, etc. A continuación, se definen sus dimensiones mínimas: Tanque de aceite: Se ha dimensionado siguiendo el mismo razonamiento que los tanques de combustible. En este

caso el consumo especifico de aceite lubricante, según la guía del motor, es de 0,6 0,3g kWh . Se ha

tomado por lo tanto un valor de 0,9 g/kWh.

143

3

· ·Reg· · ·

1 20.0000,0009 · ·14.762 ·0,90· ·1,10·1,05 21,4880 14

neto

neto

aceite total puerto global

LO

aceite

SLOC AutonomíaV P m m

V

kg m mnV kW m

kWh kg mn h

Y aplicando también una corrección por el volumen que ocupan los refuerzos y la posible expansión térmica:

31 22,60,95bruto netoaceite aceiteV V m

Tanque de lodos:

MARPOL especifica que se los tanques de lodos deben ser al menos un porcentaje, definido por sus reglas, del consumo de combustible en el tiempo que abarca la autonomía. Es decir, que se aplicará un porcentaje al volumen total de combustible, y este porcentaje para buques que purifican el combustible es del 1%.

3

3

1% 46,1

1 48,50,95

neto neto

bruto neto

lodos MDO

lodos lodos

V V m

V V m

Tanque de aguas aceitosas: El tanque de aguas aceitosas se encarga de recoger los vertidos en las bandejas de la CCMM y los drenajes de combustible y de aceite. Para cumplir con las reglas internacionales y el DNV, el volumen mínimo de los tanques de aguas aceitosas se calcula como:

3. . 6

3. . . .

10.0000,2 7 13,910

1 14,60,95

neto

bruto neto

totalag ac nav

ag ac ag ac

PV d m

V V m

Tanque de sentinas: El volumen de sentinas mínimo está definido en [6] para buques de entre 1.000kW y 20.000kW de potencia de los motores principales como:

3

3

10001,5 10,71500

1 11,20,95

neto

bruto neto

sentinas

sentinas sentinas

PV m

V V m


pág. 37


Tanque de aguas residuales: El volumen de los tanques de aguas residuales se ha calculado considerando los siguientes

consumos medios, extraídos de la referencia [1]:

Aguas negras: 30 litros por persona y día.

Aguas grises: 60 litros por persona y día.

Lavandería: 30 litros por persona y día.

Cocina: 30 litros por persona y día. Se ha tomado un tiempo máximo de 25 días de permanencia en un puerto o situación donde no

es posible eliminar o descargar las aguas residuales. Con estos datos quedan los siguientes volúmenes: 3

.

3. .

3.

3. .

22,5

1 23,00,95

90,0

1 91,80,95

neto

bruto neto

neto

bruto neto

ag negras

ag negras ag negras

ag grises

ag grises ag grises

V m

V V m

V m

V V m

En la siguiente tabla se describen los volúmenes y la disposición de los tanques de servicio:

Tabla 6. Tanques de servicio.

7.3 – Tanques de Agua Dulce

El volumen necesario de agua dulce se estimó en el cuaderno de dimensionamiento en al menos 268 m³. Se han dispuesto dos tanques de agua dulce de 142,9 m³ cada uno:

Tabla 7. Tanques de agua dulce.


Aceite lubricante 27,8 25,6 169,20 -17,35 5,65

Lodos 59,9 71,8 165,30 2,50 1,50

Aceite sucio 29,9 29,9 165,30 -3,75 1,50

Aguas aceitosas 29,9 29,9 165,30 -1,25 1,50

Sentinas 59,8 59,8 169,50 -2,50 1,50

Derrames Comb 29,9 29,9 169,50 1,25 1,50

Reboses Comb 29,9 26,3 169,50 3,75 1,50

Aguas Negras 55,4 55,4 170,70 -15,20 11,00

Aguas Grises 119,1 119,1 170,70 16,35 11,00


Agua Dulce Br 142,9 142,9 177,90 -10,50 11,00

Agua Dulce Er 142,9 142,9 177,90 10,50 11,00

Total 285,8 285,8


pág. 38


7.4 – Tanques de Lastre

El resto del volumen que ha quedado en el buque, tras la definición de los espacios de los locales de propulsión, la cámara de máquinas, los túneles de proa y los tanques definidos en los aparados anteriores; ha sido destinado a tanques de lastre. Estos tanques se han definido mediante mamparos transversales y longitudinales, dando lugar a una distribución homogénea y adecuada para las operaciones que realizará el buque.

El volumen total de lastre disponible es de 121.121 m³. A continuación, se definen todos los tanques de lastre dispuestos:


pág. 39


Tabla 8. Tanques de lastre (1).


Lastre 1 137,8 141,2 38,55 0,00 2,54

Lastre 2 Br 386,7 396,4 50,74 -15,55 2,06

Lastre 2 C 723,1 741,1 51,01 0,00 1,82

Lastre 2 Er 386,7 396,4 50,74 15,55 2,06

Lastre 3 Br 633,8 649,6 66,55 -16,84 1,58

Lastre 3 C 947,7 971,3 66,33 0,00 1,51

Lastre 3 Er 633,8 649,6 66,55 16,84 1,58

Lastre 4 Br 667,7 684,4 82,50 -17,03 1,53

Lastre 4 C 952,0 975,8 82,50 0,00 1,50

Lastre 4 Er 667,7 684,4 82,50 17,03 1,53

Lastre 5 Br 642,7 658,7 98,40 -17,02 1,53

Lastre 5 C 917,3 940,2 98,40 0,00 1,50

Lastre 5 Er 642,7 658,7 98,40 17,02 1,53

Lastre 6 Br 642,8 658,9 114,00 -17,02 1,53

Lastre 6 C 917,2 940,2 114,00 0,00 1,50

Lastre 6 Er 642,8 658,9 114,00 17,02 1,53

Lastre 7 Br 642,8 658,9 129,60 -17,02 1,53

Lastre 7 C 917,2 940,2 129,60 0,00 1,50

Lastre 7 Er 642,8 658,9 129,60 17,02 1,53

Lastre 8 Br 642,9 659,0 145,20 -17,02 1,53

Lastre 8 C 917,2 940,2 145,20 0,00 1,50

Lastre 8 Er 642,9 659,0 145,20 17,02 1,53

Lastre 9 Br 518,0 530,9 163,16 -15,87 1,61

Lastre 9 C 423,3 433,9 159,60 0,00 1,50

Lastre 9 Er 518,0 530,9 163,16 15,87 1,61

Lastre 10 Br 123,5 126,6 167,40 -7,50 1,50

Lastre 10 Er 123,5 126,6 167,40 7,50 1,50

Lastre 11 Br 173,2 177,5 176,06 -13,17 1,71

Lastre 11 C 633,3 649,2 176,99 0,00 1,50

Lastre 11 Er 173,2 177,5 176,06 13,17 1,71

Lastre 12 Br 187,4 192,1 5,13 -7,68 8,63

Lastre 12 Er 187,4 192,1 5,13 7,68 8,63

Lastre 13 Br 1.035,4 1.061,3 18,61 -16,49 8,77

Lastre 13 C 1.720,0 1.763,0 18,42 0,00 8,18

Lastre 13 Er 1.035,4 1.061,3 18,61 16,49 8,77

Lastre 14 Br 1.658,3 1.699,7 34,27 -16,80 7,51

Lastre 14 C 2.453,6 2.514,9 34,04 0,00 7,07

Lastre 14 Er 1.658,3 1.699,7 34,27 16,80 7,51

Lastre 15 Br 1.870,0 1.916,7 50,13 -17,19 7,13

Lastre 15 C 2.508,4 2.571,1 50,10 0,00 6,99

Lastre 15 Er 1.870,0 1.916,7 50,13 17,19 7,13


pág. 40




Lastre 16 Br 1.887,0 1.934,1 66,30 -17,25 7,10

Lastre 16 C 2.508,4 2.571,1 66,30 0,00 6,99

Lastre 16 Er 1.887,0 1.934,1 66,30 17,25 7,10

Lastre 17 Br 1.887,8 1.935,0 82,50 -17,25 7,10

Lastre 17 C 2.508,4 2.571,1 82,50 0,00 6,99

Lastre 17 Er 1.887,8 1.935,0 82,50 17,25 7,10

Lastre 18 Br 1.817,9 1.863,4 98,40 -17,25 7,10

Lastre 18 C 2.415,5 2.475,9 98,40 0,00 6,99

Lastre 18 Er 1.817,9 1.863,4 98,40 17,25 7,10

Lastre 19 Br 1.817,9 1.863,4 114,00 -17,25 7,10

Lastre 19 C 2.415,5 2.475,9 114,00 0,00 6,99

Lastre 19 Er 1.817,9 1.863,4 114,00 17,25 7,10

Lastre 20 Br 1.817,9 1.863,4 129,60 -17,25 7,10

Lastre 20 C 2.415,5 2.475,9 129,60 0,00 6,99

Lastre 20 Er 1.817,9 1.863,4 129,60 17,25 7,10

Lastre 21 Br 1.817,8 1.863,3 145,20 -17,25 7,10

Lastre 21 Er 1.817,8 1.863,3 145,20 17,25 7,10

Lastre 22 Br 447,8 459,0 160,24 -21,39 5,69

Lastre 22 Er 447,8 459,0 160,24 21,39 5,69

Lastre 23 Br 130,5 133,8 170,79 -19,51 5,85

Lastre 23 Er 159,2 163,2 170,50 19,12 5,81

Lastre 24 Br 422,2 432,8 177,45 -13,68 5,76

Lastre 24 Er 422,2 432,8 177,45 13,68 5,76

Lastre 25 Br 180,6 185,2 -4,02 -10,74 11,78

Lastre 25 Er 180,6 185,2 -4,02 10,74 11,78

Lastre 26 Br 283,7 290,8 3,74 -20,97 11,85

Lastre 26 Er 283,7 290,8 3,74 20,97 11,85

Lastre 27 Br 575,3 589,7 17,70 -17,25 12,45

Lastre 27 C 793,8 813,6 17,70 0,00 12,45

Lastre 27 Er 575,3 589,7 17,70 17,25 12,45

Lastre 28 Br 575,5 589,9 33,90 -17,25 12,45

Lastre 28 C 793,8 813,6 33,90 0,00 12,45

Lastre 28 Er 575,5 589,9 33,90 17,25 12,45

Lastre 29 Br 575,5 589,9 50,10 -17,25 12,45

Lastre 29 C 793,8 813,6 50,10 0,00 12,45

Lastre 29 Er 575,5 589,9 50,10 17,25 12,45

Lastre 30 Br 575,5 589,9 66,30 -17,25 12,45

Lastre 30 C 793,8 813,6 66,30 0,00 12,45

Lastre 30 Er 575,5 589,9 66,30 17,25 12,45

Lastre 31 Br 575,5 589,9 82,50 -17,25 12,45

Lastre 31 C 793,8 813,6 82,50 0,00 12,45

Lastre 31 Er 575,5 589,9 82,50 17,25 12,45

Lastre 32 Br 554,2 568,1 98,40 -17,25 12,45


pág. 41




Lastre 32 C 764,4 783,5 98,40 0,00 12,45

Lastre 32 Er 554,2 568,1 98,40 17,25 12,45

Lastre 33 Br 554,2 568,1 114,00 -17,25 12,45

Lastre 33 C 764,4 783,5 114,00 0,00 12,45

Lastre 33 Er 554,2 568,1 114,00 17,25 12,45

Lastre 34 Br 554,2 568,1 129,60 -17,25 12,45

Lastre 34 C 764,4 783,5 129,60 0,00 12,45

Lastre 34 Er 554,2 568,1 129,60 17,25 12,45

Lastre 35 Br 554,2 568,1 145,20 -17,25 12,45

Lastre 35 C 764,4 783,5 145,20 0,00 12,45

Lastre 35 Er 554,2 568,1 145,20 17,25 12,45

Lastre 36 Br 473,3 485,1 160,45 -21,48 11,00

Lastre 36 Er 473,3 485,1 160,45 21,48 11,00

Lastre 37 Br 203,8 208,9 170,60 -19,79 11,07

Lastre 37 Er 138,0 141,5 170,55 20,95 11,10

Lastre 38 Br 395,9 405,8 177,47 -16,31 11,15

Lastre 38 Er 395,9 405,8 177,47 16,31 11,15

Lastre 39 Br 673,5 690,3 186,51 -7,27 11,12

Lastre 39 Er 673,5 690,3 186,51 7,27 11,12

Lastre 40 Br 872,6 894,4 4,33 -20,75 17,20

Lastre 40 Er 872,6 894,4 4,33 20,75 17,20

Lastre 41 Br 872,7 894,5 4,33 -20,75 24,20

Lastre 41 Er 872,7 894,5 4,33 20,75 24,20

Lastre 42 Br 873,2 895,0 4,34 -20,75 31,20

Lastre 42 Er 873,2 895,0 4,34 20,75 31,20

Lastre 43 Br 784,3 803,9 159,07 -18,56 16,70

Lastre 43 C 1.019,8 1.045,3 157,66 0,00 16,70

Lastre 43 Er 784,3 803,9 159,07 18,56 16,70

Lastre 44 Br 1.393,4 1.428,2 173,42 -16,84 16,75

Lastre 44 Er 1.393,4 1.428,2 173,42 16,84 16,75

Lastre 45 1.058,4 1.084,9 186,90 0,00 16,70

Lastre 46 Br 1.121,6 1.149,6 191,73 -9,67 17,02

Lastre 46 Er 1.121,6 1.149,6 191,73 9,67 17,02

Lastre 47 Br 953,2 977,1 159,07 -18,56 23,35

Lastre 47 C 2.871,2 2.943,0 163,37 0,00 23,35

Lastre 47 Er 953,2 977,1 159,07 18,56 23,35

Lastre 48 Br 1.796,6 1.841,5 173,68 -17,22 23,36

Lastre 48 C 2.366,0 2.425,1 183,09 0,00 23,35

Lastre 48 Er 1.796,6 1.841,5 173,68 17,22 23,36

Lastre 49 Br 1.760,9 1.805,0 192,46 -12,62 23,52

Lastre 49 Er 1.760,9 1.805,0 192,46 12,62 23,52

Pique de Proa 1.174,1 1.203,4 194,85 0,00 8,08


pág. 42


REFERENCIAS:





3. DNV-GL rules and standards.

4. DNV-GL Capitulo 10 Sección 5 para buques semisumergibles publicadas en Octubre del

2015.

5. Convenio MARPOL. Convenio internacional para prevenir la contaminación por los

buques.

6. IMO. Revised guidelines for systems for handling oily wastes in machinery spaces of ships

incorporating guidance notes for an integrated bilge wáter treatment system (IBTS).

7. López Piñeiro, Amable. Diseño General de la Planta Eléctrica. Sistemas Électricos y

Electrónicos a Bordo. ETSIN, 2007.

8. Convenio sobre el trabajo Marítimo (MLC), 2006, Ginebra.

9. Manuel Ventura. Hull Subdivision, Ship Design Lectures. Msc in Marine Engineering and

Naval Architecture. Instituto Superior Técnico de Lisboa.

340330320310300290280270260250240230220210200190180170160150140-10 0 10 20 30 40 6050 70 80 90 100 110 120 130

340330320310300290280270260250240230220210200190180170160150140-10 0 10 20 30 40 6050 70 80 90 100 110 120 130

13012011010090807050 60403020100-10 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340

250 260 270 280 290 300 310 320 330 34013012011010090807050 60403020100-10 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340

13012011010090807050 60403020100-10 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340

260 270 280 290 300300290280270260300290280270260260 270 280 290 300260 270 280 290 300260 270 280 290 300 340330320310300290280270260250

PañolRopa

duch

adu

cha

troncobasuras

duch

adu

cha

elevador

Vestuariosy duchas mujeres

Estación CI

duch

a

Taller y almacén

Taller mecánico

MaquinariaAscensor

Lavandería

1ª CUBIERTA(27.000 mm s/LB)

duch

a

Pañolelementos de amarre

duch

a

VentilaciónCCMM

Vestuariosy duchas hombres

Pañol depinturas

LocalCO2

Zon

a de

de

smon

taje

duch

a

Sauna

Hospital

Tratamiento de residuos y basuras

Masterstation

AC tub.

VentilaciónCCMM

Zon

a de

de

smon

taje

duch

a

Asc

enso

r

VestuarioGimnasio

Cocina

WC

elevador

WC


Instalacionesde natación

Carne -20ºC

AC tub.

Asc

enso

r

VentilaciónCCMM

Pescado -20ºC

Salaequipode cocina

Servicios

ComedorOficiales

Gambuza

MaquinariaAscensor

troncobasuras

Comedor

VentilaciónCCMM

Oficinacocina

piscina

Refrig. +4ºC

MaterialLimpieza

Planta de aire acond.

almacén

Blibioteca

Sala de descanso 1

Sala de descansooficiales

VentilaciónCCMM


1 pers.

Sala de descanso 2

VentilaciónCCMM

1 pers.

1 pers.

pañol deropa

1 pers. 1 pers.

MaquinariaAscensor

almacén

serv

icio

s

1 pers.

Asc

enso

r

1 pers.

1 pers.

1 pers.

1 pers.

AC tub.

1 pers.

1 pers.

pañol delimpieza

1 pers.

1 pers.


Oficial 3ºPuente

pañollimpieza

Oficina

Aud

iovi

sual

es

VentilaciónCCMM

Oficial 3ºMáquinas

1 pers.1 pers.

1 pers.

Oficial 2ºPuente

VentilaciónCCMM

1 pers.

MaquinariaAscensor

1 pers.

pañol

Oficina

pañollimpieza

Oficial 2ºMáquinas

Asc

enso

r

AC tub.

1 pers.

Cliente

Sala de reuniones

Jefe Máquinas

EstaciónCI

1er oficialpuente

IngenieroOp. Marinas

1er oficialmáquinas

OficinaIng. OM

OficinaCliente

JefeMáquinas

VentilaciónCCMM

VentilaciónCCMM

Capitán

WC

AC tub.

OficinaCapitán

MaquinariaAscensor

Asc

enso

r


CUBIERTA INFERIOR(8.300 mm s/LB)(Tanques del cuerpo central a 11.200 mm)

Lastre 31 Br

LOCAL BR.PROPULSIÓN

Loca

l de

cua

dros

elé

ctric

os

VentilaciónCCMM

Asc

enso

r

Túnel de

pasaje

Pique de

Proa

Escotilla

Escotilla

AguasGrises

AguasNegras

WC

Sala de Control de

CCMM

Lastre 34 CLastre 28 C Lastre 29 C Lastre 30 C Lastre 31 C Lastre 35 C

Lastre 37 Er

Lastre 38 Br

Lastre 37 Br

Lastre 36 Br

Lastre 36 Er

Lastre 38 Er

Lastre 39 Er

Lastre 39 Br

Agua Dulce Br

Agua Dulce Er

Last

re 2

5 E

rLa

stre

25

Br

LOCAL ER.PROPULSIÓN

Lastre 27 Er Lastre 28 Er Lastre 29 Er

MaquinariaAscensor

Lastre 30 Er Lastre 31 Er Lastre 32 Er Lastre 33 Er Lastre 34 Er Lastre 35 Er

Lastre 35 Br

Lastre 27 C

Lastre 34 BrLastre 33 BrLastre 32 Br

Lastre 33 C

Lastre 30 BrLastre 29 BrLastre 28 Br

Lastre 32 C

Lastre 27 Br

Lastre 26 Er

Lastre 26 Br

Lastre 26 C

Zon

a de

de

smon

taje

Zon

a de

de

smon

taje

VentilaciónCCMM

Túnel de

pasaje

CUBIERTA PRINCIPAL(13.700 mm s/LB)

AC tub.

VentilaciónCCMM

Lastre 45

Cubierta de CargaA

sce

nsor

MaquinariaAscensor

EscotillaEstanca

MDO 4 MDO 5

Lastre 40 Er / 41 Er / 42 Er

Lastre 46 Br

Lastre 44 ErLastre 43 Er

Lastre 44 BrLastre 43 Br

Lastre 40 Br / 41 Br / 42 Br

Lastre 46 Er

EscotillaEstanca

Lastre 43 C

VentilaciónCCMM

Zon

a de

de

smon

taje

Zon

a de

de

smon

taje

CUB. CASTILLO(19.700 mm s/LB)

Lastre 48 CLastre 47 C

Caja de cadenas

Caja de cadenas

Pañolde

estachas

Lastre 48 St

Lastre 48 PsLastre 47 Ps

Lastre 47 St

MaquinariaAscensor

Asc

ens

or

VentilaciónCCMM

VentilaciónCCMM

AC tub.

Lastre 49 St

Lastre 49 Ps

Zon

a de

de

smon

taje

Zon

a de

de

smon

taje

Last

re 1

2 B

rLa

stre

12

Er

Lastre 13 Br Lastre 14 Br Lastre 15 Br Lastre 16 Br Lastre 17 Br Lastre 18 Br Lastre 19 Br Lastre 21 Br

Lastre 21 ErLastre 20 ErLastre 19 ErLastre 18 ErLastre 17 ErLastre 16 ErLastre 15 ErLastre 14 ErLastre 13 Er

Lastre 23 Br

Lastre 22 Br

Lastre 24 Br

Lastre 24 Er

Lastre 23 Er

Lastre 22 Er

Ace

ite

Taller CCMM

Pique de

Proa

Lastre 13 C Lastre 14 C Lastre 15 C Lastre 16 C Lastre 17 C Lastre 18 C Lastre 19 C Lastre 20 C

MDO 2Serv. Diario

MDO 3Serv. Diario

Localpurificadoras

DOBLE FONDO (3.000 mm s/LB)

MDO 1

Lastre 20 Br

Lastre 7 ErLastre 6 ErLastre 5 ErLastre 4 ErLastre 3 Er

Lastre 2 Br

Lastre 2 Er

Lastre 8 Br

Lastre 8 Er

Lastre 10 Er

Lastre 9 Er

DerramesCombustible

DerramesCombustible

Lodos

Lastre 11 Er

Lastre 11 Br

Lastre 9 Br

Lastre 3 C

Lastre 10 Br

Lastre 2 C Lastre 4 C Lastre 5 C Lastre 6 C Lastre 7 C

Col

ect

or d

el s

iste

ma

de la

stre

Tomade

mar Ps

Sentinas

AceiteSucio

Aguas Aceitosas

Lastre 8 C Lastre 9 C

BAJO DOBLE FONDO(Línea Base)

Pique de

Proa

Lastre 3 Br

Lastre 1

Lastre 4 Br Lastre 5 Br

Lastre 11

Lastre 6 Br Lastre 7 Br

Tomade

mar Er

WC

PUENTE DE GOBIERNO(42.000 mm s/LB)

VentilaciónCCMM

VentilaciónCCMM

TECHO DE PUENTE(45.000 mm s/LB)

Local Gen. Emergencia

Equipos deantenas y luces

Local Baterias

TanqueMDO

VentilaciónCCMM

VentilaciónCCMM

0 mm

PERFIL

11.200 mm

Techo de Puente45.000 mm

42.000 mm

39.000 mm

36.000 mm

33.000 mm

Puente

5ª Cubierta

4ª Cubierta

3ª Cubierta

2ª Cubierta30.000 mm

Base Tanques AltosCuerpo Central

1ª Cubierta27.000 mm

Cubierta Castillo

Cubierta Principal

Cubierta Inferior

Doble Fondo

Línea Base

19.700 mm

13.700 mm

8.300 mm

3.000 mm

SDLBU

Área deServicio

Área deServicio

ESCUSSU

Área deServicio

ESCU LBU SD SSU

Área deServicio

AIU

AIUÁrea deServicio

Área deServicio

Área deServicio

Áre

a de

Serv

icio

Área deServicio

Áre

a d

eS

ervi

cio

Área deServicio

Área deServicio

Área deServicio

CUADERNA 270

PROA

CUADERNA 255

Lastre 8 C

Lastre 21 Br

MDO 1

Túnel de

pasaje

Lastre 35 C

Lastre 47 C

Lastre 5 Br

Lastre 36 Br

Lastre 43 C

Lastre 21 C

Túnel de

pasaje

Lastre 35 C Lastre 35 Er

Lastre 5 C

SECCIÓN MAESTRA

Lastre 21 Er

Lastre 22 Er

Lastre 5 Er

Lastre 47 Br

Lastre 36 Er

Lastre 43 Br

Lastre 35 Br

Lastre 43 Br

Lastre 21 Br

Lastre 8 Br

Lastre 47 Br

Lastre 47 Er

Lastre 43 Er

Lastre 47 Er

Lastre 35 Er

Lastre 21 Er

Lastre 43 Er

POPA

Lastre 8 Er

Lastre 9 Er Lastre 9 Br

Lastre 47 C

Lastre 43 C

Lastre 9 C

Lastre 35 Br

Lastre 22 Br

Eslora total (Loa):Eslora entre perpendiculares (Lpp): 202,1 m

212,2 m

9.302 m2Superficie en la flotación (Sfl):Superficie mojada (Sm):

79.348 tonDesplazamiento al calado de diseño:

207,2 m49,0 m

10,0 m13,7 m

Calado de diseño (T):Puntal de trazado (D):Manga de trazado (B):Eslora en la flotación (Lfl):

CARACTERÍSTICAS

08/09/2016

DISPOSICIÓN GENERAL

ESCALA: PROYECTO:

TÍTULO:FORMATO:


A1

MARTA ELISA IBARRONDO GIRÓN 291PFC Nº: FECHA:

1:55012.026 m2






Cálculos de Arquitectura Naval

Cuaderno 5. Cálculos de Arquitectura Naval.

pág. 2



ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 4

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 6

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 8

2 –Hidrostáticas del Buque ........................................................................................................................... 9

2.1 –Hidrostáticas del Buque .................................................................................................................. 11

2.2 –Curva de Áreas............................................................................................................................... 14

2.3 –Carenas Inclinadas ......................................................................................................................... 16

3 – Estabilidad preliminar ............................................................................................................................ 19

3.1 –Procedimiento Seguido .................................................................................................................. 19

3.2 –Definición de las Situaciones de Carga .......................................................................................... 19

3.2.1 – Navegación en Lastre ............................................................................................................ 20

3.2.2 – Lastre en Condiciones Transitorias ........................................................................................ 20

3.2.3 – Transporte de un Topside ...................................................................................................... 22

3.2.4 – Transporte de Módulos de Grúas ........................................................................................... 23

3.2.5 – Transporte de un FPSO ......................................................................................................... 25

3.3 –Estimación de los pesos ................................................................................................................. 26

3.3.1 – Peso en Rosca ....................................................................................................................... 26

3.3.2 – Peso de los Módulos de Grúas .............................................................................................. 29

3.3.3 – Peso del Topside de una Jacket ............................................................................................ 29

3.3.4 – Peso del FPSO ...................................................................................................................... 30

3.4 –Criterios de estabilidad ................................................................................................................... 31

3.4.1 – Criterios aplicables durante la navegación ............................................................................. 31

3.4.2 – Criterios Aplicables en Condición Transitoria de Float-on/ Float-off ...................................... 32

3.5 – Resultados de estabilidad preliminar ............................................................................................. 33

3.5.1 – CC01 – Salida en Lastre ........................................................................................................ 33

3.5.2 – CC02 – Llegada en Lastre ..................................................................................................... 35

3.5.3 – CC03 – Lastre. Calado al Puntal ............................................................................................ 37

3.5.4 – CC04 – Lastre. Calado Máximo ............................................................................................. 39

3.5.5 – CC05 – Topside Salida .......................................................................................................... 41

3.5.6 – CC06 – Topside Llegada ....................................................................................................... 43


pág. 3


3.5.7 – CC07 – Módulos de Grúas Salida .......................................................................................... 45

3.5.8 – CC08 – Módulos de Grúas Llegada ....................................................................................... 47

3.5.9 – CC09 – FPSO. Calado al Puntal ............................................................................................ 49

3.5.10 – CC10 – FPSO Salida ........................................................................................................... 51

3.5.11 – CC11 – FPSO Llegada ........................................................................................................ 53

3.6 – Resistencia Longitudinal Preliminar............................................................................................... 55

3.7 – Conclusiones ................................................................................................................................. 60

4 – Capacidad y Centro de Gravedad de los Tanques ............................................................................... 61

4.1 –Volúmenes Negativos ..................................................................................................................... 62

4.2 –Tanques de Combustible ................................................................................................................ 62

4.3 –Tanques de Servicio ....................................................................................................................... 63

4.4 –Tanques de Agua Dulce ................................................................................................................. 63

4.5 –Tanques de Lastre .......................................................................................................................... 64

5 - Francobordo .......................................................................................................................................... 67

5.1 –Corrección por eslora menor de 100 m .......................................................................................... 68

5.2 –Corrección por coeficiente del bloque ............................................................................................ 68

5.3 –Corrección por puntal ..................................................................................................................... 68

5.4 –Reducción por superestructuras ..................................................................................................... 69

5.5 –Corrección por arrufo ...................................................................................................................... 69

5.6 –Francobordos Mínimos ................................................................................................................... 71

5.7 –Marca de Francobordo ................................................................................................................... 72

5.8 – Altura Mínima en Proa ................................................................................................................... 73

6 – Arqueo .................................................................................................................................................. 74

6.1 Arqueo Bruto .................................................................................................................................... 74

6.2 Arqueo Neto ..................................................................................................................................... 74

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 76

APÉNDICE 1 – Hidrostáticas ................................................................................................................. 77

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 87


pág. 4


TABLAS

Tabla 1. Tabla de hidrostáticas al calado mínimo. T = 8.2 m....................................................................................... 11 Tabla 2. Tabla de hidrostáticas al calado de diseño. T = 10.0 m. ................................................................................ 12 Tabla 3. Tabla de hidrostáticas al calado de verano. T = 10.62 m. ............................................................................. 12 Tabla 4. Tabla de hidrostáticas al calado igual al puntal. T = 13.7 m. ......................................................................... 13 Tabla 5. Tabla de hidrostáticas al calado máximo. T = 25.0 m. ................................................................................... 14 Tabla 6. Curvas de carenas inclinadas. Calados de 8.2 m a 10.62 m. ........................................................................ 16 Tabla 7. Curvas de carenas inclinadas. Calados de 10.62 m a 25 m. ......................................................................... 17 Tabla 8. Curvas de carenas inclinadas. Calados de 10.62 m a 25 m. ......................................................................... 18 Tabla 9. Posición y área de las secciones representativas. ........................................................................................ 27 Tabla 10. Distribución preliminar del peso del acero. .................................................................................................. 28 Tabla 11. Peso en rosca del buque estimado para esta etapa preliminar de proyecto. .............................................. 29 Tabla 12. CC01. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 33 Tabla 13. CC01. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 34 Tabla 14. CC02. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 35 Tabla 15. CC02. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 36 Tabla 16. CC03. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 37 Tabla 17. CC03. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 38 Tabla 18. CC04. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 39 Tabla 19. CC04. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 40 Tabla 20. CC05. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 41 Tabla 21. CC05. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 42 Tabla 22. CC06. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 43 Tabla 23. CC06. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 44 Tabla 24. CC07. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 45 Tabla 25. CC07. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 46 Tabla 26. CC08. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 47 Tabla 27. CC08. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 48 Tabla 28. CC09. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 49 Tabla 29. CC09. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 50 Tabla 30. CC10. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 51 Tabla 31. CC10. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 52 Tabla 32. CC11. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 53 Tabla 33. CC11. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 54 Tabla 34. Volúmenes negativos. .................................................................................................................................. 62 Tabla 35. Tanques de combustible. ............................................................................................................................. 62 Tabla 36. Tanques de servicio. .................................................................................................................................... 63 Tabla 37. Tanques de agua dulce. ............................................................................................................................... 63 Tabla 38. Tanques de lastre. (1/3). .............................................................................................................................. 64 Tabla 39. Tanques de lastre. (2/3). .............................................................................................................................. 65 Tabla 40. Tanques de lastre. (3/3). .............................................................................................................................. 66 Tabla 41. Francobordo tabular. .................................................................................................................................... 68 Tabla 42. Porcentaje corrector de la reducción por superestructuras. ........................................................................ 69 Tabla 43. Ordenadas de arrufo normal. ....................................................................................................................... 69 Tabla 44. Altura normal de la superestructura. ............................................................................................................ 70 Tabla 45. Francobordos y calados correspondientes. ................................................................................................. 71 Tabla 46. Volumen total de los espacios cerrados del buque ...................................................................................... 74


pág. 5


Tabla 47. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado -2 m. (1/2). ............................................................................ 77 Tabla 48. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado -2 m. (2/2). ............................................................................ 77 Tabla 49. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado -1 m. (1/2). ............................................................................ 79 Tabla 50. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado -1 m. (2/2). ............................................................................ 79 Tabla 51. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado nulo. (1/2). ............................................................................. 81 Tabla 52. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado nulo. (2/2). ............................................................................. 81 Tabla 53. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado +1 m. (1/2). ........................................................................... 83 Tabla 54. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado +1 m. (2/2). ........................................................................... 83 Tabla 55. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado +2 m. (1/2). ........................................................................... 85 Tabla 56. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado +2 m. (2/2). ........................................................................... 85


pág. 6


FIGURAS

Figura 1. Calado mínimo. T = 8.2 m. -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 Figura 2. Calado de diseño. T = 10 m. ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9 Figura 3. Calado de verano. T = 10.62 m. ----------------------------------------------------------------------------------------------- 10 Figura 4. Calado al puntal. T = 13.7 m. --------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 Figura 5. Calado máximo. T = 25 m. ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 10 Figura 6. Curva de áreas al calado de 10 m--------------------------------------------------------------------------------------------- 14 Figura 7. Curva de áreas al calado de 10.62 m ---------------------------------------------------------------------------------------- 15 Figura 8. Curva de áreas al calado de 13.7m ------------------------------------------------------------------------------------------- 15 Figura 9. Curva de áreas al calado de 25 m--------------------------------------------------------------------------------------------- 16 Figura 10. Curvas de carenas inclinadas. Calados de 8.2 m a 10.62 m. --------------------------------------------------------- 17 Figura 11. Buque Heavy Lift Semisumergible navegando en lastre. Mighty Servant 3. -------------------------------------- 20 Figura 12. Buque Heavy Lift Semisumergible en condición transitoria de inmersión. Blue Marlin. ------------------------ 21 Figura 13. Buque Heavy Lift Semisumergible en condición transitoria de inmersión. Operación de Float-on. Blue Marlin.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 22 Figura 14. Instalación float-over de un topside de una plataforma jacket. Fjell. ------------------------------------------------ 23 Figura 15. Buque Heavy Lift Semisumergible transportando módulos de grúas de contenedores. Hawk. -------------- 24 Figura 16. Buque Heavy Lift Semisumergible transportando módulos de grúas de contenedores. Tai An Kou. ------- 24 Figura 17. Transporte de un FPSO circular por un Buque Heavy Lift Semisumergible. Mighty Servant 3. -------------- 25 Figura 18. Distribución preliminar del peso del acero continuo. -------------------------------------------------------------------- 28 Figura 19. FPSO circular transportado por un buque Heavy Lift Semisumergible. -------------------------------------------- 30 Figura 20. Modelo de rhinoceros del buque HL y el FPSO. ------------------------------------------------------------------------- 31 Figura 21. CC01. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 34 Figura 22. CC02. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 36 Figura 23. CC03. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 38 Figura 24. CC04. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 40 Figura 25. CC05. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 42 Figura 26. CC06. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 44 Figura 27. CC07. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 46 Figura 28. CC08. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 48 Figura 29. CC09. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 50 Figura 30. CC10. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 52 Figura 31. CC11. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 54 Figura 32. CC01-Salida en Lastre. Resistencia Longitudinal. ----------------------------------------------------------------------- 55 Figura 33. CC02-Llegada en Lastre. Resistencia Longitudinal. -------------------------------------------------------------------- 55 Figura 34. CC03-Lastre. Calado al puntal. Resistencia Longitudinal. ------------------------------------------------------------- 56 Figura 35. CC04-Lastre. Calado máximo. Resistencia Longitudinal. -------------------------------------------------------------- 56 Figura 36. CC05-Topside salida. Resistencia Longitudinal. ------------------------------------------------------------------------- 57 Figura 37. CC06-Topside Llegada. Resistencia Longitudinal. ---------------------------------------------------------------------- 57 Figura 38. CC07-Módulos de Grúas Salida. Resistencia Longitudinal. ----------------------------------------------------------- 58 Figura 39. CC08-Módulos de Grúas Llegada. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------- 58 Figura 40. CC09-FPSO. Calado al puntal. Resistencia Longitudinal. ------------------------------------------------------------- 59 Figura 41. CC10-FPSO Salida. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------- 59 Figura 42. CC11-FPSO Llegada. Resistencia Longitudinal. ------------------------------------------------------------------------- 60 Figura 43. Tomas de mar.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 62 Figura 44. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado -2 m. ------------------------------------------------------------------------ 78 Figura 45. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado -1 m. ------------------------------------------------------------------------ 80


pág. 7


Figura 46. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado nulo. ------------------------------------------------------------------------ 82 Figura 47. Apéndice 1. Curvas de coeficientes. Trimado nulo. --------------------------------------------------------------------- 82 Figura 48. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado +1 m. ----------------------------------------------------------------------- 84 Figura 49. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado +2 m. ----------------------------------------------------------------------- 86


pág. 8


1 – Introducción

En el presente cuaderno se comprueba que el buque desarrollado hasta el momento cumple con

unos criterios de seguridad mínimos, de tal manera que su viabilidad sea aceptable en esta etapa de

proyecto.

Para ello se van a obtener, mediante el software Maxsurf y su módulo Hydromax, las tablas de

valores hidrostáticos para diferentes calados de navegación y de operación, trimados, así como las curvas

KN y GZ, que nos sirven para conocer la estabilidad del buque a grandes ángulos de escora. Se incluirán

también las tablas de capacidades y centros de gravedad para cada tanque del buque.

El proyecto de este buque HL semisumergible tiene dos características importantes que podrían

ser problemáticas en cuadernos posteriores, que son la estabilidad y la resistencia longitudinal. Para evitar

que más adelante no se cumpla la estabilidad o resulte que los momentos de diseño especificados por DNV

no son realistas y estén infravalorados, se ha realizado un estudio preliminar de las situaciones de carga

en esta etapa.

De esta manera, se han definido las condiciones de carga a estudiar en el cuaderno nº 12 de

estabilidad, y considerando el peso en rosca estimado en el dimensionamiento del buque, se ha realizado

un estudio completo de estabilidad.

Finalmente se calcula el francobordo y arqueo tanto bruto como neto del proyecto, de acuerdo al

Convenio Internacional de Líneas de Carga y al Convenio Internacional sobre Arqueo de Buques.


pág. 9


2 –Hidrostáticas del Buque

Las curvas de hidrostáticas del buque permiten conocer, para diferentes calados los valores de

diferentes parámetros, como pueden ser el desplazamiento, área de flotación y posición del centro de

carena entre otros. El cálculo de estos valores se ha realizado mediante el software Maxsurf y sus módulos,

en concreto el Maxsurf Stability, para ello se han definido cinco calados representativos que se dan según

la operación del buque. Estos son el calado mínimo de navegación, el calado de diseño, el calado de

verano, el calado correspondiente al valor del puntal y el calado sumergido máximo.

Se han elegido estos calados debido al carácter tan especifico que poseen los HLSV. Cuando se

habla de navegación es necesario definir el calado de diseño (calculado en el dimensionamiento), el calado

mínimo de navegación que se requiere para una adecuada inmersión de la hélice y por último el calado de

verano que se permite para cumplir con el francobordo establecido por el Convenio de Líneas de Carga.

Mientras que cuando se habla de operación del buque, se da una situación transitoria en la que se aprecian

dos calados relevantes, el calado correspondiente al valor del puntal cuando el buque pierde gran parte de

la inercia en la flotación y el calado máximo al cual el buque puede sumergirse, para que se posicione o se

embarque la carga sobre el mismo.

En las siguientes figuras se muestran dichos calados:

Figura 1. Calado mínimo. T = 8.2 m.

Figura 2. Calado de diseño. T = 10 m.


pág. 10


Figura 3. Calado de verano. T = 10.62 m.

Figura 4. Calado al puntal. T = 13.7 m.

Figura 5. Calado máximo. T = 25 m.


pág. 11


2.1 –Hidrostáticas del Buque

En este apartado se procede a presentar las tablas hidrostáticas correspondientes a los calados

anteriormente mencionados. En ellas se muestran el desplazamiento (t), la eslora (m), la manga en la

flotación (m), superficie mojada (m2), el área en la flotación (m2), el coeficiente prismático (-), el coeficiente

del bloque (-), el coeficiente de la maestra (-), el coeficiente de la flotación (-), posición longitudinal del

centro de carena (m), posición longitudinal el centro de flotación (m), distancia desde la quilla al centro de

carena KB (m), radio metacéntrico transversal (m), toneladas por centímetro de inmersión (t/cm) y el

momento para trimar un centímetro (t·m).

Tabla 1. Tabla de hidrostáticas al calado mínimo. T = 8.2 m.

Tabla de hidrostáticas a T= 8.2 m

Desplazamiento (ton) 62626

Calado en Pproa (m) 8.20

Calado en Ppopa (m) 8.20

Eslora en la flotación (m) 199.7

Manga en la flotación (m) 49.0

Superficie mojada (m2) 10871

Área de la flotación (m2) 8790

Coeficiente prismático (-) 0.767

Coeficiente de bloque (-) 0.761

Coeficiente de la maestra (-) 0.993

Coeficiente de la flotación (-) 0.898

Posición longitudinal del centro de carena (m) 106.75

Posición longitudinal del centro de la flotación (m) 96.88

KB (m) 4.38

BMt (m) 26.74

Toneladas por centímetro de inmersión (t/cm) 90.1

Momento para trimar un centímetro (t · m) 1204


pág. 12


Tabla 2. Tabla de hidrostáticas al calado de diseño. T = 10.0 m.

Tabla 3. Tabla de hidrostáticas al calado de verano. T = 10.62 m.















KB (m) 5.38

BMt (m) 22.55

















KB (m) 5.72

BMt (m) 21.35




pág. 13


Tabla 4. Tabla de hidrostáticas al calado igual al puntal1. T = 13.7 m.

1 Los datos de la tabla corresponden a un calado de 13.75 m, ligeramente superior al puntal de 13.7 m. Esto se ha hecho para

evitar problemas de Maxsurf a la hora de calcular las hidrostáticas en la transición del puntal.















KB (m) 7.41

BMt (m) 4.13

















KB (m) 10.12

BMt (m) 3.85




pág. 14


Tabla 5. Tabla de hidrostáticas al calado máximo. T = 25.0 m.

Dadas las características de esta clase de buques, que disponen en sus operaciones de

cargas sobre cubierta de gran peso tienen que trabajar con sus tanques de lastre para evitar

situaciones de escora y trimado desfavorable. Sin embargo, pequeños trimados pueden ocurrir,

por ello se van a estudiar las características hidrostáticas a diferentes valores de trimado, con

valores máximos de ±1% de la eslora, lo que resulta un valor máximo de aproximadamente 2

metros por proa y popa. Se estudiarán por tanto los siguientes trimados: -2, -1, nulo, +1, +2 metros.

En el APÉNDICE 1 – Hidrostáticas, se muestran las diferentes tablas de valores y gráficas

de hidrostáticas para cada trimado definido, se ha considerado interesante añadir también las

gráficas correspondientes a los coeficientes de formas en función del calado para el trimado nulo.

2.2 –Curva de Áreas

A continuación, se muestran las curvas de áreas a trimado nulo correspondiente a los cuatro

calados significativos como son: el calado de diseño, el calado máximo de navegación, el calado al puntal

y el calado sumergido máximo.

Figura 6. Curva de áreas al calado de 10 m


pág. 15


Figura 7. Curva de áreas al calado de 10.62 m

Figura 8. Curva de áreas al calado de 13.7m


pág. 16


Figura 9. Curva de áreas al calado de 25 m

En las figuras anteriores se ha mostrado la curva de áreas para un calado de 10, 10.62, 13.7 y 25

m, respectivamente. En ellas se observa que a medida que va aumentando el calado crece también el área

sumergida del espejo. En la curva de áreas al calado de 25 m, se puede observar los volúmenes de

flotabilidad que quedan a proa y popa del buque y le permiten realizar las operaciones de carga y descarga

con estabilidad suficiente.

2.3 –Carenas Inclinadas

Se van a estudiar las carenas inclinadas para diferentes calados y ángulos de escora. Los calados

serán los mismos que se emplearon en el apartado anterior, y los ángulos de escora se tomarán desde 5º

hasta 50º en saltos de 5º.

Los resultados se muestran a continuación, tanto numérica como gráficamente.

Tabla 6. Curvas de carenas inclinadas. Calados de 8.2 m a 10.62 m.

∆ (ton) T (m) LCG (m) 5º 10º 15º 20º 25º 30º 35º 40º 45º 50º

62 626 8.20 106.75 2.72 5.43 8.05 10.08 11.54 12.63 13.50 14.23 14.76 15.09

64 188 8.37 106.51 2.68 5.36 7.93 9.91 11.37 12.48 13.37 14.12 14.66 15.01

65 759 8.55 106.26 2.65 5.30 7.80 9.73 11.20 12.32 13.24 14.01 14.56 14.93

67 340 8.72 106.01 2.62 5.23 7.67 9.56 11.03 12.17 13.11 13.90 14.47 14.85

68 930 8.89 105.77 2.59 5.17 7.54 9.38 10.85 12.02 12.98 13.78 14.37 14.77

70 529 9.07 105.52 2.56 5.12 7.41 9.20 10.68 11.86 12.85 13.67 14.27 14.69

72 139 9.24 105.27 2.54 5.06 7.27 9.03 10.51 11.71 12.72 13.55 14.17 14.61

73 759 9.41 105.02 2.51 5.01 7.14 8.85 10.33 11.55 12.58 13.44 14.07 14.52

75 388 9.58 104.77 2.49 4.96 7.01 8.68 10.16 11.40 12.45 13.32 13.97 14.43

77 024 9.76 104.52 2.47 4.90 6.87 8.51 9.98 11.24 12.32 13.21 13.87 14.34

78 667 9.93 104.27 2.44 4.84 6.74 8.34 9.80 11.08 12.19 13.09 13.77 14.24

80 316 10.10 104.04 2.42 4.77 6.60 8.17 9.63 10.93 12.06 12.97 13.67 14.14

81 969 10.28 103.80 2.40 4.70 6.47 8.01 9.46 10.77 11.92 12.85 13.57 14.04

83 626 10.45 103.58 2.38 4.62 6.33 7.84 9.29 10.62 11.79 12.74 13.46 13.94

85 286 10.62 103.36 2.36 4.54 6.19 7.68 9.12 10.46 11.66 12.62 13.35 13.84


pág. 17


Figura 10. Curvas de carenas inclinadas. Calados de 8.2 m a 10.62 m.

Tabla 7. Curvas de carenas inclinadas. Calados de 10.62 m a 25 m.

∆ (ton) T (m) LCG (m) 5º 10º 15º 20º 25º 30º 35º 40º 45º 50º

85 286 10.62 103.36 2.36 4.54 6.19 7.68 9.12 10.46 11.66 12.62 13.35 13.84

95 212 11.65 102.19 2.24 3.96 5.39 6.77 8.17 9.57 10.86 11.90 12.66 13.18

105 207 12.67 101.24 1.92 3.29 4.62 5.96 7.34 8.75 10.07 11.13 11.92 12.48

115 255 13.70 100.49 1.29 2.59 3.91 5.26 6.65 8.04 9.29 10.32 11.13 11.75

118 195 14.73 100.95 1.13 2.43 3.76 5.11 6.50 7.86 9.08 10.10 10.91 11.54

121 056 15.75 101.44 1.03 2.29 3.62 4.98 6.37 7.70 8.89 9.88 10.70 11.34

123 970 16.78 101.94 1.05 2.19 3.51 4.86 6.24 7.54 8.69 9.67 10.48 11.14

126 936 17.81 102.46 1.07 2.14 3.41 4.76 6.12 7.39 8.50 9.45 10.26 10.93

129 956 18.84 102.99 1.09 2.18 3.35 4.68 6.00 7.23 8.31 9.24 10.04 10.71

133 029 19.86 103.53 1.11 2.22 3.33 4.61 5.88 7.08 8.12 9.03 9.82 10.50

136 156 20.89 104.08 1.13 2.26 3.38 4.56 5.77 6.92 7.94 8.83 9.60 10.28

139 310 21.92 104.63 1.16 2.31 3.44 4.52 5.66 6.77 7.76 8.63 9.39 10.06

142 483 22.95 105.16 1.18 2.35 3.48 4.52 5.57 6.62 7.58 8.43 9.19 9.85

145 674 23.98 105.68 1.20 2.39 3.49 4.52 5.50 6.49 7.41 8.25 8.99 9.66

148 886 25.00 106.19 1.22 2.40 3.46 4.48 5.45 6.36 7.25 8.07 8.81 9.47


pág. 18


Tabla 8. Curvas de carenas inclinadas. Calados de 10.62 m a 25 m.


pág. 19


3 – Estabilidad preliminar

Como se comentó en la memoria explicativa, uno de los problemas de este buque es su estabilidad

y la resistencia longitudinal. Al tratarse de un buque especial que transporta gran variedad de cargas, con

muy diferentes formas y distribuciones de pesos.

Esto podría hacer que los momentos flectores de diseño obtenidos a partir de las reglas de DNV

fueran menores que los que realmente se dan en este tipo de buques. Por otro lado, podría suceder que al

realizar la estabilidad del buque en el cuaderno 12, resultará que el buque no cumpliera algunos de los

criterios de estabilidad y no pudiera transportar muchas de las estructuras para las que ha sido diseñado.

Para evitar que esto pueda ocurrir, y tener desde esta etapa de proyecto una mejor información,

se ha realizado una estabilidad preliminar a partir de los pesos estimados en el dimensionamiento del

buque.

3.1 –Procedimiento Seguido

El procedimiento seguido para realizar esta estabilidad preliminar se puede resumir en los

siguientes puntos:

El peso en rosca del buque utilizado en esta etapa preliminar se ha tomado de las

estimaciones realizadas en el dimensionamiento del buque.

Se han definido las condiciones de carga a analizar en la estabilidad del buque. Éstas se

consideran representativas de las operaciones normales de los buques HL

semisumergibles.

Para cada una de estas condiciones de carga se ha estimado el peso y el centro de

gravedad de la estructura o artefacto a transportar.

Se han introducido en maxsurf todos los tanques ya definidos en el cuaderno anterior de

la disposición general del buque.

Se han ajustado los equilibrios de cada condición de carga para obtener escoras nulas y

trimados positivos y pequeños; además de un calado apropiado en cada caso.

Se ha analizado el cumplimiento de los criterios de estabilidad.

Se han analizado la resistencia longitudinal del buque, y estos resultados serán de utilidad

a la hora de definir la estructura del buque en el cuaderno 10.

3.2 –Definición de las Situaciones de Carga

Se han seleccionado hasta 11 condiciones de carga a analizar, de manera que se simule lo mejor

posible la vida operativa del buque. A continuación, se indican las condiciones de carga definidas. En cada

una de ellas se muestra una o varias fotos a modo de ejemplo.


pág. 20


3.2.1 – Navegación en Lastre

La navegación en lastre se considera cuando el buque no transporta ninguna carga importante

sobre cubierta. En esta situación se llenan los tanques de lastre hasta llegar a un equilibrio correcto para la

navegación, regulando la escora, el calado y el trimado del buque.

En estas condiciones el buque debe cumplir con los criterios generales de estabilidad.

En este apartado se han definido dos condiciones de carga:

CC01 – Salida en Lastre. Buque en lastre a la salida del puerto, con el 100% de los

consumibles y el 10% de desechos.

CC02 – Llegada en Lastre. Buque en lastre a la llegada a puerto, con el 10% de los


Figura 11. Buque Heavy Lift Semisumergible navegando en lastre. Mighty Servant 3.

3.2.2 – Lastre en Condiciones Transitorias

Durante las condiciones transitorias de lastrado y deslastrado del buque hasta el calado máximo,

se va sumergiendo el buque y cambia continuamente su situación de carga. Para representar estas

condiciones se han tomado dos como las más representativas. Una en la condición de transición en la que


pág. 21


el buque sumerge la cubierta de carga y pierde gran parte de su inercia en la flotación, y otra en el calado

máximo de 25 m.

En estas dos situaciones se deben de cumplir los criterios específicos de DNV para la condición

transitoria de este tipo de buques.

En este apartado se han definido dos condiciones de carga:

CC03 – Lastre. Calado al Puntal. Buque lastrado a un calado igual al puntal del buque

(T = 13.7 m), con trimado y escora nulos.

CC04 – Lastre. Calado Máximo. Buque lastrado a un calado igual al máximo en

condiciones transitorias (T = 25.0 m), con trimado y escora nulos.

Figura 12. Buque Heavy Lift Semisumergible en condición transitoria de inmersión. Blue Marlin.


pág. 22


Figura 13. Buque Heavy Lift Semisumergible en condición transitoria de inmersión. Operación de Float-on. Blue Marlin.

3.2.3 – Transporte de un Topside

El transporte de un topside de una plataforma jacket se ha tomado como representativo del

transporte de una carga de gran tonelaje, con un centro de gravedad elevado, pero no al límite de las

posibilidades de este buque, y que no aporta flotabilidad al buque puesto que no se trata de un volumen

cerrado como si es el caso de una plataforma semisumergible por ejemplo.

Este tipo de estructura no se carga sobre el buque por medio de la maniobra de float-on, sino que

normalmente se hace por medio de un skid-on desde el muelle.

En este caso se evaluarán los criterios de estabilidad generales de navegación.

Se han definido dos condiciones de carga:

CC05 – Top-side Salida. Buque cargado (a plena carga) con un top-side de una

plataforma jacket a la salida de puerto, con el 100% de los consumos y el 10% de

desechos.

CC06 – Top-side Llegada. Buque cargado (a plena carga) con un top-side de una

plataforma jacket a la llegada a destino, con el 10% de los consumos y el 80% de

desechos.


pág. 23


Figura 14. Instalación float-over de un topside de una plataforma jacket. Fjell.

3.2.4 – Transporte de Módulos de Grúas

En esta condición se ha simulado el transporte de módulos de grúas de contenedores de los

grandes puertos como Algeciras o Valencia. Esta carga tiene una característica única y es que, aunque su

peso no es demasiado elevado, sí lo es el centro de gravedad.

En este caso se evaluarán los criterios de estabilidad generales de navegación.

Las condiciones analizadas son:

CC07 – Módulos Grúas Salida. Buque cargado con módulos de grúas de contenedores

a la salida de puerto, con el 100% de los consumos y el 10% de desechos.

CC08 – Módulos Grúas Llegada. Buque cargado con módulos de grúas de contenedores

a la llegada a destino, con el 10% de los consumos y el 80% de desechos.


pág. 24


Figura 15. Buque Heavy Lift Semisumergible transportando módulos de grúas de contenedores. Hawk.

Figura 16. Buque Heavy Lift Semisumergible transportando módulos de grúas de contenedores. Tai An Kou.


pág. 25


3.2.5 – Transporte de un FPSO

Esta condición se ha seleccionado pues es representativa de una carga de gran tonelaje que

aporta flotabilidad al buque, puesto que posee flotabilidad por sí solo. Se va a simular el transporte de un

FPSO con casco circular [10]. Teniendo en cuenta que estos transportes se realizan soldando el artefacto

a transportar al buque, se podría simular la estabilidad del conjunto como un único volumen.

Se han estudiado tres condiciones de carga. Una primera en la que se simula el proceso de float-

on/float-off y se ha estudiado la condición de lastrado a un calado de 13.7 m. En esta condición se aplican

los criterios de DNV para las condiciones transitorias de este tipo de buques. Y otras dos condiciones más

en las que se analiza la condición de navegación transportando el FPSO, en las que se aplican los criterios

generales de estabilidad.

CC09 – FPSO float-on. Calado al puntal. Buque lastrado a un calado igual al puntal del

buque (T = 13.7 m), con trimado y escora nulos; y con la carga del FPSO sobre cubierta.

CC10 – FPSO Salida. Buque cargado con el FPSO a la salida de puerto, con el 100%

de los consumos y el 10% de desechos.

CC11 – FPSO Llegada. Buque cargado con el FPSO a la llegada a destino, con el 10%


Figura 17. Transporte de un FPSO circular por un Buque Heavy Lift Semisumergible. Mighty Servant 3.


pág. 26


3.3 –Estimación de los pesos

3.3.1 – Peso en Rosca

El peso en rosca del buque se ha estimado a partir del dimensionamiento presentado en el

cuaderno 1. Éste se ha dividido en las siguientes partidas:

I. Peso del acero continuo.

II. Peso del equipo y la habilitación.

III. Peso del acero del castillo.

IV. Peso de los flotadores de popa.

V. Peso del acero de la superestructura.

VI. Peso de los refuerzos de cubierta.

VII. Peso de la maquinaria.

A estas partidas se le añadió un margen del 6.5%, ya que, para una etapa tan preliminar de

proyecto, en la referencia [1] se indica tomar entre un 5% y un 8% de margen del peso en rosca.

De estas partidas la más importante es el peso del acero continuo. Por otro lado, de todas estas

partidas conocemos ya su distribución aproximada a lo largo del buque, ya que se ha definido en la

disposición general del buque (cuaderno 4). Para tener una mejor distribución del acero continuo del buque,

que será importante a la hora de evaluar la resistencia, se ha dividido el peso en tramos a lo largo de la

eslora.

Para realizar esto, se ha medido el área de cada una de las secciones del buque, y se ha distribuido

el acero asociando un peso específico a cada una de las secciones que es el cociente entre el área de

cada sección dividido por el área de la sección maestra. De esta manera se obtiene una distribución

aproximada del acero, usando un método muy similar al que se realizará en el cuaderno 11. En la siguiente

tabla se indica la posición de cada una de las secciones, su área y el cociente que las relaciona.


pág. 27


Tabla 9. Posición y área de las secciones representativas.

A partir de estos datos se ha repartido el peso del acero en tramos que abarcan la distancia entre dos

secciones. A cada tramo se le asocia el peso específico (cociente Ai/ACM) correspondiente, y éste se

multiplica por un factor de 611.49 t. Este factor se obtiene de sumar todos los tramos y realizar un “solver”

en Excel para que la suma de los pesos de todos los tramos sea igual al peso del acero continuo estimado

en el dimensionamiento (10331 t):

Cuaderna X (m) Ai (m²) Ai/ACM (-)

Popa -5.37 174.3 0.26

0 0.00 210.3 0.31

1 10.11 299.8 0.45

2 20.21 389.2 0.58

3 30.32 479.2 0.72

4 40.42 551.1 0.82

5 50.53 618.8 0.93

6 60.63 656.7 0.98

7 70.74 668.3 1.00

8 80.84 668.4 1.00

9 90.95 668.4 1.00

10 101.05 668.4 1.00

11 111.16 668.4 1.00

12 121.26 668.4 1.00

13 131.37 668.4 1.00

14 141.47 668.4 1.00

15 151.58 668.4 1.00

16 161.68 657.0 0.98

17 171.79 583.7 0.87

18 181.89 434.7 0.65

19 192.00 219.2 0.33

20 202.10 3.2 0.00

Proa 207.00 0.0 0.00


pág. 28


Tabla 10. Distribución preliminar del peso del acero.

Figura 18. Distribución preliminar del peso del acero continuo.

Tramo X (m) P (t)

Popa - 0 -2.69 159.4

0 - 1 5.05 192.4

1 - 2 15.16 274.2

2 - 3 25.26 356.1

3 - 4 35.37 438.4

4 - 5 45.47 504.2

5 - 6 55.58 566.1

6 - 7 65.68 600.8

7 - 8 75.79 611.4

8 - 9 85.89 611.5

9 - 10 96.00 611.5

10 - 11 106.10 611.5

11 - 12 116.21 611.5

12 - 13 126.31 611.5

13 - 14 136.42 611.5

14 - 15 146.52 611.5

15 - 16 156.63 611.5

16 - 17 166.73 601.0

17 - 18 176.84 534.0

18 - 19 186.94 397.6

19 - 20 197.05 200.6

20 - Proa 204.55 2.9

Total 103.73 10 331

0

100

200

300

400

500

600

700

Pe

so (

t)

Distribución del peso de acero


pág. 29


De esta manera se ha obtenido una mejor estimación preliminar de los momentos flectores y los

esfuerzos cortantes a los que está sometido el buque.

En la Tabla 11 se resume el peso en rosca del buque estimado en el dimensionamiento, en el que

se ha actualizado la posición longitudinal del centro de gravedad del peso del acero.

Tabla 11. Peso en rosca del buque estimado para esta etapa preliminar de proyecto.

3.3.2 – Peso de los Módulos de Grúas

El peso de los módulos de las grúas de contenedores se ha estimado a partir de los datos ofrecidos

en las páginas web de Cosco Heavy Transport [879] y OHT [7] (Offshore Heavy Transport).

Las dimensiones de las grúas a transportar se han tomado de estas referencias, estimándose en:

Longitud: 140 m.

Ancho: 35 m.

Alto: 90 m.

El peso se ha estimado en 12500 t, y la altura de su centro de gravedad se ha estimado a un 75%

de su altura, es decir que las estructuras a transportar tienen un KG de 67.5 m. Este KG habrá que sumarlo

al puntal del buque y, por tanto, el centro de gravedad de la carga se sitúa a 81.2 m sobre la quilla del

buque. La posición transversal del centro de gravedad de la carga en el buque se ha tomado a 5 m de crujía

a estribor, de manera que habrá que lastrar convenientemente para contrarrestar el momento escorante

que produce.

3.3.3 – Peso del Topside de una Jacket

El peso del topside también se ha tomado a partir de los datos de los proyectos que se han

realizado en las referencias [7], [8] y [9]. Se ha estimado el peso del topside en 32000 t, un valor alto

buscando el límite de carga del buque. En esta situación, el buque va a plena carga.

Partida Peso (t) XG (m) ZG (m)

Acero 10 331 103.73 6.90

Equipo/Habilitacion 3 862 177.00 24.00

Castillo 4 337 178.00 20.60

Flotadores de Popa 768 4.35 24.45

Superestructura 1 298 169.20 34.20

Refuerzos de la Cubierta 300 73.80 13.20

Maquinaria 1 169 108.00 4.00

Margen (6,5 %) 1 434 131.37 14.73

Total 23 499 131.37 14.73


pág. 30


Se han estimado unas dimensiones aproximadas de:

Longitud: 80 m.

Ancho: 60 m.

Alto: 40 m.

Su centro de gravedad se ha tomado en el centro, y a una altura de la mitad total, es decir a unos

20 m. Lo que significa que el centro de gravedad quedará a 33.7 m de la línea base del buque.

Al tratarse de una estructura tan pesada y para realizarse correctamente la hipotética operación

de float-over se ha estimado un peso de los refuerzos y la estructura de apoyo en un 5% del peso total, es

decir 1600 t.

3.3.4 – Peso del FPSO

Para simular el transporte de un FPSO se ha seleccionado, por su simplicidad, uno de los que

tienen casco circular de la empresa Sevan Drilling. Se ha seleccionado uno en concreto llamado Sevan

Brasil, de las que se han obtenido las dimensiones en la referencia [10]:

Diámetro máximo (Loa): 86 m.

Diámetro del casco (manga): 75 m.

Diámetro interior: 14 m.

Puntal (m): 24 m.

Calado de diseño (m): 12.5 m.

Desplazamiento al calado de diseño: 55800 t.

Figura 19. FPSO circular transportado por un buque Heavy Lift Semisumergible.


pág. 31


A partir de estos datos se ha creado un modelo sencillo en Rhinoceros para introducirlo en Maxsurf,

conjuntamente con el buque, de tal manera que el volumen que desplaza el FPSO se tiene en cuenta (ver

Figura 20). De este modelo se ha estimado el volumen de la estructura: 166400 t.

Para estimar el peso de la estructura de la plataforma se ha tomado un coeficiente de 0.12 t/m3,

de manera que el peso del acero se ha estimado en: 19971 t. Para considerar el resto de pesos como la

superestructura y demás equipos que se lleven montados a la hora del transporte, se ha aplicado un 20%

al peso de la estructura, quedando: 23965 t.

El centro de gravedad de la estructura se ha tomado en el centro, y a una altura de un 60% de la

altura total de la plataforma, es decir a 14.4 m (28.1 m de la base del buque).

En este caso también se ha añadido un peso del 5% del total para contabilizar la estructura de

apoyo del FPSO: 1198 t.

Figura 20. Modelo de rhinoceros del buque HL y el FPSO.

3.4 –Criterios de estabilidad

3.4.1 – Criterios aplicables durante la navegación

Estos criterios serán de aplicación en las siguientes condiciones de carga: CC01, CC02, CC05,

CC06, CC07, CC08, CC10 y CC11.

Los criterios que debe cumplir en la estabilidad intacta en navegación según la OMI son los

siguientes:

El área bajo la curva de brazos adrizantes (GZ) no será inferior a 0,055 m·rad hasta un ángulo de

escora de 30º, ni inferior a 0,09 m·rad hasta un ángulo de 40º o hasta el ángulo de inundación θf

si éste fuera menor. Además, el área bajo la curva de brazos adrizantes entre los ángulos de

escora de 30º y 40 º, o θf si fuera menor, no será menor que 0,03 m·rad.


pág. 32


El valor del brazo adrizante (GZ) será al menos 0,20 m a un ángulo de escora igual o superior a

30º.

El valor máximo de la curva de brazos adrizantes se debe dar preferiblemente a un ángulo de

escora mayor de 30º, y nunca a menos de 25º. Si esto no se puede cumplir, existe un criterio

alternativo basado en un nivel equivalente de seguridad que se encuentra descrito en las notas

aclaratorias (“explanatory notes”) del 2008 (MSC.1/Circ.1281). En ella se enuncia que en aquellos

buques que no puedan cumplir con esa regla, buques normalmente con una amplia manga y

pequeño puntal B/D ≥ 2.52 se les puede aplicar los siguientes criterios:

o El máximo valor del brazo adrizante debe encontrarse a un ángulo de escora de al menos

15º.

o El área bajo la curva de brazos adrizantes no debe de ser menor de 0.07 m·rad hasta un

ángulo de escora de 15º, ni inferior a 0,055 m·rad a un ángulo de 30º o mayor. Cuando

el valor máximo del brazo adrizante se encuentra entre 15º y 30º, el área correspondiente

bajo la curva del brazo adrizante debe de ser: 0.055 + 0.001 · (30 − 𝜑𝑚𝑎𝑥) 𝑚 · 𝑟𝑎𝑑

El valor del radio metacéntrico transversal inicial (GM0) no será inferior a 0,15 m.

3.4.2 – Criterios Aplicables en Condición Transitoria de Float-on/ Float-off

Estos criterios serán de aplicación en las siguientes condiciones de carga: CC03, CC04 y CC09.

Los criterios aplicables en condición transitoria son los establecidos por el DNV Parte 5 Capítulo

10 Sección 5 para buques de operaciones especiales de tipología HLSV.

Estos definen la condición transitoria en las que el buque se encuentra durante la secuencia de

lastrado o deslastrado. Se debe tener en cuenta, dependiendo de la estructura, el empuje que proporciona

el artefacto que se va a transportar. Esta condición siempre se realizará bajo condiciones ambientales muy

moderadas y con una ventana operativa de garantías.

Los criterios que se deben de cumplir en esta condición son los siguientes:

El rango de estabilidad positiva del brazo adrizante debe de ser al menos de 15º y además el valor

del brazo adrizante debe de ser al menos de 0.1 m.

El ángulo de escora del máximo valor del brazo adrizante debe de ser al menos de 7º.

La altura metacéntrica transversal en el equilibrio debe de ser al menos de 0.3 m.

2 El buque en proyecto tiene una relación B/D de 3.6.


pág. 33


3.5 – Resultados de estabilidad preliminar

A continuación, se van a indicar los resultados obtenidos para cada condición de carga. Como se

verá más adelante, se cumplen todos los criterios de estabilidad generales en este análisis preliminar.

3.5.1 – CC01 – Salida en Lastre

Equilibrio hidrostático:

Tabla 12. CC01. Equilibrio hidrostático.

CC01-Salida en Lastre: Equilibrio hidrostático

Desplazamiento (ton) 66 501

Calado medio (ton) 8.64



trimado (m) 0.05


Manga en la flotación (m) 49

Superficie mojada (m2) 11 159

Área de la flotación (m2) 8 927







KB (m) 4.63

KG (m) 10.74

BMt (m) 25.61

BML (m) 388.49

Corrección por superficie libre (m) 4.41

GMt corregido por superficie libre (m) 15.10

GML (m) 377.98

KMt (m) 30.238

KML (m) 393.12


Momento para trimar un centímetro (t · m) 1 244


pág. 34


Curva de brazos adrizantes:

Figura 21. CC01. Curva de brazos adrizantes.

Cumplimiento de los criterios mínimos de estabilidad:

Tabla 13. CC01. Criterios de estabilidad.

Salida en Lastre: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple

Área bajo la curva de GZ entre 0° y 30° (m°) 3.151 97.19 Sí



Valor de GZ a un ángulo de 30° o más (m) 0.2 4.60 Sí

Ángulo del máximo valor de GZ (°) 15.0 26.50 Sí

Área bajo la curva de GZ entre 0° y ángulo de máx GZ (m°) 3.352 80.51 Sí

Altura metacéntrica transversal en el equilibrio (m) 0.150 15.10 Sí


pág. 35


3.5.2 – CC02 – Llegada en Lastre



CC02-Llegada en Lastre: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.01











KB (m) 4.51

KG (m) 10.32

BMt (m) 26.14

BML (m) 390.95



GML (m) 379.749

KMt (m) 30.655

KML (m) 395.47




pág. 36






Llegada en Lastre: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple









pág. 37


3.5.3 – CC03 – Lastre. Calado al Puntal



CC03-Lastre. Calado al puntal: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.02











KB (m) 7.42

KG (m) 8.66

BMt (m) 4.13

BML (m) 153.15



GML (m) 151.67

KMt (m) 11.549

KML (m) 160.567




pág. 38






Lastre. Calado al puntal: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple



Rango de GZ positivos (°) 15.0 34.20 Sí



pág. 39


3.5.4 – CC04 – Lastre. Calado Máximo



CC04-Lastre. Calado máximo: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.38











KB (m) 9.60

KG (m) 10.45

BMt (m) 3.96

BML (m) 130.39



GML (m) 129.46

KMt (m) 13.555

KML (m) 139.989




pág. 40






Lastre. Calado máximo: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple






pág. 41


3.5.5 – CC05 – Topside Salida



CC05-Salida Top-Side: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.05











KB (m) 5.64

KG (m) 18.51

BMt (m) 21.68

BML (m) 354.97



GML (m) 341.99

KMt (m) 27.322

KML (m) 360.608




pág. 42






Salida Top-Side: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple









pág. 43


3.5.6 – CC06 – Topside Llegada



CC06-Llegada Top-Side: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.06











KB (m) 5.38

KG (m) 18.92

BMt (m) 22.60

BML (m) 367.71



GML (m) 353.78

KMt (m) 27.98

KML (m) 373.087




pág. 44






Llegada Top-Side: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple









pág. 45


3.5.7 – CC07 – Módulos de Grúas Salida



CC07-Salida Módulos de grúas: Equilibrio hidrostático


Calado medio (ton) 9.71Calado en Pproa (m) 9.68


trimado (m) 0.06











KB (m) 5.22

KG (m) 20.82

BMt (m) 23.18

BML (m) 374.97



GML (m) 359.36

KMt (m) 28.402

KML (m) 380.191




pág. 46






Salida Módulos de grúas: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple









pág. 47


3.5.8 – CC08 – Módulos de Grúas Llegada



CC08-Llegada Módulos de grúas: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.08











KB (m) 4.75

KG (m) 22.07

BMt (m) 25.09

BML (m) 386.25



GML (m) 368.43

KMt (m) 29.832

KML (m) 390.997




pág. 48






Llegada Módulos de grúas: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple









pág. 49


3.5.9 – CC09 – FPSO. Calado al Puntal



CC09-FPSO. Calado al puntal: Equilibrio hidrostático





trimado (m) -0.29











KB (m) 7.45

KG (m) 12.48

BMt (m) 20.22

BML (m) 177.86



GML (m) 172.78

KMt (m) 27.666

KML (m) 185.309




pág. 50






FPSO. Calado al puntal: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple






pág. 51


3.5.10 – CC10 – FPSO Salida



CC10-Salida FPSO: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.07











KB (m) 4.99

KG (m) 18.48

BMt (m) 24.07

BML (m) 381.85



GML (m) 365.35

KMt (m) 29.061

KML (m) 386.841




pág. 52






Salida FPSO: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple









pág. 53


3.5.11 – CC11 – FPSO Llegada



C11-Llegada FPSO: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.38











KB (m) 4.96

KG (m) 18.54

BMt (m) 24.29

BML (m) 387.24



GML (m) 370.64

KMt (m) 29.251

KML (m) 392.203




pág. 54






Llegada FPSO: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple









pág. 55


3.6 – Resistencia Longitudinal Preliminar

A continuación, se presentan los gráficos correspondientes a cada una de las condiciones de

carga, donde se indica el empuje, peso, carga neta (peso-empuje), momento flector y esfuerzo cortante.

Figura 32. CC01-Salida en Lastre. Resistencia Longitudinal.

Figura 33. CC02-Llegada en Lastre. Resistencia Longitudinal.


pág. 56


Figura 34. CC03-Lastre. Calado al puntal. Resistencia Longitudinal.

Figura 35. CC04-Lastre. Calado máximo. Resistencia Longitudinal.


pág. 57


Figura 36. CC05-Topside salida. Resistencia Longitudinal.

Figura 37. CC06-Topside Llegada. Resistencia Longitudinal.


pág. 58


Figura 38. CC07-Módulos de Grúas Salida. Resistencia Longitudinal.

Figura 39. CC08-Módulos de Grúas Llegada. Resistencia Longitudinal.


pág. 59


Figura 40. CC09-FPSO. Calado al puntal. Resistencia Longitudinal.

Figura 41. CC10-FPSO Salida. Resistencia Longitudinal.


pág. 60


Figura 42. CC11-FPSO Llegada. Resistencia Longitudinal.

3.7 – Conclusiones

Al realizarse este estudio preliminar de la estabilidad y de la resistencia longitudinal minimizamos

el riesgo de que en etapas posteriores (cuaderno 12) no se cumpla con los criterios de estabilidad o los

momentos que se dan en las diferentes condiciones de carga no sean los adecuados para la estructura

diseñada.

En todas las condiciones de carga se cumplen los criterios de estabilidad aplicables, y teniendo en

cuenta que se ha sido conservador a la hora de estimar el KG del peso en rosca, se puede suponer que el

buque cumplirá con la estabilidad cuando se aplique los pesos calculados en los cuadernos siguientes.

Es importante destacar que en la condición CC04 – Lastre al calado máximo, no se ha conseguido

sumergir el buque hasta los 25 m, ya que se han llenado al 100% los tanques de popa y no se pueden

sumergir más los flotadores. Esto se debe a que se ha sobreestimado el peso del acero de la

superestructura y la maquinaria, y se ha subestimado el peso del acero continuo, por lo que el centro de

gravedad del peso en rosca se sitúa más a proa de lo que quedará realmente cuando se calcule con más

precisión en el cuaderno 11.

Por otro lado, los momentos flectores dan una visión muy buena de los momentos que soportará

el buque en su vida operativa. Esta información es muy valiosa para el cuaderno 10 donde se diseña la

cuaderna maestra.


pág. 61


4 – Capacidad y Centro de Gravedad de los Tanques

La disposición de tanques se encuentra descrita en el cuaderno 4 - Disposición General-. En él se

explicó que la distribución de los tanques a lo largo del buque se realizó siguiendo unas consideraciones:

Se han seguido con atención las limitaciones y exigencias recogidas por el DNV, el SOLAS y

MARPOL cumpliendo con las especificaciones de proyecto.

Se han diseñado la disposición de tanques de manera simétrica respecto a crujía, buscando evitar

ángulos de escora indeseables sobre todo para esta tipología de barco donde es tan importante

el sistema de lastrado.

Se ha respetado la disposición de refuerzos y mamparos estancos al situar los tanques.

Los tanques de lastre se han posicionado de tal manera que se consiga corregir el equilibrio

hidrostático en todas las posibles situaciones de operación.

En todos los tanques se fija una permeabilidad del 98%, considerando así que un 2% del volumen

total es ocupado por refuerzos. En los tanques de combustible y aceites se considera además un 3% por

expansión térmica.

A continuación, se presentan las tablas de dichos tanques, por tipo de contenido, mostrándose las

capacidades y el centro de gravedad de los tanques totalmente llenos. Asimismo, se muestra el momento

de superficie libre al 95% de la capacidad de los tanques de combustible, servicio, agua dulce y lastre.

Se dividen en:

Volúmenes negativos.

Tanques de combustible.

Tanques de servicio.

Tanques de agua dulce.

Tanques de lastre.


pág. 62


4.1 –Volúmenes Negativos

Las tomas de mar son volúmenes negativos.

Figura 43. Tomas de mar.

A continuación, se muestra la tabla de capacidad de la toma de mar con su respectivo centro de

gravedad.

Tabla 34. Volúmenes negativos.

4.2 –Tanques de Combustible

Se han dispuesto cercanos a la CCMM de manera que se minimiza el trasiego de combustible.

Tabla 35. Tanques de combustible.

Espacio Sonda (m) Capacidad (m³) Capacidad (ton) XG (m) YG (m) ZG (m)

Toma de mar Br 3.00 46.8 48.0 154.48 -21.23 1.61

Toma de mar Er 3.00 46.8 48.0 154.48 21.23 1.61

Tanque Sonda (m) Capacidad (m³) Capacidad (ton) XG (m) YG (m) ZG (m) Momento de SL (t · m)

MDO 1 8.20 2 341.5 2 060.5 145.20 0.00 6.99 9 135.2

MDO 2 (SD) 5.30 54.4 47.9 170.70 15.20 5.65 3.2

MDO 3 (SD) 5.30 54.4 47.9 170.70 -15.20 5.65 3.2

MDO 4 6.00 1 299.6 1 143.6 167.70 0.00 16.70 6 688.0

MDO 5 6.00 859.1 756.0 178.54 0.00 16.70 3 955.5


pág. 63


4.3 –Tanques de Servicio

Estos tanques se encuentran localizados en la CCMM, y sirven para dar servicio al sistema de

lubricación, y recogidas de los derrames y reboses del sistema de alimentación del motor.

Tabla 36. Tanques de servicio.

4.4 –Tanques de Agua Dulce

Estos tanques se encuentran localizados en la CCMM.

Tabla 37. Tanques de agua dulce.


Aceite lubricante 5.30 27.8 25.6 169.20 -17.35 5.65 2.2

Lodos 3.00 59.9 71.8 165.30 2.50 1.50 52.5

Aceite sucio 3.00 29.9 29.9 165.30 -3.75 1.50 5.5

Aguas aceitosas 3.00 29.9 29.9 165.30 -1.25 1.50 5.5

Sentinas 3.00 59.8 59.8 169.50 -2.50 1.50 43.8

Derrames Comb 3.00 29.9 29.9 169.50 1.25 1.50 5.5

Reboses Comb 3.00 29.9 26.3 169.50 3.75 1.50 4.8

Aguas Negras 5.40 55.4 55.4 170.70 -15.20 11.00 3.6

Aguas Grises 5.40 119.1 119.1 170.70 16.35 11.00 35.8


Agua Dulce Br 5.40 142.9 142.9 177.90 -10.50 11.00 20.3

Agua Dulce Er 5.40 142.9 142.9 177.90 10.50 11.00 20.3


pág. 64


4.5 –Tanques de Lastre

Debido al carácter específico del buque se encuentran localizados a lo largo de toda la eslora bajo

la cubierta de carga hasta el fondo, incluyendo los flotadores de popa. También se ha aprovechado zonas

del castillo para disponer lastre, que será necesario para sumergirse al calado máximo. El volumen total de

lastre del buque es de 121121 m3.

Tabla 38. Tanques de lastre. (1/3).


Lastre 1 1.55 137.8 141.2 38.55 0.00 2.54 6 572.8

Lastre 2 Br 2.82 386.7 396.4 50.74 -15.55 2.06 4 048.8

Lastre 2 C 2.96 723.1 741.1 51.01 0.00 1.82 11 070.0

Lastre 2 Er 2.82 386.7 396.4 50.74 15.55 2.06 4 048.8

Lastre 3 Br 3.00 633.8 649.6 66.55 -16.84 1.58 4 148.8

Lastre 3 C 3.00 947.7 971.3 66.33 0.00 1.51 11 070.0

Lastre 3 Er 3.00 633.8 649.6 66.55 16.84 1.58 4 148.8

Lastre 4 Br 3.00 667.7 684.4 82.50 -17.03 1.53 4 223.6

Lastre 4 C 3.00 952.0 975.8 82.50 0.00 1.50 11 070.0

Lastre 4 Er 3.00 667.7 684.4 82.50 17.03 1.53 4 223.6

Lastre 5 Br 3.00 642.7 658.7 98.40 -17.02 1.53 4 067.3

Lastre 5 C 3.00 917.3 940.2 98.40 0.00 1.50 10 660.0

Lastre 5 Er 3.00 642.7 658.7 98.40 17.02 1.53 4 067.3

Lastre 6 Br 3.00 642.8 658.9 114.00 -17.02 1.53 4 067.3

Lastre 6 C 3.00 917.2 940.2 114.00 0.00 1.50 10 660.0

Lastre 6 Er 3.00 642.8 658.9 114.00 17.02 1.53 4 067.3

Lastre 7 Br 3.00 642.8 658.9 129.60 -17.02 1.53 4 067.3

Lastre 7 C 3.00 917.2 940.2 129.60 0.00 1.50 10 660.0

Lastre 7 Er 3.00 642.8 658.9 129.60 17.02 1.53 4 067.3

Lastre 8 Br 3.00 642.9 659.0 145.20 -17.02 1.53 4 067.9

Lastre 8 C 3.00 917.2 940.2 145.20 0.00 1.50 10 660.0

Lastre 8 Er 3.00 642.9 659.0 145.20 17.02 1.53 4 067.9

Lastre 9 Br 3.00 518.0 530.9 163.16 -15.87 1.61 3 076.8

Lastre 9 C 3.00 423.3 433.9 159.60 0.00 1.50 4 920.0

Lastre 9 Er 3.00 518.0 530.9 163.16 15.87 1.61 3 076.8

Lastre 10 Br 3.00 123.5 126.6 167.40 -7.50 1.50 89.7

Lastre 10 Er 3.00 123.5 126.6 167.40 7.50 1.50 89.7

Lastre 11 Br 3.00 173.2 177.5 176.06 -13.17 1.71 454.7

Lastre 11 C 3.00 633.3 649.2 176.99 0.00 1.50 7 380.0

Lastre 11 Er 3.00 173.2 177.5 176.06 13.17 1.71 454.7

Lastre 12 Br 2.77 187.4 192.1 5.13 -7.68 8.63 5 058.8

Lastre 12 Er 2.77 187.4 192.1 5.13 7.68 8.63 5 058.8

Lastre 13 Br 7.02 1 035.4 1 061.3 18.61 -16.49 8.77 4 197.1

Lastre 13 C 7.32 1 720.0 1 763.0 18.42 0.00 8.18 11 049.7

Lastre 13 Er 7.02 1 035.4 1 061.3 18.61 16.49 8.77 4 197.1

Lastre 14 Br 8.20 1 658.3 1 699.7 34.27 -16.80 7.51 4 217.9

Lastre 14 C 8.20 2 453.6 2 514.9 34.04 0.00 7.07 11 049.7

Lastre 14 Er 8.20 1 658.3 1 699.7 34.27 16.80 7.51 4 217.9


pág. 65




Lastre 15 Br 8.20 1 870.0 1 916.7 50.13 -17.19 7.13 4 218.3

Lastre 15 C 8.20 2 508.4 2 571.1 50.10 0.00 6.99 11 049.7

Lastre 15 Er 8.20 1 870.0 1 916.7 50.13 17.19 7.13 4 218.3

Lastre 16 Br 8.20 1 887.0 1 934.1 66.30 -17.25 7.10 4 218.7

Lastre 16 C 8.20 2 508.4 2 571.1 66.30 0.00 6.99 11 049.7

Lastre 16 Er 8.20 1 887.0 1 934.1 66.30 17.25 7.10 4 218.7

Lastre 17 Br 8.20 1 887.8 1 935.0 82.50 -17.25 7.10 4 219.0

Lastre 17 C 8.20 2 508.4 2 571.1 82.50 0.00 6.99 11 049.7

Lastre 17 Er 8.20 1 887.8 1 935.0 82.50 17.25 7.10 4 219.0

Lastre 18 Br 8.20 1 817.9 1 863.4 98.40 -17.25 7.10 4 062.7

Lastre 18 C 8.20 2 415.5 2 475.9 98.40 0.00 6.99 10 640.4

Lastre 18 Er 8.20 1 817.9 1 863.4 98.40 17.25 7.10 4 062.7

Lastre 19 Br 8.20 1 817.9 1 863.4 114.00 -17.25 7.10 4 062.7

Lastre 19 C 8.20 2 415.5 2 475.9 114.00 0.00 6.99 10 640.4

Lastre 19 Er 8.20 1 817.9 1 863.4 114.00 17.25 7.10 4 062.7

Lastre 20 Br 8.20 1 817.9 1 863.4 129.60 -17.25 7.10 4 062.7

Lastre 20 C 8.20 2 415.5 2 475.9 129.60 0.00 6.99 10 640.4

Lastre 20 Er 8.20 1 817.9 1 863.4 129.60 17.25 7.10 4 062.7

Lastre 21 Br 8.20 1 817.8 1 863.3 145.20 -17.25 7.10 4 062.5

Lastre 21 Er 8.20 1 817.8 1 863.3 145.20 17.25 7.10 4 062.5

Lastre 22 Br 5.30 447.8 459.0 160.24 -21.39 5.69 268.6

Lastre 22 Er 5.30 447.8 459.0 160.24 21.39 5.69 268.6

Lastre 23 Br 5.30 130.5 133.8 170.79 -19.51 5.85 102.6

Lastre 23 Er 5.30 159.2 163.2 170.50 19.12 5.81 136.1

Lastre 24 Br 5.30 422.2 432.8 177.45 -13.68 5.76 893.6

Lastre 24 Er 5.30 422.2 432.8 177.45 13.68 5.76 893.6

Lastre 25 Br 4.66 180.6 185.2 -4.02 -10.74 11.78 2 597.8

Lastre 25 Er 4.66 180.6 185.2 -4.02 10.74 11.78 2 597.8

Lastre 26 Br 4.20 283.7 290.8 3.74 -20.97 11.85 295.8

Lastre 26 C 4.20 755.7 774.6 2.10 0.00 11.60 5 081.1

Lastre 26 Er 4.20 283.7 290.8 3.74 20.97 11.85 295.8

Lastre 27 Br 2.50 575.3 589.7 17.70 -17.25 12.45 4 217.0

Lastre 27 C 2.50 793.8 813.6 17.70 0.00 12.45 11 070.0

Lastre 27 Er 2.50 575.3 589.7 17.70 17.25 12.45 4 217.0

Lastre 28 Br 2.50 575.5 589.9 33.90 -17.25 12.45 4 218.7

Lastre 28 C 2.50 793.8 813.6 33.90 0.00 12.45 11 070.0

Lastre 28 Er 2.50 575.5 589.9 33.90 17.25 12.45 4 218.7

Lastre 29 Br 2.50 575.5 589.9 50.10 -17.25 12.45 4 218.7

Lastre 29 C 2.50 793.8 813.6 50.10 0.00 12.45 11 070.0

Lastre 29 Er 2.50 575.5 589.9 50.10 17.25 12.45 4 218.7

Lastre 30 Br 2.50 575.5 589.9 66.30 -17.25 12.45 4 218.8

Lastre 30 C 2.50 793.8 813.6 66.30 0.00 12.45 11 070.0

Lastre 30 Er 2.50 575.5 589.9 66.30 17.25 12.45 4 218.8


pág. 66




Lastre 31 Br 2.50 575.5 589.9 82.50 -17.25 12.45 4 219.0

Lastre 31 C 2.50 793.8 813.6 82.50 0.00 12.45 11 070.0

Lastre 31 Er 2.50 575.5 589.9 82.50 17.25 12.45 4 219.0

Lastre 32 Br 2.50 554.2 568.1 98.40 -17.25 12.45 4 062.7

Lastre 32 C 2.50 764.4 783.5 98.40 0.00 12.45 10 660.0

Lastre 32 Er 2.50 554.2 568.1 98.40 17.25 12.45 4 062.7

Lastre 33 Br 2.50 554.2 568.1 114.00 -17.25 12.45 4 062.7

Lastre 33 C 2.50 764.4 783.5 114.00 0.00 12.45 10 660.0

Lastre 33 Er 2.50 554.2 568.1 114.00 17.25 12.45 4 062.7

Lastre 34 Br 2.50 554.2 568.1 129.60 -17.25 12.45 4 062.7

Lastre 34 C 2.50 764.4 783.5 129.60 0.00 12.45 10 660.0

Lastre 34 Er 2.50 554.2 568.1 129.60 17.25 12.45 4 062.7

Lastre 35 Br 2.50 554.2 568.1 145.20 -17.25 12.45 4 062.7

Lastre 35 C 2.50 764.4 783.5 145.20 0.00 12.45 10 660.0

Lastre 35 Er 2.50 554.2 568.1 145.20 17.25 12.45 4 062.7

Lastre 36 Br 5.40 473.3 485.1 160.45 -21.48 11.00 274.9

Lastre 36 Er 5.40 473.3 485.1 160.45 21.48 11.00 274.9

Lastre 37 Br 5.40 203.8 208.9 170.60 -19.79 11.07 206.6

Lastre 37 Er 5.40 138.0 141.5 170.55 20.95 11.10 71.1

Lastre 38 Br 5.40 395.9 405.8 177.47 -16.31 11.15 747.7

Lastre 38 Er 5.40 395.9 405.8 177.47 16.31 11.15 747.7

Lastre 39 Br 5.40 673.5 690.3 186.51 -7.27 11.12 3 558.9

Lastre 39 Er 5.40 673.5 690.3 186.51 7.27 11.12 3 558.9

Lastre 40 Br 7.00 872.6 894.4 4.33 -20.75 17.20 611.2

Lastre 40 Er 7.00 872.6 894.4 4.33 20.75 17.20 611.2

Lastre 41 Br 7.00 872.7 894.5 4.33 -20.75 24.20 611.1

Lastre 41 Er 7.00 872.7 894.5 4.33 20.75 24.20 611.1

Lastre 42 Br 7.00 873.2 895.0 4.34 -20.75 31.20 611.1

Lastre 42 Er 7.00 873.2 895.0 4.34 20.75 31.20 611.1

Lastre 43 Br 6.00 784.3 803.9 159.07 -18.56 16.70 1 833.0

Lastre 43 C 6.00 1 019.8 1 045.3 157.66 0.00 16.70 5 924.7

Lastre 43 Er 6.00 784.3 803.9 159.07 18.56 16.70 1 833.0

Lastre 44 Br 6.00 1 393.4 1 428.2 173.42 -16.84 16.75 4 292.6

Lastre 44 Er 6.00 1 393.4 1 428.2 173.42 16.84 16.75 4 292.6

Lastre 45 6.00 1 058.4 1 084.9 186.90 0.00 16.70 6 150.0

Lastre 46 Br 6.00 1 121.6 1 149.6 191.73 -9.67 17.02 9 611.5

Lastre 46 Er 6.00 1 121.6 1 149.6 191.73 9.67 17.02 9 611.5

Lastre 47 Br 7.30 953.2 977.1 159.07 -18.56 23.35 1 832.5

Lastre 47 C 7.30 2 871.2 2 943.0 163.37 0.00 23.35 13 714.7

Lastre 47 Er 7.30 953.2 977.1 159.07 18.56 23.35 1 832.5

Lastre 48 Br 7.30 1 796.6 1 841.5 173.68 -17.22 23.36 4 519.8

Lastre 48 C 7.30 2 366.0 2 425.1 183.09 0.00 23.35 10 757.3

Lastre 48 Er 7.30 1 796.6 1 841.5 173.68 17.22 23.36 4 519.8

Lastre 49 Br 7.30 1 760.9 1 805.0 192.46 -12.62 23.52 10 379.7

Lastre 49 Er 7.30 1 760.9 1 805.0 192.46 12.62 23.52 10 379.7

Pique de Proa 13.69 1 174.1 1 203.4 194.85 0.00 8.08 3 992.7


pág. 67


5 - Francobordo

A continuación, se procede al cálculo del francobordo siguiendo el Convenio Internacional de

Líneas de Carga, en el que se define el francobordo mínimo para el tipo de buque de estudio, y se añaden

correcciones por distintos factores como el coeficiente del bloque, puntal, superestructuras y arrufo.

Éste ya fue estimado en el cuaderno 2 - Dimensionamiento Inicial. Ahora, se va a realizar un

cálculo más preciso.

Para ello es necesario definir el tipo de buque según el Convenio Internacional de Líneas de Carga

y dos factores elementales como son la eslora de francobordo y el coeficiente del bloque.

Tipo de buque: B. Se define el tipo de buque B como aquellos que no son proyectados solamente

para transportar cargas líquidas a granel.

Eslora de francobordo. Se define como “el 96% de la eslora total en una flotación correspondiente

al 85% del mínimo puntal de trazado medido desde la parte superior de la quilla, o la eslora desde

la cara proel de la roda hasta el eje del timón en dicha flotación”. En el caso del buque proyecto

será el 96% de 207,52 m:

𝐿𝑓𝑟𝑎𝑛𝑐𝑜𝑏𝑜𝑟𝑑𝑜 = 0.96 · 207,52 𝑚 = 199,22 𝑚

Coeficiente de bloque. Será el correspondiente a un calado “d1”, del 85% del puntal:

𝑑1 = 0,85 · 𝐷 = 0,85 · 13,7 𝑚 = 11,645 𝑚

𝐶𝐵 =𝛻

𝐿𝑓𝑟𝑎𝑛𝑐𝑜𝑏𝑜𝑟𝑑𝑜 · 𝐵 · 𝑑1=

95.191

199,22 · 49 · 11,645= 0.817

Según el Convenio Internacional sobre Líneas de Carga de 1966, el buque de estudio es un buque

tipo B, que sigue lo estipulado en la regla 27 apartado 9, en la que enuncia que la reducción del francobordo

tabular puede aumentar hasta el valor total de la diferencia entre los valores de la tabla "A" y la tabla "B".

Para que esta reducción sea aplicable el buque debe cumplir con las condiciones de la regla 26 1), 2), 3),

5) y 6) como si fuese un buque tipo A y con los apartados del 7a al 7d.

Los apartados 1),2),3), 5) y 6) de la regla 26 definen los tambuchos de maquinaria, los pasillos

bajo cubierta que conectan la proa con la popa (túnel de pasaje explicado en el cuaderno 4 - Disposición

General), medios de acceso seguros desde el nivel de la pasarela a los diferentes alojamientos de la

tripulación, barandillas etc.

Los apartados 7a al 7d se basan principalmente en medidas de protección de tripulación

satisfactorias, dispositivos de desagüe, tapas de escotilla y resistencia a la estanqueidad y sujeción.

Además, establece que cuando el buque se encuentre cargado al calado de verano permanecerá a flote

en condiciones satisfactorias de equilibrio después de inundarse un compartimento aislado cualquiera

averiado, con una permeabilidad del 95%. Como este buque no tiene más de 225 m de eslora no es


pág. 68


necesario cumplir este requisito cuando se avería también la CCMM. Esto se estudiará en detalle en el

cuaderno 12 – Situaciones de Carga y Resistencia Longitudinal.

Una vez determinadas las condiciones que debe cumplir el buque se define el francobordo tabular

del buque Tipo B, con una reducción del 100%, interpolando en la tabla:

Tabla 41. Francobordo tabular.

A continuación, se aplican las correcciones relativas al francobordo.

5.1 –Corrección por eslora menor de 100 m

El buque de estudio no se le puede aplicar dicha corrección ya que su eslora de francobordo es

mayor de 100 m. Por lo tanto, la corrección C1 será.

1 0C mm

5.2 –Corrección por coeficiente del bloque

Cuando el coeficiente de bloque es mayor que 0,68; el francobordo tabular será corregido con un

factor de:

20.68 1.101

1.36BC

C

𝐶2 =𝐶𝑏 + 0.68

1,36= 1,101

5.3 –Corrección por puntal

Cuando el puntal sea mayor de 15fbL

, el francobordo se aumentará en (siendo R=250):

Lfb (m) Francobordo tabular (mm)

199 2602

199.22 2604.2

200 2612


pág. 69


3 · 104.615

fbLC D R mm

5.4 –Reducción por superestructuras

Se aplica una reducción al francobordo en función de la longitud efectiva de la superestructura “E”.

Ésta será una reducción “De” multiplicada por un porcentaje “Por” en función de la longitud efectiva de la

superestructura.

Para buques de eslora mayor de 122 m se aplica un De=1.070. El porcentaje “Por” se

interpola en función del factor “E/L”:

Tabla 42. Porcentaje corrector de la reducción por superestructuras.

417.52· 1.070· 187.4

100 100Por

C De mm

5.5 –Corrección por arrufo

La regla 38 regula la corrección de exceso o defecto de arrufo. Para ello establece unos valores

normales de arrufo, que aplicadas al buque de estudio quedan:

Tabla 43. Ordenadas de arrufo normal.

El buque posee una cubierta sin arrufo, por lo que éstas ordenadas serán 0 todas ellas. Aunque

se aplica un suplemento de arrufo “s” en proa debido a la existencia de la superestructura:

'·3pr

y Ls

L

E/L Por

0.2 14

0.25 17.52

0.3 21

Situación Ordenada Factor

P popa 1 910.2 1

1/6L desde Ppp 848.1 3

1/3L desde Ppp 213.9 3

centro del buque 0.0 1

1/3L desde Ppr 427.9 3

1/6L desde Ppr 1 696.2 3

P proa 3 820.4 1


pág. 70


Donde:

y – Diferencia entre las alturas real y normal de la superestructura en el extremo de la línea de

arrufo.

L’ – Longitud de la superestructura, hasta un máximo de 0,5 L.

L – Eslora del buque.

La altura normal de la superestructura viene definida por:

Tabla 44. Altura normal de la superestructura.

Por lo que:

14000 2300 11700real normaly y y mm mm mm

Siendo L’ la longitud efectiva de la superestructura de un valor de 49.85 m:

' 11700 49.85· · 9763 3 199.25pr

y Ls mm

L

Sumando los valores de las ordenadas multiplicadas por su factor, y restando el valor real del arrufo y

dividiendo por 8, obtenemos el exceso o defecto de arrufo en proa y en popa:

I. Proa:

_

_

_ _

· 1274.18· 976

8298.2

proa normal

proa real pr

proa real proa normal proa

ordenada factorA mm

ordenada factorA s mm

Diferencia A A mm

II. Popa:

_

_

_ _

· 637.08· 0

8637.0

popa normal

popa real

popa real popa normal popa

ordenada factorA mm

ordenada factorA mm

Diferencia A A mm

Por lo tanto, existe un defecto de arrufo en proa y popa. Siguiendo el párrafo 13) de esta regla, la

corrección por arrugo será la siguiente:

Lfb (m) Altura normal (m)

125 o más 2,3


pág. 71


5 0.75 292.22 2

proa popaDif Dif SC mm

L

5.6 –Francobordos Mínimos

En la regla 40 se definen los francobordos mínimos:

I. Francobordo de verano: Será el obtenido de aplicar las correcciones anteriormente

calculadas al francobordo tabular:

1 2 3 4 5 3076veranoFB FBT C C C C C mm

II. Francobordo tropical:

285548verano

tropical verano

TFB FB mm

III. Francobordo de invierno:

329748verano

invierno verano

TFB FB mm

IV. Francobordo de invierno para el Atlántico Norte (buques >100m):

.At Norte inviernoFB FB

V. Francobordo de agua dulce:

. 305440·a dulce veranoFB FB mm

T

En la siguiente tabla se muestran los distintos francobordos y el calado correspondiente:

Tabla 45. Francobordos y calados correspondientes.

Siglas Francobordo (mm) Calado (m)

Verano S 3 076 10.62

Tropical T 2 855 10.85

Invierno W 3 297 10.40

Invierno A.N. WNA 3 297 10.40

Agua dulce F 3 054 10.65


pág. 72


5.7 –Marca de Francobordo

Asimismo, es necesario explicar la marca de francobordo, o disco de Plimsoll que sirve para indicar

los diferentes calados a los que navega el buque en condiciones de seguridad, como los calados que se

han calculado anteriormente.

Para indicar el francobordo se recurre al anexo 1, capítulo 1, regla 5 del ILLC que enuncia

lo siguiente:

“La marca de francobordo estará formada por un anillo de 300 milímetros (12 pulgadas)

de diámetro exterior y 25 milímetros (1 pulgada) de ancho, cortado por una línea horizontal

de 450 milímetros (18 pulgadas) de longitud y 25 milímetros (1 pulgada) de anchura, cuyo

borde superior pasa por el centro del anillo.

El centro del anillo deberá colocarse en el centro del buque y a una distancia igual al

francobordo mínimo de verano asignado, medida verticalmente por debajo del borde

superior de la línea de cubierta.”

Se usarán las siguientes líneas de carga:

a) La línea de carga de verano, indicada por el borde superior de la línea que pasa

por el centro del anillo y también por el borde superior de una línea marcada V.

b) La línea de carga tropical, indicada por el borde superior de una línea marcada I.

c) La línea de carga de invierno en el Atlántico Norte, indicada en el borde superior

de una línea marcada ANI.

d) La línea de carga tropical, indicada por el borde superior de una línea marcada T.

e) La línea de carga de verano en agua dulce, indicada por el borde superior de una

línea marcada D. La línea de carga de verano en agua dulce se marcará hacia

popa de la línea vertical. La diferencia entre la línea de carga de verano en agua

dulce y la línea de carga de verano representará la concesión que corresponde,

para cargar en agua dulce, sobre las otras líneas de carga.

f) La línea de carga en agua dulce tropical vendrá indicada por el borde superior de

una línea marcada TD y dispuesta a popa de la línea vertical.”

Al lado del disco se localiza un peine que marca los diferentes límites según la zona

geográfica y estación en que navega el buque.

Las letras NV sobre el disco indican la sociedad de clasificación que aprueba el buque, en

este caso Det Norske Veritas.


pág. 73


Aunque según las últimas publicaciones en Enero de 2016 del DNV-GL desde su alianza

estas letras cambiaran de NV a VL.

5.8 – Altura Mínima en Proa

La normativa de la ILLC, en su regla 39 exige que la distancia vertical desde la cubierta expuesta

hasta la flotación en carga correspondiente al francobordo de verano, medida en la perpendicular de proa,

para esloras inferiores a 250 m (como es nuestro caso), no sea menor de:

1.3656· 1 · 5442 5.44500 0.86mín

B

LH L mm m

C

La altura del castillo de proa es muy superior a 5.44 m.


pág. 74


6 – Arqueo

El cálculo del arqueo se regula mediante el Convenio del 23 de junio de 1969 sobre arqueo de

buques en el que se definen dos tipos:

Arqueo Bruto: se define como “la expresión del tamaño total de un buque, determinada de acuerdo con las disposiciones del presente Convenio”

Arqueo Neto: se define como “la expresión de la capacidad utilizable de un buque, determinada de acuerdo con las disposiciones del presente Convenio”

6.1 Arqueo Bruto

El cálculo del arqueo bruto (GT) se calcula de la siguiente manera:

𝐺𝑇 = 𝐾1 · 𝑉 Donde:

V = Volumen total de todos los espacios cerrados del buque, expresado en metros cúbicos.

𝐾1 = 0,2 + 0,02 · 𝑙𝑜𝑔10𝑉

Los volúmenes de los espacios cerrados del buque se indican en la siguiente tabla:

Tabla 46. Volumen total de los espacios cerrados del buque

Y el arqueo bruto será:

𝐺𝑇 = 𝐾1 · 𝑉 = 0,3 · 159797 = 48.590

6.2 Arqueo Neto

Se calcula el arqueo neto de la siguiente manera:

𝑁𝑇 = 𝐾2 · 𝑉𝐶 · (4 · 𝑑

3𝐷)2 + 𝐾3 · (𝑁1 + (

𝑁2

10))

Donde:

El factor (4·𝑑

3𝐷)2 no se tomará superior a 1

Espacio Volumen (m³)

Casco 112 430

Castillo 29 990

Flotadores popa 5 483

Superestructura 11894

Total 159 797


pág. 75


El término 𝐾2 · 𝑉𝐶 · (4·𝑑

3𝐷)2 no se tomará inferior a 0,25GT

NT no se tomará inferior a 0,30 GT

𝑉𝑐 el volumen total de los espacios de carga en metros cúbicos.

𝐾2 = 0,2 + 0,02 · 𝑙𝑜𝑔10𝑉𝑐

𝐾3 = 1,25(𝐺𝑇 + 10.000)/10.000

D es el puntal de trazado en el centro del buque en metros.

D es el calado de trazado en el centro del buque en metros.

N1 es el número de pasajeros en camarotes que no tengan más de 8 literas.

N2 es el número de los demás pasajeros.

Por lo que:

𝑁𝑇 = 𝐾2 · 𝑉𝐶 · (4 · 𝑑

3𝐷)2 + 𝐾3 · (𝑁1 + (

𝑁2

10)) = 0

Según las indicaciones anteriores 𝐾2 · 𝑉𝐶 · (4·𝑑

3𝐷)2 debe ser al menos 0,25GT= 12.147 y NT no

se tomará inferior a 0,3 GT de 14.577.

Por lo que el arqueo neto queda:

𝑁𝑇 = 14.577


pág. 76


APÉNDICES


pág. 77


APÉNDICE 1 – Hidrostáticas

Trimado -2 m

Tabla 47. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado -2 m. (1/2).


Calado medio 8.20 8.55 8.89 9.24 9.58 9.93 10.27 10.62

Desplazamiento (ton) 62 375 65 431 68 521 71 646 74 806 78 004 81 239 84 513

Calado en Pproa (m) 9.2 9.5 9.9 10.2 10.6 10.9 11.3 11.6

Calado en Ppopa (m) 7.2 7.5 7.9 8.2 8.6 8.9 9.3 9.6

Calado en LCF (m) 8.2 8.5 8.9 9.2 9.5 9.9 10.2 10.5

Eslora en la flotación (m) 195.12 196.84 198.59 200.41 202.35 204.43 206.65 207.53

Manga en la flotación (m) 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0

Superficie mojada (m2) 10 682 10 892 11 106 11 322 11 542 11 767 11 998 12 223

Área de la flotación (m2) 8 578 8 673 8 770 8 868 8 970 9 076 9 185 9 287

Coeficiente prismático (-) 0.735 0.735 0.735 0.734 0.733 0.732 0.729 0.732

Coeficiente de bloque (-) 0.776 0.774 0.773 0.771 0.768 0.765 0.762 0.763

Coeficiente de la flotación (-) 0.897 0.899 0.901 0.903 0.905 0.906 0.907 0.913

Posición longitudinal del centro de carena (m) 110.6 110.0 109.5 109.0 108.5 107.9 107.4 106.9

Posición longitudinal del centro de la flotación (m) 99.5 98.7 97.9 97.1 96.3 95.4 94.6 93.8

KB (m) 4.39 4.57 4.76 4.94 5.13 5.32 5.51 5.69

BMt (m) 26.16 25.25 24.42 23.64 22.93 22.27 21.66 21.08

BML (m) 368.0 362.4 357.5 353.4 350.0 347.4 345.7 343.2

KMt (m) 30.54 29.82 29.17 28.59 28.06 27.59 27.16 26.78

KML (m) 372.4 367.0 362.3 358.3 355.1 352.7 351.2 348.9

Toneladas por centímetro de inmersión (t/cm) 87.92 88.90 89.89 90.90 91.94 93.03 94.15 95.19

Momento para trimar un centímetro (t · m) 1118.28 1155.52 1194.12 1234.49 1277.12 1322.67 1371.29 1416.98

Calado medio 10.62 12.22 13.82 15.41 17.01 18.61 20.21 21.80 23.40 25.00

Desplazamiento (ton) 84 513 99 937 114 654 120 691 125 290 130 018 134 875 139 797 144 764 149 781

Calado en Pproa (m) 11.6 13.2 14.8 16.4 18.0 19.6 21.2 22.8 24.4 26.0

Calado en Ppopa (m) 9.6 11.2 12.8 14.4 16.0 17.6 19.2 20.8 22.4 24.0

Calado en LCF (m) 10.5 12.1 13.6 15.6 17.2 18.9 20.5 22.1 23.7 25.3

Eslora en la flotación (m) 207.53 207.86 208.20 207.67 208.04 208.40 208.80 209.26 209.79 210.47

Manga en la flotación (m) 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0 49.0

Superficie mojada (m2) 12 223 13 030 16 717 20 925 21 170 21 417 21 659 21 884 22 111 22 343

Área de la flotación (m2) 9 287 9 511 6 593 2 795 2 869 2 943 3 002 3 024 3 047 3 073

Coeficiente prismático (-) 0.732 0.755 0.768 0.729 0.686 0.652 0.622 0.597 0.576 0.557

Coeficiente de bloque (-) 0.763 0.784 0.794 0.751 0.705 0.668 0.636 0.610 0.587 0.567

Coeficiente de la flotación (-) 0.913 0.934 0.646 0.275 0.281 0.288 0.293 0.295 0.296 0.298

Posición longitudinal del centro de carena (m) 106.9 104.8 102.9 102.8 103.6 104.4 105.2 106.0 106.8 107.6

Posición longitudinal del centro de la flotación (m) 93.8 92.9 80.0 122.2 124.2 126.1 127.6 128.4 129.1 129.9

KB (m) 5.69 6.57 7.38 7.73 8.05 8.42 8.82 9.26 9.73 10.22

BMt (m) 21.08 18.60 11.11 4.15 4.16 4.18 4.17 4.05 3.95 3.86

BML (m) 343.2 310.4 237.3 147.3 144.5 141.7 138.4 134.1 130.1 126.5

KMt (m) 26.78 25.17 18.49 11.88 12.21 12.59 12.99 13.31 13.68 14.08

KML (m) 348.9 316.9 244.7 155.0 152.5 150.1 147.2 143.4 139.8 136.7

Toneladas por centímetro de inmersión (t/cm) 95.19 97.49 67.58 28.65 29.41 30.17 30.77 31.00 31.23 31.50

Momento para trimar un centímetro (t · m) 1416.98 1517.53 1331.48 865.79 883.38 900.98 915.30 922.12 929.70 938.36


pág. 78


Figura 44. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado -2 m.


pág. 79


Trimado -1 m



Calado medio 8.20 8.55 8.89 9.24 9.58 9.93 10.27 10.62


Calado en Pproa (m) 8.7 9.0 9.4 9.7 10.1 10.4 10.8 11.1

Calado en Ppopa (m) 7.7 8.0 8.4 8.7 9.1 9.4 9.8 10.1

Calado en LCF (m) 8.2 8.5 8.9 9.2 9.6 9.9 10.2 10.6










KB (m) 4.38 4.57 4.75 4.94 5.13 5.32 5.51 5.70

BMt (m) 26.45 25.52 24.67 23.89 23.16 22.49 21.86 21.25

BML (m) 380.5 374.8 369.9 366.0 363.1 360.9 355.8 348.2

KMt (m) 30.82 30.09 29.42 28.83 28.29 27.81 27.37 26.95

KML (m) 384.9 379.3 374.7 371.0 368.3 366.2 361.3 353.9



Calado medio 10.62 12.22 13.82 15.41 17.01 18.61 20.21 21.80 23.40 25.00


Calado en Pproa (m) 11.1 12.7 14.3 15.9 17.5 19.1 20.7 22.3 23.9 25.5

Calado en Ppopa (m) 10.1 11.7 13.3 14.9 16.5 18.1 19.7 21.3 22.9 24.5

Calado en LCF (m) 10.6 12.2 13.7 15.5 17.1 18.7 20.3 21.9 23.5 25.1










KB (m) 5.70 6.58 7.41 7.71 8.02 8.38 8.78 9.22 9.68 10.17

BMt (m) 21.25 18.57 10.23 4.11 4.12 4.14 4.17 4.05 3.95 3.85

BML (m) 348.2 308.7 233.3 146.6 143.9 141.1 138.4 134.1 130.1 126.4

KMt (m) 26.95 25.15 17.64 11.82 12.14 12.52 12.95 13.27 13.63 14.02

KML (m) 353.9 315.2 240.7 154.3 151.9 149.5 147.2 143.3 139.8 136.6




pág. 80


Figura 45. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado -1 m.


pág. 81


Trimado nulo

Tabla 51. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado nulo. (1/2).

Tabla 52. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado nulo. (2/2).

Calado medio 8.20 8.55 8.89 9.24 9.58 9.93 10.27 10.62


Calado en Pproa (m) 8.2 8.5 8.9 9.2 9.6 9.9 10.3 10.6

Calado en Ppopa (m) 8.2 8.5 8.9 9.2 9.6 9.9 10.3 10.6

Calado en LCF (m) 8.2 8.5 8.9 9.2 9.6 9.9 10.3 10.6







Coeficiente de la maestra (-) 0.993 0.993 0.993 0.994 0.994 0.994 0.994 0.994




KB (m) 4.38 4.57 4.76 4.96 5.15 5.34 5.53 5.72

BMt (m) 26.74 25.79 24.93 24.13 23.40 22.70 22.01 21.35

BML (m) 394.1 388.5 384.1 380.7 376.5 369.0 359.6 350.0

KMt (m) 31.12 30.37 29.69 29.09 28.54 28.03 27.54 27.07

KML (m) 398.5 393.1 388.8 385.7 381.7 374.3 365.2 355.7



Calado medio 10.62 12.22 13.82 15.41 17.01 18.61 20.21 21.80 23.40 25.00


Calado en Pproa (m) 10.6 12.2 13.8 15.4 17.0 18.6 20.2 21.8 23.4 25.0

Calado en Ppopa (m) 10.6 12.2 13.8 15.4 17.0 18.6 20.2 21.8 23.4 25.0

Calado en LCF (m) 10.6 12.2 13.8 15.4 17.0 18.6 20.2 21.8 23.4 25.0







Coeficiente de la maestra (-) 0.994 0.995 0.995 0.996 0.996 0.997 0.997 0.997 0.997 0.997




KB (m) 5.72 6.60 7.42 7.69 8.00 8.35 8.74 9.18 9.64 10.12

BMt (m) 21.35 18.50 4.10 4.08 4.08 4.10 4.13 4.05 3.95 3.85

BML (m) 350.0 306.4 151.0 146.0 143.3 140.6 137.9 134.1 130.1 126.4

KMt (m) 27.07 25.09 11.53 11.76 12.08 12.45 12.87 13.23 13.58 13.98

KML (m) 355.7 313.0 158.4 153.7 151.3 149.0 146.7 143.3 139.7 136.5




pág. 82


Figura 46. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado nulo.

Figura 47. Apéndice 1. Curvas de coeficientes. Trimado nulo.


pág. 83


Trimado +1 m

Tabla 53. Apéndice 1. Tabla de hidrostáticas. Trimado +1 m. (1/2).


Calado medio 8.20 8.55 8.89 9.24 9.58 9.93 10.27 10.62


Calado en Pproa (m) 7.7 8.0 8.4 8.7 9.1 9.4 9.8 10.1

Calado en Ppopa (m) 8.7 9.0 9.4 9.7 10.1 10.4 10.8 11.1

Calado en LCF (m) 8.2 8.6 8.9 9.3 9.6 10.0 10.3 10.7










KB (m) 4.40 4.59 4.79 4.98 5.17 5.37 5.56 5.75

BMt (m) 27.03 26.07 25.19 24.38 23.59 22.83 22.09 21.37

BML (m) 409.4 404.4 400.3 392.8 382.6 371.8 360.7 349.7

KMt (m) 31.43 30.66 29.98 29.36 28.77 28.20 27.65 27.12

KML (m) 413.8 409.0 405.1 397.8 387.8 377.2 366.3 355.4



Calado medio 10.62 12.22 13.82 15.41 17.01 18.61 20.21 21.80 23.40 25.00


Calado en Pproa (m) 10.1 11.7 13.3 14.9 16.5 18.1 19.7 21.3 22.9 24.5

Calado en Ppopa (m) 11.1 12.7 14.3 15.9 17.5 19.1 20.7 22.3 23.9 25.5

Calado en LCF (m) 10.7 12.3 13.7 15.3 16.9 18.5 20.1 21.7 23.3 24.9










KB (m) 5.75 6.63 7.40 7.67 7.97 8.32 8.71 9.14 9.60 10.08

BMt (m) 21.37 18.41 6.93 4.04 4.05 4.06 4.09 4.05 3.95 3.85

BML (m) 349.7 304.2 152.4 145.4 142.7 140.1 137.5 134.1 130.1 126.3

KMt (m) 27.12 25.04 14.33 11.71 12.02 12.39 12.80 13.19 13.54 13.93

KML (m) 355.4 310.8 159.8 153.0 150.7 148.4 146.2 143.2 139.7 136.4




pág. 84


Figura 48. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado +1 m.


pág. 85


Trimado +2 m



Calado medio 8.20 8.55 8.89 9.24 9.58 9.93 10.27 10.62


Calado en Pproa (m) 7.2 7.5 7.9 8.2 8.6 8.9 9.3 9.6

Calado en Ppopa (m) 9.2 9.5 9.9 10.2 10.6 10.9 11.3 11.6

Calado en LCF (m) 8.3 8.6 9.0 9.3 9.7 10.0 10.4 10.7










KB (m) 4.43 4.63 4.83 5.02 5.21 5.41 5.60 5.79

BMt (m) 27.32 26.35 25.43 24.56 23.71 22.89 22.09 21.34

BML (m) 427.3 420.5 410.0 397.5 384.9 372.3 360.0 348.2

KMt (m) 31.75 30.98 30.26 29.57 28.92 28.29 27.69 27.12

KML (m) 431.7 425.1 414.8 402.5 390.1 377.7 365.6 354.0



Calado medio 10.62 12.22 13.82 15.41 17.01 18.61 20.21 21.80 23.40 25.00


Calado en Pproa (m) 9.6 11.2 12.8 14.4 16.0 17.6 19.2 20.8 22.4 24.0

Calado en Ppopa (m) 11.6 13.2 14.8 16.4 18.0 19.6 21.2 22.8 24.4 26.0

Calado en LCF (m) 10.7 12.3 13.6 15.2 16.8 18.4 20.0 21.5 23.1 24.7










KB (m) 5.79 6.66 7.38 7.66 7.96 8.30 8.69 9.11 9.56 10.04

BMt (m) 21.34 18.30 7.76 4.01 4.01 4.03 4.05 4.05 3.95 3.85

BML (m) 348.2 301.3 152.8 144.7 142.2 139.6 137.0 134.1 130.1 126.3

KMt (m) 27.12 24.96 15.14 11.67 11.97 12.33 12.74 13.16 13.51 13.89

KML (m) 354.0 307.9 160.1 152.4 150.1 147.9 145.7 143.2 139.7 136.4




pág. 86


Figura 49. Apéndice 1. Curvas hidrostáticas. Trimado +2 m.


pág. 87


REFERENCIAS:




2. González Álvarez-Campana, José María. Aplicación, Comportamiento del buque en la

mar. Madrid: apuntes ETSIN.




2015.

5. Convenio Internacional de Líneas de Carga. OMI, 1966.

6. Convenio Internacional Sobre Arqueo de Buques. OMI, 1969.

7. http://www.oht.no/

8. http://boskalis.com/about-us/dockwise.html

9. https://coscoht.com/

10. http://www.sevandrilling.com/

Zon

a de

de

smon

taje

Zon

a de

de

smon

taje

Zon

a de

de

smon

taje

Zon

a de

de

smon

taje

Zon

a de

de

smon

taje

Zon

a de

de

smon

taje

170

160

10

280

90

12080

110

260

270

330

200

230 250 310100

230

330

210

110 130100

140

40

220

50 806020

260

170

10

200

30

10 60 90

20 160

13070

130

20080 170

320

60

100

0

240

140120

150

280

320

270

0

70

340250 270 280

120

310290

260190

20

300 3301400

190

40 50 80

140 150-10

340

60

40

340

-10 90

9070

190

190

50

50 180

-10 180

180

18020

310300 320

40 120 130 16010

160

30

240 250220

250230

150

17030 110

330

0

300260 290

210

310

220 300 320

210

240

340

280270260

150110 290

100

290270 280

-10

250230 240

30

220200 210

70

340330320310300290

Lastre 31 Er Lastre 33 ErLastre 29 Er

WC

Last

re 2

5 B

r

Lastre 39 Br

Agua Dulce Br

Lastre 26 C

Túnel de

pasaje

Túnel de

pasaje

Agua Dulce Er

LOCAL BR.PROPULSIÓN

Loca

l de

cua

dros

elé

ctric

os

VentilaciónCCMM

Asc

enso

r

Pique de

Proa

Escotilla

Escotilla

AguasGrises

AguasNegras

Sala de Control de

CCMM

VentilaciónCCMM

Lastre 34 CLastre 27 C Lastre 28 C Lastre 29 C Lastre 30 C Lastre 31 C Lastre 32 C Lastre 33 C Lastre 35 C

MaquinariaAscensor

Lastre 38 Br

Lastre 37 Br

Lastre 36 Br


Lastre 38 Er

Lastre 39 Er

Last

re 2

5 E

r

LOCAL ER.PROPULSIÓN

Lastre 27 Er Lastre 28 Er Lastre 30 Er Lastre 32 Er Lastre 34 Er Lastre 35 Er

Lastre 35 BrLastre 33 BrLastre 31 BrLastre 29 BrLastre 28 BrLastre 27 Br

Lastre 26 Br

Lastre 26 ErCUBIERTA INFERIOR(8.300 mm s/LB)(Tanques del cuerpo central a 11.200 mm)

Lastre 30 Br Lastre 34 BrLastre 32 Br

Lastre 40 Br / 41 Br / 42 Br

Lastre 44 Er

Lastre 46 Er

Lastre 43 Br

Lastre 43 Er

Lastre 44 Br

Lastre 46 Br

Lastre 40 Er / 41 Er / 42 Er

MDO 4 MDO 5

EscotillaEstanca

MaquinariaAscensor

Asc

ens

or

EscotillaEstanca

VentilaciónCCMM

Lastre 45

Cubierta de Carga

VentilaciónCCMM

CUBIERTA PRINCIPAL(13.700 mm s/LB)

AC tub.

Lastre 43 C

Lastre 48 Ps

Lastre 48 St

Pañolde

estachas

Caja de cadenas

Caja de cadenas


CUB. CASTILLO(19.700 mm s/LB)

Lastre 49 Ps

Lastre 49 St

AC tub.

VentilaciónCCMM

VentilaciónCCMM

Asc

enso

r

MaquinariaAscensor

Lastre 47 St

Lastre 47 Ps

Lastre 17 C Lastre 18 C Lastre 19 C Lastre 20 C

MDO 2Serv. Diario

MDO 3Serv. Diario

Last

re 1

2 B

rLa

stre

12

Er

Lastre 13 Br Lastre 14 Br Lastre 15 Br Lastre 16 Br Lastre 18 Br Lastre 19 Br Lastre 20 Br Lastre 21 Br

Lastre 21 ErLastre 20 ErLastre 19 Er


Lastre 18 ErLastre 17 ErLastre 16 ErLastre 15 Er

Lastre 17 Br


Lastre 23 Br

Lastre 22 Br

Localpurificadoras

Lastre 24 Br

Lastre 24 Er

Lastre 23 Er

Lastre 22 Er

Ace

ite

Taller CCMMMDO 1

Pique de

Proa

Lastre 13 C Lastre 14 C Lastre 15 C Lastre 16 C

BAJO DOBLE FONDO(Línea Base)

Lastre 3 Br Lastre 4 Br Lastre 5 Br Lastre 6 Br Lastre 7 Br

Tomade

mar Er

Lastre 7 ErLastre 6 ErLastre 5 ErLastre 4 ErLastre 3 Er

Lastre 2 Br

Lastre 2 Er

Lastre 8 Br

Lastre 8 Er

Lastre 10 Er

Lastre 9 Er

Lastre 11 Er

Lastre 11 Br

Lastre 9 Br

Lastre 10 Br

DerramesCombustible

Lastre 2 C Lastre 3 C Lastre 4 C Lastre 5 C Lastre 6 C Lastre 7 C

Col

ect

or d

el s

iste

ma

de la

stre

Tomade

mar Ps

Sentinas

AceiteSucio

Aguas Aceitosas


Pique de

Proa

Lastre 1 Lastre 11

RebosesCombustible

Lodos

Área deServicio

SDLBU

Área deServicio

ESCUSSU

ESCU LBU SD SSU

Área deServicio

AIU

AIUÁrea deServicio

Área deServicio

Área deServicio

Áre

a de

Serv

icio

Área deServicio

Áre

a d

eS

ervi

cio

Área deServicio

Área deServicio

Área deServicio

MDO 1

Lastre 8 C

CUADERNA 271CUADERNA 255

Lastre 5 Er

Lastre 47 C

MDO 4

Lastre 45

Lastre 3 ErLastre 3 C

Lastre 21 Er

Lastre 3 Br

Lastre 16 Er

Lastre 35 Er

Lastre 9 C

Lastre 16 C

Lastre 16 Br

Lastre 5 Br


Lastre 21 Br

Lastre 9 Br

CUADERNA 315

Lastre 30 Br

CUADERNA 100

Lastre 35 Br

Túnel de

pasaje

Lastre 28 Er

SECCIÓN MAESTRA

Lastre 43 Br

Lastre 14 Er

Lastre 14 C

Lastre 5 C

Lastre 28 C

Lastre 14 Br

Lastre 35 C

Lastre 47 Br

Localtúneles de proa

Lastre 49 Br

Lastre 28 Br

CUADERNA 50

Túnel de

pasaje

Túnel de

pasaje

CUADERNA 4

Lastre 21 C

Lastre 9 Er

Lastre 42 Br

Lastre 40 Br

Lastre 8 Er

Lastre 41 Br

Lastre 42 Er

Lastre 21 Er

Lastre 43 Er

Lastre 39 Br

Lastre 41 Er

Lastre 40 Er

Lastre 35 Er

Lastre 26 Br Lastre 26 Er

Lastre 43 Er

Lastre 47 Er

Lastre 26 C

Lastre 47 Er

Lastre 8 Br

Lastre 22 Br

Lastre 39 Er

Lastre 49 Er

Lastre 21 Br


Lastre 43 Br

Lastre 47 Br

Lastre 22 Er

Lastre 46 BrLastre 43 C

Lastre 47 C


Túnel de

pasaje

Lastre 46 Er

Lastre 48 C

11.00

11.00

167.70

167.40

159.60

114.00

114.00

114.00

145.20

145.20

145.20

129.60

129.60

129.60

98.40

98.40

98.40

82.50

82.50

82.50

3992.78.080.00194.851203.41174.1Pique de Proa

10379.723.5212.62192.461805.01760.9Lastre 49 Er

10379.723.52-12.62192.461805.01760.9Lastre 49 Br

4519.823.3617.32173.681841.51796.6Lastre 48 Er

10757.323.350.00183.092425.12366.0Lastre 48 C

4519.823.36-17.32173.681841.51796.6Lastre 48 Br

1832.523.3518.56159.07977.1953.2Lastre 47 Er

13757.323.350.00163.372943.02871.2Lastre 47 C

1832.523.35-18.56159.07977.1953.2Lastre 47 Br

9611.517.029.67191.731149.61121.6Lastre 46 Er

9611.517.02-9.67191.731149.61121.6Lastre 46 Br

6150.016.700.00186.901084.91058.4Lastre 45

4292.616.7516.84173.421428.21393.4Lastre 44 Er

4292.616.75-16.84173.421482.21393.4Lastre 44 Br

4217.97.5116.8034.271699.7Lastre 14 Er

11049.77.070.0034.042514.9Lastre 14 C

4217.97.51-16.8034.271699.7Lastre 14 Br

4197.18.7716.4918.611061.3Lastre 13 Er

11049.78.180.0018.421763.0Lastre 13 C

4197.18.77-16.4918.611061.3Lastre 13 Br

5058.88.637.685.13192.1Lastre 12 Er

5058.88.63-7.685.13192.1Lastre 12 Br

454.71.7113.17176.06177.5Lastre 11 Er

7380.01.500.00176.99649.2Lastre 11 C

454.71.71-13.17176.06177.5Lastre 11 Br

89.71.507.50126.6Lastre 10 Er

89.71.50-7.50126.6Lastre 10 Br

3076.81.6115.87163.16530.9Lastre 9 Er

4920.01.500.00433.9Lastre 9 C

3076.81.61-15.87163.16530.9Lastre 9 Br

4067.91.5317.02659.0Lastre 8 Er

10660.01.500.00940.2Lastre 8 C

4067.91.53-17.02659.0Lastre 8 Br

4067.31.5317.02658.9Lastre 7 Er

10660.01.500.00940.2Lastre 7 C

4067.31.53-17.02Lastre 7 Br

4067.31.53-17.02Lastre 6 Er

10660.01.500.00Lastre 6 C

4067.31.53-17.02Lastre 6 Br

4067.31.5317.02Lastre 5 Er

10660.01.500.00Lastre 5 C

4067.31.53-17.02Lastre 5 Br

4223.61.5317.03Lastre 4 Er

11070.01.500.00Lastre 4 C

4223.61.53-17.03Lastre 4 Br

4148.81.5816.8466.55Lastre 3 Er

11070.01.510.0066.33Lastre 3 C

4148.81.58-16.8466.55Lastre 3 Br

Lastre 2 Er

Lastre 2 C

Lastre 2 Br

4048.82.0615.5550.74

11070.01.820.0051.01

4048.82.06-15.5550.74

6572.82.540.0038.55

CARACTERÍSTICAS

Eslora en la flotación (Lfl):Manga de trazado (B):Puntal de trazado (D):Calado de diseño (T):

13,7 m10,0 m

49,0 m207,2 m

Desplazamiento al calado de diseño: 79.348 tonSuperficie mojada (Sm):Superficie en la flotación (Sfl): 9.302 m2

212,2 m202,1 mEslora entre perpendiculares (Lpp):

Eslora total (Loa):

12.026 m21:550

FECHA:PFC Nº:291

A1


FORMATO: TÍTULO:

PROYECTO:ESCALA:

08/09/2016

TANQUES DE LASTRE

Lastre 1

DESCRIPCIÓN V. Neto (m3) ZG (m)YG (m)XG (m)Peso (t) MSL (tm)

3956

6688

178.54 16.70

16.70167.701143.6

756.0859.1

1299.6

0.00

0.00

-15.20

MDO 5

MDO 4

MDO 3 (SD) 3.25.65170.7047.954.4

54.4 47.9 170.70 15.20 5.65 3.2

91356.990.00

177.90

177.90

145.202060.52341.5

MDO 2 (SD)

MDO 1

TANQUES DE COMBUSTIBLE

MSL (tm)Peso (t) XG (m) YG (m) ZG (m)V. Neto (m3)DESCRIPCIÓN

10.50142.9 142.9 11.00 20.3

20.311.00-10.50142.9142.9Agua Dulce Br.

Agua Dulce Er.

TANQUES DE AGUA DULCE

DESCRIPCIÓN V. Neto (m3) ZG (m)YG (m)XG (m)Peso (t) MSL (tm) DESCRIPCIÓN V. Neto (m3) ZG (m)YG (m)XG (m)Peso (t) MSL (tm)

TANQUES DE SERVICIO

Aceite Lubricante

Lodos

Aceite Sucio

Aguas aceitosas

Sentinas

Derrames Comb.

Reboses Comb.

Aguas Negras

Aguas Grises

27.8

59.9

29.9

29.9

59.8

29.9

29.9

55.4

119.1 119.1

55.4

26.3

29.9

59.8

29.9

29.9

71.8

25.6 169.2

165.30

165.30

165.30

169.50

169.50

169.50

170.70

170.70

-17.35

2.5

-3.75

-1.25

-2.50

1.25

3.75

-15.20

16.35

11.00

11.00

5.65

1.50

1.50

1.50

1.50

1.50

1.50

2.2

52.5

5.5

5.5

43.8

5.5

4.8

3.6

35.8

PLANO DE CAPACIDADES

Lastre 15 Br 1916.7 50.13 -17.19 7.13 4218.3

Lastre 15 C 2571.1 50.10 0.00 6.99 11049.7

Lastre 15 Er 1916.7 50.13 17.19 7.13 4218.3

Lastre 16 Br 1934.1 66.30 -17.25 7.10 4218.7

Lastre 16 C 2571.1 66.30 0.00 6.99 11049.7

Lastre 16 Er 1934.1 66.30 17.25 7.10 4218.7

Lastre 17 Br 1935.0 82.50 -17.25 7.10 4219.0

Lastre 17 C 2571.1 82.50 0.00 6.99 11049.7

Lastre 17 Er 1935.0 82.50 17.25 7.10 4219.0

Lastre 18 Br 1863.4 98.40 -17.25 7.10 4067.7

Lastre 18 C 2475.9 98.40 0.00 6.99 10640.4

Lastre 18 Er 1863.4 98.40 17.25 7.10 4067.7

Lastre 19 Br 1863.4 -17.25 7.10 4062.7

Lastre 19 C 2475.9 0.00 6.99 10640.4

Lastre 19 Er 1863.4 17.25 7.10 4062.7

Lastre 20 Br 1863.4 129.60 -17.25 7.10 4062.7

Lastre 20 C 2475.9 129.60 0.00 6.99 10640.4

Lastre 20 Er 1863.4 17.25 7.10 4062.7

Lastre 21 Br 145.20

114.00

114.00

114.00

-17.25 7.10 4062.5

Lastre 21 Er 1863.3

1863.3

145.20

129.60

17.25 7.10 4062.5

Lastre 22 Br 160.24 -21.39 5.69 268.6

Lastre 22 Er 160.24 21.39 5.69 268.6

Lastre 23 Br 170.79 -19.51 5.85

Lastre 23 Er 170.50 19.12 5.76 136.1

658.9

658.9

940.2

658.9

658.7

940.2

658.7

684.4

975.8

684.4

649.6

971.3

649.6

396.4

723.1

396.4

141.2137.8

386.7

723.1

386.7

633.8

947.7

633.8

667.7

952.0

667.7

642.7

917.3

642.7

642.8

917.2

642.8

642.8

917.2

642.8

642.9

917.2

642.9

518.0

423.3

518.0

123.5

123.5

173.2

633.3

173.2

187.4

187.4

1035.4

1720.0

1035.4

1658.3

2453.6

1658.3

1870.0

2508.4

1870.0

1887.0

2508.4

1887.0

1887.8

2508.4

1887.8

1817.9

2415.5

1817.9

1817.9

2415.5

1817.9

1817.9

2415.5

1817.9

1817.8

1817.8

447.8

447.8

130.5

159.2

459.0

459.0

133.8

163.2

102.6

Lastre 24 Br 422.2 432.8 177.45 -13.68 5.76 893.6

Lastre 24 Er 422.2 432.8 177.45 13.68 5.76 893.6

Lastre 25 Br 180.6 185.2 -4.02 -10.74 11.78 2597.8

Lastre 25 Er 180.6 185.2 -4.02 10.74 11.78 2597.8

Lastre 26 Br 283.7 290.8 3.74 -20.97 11.85 295.8

Lastre 26 C 755.7 774.6 2.10 0.00 11.60 5081.1

Lastre 26 Er 283.7 290.8 3.74 20.97 11.85 295.8

Lastre 27 Br 575.3 589.7 17.70 -17.25 12.45 4217.0

Lastre 27 C 793.8 813.6 17.70 0.00 12.45 11070.0

Lastre 27 Er 575.3 589.7 17.70 17.25 12.45 4217.0

Lastre 28 Br 575.5 589.9 33.90 -17.25 12.45 4218.7

Lastre 28 C 793.8 813.6 33.90 0.00 12.45 11070.0

Lastre 28 Er 575.5 589.9 33.90 17.25 12.45 11070.0

Lastre 29 Br 575.5 589.9 50.10 -17.25 12.45 4218.7

Lastre 29 C 793.8 813.6 50.10 0.00 12.45 11070.0

Lastre 29 Er 575.5 589.9 50.10 17.25 12.45 4218.7

Lastre 30 Br 575.5 589.9 66.30 -17.25 12.45 4218.8

Lastre 30 C 793.8 813.6 66.30 0.00 12.45 11070.0

Lastre 30 Er 575.5 589.9 66.30 17.25 12.45 4218.8

Lastre 31 Br 575.5 589.9 82.50 -17.25 12.45 4219.0

Lastre 31 C 793.8 813.6 82.50 0.00 12.45 11070.0

Lastre 31 Er 575.5 589.9 82.50 17.25 12.45 4219.0

Lastre 32 Br 554.2 568.1 98.40 -17.25 12.45

Lastre 32 C 764.4 783.5 98.40 0.00 12.45 10660.0

Lastre 32 Er

4062.7

554.2 568.1 98.40 17.25 12.45 4062.7

Lastre 33 Br 554.2 568.1 114.00 -17.25 12.45 4062.7

Lastre 33 C 764.4 783.5 114.00 0.00 12.45 10660.0

Lastre 33 Er 554.2 568.1 114.00 17.25 12.45 4062.7

Lastre 34 Er 554.2 568.1 129.60 -17.25 12.45 4062.7

Lastre 34 C 764.4 783.5 129.60 0.00 12.45 10660.0

Lastre 34 Er 554.2 568.1 129.60 17.25 12.45 4062.7

Lastre 35 Br 554.2 568.1 145.20 -17.25 12.45 4062.7

Lastre 35 C 764.4 783.5 145.20 0.00 12.45 10660.0

Lastre 35 Er 554.2 568.1 145.20 17.25 12.45 4062.7

Lastre 36 Br 473.3 485.1 160.45 -21.48 274.9

Lastre 36 Er 473.3 485.1 160.45 21.48 274.9

Lastre 37 Br 203.8 208.9 170.60 -19.79 11.07 206.6

Lastre 37 Er 138.0 141.5 170.55 20.95 11.10 71.1

Lastre 38 Br 395.9 405.8 177.47 -16.31 11.15 747.7

Lastre 38 Er 395.9 405.8 177.47 16.31 11.15 747.7

Lastre 39 Br 673.5 690.3 186.51 -7.27 11.12 3558.9

Lastre 39 Er 673.5 690.3 186.51 7.27 11.12 3558.9

Lastre 40 Br 872.6 894.4 4.33 -20.75 17.20 611.2

Lastre 40 Er 872.6 894.4 4.33 20.75 17.20 611.2

Lastre 41 Br 872.7 894.5 4.33 -20.75 24.20 611.1

Lastre 41 Er 872.7 894.5 4.33 20.75 24.20 611.1

Lastre 42 Br 872.7 894.5 4.33 -20.75 31.20 611.1

Lastre 42 Er 872.7 894.5 4.33 20.75 31.20 611.1

Lastre 43 Br 784.3 803.9 159.07 -18.56 16.70 1833.0

Lastre 43 C 1019.8 1045.3 157.66 0.00 16.70 5924.7

Lastre 43 Er 784.3 803.9 159.07 18.56 16.70 1833.0

MARTA ELISA IBARRONDO GIRÓN






Cálculo de Potencia. Proyecto de Propulsores

Cuaderno 6. Cálculo de Potencia.

pág. 2



ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 3

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 4

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 5

2 – Sistema Propulsivo ................................................................................................................................. 6

2.1 – Tipo de Propulsor ............................................................................................................................ 7

2.2 – Cálculo de Resistencia .................................................................................................................... 9

2.3 – Coeficientes Propulsivos ............................................................................................................... 12

2.3.1 – Coeficiente de Estela ............................................................................................................. 12

2.3.2 – Coeficiente de Succión .......................................................................................................... 12

2.4 – Cálculo del Empuje ........................................................................................................................ 13

2.5 – Cálculo de Potencia ....................................................................................................................... 13

2.6 – Inmersión del Eje ........................................................................................................................... 14

3 – Elección del Propulsor .......................................................................................................................... 15

4 – Optimización del Propulsor ................................................................................................................... 16

4.1 – Diámetro Óptimo ........................................................................................................................... 16

4.2 – Relación Área/Disco Óptima ......................................................................................................... 19

4.2.1 – Primera Iteración .................................................................................................................... 19

4.2.2 – Segunda Iteración .................................................................................................................. 22

4.2.3 – Tercera Iteración .................................................................................................................... 23

5 – Criterio de Cavitación ............................................................................................................................ 25

6 – Potencia Demandada ........................................................................................................................... 26

7 – Datos Finales del Propulsor .................................................................................................................. 27

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 28

APÉNDICE 1 .......................................................................................................................................... 29

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 30


pág. 3


TABLAS

Tabla 1. Rangos de aplicación de Holtrop y Mennen. ................................................................................................... 9 Tabla 2. Características de las quillas de balance. ...................................................................................................... 10 Tabla 3. Cálculo del diámetro óptimo. Resultados de cada serie B.4. ......................................................................... 18 Tabla 4. Relación Área/Disco mínima para cada serie B.4. de hélices de 4 palas. ..................................................... 18 Tabla 5. Resultados de la optimización del propulsor de 4 palas. Primera Iteración. .................................................. 19 Tabla 6. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Primera iteración. .............................................. 20 Tabla 7. Características del propulsor de 4 palas. Primera iteración. .......................................................................... 21 Tabla 8. Potencia entregada a la hélice. Actualizada según datos de la primera iteración. ........................................ 21 Tabla 9. Resultados de la optimización del propulsor de 4 palas. Segunda iteración. ................................................ 22 Tabla 10. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Segunda iteración. .......................................... 22 Tabla 11. Características del propulsor de 4 palas. Segunda iteración. ...................................................................... 23 Tabla 12. Potencia entregada a la hélice. Actualizada según datos de la segunda iteración. .................................... 23 Tabla 13. Resultados de la optimización del propulsor de 4 palas. Tercera iteración. ................................................ 24 Tabla 14. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Tercera iteración. ............................................ 24 Tabla 15. Características del propulsor de 4 palas. Tercera iteración. ........................................................................ 25 Tabla 16. Resumen de características del propulsor. .................................................................................................. 27 Tabla 17. Apéndice 1. Componentes de la resistencia al avance. Resistencia total y potencia efectiva. ................... 29


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FIGURAS

Figura 1. Diagrama simplificado de la planta de potencia de un buque propulsado por pods. ------------------------------- 6 Figura 2. Esquema de un azipod de ABB. ------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 Figura 3. Esquema del azipod serie XO. --------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 Figura 4. Plataforma semisumergible de perforación con propulsores azipod. --------------------------------------------------- 8 Figura 5. Dimensionamiento y posicionamiento de las quillas de balance. ------------------------------------------------------ 10 Figura 6. Curva de resistencia y curva de potencia. ----------------------------------------------------------------------------------- 11 Figura 7. Calado mínimo e inmersión del eje. ------------------------------------------------------------------------------------------- 15 Figura 8. Curva de potencia de los pods serie XO de ABB. ------------------------------------------------------------------------- 15 Figura 9. Rendimientos de las familias de hélices de 4 palas y 5 palas. --------------------------------------------------------- 17 Figura 10. Ejemplo de obtención de las características del propulsor en el diagrama de la serie B.4.40. --------------- 17 Figura 11. Relación Área/Disco mínima calculada para la serie B.4. ------------------------------------------------------------- 18 Figura 12. Representación del diámetro óptimo de la serie B.4. ------------------------------------------------------------------- 19 Figura 13. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Primera iteración. ----------------------------------- 20 Figura 14. Relación Paso/Diámetro para el propulsor de 4 palas. Primera iteración. ----------------------------------------- 21 Figura 15. Rendimiento para el propulsor de 4 palas. Primera iteración. -------------------------------------------------------- 21 Figura 16. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Segunda iteración. ---------------------------------- 22 Figura 17. Rendimiento para el propulsor de 4 palas. Segunda iteración. ------------------------------------------------------- 23 Figura 18. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Tercera iteración. ------------------------------------ 24 Figura 19. Rendimiento para el propulsor de 4 palas. Tercera iteración. -------------------------------------------------------- 25


pág. 5


1 – Introducción

En este cuaderno se va a definir el sistema de propulsión y aquellos sistemas que ayudan a la

maniobrabilidad del buque. Para este diseño, hay que tener muy presentes la operación y el servicio que

va a realizar.

El diseño del propulsor se desarrolla en base a las especificaciones de proyecto, en las que se

determina que el buque debe constar de pods y que la velocidad de servicio debe ser de 14 nudos.

Primero, se realiza el cálculo de la resistencia teniendo en cuenta factores que la incrementan

como son las hélices transversales de proa o las quillas de balance. Se elegirá el propulsor y se hará un

estudio de los diferentes factores que afectan a la propulsión como son la estela, la succión, el empuje,

potencia etc.

Posteriormente, se realizará una optimización del propulsor con respecto al empuje necesario, la

relación área/disco y el consecuente riesgo de cavitación.

Y por último se estudiará la potencia entregada a la hélice, que permitirá seleccionar los motores

principales, y se presentarán los datos finales del propulsor elegido para el buque en proyecto.


pág. 6


2 – Sistema Propulsivo

En las especificaciones de proyecto se determinó que los propulsores sean pods, estos requieren

de una propulsión diésel eléctrica, que consiste en la sustitución del eje mecánico entre el motor principal

y la hélice por un sistema, que se integra en la red eléctrica, compuesto por grupos generadores (un motor

diésel directamente acoplado a un alternador), transformadores, cuadros de distribución, convertidores de

frecuencia etc. En el siguiente diagrama se muestra un ejemplo de la planta de potencia de un buque

propulsado por pods:

Figura 1. Diagrama simplificado de la planta de potencia de un buque propulsado por pods.

En el diagrama anterior se describe la el proceso:

Los motores diésel queman combustible generando potencia mecánica

Esa potencia mecánica se convierte en potencia eléctrica a su paso por el alternador.

A continuación, la potencia eléctrica se dirige a los cuadros de distribución para que ellos repartan

una determinada potencia a la hélice y a otros consumidores según la operación que realice en

ese momento el buque y la correspondiente demanda eléctrica.

Desde los cuadros eléctricos la potencia llega a los pods pasando por un transformador de voltaje

y un convertidor de frecuencia.


pág. 7


2.1 – Tipo de Propulsor

Los pods se caracterizan por tener un motor eléctrico que se encuentra en una cámara

hidrodinámica sumergida, y toda la unidad junto con el propulsor puede rotar 360 grados proporcionando

una fuerza de giro en cualquier dirección sin la necesidad de la instalación de un timón. En la siguiente

figura se muestra su configuración:

Figura 2. Esquema de un azipod de ABB.

Los pods se suelen instalar en pares, ya que esa configuración hace posible proporcionar una excelente

maniobrabilidad a bajas velocidades, así como un buen mantenimiento de la estabilidad en ruta.

El hecho de llevar pods además de estar exigido por las especificaciones, permite muchas ventajas

frente a la propulsión convencional tales como:

No se necesitan línea de ejes, reductora y timón.

Hay más espacio disponible por la reubicación de la cámara de máquinas utilizando esos espacios

para otros propósitos.

Mejor maniobrabilidad

Mejor capacidad de ciar.

Menor ruido y vibraciones.

Menor potencia requerida en buques de dos hélices. Los propulsores reciben un flujo más uniforme

y por lo tanto su funcionamiento es mejor.

De igual manera, se deben tener en cuenta las limitaciones que estos implican para intentar reducir

su impacto como son: su elevado coste, el rediseño de las formas de popa para poder acomodar los pods

y la limitación de potencia disponible por cada pod hasta 25 MW.


pág. 8


Los propulsores instalados son dos pods proporcionados por la empresa suiza ABB de la serie X, que

resultan de la evolución de los propulsores azipod clásicos. En la siguiente figura se representa el esquema

de dicho azipod serie X.

Figura 3. Esquema del azipod serie XO.

Hay dos variantes de dicha serie, el azipod XO, y el azipod XC (con hélices contrarotatorias). Se

ha elegido el correspondiente a la serie XO diseñados para realizar largas travesías. El catálogo de la

empresa ABB se presenta en el Anexo 1.

Asimismo, en la elección del propulsor se ha tenido en cuenta las recomendaciones del DNV-GL Capitulo 10 Sección 5 para buques semisumergibles publicadas en Octubre del 2015. Dichas recomendaciones tienen un apartado especial en cuanto al propulsor que especifica que se debe contemplar un cierre estanco del propulsor, y que éste soporta la presión, al calado sumergido. Se contactó con la empresa ABB para comprobar si el propulsor elegido cumplía dicha recomendación, ésta aseguró que estaba diseñado para aguantar grandes presiones hidrostáticas y que dichos propulsores se instalan actualmente en buques de estas características y en plataformas semisumergibles de gran calado.

En la siguiente figura se muestra una plataforma semisumergible de perforación que cuenta con

este tipo de propulsores de ABB, que utiliza este sistema para mantener el posicionamiento dinámico.

Figura 4. Plataforma semisumergible de perforación con propulsores azipod.


pág. 9


2.2 – Cálculo de Resistencia

Para la obtención de la resistencia al avance con gran precisión es necesario realizar pruebas en

los canales de ensayos. En la fase de anteproyecto, se suele recurrir a métodos de CFDs o métodos

estadísticos, que resultan más económicos.

En este caso, se va a llevar a cabo el cálculo de una estimación de la resistencia al avance

mediante el método de Holtrop y Mennen, que para la fase de anteproyecto, da resultados dentro de unos

márgenes aceptables de error. Este método fue diseñado para predecir la resistencia al avance de

petroleros, buques de carga general, remolcadores, buques supply, fragatas, pesqueros y

portacontenedores; y en consecuencia existen unos rangos de aplicación:

Tabla 1. Rangos de aplicación de Holtrop y Mennen.

Casi todos los parámetros del buque en proyecto se encuentran entre los límites, pero la relación

manga/calado es demasiado alta; está pasado el límite superior del rango de aplicación. Sería deseable,

para la aplicación del método, que este valor fuera menor, pero por desgracia no se posee una mejor forma

de estimar la resistencia al avance con un coste de tiempo equivalente.

Por ello, se va a utilizar este método en esta fase de anteproyecto, pero será necesario en fases

posteriores realizar un estudio por medio de otros métodos, como CFD, para comprobar que la potencia

instalada es suficiente para dar la velocidad requerida.

Por otro lado, se debe considerar que, al ser un buque tan específico en términos de estabilidad,

es normal que se haya aumentado la manga más de lo habitual ya que debe cumplir los criterios especiales

recomendados para la operación de carga y descarga.

Para esta estimación preliminar de la resistencia ha sido utilizado el módulo de Maxsurf, Hullspeed,

en el que eligiendo el método de Holtrop y Mennen, se obtiene rápidamente la resistencia al avance en

aguas tranquilas. A este valor, habrá que sumarle una estimación de la resistencia de los apéndices y una

estimación de la resistencia de los túneles de maniobra y todo ello dará la resistencia total buscada.

Para calcular la resistencia correspondiente a los apéndices es necesario conocer su superficie

mojada; para ello es necesario estimar las principales dimensiones de las quillas de balance (“Bilge Keels”

en inglés). Se han tenido en cuenta las recomendaciones de “Practical Ship Design. Elsevier Ocean

Engineering Book Series” para su dimensionamiento [4].

Ya se comentó y dimensionaron las quillas de balance en el cuaderno 3 de formas, y se va a comenzar

aquí de nuevo puesto que las quillas de balance se van a incluir en la resistencia al avance del buque.

Es de interés conocer que las aletas estabilizadoras son efectivas cuando el buque navega a una

velocidad elevada, mientras que los tanques antibalance lo son también para velocidades reducidas, incluso

nulas; aunque éstos pierden efectividad a ángulos de balance grandes. Es entonces, cuando las quillas de

balance son efectivas, para ángulos grandes, tanto a velocidades bajas como a mayores velocidades,

Parámetros Mínimo HLS Máximo

Fn - 0,16 0,45

Cp 0,55 0,77 0,85

L/B 3,90 4,33 15

B/T 2,10 4,90 4

Holtrop y Menen


pág. 10


siendo mejor para éstas últimas. Por lo tanto, aunque un buque cuente con sistemas estabilizadores, como

tanques antibalance o aletas, se deben instalar las quillas de balance siempre que sea posible.

En [4] se dan las siguientes recomendaciones que se han seguido para dimensionar las quillas:

En buques llenos, las quillas de balance deben extenderse a lo largo del cuerpo cilíndrico, donde

el brazo del momento estabilizante que producen es mayor. Por otro lado, la altura de las mismas

debe ser siempre tal que no sobresalgan del cuadrado que forman la línea de la quilla y el costado,

para evitar que pueden ser dañadas.

Una fórmula aproximada para la longitud de las quillas puede ser:

0,6· · 95BKL CB L m

En la siguiente figura se ve, como se indicó en el cuaderno de formas, que poniendo la altura de

las quillas (h_bk) de 0.75 metros, queda perfectamente dentro de las líneas que marcan el costado y la

quilla del buque:

Figura 5. Dimensionamiento y posicionamiento de las quillas de balance.

La estimación de la resistencia de las quillas y los túneles se realiza también según el método de

Holtrop [8]. En la siguiente tabla se muestran los valores correspondientes al factor de forma, las

dimensiones de las quillas de balance y la superficie mojada.

Tabla 2. Características de las quillas de balance.

1+k2_BK 1,4

Lbk(m) 120

Bbk(m) 0,75

Sm (m²) 360


pág. 11


Por lo tanto, se obtiene la resistencia debida a las quillas que se calcula de la siguiente forma:

22 _

1R (1 ) · · · · ·2BK BK eq F BKk C V S

Siendo FC el coeficiente de fricción de placa plana correspondiente a las quillas, y BKS su

superficie mojada.

Para estimar la resistencia debido a los túneles transversales de maniobra se acude a la siguiente

fórmula:

2 2R · · · ·tt BTOV d C

Donde el subíndice “tt” se refiere a los túneles de maniobra (“tunnel thrusters”), d es el diámetro

de dichos túneles; y BTOC es un coeficiente que oscila entre 0,003 y 0,010. Para túneles situados en proa

este coeficiente adopta valores bajos; teniendo en cuenta esto y que dichos túneles fueron situados

siguiendo en la mayor medida posible siguiendo las líneas de corriente, se toma un valor de 0,007. El

diámetro de los túneles es de 2,59 m; como se explica en el cuaderno 8 de equipos y servicios.

Desarrollando el proceso descrito, obtenemos la resistencia al avance para un rango amplio de

velocidades. En la siguiente figura se muestran las curvas de resistencia y la de potencia:

Figura 6. Curva de resistencia y curva de potencia.

La resistencia al avance total del buque asciende a 812 kN para una velocidad de 14 nudos:

14 812 82,8knR kN t

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Po

ten

cia

(kW

)

Re

sist

en

cia

(kN

)

V (kn)




pág. 12


En el APÉNDICE 1 se presenta una tabla con la contribución a la resistencia del casco desnudo,

las quillas de balance y los túneles de proa. Además se presenta la potencia efectiva (EHP) para cada

velocidad.

2.3 – Coeficientes Propulsivos

Para el proyecto de las hélices se deben estimar anteriormente los coeficientes que se utilizarán

en dicho proceso.

2.3.1 – Coeficiente de Estela

El fenómeno de la estela consiste en que la velocidad del agua que le llega a la hélice no es la de

avance del buque, sino otra distinta, normalmente menor. Este coeficiente trata de medir ese efecto, y viene

definido por:

AV Vw

V

Donde V es la velocidad de avance del buque y Va la velocidad a la que llega el flujo al propulsor.

Así, el flujo que le llega a la hélice está afectado por la presencia del casco, y no es tan regular como en

aguas libres.

A la hora de comprobar la funcionalidad del propulsor en navegación libre, este coeficiente se

puede estimar según la fórmula de Taylor para buques de dos hélices:

0,55 0,20 0,24Bw C

Además se ha estimado el valor de la estela a través de las fórmulas de Holtrop:

0,3095 10 0,23 0,122B v B

Dw C C C

T B

El valor de la estela en los pods es menor que en los propulsores convencionales, comportándose

mejor y obteniendo una estela muchas más homogénea [6]. Por ello, se ha tomado el valor calculado por

Holtrop, que es menor y se ajusta más a las características de una propulsión de este tipo.

2.3.2 – Coeficiente de Succión

Este coeficiente describe el fenómeno de succión de la hélice sobre la carena, que consiste en un

aumento de la resistencia al avance respecto a la que tendría si no estuviera presente la hélice. Esto se

debe al aumento de velocidad que produce el propulsor en la zona de popa, aumentando así la resistencia

de presión de origen viscoso y la de fricción.


pág. 13


El coeficiente de succión se puede estimar por la fórmula de Taylor para buques de dos hélices:

0,7 0,06 0,228t w

Asimismo, se puede estimar este coeficiente por la fórmula de Holtrop:

0,325 0,1885 0,143Dt CB

T B

Como se ha observado anteriormente en el cálculo del coeficiente de estela, sucede la misma

situación en la obtención del coeficiente de succión, este hecho es de esperar ya que ambos coeficientes

están relacionados físicamente. Como resultado se toma como valor de referencia el hallado por Holtrop.

En el momento en que se contactó con ABB para pedir información sobre los pods instalados; se

aprovechó para solicitar información sobre los rangos en los que se moverían los coeficientes de estela y

succión. Se les proporcionó la curva de resistencia al avance, la velocidad de servicio y las dimensiones

principales del buque. Su contestación con respecto a este tema ha sido que el coeficiente de estela

rondaría un valor de 0,1 y el coeficiente de succión en torno a un 0,13. Podemos concluir por tanto que los

valores estimados por Holtrop (w = 0,12 y t = 0,14), utilizados en el proyecto del propulsor, son aceptables

y se han tomado como válidos.

2.4 – Cálculo del Empuje

El empuje necesario que deberán de suministrar la hélice se define a través del coeficiente de

succión y la resistencia al avance del buque:

812 947,51 1 0,143R

T kNt

Cada propulsor deberá suministrar:

947 474,32 2T

Tprop kN

El propulsor diseñado deberá proporcionar este empuje, aproximándose lo máximo posible, para

ello se iterará hasta conseguir una diferencia aceptable de hasta un 3% en el resultado final. Lo ideal sería

que esta variación sea nula, obteniendo el óptimo propulsor para este empuje.

2.5 – Cálculo de Potencia

Se procede al cálculo de la potencia efectiva para el empuje suministrado a la velocidad de avance:


pág. 14


· 1 14 · 1 0,122 6,32 12,29

947 6,32 5991a

a

mV V w kn kns

EHP T V kW

La potencia efectiva por cada propulsor será:

5989 29952 2prop

EHPEHP kW

Se fija un rendimiento inicial η0 = 0,6; el cual se irá modificando en sucesivas iteraciones hasta

obtener el resultado final.

Con este rendimiento se puede estimar, de forma preliminar, la potencia entregada:

0

2995 49920,6

propEHPDHP kW

2.6 – Inmersión del Eje

Un parámetro importante a definir, antes de realizar la optimización del propulsor, es la inmersión

del eje de los propulsores principales. Los propulsores se van a situar a la altura de la perpendicular de

popa y a 14 metros de crujía.

Se ha optimizado el propulsor para el caso en el que la inmersión del eje sea la mínima posible, cuando el buque navegue en lastre a un calado mínimo de 8.2 m, cuya inmersión del eje sería de 3,5 m. A este calado los propulsores se encuentran sumergidos y el buque trimado. En el cuaderno relativo a la estabilidad, se confirmará que este es el calado mínimo al que podría navegar el buque. En la siguiente figura se muestran el calado mínimo y la inmersión mínima de la hélice:


pág. 15


Figura 7. Calado mínimo e inmersión del eje.

3 – Elección del Propulsor

Como se ha comentado anteriormente se van a instalar dos propulsores azipods en la popa, que tiene forma de espejo y una pendiente poco pronunciada, creada especialmente para albergar este tipo de dispositivos propulsivos. Se han elegido los propulsores azipods de la serie XO de la empresa ABB, específicos para navegar largas distancias.

Características de los pods seleccionados:

Diámetro mínimo del propulsor 3.500 mm

Diámetro máximo del propulsor 4.700 mm

Altura total 11.015 mm

Distancia del eje al servo 4.200 mm

Ángulo máximo inclinación del eje 6º

Ángulo máximo de las formas de popa 7.5 º

El propulsor se dispondrá de tal manera que se cumplan los ángulos de inclinación máximos aportados por el fabricante. Así mismo, se ha comprobado que es posible instalar el propulsor con el máximo diámetro de 4,7 m.

En la siguiente gráfica se muestra la potencia en el eje relacionada con las revoluciones (rpm) del

propulsor proporcionado por ABB [9].

Figura 8. Curva de potencia de los pods serie XO de ABB.


pág. 16


Se observa que con una potencia en el eje de 5.989 kW el propulsor idóneo será el correspondiente

a la serie XO1600 cuyo punto de funcionamiento será de alrededor de 120 rpm.

4 – Optimización del Propulsor

Como se ha indicado anteriormente se van a diseñar los propulsores principales con el propósito de ofrecer el rendimiento óptimo para la velocidad de servicio estipulada en las especificaciones de proyecto de 14 nudos. Para el proceso de optimización se han elegido las series sistemáticas de Wageningen [14].

Se deben obtener los valores de pB y para poder entrar en los diagramas pB - correctamente, estos

se calculan de la siguiente manera:

max1 00,98 0,98

a

D n

V

2,5wag

p

A

n DHPB

V

En el caso de la primera expresión cabe destacar el factor 0,98 que multiplica la expresión, esto se debe a la perturbación ocasionada por la similitud del sistema propulsor a dos líneas de ejes diferentes, si fuese una única línea la perturbación sería mayor y el factor a multiplicar quedaría en 0,96.

Es importante destacar también las unidades utilizadas, siendo n las revoluciones por minuto,

maxD el diámetro máximo en pies, AV la velocidad de avance en nudos y wagDHP el resultado de la

expresión escrita a continuación, que consiste en la DHP previamente estimada en kilowatios y dividida por 1,025 de acuerdo a lo estipulado en los ensayos realizados por el canal de Wageningen, en todos casos referida a la potencia de un único propulsor, ya que siendo los dos simétricos con estudiar uno será suficiente para extrapolar al otro:

1,341 65321,025wag

DHPDHP CV

4.1 – Diámetro Óptimo

Es necesario encontrar el diámetro óptimo de la hélice, que será el que proporcione el mayor rendimiento a la hélice. A continuación se define el diámetro óptimo para cada relación Área/Disco y el empuje requerido por la hélice:

10,3048 Aoptimo

VD

n

1000 prop o

A

DHPT

V

El diámetro se mide en metros, por ello se multiplica por 0,3048 (paso de pies a metros) y el empuje en Newtons, para ello, se multiplica por 1000 ya que inicialmente estaba en kilo Newtons. Se parte de la base de que la hélice trabaja a 120 RPM con el propósito de obtener la potencia necesaria

requerida en el eje (según el catálogo de ABB) y una vez hallada la wagDHP , se procede al cálculo del

parámetro pB que da un valor de 18,3 fijo.


pág. 17


Asimismo, se han utilizado las series de Wageningen correspondientes a las familias de 4 y 5 palas, respectivamente:

B. 4.40; B. 4.55; B. 4.70

B.5.45; B. 5.60; B 5.75

Las hélices de 5 palas se desecharon ya que salían peores rendimientos en comparación con las correspondientes a 4 palas; tal y como se muestra en la Figura 9. Como resultado final solo se enseñará el estudio de la optimización del propulsor teniendo en cuenta las series B. 4.40; B. 4.55 y B. 4.70.

Figura 9. Rendimientos de las familias de hélices de 4 palas y 5 palas.

A continuación, se calcula la correspondiente y se entra en el gráfico pB - , con dichos

valores, se obtiene el η, la 1 y la relación paso-diámetro. En la siguiente gráfica se muestra dicho

procedimiento en color naranja:

Figura 10. Ejemplo de obtención de las características del propulsor en el diagrama de la serie B.4.40.

Se repite este mismo procedimiento para las siguientes series B.4.55 y B.4.70. A continuación se presenta una tabla que recoge los datos obtenidos para cada serie:

0,620

0,625

0,630

0,635

0,640

0,645

0,650

0,655

0,660

0,665

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80

η0

Ae/Ao

Rendimiento

Z=4 Z=5


pág. 18


Tabla 3. Cálculo del diámetro óptimo. Resultados de cada serie B.4.

Sabiendo el empuje y diámetro para cada relación área/disco de las tablas, se procede ahora mediante el criterio de Keller a estimar la relación Área/Disco mínima necesaria, a fin de incrementar el rendimiento de nuestro propulsor sin riesgo de cavitación, para ello se usará la expresión dada por Keller [7]:

2

(1,3 0,3 )(10100 1026 )

e

o

A Z Tk

A h D

Siendo z el número de palas, T el empuje de la hélice en kg, h la inmersión de la línea de ejes en m, D el diámetro de la hélice en m y k la constante aditiva de seguridad cuyo valor es de 0,1 para buques de dos hélices en general. Se obtiene las siguientes relaciones Área/Disco mínimas para cada caso:

Tabla 4. Relación Área/Disco mínima para cada serie B.4. de hélices de 4 palas.

En la siguiente gráfica se muestran dichos valores:

Figura 11. Relación Área/Disco mínima calculada para la serie B.4.

El corte entre la recta roja que representa la relación Ae/Ao y la azul que muestra la relación mínima según Keller, indica el valor mínimo buscado de la relación área/disco para la hélice de cuatro palas; y por tanto la óptima.

Ae/Ao Bp δ0 δ1 H/D D ηo T(N)

0,45 18,3 174 170,52 0,83 5,32 0,625 493.485

0,60 18,3 173 169,54 0,84 5,29 0,630 497.433

0,75 18,3 169 165,62 0,88 5,17 0,627 495.064

Z=5

Keller AE/AO

0,439 0,40

0,453 0,55

0,466 0,70

Z=4

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

Ae

/Ao

Ae/Ao

Serie B.4. Hélices de 4 palasAe/Ao Keller


pág. 19


Asimismo se representa el diámetro del propulsor en función de la relación área/disco, que se halla a partir de la relación de H/D.

Figura 12. Representación del diámetro óptimo de la serie B.4.

Como se puede observar en la gráfica el diámetro óptimo obtenido resulta superior al diámetro

máximo permitido por el fabricante en sus características, que es 4.7 metros; por ello se fijará el diámetro

del propulsor como el diámetro máximo permitido por ABB.

4.2 – Relación Área/Disco Óptima

4.2.1 – Primera Iteración

El diámetro del propulsor y las revoluciones a las que gira el mismo quedarán fijados y por

consiguiente también los valores de pB y 1 . A continuación, se llevará de nuevo a cabo el cálculo de los

rendimientos y relaciones paso/diámetro de cada relación área/disco de la hélice de cuatro palas, cuyo

resultado se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 5. Resultados de la optimización del propulsor de 4 palas. Primera Iteración.

Repitiendo de nuevo el proceso seguido en el apartado anterior se obtienen las gráficas de la

relación área/disco mínima:

4,90

5,00

5,10

5,20

5,30

5,40

5,50

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

D (

m)

Ae/Ao

Diámetro óptimo

Ae/Ao Bp δ1 H/D D (m) ηo T(N)

0,40 18,3 150,5 1,10 4,70 0,640 505.329

0,55 18,3 150,5 1,07 4,70 0,620 489.537

0,70 18,3 150,5 1,06 4,70 0,605 477.694

Z=4


pág. 20


Tabla 6. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Primera iteración.

Figura 13. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Primera iteración.

Resultado la relación área/disco óptima el corte entre ambas curvas, siendo 0,517. Se procede de

la misma manera para obtener el paso diámetro y el rendimiento, obteniéndose los siguientes datos:

Keller AE/AO

0,526 0,40

0,513 0,55

0,503 0,70

Z=4

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

Ae

/Ao

Ae/Ao

Hélice de 4 palas. Primera Iteración. Ae/Ao Keller

1,05

1,06

1,07

1,08

1,09

1,1

1,11

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

H/D

Ae/Ao

Relación Paso/Diámetro. Primera Iteración.


pág. 21


Figura 14. Relación Paso/Diámetro para el propulsor de 4 palas. Primera iteración.

Figura 15. Rendimiento para el propulsor de 4 palas. Primera iteración.

Interpolando para la relación Área/Disco de 0,517, obtenemos los resultados finales, y sus

características geométricas, que se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 7. Características del propulsor de 4 palas. Primera iteración.

Con estas características ya se tendría dimensionada la hélice, aunque si se estudia con

detenimiento el empuje obtenido y el empuje necesario se puede observar que el primero es un poco mayor

que el necesario, y que por tanto se está sobredimensionando el empuje:

492,5 473,6. 4,0%473,6

obtenido necesario

necesario

T TDif Objetivo

T

Para evitar que ocurra este sobredimensionamiento de empuje se tratará de optimizar de nuevo

el empuje obtenido para que este en torno a un 1 % de error respecto al objetivo del empuje necesario.

Para alcanzar ese objetivo se repetirá el proceso de búsqueda de la relación área/disco óptima,

pero esta vez en vez de usar un rendimiento η0=0,6, se usará el rendimiento obtenido para cuatro palas en

la primera iteración, de 0,624. Con ese nuevo rendimiento, las potencias DHP y wagDHP se verán

actualizadas, resultando:

Tabla 8. Potencia entregada a la hélice. Actualizada según datos de la primera iteración.

y = 0,1111x2 - 0,2389x + 0,7178R² = 1

0,600

0,610

0,620

0,630

0,640

0,650

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

η0

Ae/Ao

Rendimiento. Primera Iteración.

Ae/Ao H/D H (m) D (m) ηo T (N)

Z4 0,517 1,07 5,05 4,70 0,624 492.662

DHP (kW) 4.801

DHPwag (CV) 6.281


pág. 22


Esta disminución de la potencia hará que también se reduzca el valor de pB y cambie el de

delta, en la siguiente iteración.

4.2.2 – Segunda Iteración

Siguiendo el mismo procedimiento se realiza una segunda iteración, calculando de nuevo la relación área/ disco mínima con los datos actualizados:

Tabla 9. Resultados de la optimización del propulsor de 4 palas. Segunda iteración.

Tabla 10. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Segunda iteración.

Figura 16. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Segunda iteración.


0,40 18,0 150,5 1,10 4,70 0,640 485.926

0,55 18,0 150,5 1,07 4,70 0,630 478.333

0,70 18,0 150,5 1,06 4,70 0,610 463.148

Z=4

Keller AE/AO

0,510 0,40

0,503 0,55

0,491 0,70

Z=4

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

Ae

/Ao

Ae/Ao

Hélice de 4 palas. Segunda iteración.

Ae/Ao Keller


pág. 23


Figura 17. Rendimiento para el propulsor de 4 palas. Segunda iteración.

A modo de resumen, las características geométricas se encuentran en la siguiente tabla:

Tabla 11. Características del propulsor de 4 palas. Segunda iteración.

Se comprueba de nuevo la relación entre el empuje objetivo y el empuje obtenido con la nueva

relación de área/disco.

480,5 473,6. 1,5%473,6

obtenido necesario

necesario

T TDif Objetivo

T

Se ha mejorado con respecto al obtenido anteriormente aunque sigue siendo mayor que el 1 %

que se pretendía obtener, por lo que se procederá a otra nueva iteración. Esta vez se tomará un valor del

rendimiento de 0,633 y las potencias actualizadas serán:

Tabla 12. Potencia entregada a la hélice. Actualizada según datos de la segunda iteración.

Se volverá a producir esa disminución de la potencia comentada anteriormente reduciendo de

nuevo el valor de pB .

4.2.3 – Tercera Iteración

y = -0,2222x2 + 0,1444x + 0,6178R² = 1

0,600

0,610

0,620

0,630

0,640

0,650

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

η0

Ae/Ao

Rendimiento. Segunda iteración.

Ae/Ao H/D H (m) D (m) ηo T

Z4 0,506 1,08 5,06 4,70 0,633 480.629

DHP (kW) 4.731

DHPwag (CV) 6.190


pág. 24


Siguiendo el procedimiento anterior se procederá de nuevo al cálculo del área/ disco mínima para esta tercera iteración:

Tabla 13. Resultados de la optimización del propulsor de 4 palas. Tercera iteración.

Tabla 14. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Tercera iteración.

Figura 18. Relación Área/Disco mínima para el propulsor de 4 palas. Tercera iteración.


0,40 17,8 150,5 1,10 4,70 0,640 478.905

0,55 17,8 150,5 1,07 4,70 0,630 471.423

0,70 17,8 150,5 1,06 4,70 0,610 456.457

Z=4

Keller AE/AO

0,503 0,40

0,497 0,55

0,484 0,70

Z=4

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

Ae

/Ao

Ae/Ao

Hélice de 4 palas. Tercera iteración.

Ae/Ao Keller


pág. 25


Figura 19. Rendimiento para el propulsor de 4 palas. Tercera iteración.

Finalmente, las características geométricas se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 15. Características del propulsor de 4 palas. Tercera iteración.

Por último, se comprobará de nueva la diferencia entre el empuje necesario y el empuje obtenido

con la nueva relación de área/disco.

473,6 473,6. 0,1%473,6

obtenido necesario

necesario

T TDif Objetivo

T

A través de esta tercera iteración se ha mejorado consiguiendo un error menor de

aproximadamente un 0,1%, obteniendo finalmente la optimización del área/disco buscada con respecto al

empuje requerido.

5 – Criterio de Cavitación

La cavitación es un fenómeno de todo punto indeseable y que ha de procurarse, mediante un

proyecto adecuado de la hélice, que no aparezca o que alcance valores moderados y de escaso riesgo.

Al tener pods como especificación de proyecto ayudo a sobrellevar el tema de la cavitación ya

que su instalación produce una notable disminución de ruidos y vibraciones, que uno de las principales

desventajas de la cavitación.

y = -0,2222x2 + 0,1444x + 0,6178R² = 1

0,600

0,610

0,620

0,630

0,640

0,650

0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

η0

Ae/Ao

Rendimiento. Tercera iteración.

Ae/Ao H/D H (m) D (m) ηo T

Z4 0,505 1,08 5,06 4,70 0,633 473.746


pág. 26


Una consecuencia a tener en cuenta es la pérdida de rendimiento que ella ocasiona en la hélice,

perdiendo asimismo empuje y por lo tanto, produciendo una reducción de la velocidad y demorando más

la entrega de la carga transportada en el caso de los heavylifts.

Para comprobar que la hélice diseñada no cavita se utilizará el criterio de Keller, que establece

que la relación Área/Disco mínima necesaria para evitar la cavitación viene dada por la siguiente expresión:

2

(1,3 0,3 )(10100 1026 )

e

o

A Z Tk

A h D

Siendo Z el número de palas, T el empuje de la hélice en kg, h la inmersión de la línea de ejes

en m, D el diámetro de la hélice en m y k la constante aditiva de seguridad cuyo valor es de 0,1 para

buques de dos hélices en general. Si se sustituye en la citada expresión:

2 2

(1,3 0,3 ) (1,3 0,3 4) 473621 0,499(10100 1026 ) (10100 1026 3,5) 4,7

e

o

A Z Tk

A h D

Se comprueba que:

0,499 0,505e

o

A

A

Por lo tanto, no habrá cavitación y se tomará la hélice proyectada, con una relación Área/Disco de

0,505, de la familia de propulsores B.4 de Wageningen.

6 – Potencia Demandada

En este apartado se calcularán los rendimientos de la hélice y la potencia que esta demanda a los

motores diésel. Como se ha mencionado anteriormente, para una velocidad de servicio de 14 nudos, se

obtiene una resistencia total al avance de 812 kN.

El rendimiento del casco relaciona el coeficiente de estela con el coeficiente de succión y se

expresa de la siguiente manera:

1 1 0,143 0,9761 1 0,122H

t

w

El valor del rendimiento rotativo relativo para buques de dos hélices oscila entre 0,95 y 1 según

[7]. Se tomará el valor de 1, ya que la heterogeneidad del campo de velocidades al ser propulsores pod es

menor de lo normal en un buque de una sola hélice.

El valor de rendimiento mecánico del pod se considerará de 0,98 debido a su maquinaria sencilla

y que su potencia no es muy elevada, situándose entre 1000 y 10000 BHP.

El valor rendimiento del propulsor en aguas libres es el calculado anteriormente de 0,633.


pág. 27


Aunque la potencia efectiva ya ha sido calculada y utilizada para el proyecto del propulsor, se

procede a su cálculo, en este caso para la velocidad de servicio de 14 nudos:

14 0,5144 812 5.848EHP V R kW

Se define la potencia entregada a la hélice como la potencia que recibe el propulsor. Se obtiene

de la siguiente manera:

0

5.848 9.4640,976 1,0 0,633H r

EHPDHP kW

Asimismo, la potencia que le llega a cada uno de los pod es:

9.464 4.8290,98 2pod

pod

DHPP kW

Y por último, la potencia demandada a los motores principales, en servicio y en condiciones

ideales, será:

2· 2·4.829 10.372· 0,97·0,96

pod

diésel

e alt

PP kW

Donde:

e es el rendimiento del sistema de distribución desde los generadores hasta los motores

eléctricos de los pods. Estas pérdidas son generalmente pequeñas, siendo un 6% en el caso

máximo [12]. Por lo tanto se ha tomado un valor de 0,97, considerando que la longitud de los

cables será importante.

Es el rendimiento del alternador, proporcionado por el fabricante de los grupos generadores, los

Mak M32E [13].

7 – Datos Finales del Propulsor

De acuerdo a lo explicado anteriormente, se van a instalar dos pods de la serie X0 1600

pertenecientes a la empresa ABB cuyas características principales se especifican en la siguiente tabla:

Tabla 16. Resumen de características del propulsor.

nº pods 2

D (m) 4,7

Ae/Ao 0,505

z 4

h (m) 3,5

n (rpm) 120

η 0,633



pág. 28


APÉNDICES


pág. 29


APÉNDICE 1

Componentes de la Resistencia al avance. Resistencia total y potencia efectiva.

Tabla 17. Apéndice 1. Componentes de la resistencia al avance. Resistencia total y potencia efectiva.

V (kn) Rcasco (kN) RBK (kN) RTT (kN) RTotal (kN) EHP (kW)

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

0,5 1,5 0,0 0,0 1,6 0,4

1,0 5,5 0,1 0,1 5,7 2,9

1,5 11,8 0,2 0,2 12,2 9,4

2,0 20,2 0,4 0,3 20,8 21,4

2,5 30,6 0,6 0,5 31,7 40,8

3,0 43,2 0,8 0,7 44,7 69,1

3,5 57,6 1,1 1,0 59,7 107,5

4,0 74,1 1,4 1,3 76,8 157,9

4,5 92,3 1,8 1,6 95,7 221,6

5,0 112,5 2,2 2,0 116,7 300,1

5,5 134,3 2,7 2,4 139,4 394,5

6,0 158,0 3,2 2,9 164,1 506,4

6,5 183,5 3,7 3,4 190,6 637,4

7,0 210,6 4,3 3,9 218,9 788,1

7,5 239,4 5,0 4,5 248,9 960,3

8,0 270,0 5,7 5,1 280,8 1.155,4

8,5 302,1 6,4 5,8 314,3 1.374,2

9,0 336,0 7,2 6,5 349,6 1.618,6

9,5 371,3 8,0 7,2 386,6 1.889,0

10,0 408,4 8,9 8,0 425,3 2.187,6

10,5 447,2 9,8 8,8 465,8 2.515,9

11,0 487,7 10,7 9,7 508,1 2.875,2

11,5 530,0 11,7 10,6 552,3 3.267,5

12,0 574,5 12,8 11,5 598,8 3.696,1

12,5 621,2 13,8 12,5 647,6 4.164,0

13,0 670,5 15,0 13,5 699,0 4.674,5

13,5 722,9 16,2 14,6 753,7 5.233,7

14,0 778,9 17,4 15,7 812,0 5.847,7

14,5 841,1 18,6 16,8 876,6 6.538,2

15,0 908,7 19,9 18,0 946,7 7.304,6


pág. 30


REFERENCIAS:




2. http://www.schottel.de/es/propulsion-marina/stt-propulsor-transversal/datos-tecnicos/

3. Lech Kobylinski. 2."Problems of handling ships equipped with azipod propulsion systems".



2015.

6. Advanced Propulsion System" GEM 423E Podded de Ali Can Takinacı, Profesor de la

Universidad de Ingeniería Naval de Estambul, Turquía

7. Baquero Mayor, Antonio. Introducción a la Resistencia y Propulsión. Madrid: apuntes de

clase de la ETSIN.


Wageningen.

9. http://new.abb.com/marine/systems-and-solutions/electric-propulsion/azipod

10. Azipod presentation de la empresa ABB.

11. http://www02.abb.com/global/seitp/seitp161.nsf/0/b8639f2725c61e83c12570dd002d5d9d

/$file/FrontRunner_1205_LowRes.pdf

12. López Piñeiro, Amable. Diseño General de la Planta Eléctrica. Sistemas Électricos y

Electrónicos a Bordo. ETSIN, 2007.

13. https://marine.cat.com/gensets

14. G. Kuiper. The Wageningen Propeller Series. 1992, MARIN.

Áre a deSe rvicio

9.12 m 1.2 4

m

Ø 4.70 m

5.40

m

3 .5 0

°

14.0 m

4.6

0 m

Inmersión del eje al calado de diseño:

15/08/2016

0,633 -

202,1 m

Inmersión mínima del eje:

PROPULSOR

4 palas

Rendimiento teórico de la hélice:

Relación Área Disco:

120 rpm

Número de palas:

Superficie en la flotación (Sfl):

Diámetro del propulsor:PODSTipo de propulsores:

13,7 m

1:275

PERFIL DEL CODASTEA3

CARACTERÍSTICAS

FECHA:PFC Nº:291

4,70 m

Revoluciones óptimas:

TÍTULO:FORMATO:

PROYECTO:ESCALA:12.026 m2

9.302 m2

0,505 -

Superficie mojada (Sm):79.348 tonDesplazamiento al calado de diseño:

207,2 m212,2 m

49,0 m

10,0 m



Calado de diseño (T):Puntal de trazado (D):Manga de trazado (B):Eslora en la flotación (Lfl):Eslora total (Loa):Eslora entre perpendiculares (Lpp):

3,50 m3,50 m






Planta Propulsora y Cámara de Máquinas

Cuaderno 7. Planta Propulsora y Cámara de Máquinas.

pág. 2



ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 4

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 5

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 6

2 – Planta Propulsora ................................................................................................................................... 7

2.1 – Motores Principales ......................................................................................................................... 7

2.2 – Grupos Auxiliares ............................................................................................................................ 9

2.3 – Tipo de Combustible ...................................................................................................................... 10

3 – Disposición General de la Cámara de Máquinas .................................................................................. 10

4 – Equipos y Servicios de la CCMM .......................................................................................................... 14

4.1 – Sistema de Alimentación de Combustible ..................................................................................... 14

4.1.1 – Bombas de Alimentación de Combustible .............................................................................. 16

4.1.2 – Bombas de Trasiego de Combustible .................................................................................... 17

4.1.3 – Precalentadores de Combustible ........................................................................................... 18

4.1.4 – Purificadoras de Combustible ................................................................................................ 19

4.1.5 – Filtros de Combustible e Indicadores ..................................................................................... 20

4.2 – Sistema de Lubricación ................................................................................................................. 20

4.2.1 – Purificadoras de Aceite .......................................................................................................... 22

4.2.2 – Bombas de Trasiego de Aceite .............................................................................................. 22

4.3 – Sistema de Refrigeración .............................................................................................................. 23

4.3.1 – Tomas de Mar ........................................................................................................................ 25

4.3.2 – Bombas de Agua Dulce y Agua Salada ................................................................................. 25

4.3.3 – Intercambiadores de Calor Principales .................................................................................. 28

4.3.4 – Tanques de Expansión .......................................................................................................... 29

4.4 – Generador de Agua Dulce ............................................................................................................. 29

4.5 – Sistema de Aire Comprimido ......................................................................................................... 30

4.5.1 – Botellas de Aire de Arranque ................................................................................................. 31

4.5.2 – Compresores de Aire de Arranque ......................................................................................... 33

4.5.3 – Sistema de Aire Comprimido de Servicio Generales ............................................................. 34

4.6 – Sistema de Exhaustación .............................................................................................................. 34

4.6.1 – Silenciador con Supresor de Chispas .................................................................................... 35

4.7 – Sistema de Ventilación .................................................................................................................. 36


pág. 3


4.7.1 – Consideraciones Básicas del Diseño de Ventilación ............................................................. 36

4.7.2 – Caudal de Aire de Ventilación Necesario ............................................................................... 38

4.7.3 – Ventilación de Impulsión y Extracción .................................................................................... 39

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 42

APÉNDICE 1 .......................................................................................................................................... 43

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 44


pág. 4


TABLAS

Tabla 1. Características de los motores principales. ..................................................................................................... 8 Tabla 2. Características de los motores auxiliares ...................................................................................................... 10 Tabla 3. Características de la bomba de alimentación en stand-by ............................................................................ 16 Tabla 4. Características de la bomba de trasiego ........................................................................................................ 18 Tabla 5. Características de los precalentadores. ......................................................................................................... 18 Tabla 6. Características de las purificadoras de combustible. ..................................................................................... 19 Tabla 7. Características de los filtros. .......................................................................................................................... 20 Tabla 8. Características de la purificadora de aceite. .................................................................................................. 22 Tabla 9. Características de las bombas de trasiego de aceite. ................................................................................... 23 Tabla 10. Disipación de energía del grupo generador ................................................................................................. 26 Tabla 11. Diagrama del balance térmico del sistema de refrigeración. ....................................................................... 26 Tabla 12. Disipación de energía total de cada grupo generador. ................................................................................ 26 Tabla 13. Bomba de agua salada del sistema de refrigeración. .................................................................................. 27 Tabla 14. Bomba de agua dulce del circuito de alta temperatura del sistema de refrigeración. .................................. 28 Tabla 15. Bomba de agua dulce del circuito de baja temperatura del sistema de refrigeración. ................................. 28 Tabla 16. Intercambiador de calor circuito de alta temperatura del sistema de refrigeración. ..................................... 29 Tabla 17. Intercambiador de calor circuito de baja temperatura del sistema de refrigeración ..................................... 29 Tabla 18. Características del generador de agua dulce .............................................................................................. 30 Tabla 19. Consumo de aire comprimido por arrancada ............................................................................................... 32 Tabla 20. Características de las botellas de aire de arranque. .................................................................................... 32 Tabla 21. Características de los compresores de aire de arranque. ........................................................................... 33 Tabla 22. Características de las botellas de aire de Servicio General ......................................................................... 34 Tabla 23. Compresor de aire de Servicio General. ...................................................................................................... 34 Tabla 24. Características del compensador de gases de exhaustación ...................................................................... 35 Tabla 25. Características del silenciador con supresor de chispas ............................................................................. 35 Tabla 26. Demanda de aire de combustión. ................................................................................................................ 38 Tabla 27. Radiación de calor. ...................................................................................................................................... 38 Tabla 28. Características Ventiladores de impulsión CCMM ....................................................................................... 40 Tabla 29. Características Ventiladores de extracción CCMM ...................................................................................... 40 Tabla 30. Características Ventilador de impulsión Local Grupo de Emergencia ......................................................... 41 Tabla 31. Características Ventilador de extracción Local Grupo de Emergencia ........................................................ 41


pág. 5


FIGURAS

Figura 1. Motor 6 M 32 E de Mak. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 Figura 2. Sistema de Control del generador M 32 e ------------------------------------------------------------------------------------- 9 Figura 3. Disposición de Cámara de Máquinas. Bajo Doble Fondo. -------------------------------------------------------------- 11 Figura 4. Disposición de Cámara de Máquinas. Primer Nivel. ---------------------------------------------------------------------- 12 Figura 5. Disposición de Cámara de Máquinas. Segundo Nivel. ------------------------------------------------------------------- 13 Figura 6. Diagrama del sistema de alimentación de combustible ------------------------------------------------------------------ 15 Figura 7. Dimensiones bomba de alimentación en stand-by ------------------------------------------------------------------------ 17 Figura 8. Dimensiones de los precalentadores ----------------------------------------------------------------------------------------- 19 Figura 9. Dimensiones de los filtros ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 Figura 10. Diagrama del sistema de lubricación ---------------------------------------------------------------------------------------- 22 Figura 11. Diagrama del sistema de refrigeración ------------------------------------------------------------------------------------- 24 Figura 12. Tomas de mar en el doble fondo. -------------------------------------------------------------------------------------------- 25 Figura 13. Generador de agua dulce. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 30 Figura 14. Diagrama del sistema de aire comprimido. -------------------------------------------------------------------------------- 31 Figura 15. Botellas de aire de arranque. ------------------------------------------------------------------------------------------------- 33 Figura 16. Compresores de aire de arranque. ------------------------------------------------------------------------------------------ 33 Figura 17. Compensador de gases de exhaustación --------------------------------------------------------------------------------- 35 Figura 18. Silenciador con supresor de chispas ---------------------------------------------------------------------------------------- 36 Figura 19. Esquema del factor de ruta utilizado. --------------------------------------------------------------------------------------- 37 Figura 20. Esquema del patrón de flujo correcto. -------------------------------------------------------------------------------------- 37 Figura 21. Ventilador helicoidal tubular serie TGT ------------------------------------------------------------------------------------- 40


pág. 6


1 – Introducción

El objetivo de este cuaderno es el adecuado diseño y la correcta disposición de la cámara de

máquinas y los equipos y sistemas que la componen.

En el cuaderno nº 2 – Dimensionamiento Inicial, se hicieron unas estimaciones previas de potencia

que se requería instalar en el buque. Más tarde, en el cuaderno nº 6 – Cálculo de Potencia, se estimó, de

manera más precisa, la potencia requerida para el funcionamiento del equipo propulsor, por lo que en el

presente cuaderno ya se puede llevar a cabo la elección de los motores, tanto principales como auxiliares,

el tipo de combustible, los equipos y servicios necesarios para la cámara de máquinas.

En el cuaderno nº 4 – Disposición General ya se introdujeron los cálculos de los volúmenes de los

tanques de servicio relativos a la cámara de máquinas como pueden ser los de combustible de servicio

diario, aceite o sentinas. En este cuaderno se describirán con más detalle los sistemas auxiliares

indispensables para el funcionamiento de la CCMM como son:

sistema de combustible.

sistema de lubricación.

sistema de refrigeración.

sistema de aire comprimido.

sistema de exhaustación.

sistema de ventilación.

Asimismo, por notaciones de clase impuestas por las especificaciones de proyecto, se debe

cumplir con la especificación EO, que denota una cámara de máquinas desatendida, donde se dispone de

maquinaría, alarmas y disposición automática que proporciona seguridad en todas las condiciones de

navegación, incluida la maniobrabilidad equivalente a un buque cuya cámara de máquinas se encuentre

atendida1.

Por último, se presentará en un anexo el plano de la Disposición General de la Cámara de

Máquinas.

1 No incluye la manipulación de la carga.


pág. 7


2 – Planta Propulsora

2.1 – Motores Principales

La potencia total a instalar fue estimada en el cuaderno nº 2 - Dimensionamiento Inicial, y posteriormente se hizo el cálculo de la potencia demandada por los propulsores en el cuaderno nº 6 -Cálculo de Potencia, de manera más precisa pues se calculó a partir de las formas y la resistencia al avance del buque obtenida a partir de ellas.

Teniendo en cuenta el carácter especial del buque, se han consultado buques Heavy Lift Semi-sumergibles existentes, y se ha observado que características de los grupos generadores llevan para cubrir las necesidades de estos buques tan singulares. Se ha decidido en base a la potencia requerida y a datos de buques existentes instalar cuatro grupos generadores además de dos grupos auxiliares que se explicarán en el siguiente apartado.

Estos cuatro grupos generadores están compuestos por cuatro motores diésel semirrápidos de

3.300 kW cada uno de MaK (6 M 32 E), que pertenece a Caterpillar. Están diseñados para consumir Diesel

Oil Marino (MDO) y Gas Oil Marino (MGO). Además, es importante decir que cumple con la reglamentación

de emisiones de TIER 3 del MARPOL.

Los motores semirrápidos tienen mayor coste debido especialmente a dos factores: el mayor

consumo de combustible y los elevados costes de mantenimiento. Aunque también aportan grandes

ventajas como son las siguientes:

Al instalar cuatro motores semirrápidos en vez de un solo motor de mayor potencia, se obtiene

una mayor versatilidad a la hora de cumplir con las diferentes situaciones de carga eléctrica.

Menor peso del motor.

Menor empacho de la cámara de máquinas.

Mayor seguridad, ya que, si fallará un motor, se cuenta con otros tres motores más.

Cumplimiento de la notación de clase DPS-2.

Figura 1. Motor 6 M 32 E de Mak.


pág. 8


Sus características principales se resumen en la siguiente tabla:

Tabla 1. Características de los motores principales.

nº de motores instalados 4

Modelo Mak M32E



nº cilindros 6

Velocidad 720 rpm

Diámetro cilindro 320 mm

Carrera del pistón 460 mm

Presión media efectiva 24.8 bar

Dimensiones máximas:

Largo 9302 mm

Ancho 2639 mm

Alto 4801 mm

SFOC:

100% 0,179 (kg/kWh)

85% 0,179 (kg/kWh)

75% 0,180 (kg/kWh)

50% 0,190 (kg/kWh)


Motores principales


pág. 9


Es importante resaltar la importancia del sistema de control que engloba el motor principal con el

cuadro eléctrico principal, a continuación, se muestra un breve esquema de su funcionamiento:

Figura 2. Sistema de Control del generador M 32 e

2.2 – Grupos Auxiliares

Los grupos auxiliares sirven para generar energía y complementan la función de los motores

principales para cubrir la energía demandada en las diferentes situaciones de carga eléctrica que se definen

en el cuaderno nº 9 de Planta Eléctrica.

Los grupos auxiliares que se han decidido instalar son dos grupos generadores C 32 ACERT de

781 kW proporcionados por Caterpillar, que consumen Diesel Oil Marino (MDO). Son grupos que cumplen

también con la reglamentación de emisiones TIER 3 del MARPOL.

En la siguiente tabla se muestran las principales características de los motores auxiliares:


pág. 10


Tabla 2. Características de los motores auxiliares

2.3 – Tipo de Combustible

El buque está diseñado para operar con Diésel Oil Marino (MDO) cuya densidad varía entre 850 y

900 kg/m3 con una temperatura de 15ºC; y una viscosidad entre 6 y 14 mm2/s.

3 – Disposición General de la Cámara de Máquinas

La Cámara de Máquinas se encuentra a proa, bajo la superestructura, se ha diseñado su

disposición de tal manera, que las chimeneas se sitúan sobre la exhaustación de los motores principales

de forma que se simplifica los conductos por los que se expulsan los gases.

Asimismo, la CCMM se encuentra limitada longitudinalmente por dos mamparos estancos a proa

(sobre la cuaderna 304 correspondiente a una x= 182.4 m) y popa (sobre la cuaderna 255 correspondiente

a una x= 153.0 m) de la CCMM. Superiormente se encuentra limitada por la cubierta principal e

inferiormente por el doble fondo, donde se encuentran los tanques de lastre.

Los motores principales se encuentran sobre la cubierta de doble fondo en la mitad del

compartimento, colocando dos motores a cada banda. Los grupos generadores se encuentran paralelos a

crujía a ambas bandas

En el nivel superior de la CCMM se encuentran el local de cuadro eléctricos y la sala de control.

En el nivel interior se sitúa el taller de la CCMM.


Modelo C32 ACERT



Velocidad 1800 rpm




Largo 4452 mm

Ancho 1528 mm

Alto 1038 mm

Peso 6.7 t

SFOC:

100% 0,210 (kg/kWh)

75% 0,222 (kg/kWh)

50% 0,218 (kg/kWh)

Motores auxiliares


pág. 11


Por último, se han localizado los tanques de agua dulce y demás tanques de servicio en la CCMM de

manera que queden organizados para que el trasiego de los mismos sea mínimo.

Figura 3. Disposición de Cámara de Máquinas. Bajo Doble Fondo.


pág. 12


Figura 4. Disposición de Cámara de Máquinas. Primer Nivel.


pág. 13


Figura 5. Disposición de Cámara de Máquinas. Segundo Nivel.


pág. 14


4 – Equipos y Servicios de la CCMM

4.1 – Sistema de Alimentación de Combustible

En el cuaderno nº4 – Disposición General, se describe la distribución de los tanques de

combustible Se define su volumen a partir de los motores y de la autonomía, resultando un volumen total

de combustible de 4.592 m³.

Este volumen total resulta de la suma del volumen de combustible necesario por los motores

principales (3987 m³), motores auxiliares (566 m³) y los tanques de servicio diario (39 m³). Estos últimos se

dimensionaron para un funcionamiento continuado al 100 % de la potencia durante 12 horas.

El sistema de alimentación del combustible se define en detalle con el esquema proporcionado por

la guía de proyecto del motor que se encuentra en el anexo de este mismo cuaderno.


pág. 15


Figura 6. Diagrama del sistema de alimentación de combustible


pág. 16


De manera simplificada se podría resumir el esquema del sistema de trasiego y de alimentación

de la siguiente forma:

Desde los tanques de combustible, se hace pasar al mismo por un filtro grueso (DF3) y

por la bomba de trasiego (DP3 y DP5), por el precalentador (DH2) y la purificadora (DS1)

si fuera necesario, para llegar a los tanques de servicio diario.

El combustible desde el tanque de servicio diario pasa por un filtro DF1 (primario). El

combustible pasa por un indicador de cantidad de flujo o directamente irá a través de un

indicador de temperatura.

A continuación, si no se encuentra lo suficientemente caliente el combustible se le hará

pasar por un calentador (DH1).

Posteriormente, el combustible pasa por la bomba de alimentación (DP1), o bien por la

bomba en stand-by (DP2).

Se utilizan unos indicadores de presión y temperatura para medir las condiciones a las

que el combustible se va inyectar en los cilindros.

Una vez inyectado el combustible en los cilindros, lo que excede del cilindro vuelve al

tanque de servicio diario (retorno), pasando previamente si es necesario por un enfriador

de combustible (DH3).

Los excesos de combustible por goteo (rebase) se recogen y se vuelven a enviar a los

tanques de servicio diario.

4.1.1 – Bombas de Alimentación de Combustible

Cada motor lleva incorporado la bomba de alimentación principal, y como se indica en la guía del

proyecto del motor se instalará una segunda bomba en stand-by de características similares que se indican

en la siguiente tabla:

Tabla 3. Características de la bomba de alimentación en stand-by

Peso 61 kg

Potencia 1.8 kW

Q 2.2 m3/h

Dimensiones :

A 735 mm

B 112 mm

C 314 mm

D 60.3 mm

E 155 mm

Bomba de alimentación en Stand-by


pág. 17


Figura 7. Dimensiones bomba de alimentación en stand-by

4.1.2 – Bombas de Trasiego de Combustible

Se instalarán dos bombas de trasiego, de las cuales una de ella permanecerá normalmente en

stand-by. Las bombas de trasiego se encargarán de trasegar el combustible entre los tanques de

almacenamiento y de servicio diario.

El caudal de las bombas de trasiego se dimensiona para cumplir con los siguientes tres

requerimientos [3]:

1. Trasegar el mayor tanque de MDO en 12 horas trabajando con ambas bombas:

𝑄 =1

2

𝑉𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑀𝐷𝑂

12 ℎ= 97.5 𝑚3 ℎ⁄

2. Trasegar el tanque de servicio diario en 4 horas con una sola bomba:

𝑄 =𝑉𝑠𝑑

4 ℎ=

2 · 54.4

4= 27.2 𝑚3 ℎ⁄

3. Diez veces el máximo consumo de los motores principales:

𝑄 = 10 · 𝑆𝐹𝑂𝐶 ·1

𝜌𝑀𝐷𝑂· 𝑃𝑜𝑡. 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =

10 · 0.179 ·1

0,88· 14.762 = 30.0 𝑚3 ℎ⁄

Para cumplir con estos criterios se instalarán dos bombas de trasiego con las características que

se muestran en la siguiente tabla:


pág. 18


Tabla 4. Características de la bomba de trasiego

Las bombas de trasiego se colocarán en el nivel inferior de la CCMM ya que normalmente se

sitúan lo más abajo posible [3]; tratando además de disminuir la distancia entre los tanques a trasegar.

4.1.3 – Precalentadores de Combustible

Como indica la guía de proyecto del motor, no es necesario, aunque es recomendable aumentar

la temperatura del diésel hasta 50ºC a la entrada de la purificadora, de los motores al inicio y de los tanques

de servicio diario.

A continuación, se definen los precalentadores necesarios según la guía del proyecto del motor:

𝑄 (𝑘𝑊) =𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

166=

3.300

166= 20 𝑘𝑊

Tabla 5. Características de los precalentadores.


Fabricante AZCUE

Modelo BT-LV

Tipo de bomba De tornillos

Peso 800 kg

Potencia 45 kW

Q 100 m3/h

Presión de descarga 10 bar

Bomba de trasiego

Peso 42 kg

Potencia motor 3300 kW

Potencia 20 kW

Dimensiones:

A 863 mm

B 498 mm

C 205 ø

D 140 mm

Precalentadores de combustible


pág. 19


Figura 8. Dimensiones de los precalentadores

4.1.4 – Purificadoras de Combustible

En la guía del motor se recomienda la instalación de purificadoras de combustible ante la

posibilidad de que se encuentre contaminado por sólidos, como arena, óxido o polvo. Asimismo, pueden

estar contaminados por componentes líquidos como el agua.

Estas impurezas tienen los siguientes efectos no deseados:

Dañan los inyectores de combustible y bombas de trasiego

Deterioran las válvulas de exhaustación.

Incrementan las incrustaciones en las palas del turbocompresor.

La capacidad de las separadoras de MDO viene definida por la guía de proyecto del motor, y

tendrán una capacidad de al menos:

𝑉𝑒𝑓𝑓(𝑙ℎ⁄ ) = 𝑛 · 0.28 · 𝑃𝑒𝑛𝑔 = 4 · 0.28 · 6600 = 3696 𝑙/ℎ

Se instalarán 3 separadores de las siguientes características:

Tabla 6. Características de las purificadoras de combustible.


Fabricante Alfa Laval

Q 1.500 l/h

Peso 579 kg

Potencia 4.0 kW

Purificadoras de Combustible


pág. 20


4.1.5 – Filtros de Combustible e Indicadores

El filtro del combustible protege a la bomba de alimentación de los sólidos grandes. Se

recomienda un filtro primario doble de 320 μm y un filtro fino de 25 μm.

Tabla 7. Características de los filtros.

Figura 9. Dimensiones de los filtros

En el caso de los indicadores, si el combustible retorna al tanque de servicio diario se

debe de disponer de un indicador en ese retorno. Se debe de considerar una presión estática

mínima de 0.2 bar. El combustible debe caer por gravedad desde el tanque de servicio diario.

4.2 – Sistema de Lubricación

El sistema de lubricación o de aceite tiene varias funciones:

Se encarga de la limpieza del motor a través de llevarse la suciedad y las partículas hasta que son

retenidas por los filtros.

Filtro primario 320 μm

Filtro fino 32 μm

Dimensiones:

H1 249 mm

H2 220 mm

W 206 mm

D 180 mm

Filtro de combustible


pág. 21


Refrigera el motor, refrigerando el calor de los pistones, camisas, válvulas, etc.

Lubrica las superficies reduciendo la fricción.

Neutraliza los productos de combustión corrosiva.

Sella las partes del motor metálicas del óxido.

El tanque de aceite se encuentra en el primer nivel de la CCMM tal y como se ha especificado en

el cuaderno nº 4 – Disposición General, en el que se ha detallado el volumen del tanque de lubricación, que

es de 27,8 m³.

Según la guía del proyecto del motor se requiere un lubricante con una viscosidad SAE 40, además

se debe controlar la calidad del lubricante ya que la vida del motor es condicionada por él. Se requiere

también un aceite con la suficiente alcalinidad para poder neutralizar los residuos ácidos resultantes de la

combustión y por último una adecuada limpieza con propósito de prevenir depósitos procedentes de la

combustión.

El sistema de lubricación se define en detalle con el esquema proporcionado por la guía de

proyecto del motor que se encuentra en el anexo de este mismo cuaderno.


pág. 22


Figura 10. Diagrama del sistema de lubricación

4.2.1 – Purificadoras de Aceite

La limpieza más efectiva del lubricante se lleva a cabo mediante la purificadora. La purificadora es

obligatoria para las plantas de HFO y recomendables para MGO y MDO. Por lo que en este caso es muy

recomendable utilizarla.

Según la guía del motor, la temperatura de operación de las purificadoras se encuentra entre 85-

95 ºC. En la misma guía define el caudal de la purificadora de aceite como:

𝑉[𝑙ℎ⁄ ] = 0.18 · 𝑃𝑒𝑛𝑔 = 0.18 · 4 · 3300 = 2.657 𝑙/ℎ

Por lo que se colocarán dos purificadoras, una en operación y la otra en stand-by, de las siguientes

características:

Tabla 8. Características de la purificadora de aceite.

4.2.2 – Bombas de Trasiego de Aceite

Como se ha comentado anteriormente el tanque de lubricación es de 27.8 m3. Se deben

dimensionar las bombas de trasiego, cuya función consiste en hacer que el aceite pase por la purificadora

y reponer el aceite de los motores y demás equipos que lo necesiten.

Según los requerimientos de estas bombas deben de estar preparadas para recibir un caudal de

al menos un 20% más del que recibe las purificadoras:



Q 1.250 l/h

Peso 525 kg

Potencia 4.0 kW

Purificadoras de Aceite


pág. 23


𝑄𝐴𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 120% · 𝑄𝑝𝑢𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎 = 1.2 · 1.250 = 1.500 𝑙/ℎ

Por lo que se colocarán dos bombas de trasiego, permaneciendo una de ellas normalmente en

stand-by, con las siguientes características:

Tabla 9. Características de las bombas de trasiego de aceite.

4.3 – Sistema de Refrigeración

Los motores seleccionados están refrigerados por dos circuitos de refrigeración: uno a alta

temperatura y otro a baja. El agua refrigerante debe ser tratada según los requerimientos impuestos por

Caterpillar para motores MaK.

El circuito de refrigeración tiene dos sistemas de refrigeración diseñados como dos circuitos de

agua separados. Por un lado, está el circuito de agua salada que absorbe agua del mar constantemente, a

través de tomas de mar que se localizan en los costados del doble-fondo, este circuito sirve para enfriar el

circuito de baja temperatura del agua dulce.

El agua dulce circula en dos circuitos uno de alta temperatura (HT) y otro de baja temperatura (LT).

El circuito de alta temperatura refrigera la etapa de alta de la turbosoplante y el aire de carga, las camisas

y las cabezas de los pistones. La temperatura de salida se encuentra en torno a 90ºC, siendo controlada

por una válvula termostática.

Mientras que el circuito de baja temperatura refrigera la etapa de baja del aire, del aceite, el

combustible y otros consumidores. Asimismo, se encuentra controlado por una válvula termostática que

hace que la temperatura de entrada sea de 32ºC o menos. Podría llegar a trabajar a 38ºC bajo condiciones

tropicales, aunque lo recomendable sea de 32ºC para mejorar rendimiento.

Se refrigerarán los grupos generadores, y se utilizará la energía térmica resultante para el

generador de agua dulce. A continuación, se muestra el diagrama del sistema de refrigeración según la

guía del proyecto del motor que sintetiza lo explicado anteriormente.


Fabricante AZCUE

Modelo BT-MB

Tipo de bomba De tornillo

Peso 120 kg

Potencia 1.2 kW

Q 1.5 m3/h


Bombas de trasiego de aceite


pág. 24


Figura 11. Diagrama del sistema de refrigeración


pág. 25


4.3.1 – Tomas de Mar

Se han colocado dos tomas de mar por medio de aberturas en los costados del doble-fondo. Se

utilizan como medio de refrigeración de los equipos y también debido al carácter específico del buque se

usarán como medio suministrador del agua de lastre necesaria para poder realizar la labor de lastrado y

deslastrado del barco. Además, se contará con otra toma de mar de menor tamaño reservada para

contraincendios.

Cada toma de mar dispone de una rejilla exterior y filtro interior que impide la entrada de sólidos,

además de un sistema de ánodos anti incrustante y anticorrosión, y una válvula de aislamiento ya que se

trata de una vía de agua de fácil acceso.

Figura 12. Tomas de mar en el doble fondo.

4.3.2 – Bombas de Agua Dulce y Agua Salada

Según la guía del proyecto del motor se define la energía que se debe de disipar en la siguiente

tabla:


pág. 26


Tabla 10. Disipación de energía del grupo generador

En el siguiente diagrama se muestra la disipación de energía comentada de manera

esquemática, también se muestran las temperaturas a la entrada y salida de cada elemento:

Tabla 11. Diagrama del balance térmico del sistema de refrigeración.

A continuación, se presenta la tabla que recoge las energías totales a disipar:

Tabla 12. Disipación de energía total de cada grupo generador.

Una vez conocida la potencia total a disipar se dimensionan las bombas de agua salada que van

a instalar. Esto es importante ya que la energía total a disipar será transferida al circuito de agua salada a

Camisas 462 kW

Aire Carga 1.138 kW

Aceite 484 kW

Aire Carga 250 kW

Alternador 130 kW

Disipación de Energía

HT

LT

Energía a disipar HT 1600 kW

Energía a disipar LT 864 kW

Energía total a disipar 2464 kW

Disipación de Energía


pág. 27


través de intercambiadores de calor, por lo que se aplica la siguiente ecuación, para el cálculo del caudal

necesario para disipar esa energía:

· · ·( )disipar AS AS s eE Q C T T

Donde:

La energía total a disipar son 2.464 kW.

CAS = calor específico del agua de mar, 3,98 kJ/kgºC.

( )s eT T = diferencia entre las temperaturas de entrada y de salida. Se aplican las condiciones

límite en cumplimiento con DNV. La temperatura de entrada se toma como 32ºC y la de salida

como 45.3ºC (indicado en la guía).

Se requiere un caudal de agua salada para cada uno de los motores de:

𝑄𝐴𝑆 = 163 𝑚3

ℎ⁄

Según la guía del proyecto del motor se requiere una bomba de 160 m3/h por lo que el cálculo

realizado se puede tomar como correcto.

Puesto que se dispone de cuatro motores, el caudal total del agua salada de refrigeración será de

654 m3/h. Por lo tanto, se instalarán dos bombas, una de ellas en stand-by, con las siguientes

características:

Tabla 13. Bomba de agua salada del sistema de refrigeración.

De esta manera, cada una de las bombas tiene la capacidad necesaria para mantener la cámara

de máquinas trabajando al máximo. Esto es importante para cumplir con los requerimientos de la clase

DPS-2.


Fabricante AZCUE

Modelo VM

Tipo de bomba centrífuga

Peso 1.800 kg

Potencia 110 kW

Q 660 m3/h

Presión de descarga 3.5 bar

Bombas de agua salada


pág. 28


Mientras que en las bombas de agua dulce los motores las llevan incorporadas internamente, por

lo que se precisa instalar una bomba externa por cada parte del circuito (alta y baja) que permanecerán

de reserva, para cada uno de los motores (4+4 en total):

Tabla 14. Bomba de agua dulce del circuito de alta temperatura del sistema de refrigeración.

Tabla 15. Bomba de agua dulce del circuito de baja temperatura del sistema de refrigeración.

4.3.3 – Intercambiadores de Calor Principales

El circuito de alta temperatura disipa una energía de 1600 kW y el de baja de 864 kW por cada

grupo generador, como se tiene cuatro grupos generadores, el circuito de alta disipará un calor de 6.400

kW mientras que el de baja disipará un calor de 3.456 kW. Por lo que se instalarán dos intercambiadores

por cada circuito:


Fabricante AZCUE

Modelo CP


Peso 220 kg

Potencia 10 kW

Q 70 m3/h


Bombas de agua dulce de reserva (HT)


Fabricante AZCUE

Modelo LN


Peso 220 kg

Potencia 11 kW

Q 80 m3/h


Bombas de agua dulce de reserva (LT)



Tipo Placas

Peso 450 kg

Calor a disipar 6440 kW

Caudal HT A. Salada 660 m3/h

Temp HT A. Salada 32ºC

Caudal LT A.Dulce 70 m3/h

Temp LT A.Dulce 90 ºC

Intercambiadores de Calor (HT)


pág. 29


Tabla 16. Intercambiador de calor circuito de alta temperatura del sistema de refrigeración.

Tabla 17. Intercambiador de calor circuito de baja temperatura del sistema de refrigeración

4.3.4 – Tanques de Expansión

Según la guía del proyecto del motor se instalarán al menos dos tanques de expansión, uno para

el circuito de alta temperatura y otro para el de baja. Las funciones más características de los tanques de

expansión son las siguientes:

Mantiene la presión en las bombas de refrigeración previendo la cavitación.

Suprime los gases que se forman en el sistema de refrigeración.

Permiten la dilatación del agua por cambios de temperatura amortiguando los cambios de presión

que son absorbidos por los tanques.

El fabricante de los motores indica que los tanques se deben situar entre 4 y 16 metros sobre la

línea central del cigüeñal. Localizando los tanques en la plataforma intermedia, se encuentran a una altura

mayor de 4 metros sobre el cigüeñal.

El volumen de los tanques de expansión depende del volumen total de los circuitos de

refrigeración. En la guía de proyecto del motor se especifica de una capacidad de 0,35 m3. Al haber

instalado 4 motores principales y dos secundarios, se instalarán un tanque de expansión por cada par de

motores principales y cada auxiliar; es decir dos tanques de expansión para el circuito de baja de al menos

0,90 m3, y otros dos para el de alta del mismo volumen.

4.4 – Generador de Agua Dulce

Los diferentes sistemas en la generación de energía producen calor que es necesario disipar. El

encargado de disiparlo es el sistema de refrigeración. Para poder aprovechar parte de esa energía a disipar,

se instalará un generador de agua dulce, que se encarga de recuperar esa energía que circula por el circuito

de alta temperatura de refrigeración.



Tipo Placas

Peso 370 kg

Calor a disipar 3456 kW

Caudal HT A. Salada 660 m3/h

Temp HT A. Salada 36.7ºC

Caudal LT A.Dulce 80 m3/h

Temp LT A.Dulce 47.3 ºc

Intercambiadores de Calor (LT)


pág. 30


Previamente en el cuaderno nº2 – Dimensionamiento Inicial, se realizó una estimación del

consumo medio de los litros por persona y día, que se corroboró en el cuaderno nº 4 - Disposición General,

en el que se suponía un consumo medio de 150 litros por persona y día [1] y dando lugar a dos tanques de

agua dulce de 142,9 litros cada uno, localizados en la cubierta inferior. A continuación, se calcula la

capacidad del generador de agua dulce:

𝑄 = 150 𝑙

𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 · 𝑑í𝑎· 30 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 = 4.500

𝑙

𝑑í𝑎

Se instala un generador de agua dulce conectado al circuito de alta, de Alfa Laval, capaz de

generar entre 3.100 y 10.000 litros de agua dulce por día, dependiendo de la temperatura del fluido de

refrigeración. Contiene una bomba para el agua dulce y una bomba de agua salada.

Tabla 18. Características del generador de agua dulce

Figura 13. Generador de agua dulce.

4.5 – Sistema de Aire Comprimido

Este sistema sirve para proporcionar aire comprimido a los motores para su arranque a 30 bares

y para proveer energía actuante a dispositivos de seguridad a una presión de 7.5 bares. Este sistema

requiere de la instalación de botellas para almacenar el aire comprimido y compresores cuyo caudal debe

de ser suficiente para que pueda cumplir con los requerimientos de las sociedades de clasificación. Para

nº equipos instalados 1

Modelo AQUA-65

Capacidad 3.1-10 m3/día

Potencia 6 kW

Peso 700 kg

Generador de Agua Dulce


pág. 31


asegurar el funcionamiento de los diferentes componentes del sistema de aire comprimido no debe tener

partículas sólidas y aceite.

Para este sistema se requiere:

La instalación de dos botellas de aire de arranque con al menos un 50% de la capacidad necesaria.

Asimismo, deben de ser suficientes para proporcionar aire de arranque al menos 6 arrancadas

consecutivas, con lo cual cada botella deberá de tener una capacidad de 3 arrancadas

consecutivas.

La instalación de dos compresores con una capacidad suficiente para proporcionar en una hora el aire necesario para cargar las botellas partiendo de la presión atmosférica.

Asimismo, la instalación de indicadores de presión, drenaje de agua, separador de agua y aceite

por cada compresor, para el correcto funcionamiento del sistema. En el siguiente diagrama se muestra el

sistema de aire comprimido de manera esquemática:

Figura 14. Diagrama del sistema de aire comprimido.

4.5.1 – Botellas de Aire de Arranque

En la guía de los motores, tanto principales como auxiliares, se indica el volumen que se consume

en una arrancada que se deberá de tener en cuenta a la hora de saber la capacidad de las botellas de aire

comprimido.


pág. 32


Tabla 19. Consumo de aire comprimido por arrancada

Se calcula el volumen necesario como:

· ·a atm

máx mín

V n PV

P P

Donde:

Va es el volumen necesario para una arrancada de todos los equipos.

n es el número de arrancadas necesarias para satisfacer las reglas.

Pmax y Pmin vienen indicadas por el fabricante del motor, siendo estas de 30 bar y 10 bar

respectivamente.

Para el cálculo del volumen necesario se recomienda considerar una presión mínima de

15 bar, por lo que el volumen total necesario es:

𝑉 =𝑉𝑎 · 𝑛 · 𝑃𝑎𝑡𝑚

𝑃𝑚á𝑥 − 𝑃𝑚í𝑛=

6 · 6 · 1

30 − 15= 2.4 𝑚3

Por ello, se instalarán dos botellas de 1.2 m3 cada una, de Atlas Copco y aprobadas por DNV, que

deberán ser instalados en posición inclinada para garantizar su correcto drenaje.

Tabla 20. Características de las botellas de aire de arranque.

Motores principales (x4) 1,2 m3

Motores auxiliares (x2) 0.6 m3

Total 6 m3

Consumidores


Modelo Atlas Copco

Volumen 1.5 m3

Presión máxima 33 bar

Peso 970 kg

Dimensiones:

Largo 3350 mm

Diámetro 800 mm

Botellas de Aire de Arranque


pág. 33


Figura 15. Botellas de aire de arranque.

4.5.2 – Compresores de Aire de Arranque

En la guía del proyecto del motor se indica como calcular la capacidad de los compresores de aire

que se deben instalar. Éste considera el volumen de las botellas de aire, el tiempo de llenado y la presión

final. Se recomienda considerar un tiempo de llenado de 30 min:

𝑉𝑐𝑜𝑚𝑝 =𝑉𝑏𝑜𝑡𝑒𝑙𝑙𝑎

0.5 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠·

𝑃𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑃𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

𝑃𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓é𝑟𝑖𝑐𝑎=

1.5

0.5·

30 − 1

1= 87

𝑚3

ℎ

Se instalan dos compresores de Atlas Copco con una capacidad de 90 m3/h que se accionan por

motores eléctricos, de tal manera que se cuenta con al menos uno de ellos en caso de emergencia.

Tabla 21. Características de los compresores de aire de arranque.

Figura 16. Compresores de aire de arranque.


Modelo LT 25-30 KE

Capacidad 90 m3/h

Potencia 22 kW

Peso 570 kg

Dimensiones:

L 1228 mm

W 794 mm

H 785 mm

Compresores de aire de arranque


pág. 34


4.5.3 – Sistema de Aire Comprimido de Servicio Generales

El sistema de aire comprimido de servicios generales sirve para proporcionar aire a presión para

distintos tipos de funciones, como trabajos en cubierta, limpieza de colectores, tomas de mar (importantes

para el sistema de lastrado) etc.

Se suministra el aire comprimido a 7 bares, y está alimentado de una botella de aire comprimido

de servicios varios de 4 m3, conectada a un compresor de aire de servicio y control disponiendo también

de una válvula reductora de presión.

Tabla 22. Características de las botellas de aire de Servicio General

Se instala un compresor de capacidad para elevar la presión de la botella de aire de servicios

generales a 7 bares en 30 minutos:

𝑉𝑐𝑜𝑚𝑝 =𝑉𝑏𝑜𝑡𝑒𝑙𝑙𝑎

0.5 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠·

𝑃𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑃𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

𝑃𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓é𝑟𝑖𝑐𝑎=

4.0

0.5·

7 − 1

1= 48

𝑚3

ℎ

Por lo que se elige un compresor de Atlas Copco con una capacidad de 51.5 m3/h:

Tabla 23. Compresor de aire de Servicio General.

4.6 – Sistema de Exhaustación

El sistema de exhaustación se encarga de descargar los gases de exhaustación emitidos por los

motores a través de un sistema de chimeneas. A través de este sistema se expulsan los gases a la

atmosfera, situándose la salida por encima del puente de gobierno.

Para proporcionar la máxima eficiencia al motor, la resistencia del gas a fluir debe ser minima.

Este sistema está compuesto por un guardacalor y un supresor de chispas. Asimismo, se debe instalar un

compensador de gases de escape entre la conexión del motor con las tuberías de escape, debido a las

vibraciones.

nºequipos instalados 1

Volumen 4 m3

Presión 7 bares

Peso 1500 kg

Botellas de aire de Serv.General


Modelo LT 15-30 KE

Capacidad 51.5 m3/h

Potencia 12 kW

Peso 460 kg

Compresor de aire de Serv.General


pág. 35


Tabla 24. Características del compensador de gases de exhaustación

Figura 17. Compensador de gases de exhaustación

4.6.1 – Silenciador con Supresor de Chispas

Se instala un silenciador por cada motor, indicado en la guía de proyecto, con supresor de chispas,

con una reducción de sonido de 35 dB y un flujo máximo de gases de 40 m/s.

Tabla 25. Características del silenciador con supresor de chispas

nºequipos instalados 4

Tipo 6 M 32 E

Peso 107 kg

Dimensiones:

Largo 450 mm

Diámetro 600 mm

Compensador de Gases de Exhaustación


Tipo 6 M 32 E

Peso 1350 kg

Dimensiones:

DN 600 mm

A 675 mm

D 1.100 mm

L 4.800 mm

Silenciador con Supresor de Chispas


pág. 36


Figura 18. Silenciador con supresor de chispas

4.7 – Sistema de Ventilación

Es muy importante que a la hora del diseño de la cámara de máquinas se tenga muy en cuenta su

ventilación, su refrigeración y la correcta combustión de los motores. Sobre todo de cara a las personas

que trabajan en su mantenimiento ya que la comodidad es un factor trascedente para que se puede llevar

a cabo de la mejor manera las tareas necesarias.

Este sistema sirve para impulsar y extraer el aire de la Cámara de Máquinas con los siguientes

propósitos:

Suministrar aire para la combustión de los motores.

Extraer los posibles gases que puedan generarse en CCMM.

Refrigerar el calor que radian los motores y demás equipos.

Como la guía del motor en el caso de sistema de ventilación no indica cómo realizar su diseño, se

sigue las recomendaciones de la guía de instalación y aplicación de la CCMM de Caterpillar [7].

4.7.1 – Consideraciones Básicas del Diseño de Ventilación

Es necesario resaltar que la base fundamental de una buena ventilación es un buen diseño y

estudio de las rutas que seguirá el aire. Para ello se debe de tener en cuenta las siguientes consideraciones

indicadas en la guía de Caterpillar:

Las entradas de aire fresco deben situarse lo más lejos y bajo posible de las fuentes de calor.

Los puntos de extracción deben encontrarse en el punto más alto posible, y preferiblemente

encima de los motores principales y fuentes principales de calor.

Las entradas y salidas de aire deben localizarse de tal manera que se evite la recirculación del

aire y los puntos de remanso que puedan quedar sin circulación/refrigeración.

Según la guía de instalación, el caudal de aire necesario se multiplica por un factor corrector debido

a la eficiencia del sistema según la disposición de los elementos comentados en los puntos anteriores. Se

va a tomar un factor de 1 que corresponde con una disposición de entradas y salidas de aire como el de la

figura siguiente:


pág. 37


Figura 19. Esquema del factor de ruta utilizado.

Por seguridad se aplicará un margen de seguridad a la hora de calcular el caudal de aire necesario.

Otra consideración importante que debe de contemplar la CCMM es asegurarse de que el flujo de

aire circule en un sentido proa/popa o viceversa, de tal manera que el aire circule entre los motores

principales de manera paralela ellos.

Los motores se han situado en paralelo, y las bocas de impulsión del sistema de ventilación se

situarán a proa de la CCMM mientras que las de extracción en el otro extremo, tal y como muestra la

siguiente figura:

Figura 20. Esquema del patrón de flujo correcto.


pág. 38


4.7.2 – Caudal de Aire de Ventilación Necesario

El caudal de aire necesario depende del calor que radian los motores y equipos, y del aire que

estos consumen. Además, se debe comprobar que el caudal es suficiente para cumplir el criterio de

confortabilidad de la CCMM que se encuentra marcado por el número de renovaciones por minuto.

Se define el cálculo de la demanda de aire por la guía de instalación y diseño mediante la siguiente

fórmula:

·· · admisión

p

HQ Q F

D C T

Donde:

Q es el caudal mínimo requerido.

H es el calor radiado por los motores y equipos.

D es la densidad del aire a 38 ºC (1,099 kg/m3).

Cp el calor específico del aire (0,017 kW·min/kg·ºC).

ΔT el aumento de temperatura permitido.

La guía de diseño de Caterpillar indica que una CCMM correctamente diseñada debe mantener la

temperatura entre 8.5ºC y 11.5ºC por encima de la temperatura ambiente (temperatura a la que estaría la

CCMM sin estar trabajando los motores principales). Además, se fija un valor de 48.8 ºC (120ºF) como

temperatura máxima de la CCMM.

Según el fabricante de los motores la demanda del aire de combustión y la radiación de calor es

la siguiente:

Tabla 26. Demanda de aire de combustión.

Tabla 27. Radiación de calor.

Con estos datos ya es posible se puede calcular el caudal de aire de ventilación mínimo en la

CCMM:

𝑄 = (672

1,099 · 0.017 · 9+ 1.324) · 1 = 5.321

𝑚3

𝑚𝑖𝑛= 319.260

𝑚3

ℎ

Motores Principales (x4) 296 m3/min

Motores Auxiliares (x2) 70 m3/min

Total 1324 m3/min

Demanda de Aire de Combustión

Motores Principales (x4) 150 kW

Motores Auxiliares (x2) 36 kW

Total 672 kW

Radiación de Calor


pág. 39


En otros locales que demandan ventilación se instalan ventiladores adicionales, como en el local

del cuadro eléctrico principal y en la cámara del generador de emergencia. La demanda de aire de admisión

del motor de emergencia es de 25 m3/min y el calor a disipar son 20 kW, con lo que el caudal necesario en

el local del generador de emergencia es de:

𝑄 = (20

1,099 · 0.017 · 9+ 25) · 1 = 144

𝑚3

𝑚𝑖𝑛= 8.640

𝑚3

ℎ

El caudal a extraer de la CCMM será menor que el caudal de impulsión, debido a que una gran

parte del aire es absorbida por los motores. Solo el aire dedicado a refrigerar el calor radiado será extraído.

Se considera extraer un 10% más de aire que el caudal de impulsión destinado al calor radiado por los

motores y demás equipos.

Este caudal, para los motores principales será de:

𝑄 = (672

1,099 · 0.017 · 9) · 1 · 1,10 = 4.397

𝑚3

𝑚𝑖𝑛= 263.820

𝑚3

ℎ

Y el caudal del local del generador de emergencia:

𝑄 = (20

1,099 · 0.017 · 9) · 1 · 1,10 = 131

𝑚3

𝑚𝑖𝑛= 7.860

𝑚3

ℎ

Para mantener un correcto entorno en CCMM se debe asegurar unas buenas condiciones de

trabajo, por lo que se suele tomar como valor de diseño al menos 25 renovaciones de aire por hora más

dos más por cada motor principal instalado. En este caso, se necesitarán al menos 33 (25+2x4)

renovaciones por hora.

El volumen total de la cámara de máquinas, teniendo en cuenta la sala de control, el local de los

cuadros eléctricos y los talleres; es de unos 9.300 m3.

Según el caudal calculado anteriormente las renovaciones necesarias serán:

𝑛º 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑛𝑜𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 =𝑄𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖ó𝑛

𝑉𝐶𝐶𝑀𝑀=

5.321 · 60

9.323= 34,3 𝑟𝑒𝑛𝑜𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠/ℎ𝑜𝑟𝑎

Siendo un valor mayor que las 33 renovaciones por hora recomendadas.

4.7.3 – Ventilación de Impulsión y Extracción

Se decide instalar ventiladores helicoidales tubulares y se puede instalar en posición horizontal o

vertical.


pág. 40


Figura 21. Ventilador helicoidal tubular serie TGT

Se instalan 4 ventiladores de extracción y 4 ventiladores de impulsión en la CCMM con las

siguientes características:

Tabla 28. Características Ventiladores de impulsión CCMM

Tabla 29. Características Ventiladores de extracción CCMM

Asimismo, se instalarán un ventilador de impulsión y un ventilador de extracción en el local del

grupo de emergencia con las siguientes características:


Modelo TGT/4-1250-3/-11

Capacidad 84200 m3/h

Potencia 11 kW

Peso 229 kg

Diámetro boca 1250 mm

Ventiladores de Impulsión CCMM


Modelo TGT/4-1000-3/-11

Capacidad 67400 m3/h

Potencia 11 kW

Peso 175 kg


Ventiladores de Extracción CCMM


pág. 41


Tabla 30. Características Ventilador de impulsión Local Grupo de Emergencia

Tabla 31. Características Ventilador de extracción Local Grupo de Emergencia


Modelo TGT/2-400-6/-2.2

Capacidad 8780 m3/h

Potencia 2.2 kW

Peso 52 kg


Ventilador de Impulsión Local Grupo de Emergencia


Modelo TGT/4-450-6/-0.55

Capacidad 7950 m3/h

Potencia 0.55 kW

Peso 44 kg


Ventilador de Extracción Local Grupo de Emergencia


pág. 42


APÉNDICES


pág. 43


APÉNDICE 1

Guía del proyecto del motor. M32E Project Guide/Generator Set. MAK


pág. 44


REFERENCIAS:




2. López Piñeiro, Amable. Diseño genera de la Planta Eléctrica. Sistemas Eléctricos y

Electrónicos a Bordo. Madrid: apuntes ETSIN.

3. Ventura, Manuel. Machinery – FO systems. Msc in marine engineering and naval

architecture, Machinery and Marine Systems lectures 2014. Instituto Superior Técnico de

Lisboa.

4. López Piñeiro, Amable. Distribución Eléctrica a Bordo. Sistemas Eléctricos y Electrónicos

a Bordo. Madrid: apuntes ETSIN.

5. López Piñeiro, Amable. Iluminación a Bordo. Sistemas Eléctricos y Electrónicos a Bordo.

Madrid: apuntes ETSIN.

6. Temas de Tráfico Marítimo, Reglamentación del Buque y su Explotación. Madrid: apuntes

ETSIN.

7. Engine Room Ventilation. Application and installation guide. Caterpillar.



9. https://marine.cat.com/cda/alias/mak-M32E

10. https://marine.cat.com/gensets


2015.

12. DNV-GL Parte 6 Notaciones de Clase Adicionales Capítulo 2 Propulsión, Potencia y

Sistemas auxiliares en Julio del 2016.

https://marine.cat.com/cda/alias/mak-M32E

https://marine.cat.com/gensets

Gua

rdac

alor

Ven

tilac

ión

Gua

rdac

alor

Ven

tilac

ión

Zona

de

desm

onta

je

Zona

de

desm

onta

jeZo

na d

e de

smon

taje

Gua

rdac

alor

290

290290 310270250

280

250280 300 250290 310300

300270

260280270 260260

310

310

250

270 280 300

260

Lastre 38 Br

Agua Dulce Br

Lastre 36 Er

Lastre 36 Br

Lastre 38 ErVentilaciónCCMM

Sala de Control de

CCMM

AguasNegras

MaquinariaAscensor

Asce

nsor

Túnel de

pasaje

AguasGrises

Loca

l de

cuad

ros

eléc

trico

s

VentilaciónCCMM

Lastre 37 Br

CUBIERTA INFERIOR(8.300 mm s/LB)

WC

Lastre 37 Er

Agua Dulce Er

Lastre 23 Er

Localpurific.


Lastre 24 Br

Lastre 24 Er

Lastre 22 Er

Acei

te

Taller CCMM

MDO 2Serv. Diario

MDO 3Serv. Diario


Lastre 9 Er

Tomade mar

Lastre 10 Er

LodosReboses

Combustible

FONDO(Línea Base)

Lastre 11Lastre 9 C

Tomade

mar Br

Aguas Aceitosas

AceiteSucio

Sentinas

Col

ecto

r del

sis

tem

a de

last

re

Tomade

mar Er

Lastre 10 Br

Lastre 9 Br

Lastre 11 Br

Lastre 11 Er

DerramesCombustible

45.000 mm

0 mm

Sección nº 265

3.000 mm

8.300 mm

13.700 mm

19.700 mm

Línea Base

Doble Fondo

Cubierta Inferior

Cubierta Principal

Cubierta Castillo

27.000 mm 1ª Cubierta

30.000 mm 2ª Cubierta

3ª Cubierta

4ª Cubierta

5ª Cubierta

Puente

33.000 mm

36.000 mm

39.000 mm

42.000 mm

Tope de Puente

PERFIL

Lastre 47 Br

Lastre 43 Br

Lastre 47 Er

Lastre 43 Er

Lastre 22 Br

Lastre 9 C

Lastre 36 Br

Lastre 22 Er

Lastre 43 C

Lastre 36 Er

Lastre 9 Er

Lastre 47 C

Lastre 9 Br

ESCALA:

FECHA:

PLANO DE CCMM

11 kW

39

PFC Nº:

18

20

1 11

8

FORMATO:

291

39

19

19

1

1

1

11

116

12 kW

1

Ventiladores CCMM

TÍTULO:



2

39

18

38

1

1.0 kW

1.1 kW

60 kW

12 kW

22 kW

6.0 kW

11 kW

10 kW

110 kW

1.2 kW

4.0 kW

4.0 kW

20 kW

45 kW

1.8 kW

781 kW

3300 kW

1:250

12 kW

240 kW

1

4.8 kW

PROYECTO:

320 kW

26

0.65 kW

A1

0.8 kW

25

10 kW

39

42 kW

28

12.5 kW

37

14 kW

28

Compresor gambuzas

Compresor HVAC

38

Filtro tomas de mar

Planta séptica

37

36

35

Generador de agua dulce

Bomba alimentacion stand-by

10

9 Bomba de agua salada

8

7

Grupo Generador Principal

Grupo Generador Auxiliar

Bomba de trasiego combustible

6

5

4

3

2

1

11

12

13

14

15

16

Precalentador de combustible

Purificador de combustible

Purificadora de aceite

Bomba de trasiego de aceite

Bomba de reserva de agua dulce (HT)

Bomba de reserva de agua dulce (LT)

Intercambiadores de calor (LT)

Intercambiadores de calor (HT)

Tanques de expansión de baja

Tanques de expansión de alta

17

Sistema de tratamiento de lastre34

Tanque hidroforo

Bomba aguas residuales

33

32

31 Bomba lastre

Bomba agua sanitaria

Bomba agua caliente sanitaria30

Calentador agua sanitaria

29

28

27

26

25

24

Bomba de lodos23

Separador de sentinas22

Bomba de sentinas

Compresor de aire de servicios generales

Botella de aire de servicios generales

Compresor de aire de arranque

20

21

19

18

Bomba CI de rociadores habilitación

Tanque de agua dulce para rociadores

Bomba CI rociadores CCMM

Cod. DESCRIPCIÓN

4

No.

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

4

3

4

4

-

-

1

Botellas de aire de arranque

1

1

1

Bomba baldeo y contraincendios

Pot./Cap.

0.90 m3

0.90 m3

1.5 m3

4 m3

4 m31

1

4

1

1 0.7 m3

-

-

1

1

32

29

1514

2933

301514

35

17

17

44

6 6 6

7

788

2122

23

21

2

5 3 10 11

131211103

3 10 111213

2724

31

31

9

9

34

31

31

2427

2

1

10 115 3

36

1

36

27/10/2016

207,2 m49,0 m

10,0 m13,7 m

Calado de diseño (T):Puntal de trazado (D):Manga de trazado (B):Eslora en la flotación (Lfl):

CARACTERÍSTICAS

12.026 m2

Eslora total (Loa):Eslora entre perpendiculares (Lpp): 202,1 m

212,2 m

9.302 m2Superficie en la flotación (Sfl):Superficie mojada (Sm):

79.348 tonDesplazamiento al calado de diseño:






Equipos y Servicios

Cuaderno 8. Equipos y Servicios.

pág. 2



ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 5

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 6

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 7

2 – Rendimientos y pesos de los equipos .................................................................................................... 8

3 – Equipos de Fondeo y Amarre ................................................................................................................. 8

3.1 – Numeral del Equipo ......................................................................................................................... 8

3.2 – Anclas .............................................................................................................................................. 9

3.3 – Cadenas ........................................................................................................................................ 10

3.4 – Cajas de Cadenas ......................................................................................................................... 10

3.5 – Líneas de Remolque ..................................................................................................................... 10

3.6 – Líneas de Amarre .......................................................................................................................... 11

3.7 – Molinetes ....................................................................................................................................... 11

4 – Servicios de Gobierno ........................................................................................................................... 13

4.1 – Propulsores Principales ................................................................................................................. 13

4.2 – Dimensionamiento de los Propulsores Auxiliares .......................................................................... 15

4.2.1 – Condiciones ambientales ....................................................................................................... 16

4.2.2 – Fuerzas ambientales .............................................................................................................. 16

4.2.3 – Empuje de los propulsores ..................................................................................................... 20

4.2.4 – Balance de fuerzas ................................................................................................................ 21

5 – Servicios de Achique y Sentinas ........................................................................................................... 23

5.1 – Colector Principal del Sistema de Sentinas ................................................................................... 24

5.2 – Bombas de Sentinas ..................................................................................................................... 24

5.3 – Separador de Sentinas .................................................................................................................. 25

5.4 – Bomba de Lodos ........................................................................................................................... 25

6 – Sistema de Baldeo y Contraincendios .................................................................................................. 26

6.1 – Sistema contraincendios de agua salada ...................................................................................... 26

6.1.1 – Bombas contra incendios ....................................................................................................... 26

6.1.2 – Bocas contra incendios .......................................................................................................... 28

6.2 – Sistema contraincendios de rociadores en habilitación ................................................................. 28

6.3 – Sistema contraincendios de rociadores en CCMM ........................................................................ 30

6.4 – Sistema contraincendios de CO2 .................................................................................................. 31


pág. 3


6.5 – Equipos de contraincendios individuales ....................................................................................... 32

6.5.1 – Extintores portátiles ................................................................................................................ 32

6.5.2 – Equipos de bombero .............................................................................................................. 33

7 – Dispositivos y Medios de Salvamento .................................................................................................. 33

7.1 – Equipos y medios individuales ...................................................................................................... 34

7.1.1 – Chalecos salvavidas .............................................................................................................. 34

7.1.2 – Trajes de inmersión ................................................................................................................ 34

7.1.3 – Aros salvavidas ...................................................................................................................... 34

7.2 – Embarcaciones de supervivencia .................................................................................................. 34

7.2.1 – Botes salvavidas .................................................................................................................... 34

7.2.2 – Balsas salvavidas ................................................................................................................... 36

7.2.3 – Bote de rescate ...................................................................................................................... 37

7.3 – Otros dispositivos .......................................................................................................................... 37

7.3.1 – Aparato radio telefónico ......................................................................................................... 37

7.3.2 – Respondedor de radar ........................................................................................................... 38

7.3.3 – Otros ...................................................................................................................................... 38

8 – Equipos de radiocomunicación ............................................................................................................. 38

8.1 – Equipos y material náutico ............................................................................................................ 38

8.2 – Comunicaciones Interiores ............................................................................................................ 39

8.3 – Comunicaciones Exteriores. .......................................................................................................... 40

9 – Servicios de Habilitación ....................................................................................................................... 40

9.1 – Sistema de aire acondicionado ..................................................................................................... 40

9.2 – Servicios sanitarios ........................................................................................................................ 42

9.2.1 – Bombas de agua dulce sanitaria ............................................................................................ 42

9.2.2 – Tanque hidróforo .................................................................................................................... 43

9.2.3 – Calentador de agua sanitaria ................................................................................................. 43

10 – Sistema de Aguas Residuales ............................................................................................................ 45

10.1 – Sistema de aguas residuales ...................................................................................................... 45

10.2 – Sistema de tratamiento de residuos ............................................................................................ 46

11 – Sistema de Lastre ............................................................................................................................... 47

11.1 – Bombas de lastre ......................................................................................................................... 48

11.2 – Sistema de tratamiento de lastre ................................................................................................. 49

12 – Aireaciones, Reboses y Sondas ......................................................................................................... 50

12.1 – Aireaciones .................................................................................................................................. 50

12.2 – Reboses ...................................................................................................................................... 50


pág. 4


12.3 – Sondas ........................................................................................................................................ 51

13 – Grúas Auxiliares.................................................................................................................................. 51

14 – Sistema de Posicionamiento Dinámico ............................................................................................... 53

15 – Sistema de Iluminación ....................................................................................................................... 56

15.1 – Iluminación General ..................................................................................................................... 56

15.1.1 – Iluminación Interior ............................................................................................................... 56

15.1.2 – Iluminación Exterior .............................................................................................................. 56

15.1.3 – Iluminación de Emergencia .................................................................................................. 57

15.1.4 – Iluminación en el Puente ...................................................................................................... 57

15.2 – Luces de navegación ................................................................................................................... 57

15.2.1 – Luz de tope .......................................................................................................................... 58

15.2.2 – Luces de costado ................................................................................................................. 58

15.2.3 – Luz de alcance ..................................................................................................................... 58

15.3 – Luces en situación de maniobra restringida o sin gobierno ......................................................... 58

15.4 – Buque fondeado o varado ........................................................................................................... 59

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 60

APÉNDICE 1 .......................................................................................................................................... 61

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 62


pág. 5


TABLAS

Tabla 1. Anclas instaladas. ............................................................................................................................................ 9 Tabla 2. Cadenas instaladas. ....................................................................................................................................... 10 Tabla 3. Líneas de Remolque. ..................................................................................................................................... 11 Tabla 4. Líneas de Amarre. .......................................................................................................................................... 11 Tabla 5. Molinetes. ....................................................................................................................................................... 12 Tabla 6. Características de las hélices propulsoras. .................................................................................................... 13 Tabla 7. Consumidores secundarios de los azipod XO 1600. ..................................................................................... 14 Tabla 8. Pesos del azipod XO 1600. ............................................................................................................................ 15 Tabla 9. Fuerzas y momentos debidos al viento. ......................................................................................................... 17 Tabla 10. Fuerzas y momentos debidos a la corriente. ............................................................................................... 18 Tabla 11. Fuerzas y momentos debidos a las olas. ..................................................................................................... 20 Tabla 12. Estimación del empuje efectivo de los propulsores y su posición respecto al origen (Lpp/2). .................... 21 Tabla 13. Fuerza en deriva y momento en guiñada total. ............................................................................................ 21 Tabla 14. Balance de fuerzas. Calado 10 m. Condición Intacto. ................................................................................. 22 Tabla 15. Balance de fuerzas. Calado 25 m. Condición Intacto. ................................................................................. 22 Tabla 16. Balance de fuerzas. Calado 10 m. Condición de fallo de una barra. ........................................................... 22 Tabla 17. Balance de fuerzas. Calado 25 m. Condición de fallo de una barra. ........................................................... 22 Tabla 18. Propulsores transversales instalados en el buque. ...................................................................................... 23 Tabla 19. Bombas de sentinas. .................................................................................................................................... 24 Tabla 20. Separador de sentinas. ................................................................................................................................ 25 Tabla 21. Bomba de lodos. .......................................................................................................................................... 25 Tabla 22. Bombas CI de emergencia. .......................................................................................................................... 27 Tabla 23. Bombas contra incendios. ............................................................................................................................ 27 Tabla 24. Bomba contra incendios de rociadores de habilitación. ............................................................................... 29 Tabla 25. Bombas de rociadores de CCMM. ............................................................................................................... 31 Tabla 26. Botes salvavidas. ......................................................................................................................................... 35 Tabla 27. Pescantes de los botes salvavidas. ............................................................................................................. 35 Tabla 28. Balsas salvavidas. ........................................................................................................................................ 36 Tabla 29. Balsas salvavidas instaladas en los casings. ............................................................................................... 37 Tabla 30. Bote de rescate. ........................................................................................................................................... 37 Tabla 31. Pescante del bote de rescate. ...................................................................................................................... 37 Tabla 32. Resumen del cálculo del caudal de aire acondicionado. ............................................................................. 41 Tabla 33. Bombas de agua dulce sanitaria. ................................................................................................................. 43 Tabla 34. Bomba de agua caliente sanitaria. ............................................................................................................... 44 Tabla 35. Calentador de agua sanitaria. ...................................................................................................................... 44 Tabla 36. Bomba de aguas residuales. ........................................................................................................................ 46 Tabla 37. Bombas de lastre. ........................................................................................................................................ 48 Tabla 38. Sistema de tratamiento de lastre. ................................................................................................................ 49 Tabla 39. Grúas auxiliares de proa. ............................................................................................................................. 52 Tabla 40. Grúas auxiliares de popa. ............................................................................................................................ 52 Tabla 41. Caudal de ventilación y calefacción por tipo de local. .................................................................................. 61


pág. 6


FIGURAS

Figura 1. Anclas instaladas. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 Figura 2. Molinete de Ibercisa. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 Figura 3. Ilustración de azipod XO de ABB [12]. --------------------------------------------------------------------------------------- 13 Figura 4. Sistemas integrados en el propulsor XO de ABB [12]. ------------------------------------------------------------------- 14 Figura 5. Perfil al calado de 10 m. Área del viento. ------------------------------------------------------------------------------------ 17 Figura 6. Perfil al calado de 25 m. Área del viento. ------------------------------------------------------------------------------------ 17 Figura 7. Perfil al calado de 10 m. Área de la corriente. ------------------------------------------------------------------------------ 18 Figura 8. Perfil al calado de 25 m. Área de la corriente. ------------------------------------------------------------------------------ 18 Figura 9. Espectro de energía utilizado (azul) y RAO calculados para el calado de 10 m (rojo) y de 25 m (negro). -- 19 Figura 10. Propulsor transversal Schottel con motor eléctrico. --------------------------------------------------------------------- 23 Figura 11. Bote salvavidas instalado. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 35 Figura 12. Pescantes de los botes salvavidas. ----------------------------------------------------------------------------------------- 36 Figura 13. Balsas salvavidas. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36 Figura 14. Sistema de tratamiento de lastre. -------------------------------------------------------------------------------------------- 50 Figura 15. Foto de las grúas auxiliares instaladas en proa [19]. ------------------------------------------------------------------- 52 Figura 16. Ejemplo de la disposición típica de las grúas auxiliares. Foto 1. ----------------------------------------------------- 53 Figura 17. Ejemplo de la disposición típica de las grúas auxiliares. Foto 2. ----------------------------------------------------- 53 Figura 18. Puesto de control dual del sistema de posicionamiento dinámico. -------------------------------------------------- 54 Figura 19. Ejemplo de un esquema del sistema DP2 de un buque. --------------------------------------------------------------- 55


pág. 7


1 – Introducción

En este octavo cuaderno se van a definir y dimensionar los equipos, servicios y sistemas

necesarios para la correcta funcionalidad del buque. Éstos son esenciales para una navegación segura y

una vida cómoda de la tripulación.

Este cuaderno es una continuación del número 7, Planta Propulsora y Cámara de Máquinas,

donde se han definido todos los equipos y sistemas propios de la CCMM del buque. En éste, se definen

todos los sistemas que no son únicamente de la CCMM, aunque algunos de los equipos se encuentren en

la misma, como por ejemplo las bombas de lastre o los tanques de expansión.

Es importante al definir los equipos y servicios del buque tener en consideración las reglas de

clasificación del DNV y los reglamentos de MARPOL, SOLAS y COLREG entre otros. Además, existen

ciertos criterios y/o reglas específicas de este tipo de buques que también se han tenido en cuenta.

En este cuaderno se completan por tanto todos los equipos y servicios, recogiendo en una tabla

de datos los pesos y posiciones de los mismos para tenerlos en cuenta a la hora de calcular la distribución

de pesos del buque en el cuaderno 11. También se van recogiendo los datos relativos a las potencias

consumidas por los equipos, con el fin disponer de esa información ordenada para el cuaderno 9, Planta

Eléctrica, donde se realiza el balance eléctrico del buque.

Los equipos, sistemas y servicios definidos se enumeran a continuación:

Equipos de fondeo y amarre.

Servicios de gobierno.

Servicios de achique y sentinas.

Sistema de baldeo y contraincendios.

Dispositivos y medios de salvamento.

Equipos de radiocomunicación.

Servicios de habilitación.

Sistema de aguas residuales.

Sistema de lastre.

Sistemas de aireaciones y sondas.

Grúas auxiliares.

Sistema de posicionamiento dinámico.

Sistema de iluminación y luces de navegación.


pág. 8


2 – Rendimientos y pesos de los equipos

Siempre que ha sido posible se ha buscado la información necesaria de los equipos definidos, como pueden ser su peso, caudal o potencia entre otros. Cuando no se ha tenido acceso a esta información se ha estimado el peso y rendimiento de los equipos según se especifica en alguna de las siguientes referencias: 1,2,4 y 7.

Los rendimientos considerados se enumeran a continuación en función del equipo:

Bombas hidráulicas: 0.60-0.70.

Motores eléctricos: 0.88-0.98.

Engranaje mecánico: 0.95-0.98.

Bombas centrífugas: rendimiento en función del caudal de la bomba, especificados en [2].

3 – Equipos de Fondeo y Amarre

El dimensionamiento de los equipos de fondeo, amarre y remolque se ha realizado de acuerdo a

DNV Pt.3 Ch.3, donde se especifican los equipos necesarios en función de las características del buque. A

continuación, se detalla el proceso seguido.

3.1 – Numeral del Equipo

El numeral de equipo es un valor asociado a un buque en función de sus dimensiones y geometría,

de tal manera que a partir de este número se dimensionan y definen los equipos de fondeo y amarre necesarios. El numeral de equipo viene definido como:

𝐸𝑁 = ∆2

3⁄ + 2𝐵𝐻 + 0.1𝐴

Donde:

∆: desplazamiento del buque al calado de verano.

𝐵: manga de trazado.

𝐻: altura efectiva desde la flotación al calado de verano hasta lo alto de la superestructura más

alta, contando únicamente las casetas o que tengan una manga mayor de B/4.

𝐴: el área proyectada del perfil del buque del casco, las superestructuras y las casetas por encima

del calado de verano, con una anchura mayor que B/4.

Aplicando estos valores:

𝐸𝑁 = 85.2862

3⁄ + 2 · 49 · 34 + 0,1 · 2.275 = 5.497

Con este numeral de equipo, el buque tendrá una letra Y (“Equipment Letter”), definida para buques con un numeral entre 5.200 y 5.499.


pág. 9


3.2 – Anclas

Se dispondrá de tres anclas, dos de ellas instaladas en los escobenes una a cada banda del buque para ser utilizadas inmediatamente, y una tercera de respeto estibada en cubierta.

Se van a instalar anclas de alto poder de agarre (HHP) que tienen una importante rebaja en el peso a instalar especificado por DNV. Así, el peso requerido para un ancla clasificada como HHP será como mínimo un 75% del peso especificado en la tabla, en función del numeral de equipo. Para el numeral de equipo calculado (letra Y), se requiere la instalación de 16,1 toneladas. Por lo tanto, instalando anclas de alto poder de agarre rebajamos esa cifra a las 12,1 t.

Se instalarán anclas del tipo AC-14, del fabricante Trillo anclas & cadenas:

Figura 1. Anclas instaladas.

Tabla 1. Anclas instaladas.


Peso (t) 12.30

Dimensiones:

A (m) 3.712

B (m) 3.364

C (m) 1.028

D (m) 2.283

E (m) 0.680

F (m) 1.812

Anclas


pág. 10


3.3 – Cadenas

La longitud total y el diámetro de las cadenas a instalar también vienen definido por el DNV en función del numeral de equipo.

La longitud total de cadena a instalar se especifica en un mínimo de 742,5 m (27 largos de cadena), dispuestos a cada banda del buque. Se instalará un número par, 28 largos, 14 largos a cada banda del buque.

El diámetro de los eslabones utilizados depende además de la calidad del acero con que se fabrican, medido por el grado de la cadena. DNV indica que para anclas de alto poder de agarre no es recomendable utilizar cande as de grado 1, y por lo tanto se deben seleccionar de grado 2 ó 3.

Se instalarán cadenas de grado 3 de Vicinay, con las siguientes características:

Tabla 2. Cadenas instaladas.

3.4 – Cajas de Cadenas

El volumen mínimo de cada caja de cadenas se calcula en función del diámetro del eslabón (en mm), y la longitud de cadena (en m):

𝑽𝑪𝑪 =𝟏

𝟐· 𝟎. 𝟎𝟖𝟐 · 𝒅𝒄

𝟐 · 𝑳𝒄 · 𝟏𝟎−𝟒 = 𝟐𝟖, 𝟔 𝒎𝟐

Se disponen dos cajas de cadenas bajo la zona de fondeo y amarre, sobre el pique de proa del buque. Tendrán forma cilíndrica, con un diámetro de 4.2 m, y un volumen de 41 m³.

3.5 – Líneas de Remolque

Se instalarán dos líneas de remolque, con una longitud especificada por DNV en función del numeral de equipo, de 300 m; y una carga de rotura de al menos 1471 kN.

Se disponen dos líneas de remolque con las siguientes características:

Longitud total (m) 770

Largos 28

Grado NV K3

Diámetro (mm) 97

Peso por metro (kg/m) 188.2

Peso (t) 144.9

Carga de rotura (kN) 7604

Cadenas


pág. 11


Tabla 3. Líneas de Remolque.

3.6 – Líneas de Amarre

Para el numeral de equipo del buque, se deben instalar 8 líneas de amarre de 200 m, con al menos 696 kN de carga de rotura. Para cumplir con este requerimiento se disponen las siguientes líneas:

Tabla 4. Líneas de Amarre.

3.7 – Molinetes

Para la correcta operación del buque, DNV especifica una fuerza mínima de los molinetes en

función del diámetro y el grado de la cadena instalada en el buque. Además, indica la velocidad mínima de

recogida de los molinetes. Para una cadena de grado 3, la fuerza normal de recogida será de:

𝐹𝑁 = 46,6 · 𝑑𝑐2 = 46,6 · 972 = 438,5𝑘𝑁

La velocidad de recogida mínima del molinete se establece en 9 m/min; y además se indica que

el molinete será capaz de ofrecer un 50% más de fuerza que la fuerza normal de recogida durante al menos

2 min.

Se instalarán dos molinetes electro-hidráulicos de Ibercisa a cada banda del buque. Cada molinete

tendrá un barboten para el manejo correcto del ancla y un tambor de tensión constante. La potencia de

cada molinete se calcula como:


modelo 12x12 Strand

Longitud (m) 300

Diámetro (mm) 56

Peso por metro (kg/m) 1.82

Peso (t) 1.09


Líneas de Remolque


Fabricante Cortland

modelo Plasma 12 Strand

Longitud (m) 200

Diámetro (mm) 28

Peso por metro (kg/m) 0,48

Peso (t) 0,80


Líneas de Amarre


pág. 12


𝑃𝑀𝑂𝐿 =𝐹𝑁 · 𝑣

𝜂𝑚 · 𝜂ℎ=

438,5𝑘𝑁 · 9𝑚/𝑚𝑖𝑛

0,9 · 0,6= 122 𝑘𝑊

Tabla 5. Molinetes.

Figura 2. Molinete de Ibercisa.


Fabricante Ibercisa

Velocidad recogida (m/min) 9

F normal de recogida (kN) 439

Peso (t) 10

Potencia (kW) 122

Molinetes


pág. 13


4 – Servicios de Gobierno

Los propulsores principales han sido dimensionados en el cuaderno 6 – Cálculo de potencia,

donde se ha realizado la predicción de potencia y se ha diseñado el propulsor.

Para dimensionar los propulsores transversales de proa, se ha realizado en este apartado el

cálculo de las fuerzas ambientales sobre el buque y el balance de fuerzas de tal manera que el buque sea

capaz de mantener la posición para unas condiciones ambientales dadas.

4.1 – Propulsores Principales

De acuerdo a la predicción de potencia del buque realizada en el cuaderno 6, se instalan dos POD

de la empresa ABB con las siguientes características principales de las hélices:

Tabla 6. Características de las hélices propulsoras.

Ya en el cuaderno 6 de este proyecto se realizó una introducción a los POD y se explicaron sus

características. Se seleccionaron los azipod de la serie XO de ABB específicos para navegar largas

distancias y con un buen comportamiento tanto de maniobrabilidad y posicionamiento dinámico como de

estabilidad en ruta.

Figura 3. Ilustración de azipod XO de ABB [12].

nº pods 2

D (m) 4,7

Ae/Ao 0,505

z 4

h (m) 3,5

n (rpm) 120

η 0,633



pág. 14


Los sistemas instalados llevan integrados los sistemas de servos que giran los propulsores, una

unidad de refrigeración por aire del motor propulsor que va alojado en el pod, y todo el software y hardware

de control. Todo el sistema viene representado en la figura siguiente.

Figura 4. Sistemas integrados en el propulsor XO de ABB [12].

Del cálculo de potencia se obtuvo la potencia entregada a la hélice durante la navegación a la

velocidad de servicio (14 nudos), resultando unos 4732 kW por hélice. A partir de ésta, y con el rendimiento

especificado para esta serie de pods de 0.98, se obtiene la potencia consumida por los motores eléctricos

de los propulsores, de 4829 kW (que se redondeará a 4850 kW). El voltaje al que se alimentan estos

motores eléctricos es de 3.000 V.

A esta potencia habrá que sumarle a la hora de realizar el balance eléctrico, todos los

consumidores secundarios del sistema POD1. Éstos vienen definidos en la especificación de la serie XO, y

se definen en la siguiente tabla:

Tabla 7. Consumidores secundarios de los azipod XO 1600.

Además, también identifican los pesos de los módulos del propulsor, de tal manera que podemos

tenerlos en cuenta para la estimación de pesos del buque. Los pesos se desglosan en la siguiente tabla:

1 El voltaje al que se alimentan estos consumidores secundarios es de 440 V según la especificación.

Bombas de aceite (x4) 6.6

Resistencias (calentadores) (x4) 3.2

Ventilador unidad de refrigeración (x2) 50.0

Ventilador unidad de refrigeración (x2) 210.0

Servomotores 52

Consumidores del módulo POD XO 1600. Potencia en kW


pág. 15


Tabla 8. Pesos del azipod XO 1600.

4.2 – Dimensionamiento de los Propulsores Auxiliares

Para dimensionar los propulsores auxiliares se ha realizado una estimación de las fuerzas

ambientales sobre el buque y del empuje de los propulsores a punto fijo, realizándose un estudio de

posicionamiento dinámico simplificado. De esta manera se dimensionan los propulsores para cumplir con

la exigencia DP2 para unas condiciones ambientales aquí definidas.

Para cumplir con la notación de clase DP2 se debe garantizar que el buque puede mantener la

posición durante la operación, para unas condiciones ambientales definidas, aún en el caso del fallo de un

único elemento del sistema. Es decir que, en el caso del fallo de un motor, un propulsor o una simple bomba

de refrigeración; el buque debe resistir las condiciones ambientales definidas. Esto obliga a la instalación

de al menos dos propulsores en proa y otros dos en proa; de tal manera que si uno de ellos falla el otro sea

capaz de proporcionar el empuje necesario para mantener la posición.

Tras el estudio de los cuadernos iniciales, podemos decir que casi todos los buques consultados

tienen dos propulsores secundarios en proa. Por tanto, parece razonable, y teniendo en cuenta el párrafo

anterior, la instalación de dos propulsores.

Se dispondrán, por tanto, los dos POD de popa y dos túneles transversales en proa, cuya potencia

se va a dimensionar a continuación. El estudio realizado se resume en los siguientes puntos:

Se han estimado las fuerzas de deriva y momentos de guiñada producidas por el viento,

la corriente y el oleaje; para unas condiciones ambientales definidas.

Se ha estimado el empuje de los propulsores principales y de los propulsores

transversales a punto fijo, en función de su potencia y su diámetro.

Al conocer el empuje y la posición de los propulsores se ha realizado un balance de

fuerzas de tal manera que la acción de los propulsores contrarreste las condiciones

ambientales.

Con este balance de fuerzas se han dimensionado los túneles de proa para cumplir con

unas condiciones ambientales requeridas.

Se van a analizar las dos situaciones extremas posibles, al calado de diseño de 10 m, y al calado

máximo de 25m. El sistema debe ser capaz de mantener la posición en ambas situaciones. En la primera

Módulo de propulsión 75.0

Propulsor 18.0

Servomotor 36.0

SRU (Slip Ring Unit) 4.0

Unidad de refrigeración por aire 6.0

Conductos de refrigeración 0.8

Total 139.8

Pesos del módulo POD XO 1600 (toneladas)


pág. 16


serán más importantes las fuerzas debidas al viento, mientras que en la segunda se impondrán las fuerzas

de deriva de la corriente.

4.2.1 – Condiciones ambientales

Las condiciones ambientales para las que el buque debe ser capaz de mantener la posición en

todos los ángulos de incidencia2 se han definido de acuerdo a los criterios especificados en los siguientes

documentos:

DNV-GL Pt. 5 Ch. 10 Sec. 5 Semi-submersible heavy transport vessel: se especifica que

las operaciones de carga y descarga se deben llevar a cabo con una altura significativa

de ola de hasta 5 m.

U.S. Navy Towing Manual. Chapter 8. Heavy Lift Transport: indica que las operaciones

de carga y descarga del artefacto a transportar no se llevarán a cabo para vientos de más

de 20 nudos y estado de la mar 3 o mayor.

Un estado de la mar 3 corresponde a Marejada, y a una altura significativa de ola de entre 0.5 m

y 1.25 m. Por lo tanto, y teniendo en cuenta los dos puntos anteriores, se van a fijar las condiciones

ambientales tomando un estado de la mar 3 medio3 (Hs=0.875 m) y un viento de 20 nudos. En cuanto a la

velocidad de corriente, se ha fijado en 0.75 nudos.

Estas condiciones ambientales son bastante benévolas comparadas con las condiciones de diseño

de otros buques con sistema de posicionamiento dinámico. Esto es debido al tipo de maniobras y

operaciones marinas que se realizan con este buque, en el que los criterios de estabilidad y comportamiento

en la mar son mucho más exigentes y limitan la operación del buque en mayor medida que el sistema de

DP.

4.2.2 – Fuerzas ambientales

Con estas condiciones ambientales definidas para el diseño del buque, se procede a calcular las

fuerzas de deriva y el momento en guiñada que producen, siguiendo el procedimiento definido en DNV [14].

Para este análisis de diseño del sistema de DP, se ha buscado el límite del mismo y se ha

estudiado un caso específico, simulando el transporte de un artefacto con un área vélica importante. Para

ello se ha tomado un perfil rectangular de 25 m de alto por 110 m de largo. Este análisis se considera válido

para el diseño del sistema de DP, aunque será necesario realizar un estudio de su capacidad para cada

uno de los artefactos que se vayan a transportar.

Es importante indicar que se ha tomado como origen de coordenadas Lpp/2.

2 Es decir, tanto de proa o popa, como de costado. 3 Se ha tomado un periodo de cortes por cero de 3 s, de acuerdo a lo indicado en [14].


pág. 17


Fuerzas del viento

La fuerza media producida por el viento se calcula según la siguiente fórmula:

𝐹𝑣 =1

2𝜌𝑎𝑉𝑣

2𝐶𝑑,𝑣𝐴𝑣

Donde:

𝜌𝑎 – densidad del aire: 1.226 kg/m³.

𝑉𝑣 – velocidad del viento en m/s.

𝐶𝑑,𝑣 – coeficiente de arrastre del viento. Se indica un valor de 0.90.

𝐴𝑣 – área lateral proyectada de la obra muerta.

El punto de aplicación de la fuerza se toma en el centro del área proyectada lateral.

A continuación, se muestra un esquema del área lateral proyectada, para ambos calados

estudiados, donde se indica además el centro del área:

Figura 5. Perfil al calado de 10 m. Área del viento.

Figura 6. Perfil al calado de 25 m. Área del viento.

Las fuerzas y momentos obtenidos por el viento se indican en la siguiente tabla:

Tabla 9. Fuerzas y momentos debidos al viento.

Calado 10 m 25 m

Vv (nudos) 20.0 20.0

Av (m²) 5142 2359

x_v (m) -1.35 -2.35

Fv (kN) 300.3 137.8

Mv (kNm) -405.4 -323.7


pág. 18


Fuerzas de la corriente

La fuerza media producida por la corriente se calcula según la siguiente fórmula:

𝐹𝑐 =1

2𝜌𝑠𝑤𝑉𝑐

2𝐶𝑑,𝑐𝐴𝑐

Donde:

𝜌𝑠𝑤 – densidad de agua de mar: 1.025 t/m³.

𝑉𝑐 – velocidad de la corriente en m/s.

𝐶𝑑,𝑐 – coeficiente de arrastre de la corriente. Se indica un valor de 0.70.

𝐴𝑐 – área lateral proyectada de la obra viva.

El punto de aplicación de la fuerza se toma en el centro del área proyectada lateral.

A continuación, se muestra un esquema del área lateral proyectada, para ambos calados

estudiados, donde se indica además el centro del área:

Figura 7. Perfil al calado de 10 m. Área de la corriente.

Figura 8. Perfil al calado de 25 m. Área de la corriente.

Las fuerzas y momentos obtenidos por el viento se indican en la siguiente tabla:

Tabla 10. Fuerzas y momentos debidos a la corriente.

Calado 10 m 25 m

Vc (nudos) 0.75 0.75

Ac (m²) 2 017 4 801

x_c (m) -1.01 -0.72

Fc (kN) 107.8 256.6

Mc (kNm) -108.9 -184.7


pág. 19


Fuerzas de las olas

La fuerza de deriva producida por las olas se calcula a través de una RAO de la fuerza media,

según la siguiente fórmula:

𝐹𝑜 = ∫ 2𝑆(𝜔)𝑅𝐴𝑂(𝜔)𝑑𝜔

∞

𝜔→0

Donde el RAO se estima en función de varios parámetros como la manga, el área de la flotación

o el desplazamiento del buque. Este cálculo se indica en [14].

En la Figura 9 se muestran los dos RAO obtenidos para ambos calados analizados, superpuestos

con el espectro de energía utilizado, un espectro Jonswap con los siguientes parámetros recomendados

en [14]:

𝛾 = 3.3

𝜎𝑎 = 0.07

𝜎𝑏 = 0.09

Integrando obtenemos la fuerza como se ha indicado en la fórmula anterior. El punto de aplicación

de la fuerza se considera la misma que la de la corriente, el centro del área lateral sumergida. En la Tabla

11 se muestran los resultados para ambos calados.

Figura 9. Espectro de energía utilizado (azul) y RAO calculados para el calado de 10 m (rojo) y de 25 m (negro).

0

200

400

600

800

1000

1200

0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

0.090

0.100

0.25 0.75 1.25 1.75 2.25 2.75

RA

O (

kN/m

²)

S(ω

)(m

²s)

frecuencia (rad/s)

Espectro de Energía y RAO

S(ω) RAO(ω). T=10m RAO(ω). T=25m


pág. 20


Tabla 11. Fuerzas y momentos debidos a las olas.

4.2.3 – Empuje de los propulsores

El empuje que dan los propulsores se ha estimado siguiendo el método indicado por DNV. A

continuación, se indica el proceso seguido:

El empuje nominal de los propulsores se estima como:

𝑇𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝜂1𝜂2𝜂3(𝐷 · 𝑃)2

3⁄

Donde:

𝑃 es la potencia entregada a la hélice y se estima como: 𝑃 = 𝑃𝐵 · 𝜂𝑚.

o 𝑃𝐵 es la potencia del motor eléctrico.

o 𝜂𝑚 es el rendimiento mecánico, que para POD se indica un valor de 0.98 y para

los túneles transversales de 0.93.

𝐷 es el diámetro de la hélice en metros.

𝜂1 – toma un valor de 800 para POD y de 900 para túneles.

𝜂2 – toma un valor de 1.0 para ambos propulsores.

𝜂3 – toma un valor de 1.0 para ambos propulsores.

Con este empuje nominal se puede estimar el empuje efectivo de los propulsores tras aplicar un

factor 𝛽𝑇 que cuenta con las pérdidas de empuje por interacciones entre propulsores, con el casco, etc.

Este coeficiente toma el valor de 0.9:

𝑇𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 = 𝛽𝑇 · 𝑇𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙

En la siguiente tabla se muestran los valores obtenidos para los propulsores seleccionados

finalmente. Éstos son propulsores de 2400 kW, que como se verá más adelante cumplen con las

condiciones ambientales de diseño definidas.

Calado 10 m 25 m

Hs (m) 0.875 0.875

Tz (s) 3.00 3.00

Tp (s) 3.86 3.86

x_o (m) -1.01 -0.72

Fo (kN) 90.8 92.1

Mo (kNm) -91.7 -66.3


pág. 21


Tabla 12. Estimación del empuje efectivo de los propulsores y su posición respecto al origen (Lpp/2).

4.2.4 – Balance de fuerzas

Tras conocer el empuje de los propulsores en función de la potencia que están dando los motores,

y conociendo las fuerzas ambientales se puede proceder a realizar el balance de fuerzas. Para ello se ha

realizado un “solver” en Excel, donde se igualan la fuerza de deriva y el momento de guiñada totales

producidos por las condiciones ambientales con los producidos por los propulsores.

Se han estudiado dos condiciones:

Condición Intacto: donde todos los propulsores funcionan correctamente.

Condición de fallo de una barra: en este caso la mitad del sistema de potencia se queda

sin energía, perdiéndose un propulsor de proa y un POD de popa4.

Por tanto, se han dimensionado los propulsores de proa para mantener la posición en el caso del

fallo de una barra, que es la condición más desfavorable sin lugar a dudas. La condición Intacto se ha

calculado a modo informativo.

Las fuerzas ambientales totales resultan de sumar las tres componentes, viento, corriente y olas:

Tabla 13. Fuerza en deriva y momento en guiñada total.

A continuación, se muestran las tablas de resultados, donde los valores en azul son celdas con

restricciones, los valores en amarillo son los que varían y la celda en verde indica el valor a minimizar. Se

4 Esto queda reflejado en el diagrama unifilar presentado en el cuaderno 9 de la planta eléctrica.

Propulsor POD Er. POD Br. Túnel proa 1 Túnel proa 2

X (m) -100.55 -100.55 83.75 87.95

Y (m) -14.00 14.00 0.00 0.00

D (m) 4.70 4.70 2.79 2.79

PB (kW) 6500 6500 2400 2400

ηm 0.98 0.98 0.93 0.93

P (kW) 6370 6370 2232 2232

η1 800 800 900 900

η2 1.0 1.0 1.0 1.0

η3 1.0 1.0 1.0 1.0

βT 0.9 0.9 0.9 0.9

T_nom (kN) 771.3 771.3 304.6 304.6

T_eff (kN) 694.2 694.2 274.2 274.2

Calado 10 m 25 m

F total (kN) 498.9 486.4

M total (kNm) -606.0 -574.8


pág. 22


ha limitado la potencia de los propulsores de proa a 2400 kW y la de los de popa a 6.500 kW. El valor

minimizado es la potencia total consumida por los propulsores.

Condición Intacto: calado 10 m

Tabla 14. Balance de fuerzas. Calado 10 m. Condición Intacto.

Condición Intacto: calado 25 m

Tabla 15. Balance de fuerzas. Calado 25 m. Condición Intacto.

Condición fallo de una barra: calado 10 m

Tabla 16. Balance de fuerzas. Calado 10 m. Condición de fallo de una barra.

Condición fallo de una barra: calado 25 m

Tabla 17. Balance de fuerzas. Calado 25 m. Condición de fallo de una barra.

De estos resultados se puede concluir que con los propulsores seleccionados se consigue

contrarrestar las fuerzas en todas las circunstancias con fuerzas de través, es decir por un costado. Hay

que recordar que para el diseño de los propulsores se ha buscado el límite, y cabe esperar que el buque

nunca realice las operaciones con los agentes ambientales de costado y siempre buscará un ángulo de

incidencia más favorable, como el colocarse de proa. Esto aumentaría mucho las condiciones a las que el

sistema de DP es capaz de mantener la posición.

Propulsor POD Er. POD Br. Túnel proa 1 Túnel proa 2 Total

X (m) -100.6 -100.6 83.8 88.0 - Ft (kN) 498.9

T_eff (kN) 116.5 116.5 131.8 134.0 498.9 Mt (kNm) -606.0

M (kNm) -11 714 -11 717 11 042 11 783 -606.0 Diff Ft (%) 0.0%

P (kW) 447 447 800 820 2 514 Diff Mt (%) 0.0%

Fuerzas ambientales


X (m) -100.6 -100.6 83.8 88.0 - Ft (kN) 486.4

T_eff (kN) 113.6 113.6 128.6 130.7 486.4 Mt (kNm) -574.8

M (kNm) -11 419 -11 419 10 766 11 497 -574.8 Diff Ft (%) 0.0%

P (kW) 430 430 771 790 2 421 Diff Mt (%) 0.0%

Fuerzas ambientales


X (m) -100.6 -100.6 83.8 88.0 - Ft (kN) 498.9

T_eff (kN) 0 230.0 268.9 0 498.9 Mt (kNm) -606.0

M (kNm) 0 -23 127 22 521 0 -606.1 Diff Ft (%) 0.0%

P (kW) 0 1 240 2 331 0 3 571 Diff Mt (%) 0.0%

Fuerzas ambientales


X (m) -100.6 -100.6 83.8 88.0 - Ft (kN) 486.4

T_eff (kN) 0 224.2 262.3 0 486.4 Mt (kNm) -574.8

M (kNm) 0 -22 540 21 966 0 -574.8 Diff Ft (%) 0.0%

P (kW) 0 1 193 2 246 0 3 438 Diff Mt (%) 0.0%

Fuerzas ambientales


pág. 23


Por último, se presenta en la siguiente tabla las características de los túneles transversales de

proa seleccionados:

Tabla 18. Propulsores transversales instalados en el buque.

Figura 10. Propulsor transversal Schottel con motor eléctrico.

5 – Servicios de Achique y Sentinas

El sistema de sentinas se ha diseñado siguiendo el DNV Pt.4 Ch.6 Sec.4 Ship Piping Systems.

Este sistema tiene una gran importancia, y es que es el encargado de recibir y recoger los efluentes

del funcionamiento normal del buque, y de todos los equipos del mismo, sobretodo de los sistemas y

equipos de la CCMM, donde más residuos se generan. El sistema de achique y sentinas además deberá

poder achicar cualquier local estanco, y por lo tanto es de gran importancia para la seguridad del buque.

Durante el funcionamiento normal del buque, el sistema de sentinas recibirá los residuos y los

recogerá en los tanques de sentinas, para después enviarlos al separador. En éste se purifica el agua y se

expulsa al mar cuando la concentración de aceites es de menos de 15 ppm. Los residuos restantes se

envían al tanque de lodos para ser descargados en puerto.

En situación de emergencias, el achique de emergencia descargará el agua directamente al mar,

para evitar la inundación del buque.

Fabricante Schottel

Modelo STT 7 C

Potencia (kW) 2400

Diámetro (m) 2.79

Peso (ton) 21.0

Propulsores transversales


pág. 24


Según la normativa, y en casos normales, los circuitos de achique y sentinas deberán ser

independientes de los de contra incendios y lastre.

5.1 – Colector Principal del Sistema de Sentinas

El colector principal del sistema de sentinas discurre a lo largo del buque, y de él parten las

diferentes ramificaciones a las cabezas de succión. Su diámetro viene definido en función de la eslora, la

manga y el puntal del buque:

𝒅 = 𝟏, 𝟔𝟖√𝑳(𝑩 + 𝑫) + 𝟐𝟓 = 𝟐𝟑𝟎𝒎𝒎

El diámetro de las ramificaciones también viene definido para cada local a achicar:

𝒅𝟏 = 𝟐, 𝟏𝟓√𝒍(𝑩 + 𝑫) + 𝟐𝟓 = 𝟐𝟑𝟎𝒎𝒎

Donde “l” se refiere a la longitud característica del compartimento a achicar.

5.2 – Bombas de Sentinas

Las bombas de sentinas deben tener la capacidad de achicar cualquier espacio del buque,

independientemente de donde se encuentre localizado.

Su capacidad viene definida en función del diámetro del colector de sentinas, y es tal que permita

un caudal de 2 m/s por el colector:

𝑸 =𝟓, 𝟕𝟓 · 𝒅𝟐

𝟏𝟎𝟑=

𝟓, 𝟕𝟓 · 𝟐𝟑𝟎𝟐

𝟏𝟎𝟑= 𝟑𝟎𝟓 𝒎𝟑

𝒉⁄

Se van a instalar dos bombas centrífugas y autoaspirantes con las siguientes características:

Tabla 19. Bombas de sentinas.


Fabricante AZCUE

Modelo CA


Q 320 m3/h


Potencia 60 kW

Peso 850 kg

Bombas de sentinas


pág. 25


5.3 – Separador de Sentinas

El separador de sentinas es el encargado de tratar los residuos recogidos en los tanques de

sentinas, separando del agua los hidrocarburos, para poder devolverse al mar. En buques de más de 400

GT es obligatoria su instalación (MARPOL).

El separador debe ser capaz de limpiar el agua que se devuelve al mar, y que contenga menos de

15ppm de hidrocarburos. Además, debe tener la capacidad suficiente para vaciar los pozos de sentinas en

media hora.

Se dispondrá un separador de sentinas de las siguientes características:

Tabla 20. Separador de sentinas.

5.4 – Bomba de Lodos

Para la descarga de los residuos del tanque de lodos al puerto se dispondrá una bomba de husillo

de azcue con las siguientes características:

Tabla 21. Bomba de lodos.

En cuanto a los volúmenes de los tanques de sentinas y tanques de lodos, éstos se definieron en

el cuaderno 4, Disposición General. Se han dispuesto un tanque de lodos y otro de sentinas bajo la CCMM.


Fabricante Facet International

Modelo CPS 25B

Q 5 m3/h

Presión de descarga 2,5 bar

Potencia 1,1 kW

Peso 1.720 kg

Separador de sentinas


Fabricante AZCUE

Modelo KL-KB

Q 5 m3/h


Potencia 1,0 kW

Peso 320 kg

Bomba de lodos


pág. 26


6 – Sistema de Baldeo y Contraincendios

El sistema de baldeo y contraincendios se encargará de suministrar agua salada para combatir los

posibles incendios y para la limpieza de las cubiertas.

Por otro lado, se contará además con rociadores automáticos en la zona de la habilitación, y un

sistema de contraincendios de gas en la zona de cámara de máquinas y otras similares.

6.1 – Sistema contraincendios de agua salada

El sistema consiste en un sistema de tuberías que toma el agua salada del mar y la distribuye por

todos los locales a proteger del buque, disponiendo en ellos de los medios adecuados para proyectar el

agua de forma adecuada sobre cualquier incendio que se produzca a bordo. Los elementos que forman

este sistema son:

Tomas de mar: las tomas están dispuestas en el doble fondo, bajo la cámara de

máquinas. Las tomas dispondrán de rejilla exterior y filtro interior.

Medios de bombeo: se instalan bombas centrífugas autocebadas, de arranque

automático o remoto desde el puente.

Colector de CI: es la tubería principal del sistema que va de proa a popa del buque y da

servicio a todos los espacios a proteger por el sistema.

Ramales: se disponen desde el colector a los espacios a proteger.

Válvulas de aislamiento: se disponen para poder aislar la zona del colector de un local

incendiado.

Válvulas de desahogo: en caso de que las bombas CI puedan generar una presión

superior a la prevista para las tuberías, bocas CI o mangueras.

Bocas de CI: para controlar la distribución de agua salada. Dispondrán de válvula de

cierre de accionamiento manual y conexión rápida de manguera, todas ellas iguales en

todo el buque y de tipo homologado internacional.

Mangueras CI: se dispondrán mangueras de un material no perecedero, que se

conectarán a la boca CI para controlar la salida del agua. Tendrán una conexión rápida a

la boca CI y una lanza en el extremo opuesto.

Conexión internacional a tierra: dispuesta en el colector CI.

6.1.1 – Bombas contra incendios

De acuerdo al convenio SOLAS, los buques de carga de más de 1000 GT deben llevar al menos

dos bombas contra incendios en espacios independientes. Si estuvieran en el mismo espacio, se debe

instalar una tercera bomba de CI de emergencia en un local independiente.

Se instalarán por tanto dos bombas CI en la CCMM y una tercera independiente en la zona de

proa del buque, alimentada por el generador de emergencia.


pág. 27


Para buques de más de 6000 GT, la presión del sistema debe ser de al menos 2,7 bares en las

bocas CI y con dos bombas funcionando simultáneamente.

El caudal de las bombas CI para buques de carga debe cumplir los siguientes puntos:

El caudal será al menos 4/3 del caudal de las bombas de sentinas.

No será en cualquier caso superior a 180 m³/h.

El caudal de cada bomba será al menos el 80% del caudal total de CI dividido por el

número de bombas. Además, no será nunca menor de 25 m³/h.

La capacidad de cada bomba debe ser suficiente para suministrar agua a dos bocas CI

simultáneamente.

La capacidad de la bomba CI de emergencia será como mínimo del 40% del caudal total

de CI, y no menor de 25 m³/h.

Por lo tanto, siguiendo estas pautas, el caudal total de CI será de 180 m³/h. Cada bomba tendrá

una capacidad de 90 m³/h, y la bomba de emergencia de al menos 72 m³/h.

Las bombas instaladas tendrán las siguientes características:

Tabla 22. Bombas CI de emergencia.

Tabla 23. Bombas contra incendios.


Fabricante AZCUE

Modelo BOB


Q 80 m3/h

Presión de descarga 2,7-3 bar

Potencia 12,5 kW

Peso 450 kg

Bomba de CI de emergencia


Fabricante AZCUE

Modelo BOB


Q 90 m3/h

Presión de descarga 2,7-3 bar

Potencia 14 kW

Peso 450 kg

Bombas de CI


pág. 28


6.1.2 – Bocas contra incendios

Se instalarán bocas contra incendios a lo largo del buque. El número de ellas viene definido, para

buques de más de 1000 GT, en al menos 1 boca de cada 30 m de eslora, más una de reserva; y no será

nunca menor de 5.

Con estos datos, el buque en proyecto deberá disponer de al menos 8 bocas CI. Se instalarán las

siguientes mangueras por cubierta:

Puente: 2.

5ª cubierta: 2.

4ª cubierta: 2.

3ª cubierta: 2.

2ª cubierta: 3.

1ª cubierta: 3.

Cubierta de carga: 8.

Locales de los servos: 2.

CCMM nivel superior: 3.

CCMM nivel inferior: 3.

Total: 30.

Todas las mangueras tendrán una longitud de al menos 10 m y 50 mm de diámetro; con una longitud

máxima de 15m en los espacios de maquinaria. Aquellas mangueras localizadas en cubiertas expuestas

serán de hasta 20 m, y las dispuestas en la cubierta de carga serán de 25m.

Todas las bocas de contra incendios y las mangueras se dispondrán de forma que sean fácilmente

accesibles.

6.2 – Sistema contraincendios de rociadores en habilitación

El sistema consiste en una red de tuberías capaz de proyectar agua de forma uniforme y en

cantidad adecuada sobre cada una de las superficies de los espacios a proteger de forma independiente.

Será un sistema de accionamiento automático o manual.

El sistema debe cumplir las siguientes características:

Alimentado con agua dulce, con el fin de proteger el mobiliario y equipo, aunque una vez

agotada la almacenada a tal efecto si el incendio no ha sido apagado se proyectara agua

salada en los espacios de acomodación.

Circuito presurizado, el sistema de tuberías estará llena de agua dulce y a presión de

modo que en caso de incendio la proyección de agua sea inmediata.

Automático, el sistema debe actuar de forma automática en presencia de un incendio sin

que sea necesaria la intervención humana.

Todos los equipos de suministro de agua del sistema deben estar situados fuera del

espacio a proteger.


pág. 29


El sistema estará compuesto por los siguientes elementos:

Tanque de agua dulce: tanque presurizado donde se almacena el agua dulce que se va

a utilizar para extinguir el incendio, mantendrá la presión en todo el circuito. El tanque

dispondrá de conexión de agua dulce para rellenarlo tras ser utilizado y de aire

comprimido para mantener la presión.

Bomba de agua salada: bomba que bombea agua salada al circuito del sistema,

arrancara de forma automática cuando la presión del circuito disminuya al agotarse el

agua dulce. La bomba tomará agua del mar a través de una toma de mar que dispondrá

de rejilla, filtro y válvula de aislamiento.

Válvula de no retorno: la válvula impide la entrada del agua salada bombeada por la

bomba en el tanque de agua dulce, evitando de este modo su deterioro.

Válvula de aislamiento: válvula situada en cada uno de los ramales de suministro de agua

los espacios a proteger que permite aislar cada uno de los espacios durante las labores

de mantenimiento o restablecimiento del sistema tras ser utilizado, manteniendo

operativo el resto del circuito y por lo tanto protegidos el resto de los espacios de

acomodación.

Rociadores automáticos: elemento situado en las salidas de agua del circuito que

garantiza una distribución uniforme y en cantidad adecuada. Su número y disposición

será la adecuada para cubrir todo el espacio a proteger. Su apertura será automática por

efecto del incendio, de modo que solo se activaran aquellos próximos al incendio y no

todos los de los espacios a proteger.

Conexión al colector de contra incendios: el sistema dispondrá de una conexión de

alimentación desde el colector de contra incendios de modo que pueda ser alimentado

por las bombas de contra incendios en caso de fallo de la bomba de agua salada del

sistema de rociadores en acomodación.

El sistema debe ser capaz de suministrar un caudal de 5l/min por metro cuadrado de la mayor

área a proteger, tomando al menos un área mínima de 280 m²:

𝑄𝑟𝑜𝑐 = 5𝑙

𝑚𝑖𝑛 · 𝑚2· 𝐴𝑚 = 5

𝑙

𝑚𝑖𝑛 · 𝑚2· 320𝑚2 = 1600

𝑙

𝑚𝑖𝑛= 96

𝑚3

ℎ·

Se instalará una bomba centrífuga de las siguientes características:

Tabla 24. Bomba contra incendios de rociadores de habilitación.


Fabricante AZCUE

Modelo BOB


Q 100 m3/h


Potencia 42 kW

Peso 500 kg

Bomba de rociadores Habilitación


pág. 30


Además, se deberá contar con un tanque de agua dulce reservado para este sistema de al menos

2 veces el volumen para mantener el flujo máximo de los rociadores durante un minuto:

𝑉𝑟𝑜𝑐 = 2 · 1600𝑙

𝑚𝑖𝑛· 1𝑚𝑖𝑛 = 3200𝑙 = 3.2𝑚3

Se instalará un tanque no estructural de 4 m³ de agua dulce.

6.3 – Sistema contraincendios de rociadores en CCMM

Es un sistema manual de rociadores con unas características similares al sistema explicado en el

punto anterior. Debe cumplir con las siguientes características:

Alimentado con agua salada: se utilizará ya que es inagotable y los daños sobre los

equipos que se encuentran en estas zonas es prácticamente equivalente a si se utilizara

agua dulce.

Circuito vacío: las tuberías permanecerán vacías hasta que se detecte el incendio en ese

momento se arrancara la bomba y se procede al llenado del circuito y la descarga de

agua a través de los aspersores. Por lo tanto, existirá un retardo entre que se detecte el

incendio y se proceda a su extinción. El hecho de que el agua salada no se quede

acumulada en las tuberías evita sus efectos corrosivos.

Manual: el sistema se activa mediante la intervención humana una vez detectado el

incendio.

Todos los equipos de suministro de agua del sistema deben estar situados fuera del

espacio a proteger.


Bomba de agua salada: bombea el agua salada al circuito del sistema, tomará agua del

mar a través de una toma de mar que dispondrá de rejilla, filtro y válvula de aislamiento.

Se arrancará de forma manual cuando se detecta el incendio, de forma remota desde el

puente o local de control de contra incendios.

Circuito de rociadores: red de tuberías que distribuye el agua desde el sistema de

impulsión hasta los rociadores.

Rociadores: elemento situado en las salidas de agua del circuito que garantiza una

distribución uniforme y en cantidad adecuada. Su número y disposición será la adecuada

para cubrir todo el espacio a proteger. Estarán abiertos permanentemente de modo que

cuando se active el sistema descargará sobre todo el piso de la zona protegida.

El sistema debe ser capaz de suministrar un caudal de 5l/min por metro cuadrado de la mayor

área a proteger:

𝑄𝑟𝑜𝑐 = 5𝑙

𝑚𝑖𝑛 · 𝑚2· 𝐴𝑚 = 5

𝑙

𝑚𝑖𝑛 · 𝑚2· 650𝑚2 = 3250

𝑙

𝑚𝑖𝑛= 195

𝑚3

ℎ·


pág. 31


Se instalarán dos bombas centrífugas, con aspiración directa a la toma de mar, de las siguientes

características:

Tabla 25. Bombas de rociadores de CCMM.

6.4 – Sistema contraincendios de CO2

Se instalará un sistema de contraincendios de CO2, siempre de activación manual debido a su

peligrosidad, y que dará cobertura a los siguientes espacios:

Cámara de máquinas.

Sala de control de CCMM.

Talleres de CCMM.

Local de cuadros eléctricos.

Locales de propulsión.

Pañol de pintura.

Local del grupo generador de emergencia.

El sistema se basará en la liberación de CO2, que estará almacenado en botellas. Con el fin de

proteger la vida humana se cumplirán los siguientes puntos:

No se podrán utilizar en espacios habitables, acomodación, espacios de servicio o

espacios de máquinas con dotación permanente.

Dispondrá de medios adecuados para garantizar que todas las personas han

abandonado el local antes de descargar el gas.

El accionamiento del sistema será siempre manual, no se admiten sistemas automáticos.


Botellas de gas: botellas individuales donde se almacena el gas, diseñadas para soportar

la presión a la que se almacene el gas extintor. Estarán dispuestas en un local reservado

para ellas en la cubierta principal.

Colector de gas: las botellas descargarán a un colector común que será el que distribuye

el gas hasta el local a proteger, en este colector se dispondrán los siguientes elementos:


Fabricante AZCUE

Modelo BOB


Q 100 m3/h


Potencia 42 kW

Peso 500 kg

Bombas de rociadores CCMM


pág. 32


o Válvula de aislamiento: cada descarga de las botellas dispondrá de una válvula

de cierre y retención que impida el reflujo de gas hacia la botella y aísle el

colector cuando se desmonte la botella. Estará permanentemente abierta.

o Manómetro: controla la presión del gas.

o Conexión de aire comprimido para pruebas del sistema.

o Válvula de seguridad: para controlar sobrepresiones de gas en el circuito.

Válvula maestra: cada local a proteger dispondrá de una válvula maestra que controla la

descarga del gas al local, estas válvulas estarán claramente marcadas indicando el local

que protege.

Distribución de gas: dentro de cada local se dispondrá las tuberías de forma que se

garantice una descarga uniforme del gas.

Boquillas de gas: elemento situado en las tuberías de distribución y por el que se libera

el gas, garantiza una distribución adecuada del mismo.

El sistema se dimensiona con la capacidad de gas suficiente para inundar el mayor de los espacios

de cámara de máquinas independientes, tomándose el mayor de los siguientes criterios:

35% de la suma de los volúmenes de la cámara de máquinas y el guardacalor.

40% de la suma de los volúmenes de la cámara de máquinas y el volumen del

guardacalor por debajo de la sección cuya área es igual o menor al 40% del área de la

cámara de máquinas.

El área de la sección del guardacalor es siempre menor que el 40% del área de la CCMM. Por

tanto, el volumen mínimo de gas se calcula como:

𝑉𝐶𝑂2 = 0.35 · (𝑉𝐶𝐶𝑀𝑀 + 𝑉𝑔𝑢𝑎𝑟𝑑𝑎𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟) = 0.35 · (9323 + 1120) = 3655𝑚3

Por tanto, en el local reservado para el gas se dispondrán botellas de CO2 con un volumen total

de como mínimo 3655m³.

6.5 – Equipos de contraincendios individuales

6.5.1 – Extintores portátiles

La disposición de los extintores portátiles a bordo cumplirá con los siguientes criterios:

Los extintores estarán listos para su utilización.

Colocados en lugares visibles y que se puedan alcanzar rápida y fácilmente.

Uno de los extintores asignados a un espacio estará situado cerca de la entrada en dicho

espacio.

La capacidad mínima de los extintores instalados será la siguiente:

Agua: 9 litros.

Espuma: 9 litros.

CO2: 5 kg.


pág. 33


Polvo seco: 5kg.

En los espacios de acomodación no se admite la instalación de extintores de anhídrido carbónico

y por tanto se instalarán extintores de espuma, salvo en aquellas zonas donde se puedan dañar los equipos

eléctricos, como el puente de gobierno o salas de control, donde se dispondrán extintores de polvo seco.

Para buques de un arqueo mayor de 1000 GT se deben instalar un mínimo de 5 extintores.

El espacio de cámara de máquinas, contará con varios extintores, que según SOLAS y para CCMM

con motores de combustión interna son los siguientes:

Un dispositivo portátil lanza espuma.

Un número suficiente de extintores de espuma de 45 litros de capacidad de tal manera

que se pueda alcanzar cualquier punto de los sistemas de combustible y aceite.

Al menos dos extintores portátiles de espuma no separados más de 10 m.

En cuanto a las cargas de los extintores, se llevarán a bordo cargas para:

Una carga para los 10 primeros extintores portátiles a bordo.

Una carga para el 50% del resto de los extintores que se lleven a bordo.

Como máximo se llevarán 60 cargas de respeto a bordo.

6.5.2 – Equipos de bombero

Los buques de carga deben llevar a bordo al menos dos equipos de bombero.

Se disponen dos equipos de bomberos en las estaciones contraincendios, que se localizan una

en la cubierta principal, con acceso directo a la misma; y la segunda en la 5ª cubierta.

7 – Dispositivos y Medios de Salvamento

Los dispositivos y los medios de salvamento del buque se definen de acuerdo a las normas del

SOLAS capítulo 3 “Lifesaving appliances and arrangement”.

Estos dispositivos dependen de los siguientes puntos:

Número de personas a bordo: 30 personas.

Tipo de buque: se considera un buque de carga al tener menos de 50 personas.

Eslora definida como en el CILC: 207.5 m.

Arqueo bruto: 48.590 GT.

El diseño de los dispositivos y medios de salvamento del buque se han definido siguiente la

referencia [15].


pág. 34


7.1 – Equipos y medios individuales

7.1.1 – Chalecos salvavidas

Se deben disponer un chaleco salvavidas por persona de uso individual estibado en los camarotes.

Además, chalecos suficientes para realizar la guardia y para la utilización de puestos de supervivencia muy

dispares; por tanto, se instalarán suficientes chalecos a lo largo de las cubiertas a la intemperie y dos

chalecos más en cada uno de los casings de popa.

7.1.2 – Trajes de inmersión

Se deben disponer un traje de inmersión o de protección a la intemperie por cada tripulante del

bote de rescate. Por ello se dispondrán 4 trajes de inmersión y 4 trajes de protección a la intemperie.

Como se contará con un bote salvavidas totalmente cerrado a cada banda con capacidad para el

total de las personas, no es preciso contar con más trajes.

7.1.3 – Aros salvavidas

Para buques de carga de más de 200 metros de eslora se dispondrán al menos 14 aros salvavidas,

de los cuales:

2 serán con rabiza flotante, uno a cada banda.

5 diferentes con artefacto luminoso, distribuidos a cada banda.

2 con artefacto luminoso y señales fumígenas. Dispondrán de suelta rápida desde el

puente de navegación.

7.2 – Embarcaciones de supervivencia

7.2.1 – Botes salvavidas

Se elige la opción A para buques de carga, por la que se deben disponer botes salvavidas

totalmente cerrados cuya capacidad a cada banda sea del 100% del total de las personas a bordo.

Se instalarán dos botes salvavidas con las siguientes características:


pág. 35


Tabla 26. Botes salvavidas.

Se instalarán pescantes del mismo fabricante para arriar e izar los botes. La carga de trabajo

(SWL) será la suma del peso de las personas y el bote. Considerando 80 kg de media por persona:

𝑆𝑊𝐿 = (80𝑘𝑔 · 32𝑝𝑒𝑟𝑠 + 2250𝑘𝑔) · 9.81𝑘𝑔

𝑚2⁄ = 47.2𝑘𝑁

Los pescantes seleccionados son los siguientes:

Tabla 27. Pescantes de los botes salvavidas.

Figura 11. Bote salvavidas instalado.


Fabricante Fassmer

Modelo dragon 32C-M

Capacidad 32 pers.

Dimensiones 5.91 x 2.2 x 2.51 m

Peso 2250 kg

Botes salvavidas


Fabricante Fassmer

Modelo FPD 55

Potencia 12 kW

Capacidad (SWL) 55 kN

Peso 4500 kg

Pescantes de los botes salvavidas


pág. 36


Figura 12. Pescantes de los botes salvavidas.

7.2.2 – Balsas salvavidas

Para la opción A, y considerando que las balsas no se pueden trasladar fácilmente de una banda

a otra, se dispondrán balsas salvavidas para el 100% del total de las personas a bordo a cada banda.

Se disponen las siguientes balsas salvavidas a cada banda en el castillo:

Tabla 28. Balsas salvavidas.

Figura 13. Balsas salvavidas.

Para buques semisumergibles el DNV en [9] indica que es necesario la instalación de balsas

salvavidas en los casings de popa si éstos van a estar operador por tripulantes durante las operaciones de

carga y descarga de los artefactos a transportar.

Para cumplir con este requisito se instalarán una balsa salvavidas en cada uno de los flotadores

de popa con las siguientes características:


Fabricante Viking liferafts

Modelo 35 DK

Capacidad 35 pers.

Peso 300 kg

Balsas salvavidas


pág. 37


Tabla 29. Balsas salvavidas instaladas en los casings.

7.2.3 – Bote de rescate

Los buques de tipo de carga están obligados a llevar a bordo un bote de rescate con su

correspondiente pescante:

Tabla 30. Bote de rescate.

Tabla 31. Pescante del bote de rescate.

7.3 – Otros dispositivos

7.3.1 – Aparato radio telefónico

Se dispondrán, por ser un buque de carga de más de 500 GT, 3 aparatos radio telefónicos

bidireccionales de ondas métricas. Estos aparatos deben ser portátiles.


Fabricante Viking liferafts

Modelo 4 DK

Capacidad 4 pers.

Peso 120 kg

Balsas salvavidas (casings)


Fabricante Fassmer

Modelo RR 4.2

Capacidad 6 pers.

Potencia 40 CV

Peso 520 kg

Bote de rescate


Fabricante Fassmer

Modelo FSAR

Potencia 6 kW

Capacidad (SWL) 15 kN

Peso 1750 kg

Pescante del bote de rescate


pág. 38


7.3.2 – Respondedor de radar

Los buques de más de 500 GT llevarán dos respondedores de radar, uno a cada banda.

7.3.3 – Otros

Se dispondrán los siguientes elementos:

12 cohetes lanzabengalas con paracaídas estibados en el puente de navegación.

Un aparato lanza cabos.

Una lámpara de señales portátil disponible permanentemente y que no dependa de la

energía del buque.

Una escala de embarco a cada costado y una rampa de evacuación en cada puesto de

puesta a flote.

8 – Equipos de radiocomunicación

En este apartado se definirán los equipos y sistemas de ayuda a la navegación. La definición de

los equipos necesarios y su instalación se llevará a cabo siguiendo las regulaciones vigentes: Dirección de

la Marina Mercante y los capítulos IV y V del SOLAS.

8.1 – Equipos y material náutico

Se dispondrá del siguiente material náutico:

Un compás magistral magnético, y otro de respeto. Instalado en el techo del puente de gobierno.

Un girocompás. Una corredera u otro medio similar para medir y presentar visualmente la profundidad del mar.

Una ecosonda u otro medio similar para medir y presentar visualmente la profundidad del mar.

Un sextante.

Un cronómetro.

Un taxímetro para medir demoras en un arco de 360º.

Cartas y libros náuticos de los mares por donde se vaya a navegar y los portulanos de los

puertos que utilice. Además de cuadernos de faros y derroteros, anuario de mareas, manual

de primeros auxilios, reglamentos de radiocomunicaciones.

Un receptor Sistema Mundial de Navegación por Satélite.

Un reflector de radar.

Un cronógrafo contador de bolsillo.

Un reloj de bitácora.

Dos transportadores.


pág. 39


Dos compases de puntas.

Varias reglas de 40 cm.

Dos prismáticos diurnos, más uno de respeto.

Dos prismáticos nocturnos, más uno de respeto.

Dos linternas estancas.

Diario de navegación.

Un barógrafo.

Un barómetro.

Una bocina de niebla a presión manual.

Un termómetro con abrigo termométrico.

Una campana de al menos 5 kg de peso.

Un código internacional de señales.

Una lámpara de señales que utilice una fuente de energía que no dependa del suministro

eléctrico del buque.

Un espejo de señales.

Un sistema de identificación automática.

Un registrador de datos de travesía.

Juego de banderas del código internacional de señales.

Indicadores de la situación y características del buque en cada instante. Como puede ser la

situación de los timones, el empuje proporcionado por las hélices principales y de las de

maniobra, el paso, el empuje y el ángulo de la hélice retráctil, etc.

Sistema de limpiaparabrisas, anticongelante y limpieza en los ventanales del puente de

mando. Dichos ventanales serán anti reflectantes.

8.2 – Comunicaciones Interiores

Las comunicaciones interiores son muy importantes para asegurar un buena y correcta operación

del buque, de forma que los mensajes se transmitan entre emisor y receptor con fluidez y sin interrupciones

a lo largo del barco.

De acuerdo a lo expuesto en el capítulo IV del SOLAS se debe de disponer de dos sistemas de

comunicación independientes entre la cámara de máquinas y el puente de mando.

Se instalarán los siguientes sistemas:

Central telefónica, alimentada desde el cuadro eléctrico principal y desde el de emergencia.

Teléfonos autogenerados, sin necesidad de suministro de energía, comunicando entre sí cada

uno de los diferentes puestos.

Telégrafos de órdenes a cámara de máquinas.

Walkie-Talkies para la comunicación directa entre diferentes puntos del buque.

Equipo de megafonía con altavoces de maniobra a lo largo del buque.

Sistema de alarmas en el puente de gobierno, donde existirá un panel central con pulsadores.


pág. 40


8.3 – Comunicaciones Exteriores.

Los equipos y sistemas para las comunicaciones exteriores vienen definidos en el capítulo IV del

SOLAS, desde la regla 7 en adelante:

Una instalación radioeléctrica de ondas métricas que pueda transmitir y recibir:

o Mediante LSD en la frecuencia de 156,525 MHz (Canal 70). Será posible iniciar la

transmisión de las alertas de socorro en el canal 70 en el puesto desde donde

gobierne el buque.

o Mediante radiotelefonía en las frecuencias de 156,300 MHz (Canal 6), 156,650 MHz

(Canal 13) y 156,800 MHz (Canal 16).

Una instalación radioeléctrica que pueda mantener una escucha continua de LSD en el canal

70 de la banda de ondas métricas, la cual podrá hallarse separada o combinada con el equipo

prescrito en el punto anterior.

Un respondedor de radar que pueda funcionar en la banda de 9 GHz el cual irá estibado de

modo que se pueda utilizar fácilmente.

Un receptor que pueda recibir las retransmisiones del servicio NAVTEX internacional.

Una instalación radioeléctrica para la recepción de información sobre seguridad marítima por

el sistema de llamada intensificada a grupos de INMARSAT, si el buque se dedica a efectuar

viajes en algunas de las zonas cubiertas por INMARSAT, pero en la cual no se presta un

servicio NAVTEX internacional.

Una radiobaliza de localización de siniestros por satélite que:

o Tenga capacidad para transmitir una alerta de socorro, bien a través del servicio de

satélites de órbita polar que trabaja en la banda de 406 MHz, bien, si el buque se

dedica únicamente a viajes dentro del ámbito de cobertura de INMARSAT, a través

del servicio de satélites geoestacionarios de INMARSAT que trabaja en la banda de

1,6 GHz.

o Esté instalada en un lugar fácilmente accesible.

o Esté lista para ser soltada manualmente y pueda ser transportada por una persona

a una embarcación de supervivencia.

o Pueda zafarse y flotar si se hunde el buque y ser activada automáticamente cuando

esté a flote.

o Pueda ser activada manualmente.

9 – Servicios de Habilitación

9.1 – Sistema de aire acondicionado

El sistema de aire acondicionado mantendrá el aire en el interior del buque en unas condiciones

adecuadas, tanto de temperatura como de humedad y composición química. Éste debe ser capaz de

mantener las condiciones correctas independientemente de las condiciones del exterior, por ello se diseña

para que pueda ser funcional durante todo el año y en todas las zonas marítimas, por ser un buque que

navegará por todo el mundo.


pág. 41


El sistema consiste en una unidad de aire acondicionado centralizada con un solo conducto. El

tratamiento térmico de aire se efectúa exclusivamente en la unidad de aire acondicionado donde una

mezcla de aire exterior y aire recirculado es enfriada y deshumedecida en verano, y calentada y

humedecida en invierno.

Por todo lo comentado anteriormente, se diseña el sistema para unas condiciones ambientales

que pueden darse en las zonas de navegación del buque, asegurando el funcionamiento correcto en

cualquier condición:

En verano:

Temperatura exterior: 38ºC.

Temperatura interior: 25ºC.

Humedad relativa exterior: 90%.

Humedad relativa interior: 50%.

En invierno:

Temperatura exterior: -10ºC.

Temperatura interior: 22ºC.

Humedad relativa exterior: 60%.

Humedad relativa interior: 50%.

El dimensionamiento del sistema se realizará teniendo en cuenta estas condiciones, y para un

caudal necesario que se calcula según el volumen de los locales a refrigerar y un número de renovaciones

por hora para cada espacio, según indica la norma DIN 1946.

El cálculo del caudal total necesario se detalla en el APÉNDICE 1. En la Tabla 41 se muestra un

resumen de dicho cálculo, presentado para cada una de las cubiertas consideradas. En dicho cálculo se

tiene en cuenta que algunos espacios, aunque si precisan de ventilación, no tendrán calefacción.

Tabla 32. Resumen del cálculo del caudal de aire acondicionado.

Con estos datos es posible calcular la potencia necesaria de los ventiladores que recircularán este

aire. Para esta estimación se ha considerado un rendimiento total de 0.60 y una diferencia de presión que

genera la ventilación de 0.02 bares.

𝑃𝑣𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =∆𝑃 · 𝑄𝑣𝑒𝑛𝑡

𝜂=

2𝑘𝑃𝑎 · 78807 𝑚3 ℎ⁄

0.60·

1ℎ

3600𝑠= 73.0𝑘𝑊

Cubierta Área (m²) Volumen (m³) Q vent. (m³/h) Q calef. (m³/h)

1ª Cubierta 767.1 2130.4 17544 14646

2ª Cubierta 608.6 1643.2 17432 17432

3ª Cubierta 734.5 1983.2 15423 15047

4ª Cubierta 471.5 1273.2 10178 10069

5ª Cubierta 503.2 1358.7 11564 11276

Puente 231.5 625.1 6125 6125

Techo de puente 38.4 96.0 542 0

Total - - 78807 74594


pág. 42


Se instalarán cuatro ventiladores de acero galvanizado de aplicación naval, con una potencia total

de 75 kW. Cada ventilador da un caudal de 20.000 m³/h.

La mayoría de este aire de ventilación se recirculará, siendo aproximadamente un 65% del caudal

total. Por lo tanto, no todo el caudal de aire es necesario refrigerarlo, y será solo aquel que entra del exterior,

o lo que es lo mismo, un 35% del caudal total de calefacción:

𝑄𝑒𝑥𝑡 = 0.35 · 𝑄𝑣𝑒𝑛𝑡 = 26108 𝑚3

ℎ⁄

v (verano e invierno):

𝑃𝐻𝑉𝐴𝐶 = 𝑄𝑒𝑥𝑡 · 𝜌𝑎 · 𝐶𝑒 · (𝑇𝑖 − 𝑇𝑒)

= 26108𝑚3

ℎ·

1ℎ

3600𝑠· 1.226

𝑘𝑔

𝑚3· 1.012

𝑘𝐽

𝑘𝑔𝐾· (311 − 298)𝐾 = 117𝑘𝑊

𝑃𝐻𝑉𝐴𝐶 = 𝑄𝑒𝑥𝑡 · 𝜌𝑎 · 𝐶𝑒 · (𝑇𝑖 − 𝑇𝑒)

= 26108𝑚3

ℎ·

1ℎ

3600𝑠· 1.226

𝑘𝑔

𝑚3· 1.012

𝑘𝐽

𝑘𝑔𝐾· (295 − 263)𝐾 = 288𝑘𝑊

Donde:

𝜌𝑎 – densidad del aire (1.226 kg/m³).

𝐶𝑒 – calor específico del aire (1.012 kJ/kgK).

(𝑇𝑖 − 𝑇𝑒) – diferencia de temperaturas interior y exterior.

Se instalará un HVAC con una potencia de 300 kW. Además, se dispondrá un compresor en

CCMM para el HVAC de 12 kW.

9.2 – Servicios sanitarios

El sistema de agua sanitaria abastece a todos los servicios del buque que lo necesitan como

pueden ser el hospital, las duchas, los lavabos o las cocinas.

El sistema se compone de un equipo hidróforo, con bombas de agua sanitaria, un tanque hidróforo

y un esterilizador de ultravioletas para tratar el agua de consumo humano.

Se cuenta con tanques de agua dulce con un volumen total de 286 m³. Se instalará también un

compresor para dar servicio a las gambuzas.

9.2.1 – Bombas de agua dulce sanitaria

El caudal de este sistema de agua dulce depende de los picos de consumo de agua dulce a bordo

del buque. Normalmente se consideran picos de 10 min en los que se consideran las siguientes hipótesis:

Un tercio de la tripulación consumiendo 60 litros durante 10 min en duchas.


pág. 43


Dos tercios de la tripulación consumiendo 2 litros en cocinas, aseos, etc.

𝑄𝐴𝐷 = (1

360𝑙 +

2

32𝑙) 𝑁𝑡𝑟𝑖𝑝

1

10𝑚𝑖𝑛= (

1

360𝑙 +

2

32𝑙) 30𝑝

1

10𝑚𝑖𝑛

60𝑚𝑖𝑛

ℎ

1𝑚3

1000𝑙= 3.8

𝑚3

ℎ

Se instalarán las siguientes bombas, una de ellas de respeto:

Tabla 33. Bombas de agua dulce sanitaria.

9.2.2 – Tanque hidróforo

El volumen del tanque hidróforo será por tanto el necesario para cubrir los picos de demanda

calculados en el apartado anterior. Considerándose un 10% de margen.

𝑉ℎ𝑖𝑑𝑟ó𝑓𝑜𝑟𝑜 = 1.05 · 𝑄𝐴𝐷 · 10𝑚𝑖𝑛 = 1.05 · 𝑄𝐴𝐷 · 10𝑚𝑖𝑛1ℎ

60𝑚𝑖𝑛= 0.68𝑚3 = 680𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠

La presión del tanque será la correspondiente a la altura a vencer. Además, se aplica un 20% de

margen para tener en cuenta las pérdidas de carga:

𝑃ℎ𝑖𝑑𝑟ó𝑓𝑜𝑟𝑜 = 1.20 · 𝐻 = 1.20 · (45 − 8) = 44𝑚𝑐𝑎 = 4.4 𝑏𝑎𝑟

Se dispondrá un tanque hidróforo de 700 litros.

9.2.3 – Calentador de agua sanitaria

Se va a considerar que el volumen necesario de agua sanitaria caliente sea del 30% del caudal

total de agua sanitaria estimado anteriormente.

𝑉𝐴𝐷𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 = 0.3 · 𝑄𝐴𝐷 ·10𝑚𝑖𝑛

60𝑚𝑖𝑛= 0.20𝑚3

Considerando un rendimiento del calentador de 0.80, un aumento de temperatura desde 15ºC

hasta 60ºC; y un tiempo para calentar el volumen de agua de dos horas, se puede calcular la potencia del

calentador como:


Fabricante AZCUE

Modelo CA


Q 3.8 m3/h


Potencia 0.8 kW

Peso 120 kg

Bombas de agua dulce sanitaria


pág. 44


𝑃𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 =𝑉 · 𝜌𝑎𝑑 · 𝐶𝑒 · ∆𝑇

1ℎ · 0.80=

0.20 · 1.0 · 4.18 · (60 − 15)

1 · 0.80= 13𝑘𝑊

Se instalarán dos calentadores de 10 kW cada uno. Además, se instalará una bomba de agua

caliente con un caudal de 3m³/h y una presión de 4.5 bar.

Tabla 34. Bomba de agua caliente sanitaria.

Tabla 35. Calentador de agua sanitaria.


Fabricante AZCUE

Modelo CA


Q 3.0 m3/h


Potencia 0.65 kW

Peso 120 kg

Bomba de agua caliente


Q 3.0 m3/h

Potencia 10 kW

Peso 200 kg

Calentador de agua sanitaria


pág. 45


10 – Sistema de Aguas Residuales

Según el reglamento de MARPOL, todo buque con un arqueo bruto de más de 400 GT debe

cumplir con las disposiciones relativas a gestión y tratamiento de residuos.

10.1 – Sistema de aguas residuales

El buque deberá disponer uno de los siguientes sistemas:

Una instalación de tratamiento de aguas sucias aprobada por la Administración, teniendo

en cuenta las normas y los métodos de prueba elaborados por la Organización.

Un sistema para desmenuzar y desinfectar las aguas sucias aprobado por la

Administración. Este sistema estará dotado de medios que, a juicio de la Administración,

permitan almacenar temporalmente las aguas sucias cuando el buque esté a menos de

tres millas marinas de la tierra más próxima.

Un tanque de retención que tenga capacidad suficiente para retener todas las aguas

sucias, habida cuenta del servicio que presta el buque, el número de personas a bordo y

otros factores pertinentes.

Para cumplir con uno de estos puntos se han dispuesto tanques de aguas residuales indicados en

el cuaderno 4 - Disposición General.

Para su dimensionamiento se han considerado los siguientes valores [1]:

Generación de aguas negras: 30 litros/pers·día.

Generación de aguas grises: 60 litros/pers·día.

Generación agua lavandería: 30 litros/pers·día.

Generación aguas cocina: 30 litros/pers·día.

El volumen de los tanques de aguas negras y aguas grises dependerán de estos valores y de los

días que el buque se encuentre en zonas donde no pueda descargar al mar las aguas residuales. Las

aguas negras se pueden descargar al mar a una distancia superior a 12 millas de la costa más próxima.

Se van a tomar 25 días para dimensionar los buques, de tal manera que se cuenta con un margen

importante:

𝑉𝐴𝑔𝑢𝑎𝑠 𝐺𝑟𝑖𝑠𝑒𝑠 = (𝐶𝐴.𝐺. + 𝐶𝑙𝑎𝑣𝑎𝑛𝑑𝑒𝑟í𝑎 + 𝐶𝑐𝑜𝑐𝑖𝑛𝑎) · 𝑁𝑡𝑟𝑖𝑝 · 𝑑

= (60 + 30 + 30)𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠

𝑝𝑒𝑟𝑠 · 𝑑í𝑎· 30𝑝𝑒𝑟𝑠 · 25𝑑í𝑎𝑠 = 92 𝑚3.

𝑉𝐴𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑁𝑒𝑔𝑟𝑎𝑠 = 𝐶𝐴.𝑁. · 𝑁𝑡𝑟𝑖𝑝 · 𝑑 = 30𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠

𝑝𝑒𝑟𝑠 · 𝑑í𝑎· 30𝑝𝑒𝑟𝑠 · 25𝑑í𝑎𝑠 = 23 𝑚3.

Los tanques de aguas residuales se disponen en los costados de la CCMM con un volumen de

119 m³ el de aguas grises y de 55.4 m³ el de aguas negras.


pág. 46


La descarga a tierra de las aguas sucias se realizará por medio de una conexión universal a tierra

cuyas dimensiones y características vienen especificadas en el anexo IV de MARPOL.

Para la descarga se dispone una bomba con una capacidad para descarga el volumen total de

aguas residuales en menos de 6 horas:

𝑄𝐴.𝑅. =𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

6ℎ=

175𝑚3

5ℎ= 35

𝑚3

ℎ

Se instalará una bomba de las siguientes características:

Tabla 36. Bomba de aguas residuales.

10.2 – Sistema de tratamiento de residuos

El anexo V de MARPOL regula la prevención de la contaminación por basuras, y es de aplicación

a todos los buques. A continuación, se enumeran las condiciones para la descarga de basuras,

directamente obtenidas del reglamento de MARPOL:

Se prohíbe echar al mar toda materia plástica, incluidas, sin que la enumeración sea

exhaustiva, redes de pesca de fibras sintéticas, las bolsas de plástico para la basura y

las cenizas de incinerador de productos de plástico que puedan contener residuos tóxicos

o de metales pesados.

Las basuras indicadas a continuación se echarán tan lejos como sea posible de la tierra

más próxima, prohibiéndose en todo caso hacerlo si la tierra más próxima se encuentra

a menos de:

i. 25 millas marinas, cuando se trate de tablas y forros de estiba y materiales de

embalaje que puedan flotar.

ii. 12 millas marinas, cuando se trate de los restos de comidas y todas las demás

basuras, incluidos productos de papel, trapos, vidrios, metales, botellas, loza

doméstica y cualquier otro desecho por el estilo.

Las basuras indicadas en el punto ii), del apartado anterior, podrán ser echadas al mar

siempre que hayan pasado previamente por un desmenuzador o triturador, y ello se

efectúe tan lejos como sea posible de la tierra más próxima, prohibiéndose en todo caso

hacerlo si la tierra más próxima se encuentra a menos de 3 millas marinas. Dichas


Fabricante AZCUE

Modelo VRX

Tipo de bomba vortex

Q 35 m3/h


Potencia 4.8 kW

Peso 250 kg

Bomba de aguas residuales


pág. 47


basuras estarán lo bastante desmenuzadas o trituradas como para pasar por cribas con

mallas no mayores de 25 milímetros.

El sistema de tratamiento de las basuras se ha situado bajo la cocina. En este espacio se van a

disponer un compactador de basura, un triturador de basura, un triturador de vidrio y un separador de

grasas.

Se instalará además una fosa séptica en la CCMM encargada de tratar las aguas negras y aguas

grises antes de ser descargadas al mar.

11 – Sistema de Lastre

El sistema de lastre es crucial en este buque, pues es el encargado de lastrar y deslastrar el buque

hasta el calado de 25 m, para realizar todas las operaciones marinas descritas en el cuaderno primero

(Memoria explicativa). Además, será el sistema encargado de controlar el calado del buque durante la

navegación, y de corregir las escoras y trimados.

En este buque, dado la gran variedad de artefactos que se transportarán, tanto en forma como en

peso, es muy importante contar con un sistema de lastre ágil, eficaz y versátil. Por ello, se ha subdividido

el buque en un número grande de tanques de lastre, tal y como se ha definido en el cuaderno 4 – Disposición

General. Así, será capaz de realizar las operaciones de carga y descarga de los artefactos y de controlar

el trimado y la escora del buque para una gran cantidad de posibles cargas.

El sistema estará diseñado para poder vaciar y llenar todos los tanques con agua de mar. Se

dispondrá de un sistema de lastre de tipo anillo, con el que se permite además trasegar lastre entre los

tanques.

Existen dos tipos de sistemas de lastrado en este tipo de buques. Muchos de ellos tienen un

sistema de compresores para el lastrado y deslastrado de los tanques. Esto exige ciertas consideraciones

como por ejemplo tenerlo en cuenta a la hora de escantillonar el buque o al definir las aireaciones y sondas,

entre otras. Otros buques llevan varias bombas de lastre de gran capacidad y algunos un sistema mixto.

Para el buque en proyecto se ha decidido instalar un sistema clásico de bombas centrífugas, como por

ejemplo llevan los buques de la compañía Cosco Heavy Transport o los buques Black Marlin y Blue Marlin

de Dockwise.

También cabe decir que se ha evaluado la posibilidad de montar un sistema de tanques antiescora,

que finalmente ha sido descartada, pues como se verá más adelante, el sistema de lastre de este buque

es muy potente y funciona por sí mismo de sistema antiescora para contrarrestar momentos escorantes

producidos por cualquier movimiento de cargas en cubierta.

El sistema estará formado por los siguientes elementos:

Succión del colector de lastre desde las tomas de mar. Éstas se encuentran localizadas

en el doble fondo, bajo la cámara de máquinas.

Bombas de lastre, dispuestas en CCMM.

Colector de lastre.

Tanques de lastre.


pág. 48


Ramales a los tanques de lastre, provistos de válvulas de aislamiento.

Descarga al costado.

11.1 – Bombas de lastre

Las bombas de lastre se dimensionarán para deslastrar el buque totalmente en un tiempo

determinado. Para definir el tiempo de lastrado y deslastrado se ha recurrido a dos artículos que hablan de

la operación de carga del buque Adelaide y del buque Canberra en la ría de Vigo y en A Coruña [16] y [17].

En estos artículos se especifican los siguientes tiempos:

Carga del HMAS Canberra: el buque Blue Marlin tardó 12 horas en lo que definen como

prelastrado y otras 8 horas más en lastrar hasta ajustar el buque. En deslastrar el buque

precisó de 14 horas.

Carga del HMAS Adelaide: precisó el Blue Marlin de 17 horas de lastrado para

sumergirse al máximo y unas 15 horas para deslastrar.

Por lo tanto, con esos tiempos de referencia y teniendo en cuenta que el Blue Marlin tiene una

capacidad de lastre un poco mayor que el buque en proyecto, se ha fijado un tiempo de llenado medio de

12 horas.

Con este tiempo de referencia, y considerando que se instalarán 4 bombas de lastre, el caudal de

cada una de las ellas será de:

𝑄𝑙𝑎𝑠𝑡𝑟𝑒 =𝑉𝑙𝑎𝑠𝑡𝑟𝑒

𝑛𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎𝑠 · 𝑡=

121121𝑚3

4 · 12ℎ= 2523

𝑚3

ℎ

Este dato se parece bastante a las 4 bombas de 3300 m³/h que monta el Blue Marlin.

Se dispondrán 4 bombas de lastre centrífugas y autocebadas de las siguientes características:

Tabla 37. Bombas de lastre.

El colector del sistema de lastre se define para el caudal total y para que el agua no supere una

velocidad interior de 2 m/s:


Fabricante AZCUE

Modelo LD


Q 2600 m3/h


Potencia 320 kW

Peso 820 kg

Bombas de lastre


pág. 49


𝑑𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 = √4𝑄𝑙𝑎𝑠𝑡𝑟𝑒

3600 · 𝜋 · 𝑣· 103 ≈ 1300𝑚𝑚

11.2 – Sistema de tratamiento de lastre

Uno de los problemas del lastre de los buques es la de las especies invasoras. Esto se produce

cuando un buque llena sus tanques con aguas de un lugar, recogiendo con ello organismos de la zona, y

las deslastra en otro donde pueden sobrevivir e invadir la fauna autóctona.

Para ello, y desde 2009 la OMI creó una resolución en la que se obliga a que todos los buques

construidos a partir de ese año lleven sistemas de tratamiento de lastre. Además, recomiendan una práctica

sencilla que es la lastrar en aguas profundas y descargar en aguas someras, y viceversa, de tal manera

que los organismos de un hábitat no pueden sobrevivir en el otro.

El sistema de lastre absorbe agua de mar por las tomas de mar situadas en el doble fondo, que

cuentan con un sistema anti-incrustante y anti-corrosión; después pasa por filtros donde se eliminan las

partículas y organismos indeseados de mayor tamaño. Tras esto es enviada por las bombas a los tanques

de lastre.

El agua de mar pasará por el sistema de tratamiento de lastre antes de ser expulsada de nuevo al

mar por los costados, ya sea a la hora del lastrado, durante la navegación y/o operación o durante el

deslastrado. Por lo tanto, no se precisa que el sistema de tratamiento tenga la misma capacidad que las

bombas de lastre pues este proceso se realizará durante la navegación del buque, que durará días. En el

caso de las operaciones de lastrado/deslastrado para la carga de los artefactos, se realiza en el mismo sitio

tanto el lastrado como el deslastrado por lo que no será preciso eliminar los organismos.

Se instalará un sistema de tratamiento de lastre de rayos ultravioleta de 2000 m³.

Tabla 38. Sistema de tratamiento de lastre.


Modelo OBS 2000

Q 2000 m3/h

Potencia 240 kW

Peso 3200 kg

Sistemas de tratamiento de lastre


pág. 50


Figura 14. Sistema de tratamiento de lastre.

12 – Aireaciones, Reboses y Sondas

12.1 – Aireaciones

Todos los espacios del buque que no dispongan de un sistema de ventilación, como pueden ser

los tanques o las sentinas, deberán disponer de aireación que asegura que la presión en el interior es la

atmosférica, evitando grandes diferencias de presión dañinas para la estructura.

Las tuberías de las aireaciones se sitúan siempre en la parte superior del tanque o espacio lo más

a proa posible. Esto es debido a que los buques normalmente navegan con trimado de popa, de tal manera

que las bolsas de aire se sitúan en la proa de los tanques.

Las aireaciones pueden salir directamente a la atmósfera o agruparse en un colector. El conducto

de aireación en ambos casos finaliza en una válvula de venteo que debe estar situada, cumpliendo con el

CILC, a una distancia mínima de 760 mm por encima de la cubierta principal o bien 450 mm por encima de

cualquier otra cubierta superior. En el caso del buque en proyecto los venteos deberán estar situados por

encima de la 1ª cubierta, a 27 m sobre la línea base, pues el buque estará preparado para sumergirse hasta

un calado de 25 m. Además, los venteos se colocarán donde no supongan un punto de inundación

progresiva.

Las dimensiones de las tuberías de aireación de espacios estancos deben permitir la salida de

aire suficientemente rápido cuando dicho espacio queda inundado ante una avería. Las aireaciones de los

tanques de hidrocarburos disponen de una rejilla cortafuegos de accionamiento remoto, que evite la

propagación de llama. Además, se disponen de medios para evitar que el fluido ascienda por la tubería.

12.2 – Reboses


pág. 51


Las aireaciones de los tanques de combustible se agruparán en un colector que comuncará con

el tanque de reboses, de tal manera que se consigue aprovechar el posible combustible que pueda rebosar

de los tanques a la vez que se airean los mismos.

12.3 – Sondas

Todos los tanques llevarán sondas a nivel, controladas a distancias, y tubos de sondas manuales.

Los indicadores de las sondas de los tanques estarán situados en la sala de control de CCMM.

Además, se instalarán sondas en los tanques de sentinas y aquellos compartimentos que no

tengan una fácil accesibilidad.

El diámetro de los tubos de sonda de compartimentos estancos y de tanques debe ser de al menos

32 mm, siendo de 65 mm cuando atraviesen espacios refrigerados, y de 50 mm para los tanques de

combustible y aceites. Los cierres de estos tubos serán estancos.

13 – Grúas Auxiliares

Para el manejo de carga en cubierta se han instalado 4 grúas auxiliares. Estas grúas se utilizan

para trabajos varios en el buque, como pueden ser, entre otras, el manejo de pequeñas cargas en la

cubierta corrida, subir o bajar elementos desde el castillo a la cubierta, subir o bajar cargas también desde

los casings a la cubierta o mover cargas entre el puerto/astillero y el buque. Podrían ser muy importantes a

la hora de crear la estructura “cama” donde descansan los artefactos a transportar y sobre todo a la hora

de realizar las operaciones de float-on/float-off y float-over donde las grúas auxilian a los remolcadores,

chigres, etc.

Para seleccionar su disposición, lo más razonable es colocarlas en las cuatro esquinas de la

cubierta de carga. Por otro lado, esta es la disposición más común entre los buques Heavy Lift

semisumergibles en operación hoy en día. En la Figura 16 y Figura 17 se presenta el buque HYSY 278 a

modo de ejemplo, donde se pueden observar las grúas en los flotadores de popa y en el castillo.

Las grúas auxiliares instaladas son de accionamiento electro-hidráulico y pueden ser accionadas

desde el puente de gobierno o bien desde un panel portátil. Se instalan dos grúas de 10 toneladas en los

flotadores de popa y dos de 15 toneladas en el castillo. Las características de las grúas instaladas se

presentan en las siguientes tablas:


pág. 52


Tabla 39. Grúas auxiliares de proa.

Tabla 40. Grúas auxiliares de popa.

Figura 15. Foto de las grúas auxiliares instaladas en proa [19].


Fabricante Techcrane

Modelo T20

Capacidad (ton) 10

Capacidad (ton·m) 154

Alcance máximo (m) 15.36

Potencia (kW) 160

Peso (kg) 7446

Grúas auxiliares de los casings


Fabricante Techcrane

Modelo T30

Capacidad (ton) 15

Capacidad (ton·m) 308

Alcance máximo (m) 20.54

Potencia (kW) 315

Peso (kg) 12315

Grúas auxiliares de proa


pág. 53


Figura 16. Ejemplo de la disposición típica de las grúas auxiliares. Foto 1.

Figura 17. Ejemplo de la disposición típica de las grúas auxiliares. Foto 2.

14 – Sistema de Posicionamiento Dinámico

El sistema de posicionamiento dinámico está diseñado para cumplir el estándar DPS2. Este

estándar no solo requiere redundancia de sistemas físicos sino una redundancia de sistemas de control.

Se instalará el modelo K-Pos DP-22 de la marca Kongsberg. Este modelo es una central de

posicionamiento dinámico dual y redundante. El consumo aproximado de los centros de control es de 5 kW.


pág. 54


Figura 18. Puesto de control dual del sistema de posicionamiento dinámico.

Los sensores también serán instalados con redundancia de acuerdo a lo expuesto en el

reglamento del DNV [14]. Los sensores incluidos son:

Sistemas de referencia de posición

Sensores externos de viento

Girocompases

Sensores de referencia vertical (VRS).

Estos equipos además contarán con una fuente de alimentación independiente y redundante de

forma que el fallo en una de las vías de alimentación no produzca el fallo de los sensores incumpliendo así

la normativa DPS 2.

El sistema de posicionamiento dinámico instalado dispone de un modo de detección de modos de

fallo simples. De esta forma se evita que el fallo de uno de los elementos del sistema provoque una pérdida

de la posición.

En la siguiente figura se puede observar el ejemplo de un esquema de componentes de un sistema

de posicionamiento dinámico de clase 2.


pág. 55


Figura 19. Ejemplo de un esquema del sistema DP2 de un buque.


pág. 56


15 – Sistema de Iluminación

El sistema de iluminación está compuesto por un sistema de iluminación general y las luces de

navegación.

15.1 – Iluminación General

15.1.1 – Iluminación Interior

El sistema de iluminación interior corresponde a locales como el comedor, los camarotes, etc. El

diseño y dimensionamiento de este sistema se ha realizado teniendo en cuenta las actividades a realizar

en cada local de forma que tanto la capacidad lumínica, como la distribución y número de los elementos de

iluminación sea el más adecuado en cada caso.

La iluminación del buque se ha diseñado siguiendo la referencia [6].

15.1.2 – Iluminación Exterior

La iluminación exterior será de tres tipos diferentes: fluorescentes y proyectores. Se iluminarán

tanto las zonas de transito como las zonas de trabajo con una iluminación que permita un tránsito y

operación fluidos y seguros. Los fluorescentes se dispondrán principalmente en los pasillos exteriores

resguardados mientras que los proyectores se utilizarán en las zonas de trabajo.

Cubierta de trabajo

El cálculo de los proyectores de la cubierta principal se ha realizado de acuerdo a la

referencia [6]. Dada la gran superficie de cubierta de trabajo de la que dispone este buque

se necesitan un total de 64 proyectores de 500 w para iluminarla de forma adecuada (150

lux). Por otro lado, es necesario tener en cuenta que este buque puede llevar cualquier

tipo de carga sobre cubierta lo cual puede obstaculizar la luz de los proyectores o incluso

poner los mismos en peligro en operación. Por ello se decide diseñar el sistema para

admitir tal cantidad de proyectores confiriéndole así mayor flexibilidad, de forma que sean

los ingenieros en cada proyecto, los que decidan el número y posición que deben ocupar

dichos proyectores para llevar a cabo la operación de forma eficiente y segura.

Zona de Grúas Auxiliares y Botes salvavidas:

Dado que los botes auxiliares se encuentran cerca de las grúas auxiliares se decide

dimensionar la iluminación de dicha zona de acuerdo a los requisitos de los botes

salvavidas ya que son más exigentes. Como en el anterior caso se realizan los cálculos

de acuerdo al procedimiento detallado en [6]. El resultado es que es necesario disponer

de 10 proyectores LED de 100 W cada uno. Como el área a iluminar es simétrica con

respecto al plano de crujía, se dispondrían 5 a babor y 5 a estribor.


pág. 57


15.1.3 – Iluminación de Emergencia

La iluminación de emergencia se dispondrá en los lugares vitales del buque. Sus elementos serán

de tipo incandescente e irán conectados a la red de 24 V que es alimentada por las baterías de emergencia

durante al menos 3 horas. Estas luces se encenderán automáticamente cuando falte la alimentación de

230 V.

Este sistema está separado del sistema de alumbrado general. En el puente se dispondrá el cuadro

de alumbrado de emergencia, y en el techo de puente se sitúan un cargador y las baterías necesarias.

Los servicios de iluminación que debe de asegurar la iluminación de emergencia son:

Luces de navegación.

Estación de radio.

Pasillos y escaleras.

Salidas de compartimentos estancos.

Puntos de reunión para el embarque de botes.

Proyectores en la zona de botes.

Indicadores de las rutas de escape.

Compartimentos del generador de emergencia.

Permitir una iluminación reducida de:

o Cámara de máquinas.

o Puente de gobierno.

15.1.4 – Iluminación en el Puente

La iluminación en el puente debe ser tal que permita la correcta operación en el mismo sin dificultar

la visibilidad nocturna. Para ello, el sistema se dividirá en dos: nocturna y de mantenimiento. La iluminación

nocturna será tenue y se distribuirá de forma que permita a la tripulación que trabaje en el puente observar

las luces exteriores sin problemas, así como el manejo de los equipos de navegación.

Se dispondrá así mismo de lámparas extensibles que se puedan ajustar sobre las mesas de las

cartas de navegación.

15.2 – Luces de navegación

Las luces y marcas de navegación vienen definidas en el Reglamento Internacional para Prevenir

Abordajes en la mar (RIPA, 1972), parte C.

Las reglas se aplicarán teniendo en cuenta que el buque tiene una eslora superior a 50 m y la

propulsión es mecánica.


pág. 58


15.2.1 – Luz de tope

Es una luz blanca colocada sobre el eje longitudinal del buque con un alcance de 6 millas, que

muestra su luz sin interrupción en todo un arco de horizonte de 225 grados, fijada de forma que sea visible

desde la proa hasta 22,5 grados a popa del través de cada costado del buque.

15.2.2 – Luces de costado

Las luces de costado se componen de una luz verde en la banda de estribor y una luz roja en la

banda de babor con un alcance de 3 millas y que muestran cada una su luz sin interrupción en todo un arco

del horizonte de 112,5 grados, fijadas de forma que sean visibles desde la proa hasta 22,5 grados a popa

del través de su costado respectivo.

15.2.3 – Luz de alcance

Es una luz blanca colocada lo más cerca posible de la popa con un alcance de 3 millas, que

muestra su luz sin interrupción en todo un arco del horizonte de 135 grados, fijada de forma que sea visible

en un arco de 67,5 grados contados a partir de la popa hacia cada una de las bandas del buque.

15.3 – Luces en situación de maniobra restringida o sin gobierno

Un buque se encuentra sin gobierno cuando por cualquier circunstancia excepcional se encuentra

incapacitado para maniobrar de acuerdo a lo exigido en el reglamento. La situación de maniobra restringida

se da cuando el buque debido a la naturaleza del trabajo que realiza tiene reducida su capacidad para

maniobrar de acuerdo a lo exigido.

Las principales operaciones que realiza el buque proyecto, carga y descarga del transporte sobre

cubierta (float-on/float-off), se realizan con el buque en situación de maniobra restringida dado que sino

podría poner en peligro dichas operaciones.

Buques sin gobierno:

Dos luces rojas todo horizonte en línea vertical, en el lugar más visible.

Dos bolas o marcas similares en línea vertical, en el lugar más visible.

En arrancada, además de las luces prescritas en este párrafo, las luces de costado y una luz

de alcance.

Buques con capacidad de maniobra reducida:

Tres luces todo horizonte en línea vertical, en el lugar más visible. La más elevada y la más

baja de estas luces serán rojas y la luz central será blanca.


pág. 59


Tres marcas en línea vertical en el lugar más visible. La más elevada y la más baja de estas

marcas serán bolas y la marca central será bicónica.

Cuando vayan con arrancada, además de las luces prescritas en el punto 1, una o varias luces

de tope, luces de costado y una luz de alcance.

15.4 – Buque fondeado o varado

En situación de fondeo el buque exhibirá en su lugar más visible las siguientes luces y marcas:

En proa una luz blanca todo horizonte o una bola.

En popa, y a una altura inferior a la de proa, una luz blanca todo horizonte.

Además de estas luces y marcas, si el buque se encuentra varado exhibirá en el lugar más visible:

Dos luces rojas todo horizonte en línea vertical.

Tres bolas en línea vertical.


pág. 60


APÉNDICES


pág. 61


APÉNDICE 1

Cálculo del caudal necesario para el sistema de aire acondicionado.

Tabla 41. Caudal de ventilación y calefacción por tipo de local.

Cubierta Local Área (m²) Volumen (m³) Renov. por hora Caudal (m³/h)

Vestuarios 158.0 426.6 8 3413

Pasillos y escaleras 133.3 359.9 8 2879

Ascensor 9.4 25.3 12 303

Local CO2 12.8 38.4 5 192

Estación CI 25.3 68.4 6 410

Hospital 47.5 128.3 16 2053

Pañoles 88.4 238.6 4 954

Talleres 185.1 555.3 8 4442

Lavandería 57.6 155.5 10 1555

Tratamiento de residuos 49.7 134.1 10 1341

Gimnasio 60.9 164.4 10 1644

Instalaciones natación 101.3 273.4 10 2734

Vestuarios 24.3 65.5 8 524


Comedores 165.7 447.3 10 4473

Ascensor 9.4 25.3 12 303

Cocina y gambuzas 111.8 301.9 16 4830

Sala y oficina equipo cocina 43.7 117.9 8 943

Camarotes 290.3 783.7 8 6270

Salas de estar y bibilioteca 128.6 347.1 8 2777

Ascensor 9.4 25.3 12 303

Pañoles y almacenes 34.8 94.0 4 376

Servicios 31.2 84.2 6 505


Camarotes 204.8 553.0 8 4424


Ascensor 9.4 25.3 12 303

Almacenes 10.1 27.2 4 109

Audiovisuales 48.4 130.6 8 1045

Camarotes 132.7 358.2 8 2866


Oficinas 161.4 435.6 10 4356

Servicios 15.8 42.6 6 255

Almacenes 4.6 12.3 4 49

Estación CI 17.7 47.9 5 239

Ascensor 9.4 25.3 12 303

Puente de Gobierno 208.1 561.9 10 5619

Escaleras 23.4 63.2 8 505

Pañol luces y antenas 22.6 56.5 4 226

Local baterías 15.8 39.5 8 316

1ª

Cu

bie

rta

2ª

Cu

bie

rta

3ª

Cu

bie

rta

4ª

Cu

bie

rta

5ª

Cu

bie

rta

Puente

Tope


pág. 62


REFERENCIAS:




2. López Piñeiro, Amable. Diseño genera de la Planta Eléctrica. Sistemas Eléctricos y


3. Ventura, Manuel. Machinery – FO systems. Msc in marine engineering and naval

architecture, Machinery and Marine Systems lectures 2014. Instituto Superior Técnico de

Lisboa.

4. Meizoso Fernández. Desplazamiento. Cálculo iterativo del peso en rosca y peso muerto.

Apuntes de la ETSIN, Madrid, 2000.





7. Ventura, Manuel. Estimation Methods for Naval Architecture. Msc in marine engineering

and naval architecture, Ship Design I lectures 2014. Instituto Superior Técnico de Lisboa.




2015.

10. DNV Rules for Clasification of Ships. Part 3 Chapter 3. Hull Equipment and Safety. Enero

2015.

11. DNV Rules for Clasification of Ships. Part 4 Chapter 6. Piping Systems. Julio 2016.


13. DNV-RP-C205- Enviromental conditions and enviromental loads. April 2014.

14. DNV Pt.6 Ch.7 Dynamic positioning systems. July 2014.


pág. 63


15. Apuntes de la ETSIN. Sistemas auxiliares. Tema 7 – plano de equipo de salvamento.

Cálculo de equipos de salvamento.

16. http://www.defensa.gob.es/Galerias/documentacion/revistas/2012/red-286-canberra.pdf

17. http://www.farodevigo.es/gran-vigo/2013/12/10/ria-afronta-embarque-

gigantesco/929828.html

18. http://www.zeppelin-

ballastwatertreatment.com/fileadmin/user_upload/downloads/Optimarin_BWT_Brochure_

2014_edit.pdf

19. http://www.techcrane.com/






Planta Eléctrica

Cuaderno 9. Planta Eléctrica.

pág. 2


ÍNDICE

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 5

2 – Planta Eléctrica ....................................................................................................................................... 6

2.1 – Tipo de Corriente ............................................................................................................................. 6

2.2 – Tensiones y frecuencia .................................................................................................................... 6

2.3 – Plantas y Redes de Distribución ...................................................................................................... 7

2.4 – Cuadros de distribución ................................................................................................................... 7

3 – Iluminación .............................................................................................................................................. 8

3.1 – Iluminación Interior .......................................................................................................................... 8

3.2 – Iluminación Exterior ....................................................................................................................... 10

3.3 – Luces de emergencia .................................................................................................................... 10

3.4 – Luces de navegación ..................................................................................................................... 10

4 – Consumidores ....................................................................................................................................... 11

5 – Situaciones de carga ............................................................................................................................ 12

5.1 – Navegación.................................................................................................................................... 12

5.2 – Maniobra ....................................................................................................................................... 13

5.3 – Float-over ...................................................................................................................................... 13

5.4 – Float-on/Float-off ........................................................................................................................... 14

5.1 – Puerto ............................................................................................................................................ 14

5.2 – Emergencia ................................................................................................................................... 15

6 – Balance eléctrico................................................................................................................................... 16

7 – Grupos generadores ............................................................................................................................. 17

8 – Transformadores................................................................................................................................... 19

9 – Diagrama Unifilar .................................................................................................................................. 20

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 21

Apéndice 1. ................................................................................................................................................. 22

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 26


pág. 3


TABLAS

Tabla 1. Valores medios de iluminación. ....................................................................................................................... 9 Tabla 2. Iluminación Interior ........................................................................................................................................... 9 Tabla 3. Potencia de los grupos de consumidores ordenados por misión. .................................................................. 12 Tabla 4. Resumen Balance Eléctrico. .......................................................................................................................... 16 Tabla 5. Potencia consumida en cada condición operativa ......................................................................................... 17 Tabla 6. Grupos generadores de la planta eléctrica del buque. .................................................................................. 18 Tabla 7. Potencia eléctrica generada por cada grupo en cada situación eléctrica. ..................................................... 18 Tabla 8. Régimen de funcionamiento de cada grupo generador. ................................................................................ 18 Tabla 9. Potencia consumida por los consumidores de las distintas redes del buque para las situaciones de carga. 19 Tabla 10. Desglose de los consumidores de los Sistemas de combustible y lubricación ............................................ 22 Tabla 11. Desglose de los consumidores del Sistema de Refrigeración ..................................................................... 22 Tabla 12. Desglose de los consumidores del Sistema de Aire Comprimido ................................................................ 22 Tabla 13. Desglose de los consumidores del Sistema de Ventilación ......................................................................... 22 Tabla 14. Desglose de los consumidores del Sistema de Gobierno ............................................................................ 23 Tabla 15. Desglose de consumidores de los Servicios de achique y sentinas ............................................................ 23 Tabla 16. Desglose de los consumidores del Sistema de Baldeo y Contraincendios ................................................. 23 Tabla 17. Desglose de consumidores de los Dispositivos y Medios de Salvamento ................................................... 23 Tabla 18. Desglose de los consumidores de los Servicos de Habilitación .................................................................. 24 Tabla 19. Desglose de los consumidores del Sistema de Aire .................................................................................... 24 Tabla 20. Desglose de los consumidores del Sistema de Navegación y DP ............................................................... 24 Tabla 21. Desglose de los consumidores del Sistema de Iluminación ........................................................................ 24 Tabla 22. Desglose de los consumidores de la partida Otros Sistemas y Equipos ..................................................... 25


pág. 4


FIGURAS

Figura 1. Operación de Float-over de una topside sobre una estructura de tipo Jacket. ............................................ 14 Figura 2. Operación de Float-on/Float-off. ................................................................................................................... 15


pág. 5


1 – Introducción

El diseño de la planta eléctrica es esencial para el adecuado funcionamiento del buque en las

diferentes situaciones de carga en las que debe operar. En este cuaderno se realiza el cálculo de la

demanda eléctrica que consumirán los equipos y consumidores durante las diferentes situaciones de

carga ya sea, navegación, maniobras, float-over (la operación de la instalación/desinstalación de una

estructura sobre otra estructura, como por ejemplo un topside sobre las patas de una jacket, a través de

maniobras y de lastrado de la barcaza de transporte para efectuar la transferencia de la carga), float-

on/float-off (operación de lastrado/ deslastrado para el posicionamiento/recogida del artefacto), puerto y

emergencia.

A continuación, se seleccionará el número de grupos generadores adecuados para suministrar la

demanda eléctrica de cada una de las situaciones para que su régimen de trabajo sea el adecuado.

Asimismo, se elegirá el generador de emergencia que se localizará por encima del puente y que será el

que generará energía para dicha condición.

Para la distribución de la planta eléctrica es necesario destacar la importancia de la presencia del

posicionamiento dinámico DPS-2, que demanda la necesidad de disponer de un cuadro eléctrico principal

con dos barras con la particularidad de tener redundancia de equipos en cada una, para que, en caso de

fallo, la otra se encuentre operativa. Por último, se presentará el diagrama unifilar como un apéndice del

cuaderno.


pág. 6


2 – Planta Eléctrica

La planta eléctrica posee los siguientes elementos:

Grupos generadores principales y secundarios, que se encargan de generar la energía eléctrica

a bordo necesaria.

Grupo generador de emergencia que se encarga de generar la energía eléctrica mínima en caso

de emergencia.

Cuadros de distribución, que permiten distribuir de manera adecuada la potencia generada a los

grupos consumidores.

Red de distribución, que conecta los cuadros de distribución con los consumidores.

Consumidores, que son los diferentes sistemas y elementos del buque que consumen la energía

eléctrica generada.

2.1 – Tipo de Corriente

El tipo de corriente que se utilizará para el suministro de energía eléctrica será alterna trifásica.

Ésta alberga las siguientes ventajas frente a las demás:

Facilidad para el uso de varios niveles de tensión gracias a los transformadores.

Menor peso, volumen y coste de las máquinas.

Mayor fiabilidad, mejor rendimiento y menores necesidades de mantenimiento.

Dentro de la distribución a bordo se suelen considerar dos subredes:

La red de fuerza: se encarga de los consumidores de mayor potencia.

La red de alumbrado: alimenta el alumbrado en sí (interior, exterior y navegación) y otros

pequeños consumidores de la habilitación, los sistemas de control y la mayoría de los equipos

electrónicos.

2.2 – Tensiones y frecuencia

En cuanto a las combinaciones de tensiones y frecuencias más usuales en la actualidad son 400

V – 50 Hz en Europa y 480 V – 60 Hz en América y 690 V en baja tensión y 3,3 y 6,6 kV en alta tensión.

Para su elección se suelen considerar dos criterios, primero la zona de operación del buque y segundo

que cuanto mayor sea la tensión, para una misma potencia, la intensidad, y en consecuencia la sección

de los conductores se reduce con las ventajas que conlleva. Por otro lado, se aumentan las revoluciones

de los motores a igualdad de polos, obteniendo así un motor de menor tamaño y un coste menor de los

equipos accionados por motores eléctricos.

Dado que el buque está diseñado para operar en cualquier zona del mundo, se elegirá la

combinación de 480 V – 60 Hz, aprovechando así las ventajas que ofrece. Necesitaremos por lo tanto un


pág. 7


convertidor de frecuencia para conectar la planta a la red eléctrica europea y de otras zonas cuyas redes

sean de 50 Hz.

Existirán, por lo tanto, tres subniveles según la demanda de los equipos. El suministro a los

elementos de mayor demanda como los propulsores azimutales y los propulsores auxiliares de proa será

a 3,3 kV. Los sistemas generales del buque (red de fuerza) se alimentarán a 480 V y el alumbrado y otros

consumos menores (red de alumbrado) a 230 V.

2.3 – Plantas y Redes de Distribución

A bordo se cuenta con dos plantas generadoras:

Planta generadora principal: Está compuesta por cuatro grupos generadores de 3300 kW y por

dos grupos generadores auxiliares de 781 kW. Esta planta es la encargada de suministrar

energía a la red eléctrica durante las distintas condiciones de carga.

Planta generadora de emergencia: Está compuesta por un único grupo generador que se sitúa

sobre el Puente de Gobierno con el fin de cumplir la legislación aplicable a la localización de

estos equipos que indica que se disponga a la mayor altura posible dentro del buque. Esta planta

es la encargada de suministrar energía a los consumidores de emergencia cuando la planta

principal no puede estar activa por un “Black-out” o similar.

Fuente transitoria: Esta fuente se compone de baterías recargables y cargadores para las

mismas que se sitúan sobre el Puente de Gobierno, en el local de baterías. Su función es dar

continuidad a los sistemas esenciales e iluminación durante el periodo de tiempo desde que se

produce el “Black-out” hasta que arranca el generador de emergencia.

2.4 – Cuadros de distribución

Los generadores principales se conectarán a los cuadros principales a 3,3 kV, desde los cuales

se distribuirá la energía eléctrica a los distintos consumidores. Los cuadros principales a su vez alimentan

a través de transformadores a los cuadros secundarios, siendo estos los encargados de la distribución

eléctrica entre los consumidores secundarios.

De acuerdo a la legislación que aplica, el cuadro de emergencia se sitúa en el local de

emergencia junto con el generador de emergencia. Se dispondrán líneas desde el cuadro de emergencia

hasta el cuadro principal para alimentar a los distintos consumidores que deben de funcionar en situación

de emergencia.


pág. 8


3 – Iluminación

En el cuaderno 8 - Equipos y Servicios - se describió de forma global el equipamiento de

iluminación. En el presente capítulo se definirán las iluminarias y la potencia consumida por las mismas

de las distintas zonas del buque, calculando en su caso la potencia demandada.

3.1 – Iluminación Interior

El estudio de la iluminación del buque se puede llevar a cabo siguiendo distintas metodologías.

En este apartado no se pretende hacer un estudio a fondo de la iluminación del buque sino más bien la

definición del número y tipo de iluminarias necesarias por local o espacio para iluminar el buque

correctamente, de forma que podamos obtener una estimación de la potencia necesaria para las mismas.

Por lo tanto, se empleará un modelo simplificado que nos permite la estimación de la potencia,

pero teniendo en cuenta las características de cada iluminaria y espacio.

Se instalarán leds en todos los locales excepto en los locales de taller, cámara de máquinas,

propulsión, pañoles y almacenes; donde se instalarán lámparas fluorescentes en los tres primeros y

lámparas halógenas los almacenes y el local de CO2. El uso de leds en la mayoría de los locales tiene

una repercusión positiva en cuanto a la potencia consumida por este sistema de iluminación.

La estimación de la potencia se realizará mediante la siguiente ecuación [1]:

𝑃(𝑤) = 2,5 ·𝐸 · 𝑆

𝜂

Donde:

𝐸: es el nivel medio de iluminación requerida para cada espacio en lux

𝑆: es la superficie del local que se va a iluminar

𝜂: es el rendimiento lumínico, tomado de la referencia [1].

A cada espacio se le ha asignado un nivel medio de ilumniación en función del local y a que está

destinado su uso. Este nivel se ha asignado siguiendo las recomendaciones de ABS donde aconsejan

unos valores medios de iluminación para cada tipo de local [1]. En la Tabla 1 se indican los niveles

considerados para cada caso.


pág. 9


Tabla 1. Valores medios de iluminación.

A continuación, se presenta la Tabla 2 con los valores de potencia obtenidos aplicando el

procedimiento comentado. El cálculo detallado por espacio se presenta en los apéndices.

Tabla 2. Iluminación Interior

Local E (lux)

Talleres y similares 200

Locales de maquinaria 200

Locales de propulsión 200

Pasillos y escaleras 110

Puente de gobierno 540

Locales de control 540

Servicios y vestuarios 325

Comedores 300

Salas de estar 300

Camarotes 150

Pañoles y amacenes 200

Hospital 540

Cocina y gambuzas 540

Oficinas 540

Cubierta Superficie (m²) P (kW)

Doble Fondo 871.0 6.70

Cubierta Inferior 1181.4 8.99

1ª Cubierta 767.1 8.17

2ª Cubierta 608.6 12.70




Puente de gobierno 231.5 3.83

Techo de puente 38.4 0.72

Total 5407.3 53.33


pág. 10


3.2 – Iluminación Exterior

La iluminación exterior se definió en detalle en el cuaderno 8 en el apartado relativo a la misma.

La cubierta de trabajo se iluminará mediante proyectores LED de 500 w cada uno. Como se explica en el

cuaderno 8, el cálculo realizado para la cubierta de trabajo se hizo para la condición de máxima carga, es

decir para aquellas condiciones operativas en las que se necesite una iluminación completa de la

cubierta. El sistema se ha dividido en 64 proyectores que pueden ser retirados o cambiados de posición

dependiendo de la operación que se vaya a llevar a cabo dando así mayor flexibilidad al sistema.

La zona de las grúas y botes salvavidas se ha calculado de forma conjunta dado la proximidad

de las mismas. Es por ello que se ha tomado el valor medio de iluminación más restrictivo. En total se

dispondrán 10 proyectores LED de 100 W en esta zona, 5 a cada banda.

3.3 – Luces de emergencia

Esta iluminación fue definida en el cuaderno 8, a continuación, se muestran los espacios que deben

quedar iluminados en tal situación:

Luces de navegación

Estación de radio

Pasillos y escaleras

Salidas de compartimentos estancos

Puntos de reunión para el embarque de botes

Proyectores en la zona de botes

Indicadores de rutas de escape

Compartimentos del generador de emergencia

Permitir una iluminación reducida de:

o Cámara de máquinas

o Puente de gobierno

3.4 – Luces de navegación

Las luces de navegación fueron definidas en detalle en el cuaderno 8. El consumo de las mismas

se tomará como 2 kW.


pág. 11


4 – Consumidores

Los consumidores se pueden dividir en las siguientes categorías:

Servicios esenciales:

Son aquellos cuyo funcionamiento es esencial para el correcto funcionamiento del buque, así

como de su seguridad. Entre los servicios esenciales de propulsión y seguridad podemos citar, las

bombas de lastre, los compresores de aire, los sistemas de rociadores de CI, las bombas de lubricación,

los molinetes de anclas, las bombas de refrigeración, los ventiladores de CCMM, las bombas de

alimentación de combustible, las bombas de sentinas, los sistemas de detección CI y las separadoras

centrífugas. En cuanto a la habilitación son destacables el agua dulce sanitaria, calefacción, aire

acondicionado, cocina y ventilación.

Servicios no esenciales:

Dentro de esta clasificación se encuentran aquellos equipos se encuentran aquellos cuyo

correcto funcionamiento no afecta a la seguridad y operación del buque. Un ejemplo de estos equipos

pueden ser las grúas auxiliares o las bombas de la depuradora.

Servicios de emergencia:

Estos servicios deben de funcionar en caso de emergencia y por lo tanto también son servicios

esenciales. Estos equipos deben de poder ser alimentados tanto desde la planta principal como desde la

planta de emergencia en caso de caída de la planta principal.

Un ejemplo de estos equipos son los puestos y medios de embarque, el alumbrado de

emergencia, un mínimo de las comunicaciones interiores y exteriores, una de las bombas CI, las puertas

estancas y las luces de navegación.

Además de la clasificación anteriormente descrita, los consumidores se pueden clasificar de

acuerdo a la misión de cada uno de ellos. Ésta clasificación se usará para agrupar los consumidores en el

balance eléctrico. En la Tabla 3, se presenta un resumen de los distintos grupos agrupados por sistemas:


pág. 12


Tabla 3. Potencia de los grupos de consumidores ordenados por misión.

En el apéndice 1 se adjunta el desglose de las potencias consumidas por los distintos

consumidores ordenados por sistemas o la misión que desempeñan. En el propio diagrama unifilar se

identifica la red de la que se alimenta cada consumidor especial o grupo de consumidores.

5 – Situaciones de carga

Las distintas condiciones operativas del buque definen la carga de los distintos consumidores,

dando lugar así a distintas situaciones de carga eléctrica en la red del buque que les debe suministrar

energía. Dado que la energía que se distribuye a través de la red eléctrica del buque la aportan los

grupos generadores, las condiciones operativas definen el número y régimen de trabajo de los grupos

generadores necesarios en cada una de las situaciones eléctricas.

Una planta eléctrica de un buque se caracteriza por tener unos consumos prácticamente

constantes en plazos de tiempo bastante prolongados. Estos consumos o necesidades dependen del tipo

de buque y de las misiones que realiza. Y es por eso que en el balance eléctrico se consideran las

situaciones de carga que mejor representan la vida operativa del buque.

Se han considerado para el balance eléctrico las siguientes situaciones de carga.

5.1 – Navegación

En navegación se considerará al buque en una travesía normal en la que los propulsores

consumirán la mayor potencia de la planta eléctrica y se deberán mantener unas condiciones de

habitabilidad adecuadas en la habilitación. Otros grandes consumidores como las grúas, las bombas de

lastre o los propulsores auxiliares no será utilizados en ningún momento o únicamente de forma muy

puntual.

Consumidores P. Instalada (kW)

Sistemas de combustible y lubricación 159,6

Sistema de refrigeración 310,0

Sistema de aire comprimido 56,0

Sistema de ventilación 90,8

Equipos y sistemas de gobierno 17243,8

Servicios de achique y sentinas 122,1

Sistema de baldeo y contraincendios 166,5

Dispositivos y medios de salvamento 18,0

Servicios de habilitación 372,3

Sistema de lastre 1520,0

Sistemas de navegación y DP 28,0

Sistema de iluminación 99,4

Otros sistemas y equipos 962,8


pág. 13


En el cuaderno 6 se proyectó la hélice y se estimó la potencia demandada a los motores diésel

principales, para navegar a 14 nudos, en unos 10370 kW. Esta demanda corresponde a unos 9960 ekW

que deberán generar los grupos electrógenos. En esta situación de carga por lo tanto se ha ajustado la

demanda de los propulsores principales en unos 10200 kW para simular correctamente la demanda de

los mismos.

Por otro lado, si bien los servos de los módulos de los POD no deberán trabajar demasiado

durante la navegación pues el buque tiene un importante quillote y un tipo de propulsores que estabilizan

en ruta, se le ha aplicado al consumidor “Equipos módulo POD XO 1600” un coeficiente de servicio y

régimen de 0.8 ya que dentro de éste se encuentran consumidores como los sistemas de control, la

refrigeración del POD, etc.

5.2 – Maniobra

En esta situación eléctrica el buque se considera realizando maniobras de salida y entrada a

puertos o unas operaciones similares.

En este caso los propulsores trabajan a un régimen diferente que en la situación de navegación.

Por otro lado, entran a funcionar a un régimen importante los propulsores auxiliares de proa, los

molinetes, los chigres y el servo de los POD. El coeficiente de servicio y régimen de los propulsores

auxiliares se ha considerado como 0.50 ya que éstos han sido diseñados para la condición de

posicionamiento dinámico que será más exigente.

5.3 – Float-over

Esta es una de las maniobras más representativas de los buques HL con un tamaño como el

buque en proyecto. Consiste en la instalación de un artefacto sobre otra estructura (como, por ejemplo:

las patas de una jacket) mediante maniobras para su correcto posicionamiento y más tarde a través de su

sistema de lastrado para el preciso encaje de las piezas y transferencia de la carga (ver Figura 1).

En esta situación eléctrica primarán sobre todo las capacidades de posicionamiento dinámico del

buque. Por esta razón se ha tomado un coeficiente de servicio y régimen de 0.90 para los propulsores

auxiliares. En cuanto a los propulsores transversales se ha tomado un valor de 0.40, ya que la potencia

de éstos es mucho mayor que la de los de proa y por tanto generan un empuje mucho mayor y no es

necesario que trabajen a toda la potencia. De esta manera se ha intentado simular lo mejor posible el

consumo del sistema de DP durante estas maniobras.

Es importante también destacar que en las operaciones de float-over se utilizan las bombas de

lastre, pero la maniobra es muchísimo más precisa y lenta que en las operaciones de float-on/off y

además las bombas funcionan un intervalo de tiempo de menor peso específico en el global de la

maniobra.


pág. 14


Figura 1. Operación de Float-over de una topside sobre una estructura de tipo Jacket.

5.4 – Float-on/Float-off

La maniobra de Float-on/Float-off es una operación marina en la que se realiza el posicionado

del artefacto a transportar emediante la inmersión del buque HLSV por medio del lastrado y deslastrado.

El primer paso es el lastrado del buque, para después posicionar el artefacto flotante sobre la cubierta de

carga y finalmente deslastrar controladamente (ver Figura 2).

En esta condición se ha simulado la utilización del sistema de posicionamiento dinámico de la

misma manera que en caso anterior del Float-over. Por otro lado, se consideran funcionando y

consumiendo a un alto régimen las bombas de lastre.

5.1 – Puerto

La condición de puerto es una condición poco exigente puesto que sólo es necesario suministrar

energía para unos servicios mínimos de funcionamiento y habilitación.

En esta condición los grupos principales y la mayoría de los sistemas auxiliares se encuentran

parados. Para abastecer la red eléctrica en esta situación se empleará un grupo auxiliar.


pág. 15


Figura 2. Operación de Float-on/Float-off.

5.2 – Emergencia

El reglamento del SOLAS en el capítulo segundo define las reglas que conciernen a la planta de

emergencia. En dichas reglas se exige la existencia de una fuente autónoma que suministre energía

eléctrica a los servicios esenciales durante un determinado periodo de tiempo.

Se instalará un generador de emergencia situado en la cubierta Tope de Puente y de arranque

rápido, el cual alimentará al menos durante 18 horas y de forma ininterrumpida los siguientes servicios.

Alumbrado de emergencia en todos los puestos de embarque (3 horas).

Alumbrado de emergencia

Sistema de los puestos de embarque (3 horas)

Equipo de comunicaciones interiores necesario en situación de emergencia

Luces de navegación

Los sistemas de navegación esenciales

Una de las bombas CI

El sistema de detección de incendios y alarma

El servo del timón en caso de disponerse.


pág. 16


6 – Balance eléctrico

El balance eléctrico de un buque es el estudio de las necesidades energéticas durante las

situaciones de carga eléctrica descritas en el apartado anterior. Este estudio es muy importante ya que

define el número y potencia de los generadores. La precisión con la que se realizan los cálculos durante

la fase de anteproyecto es simple, e irá incrementándose a medida que se avance en la espiral de

proyecto.

Dado que nos encontramos en una etapa de anteproyecto, es aceptable asumir un valor para el

factor de potencia de 0,8 [2].

La potencia demanda por un consumidor en cada situación de carga puede calcularse mediante

el coeficiente de utilización y la potencia consumida. El coeficiente de utilización puede obtenerse a partir

del producto de los siguientes coeficientes:

Coeficiente de simultaneidad (kn): Tiene en cuenta el número de equipos que se encuentran

activos de forma simultánea, ya que pueden existir equipos en funcionamiento o en stand-by.

Coeficiente de servicio y régimen (ksr): Tiene en cuenta la probabilidad de que un equipo se

encuentre trabajando a su máxima potencia, lo cual le confiere a este método un carácter

probabilista. A continuación, se muestra un resumen de los valores usados para este coeficiente

en función del tiempo o régimen adoptado por el equipo en cuestión:

o Ksr = 0. Consumidores apagados o en stand-by.

o Ksr = 0,2. Consumidores con uso eventual.

o Ksr = 0,4. Consumidores con uso temporal.

o Ksr = 0,5 ó 0,6. Consumidores con uso periódico.

o Ksr = 0,8. Consumidores con uso continuo y/o a régimen alto.

o Ksr = 1. Consumidores con un uso constante y/o régimen 100 %.

El balance eléctrico al completo se incluye adjunto al cuaderno. En la tabla 5 se presenta a modo

de resumen, la potencia consumida por los distintos grupos de consumidores para cada una de las

situaciones de carga.

Tabla 4. Resumen Balance Eléctrico.


Sistemas de combustible y lubricación 32,5 38,5 32,5 32,5 26,5 0,0

Sistema de refrigeración 179,0 110,0 176,0 176,0 44,0 0,0

Sistema de aire comprimido 9,2 31,2 13,6 13,6 11,2 37,6

Sistema de ventilación 70,4 70,4 70,4 70,4 35,2 20,4

Equipos y sistemas de gobierno 10457,4 7454,1 9361,9 9361,9 36,6 0,0

Servicios de achique y sentinas 24,2 24,2 24,2 24,2 24,7 120,0

Sistema de baldeo y contraincendios 5,6 0,0 0,0 0,0 5,6 82,5

Dispositivos y medios de salvamento 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 18,0

Servicios de habilitación 208,1 208,1 208,1 208,1 213,3 0,0

Sistema de lastre 112,0 64,0 664,0 1304,0 0,0 0,0

Sistemas de navegación y DP 10,8 17,2 21,6 21,6 4,0 20,0

Sistema de iluminación 52,4 62,3 72,5 72,5 35,0 6,1

Otros sistemas y equipos 19,8 0,0 95,0 95,0 193,0 0,0

Margen del 5% 559 404 537 569 31 15


Potencia aparente total (kVA) 14676 10605 14096 14936 826 400


pág. 17


7 – Grupos generadores

Una vez desarrollado el balance eléctrico es momento de seleccionar los grupos generadores de

forma que la red eléctrica del buque quede correctamente abastecida durante las distintas situaciones de

carga y con un eficiente y correcto funcionamiento de los grupos generadores.

La selección del número y potencia de los grupos generadores debe de hacerse de forma que en

caso de pérdida de uno de ellos el buque pueda continuar su operación y/o navegación de forma segura

de acuerdo a lo expuesto en el capítulo II del SOLAS. Además, es necesario asegurar unas condiciones

mínimas de habitabilidad que hagan confortable el buque, lo cual redunda en un funcionamiento mínimo

de los servicios de cocina, calefacción, refrigeración, ventilación y agua sanitaria y agua dulce.

Del balance eléctrico podemos obtener la energía requerida para cada una de las situaciones de

carga:

Tabla 5. Potencia consumida en cada condición operativa

Durante el proceso de selección del número y potencia de los grupos electrógenos necesarios se

han tenido en cuenta los siguientes criterios [2]:

El coste de planta debe reducirse en lo posible. Preferiblemente se seleccionarán un número

bajo de grupos, pero considerando un pequeño margen que permita absorber las imprecisiones

de los cálculos.

La flexibilidad de la planta eléctrica aumenta con el número de grupos.

El mantenimiento de la planta aumenta con el número de cilindros, así como del número de

grupos de distintas potencias. Este también puede aumentar si los grupos no son del mismo

fabricante.

El régimen de los motores primarios no debe de situarse en los límites de funcionamiento, se

procurará que su funcionamiento se desarrolle entre el 70% y el 95% de su régimen nominal en

todas las condiciones de carga.

La planta principal está formada por cuatro grupos principales y dos grupos auxiliares. Los

grupos principales son equipos electrógenos de la marca Mak. Estos grupos electrógenos disponen de

3300 kW de potencia cada uno que pueden consumir Oil Marino (MDO) o Gas Oil Marino (MGO)

cumpliendo con la reglamentación de emisiones TIER 3 del MARPOL. Los grupos auxiliares instalados

disponen de una potencia de 781 kW cada uno. Al igual que los propulsores principales cumplen con

reglamentación de emisiones TIER 3.

El grupo de emergencia seleccionado es un Caterpillar C18 ACERT Tier 3. Este grupo es

capaz de desarrollar 425 kW (400 ekW). Su frecuencia de funcionamiento es de 60 Hz de acuerdo a la

instalación eléctrica del buque. Este estará conectado a su propio cuadro de emergencia que se sitúa en

el mismo local como dicta la norma. La alimentación del grupo generador se hará de un tanque de MDO

situado en el mismo nivel que el generador. Su arranque se realizará de forma automática en caso de

caída de la planta principal.

Navegación Maniobra Float-over Float-on/off Puerto Emergencia




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Así, la planta eléctrica del buque se compone de los siguientes generadores:

Tabla 6. Grupos generadores de la planta eléctrica del buque.

A continuación, se muestra una tabla en la que se indica el número de generadores trabajando

en cada situación de carga eléctrica y la potencia eléctrica que están generado:

Tabla 7. Potencia eléctrica generada por cada grupo en cada situación eléctrica.

Con esta selección de grupos, los regímenes de funcionamiento de cada grupo electrógeno son:

Tabla 8. Régimen de funcionamiento de cada grupo generador.

Generadores P (kW) η (-) P. eléc. (ekW)

Grupo generador 1 3300 0.96 3165




Grupo generador auxiliar 1 781 0.93 730

Grupo generador auxiliar 2 781 0.93 730

Grupo generador de emergencia 425 0.94 400

Total (kW) 15187 - 14520

Generadores Navegación Maniobra Float-over Float-on/off Puerto Emergencia

Grupo generador 1 2770 2611 2659 2822 - -

Grupo generador 2 2770 2611 2659 2822 - -

Grupo generador 3 2770 2611 2659 2822 - -

Grupo generador 4 2770 - 2659 2822 - -

Grupo generador auxiliar 1 - - 640 660 - -

Grupo generador auxiliar 2 660 650 - - 661 -

Grupo generador de emergencia - - - - - 320

Total (kW) 11741 8484 11277 11949 661 0


Grupo generador 1 87.5% 82.5% 84.0% 89.2% - -

Grupo generador 2 87.5% 82.5% 84.0% 89.2% - -

Grupo generador 3 87.5% 82.5% 84.0% 89.2% - -

Grupo generador 4 87.5% - 84.0% 89.2% - -

Grupo generador auxiliar 1 - - 87.7% 90.4% - -

Grupo generador auxiliar 2 90.4% 89.0% - - 90.5% -

Grupo de emergencia - - - - - 79.9%


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8 – Transformadores

Los transformadores son los elementos encargados de conectar las distintas redes que tiene el

buque mediante la conversión de la tensión. Estos permiten la conexión de la red primaria de fuerza con

la secundaria y así sucesivamente, de forma que la energía producida por los grupos generadores pueda

ser distribuida a todos los equipos y máquinas del buque de forma correcta y eficiente.

En el buque se dispone de 9 transformadores que permiten la conexión entre las distintas redes.

El número y reparto de estos transformadores viene condicionado por diversos factores como puede ser

la notación de clase del sistema de posicionamiento dinámico o la energía eléctrica necesaria en los

distintos niveles de la red en proa o en popa.

Para poder dimensionar los transformadores a instalar se ha realizado la siguiente tabla donde

se muestra la potencia consumida por los consumidores de las distintas redes eléctricas del buque en

función de la condición operativa.

Tabla 9. Potencia consumida por los consumidores de las distintas redes del buque para las situaciones de carga.

Se ha decido dividir la red de 480 V en dos de proa y de popa instalando dos cuadros

secundarios uno para proa y otro para popa. Dado que la potencia requerida por los consumidores de

proa y popa es diferente se ha decido adaptar el dimensionamiento de los transformadores de

3300V/480V para cada caso.

En caso de la red de popa la variación de potencia consumida no es tan significativa siendo su

máximo de 283 kW en condición de navegación. En el caso de proa la variación entre condiciones de

carga es significativa siendo la condición más restrictiva la de Float-on/off con 1922 kW. Es por ello que

se ha decido disponer un transformador de 400 kVA para el cuadro de popa y uno de 2500 kVA para el

cuadro de proa.

El dimensionamiento de los transformadores de 480V/230V se ha realizado con la misma

metodología que en el caso de 3300V/480V obteniendo así un transformador de 120 kVA para la parte de

proa y uno de 75 kVA para la parte de popa.

Finalmente, se dispone un transformador de 480V/230V para conectar los equipos de

emergencia de 230V con el generador de emergencia.

A modo de resumen se muestran a continuación los transformadores instalados en el buque:

2 Transformadores 3300V/480V en proa de 2500 kVA

2 Transformadores 3300V/480V en popa de 400 kVA



1 Transformador 480V/230 (emergencia) de 40 kVA

Tensión de los consumidores Navegación Maniobra Float-over Float-on/off Puerto Emergencia

3300 V 10200 7200 9120 9120 0 0

480 V (equipos popa) 283 212 254 254 70 0

480 V (resto) 626 589 1282 1922 504 279

230 V 72 79 84 84 54 25




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9 – Diagrama Unifilar

La energía eléctrica generada por los grupos electrógenos es distribuida a lo largo del buque

mediante tres redes de distinto voltaje 3300V, 480V, 230V. Además, se dispone de una red de

emergencia que está conectada a la red de 480 V y que es capaz de suministrar energía en caso de

emergencia a los consumidores necesarios.

La red de 3300V que es la que está conectada directamente a los grupos electrógenos es la

principal vía de distribución de energía eléctrica a lo largo del buque. Una de sus partes se queda en la

zona de proa mientras que la otra se lleva hasta la popa. El ramal de popa alimenta los propulsores de

popa, así como el resto de consumidores de otras tensiones que están situados en la zona de popa del

buque. La distribución de la energía a lo largo del buque mediante la línea de 3300V es energéticamente

más eficiente y además permite el ahorro de una gran cantidad de cable.

La conexión entre las distintas redes se realiza gracias a los nueve transformadores dispuestos a

lo largo de la instalación. La conexión 3300V/480V se realiza utilizando 4 transformadores. El

dimensionamiento de éstos es diferente para el cuadro de proa que para el cuadro de popa. Esto se debe

a la diferencia entre la potencia demanda por los consumidores de proa y de popa.

La conexión entre los cuadros principales y los cuadros secundarios es cruzada. Esto permite

que la caída de una de las partes de los cuadros principales pueda provocar la caída del sistema de

posicionamiento dinámico puesto que los sistemas de medida de la posición y control no dependen de la

red 3300V.


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APÉNDICES


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Apéndice 1. Desglose de potencia por grupos de consumidores ordenador por sistemas y misión.

Tabla 10. Desglose de los consumidores de los Sistemas de combustible y lubricación

Tabla 11. Desglose de los consumidores del Sistema de Refrigeración

Tabla 12. Desglose de los consumidores del Sistema de Aire Comprimido

Tabla 13. Desglose de los consumidores del Sistema de Ventilación

Instalados En servicio P unitaria (kW) P instalada (kW)

Sistemas de combustible y lubricación

Bombas de alimentación en stand-by 4 0 1,8 7,2

Bombas de trasiego de combustible 2 2 45,0 90,0

Precalentadores de combustible 2 1 20,0 40,0

Purificadores de combustible 3 3 4,0 12,0

Purificadores de aceite 2 2 4,0 8,0

Bombas de trasiego de aceite 2 2 1,2 2,4


Sistema de refrigeración

Bombas de agua salada 2 2 110,0 220,0

Bombas de agua dulce de reserva (HT) 4 0 10,0 40,0

Bombas de agua dulce de reserva (LT) 4 0 11,0 44,0

Generador de agua dulce 1 1 6,0 6,0


Sistema de aire comprimido

Compresores de aire de arranque 2 2 22,0 44,0

Compresores de aire de serv. generales 1 1 12,0 12,0


Sistema de ventilación

Ventiladores de impulsión CCMM 4 4 11,0 44,0

Ventiladores de extracción CCMM 4 4 11,0 44,0

Ventiladores impulsión local emergencia 1 1 2,20 2,2

Ventiladores extracción local emergencia 1 1 0,55 0,6


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Tabla 14. Desglose de los consumidores del Sistema de Gobierno

Tabla 15. Desglose de consumidores de los Servicios de achique y sentinas

Tabla 16. Desglose de los consumidores del Sistema de Baldeo y Contraincendios

Tabla 17. Desglose de consumidores de los Dispositivos y Medios de Salvamento


Equipos y sistemas de gobierno

Molinetes 1 1 122,0 122,0

Propulsores principales 2 2 6000 12000

Equipos módulo POD XO 1600 1 1 321,8 321,8

Propulsores transversales 2 2 2400 4800


Servicios de achique y sentinas

Bombas de achique y sentinas 2 2 60,0 120,0

Separador de sentinas 1 1 1,1 1,1

Bomba de lodos 1 1 1,0 1,0


Sistema de baldeo y contraincendios

Bomba CI emergencia 1 1 12,5 12,5

Bombas de CI y baldeo 2 2 14,0 28,0

Bomba rociadores habilitación 1 1 42,0 42,0

Bomba rociadores CCMM 2 2 42,0 84,0


Dispositivos y medios de salvamento

Pescantes de los botes salvavidas 1 1 12,0 12,0

Pescante del bote de rescate 1 1 6,0 6,0


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Tabla 18. Desglose de los consumidores de los Servicos de Habilitación

Tabla 19. Desglose de los consumidores del Sistema de Aire

Tabla 20. Desglose de los consumidores del Sistema de Navegación y DP

Tabla 21. Desglose de los consumidores del Sistema de Iluminación


Servicios de habilitación

Sistema de aire acondicionado 1 1 300,0 300,0

Bombas de agua dulce sanitaria 2 2 0,8 1,6

Calentador de agua sanitaria 2 2 10,0 20,0

Bomba de agua caliente 1 1 0,7 0,7

Elementos de cocina 1 1 20,0 20,0

Lavandería 1 1 30,0 30,0


Sistema de lastre

Bombas de lastre 4 4 320,0 1280,0

Sistema de tratamiento de lastre 1 1 240,0 240,0


Sistemas de navegación y DP

Sistemas de comunicaciones 1 1 12,0 12,0

Sistema de control de DP 1 1 8,0 8,0

Equipos de navegación 1 1 8,0 8,0


Sistema de iluminación

Iluminación interior 1 1 0,0 0,0

Iluminación exterior 1 1 8,0 8,0

Proyectores zona grúas y botes 1 1 1,0 1,0

Proyectores cubierta de trabajo 1 1 32,0 32,0

Iluminación de emergencia 1 1 0,4 0,4

Luces de navegación 1 1 2,0 2,0


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Tabla 22. Desglose de los consumidores de la partida Otros Sistemas y Equipos


Otros sistemas y equipos

Bomba de aguas residuales 1 1 4,8 4,8

Equipos de tratamiento de residuos 1 1 8,0 8,0

Grúas auxiliares de proa 2 1 315,0 630,0

Grúas auxiliares de popa 2 1 160,0 320,0


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REFERENCIAS:



2. López Piñeiro, Amable. Diseño General de la Planta Eléctrica. Sistemas Eléctricos y


3. K Kokkila, Feasibility of Electric Propulsion for Semi-submersible Heavy Lift Vessels.

ABB Marine & Cranes, Finland.



BALANCE ELÉCTRICO

Instalados En servicio P unitaria (kW) P instalada (kW) Kn Ksr Ku P (kW) Ksr Ku P (kW) Ksr Ku P (kW) Ksr Ku P (kW) Ksr Ku P (kW) Ksr Ku P (kW)

Sistemas de combustible y lubricación

Bombas de alimentación en stand-by 4 0 1.8 7.2 0.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Bombas de trasiego de combustible 2 2 45.0 90.0 1.00 0.20 0.20 18.0 0.20 0.20 18.0 0.20 0.20 18.0 0.20 0.20 18.0 0.20 0.20 18.0 0.00 0.00 0.0

Precalentadores de combustible 2 1 20.0 40.0 0.50 0.20 0.10 4.0 0.50 0.25 10.0 0.20 0.10 4.0 0.20 0.10 4.0 0.20 0.10 4.0 0.00 0.00 0.0

Purificadores de combustible 3 3 4.0 12.0 1.00 0.50 0.50 6.0 0.50 0.50 6.0 0.50 0.50 6.0 0.50 0.50 6.0 0.20 0.20 2.4 0.00 0.00 0.0

Purificadores de aceite 2 2 4.0 8.0 1.00 0.50 0.50 4.0 0.50 0.50 4.0 0.50 0.50 4.0 0.50 0.50 4.0 0.20 0.20 1.6 0.00 0.00 0.0

Bombas de trasiego de aceite 2 2 1.2 2.4 1.00 0.20 0.20 0.5 0.20 0.20 0.5 0.20 0.20 0.5 0.20 0.20 0.5 0.20 0.20 0.5 0.00 0.00 0.0

Sistema de refrigeración

Bombas de agua salada 2 2 110.0 220.0 1.00 0.80 0.80 176.0 0.50 0.50 110.0 0.80 0.80 176.0 0.80 0.80 176.0 0.20 0.20 44.0 0.00 0.00 0.0

Bombas de agua dulce de reserva (HT) 4 0 10.0 40.0 0.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Bombas de agua dulce de reserva (LT) 4 0 11.0 44.0 0.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Generador de agua dulce 1 1 6.0 6.0 1.00 0.50 0.50 3.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Sistema de aire comprimido

Compresores de aire de arranque 2 2 22.0 44.0 1.00 0.10 0.10 4.4 0.60 0.60 26.4 0.20 0.20 8.8 0.20 0.20 8.8 0.20 0.20 8.8 0.80 0.80 35.2

Compresores de aire de serv. generales 1 1 12.0 12.0 1.00 0.40 0.40 4.8 0.40 0.40 4.8 0.40 0.40 4.8 0.40 0.40 4.8 0.20 0.20 2.4 0.20 0.20 2.4

Sistema de ventilación

Ventiladores de impulsión CCMM 4 4 11.0 44.0 1.00 0.80 0.80 35.2 0.80 0.80 35.2 0.80 0.80 35.2 0.80 0.80 35.2 0.40 0.40 17.6 0.20 0.20 8.8

Ventiladores de extracción CCMM 4 4 11.0 44.0 1.00 0.80 0.80 35.2 0.80 0.80 35.2 0.80 0.80 35.2 0.80 0.80 35.2 0.40 0.40 17.6 0.20 0.20 8.8

Ventiladores impulsión local emergencia 1 1 2.20 2.2 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 1.00 1.00 2.2

Ventiladores extracción local emergencia 1 1 0.55 0.6 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 1.00 1.00 0.6

Equipos y sistemas de gobierno

Molinetes 1 1 122.0 122.0 1.00 0.00 0.00 0.0 0.50 0.50 61.0 0.40 0.40 48.8 0.40 0.40 48.8 0.30 0.30 36.6 0.00 0.00 0.0

Propulsores principales 2 2 6000 12000 1.00 0.850 0.85 10200 0.40 0.40 4800 0.40 0.40 4800 0.40 0.40 4800 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0

Equipos módulo POD XO 1600 1 1 321.8 321.8 1.00 0.80 0.80 257.4 0.60 0.60 193.1 0.60 0.60 193.1 0.60 0.60 193.1 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Propulsores transversales 2 2 2400 4800 1.00 0.00 0.00 0 0.50 0.50 2400 0.90 0.90 4320 0.90 0.90 4320 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0

Servicios de achique y sentinas

Bombas de achique y sentinas 2 2 60.0 120.0 1.00 0.20 0.20 24.0 0.20 0.20 24.0 0.20 0.20 24.0 0.20 0.20 24.0 0.20 0.20 24.0 1.00 1.00 120.0

Separador de sentinas 1 1 1.1 1.1 1.00 0.20 0.20 0.2 0.20 0.20 0.2 0.20 0.20 0.2 0.20 0.20 0.2 0.20 0.20 0.2 0.00 0.00 0.0

Bomba de lodos 1 1 1.0 1.0 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.50 0.50 0.5 0.00 0.00 0.0

Sistema de baldeo y contraincendios

Bomba CI emergencia 1 1 12.5 12.5 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 1.00 1.00 12.5

Bombas de CI y baldeo 2 2 14.0 28.0 1.00 0.20 0.20 5.6 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.20 0.20 5.6 1.00 1.00 28.0

Bomba rociadores habilitación 1 1 42.0 42.0 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 1.00 1.00 42.0

Bomba rociadores CCMM 2 2 42.0 84.0 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Dispositivos y medios de salvamento

Pescantes de los botes salvavidas 1 1 12.0 12.0 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 1.00 1.00 12.0

Pescante del bote de rescate 1 1 6.0 6.0 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 1.00 1.00 6.0

Servicios de habilitación

Sistema de aire acondicionado 1 1 300.0 300.0 1.00 0.60 0.60 180.0 0.60 0.60 180.0 0.60 0.60 180.0 0.60 0.60 180.0 0.60 0.60 180.0 0.00 0.00 0.0

Bombas de agua dulce sanitaria 2 2 0.8 1.6 1.00 0.50 0.50 0.8 0.50 0.50 0.8 0.50 0.50 0.8 0.50 0.50 0.8 0.60 0.60 1.0 0.00 0.00 0.0

Calentador de agua sanitaria 2 2 10.0 20.0 1.00 0.40 0.40 8.0 0.40 0.40 8.0 0.40 0.40 8.0 0.40 0.40 8.0 0.50 0.50 10.0 0.00 0.00 0.0

Bomba de agua caliente 1 1 0.7 0.7 1.00 0.40 0.40 0.3 0.40 0.40 0.3 0.40 0.40 0.3 0.40 0.40 0.3 0.50 0.50 0.3 0.00 0.00 0.0

Elementos de cocina 1 1 20.0 20.0 1.00 0.50 0.50 10.0 0.50 0.50 10.0 0.50 0.50 10.0 0.50 0.50 10.0 0.50 0.50 10.0 0.00 0.00 0.0

Lavandería 1 1 30.0 30.0 1.00 0.30 0.30 9.0 0.30 0.30 9.0 0.30 0.30 9.0 0.30 0.30 9.0 0.40 0.40 12.0 0.00 0.00 0.0

Sistema de lastre

Bombas de lastre 4 4 320.0 1280.0 1.00 0.05 0.05 64.0 0.05 0.05 64.0 0.50 0.50 640.0 1.00 1.00 1280.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Sistema de tratamiento de lastre 1 1 240.0 240.0 1.00 0.20 0.20 48.0 0.00 0.00 0.0 0.10 0.10 24.0 0.10 0.10 24.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Sistemas de navegación y DP

Sistemas de comunicaciones 1 1 12.0 12.0 1.00 0.50 0.50 6.0 0.70 0.70 8.4 0.80 0.80 9.6 0.80 0.80 9.6 0.20 0.20 2.4 1.00 1.00 12.0

Sistema de control de DP 1 1 8.0 8.0 1.00 0.00 0.00 0.0 0.50 0.50 4.0 0.90 0.90 7.2 0.90 0.90 7.2 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0

Equipos de navegación 1 1 8.0 8.0 1.00 0.60 0.60 4.8 0.60 0.60 4.8 0.60 0.60 4.8 0.60 0.60 4.8 0.20 0.20 1.6 1.00 1.00 8.0

Sistema de iluminación

Iluminación interior 1 1 53.3 53.3 1.00 0.70 0.70 37.3 0.70 0.70 37.3 0.70 0.70 37.3 0.70 0.70 37.3 0.50 0.50 26.7 0.00 0.00 0.0

Iluminación exterior 1 1 8.0 8.0 1.00 0.50 0.50 4.0 0.50 0.50 4.0 0.50 0.50 4.0 0.50 0.50 4.0 0.20 0.20 1.6 0.00 0.00 0.0

Proyectores zona grúas y botes 1 1 1.0 1.0 1.00 0.30 0.30 0.3 0.60 0.60 0.6 0.80 0.80 0.8 0.80 0.80 0.8 0.30 0.30 0.3 1.00 1.00 1.0

Proyectores cubierta de trabajo 1 1 32.0 32.0 1.00 0.30 0.30 9.6 0.60 0.60 19.2 0.90 0.90 28.8 0.90 0.90 28.8 0.20 0.20 6.4 0.00 0.00 0.0

Iluminación de emergencia 1 1 3.1 3.1 1.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 1.00 1.00 3.1

Luces de navegación 1 1 2.0 2.0 1.00 0.60 0.60 1.2 0.60 0.60 1.2 0.80 0.80 1.6 0.80 0.80 1.6 0.00 0.00 0.0 1.00 1.00 2.0

Otros sistemas y equipos

Bomba de aguas residuales 1 1 4.8 4.8 1.00 0.30 0.30 1.4 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.30 0.30 1.4 0.00 0.00 0.0

Equipos de tratamiento de residuos 1 1 8.0 8.0 1.00 0.30 0.30 2.4 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.20 0.20 1.6 0.00 0.00 0.0

Grúas auxiliares de proa 2 1 315.0 630.0 0.50 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00 0.0 0.20 0.10 63.0 0.20 0.10 63.0 0.40 0.20 126.0 0.00 0.00 0.0

Grúas auxiliares de popa 2 1 160.0 320.0 0.50 0.10 0.05 16.0 0.00 0.00 0.0 0.20 0.10 32.0 0.20 0.10 32.0 0.40 0.20 64.0 0.00 0.00 0.0

Navegación Maniobra Float-on/Float-off Puerto EmergenciaFloat-over

- Dispositivos y medios de salvamento- Servicios de habilitación principales- Sistema de Lastre- Proyectores de la cubierta de trabajo- Bombas de aguas residuales y tratamiento de residuos- Grúas auxiliares de proa

CUADRO PROA 230V:- Elementos de cocina- Lavandería- Sistemas de navegación y DP- Sistema de iluminación (proa)

CUADRO POPA 480V:- Equipos módulos POD XO 1600- Proyectores cubierta de trabajo- Gruas auxiliares de popa

CUADRO POPA 230V:- Sistema iluminación (popa)- Equipos secundarios módulos POD XO 1600

CUADRO 3,3 kV:- Propulsores principales- Propulsores auxiliares de proa

CONSUMIDORES POR RED:

Consumidores emerg. 480 V

Cuadro Emergencia

480V 230V

Consumidores emerg. 230 V

Transformador480 V/230 V

40 KVA

GEGrupo Generador Emerg.400 ekW60 Hz

Motor Emerg.425 kW1800 rpm

ME

Consumidores proa 230 V


Cuadro Proa 230 V


120 KVA


120 KVA

Consumidores popa 230 V


Cuadro Popa 230 V

Transormador480 V/230 V

75 KVA

Transormador480 V/230 V

75 KVA


400 KVA


400 KVA


2500 KVA


2500 KVA





Conexióna tierra

Pod Er6000 kW

Túnelproa 2

2400 kW

Pod Br6000 kW

Túnelproa 1

2400 kW

Cuadro Proa 480 V Cuadro Popa 480 V

M2M1

GE2GE1Grupo Generador 13165 ekW60 Hz

Grupo Generador 23165 ekW60 Hz

Motor Diésel 13300 kW720 rpm


Grupo Generador Aux.1730 ekW60 Hz

Motor Aux. 1781 kW1800 rpm

GA1 GE4GE3

MA1 MA2M4M3





Motor Aux. 2781 kW1800 rpm

Grupo Generador Aux.2730 ekW60 Hz

GA2

Barra1 Barra2Bus Breaker

Cuadro Principal 3,3 kV

VDFVDF VDF VDF

CUADRO PROA 480V:- Sistema de combustible y lubricación- Sistema de refrigración- Sistema de aire comprimido- Sistema de ventilación- Molinetes de anclas- Servicios de achique y sentinas- Sistema de baldeo y contraincendios

PROYECTO:

TÍTULO:FORMATO:


MARTA ELISA IBARRONDO GIRÓN 291PFC Nº: FECHA:

A3

-

DIAGRAMA UNIFILAR

07/11/2016

ESCALA:






Resistencia Estructural

Cuaderno 10. Resistencia Estructural.

pág. 2


ÍNDICE

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 6

2 – Definiciones y Consideraciones Previas ................................................................................................. 8

2.1 – Tipo de Estructura ........................................................................................................................... 8

2.2 – Condiciones Analizadas .................................................................................................................. 9

2.3 – Posición de la Cuaderna Maestra .................................................................................................. 10

3 – Materiales ............................................................................................................................................. 10

4 – Disposición de Elementos Estructurales ............................................................................................... 11

5 – Resistencia Longitudinal ....................................................................................................................... 12

5.1 – Situaciones de Carga Preliminares ............................................................................................... 12

5.2 – Momentos Flectores ...................................................................................................................... 13

5.2.1 – Momentos Flectores a T=10.62 m ......................................................................................... 14

5.2.2 – Momentos Flectores a T=25 m .............................................................................................. 16

5.3 – Esfuerzos Cortantes ...................................................................................................................... 18

5.3.1 – Esfuerzos Cortantes a T=10.62 m ......................................................................................... 19

5.3.2 – Esfuerzos Cortantes a T=25 m .............................................................................................. 21

5.4 – Módulo de la Sección Requerido ................................................................................................... 24

6 – Resistencia Local .................................................................................................................................. 26

6.1 – Presiones de diseño ...................................................................................................................... 26

6.1.1 – Presión en el fondo ................................................................................................................ 26

6.1.2 – Presión en doble fondo .......................................................................................................... 28

6.1.3 – Presión en los costados ......................................................................................................... 28

6.1.4– Presión en cubierta ................................................................................................................. 29

6.1.5– Presión en mamparos ............................................................................................................. 31

6.2 – Escantillonado ............................................................................................................................... 33

6.2.1 – Estructuras de fondo .............................................................................................................. 33

6.2.2 – Estructuras de costado .......................................................................................................... 33

6.2.3 – Estructuras de cubierta .......................................................................................................... 34

6.2.4 – Estructuras de mamparos ...................................................................................................... 34

7 – Comprobación de la cuaderna con MARS 2000 ................................................................................... 34

7.1 – Datos de entrada ........................................................................................................................... 35

7.1.1 – T=10.62 m .............................................................................................................................. 35

7.1.2 – T=25 m ................................................................................................................................... 35

7.2 – Comprobación de la cuaderna....................................................................................................... 36

7.2.1 – Resistencia longitudinal ......................................................................................................... 36


pág. 3


7.2.2 – Resistencia local .................................................................................................................... 37

7.2.3 – Correcciones .......................................................................................................................... 38

7.2.4 – Escantillonado final ................................................................................................................ 39

7.3 – Módulo de la sección ..................................................................................................................... 41

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 43


pág. 4


TABLAS

Tabla 1. Incrementos de espesores por corrosión. ...................................................................................................... 10 Tabla 2. Desglose del cálculo de presiones en el fondo. ............................................................................................. 27 Tabla 3. Desglose del cálculo de presiones de costado en el punto con mayor calado. ............................................. 29 Tabla 4. Desglose del cálculo de presiones de cubierta debido a la presión hidrostática. .......................................... 30 Tabla 5.Cálculos en cubierta debido a la presión ejercida por la carga ....................................................................... 31 Tabla 6. Planchas de la estructura de fondo ................................................................................................................ 33 Tabla 7. Refuerzos primarios de la estructura de fondo .............................................................................................. 33 Tabla 8. Refuerzos secundarios de la estructura de fondo .......................................................................................... 33 Tabla 9. Planchas de la estructura de costado ............................................................................................................ 33 Tabla 10. Refuerzos primarios de la estructura de costado ......................................................................................... 33 Tabla 11. Refuerzos secundarios de la estructura de costado .................................................................................... 33 Tabla 12. Planchas de la estructura de cubierta .......................................................................................................... 34 Tabla 13. Refuerzos primarios de la estructura de cubierta ........................................................................................ 34 Tabla 14. Refuerzos secundarios de la estructura de cubierta .................................................................................... 34 Tabla 15. Planchas de la estructura de mamparos ...................................................................................................... 34 Tabla 16. Refuerzos primarios de la estructura de mamparos .................................................................................... 34 Tabla 17. Refuerzos secundarios de la estructura de mamparos ................................................................................ 34 Tabla 18. Planchas de la estructura de fondo .............................................................................................................. 39 Tabla 19. Refuerzos primarios de la estructura de fondo ............................................................................................ 39 Tabla 20. Refuerzos secundarios de la estructura de fondo ........................................................................................ 39 Tabla 21. Planchas de la estructura de costado .......................................................................................................... 39 Tabla 22. Refuerzos primarios de la estructura de costado ......................................................................................... 40 Tabla 23. Refuerzos secundarios de la estructura de costado .................................................................................... 40 Tabla 24. Planchas de la estructura de cubierta .......................................................................................................... 40 Tabla 25. Refuerzos primarios de la estructura de cubierta ........................................................................................ 40 Tabla 26. Refuerzos secundarios de la estructura de cubierta .................................................................................... 40 Tabla 27. Plancha de la estructura de mamparo ......................................................................................................... 40 Tabla 28. Refuerzos primarios de la estructura de mamparo ...................................................................................... 40 Tabla 29. Refuerzos secundarios de la estructura de mamparo ................................................................................. 40 Tabla 30. Valores obtenidos en MARS. ....................................................................................................................... 42 Tabla 31. Comparación de módulos de la sección ...................................................................................................... 42


pág. 5


FIGURAS

Figura 1. Esquema de estructura longitudinal en un modelo FEM. ------------------------------------------------------------------ 8 Figura 2. Diagrama de la elección de momentos para diseñar la estructura ---------------------------------------------------- 12 Figura 3. Momentos flectores en aguas tranquilas. T = 10.62 m. ------------------------------------------------------------------ 14 Figura 4. Momentos flectores en olas. T = 10.62 m. ---------------------------------------------------------------------------------- 15 Figura 5. Momentos flectores de diseño. T = 10.62 m. ------------------------------------------------------------------------------- 16 Figura 6. Momentos flectores en aguas tranquilas. T = 25 m. ---------------------------------------------------------------------- 17 Figura 7. Momentos flectores en olas. T = 25 m.--------------------------------------------------------------------------------------- 17 Figura 8. Momentos flectores de diseño. T = 25 m. ----------------------------------------------------------------------------------- 18 Figura 9. Esfuerzos cortantes en aguas tranquilas. T = 10.62 m. ------------------------------------------------------------------ 20 Figura 10. Esfuerzos cortantes en olas. T = 10.62 m. -------------------------------------------------------------------------------- 20 Figura 11. Esfuerzos cortantes de diseño. T = 10.62 m. ----------------------------------------------------------------------------- 21 Figura 12. Esfuerzos cortantes en aguas tranquilas. T = 25 m. -------------------------------------------------------------------- 22 Figura 13. Esfuerzos cortantes en olas. T = 25 m. ------------------------------------------------------------------------------------- 22 Figura 14. Esfuerzos cortantes de diseño. T = 25 m. --------------------------------------------------------------------------------- 23 Figura 15. Módulo de la sección requerido ---------------------------------------------------------------------------------------------- 25 Figura 16. Presiones de diseño en estructuras de fondo y doble fondo. --------------------------------------------------------- 27 Figura 17. Presiones de diseño en estructuras de costado -------------------------------------------------------------------------- 28 Figura 18. Presiones de diseño en estructuras de cubierta. ------------------------------------------------------------------------- 30 Figura 19. Presiones de diseño en mamparos. ----------------------------------------------------------------------------------------- 32 Figura 20. Resistencia longitudinal. T=10.62 m. Escantillonado inicial ----------------------------------------------------------- 36 Figura 21. Resistencia longitudinal. T=25 m. Escantillonado inicial --------------------------------------------------------------- 37 Figura 22. Resistencia local. T=10.62 m. Escantillonado inicial -------------------------------------------------------------------- 38 Figura 23. Resistencia local. T=25 m. Escantillonado inicial ------------------------------------------------------------------------ 38 Figura 24. Resistencia longitudinal. T=10.62 m. Escantillonado final ------------------------------------------------------------- 41 Figura 25. Resistencia local. T=25 m. Escantillonado final. ------------------------------------------------------------------------- 41


pág. 6


1 – Introducción

En este cuaderno se va a diseñar la estructura del buque, aspecto imprescindible para garantizar

la correcta operación del mismo, soportando las cargas y esfuerzos a los que estará sometido.

El diseño de la estructura se ha llevado a cabo teniendo en cuenta las recomendaciones y reglas

elaboradas por el DNV. A continuación, se enumeran el documento seguido y sus secciones:

Rules for classification of Ships – Part 3 Chapter 1 - Hull structural design- Ships with

length 100 metres and above – January 2016:

Materials. Part 3 Chapter 1 Section 2

Design Loads. Part 3 Chapter 1 Section 4

Longitudinal strength. Part 3 Chapter 1 Section 5

Bottom structures.. Part 3 Chapter 1 Section 6

Side structures. Part 3 Chapter 1 Section 7

Deck structures. Part 3 Chapter 1 Section 8

Bulkhead structures. Part 3 Chapter 1 Section 9

APPENDIX B Diagrams of section moduli and moments of inertia. - Part 3 Chapter 2 AppB

Asimismo, se han utilizado las reglas comunes que ha elaborado DNV-GL, específicas para

buques que desempeñan operaciones especiales, existiendo una sección para buques Heavy Lift

Semisuimergibles (HLSV):

DNV GL Rules for classification: Ships. Ship Types – Vessel for special operations – Semi

– Submersible Heavy Transport Vessel – Part 5 Chapter 10 Section 5. (October 2015

January 2016 (updated in July 2016).

Debido al carácter especial de este buque se realizaron unas simulaciones de diversas situaciones

de carga preliminares en Maxsurf, explicadas en detalle en el cuaderno nº 5 – Cálculos de Arquitectura

Naval. En buques de esta tipología es de gran trascendencia tener en cuenta que las reglas estructurales

del DNV son genéricas y que durante las operaciones de float-on/float-off, roll-on/roll-off, etc. puede que el

momento al que se ve sometido el “buque-viga” sea mayor que el contemplado por la Sociedad de

Clasificación.

De esta manera, y tras calcular las cargas a aplicar según DNV, se compararán con las resultantes

de las situaciones preliminares de carga calculadas anteriormente. De esta comparación, se seleccionará

el mayor momento longitudinal de todos para la comprobación de la integridad de la estructura.

Una vez definida la resistencia longitudinal, se procederá a la segunda fase del cálculo de la

estructura que será el escantillonado, que tiene en cuenta las presiones y cargas locales que sufren cada

uno de los elementos estructurales.

Finalmente, se calculará el módulo de la sección maestra y se comprobará que es mayor que el

módulo requerido en función el momento de diseño.


pág. 7


Tras haber determinado la estructura del buque, se podrá realizar la estimación de los pesos en

el siguiente cuaderno y se podrá estimar el centro de gravedad del peso en rosca, primordial en nuestro

caso, para poder establecer con más precisión las situaciones de carga.

Por último, se terminará con el diseño de la estructura una vez se compruebe en el cuaderno nº12

– Situaciones de carga y Resistencia longitudinal, que las cargas soportadas por el buque en las diferentes

condiciones de carga no superan los límites estructurales definidos en este cuaderno.


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2 – Definiciones y Consideraciones Previas

Para un correcto diseño de la estructura es necesario comentar que debido a la naturaleza

especifica del HLSV, se dan dos situaciones extremas a estudiar en las que el buque puede soportar

grandes momentos y esfuerzos cortantes, como son la navegación o bien cuando se encuentre sumergido

a la espera de posicionar la carga.

Estas situaciones a estudiar son las correspondientes al calado máximo de navegación

(T = 10.62 m) y el calado sumergido máximo (T= 25 m), la primera es trascedente debido a los momentos

y esfuerzos debidos al transporte de una estructura de gran tonelaje y a las cargas inducidas por las olas;

y la segunda condición es importante por sus altas presiones al soportar una gran columna de agua.

2.1 – Tipo de Estructura

Generalmente, la estructura en buques de más de 120 m de eslora suele ser longitudinal, es decir,

básicamente compuesta por refuerzos secundarios longitudinales y refuerzos primarios tanto longitudinales

como transversales. El buque en estudio, al poseer más de 120 m de eslora, se caracteriza por este tipo

de estructura, ya que soporta grandes momentos flectores y por tanto precisa de una estructura longitudinal

más robusta.

En la Figura 1 se muestra un ejemplo de una estructura de tipo longitudinal. En esta se presenta un modelo

de elementos finitos de la estructura del fondo del buque Blue Marlin, desarrollado en la tesis [2]. En esta

tesis se analiza la estructura del buque Blue Marlin, al que aumentaron en manga desde 46 m hasta 63m :

Figura 1. Esquema de estructura longitudinal en un modelo FEM.


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2.2 – Condiciones Analizadas

Para el correcto diseño de la estructura del buque es necesario tener en cuenta las dos condiciones

anteriormente mencionadas más significativas. Para ello, se definirá para cada condición la eslora de

escantillonado, manga, puntal, calado, coeficiente del bloque y desplazamiento.

Condición al calado máximo de navegación

Es la condición correspondiente al calado de 10.62 m definido en el cuaderno 5 – Cálculos de

Arquitectura Naval. La eslora de encantillonado (m) se define como la distancia desde la roda al calado

máximo de navegación (verano) hasta el eje de los pods. Según el DNV se debe tomar un valor entre 96%

y un 97% de la eslora total a la flotación de verano:

Condición al calado sumergido máximo

Es la condición correspondiente al calado de 25 m definido en el cuaderno 5 – Cálculos de

Arquitectura Naval. Se presentan la eslora de flotación y de escantillonado para este calado:

En ambas condiciones, la manga y el puntal se mantienen constantes cuyos valores son de 49m

y 13.7 m, respectivamente.

Mientras que en el caso del coeficiente del bloque varía entre ambas condiciones notablemente.

El valor del Cb al calado de verano es de un 0.803 y se puede definir como un buque de formas llenas a

diferencia del calado sumergido máximo que se obtiene un valor de 0.588, donde solamente se aprecia por

encima de la línea de flotación los flotadores de popa y el castillo.

Se calcula el desplazamiento correspondiente a 10.62 m de calado:

∆= 𝐶𝐵 · 𝜌 · 𝐿𝑒𝑠𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑙𝑙𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜 · 𝐵 · 𝑇 = 85.286 𝑡

También para el calado a 25 m:

∆= 𝐶𝐵 · 𝜌 · 𝐿𝑒𝑠𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑙𝑙𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜 · 𝐵 · 𝑇 = 148.886 𝑡

T (m) 10.62

Eslora de flotación (m) 207.31

Eslora de escantillonado (m) 199.02

T (m) 25.00

Eslora de flotación (m) 209.99

Eslora de escantillonado (m) 201.59


pág. 10


2.3 – Posición de la Cuaderna Maestra

La posición de la cuaderna maestra se ha elegido en la sección más próxima a la mitad de la

eslora entre perpendiculares y coincidente con un refuerzo transversal primario, por lo que será la sección

situada en X= 100,8 m en la cuaderna número 168.

3 – Materiales

Para poder diseñar la estructura es necesario tener en cuenta de que composición debe ser el

material utilizado para que pueda llevar a cabo su misión de resistir y soportar la carga siempre

considerando factores intrínsecos del material como son la corrosión y la fatiga.

Según la reglamentación del DNV Pt 3. Ch 1. Sec 2. Apartado B200 se clasifica el acero estructural

del casco en grupos según su resistencia (límite elástico).

Para este buque en concreto se ha elegido el acero de calidad naval cuyo límite elástico es de 235

N/mm2. Si en espirales sucesivas de proyecto se realizaran estudios exhaustivos, como análisis de

elementos finitos, pudiendo resultar que en determinadas zonas es necesario un mayor límite elástico, se

optará por utilizar acero de mayor calidad para dichas zonas.

Una vez elegido el material, se define el factor del material f1 para las fórmulas de escantillonado

(apartado B203), que en el caso del acero de calidad naval se obtiene un valor de f1 de la unidad. Asimismo,

se definen incrementos por corrosión (tk) específicos para el cálculo de los espesores de las planchas y de

los refuerzos tantos longitudinales como transversales. En la siguiente tabla D1 de la sección mencionada

anteriormente del DNV, se determinan los espesores según la posición y función del elemento estructural.

Tabla 1. Incrementos de espesores por corrosión.

La cuaderna maestra se sitúa bajo la cubierta de carga y toda la zona central del buque se destina

a lastre (para la operación del buque) por lo que se utilizará siempre el incremento de espesor por corrosión

definido para tanques de lastre, cuyo valor de tk es de 1.5 mm.


pág. 11


4 – Disposición de Elementos Estructurales

Para organizar la disposición de los elementos estructurales en el Cuaderno nº 4 – Disposición General – se tomó como cuaderna nº 0 la coincidente con el eje de los PODs, y se mantuvo la clara entre cuadernas a lo largo de toda la eslora, de la misma manera el espaciado entre bulárcamas se ha mantenido constante, salvo en cámara de máquinas, donde DNV sugiere que se dispongan cada segunda cuaderna.



Teniendo en cuenta que se dividirá el casco en sentido transversal en 3 tanques de lastre, se ha

decidido disponer los refuerzos principales longitudinales cada exactamente 5 metros. De esta manera, el

doble fondo contará con 5 vagras dispuestas cada 7 longitudinales separados entre ellos 625 mm.



Nota: Los longitudinales de costado y los mamparos longitudinales se han dispuesto cada

550 mm situándose dos refuerzos primarios en cada costado.


pág. 12


5 – Resistencia Longitudinal

Debido al carácter especial del buque, se van a tener en cuenta las situaciones de carga

preliminares analizadas en el Cuaderno nº 5 – Cálculos de Arquitectura Naval. De esta manera se

comprueba si estas situaciones dan momentos longitudinales más grandes que los contemplados por las

fórmulas del DNV. En caso afirmativo, el mayor de esos momentos calculados ería el de diseño de la

estructura.

Para verificar que situación es la más comprometedora en cuanto al diseño estructural, se ha

seguido el siguiente proceso:

Figura 2. Diagrama de la elección de momentos para diseñar la estructura

5.1 – Situaciones de Carga Preliminares

Como se ha comentado, se estudiaron unas situaciones de carga preliminares en el cuaderno 5

analizándose tanto la estabilidad como la resistencia longitudinal.

Las situaciones de carga fueron estudiadas para cuatro casos y con sus respectivas variantes:

Lastre:

o Salida

o Llegada

o Al calado correspondiente al valor del puntal (T= D =13.7 m)

o Al calado correspondiente al valor máximo (T=25 m)

Cargando un topside de una plataforma jacket:

o Salida

o Llegada


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Soportando un módulo de grúas de contenedores:

o Salida

o Llegada

Cargando una unidad flotante de producción, almacenaje y descarga (FPSO):

o Al calado correspondiente al valor del puntal (T= D =13.7 m)

o Salida

El mayor momento de las situaciones de carga en estos estudios previos es el correspondiente a

la condición de la salida llevando los módulos de grúas cuyo centro de gravedad de la carga es muy elevado

y el momento longitudinal tiene un pico máximo de 169.837 t·m.

Como ya se ha mencionado anteriormente este valor es aproximado, puesto que todavía no se

conocen con exactitud los pesos del buque y su centro de gravedad. En el cuaderno 12 – Situaciones de

Carga y Resistencia Longitudinal se realizarán de nuevo estas simulaciones para comprobar estos

momentos obtenidos y el comportamiento final del buque.

5.2 – Momentos Flectores

A continuación, se va a llevar a cabo el cálculo de los momentos flectores verticales de acuerdo a

las reglas del DNV para los calados mencionados anteriormente:

T=10.62 m

T= 25 m

Estos momentos flectores en aguas tranquilas se definen como:

𝑀𝑆 = 𝑘𝑠𝑚 · 𝑀𝑠𝑜

Donde:

𝑀𝑆 es el momento flector en aguas tranquilas de diseño para un 40% de la eslora, centrado en la

sección media, en kNm.

𝑘𝑠𝑚 es 1 en un 40% de la eslora centrado en la sección media.

𝑀𝑠𝑜 = 0.65 · 𝐶𝑤𝑢 · 𝐿2 · 𝐵 · (𝐶𝐵 + 0.7) (kNm) en arrufo.

𝑀𝑠𝑜 = 𝐶𝑤𝑢 · 𝐿2 · 𝐵 · (0.1225 − 0.015𝐶𝐵) (kNm) en quebranto.

Mientras que los momentos en olas se definen como:

𝑀𝑊 = 𝑘𝑤𝑚 · 𝑀𝑤𝑜

Donde:

𝑀𝑊 es el momento flector en olas de diseño para un 40% de la eslora, centrado en la

sección media, en kNm.


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𝑘𝑤𝑚 es 1 en un 40% de la eslora centrado en la sección media.

𝑀𝑤𝑜 = −0.11 · 𝛼 · 𝐶𝑤 · 𝐿2 · 𝐵 · (𝐶𝐵 + 0.7) (kNm) en arrufo.

𝑀𝑤𝑜 = 0.19 · 𝛼 · 𝐶𝑤 · 𝐿2 · 𝐵 · 𝐶𝐵 (kNm) en quebranto.

𝛼 = 1 para aguas abiertas.

𝛼 = 0.5 para aguas protegidas/en puerto.

5.2.1 – Momentos Flectores a T=10.62 m

Para el calado de 10.62 m, se obtiene el siguiente momento flector en aguas tranquilas en la

sección media:

𝑀𝑠𝑠 = −1.846.400 𝑘𝑁 · 𝑚

𝑀𝑠ℎ = 2.086.873 𝑘𝑁 · 𝑚

Figura 3. Momentos flectores en aguas tranquilas. T = 10.62 m.

Mientras que el momento en olas en la sección media es de:

𝑀𝑤𝑠 = −3.124.677 𝑘𝑁 · 𝑚

𝑀𝑤ℎ = 2.884.205 𝑘𝑁 · 𝑚

-2500000

-2000000

-1500000

-1000000

-500000

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momento Flector en Aguas Tranquilas

Arrufo Quebranto


pág. 15


Figura 4. Momentos flectores en olas. T = 10.62 m.

-4000000

-3000000

-2000000

-1000000

0

1000000

2000000

3000000

4000000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momento Flector en Olas

Arrufo Quebranto


pág. 16


Por lo que el momento flector resultante total para un calado de 10,62 m en la sección

media es de:

𝑀𝑡𝑠 = −4.971.077 𝑘𝑁 · 𝑚

𝑀𝑡ℎ = 4.971.077 𝑘𝑁 · 𝑚

Figura 5. Momentos flectores de diseño. T = 10.62 m.

5.2.2 – Momentos Flectores a T=25 m

Para el calado de 25 m, se obtiene unos momentos flectores en aguas tranquilas en la sección

media de:

𝑀𝑠𝑠 = −1.629.705 𝑘𝑁 · 𝑚

𝑀𝑠ℎ = 2.212.534 𝑘𝑁 · 𝑚

-6000000

-4000000

-2000000

0

2000000

4000000

6000000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L




pág. 17


Figura 6. Momentos flectores en aguas tranquilas. T = 25 m.

Mientras que en el momento en olas en la sección media es de:

𝑀𝑤𝑠 = −2.757.962 𝑘𝑁 · 𝑚

𝑀𝑤ℎ = 2.175.134 𝑘𝑁 · 𝑚

Figura 7. Momentos flectores en olas. T = 25 m.

-2000000

-1500000

-1000000

-500000

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momento Flector en Aguas Tranquilas

Arrufo Quebranto

-4000000

-3000000

-2000000

-1000000

0

1000000

2000000

3000000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momento Flector en Olas

Arrufo Quebranto


pág. 18


Por lo que el momento flector resultante total para un calado de 25 m en la sección media es de:

𝑀𝑡𝑠 = −4.387.667 𝑘𝑁 · 𝑚

𝑀𝑡ℎ = 4.387.667 𝑘𝑁 · 𝑚

Figura 8. Momentos flectores de diseño. T = 25 m.

5.3 – Esfuerzos Cortantes

Una vez calculados los momentos flectores se procede a la obtención de los esfuerzos cortantes

para ambos calados:

T= 10.62 m

T= 25 m

Siguiendo las reglas del DNV se determinan de la siguiente manera:

𝑄𝑠 = 𝑘𝑠𝑞 · 𝑄𝑠𝑜

𝑄𝑠𝑜 = 5 ·𝑀𝑠𝑜

𝐿

-5000000

-4000000

-3000000

-2000000

-1000000

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L




pág. 19


Donde:

𝑄𝑠 es el esfuerzo cortante en aguas tranquilas de diseño para un 40% de la eslora,

centrado en la sección media, en kN.

𝑘𝑠𝑞 toma un valor de 0.8 en un 40% de la eslora centrado en la sección media.

𝑀𝑠𝑜 = 0.65 · 𝐶𝑤𝑢 · 𝐿2 · 𝐵 · (𝐶𝐵 + 0.7) (kNm) en arrufo.

𝑀𝑠𝑜 = 𝐶𝑤𝑢 · 𝐿2 · 𝐵 · (0.1225 − 0.015𝐶𝐵) (kNm) en quebranto.

Mientras que los esfuerzos cortantes en olas se definen como:

𝑄𝑊𝑃 = 0.3 · 𝛽 · 𝑘𝑤𝑞𝑝 · 𝐶𝑤 · 𝐿 · 𝐵 · (𝐶𝐵 + 0.7)

𝑄𝑊𝑁 = −0.3 · 𝛽 · 𝑘𝑤𝑞𝑛 · 𝐶𝑤 · 𝐿 · 𝐵 · (𝐶𝐵 + 0.7)

Donde:

𝑄𝑊𝑃 y 𝑄𝑊𝑁 son los esfuerzos cortantes en olas de diseño para un 40% de la eslora, centrado en

la sección media, en kNm.

𝑘𝑤𝑚 es 0.7 en un 40% de la eslora centrado en la sección media.

𝛽 = 1 para aguas abiertas.

𝛽 = 0.5 para aguas protegidas/ en puerto.

𝐶𝑤 = 10.75 − (300−𝐿𝑒𝑠𝑐

100)

3

2.

5.3.1 – Esfuerzos Cortantes a T=10.62 m

Para el calado de 10.62 m, se obtiene un esfuerzo cortante en aguas tranquilas máximo de:

𝑄𝑠𝑠 = −46.387 𝑘𝑁

𝑄𝑠ℎ = 52.429 𝑘𝑁


pág. 20


Figura 9. Esfuerzos cortantes en aguas tranquilas. T = 10.62 m.

Mientras que el esfuerzo cortante en olas es de:

𝑄𝑤𝑝 = 42.819 𝑘𝑁

𝑄𝑤𝑛 = −39.586 𝑘𝑁

Figura 10. Esfuerzos cortantes en olas. T = 10.62 m.

-60000

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L

Esfuerzo Cortante en Aguas Tranquilas

Arrufo Quebranto

-50000

-40000

-30000

-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L

Esfuerzo Cortante en Olas

Arrufo Quebranto


pág. 21


Por lo que el esfuerzo cortante total para un calado de 10,62 m es de:

𝑄𝑡𝑠 = −85.974 𝑘𝑁

𝑄𝑡ℎ = 95.248 𝑘𝑁

Figura 11. Esfuerzos cortantes de diseño. T = 10.62 m.

5.3.2 – Esfuerzos Cortantes a T=25 m

Para el calado de 25 m, se obtiene un esfuerzo cortante en aguas tranquilas de:

𝑄𝑠𝑠 = −40.420 𝑘𝑁

𝑄𝑠ℎ = 54.876 𝑘𝑁

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L




pág. 22


Figura 12. Esfuerzos cortantes en aguas tranquilas. T = 25 m.

Mientras que el esfuerzo cortante en olas es de:

𝑄𝑤𝑝 = 37.311 𝑘𝑁

𝑄𝑤𝑛 = −34.326 𝑘𝑁

Figura 13. Esfuerzos cortantes en olas. T = 25 m.

-60000

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L

Esfuerzo Cortante en Aguas Tranquilas

Arrufo Quebranto

-40000

-30000

-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L

Esfuerzo Cortante en Olas

Arrufo Quebranto


pág. 23


Por lo que el esfuerzo cortante máximo total para un calado de 25 m es de:

𝑄𝑡𝑠 = −74.747 𝑘𝑁

𝑄𝑡ℎ = 92.187 𝑘𝑁

Figura 14. Esfuerzos cortantes de diseño. T = 25 m.

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L




pág. 24


5.4 – Módulo de la Sección Requerido

Según las reglas del DNV, se define el módulo requerido, respecto al eje horizontal, como sigue:

𝑍𝑂 =|𝑀𝑠 + 𝑀𝑤|

𝜎𝑙· 103 (𝑐𝑚3)

Este módulo será el de las secciones comprendidas en el 40% de la eslora, centrada en la sección

media. Se calcula para ambos calados:

T=10.62 m:

𝑍𝑂 =|2.212.534 + 2.175.134|

175· 103 = 25.072.385 𝑐𝑚3

T=25 m:

𝑍𝑂 =|2.086.873 + 2.884.204|

175· 103 = 28.406.157 𝑐𝑚3

Además, debe cumplir que el módulo de la sección maestra respecto del eje horizontal no puede

de ser menor de:

𝑍𝑂 =𝐶𝑤𝑜

𝑓1· 𝐿2 · 𝐵 · (𝐶𝑏 + 0.7) (𝑐𝑚3)

T=10.62 m:


𝑓1· 𝐿2 · 𝐵 · (𝐶𝑏 + 0.7) = 28.406.157 𝑐𝑚3

T=25 m:


𝑓1· 𝐿2 · 𝐵 · (𝐶𝑏 + 0.7) = 25.302.295 𝑐𝑚3

Por lo tanto, el módulo de la sección mínimo de la cuaderna maestra será el mayor de los

anteriores. Se comprobará que el módulo de la sección maestra es mayor que 28.406.157 cm3.


pág. 25


Figura 15. Módulo de la sección requerido

Por último, se debe de cumplir que el módulo requerido respecto del eje vertical no puede ser

menor:

𝑍𝑂𝐻 =5

𝑓1· 𝐿

9

4 · (𝑇 + 0.3 · 𝐵) · 𝐶𝑏

T=10.62 m:

𝑍𝑂𝐻 =5

𝑓1· 𝐿

9

4 · (𝑇 + 0.3 · 𝐵) · 𝐶𝑏 =

5

1· 199.02

9

4 · (10.62 + 0.3 · 49) · 0.803 = 15.131.660 𝑐𝑚3

T=25 m:

𝑍𝑂𝐻 =5

𝑓1· 𝐿

9

4 · (𝑇 + 0.3 · 𝐵) · 𝐶𝑏 =

5

1· 201.39

9

4 · (25 + 0.3 · 49) · 0.6 = 18.238.433 𝑐𝑚3

Por tanto el módulo de la sección maestra respecto del eje vertical no será menor de 18.238.433 cm³.

0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

30000000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mó

du

lo (

cm^3

)

x / L

Módulo de Sección Requerido


pág. 26


6 – Resistencia Local

A continuación, se lleva a cabo el cálculo de las presiones de diseño necesarias para el correcto

escantillonado del buque, que se calculan a través de las reglas del DNV citadas anteriormente. Para el

cálculo de las presiones de diseño se ha tomado siempre el valor mayor de ambas condiciones estudiadas,

al calado de 10.62 m y a 25 m; dándose casi siempre el mayor valor para el calado máximo, donde las

presiones hidrostáticas son mucho mayores.

6.1 – Presiones de diseño

Las presiones de diseño son indispensables para el cálculo de los espesores necesarios que

deben de tener cada chapa y refuerzo para poder soportar dichas cargas. Por ello, se deben definir las

presiones en las diferentes zonas específicas de presiones importantes como son; el fondo, el doble fondo,

los costados, la cubierta y los tanques.

6.1.1 – Presión en el fondo

Las presiones definidas en el DNV para la estructura de fondo se clasifican según si se aplican en

el interior o exterior del fondo, y depende del tipo de carga.

En la siguiente figura se muestra la tabla que determina las diferentes presiones en el fondo que

se pueden dar (DNV Pt3 Ch1 Sec. 6):


pág. 27


Figura 16. Presiones de diseño en estructuras de fondo y doble fondo.

Se toma la más adecuada para el cálculo de la presión en el fondo que en este caso es la

correspondiente a la presión hidrostática al calado máximo:

𝑝1 = 10 · ℎ0 + 𝑝𝑑𝑝

Donde h0 es la columna de agua al fondo en m, que en este caso al estar sumergido al calado

máximo será de 25 m.

𝑝𝑑𝑝 = 𝑝𝑙 + 135 ·𝑦

𝐵+75− 1.2 · (𝑇 + 𝑧) en

𝐾𝑁

𝑚2:

Tabla 2. Desglose del cálculo de presiones en el fondo.

Por lo que la presión a tener en cuenta para el dimensionamiento de los elementos que se

disponen en el fondo es de:

𝑝1 = 10 · ℎ0 + 𝑝𝑑𝑝 = 10 · 25 + 16.2 = 262.2 𝐾𝑁

𝑚2

pdp (KN/m2) 16.2

pl (KN/m2) 19.5

y (m) 24.5

B (m) 49.0

T (m) 25.0

Z (m) 0.0


pág. 28


6.1.2 – Presión en doble fondo

Para el cálculo de la presión en el doble fondo se tiene en cuenta la más representativa de la

Figura 16 correspondiente al doble fondo donde hay tanques de lastre:

𝑝8 = 10 · ℎ𝑠 + 𝑝𝑜

Donde hs es la distancia vertical desde el punto de carga a la parte superior en m, que toma un

valor de 8.2 m y p0 es 25 𝐾𝑁

𝑚2 en general.

Por lo que la presión a tener en cuenta para el dimensionamiento de los elementos que se colocan

en el doble fondo es de:

𝑝8 = 10 · ℎ𝑠 + 𝑝𝑜 = 10 · 8.2 + 25 = 107 𝐾𝑁

𝑚2

6.1.3 – Presión en los costados

En este caso, se acude a otra diferente tabla del DNV Pt3 Ch1 Sec 7 específicas para la obtención

de las presiones en los costados. A continuación, se muestra esta tabla con los diferentes tipos de presiones

a considerar:

Figura 17. Presiones de diseño en estructuras de costado

Se toma como la más representativa la relativa a la presión “p1” de la tabla:

𝑝1 = 10 · ℎ0 + 𝑝𝑑𝑝


pág. 29


Donde h0 es la columna de agua que soporta ese punto en m. Esta columna de agua variará en

función de la posición vertical en el costado del buque, a mayor calado mayor presión. A continuación se

presentan los valores para el punto a más calado del costado (punto en el que comienza el pantoque).

𝑝𝑑𝑝 = 𝑝𝑙 + 135 ·𝑦

𝐵+75− 1.2 · (𝑇 + 𝑧) en

𝐾𝑁

𝑚2

Tabla 3. Desglose del cálculo de presiones de costado en el punto con mayor calado.

Por lo que la presión a tener en cuenta para los elementos que se colocan en el costado variará

con la profundidad, siendo la presión mayor de:

𝑝1 = 10 · ℎ0 + 𝑝𝑑𝑝 = 10 · 22 + 32.7 = 252.7 𝐾𝑁

𝑚2

6.1.4– Presión en cubierta

Una vez terminado el cálculo de las presiones en el costado, se procede a estimar las relativas a

la estructura de cubierta. En la Figura 18 se muestran las presiones representativas para la cubierta,

extraídas del DNV Pt3 Ch1 Sec. 8.

pdp (KN/m2) 32.7

pl (KN/m2) 19.5

y (m) 24.5

B (m) 49.0

T (m) 25.0

Z (m) 13.7


pág. 30


Figura 18. Presiones de diseño en estructuras de cubierta.

Para el cálculo de las presiones en cubierta se deben tener en cuenta dos condiciones muy

diferentes: la presión hidrostática que le genera la columna de agua al calado de 25 m y la presión que le

ejerce el artefacto que se transportará sobre ella al calado de navegación. De ambas condiciones se

seleccionará como presión de diseño la mayor.

En el primer caso, se tomará la presión correspondiente al de la presión hidrostática:

𝑝1 = 10 · ℎ0 + 𝑝𝑑𝑝

Donde h0 es la columna de agua que soporta ese punto, que será de 11.3 m. (25-13.7=11.3 m):

𝑝𝑑𝑝 = 𝑝𝑙 + 135 ·𝑦

𝐵+75− 1.2 · (𝑇 + 𝑧) en

𝐾𝑁

𝑚2

Tabla 4. Desglose del cálculo de presiones de cubierta debido a la presión hidrostática.

pdp (KN/m2) 32.7

pl (KN/m2) 19.5

y (m) 24.5

B (m) 49.0

T (m) 25.0

Z (m) 13.7


pág. 31


Por lo que la presión hidrostática a tener en cuenta será:

𝑝1 = 10 · ℎ0 + 𝑝𝑑𝑝 = 10 · 11.3 + 32.7 = 145.7 𝐾𝑁

𝑚2

Mientras que, en el segundo caso, se tiene en cuenta la presión ejercida por la carga a transportar

y se toma como referencia la presión “p2” de la tabla. Se diseñará la cubierta del buque para soportar una

presión1 de 25 t/m².

𝑝2 = (𝑔𝑜 + 0.5 · 𝑎𝑣) · 𝑞

Tabla 5.Cálculos en cubierta debido a la presión ejercida por la carga

Por lo que, la presión ejercida por la carga es de:

𝑝2 = (𝑔𝑜 + 0.5 · 𝑎𝑣) · 𝑞 = (9.81 + 0.5 ∗ 3.50) ∗ 25 = 288.9 𝐾𝑁

𝑚2

Esta presión será la utilizada en el cálculo de los elementos estructurales de cubierta, puesto que

es mayor que la presión hidrostática obtenida para el calado de 25 m.

6.1.5– Presión en mamparos

Por último, se procederá al cálculo de las presiones en los mamparos que determinan según la

siguiente tabla del DNV Pt3 Ch1 Sec. 9:

1 Este valor se ha seleccionado de acuerdo a la resistencia de la cubierta de carga de buques similares incluidos en la base de datos.

go (m/s2) 9.81

av (m/s2) 2.7

q (t/m2) 25.0


pág. 32


Figura 19. Presiones de diseño en mamparos.

Se toma como adecuada para el cálculo la fórmula referida a los mamparos estancos:

𝑝1 = 10 · ℎ𝑏

Donde hb es los metros de columna de agua considerada, en este caso 22 m, y por ello la presión

considerada será de:

𝑝1 = 10 · 22 = 220𝐾𝑁

𝑚2


pág. 33


6.2 – Escantillonado

En este apartado se resume el escantillonado de los elementos estructurales del buque. Este se

ha realizado a partir de las presiones de diseño definidas en el apartado anterior y de acuerdo a DNV

Pt3Ch1. [3]. A continuación, se presenta el escantillonado mínimo indicado por las reglas de DNV de

los elementos estructurales en modo de tabla. Tras las modificaciones realizadas mediante el análisis de

la cuaderna en el software MARS 2000 se ha aumentado ciertos escantillonados a partir de una cuaderna

inicial (explicado en el apartado 7 de este mismo cuaderno):

6.2.1 – Estructuras de fondo

Tabla 6. Planchas de la estructura de fondo

Tabla 7. Refuerzos primarios de la estructura de fondo

Tabla 8. Refuerzos secundarios de la estructura de fondo

6.2.2 – Estructuras de costado

Tabla 9. Planchas de la estructura de costado

Tabla 10. Refuerzos primarios de la estructura de costado

Tabla 11. Refuerzos secundarios de la estructura de costado

Planchas t (mm) b (mm)

Plancha de quilla 18.6 2000

Plancha de fondo 18.3 -

Plancha de pantoque 18.3 -

Plancha de doble fondo 9.0 -

Refuerzos Primarios t (mm)

Vagras 17.6

Varengas 17.6

Refuerzos Secundarios Tipo

Longitudinales de fondo Perfil T 380 x 13 mm 180 x 16 mm

Longitudinales de doble fondo Perfil HP 240 x 11 mm -

Dimensiones

Planchas t (mm)

Plancha de costado 16.0

Refuerzos Primarios Tipo

Palmejares Perfil T 900 x 14 mm 350 x 16 mm

Bulárcamas Perfil T 900 x 14 mm 350 x 16 mm

Dimensiones

Refuerzos Secundarios Tipo Dimensiones

Longitudinales de costado Perfil HP 280 x 11 mm


pág. 34


6.2.3 – Estructuras de cubierta

Tabla 12. Planchas de la estructura de cubierta

Tabla 13. Refuerzos primarios de la estructura de cubierta

Tabla 14. Refuerzos secundarios de la estructura de cubierta

6.2.4 – Estructuras de mamparos

Tabla 15. Planchas de la estructura de mamparos

Tabla 16. Refuerzos primarios de la estructura de mamparos

Tabla 17. Refuerzos secundarios de la estructura de mamparos

7 – Comprobación de la cuaderna con MARS 2000

Se ha utilizado el MARS 2000, programa del Bureau Veritas, para comprobar tanto la resistencia

longitudinal como la resistencia local que soporta el buque de acuerdo a las normas del DNV. La cuaderna

maestra debe ser capaz de soportar ambas condiciones (10.62 m y 25 m), y para ello se realiza una

cuaderna maestra base de lo que se parte y a la que según los resultados obtenidos se le harán una serie

de correcciones.

Planchas t (mm)

Plancha de cubierta 18.3

Plancha de segunda cubierta 9.0

Refuerzos Primarios t (mm)

Baos 16.0

Esloras 17.0

Refuerzos secundarios Tipo Dimensiones

Longitudinales de cubierta Perfil HP 280 x 12 mm

Planchas t (mm)

Plancha de mamparo 14.1


Refuerzos primarios de mamparo Perfil T 720 x 13 mm 300 x 15 mm

Dimensiones

Refuerzos Secundarios Tipo Dimensiones

Longitudinales de mamparo Perfil HP 260 x 11 mm


pág. 35


7.1 – Datos de entrada

Primero se deben definir las características principales del barco, su tipología, en qué tipo de aguas

opera, momentos en aguas tranquilas, tipo de acero considerado y distribución general.

Estos factores cambiarán debido a la tipología especifica del HLSV en cada condición estudiada,

tanto a un calado de 10.62 m, calado máximo de navegación, como para 25 m, el calado máximo sumergido.

7.1.1 – T=10.62 m

Dado que el programa MARS 2000 no contiene en su base de datos el tipo de buque Heavy Lift

Semi-sumergible se ha realizado la suposición de que el buque HLSV se puede aproximar a un buque de

carga general debido a sus formas y su comportamiento.

A continuación, se destacan las características que diferencian este calado frente al de 25 m.

Un coeficiente del bloque elevado (Cb=0.8) debido a las formas llenas que poseen estos

buques.

Velocidad de servicio de 14 nudos.

El momento flector en aguas tranquilas afectado por el calado de 10.62 m tanto en

quebranto como en arrufo.

La cubierta de carga será capaz de soportar artefactos de muy alto tonelaje, y se ha

diseñado la cubierta para una presión de 25 t/m2.

7.1.2 – T=25 m

Como se ha comentado anteriormente, el MARS 2000 no tiene registrado en su base de datos un

buque de esta tipología, por lo que se toma un buque de carga general que opera en aguas abrigadas o

protegidas, ya que cuando realizan la operación de lastrado y deslastrado lo hacen bajo condiciones

meteorológicas muy moderadas y restringidas a ventanas operativas muy favorables.

Los factores que cambian frente al calado máximo de navegación son:

Un coeficiente del bloque bajo (Cb=0.6) ya que, solo se encuentra por encima de la

superficie del agua la superestructura y los flotadores de popa.

Se adquiere este calado a una velocidad nula, ya que es una situación transitoria en la

que posiciona el artefacto a transportar.

El momento flector en aguas tranquilas afectado por un calado de 25 m tanto en

quebranto como en arrufo.

La cubierta de carga se encuentra sumergida soportando una presión hidrostática de 11.3

m de columna de agua.


pág. 36


7.2 – Comprobación de la cuaderna

Una vez definidas las dos situaciones de estudio, es necesario comprobar tanto la resistencia

longitudinal como la resistencia local.

7.2.1 – Resistencia longitudinal

La resistencia longitudinal es la que se encarga de evaluar el buque como “buque-viga” en función

de los momentos soportados en las diferentes situaciones de carga. En la siguiente figura, se muestra la

resistencia longitudinal en la cuaderna maestra inicial a un calado de 10.62 m:

Figura 20. Resistencia longitudinal. T=10.62 m. Escantillonado inicial

Como es de esperar, se observa que tanto en la cubierta de carga como en el fondo es donde se soportan las mayores tensiones debidas al momento flector, ya que es en las fibras más alejadas de la fibra neutra donde se producen las tensiones más elevadas.

Asimismo, se observa que tanto la estructura de costado como los mamparos no están trabajando excesivamente en la resistencia longitudinal. A continuación, se muestra la resistencia longitudinal en la cuaderna maestra inicial a un calado de 25 m:


pág. 37


Figura 21. Resistencia longitudinal. T=25 m. Escantillonado inicial

En esta situación, donde el buque está sumergido al máximo calado, no se producen grandes momentos flectores y la estructura no soporta grandes esfuerzos debidos a la resistencia longitudinal. Sin embargo, y como se verá en el apartado siguiente, sí trabaja soportando las presiones locales, que en esta condición son grandes debido a la presión hidrostática del buque. Es importante comentar que, además de obtenerse unas tensiones inadmisibles en cubierta, el módulo de la sección para este escantillonado inicial es menor que el módulo requerido, por lo tanto es necesario también tener en cuenta este criterio a la hora de realizar las correcciones pertinentes.

7.2.2 – Resistencia local

La resistencia local se encarga de evaluar cada una de las tensiones que afecta a cada elemento

de la estructura localmente. En la siguiente figura se muestra la resistencia local en la cuaderna maestra

inicial a un calado de 10.62 m:


pág. 38


Figura 22. Resistencia local. T=10.62 m. Escantillonado inicial

La cubierta junto con el fondo son unas de las zonas con mayores tensiones locales ya sea, por la presión hidrostática en el fondo como por el peso del artefacto a transportar en cubierta. Están trabajando en esta condición en torno a un 90% dentro del umbral admisible. Mientras que en el pantoque y en la plancha más cercana al costado en cubierta trabajan a un 95 % admisible. Asimismo, las planchas de costado y planchas de los mamparos no sufren grandes esfuerzos.

A continuación, se presenta la resistencia local de la sección media inicial a un calado de 25 m:

Figura 23. Resistencia local. T=25 m. Escantillonado inicial

Se puede observar que la única plancha en la que las tensiones por esfuerzos locales son excesivas es en la plancha de pantoque. Esto se debe a la distribución de los longitudinales en esa zona, que se ha corregido y se comenta en el apartado siguiente.

7.2.3 – Correcciones

Para un buen funcionamiento de la estructura se deben de tomar una serie de medidas, ya que es

inaceptable que en algunas condiciones la cubierta no soporte las tensiones por momentos flectores o que

el pantoque no resista las tensiones locales.

Teniendo en cuenta las diferentes situaciones que va sufriendo el buque durante su operación se

ha observado que los elementos estructurales se cargan más o menos dependiendo del calado y/o el

parámetro que se esté evaluando (resistencia longitudinal o tensiones locales).

El escantillonado inicial se ha realizado de acuerdo a los cálculos obtenidos según las fórmulas

del DNV y basándose en la tesis estructural de la referencia [2]. Por tanto, todos los elementos se han

escantillonado de acuerdo a las reglas y tras el análisis en MARS se van a tomar unas pequeñas

correcciones para solucionar los problemas que aparecen en el fondo y la cubierta debido a los momentos

flectores y en el pantoque debido a la presión local. Además, se van a aligerar un poco la estructura de

costado y de mamparos ya que en todas las situaciones trabajan a menos del 80%, siempre manteniendo

los espesores mínimos según DNV.


pág. 39


Las correcciones llevadas a cabo tratan de dar más inercia a la sección en las zonas de fondo y

cubierta, corregir las tensiones locales en el pantoque y disminuir ligeramente el espesor de las estructuras

de costado. Las correcciones realizadas se enumeran a continuación:

Se aumenta:

o El espesor de las planchas de cubierta.

o El espesor de las esloras de la doble cubierta.

o El espesor de los longitudinales de cubierta.

o El espesor de la plancha de la quilla.

o El espesor de las planchas de fondo y pantoque.

Se disminuye:

o El espesor de las planchas de doble cubierta

o El espesor de la plancha de mamparos

Se cambia la disposición del pantoque, colocando dos perfiles en T y dos bulbos.

7.2.4 – Escantillonado final

Tras estas modificaciones y aumentos de ciertos espesores, se indica en las siguientes tablas el

proceso seguido. Se indica el escantillonado mínimo según las reglas de DNV, el escantillonado de la

cuaderna inicial y por último los valores de la sección final tras las correcciones hechas en MARS.

Estructuras de fondo

Tabla 18. Planchas de la estructura de fondo

Tabla 19. Refuerzos primarios de la estructura de fondo

Tabla 20. Refuerzos secundarios de la estructura de fondo

Estructuras de costado

Tabla 21. Planchas de la estructura de costado

Planchas DNV Inicial Final

Plancha de quilla (mm) 18.6 20 21

Plancha de fondo (mm) 18.3 19 20

Plancha de pantoque (mm) 18.3 19 20

Plancha de doble fondo (mm) 9.0 13 13

Refuerzos Primarios DNV Inicial Final

Vagras 17.6 18 18

Varengas 17.6 18 18


Longitudinales de fondo Perfil T 380 x 13 mm 180 x 16 mm 380 x 13 mm 180 x 16 mm 380 x 13 mm 180 x 16 mm

Longitudinales de doble fondo Perfil HP 240 x 11 mm - 240 x 11 mm - 240 x 12 mm -

Dimensiones FinalesDimensiones DNV Dimensiones Iniciales


Plancha de costado (mm) 16.0 17 17


pág. 40


Tabla 22. Refuerzos primarios de la estructura de costado

Tabla 23. Refuerzos secundarios de la estructura de costado

Estructuras de cubierta

Tabla 24. Planchas de la estructura de cubierta

Tabla 25. Refuerzos primarios de la estructura de cubierta

Tabla 26. Refuerzos secundarios de la estructura de cubierta

Estructuras de mamparos

Tabla 27. Plancha de la estructura de mamparo

Tabla 28. Refuerzos primarios de la estructura de mamparo

Tabla 29. Refuerzos secundarios de la estructura de mamparo

Una vez realizadas esas correcciones se muestra a continuación las dos situaciones en las que

las tensiones que se producían eran inadmisibles. Como se puede observar ya no aparecen esas tensiones

inadmisibles, y todos los elementos estructurales de la sección media trabajan por debajo de un 0.975.


Palmejares Perfil T 900 x 14 mm 350 x 16 mm 900 x 14 mm 350 x 16 mm 900 x 14 mm 350 x 16 mm

Bulárcamas Perfil T 900 x 14 mm 350 x 16 mm 900 x 14 mm 350 x 16 mm 900 x 14 mm 350 x 16 mm

Dimensiones DNV Dimensiones Iniciales Dimensiones Finales


Longitudinales de costado Perfil HP 280 x 11 mm

Dimensiones DNV Dimensiones Iniciales Dimensiones Finales

280 x 11 mm 280 x 11 mm


Plancha de cubierta (mm) 18.3 19 22

Plancha de segunda cubierta (mm) 9.0 12 11

Refuerzos Primarios DNV Inicial Final

Baos (mm) 16.0 17 18

Esloras (mm) 17.0 18 19

Refuerzos secundarios Tipo

Longitudinales de cubierta Perfil HP

Dimensiones DNV

280 x 11 mm

Dimensiones Iniciales Dimensiones Finales

280 x 12 mm 280 x 11 mm


Plancha de mamparo (mm) 14.1 15 16


Refuerzos primarios de mamparo Perfil T 720 x 13 mm 300 x 15 mm 720 x 13 mm 300 x 15 mm 720 x 13 mm 300 x 15 mm

Dimensiones FinalesDimensiones DNV Dimensiones Iniciales


Longitudinales de mamparo Perfil HP

Dimensiones DNV

260 x 11 mm

Dimensiones Iniciales

260 x 11 mm

Dimensiones Finales

260 x 11 mm


pág. 41


Figura 24. Resistencia longitudinal. T=10.62 m. Escantillonado final

Figura 25. Resistencia local. T=25 m. Escantillonado final.

7.3 – Módulo de la sección

Una vez definido el escantillonado final de la cuaderna maestra se comprueba si los valores del

módulo de la sección cumplen con los valores mínimos requeridos por el DNV. A continuación, se presenta

una tabla en la que se indican los valores obtenidos del mar de la geometría de la cuaderna, y en la Tabla

31 se compara los valores requeridos por las reglas del DNV y el módulo de la sección obtenido a través

del MARS 2000:


pág. 42


Tabla 30. Valores obtenidos en MARS.

Tabla 31. Comparación de módulos de la sección

Se puede observar en la tabla que se cumplen los módulos requeridos.

Dato Valor

Área de la sección (m²) 5.53

Inercia eje horizontal (m4) 198.16

Inercia eje vertical (m4) 1450.72

Altura eje neutro (m) 6.77

Zcubierta (m³) 28.59

Zfondo (m³) 29.27

Zcostado (m³) 59.21

Módulo DNV requerido Valor obtenido Margen

Zcubierta (m³) 28.41 28.61 0.71%

Zfondo (m³) 28.41 29.25 2.97%

Zcostado (m³) 18.24 59.21 -


pág. 43


REFERENCIAS:










Octubre del 2015.

LONGITUDINALES DE DOBLE FONDO240 x 12 mm

PLANCHA DE QUILLA2.000 x 21 mm

PLANCHA DE COSTADO17 mm

VARENGA 18 mm

ESLORA 19 mm

PLANCHA DE FONDO20 mm

LONGITUDINALES DE SEGUNDA CUBIERTA180 x 9 mm

LONGITUDINALES DE CUBIERTA 280 x 13 mm

LONGITUDINALES DE DOBLE FONDO240 x 12 mm

PLANCHA DE MAMPARO16 mm

LONGITUDINALES DE COSTADO 280 x 11 mm

PLANCHA DE PANTOQUE20 mm

BULÁRCAMA 900 x 14 mm350 x 16 mm

PALMEJAR900 x 14 mm350 x 16 mm

REFUERZOS PRIMARIOS720 x 13 mm300 x 15 mm

PLANCHA DE DOBLE FONDO 13 mm

TÚNEL DE PASAJE11 mm

PLANCHA DE SEGUNDA CUBIERTA11 mm

PLANCHA DE CUBIERTA 22 mmBAO

18 mm

REFUERZOS PRIMARIOS720 x 13 mm300 x 15 mm

LONGITUDINALES DE FONDO380 X 13 mm180 x 16 mm

VAGRA18 mm

600 mm

LONGITUDINALES DE MAMPARO260 x 11 mm

700

mm

1.200 mm

800

mm

291MARTA ELISA IBARRONDO GIRÓN


Eslora entre perpendiculares (Lpp):

FORMATO: TÍTULO:

1:125PROYECTO:

Espaciado de bulárcamas:

ESCALA:600 mmEspaciado de cuadernas:

Calado de escantillonado (Tesc):

CARACTERÍSTICAS

Eslora en la flotación (Lfl):Manga de trazado (B):Puntal de trazado (D):

25,0 mCalado de diseño (T):

13,7 m10,0 m

2.400 mm

49,0 m

Eslora total (Loa): 212,2 m202,1 m207,2 m

20/08/2016

CUADERNA MAESTRAA3

FECHA:PFC Nº:






Pesos y Centro de Gravedad del Buque en Rosca

Cuaderno 11. Pesos y Centro de Gravedad del Buque en Rosca.

pág. 2



ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 3

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 4

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 5

2 – Peso del Acero........................................................................................................................................ 6

2.1 – Acero Longitudinal Continuo ........................................................................................................... 6

2.2 – Acero Transversal Continuo ............................................................................................................ 9

2.3 – Mamparos...................................................................................................................................... 13

2.4 – Peso del Acero de la Superestructura ........................................................................................... 14

2.5 – Otros Pesos de Acero ................................................................................................................... 15

2.6 – Soldadura, Sobre Espesores y Laminación ................................................................................... 15

3 – Peso de la Maquinaria .......................................................................................................................... 16

4 – Peso de los Equipos ............................................................................................................................. 17

5 – Peso de la Habilitación ......................................................................................................................... 17

6 – Peso del Buque en Rosca .................................................................................................................... 19

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 20

APÉNDICE 1 .......................................................................................................................................... 21

APÉNDICE 2 .......................................................................................................................................... 22

APÉNDICE 3 .......................................................................................................................................... 23

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 24


pág. 3


TABLAS

Tabla 1. Distribución del acero longitudinal continuo por unidad de longitud. ............................................................... 7 Tabla 2. Distribución del peso del acero longitudinal por tramos. .................................................................................. 8 Tabla 3. Cálculo del peso del acero transversal de la sección maestra. ..................................................................... 10 Tabla 4. Distribución del acero transversal continuo por unidad de longitud. .............................................................. 10 Tabla 5. Distribución del peso del acero transversal por tramos. ................................................................................ 11 Tabla 6. Distribución del peso del acero continuo por tramos. .................................................................................... 13 Tabla 7. Peso de los mamparos transversales principales. ......................................................................................... 14 Tabla 8. Peso y centro de gravedad del acero de la superestructura. ......................................................................... 14 Tabla 9. Otros pesos de acero. .................................................................................................................................... 15 Tabla 10. Resumen del peso del acero y su centro de gravedad. ............................................................................... 15 Tabla 11. Pesos específicos de cada local de la habilitación [3]. ................................................................................ 18 Tabla 12. Resumen del peso de la habilitación y su centro de gravedad. ................................................................... 18 Tabla 13. Peso y centro de gravedad del buque en rosca. .......................................................................................... 19 Tabla 14. Peso y centro de gravedad de la maquinaria. .............................................................................................. 21 Tabla 15. Pesos y centro de gravedad de los equipos. ............................................................................................... 22 Tabla 16. Peso y centro de gravedad de la habilitación. Cálculo en función de cada local. ........................................ 23


pág. 4


FIGURAS

Figura 1. Distribución de las secciones que definen el buque. ----------------------------------------------------------------------- 6 Figura 2. Distribución del peso del acero longitudinal continuo por tramos. ------------------------------------------------------- 9 Figura 3. Distribución del peso del acero transversal continuo por tramos. ----------------------------------------------------- 12 Figura 4. Distribución del peso del acero continuo por tramos. --------------------------------------------------------------------- 12 Figura 5. Partidas del peso en rosca del buque. --------------------------------------------------------------------------------------- 19


pág. 5


1 – Introducción

En el presente cuaderno se llevará a cabo el cálculo del peso en rosca del buque y su centro de

masas. Se ha de tener en cuenta que, aunque no se trata del dimensionamiento preliminar, estamos en

una etapa preliminar del proyecto por lo que la precisión de dichos cálculos es relativa a la misma.

El cálculo de dichos valores se realiza teniendo en cuenta tanto las formas del buque, que nos

definirán la distribución del acero a lo largo del casco, como la disposición general en donde quedan

definidas las posiciones de todos los equipos y mamparos principales a lo largo del buque. También se

hace uso de los cálculos realizados en el cuaderno 10 en el cual se definen los escantillones de la cuaderna

maestra.

El peso de la superestructura se estima también en este cuaderno. Los pesos de los equipos se

han ido definiendo a lo largo del resto de cuadernos o se han estimado mediante un método apropiado.

Se divide el peso en rosca del buque en las siguientes partidas:

Peso del acero:

o Peso del acero longitudinal continuo.

o Peso del acero transversal continuo.

o Mamparos principales.

o Peso del acero de la superestructura.

o Soldadura, laminación y sobre espesores.

Peso de la maquinaria.

Peso de los equipos.

Peso de la habilitación.


pág. 6


2 – Peso del Acero

Dada la longitud y características del buque la estructura del mismo es longitudinal. La estimación

del peso de acero continuo se hará utilizando el método de Aldwinckle [3], el cual consiste en extrapolar las

características de la cuaderna maestra al resto del buque basándose en las formas del mismo. Para ello se

ha dividido el buque en las siguientes secciones.

Figura 1. Distribución de las secciones que definen el buque.

2.1 – Acero Longitudinal Continuo

La extrapolación del peso de la cuaderna maestra comienza calculando su peso por unidad de

longitud. Este viene definido por el área de los elementos longitudinales de la sección maestra:

𝑃𝑟𝑒𝑓 = 𝜌𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 · 𝐴𝑟𝑒𝑓[𝑡𝑚⁄ ]

𝑃𝑟𝑒𝑓 y 𝐴𝑟𝑒𝑓 son el peso y el área de la cuaderna de referencia, que en este caso es la sección

maestra. 𝜌𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 es la densidad del acero: 7,85 𝑡𝑚3⁄

El peso por unidad de longitud de la cuaderna maestra se ha calculado durante el escantillonado

del buque. Estos cálculos se han realizado utilizando el programa MARS 2000 del Bureau Veritas y se

presentan en el cuaderno 10.

El peso del resto de las secciones del buque se calcula mediante la siguiente fórmula:

𝑃𝑖 =𝐿𝑖

𝐿𝑟𝑒𝑓· 𝑃𝑟𝑒𝑓[𝑡

𝑚⁄ ]


pág. 7


Donde 𝐿𝑖 es el perímetro de la sección 𝑖, y 𝐿𝑟𝑒𝑓 es el perímetro de la sección maestra.

La posición longitudinal de cada una de las secciones será su posición en el buque respecto a la

perpendicular de popa. La altura del centro de gravedad de cada una de las secciones, será la

correspondiente a la superficie que forma cada sección, corregida por un coeficiente que relaciona el centro

de gravedad del acero longitudinal y el del área de la sección de referencia:

𝑋𝐺𝑖 = 𝑋𝑖 [𝑚]

𝑍𝐺𝑖 = 𝑍𝐺𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 ·𝐴𝑖

𝐴𝑟𝑒𝑓 [𝑚]

Donde 𝑍𝐺𝑖 es la altura del centro de gravedad de cada sección, 𝐴𝑖 es el área de cada sección,

𝑍𝐺𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 es la altura del centro de gravedad del acero de la sección maestra y 𝐴𝑟𝑒𝑓 la altura de la sección

maestra.

Realizando los cálculos correspondientes para cada una de las secciones siguiendo la

metodología anteriormente descrita, obtenemos una tabla como la que se muestra a continuación. En verde

se marca la cuaderna de referencia para mayor claridad.

Tabla 1. Distribución del acero longitudinal continuo por unidad de longitud.

Cuaderna Xi (m) Zi (m) Pi (m²) Pi/PCM (-) ZGi (m) Pi (t/m)

Popa -5.37 11.93 100.64 0.817 11.73 41.86

0 0.00 11.49 102.17 0.829 11.30 42.49

1 10.11 10.59 105.57 0.856 10.40 43.90

2 20.21 9.68 109.05 0.885 9.52 45.35

3 30.32 8.77 112.39 0.912 8.62 46.74

4 40.42 8.05 115.63 0.938 7.91 48.09

5 50.53 7.37 118.93 0.965 7.24 49.46

6 60.63 6.99 121.38 0.985 6.87 50.48

7 70.74 6.89 123.15 0.999 6.77 51.21

8 80.84 6.89 123.26 1.000 6.77 51.26

9 90.95 6.89 123.26 1.000 6.77 51.26

10 101.05 6.89 123.26 1.000 6.77 51.26

11 111.16 6.89 123.26 1.000 6.77 51.26

12 121.26 6.89 123.26 1.000 6.77 51.26

13 131.37 6.89 123.26 1.000 6.77 51.26

14 141.47 6.89 123.26 1.000 6.77 51.26

15 151.58 6.89 123.26 1.000 6.77 51.26

16 161.68 7.00 120.57 0.978 6.88 50.14

17 171.79 7.22 112.04 0.909 7.10 46.60

18 181.89 7.42 94.86 0.770 7.29 39.45

19 192.00 7.75 64.39 0.522 7.62 26.78

20 202.10 12.63 9.34 0.076 12.41 3.88

Proa 207.00 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00


pág. 8


Conociendo el peso por unidad de longitud en cada sección, tanto el peso del acero longitudinal

como la situación del centro de gravedad del buque se obtienen integrando los valores anteriores a lo largo

de la eslora del buque.

𝑋𝐺𝑙𝑜𝑛𝑔 = 97,56 𝑚

Z𝐺𝑙𝑜𝑛𝑔 = 7,62 𝑚

𝑃𝑙𝑜𝑛𝑔 = 9851 𝑡

Para considerar una distribución de pesos más correcta a la hora de introducir estos datos en

Maxsurf (Cuaderno 12) para evaluar la resistencia longitudinal del buque, se ha dividido este peso total del

acero continuo en tramos que van de cuaderna a cuaderna. En la siguiente tabla se presenta esta

distribución por tramos.

Tabla 2. Distribución del peso del acero longitudinal por tramos.

En la Figura 2, se representa la distribución del peso por tramos a lo largo del buque. Como se

puede ver en la figura hay una distribución constante de peso en la parte central debido al cuerpo cilíndrico

del buque. A medida que nos desplazamos hacia los extremos vemos como el peso por unidad de longitud

de cada sección cae.

Tramo XG (m) ZG (m) L (m) P (t)

Popa - 0 -2.69 11.73 5.37 224.76

0 - 1 5.05 11.30 10.11 429.36

1 - 2 15.16 10.40 10.11 443.66

2 - 3 25.26 9.52 10.11 458.27

3 - 4 35.37 8.62 10.11 472.29

4 - 5 45.47 7.91 10.11 485.91

5 - 6 55.58 7.24 10.11 499.79

6 - 7 65.68 6.87 10.11 510.07

7 - 8 75.79 6.77 10.11 517.53

8 - 9 85.89 6.77 10.11 517.99

9 - 10 96.00 6.77 10.11 517.99

10 - 11 106.10 6.77 10.11 517.99

11 - 12 116.21 6.77 10.11 517.99

12 - 13 126.31 6.77 10.11 517.99

13 - 14 136.42 6.77 10.11 517.99

14 - 15 146.52 6.77 10.11 517.99

15 - 16 156.63 6.77 10.11 517.99

16 - 17 166.73 6.88 10.11 506.70

17 - 18 176.84 7.10 10.11 470.84

18 - 19 186.94 7.29 10.11 398.66

19 - 20 197.05 7.62 10.11 270.57

20 - Proa 204.55 12.41 4.90 19.03

Total 97.56 7.62 - 9851


pág. 9


Figura 2. Distribución del peso del acero longitudinal continuo por tramos.

2.2 – Acero Transversal Continuo

La estimación del acero transversal continuo también se realiza mediante el método de Aldwinckle

[3], con la diferencia de que en este caso la extrapolación se realiza en base al área de las secciones y no

con respecto a su perímetro.

𝑃𝑖 =𝐴𝑖

𝐴𝑟𝑒𝑓· 𝑊𝑟𝑒𝑓 [𝑡

𝑚⁄ ]

En este caso el peso del acero transversal de una cuaderna será la suma del volumen de todos

los elementos multiplicado por la densidad del acero. El peso por unidad de longitud de estos elementos se

obtendrá dividiendo el resultado anterior por la distancia entre refuerzos transversales continuos1. Al igual

que en el apartado anterior, las dimensiones necesarias para calcular el volumen total de la cuaderna se

obtienen a partir de los resultados obtenidos durante el escantillonado.

A continuación, se muestra una tabla donde se ha calculado el peso del acero transversal de la

sección maestra, a partir de cada uno de los elementos definidos en el cuaderno 10:

1 En el cuaderno 4 – Disposición General se definió la separación entre bulárcamas en 2.4 m a lo largo del buque, salvo en la

CCMM donde se disminuye a 1.2 m.

0

100

200

300

400

500

600P

eso

(t)

Distribución del peso de acero longitudinal


pág. 10


Tabla 3. Cálculo del peso del acero transversal de la sección maestra.

Al igual que en el caso del acero longitudinal se lleva a cabo una corrección de la altura del centro

de gravedad. Para calcular esta corrección se ha seguido la misma metodología que en caso anterior.

Tabla 4. Distribución del acero transversal continuo por unidad de longitud.

Elemento YG (m) ZG (m) t (mm) Area (m²) Vol. (m³) Peso (t)

Varenga Br. 12.03 1.51 18.0 67.20 1.21 9.50

Varenga Er. -12.03 1.51 18.0 67.20 1.21 9.50

Bulárcama Br. (ala) 23.60 7.10 16.0 2.87 0.05 0.36

Bulárcama Br. (alma) 24.04 7.10 14.0 7.55 0.11 0.83

Bulárcama Er. (ala) -23.60 7.10 16.0 2.87 0.05 0.36

Bulárcama Er. (alma) -24.04 7.10 14.0 7.55 0.11 0.83

Ref. Primario Mamparo Br. (ala) 9.28 7.10 15.0 2.46 0.04 0.29

Ref. Primario Mamparo Br. (alma) 9.63 7.10 13.0 6.03 0.08 0.62

Ref. Primario Mamparo Er. (ala) -9.28 7.10 15.0 2.46 0.04 0.29

Ref. Primario Mamparo Er. (alma) -9.63 7.10 13.0 6.03 0.08 0.62

Cartelas 0.00 7.10 12.0 10.69 0.13 1.01

Refuerzos túnel 0.00 9.95 11.0 3.58 0.04 0.31

Bao Br. 12.27 12.40 18.0 56.46 1.02 7.98

Bao Er. -12.27 12.40 18.0 56.46 1.02 7.98

Total 0.00 6.59 - 299.4 5.15 40.45

Cuaderna Xi (m) Zi (m) Ai (m²) Ai/ACM (-) ZGi (m) Pi (t/m)

Popa -5.37 11.93 174.28 0.261 11.41 4.39

0 0.00 11.49 210.34 0.315 10.99 5.30

1 10.11 10.59 299.76 0.448 10.12 7.56

2 20.21 9.68 389.23 0.582 9.26 9.82

3 30.32 8.77 479.24 0.717 8.38 12.08

4 40.42 8.05 551.14 0.825 7.69 13.90

5 50.53 7.37 618.83 0.926 7.05 15.60

6 60.63 6.99 656.71 0.982 6.68 16.56

7 70.74 6.89 668.32 1.000 6.59 16.85

8 80.84 6.89 668.43 1.000 6.59 16.86

9 90.95 6.89 668.43 1.000 6.59 16.86

10 101.05 6.89 668.43 1.000 6.59 16.86

11 111.16 6.89 668.43 1.000 6.59 16.86

12 121.26 6.89 668.43 1.000 6.59 16.86

13 131.37 6.89 668.43 1.000 6.59 16.86

14 141.47 6.89 668.43 1.000 6.59 16.86

15 151.58 6.89 668.41 1.000 6.59 16.86

16 161.68 7.00 656.96 0.983 6.69 33.13

17 171.79 7.22 583.73 0.873 6.91 29.44

18 181.89 7.42 434.67 0.650 7.10 21.92

19 192.00 7.75 219.23 0.328 7.41 5.53

20 202.10 12.63 3.18 0.005 12.08 0.08

Proa 207.00 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00


pág. 11


Integrando a lo largo de la eslora del buque la distribución del peso de acero transversal

obtenemos.

𝑋𝐺𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 113,73 𝑚

𝑍𝐺𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 7,09 𝑚

𝑃𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 3283 𝑡

Se ha realizado la misma distribución por tramos que en el apartado anterior, de manera que se

tiene una distribución de cargas más correcta.

Tabla 5. Distribución del peso del acero transversal por tramos.

A continuación, se muestra de forma gráfica la distribución del peso de acero transversal (Figura

3) y la distribución del peso de acero continuo (longitudinal + transversal) (Figura 4). Como se puede

observar la forma de la distribución de peso transversal es parecida a la del peso longitudinal excepto en

el caso de la zona de proa. Esto se debe a que la clara entre elementos transversales en la zona de cámara

de máquinas es la mitad, lo cual hace que el peso específico de cada sección se duplique. Cuando

sumamos la distribución de acero longitudinal y de acero transversal vemos como las diferencias en el


Popa - 0 -2.69 11.41 5.37 23.60

0 - 1 5.05 10.99 10.11 53.60

1 - 2 15.16 10.12 10.11 76.38

2 - 3 25.26 9.26 10.11 99.18

3 - 4 35.37 8.38 10.11 122.12

4 - 5 45.47 7.69 10.11 140.44

5 - 6 55.58 7.05 10.11 157.69

6 - 7 65.68 6.68 10.11 167.34

7 - 8 75.79 6.59 10.11 170.30

8 - 9 85.89 6.59 10.11 170.33

9 - 10 96.00 6.59 10.11 170.33

10 - 11 106.10 6.59 10.11 170.33

11 - 12 116.21 6.59 10.11 170.33

12 - 13 126.31 6.59 10.11 170.33

13 - 14 136.42 6.59 10.11 170.33

14 - 15 146.52 6.59 10.11 170.33

15 - 16 156.63 6.59 10.11 170.32

16 - 17 166.73 6.69 10.11 334.81

17 - 18 176.84 6.91 10.11 297.49

18 - 19 186.94 7.10 10.11 221.52

19 - 20 197.05 7.41 10.11 55.86

20 - Proa 204.55 12.08 4.90 0.39

Total 113.73 7.09 - 3283


pág. 12


cuerpo de proa no son tan acusadas debido a que se compensan ambas distribuciones, mientras que en

el cuerpo de popa se mantiene la tendencia.

Figura 3. Distribución del peso del acero transversal continuo por tramos.

Figura 4. Distribución del peso del acero continuo por tramos.

La suma de los pesos del acero transversal y el longitudinal por tramos se presenta en la siguiente

tabla:

0

50

100

150

200

250

300

350

Pe

so (t

)

Distribución del peso de acero transversal

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Pe

so (t

)

Distribución del peso del acero continuo


pág. 13


Tabla 6. Distribución del peso del acero continuo por tramos.

2.3 – Mamparos

El peso de los mamparos se estima al igual que el acero transversal continuo a partir de su

volumen. Para ello se calcula el área de los mismos utilizando la disposición general y las formas del buque,

y se multiplica el mismo por el espesor (15 mm) obtenido durante el escantillonado. A este peso obtenido

se le añade un 25% del mismo para tener en cuenta el peso de los refuerzos que se le añaden a los

mamparos [3].

En este apartado sólo se han incluido los mamparos transversales dado que los mamparos

longitudinales han sido incluidos en el acero longitudinal continuo al formar parte de la estructura

longitudinal de la sección maestra.

La posición del centro de gravedad del mamparo se estima en el centro del área que forma, y se

presenta con respecto a la línea base y a la perpendicular de popa. Los resultados de esta estimación se

muestran a continuación.


Popa - 0 -2.69 11.70 5.37 248.36

0 - 1 5.05 11.26 10.11 482.96

1 - 2 15.16 10.36 10.11 520.04

2 - 3 25.26 9.47 10.11 557.45

3 - 4 35.37 8.57 10.11 594.40

4 - 5 45.47 7.86 10.11 626.35

5 - 6 55.58 7.19 10.11 657.47

6 - 7 65.68 6.82 10.11 677.41

7 - 8 75.79 6.73 10.11 687.82

8 - 9 85.89 6.73 10.11 688.31

9 - 10 96.00 6.73 10.11 688.31

10 - 11 106.10 6.72 10.11 688.31

11 - 12 116.21 6.72 10.11 688.31

12 - 13 126.31 6.72 10.11 688.31

13 - 14 136.42 6.72 10.11 688.31

14 - 15 146.52 6.72 10.11 688.31

15 - 16 156.63 6.72 10.11 688.31

16 - 17 166.73 6.80 10.11 841.50

17 - 18 176.84 7.02 10.11 768.33

18 - 19 186.94 7.22 10.11 620.18

19 - 20 197.05 7.58 10.11 326.44

20 - Proa 204.55 12.40 4.90 19.42

Total 101.60 7.49 - 13135


pág. 14


Tabla 7. Peso de los mamparos transversales principales.

2.4 – Peso del Acero de la Superestructura

La estimación del peso de la superestructura se hace en base a unos valores medios de peso por

unidad de volumen especificados en la referencia [3]. Esto nos permite estimar el peso de la superestructura

en función de las cubiertas de la misma.

Cubierta más baja: C=0,065 t/m3.

Cubiertas intermedias: C=0,055 t/ m3.

Cubierta del puente de gobierno: C=0,040 t/ m3.

A continuación, se presentan los resultados obtenidos para cada cubierta:

Tabla 8. Peso y centro de gravedad del acero de la superestructura.

En cuanto a la acomodación, se ha diseñado el buque para cumplir con la especificación de 30

personas a bordo. En este cuaderno se va a comentar la distribución de los camarotes y demás servicios

del buque.

Mamparo XG (m) ZG (m) Area (m²) P (t)

Pique de popa 9.60 11.29 212.85 31.33

Mamparo 2 25.80 10.43 296.86 43.69

Mamparo 3 42.00 8.85 442.73 65.16

Mamparo 4 58.20 7.73 563.39 82.92

Mamparo 5 74.40 6.89 650.13 95.69

Mamparo 6 90.60 6.89 669.56 98.55

Mamparo 7 106.20 6.89 669.56 98.55

Mamparo 8 121.80 6.89 669.56 98.55

Mamparo 9 137.40 6.89 669.56 98.55

Popa CCMM 153.00 6.89 669.56 98.55

Proa CCMM 182.40 7.21 425.23 62.59

Pique de proa 191.40 7.50 232.48 34.22

Total 103.59 7.47 - 908

Cubierta XG (m) ZG (m) Área (m²) Vol. (m³) f (t/m³) P (t)

1ª Cubierta 168.60 28.00 821 2462 0.065 160.1

2ª Cubierta 168.00 31.00 804 2411 0.055 132.6

3ª Cubierta 167.70 34.00 787 2361 0.055 129.8

4ª Cubierta 167.40 37.00 770 2310 0.055 127.1

5ª Cubierta 169.50 40.00 592 1776 0.055 97.7

Puente de gobierno 172.80 43.00 213 575 0.040 23.0

Techo de puente 172.20 45.70 74 200 0.040 8.0

Total 168.40 33.87 4060 12095 - 678.2


pág. 15


2.5 – Otros Pesos de Acero

En esta partida se incluirán aquellos elementos que por su carácter puntual no han podido ser

incluidos en alguno de los apartados anteriores. Los elementos descritos en este apartado se han calculado

a partir de su volumen. El cálculo del volumen de estos elementos se ha llevado a cabo por medio de la

disposición general o las formas del buque.

Para obtener el peso final de estos ítems se ha multiplicado su volumen por un factor específico

que se ha obtenido de la referencia [1]2:

Tabla 9. Otros pesos de acero.

2.6 – Soldadura, Sobre Espesores y Laminación

El peso añadido a la estructura debido al peso de las soldaduras, laminación y sobre espesores

se estima en un 5% del peso del acero.

Para obtener el peso total y centro de gravedad debido al acero juntamos todas las partidas

anteriores. A continuación, se muestra una tabla con las distintas partidas y el resultado total.

Tabla 10. Resumen del peso del acero y su centro de gravedad.

2 Este factor toma un valor de 0.14 t/m³ en el caso del castillo de proa, y de 0.12 t/m³.

Elemento Vol. (m³) XG (m) ZG (m) P (t)

Castillo 27590 175.20 20.35 3862.6

Flotadores de popa 5483 4.30 24.45 657.9

Quillote 650 14.40 2.65 78.0

I tem XG (m) ZG (m) P (t)

Acero longitudinal 97.56 7.62 9851

Acero transversal 113.73 7.09 3283

Mamparos transversales 103.59 7.47 908

Castillo 175.20 20.35 3863

Flotadores de popa 4.30 24.45 658

Quillote 14.40 2.65 78

Acero de la superestructura 168.40 33.87 678

Soldaduras, sobreespesores y laminación 115.09 11.54 966

Total 115.09 11.54 20286


pág. 16


3 – Peso de la Maquinaria

En este cuaderno se incluyen todos los pesos de los equipos de la cámara de máquinas.

Los pesos de los equipos instalados en la cámara de máquinas fueron calculados en los cuadernos

7 (Cámara de máquinas) y 8 (Equipos y servicios). La estimación de los pesos de los equipos se ha llevado

principalmente de acuerdo a la referencia [3] o bien por medio de la información disponible de los equipos.

Las cotas de las posiciones de dichos equipos coinciden con su posición en la disposición general.

Algunos de los pesos no se han definido en cuadernos anterior y se detallan a continuación.

Polines de los motores:

El peso de los polines de los motores puede ser estimado en base a su potencia [4]. El centro de

gravedad de los mismos puede ser obtenido a partir del plano de disposición general tomando el centro de

gravedad de los mismos a la mitad de su altura.

En el caso de los motores de los grupos principales:

𝑃𝑝𝑜𝑙𝑖𝑛.𝑝𝑝𝑎𝑙 = 0,003 · 𝑃𝑜𝑡𝑝𝑝𝑎𝑙 = 0,003 ∗ 4 ∗ 3300 = 39,6 𝑡

Y para los motores auxiliares

𝑃𝑝𝑜𝑙𝑖𝑛.𝑎𝑢𝑥 = 0,003 · 2 · 781 = 4,69 𝑡

Peso de las chimeneas y guardacalor:

El peso del guardacalor se puede estimar en función de su volumen, [4]:

𝑃𝑐ℎ𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑎 = 0,0254 · 𝑉𝑐ℎ𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑎 = 43, 89 𝑡

El desglose de estos pesos se muestra en el APÉNDICE 1. Al total se le ha añadido un margen

del 10% para tener en cuenta de esta manera los pesos no contabilizados, que en CCMM son muchos. Los

valores globales obtenidos de esta partida son los siguientes:

𝑃𝐶𝐶𝑀𝑀 = 461 𝑡

𝑋𝐺𝐶𝐶𝑀𝑀 = 161,87 𝑚

𝑌𝐺𝐶𝐶𝑀𝑀 = −0,04 𝑚

𝑍𝐺𝐶𝐶𝑀𝑀 = 7,63 𝑚


pág. 17


4 – Peso de los Equipos

Al igual que con los equipos de la cámara de máquinas el desglose de los pesos de los equipos y

servicios se muestran en el APÉNDICE 2. El peso de los equipos ha sido calculado de acuerdo a la

referencia [3] y las cotas de su posición han sido obtenidas del plano de la disposición general. A

continuación, se muestra el cálculo de algunos ítems que no han sido calculados anteriormente en los

cuadernos mencionados.

Pintura del buque:

De acuerdo la referencia [3] el peso de la pintura del buque se puede estimar como:

𝑃𝑝𝑖𝑛𝑡𝑢𝑟𝑎 = 𝐾 · 𝑃𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜

El valor de la constante anterior depende del peso de la estructura y puede ser obtenida en la

referencia citada anteriormente. Multiplicando los valores anteriores se obtiene:

𝑃𝑝𝑖𝑛𝑡𝑢𝑟𝑎 = 85,99 𝑡

Protección catódica:

Se puede estimar a partir de la superficie mojada del buque tal cual aparece en la referencia [3]:

𝑃𝑃.𝑐𝑎𝑡ó𝑑𝑖𝑐𝑎 = 0,0008 · 𝑆𝑚 = 0,0008 · 12329 = 9,86 𝑡

Equipos de navegación:

En la referencia [3] se indica que el peso de los equipos de navegación se puede estimar entre

10 y 20 toneladas. En el presente caso se estimará en 12,5 tons.

Peso de los elementos de fondeo:

El peso de los elementos de fondeo ha sido estimado en base al numeral de equipos definido en

las reglas de la sociedad clasificadora. Su posición en buque ha sido estimada a partir del plano de

disposición general.

𝑃𝐸.𝐹𝑜𝑛𝑑𝑒𝑜 = 198,1 𝑡

Este peso se ha dividido en los elementos de proa y los de popa, estimando los de popa en un

30% de este peso, y los de proa en un 70%.

5 – Peso de la Habilitación

En esta etapa de proyecto es difícil estimar el peso de la habilitación. Por ello se utiliza una

estimación en función del tipo de local y de parámetros básicos del mismo como el área y el volumen [3].

A continuación, se adjunta una tabla con los factores utilizados en función del tipo de local.


pág. 18


Tabla 11. Pesos específicos de cada local de la habilitación [3].

El cálculo detallado de cada local se encuentra en el apéndice [4] al final de este cuaderno. A

continuación, se muestra un resumen de dicho calculo:

Tabla 12. Resumen del peso de la habilitación y su centro de gravedad.

Local K (t/m²)

Talleres y similares 0.20

Locales de maquinaria 0.20

Locales de propulsión 0.20

Pasillos y escaleras 0.08

Puente de gobierno 0.21

Locales de control 0.21

Servicios y vestuarios 0.20

Comedores 0.12

Salas de estar 0.12

Camarotes 0.14

Pañoles y amacenes 0.06

Hospital 0.20

Cocina y gambuzas 0.20

Oficinas 0.21

Cubierta Superficie (m²) XG (m) YG (m) ZG (m) P (t)

Doble Fondo 871.0 165.99 0.43 4.00 174.2

Cubierta Inferior 1181.4 131.88 0.01 9.34 221.1

1ª Cubierta 767.1 168.44 0.39 28.00 114.0

2ª Cubierta 608.6 168.56 1.16 31.00 91.9

3ª Cubierta 734.5 168.65 -0.24 34.00 84.4

4ª Cubierta 471.5 171.79 0.00 37.00 51.7

5ª Cubierta 503.2 170.90 0.01 40.00 70.6

Puente de gobierno 231.5 173.17 0.01 43.00 45.6

Techo de puente 38.4 172.35 2.28 45.70 2.3

Total 5407 159.20 0.25 21.59 855.9


pág. 19


6 – Peso del Buque en Rosca

Una vez se han estimado las partidas de pesos dividas en los apartados anteriores, se obtiene el

peso en rosca total del buque y su centro de gravedad. Dado que esta es una etapa preliminar de proyecto

no debemos de asumir un margen de error en cuanto al peso calculado se refiere. En la referencia [3] se

recomienda tomar entre el 2% y el 4% para esta etapa, de forma que se disminuya progresivamente a

medida que avanza el proyecto. Se tomará como valor medio un 3% de margen global.

Tabla 13. Peso y centro de gravedad del buque en rosca.

El peso en rosca estimado en el dimensionamiento inicial es de 23499 toneladas, lo cual supone

una desviación de 327 toneladas, un 1,4%, sobre el valor calculado en este cuaderno. Por otro lado, la

altura del centro de gravedad del peso en rosca se estimó de manera conservadora en 14.73 m, siendo

2.66 m más alto que el valor obtenido en este cálculo más detallado. Esto indica que la estabilidad del

buque, evaluada preliminarmente en el cuaderno 5, no se verá comprometida por un valor mal estimado

del centro de gravedad.

Figura 5. Partidas del peso en rosca del buque.

I tem XG (m) YG (m) ZG (m) P (t)

Acero 115.09 0.00 11.54 20286

Equipos CCMM 161.87 -0.04 7.63 461

Equipos y servicios 105.07 0.09 17.25 895

Habilitación 159.20 0.25 21.59 856

Margen global 117.33 0.01 12.07 675

Peso en rosca 117.33 0.01 12.07 23172

56.7% 30.9%

2.0%3.9%

3.7%2.9%

Partidas del Peso en Rosca

Acero continuo Resto del acero Equipos CCMM

Equipos y servicios Habilitación Margen global


pág. 20


APÉNDICES


pág. 21


APÉNDICE 1

Peso y centro de gravedad de la maquinaria.

Tabla 14. Peso y centro de gravedad de la maquinaria.

I tem Peso (t) X (m) Y (m) Z (m)

Grupo generador principal 1 78.11 162.00 15.30 5.25

Grupo generador principal 2 78.11 162.00 5.30 5.25

Grupo generador principal 3 78.11 162.00 -5.30 5.25

Grupo generador principal 4 78.11 162.00 -15.30 5.25

Grupo generador secundario 1 7.89 171.00 12.00 3.80

Grupo generador secundario 2 7.89 171.00 -12.00 3.80

Bombas de alimentación stand-by (x4) 0.24 165.00 0.00 3.25

Bombas de trasiego de combustible (x2) 1.60 164.40 0.00 3.25

Precalentadores de combustible (x2) 0.08 163.20 0.00 3.25

Purificadoras de combustible (x3) 1.74 159.20 0.80 3.30

Purificadoras de aceite (x2) 1.05 157.80 0.00 3.30

Bombras de trasiego de aceite (x2) 0.24 156.60 0.00 3.25

Bombas de agua salada (x2) 3.60 153.90 -3.81 3.40

Bombas de reserva de agua dulce (HT) (x4) 0.88 166.20 0.00 3.25

Bombas de reserva de agua dulce (LT) (x4) 0.88 167.40 0.00 3.25

Intercambiadores de Calor (HT) (x2) 0.90 168.00 0.00 3.70

Intercambiadores de Calor (LT) (x2) 0.74 169.20 0.00 3.70

Tanques de expansión de alta (x2) 1.60 170.40 0.00 8.80

Tanques de expansión de baja (x2) 1.60 172.20 0.00 8.00

Generador de agua dulce 0.70 169.80 -3.40 3.70

Botellas de aire de arranque (x2) 1.94 153.00 0.00 8.60

Compresores de aire de arranque (x2) 1.14 153.00 0.00 8.60

Botellas de aire de servicios generales (x2) 3.00 153.00 0.00 8.60

Compresor de aire de servicios generales 0.46 153.00 12.40 8.60

Silenciador y supresor de chispas (x4) 5.40 157.20 0.00 29.80

Ventiladores de impulsión CCMM (x4) 0.92 153.60 0.00 8.50

Ventiladores de extracción CCMM (x4) 0.70 171.60 0.00 8.50

Ventilador de impulsión Local Emerg. 0.05 175.20 -2.30 45.00

Ventilador de extracción Local Emerg. 0.06 171.00 -2.30 45.00

Bombas de sentinas (x2) 0.85 181.80 -1.40 3.25

Separador de sentinas 1.72 181.20 -1.85 3.40

Bomba de lodos 0.32 180.00 0.60 3.25

Bombas contra incendios (x2) 0.45 153.60 0.00 3.25

Bomba CI de rociadores habilitación 0.50 169.80 2.90 3.25

Tanque de AD para rociadores 1.50 172.80 -11.40 8.40

Bomba CI de rociadores CCMM (x2) 1.00 153.60 0.00 3.25

Calentador de agua sanitaria (x2) 0.40 168.60 0.00 8.40

Bombas de agua sanitaria (x2) 0.24 172.20 0.00 8.40

Bomba de agua caliente sanitaria 0.12 172.80 11.95 8.40

Sistema de tratamiento de lastre 3.20 154.20 0.00 3.70

Bomba lastre (x4) 3.28 154.20 0.00 3.70

Bomba aguas residuales 0.25 172.20 -9.50 8.40

Tanque hidróforo 1.10 172.20 10.20 8.40

Chimenea y guardacalor 43.89 157.20 0.00 29.80

Polínes grupos principales 39.60 162.00 0.00 3.00

Polínes grupos auxiliares 4.69 171.00 0.00 3.00

Margen por pesos no contabilizados (10%) 46.08 161.87 -0.04 7.63

Total (t) 460.8 161.87 -0.04 7.63


pág. 22


APÉNDICE 2

Peso y centro de gravedad de los equipos.

Tabla 15. Pesos y centro de gravedad de los equipos.

I tem Peso (t) X (m) Y (m) Z (m)

Ancla estribor 12.30 201.60 -11.00 21.20

Ancla babor 12.30 201.60 11.00 21.20

Ancla respeto 12.30 201.60 0.00 21.20

Cadenas 144.90 193.20 0.00 19.90

Líneas de remolque 1.09 194.40 0.00 19.90

Líneas de amarre 0.80 194.40 0.00 19.90

Molinete de anclas 20.00 193.80 0.00 28.00

Módulos POD XO 1600 (Br) 139.80 0.50 14.00 6.50

Módulos POD XO 1600 (Er) 139.80 0.50 -14.00 6.50

Propulsor transversal 1 21.00 184.80 0.00 2.90

Propulsor transversal 2 21.00 189.00 0.00 2.90

Botes salvavidas x2 4.50 162.00 0.00 29.00

Pescantes botes x2 9.00 162.00 0.00 29.00

Balsas salvavidas proa x2 0.60 172.80 0.00 28.00

Balsas salvavidas popa x2 0.24 -1.80 0.00 35.40

Bote de rescate 0.52 168.60 23.20 28.50

Pescante bote de rescate 1.75 168.60 23.20 28.50

Bomba CI de emergencia 0.45 192.00 -5.00 28.00

Ventiladores (x4) 0.88 175.00 0.00 30.00

HVAC 4.20 178.80 6.45 31.50

Baterías emergencia y otros 1.50 171.00 0.80 46.00

Grúas de proa (x2) 24.63 159.60 0.00 34.39

Grúas de los casings (x2) 14.89 5.40 0.00 40.56

Equipos navegación 12.50 172.80 0.00 44.00Pintura del buque 85.99 97.00 0.00 5.00

Protección catódica 9.86 97.00 0.00 5.00

Elementos fondeo y amarre proa 138.70 193.20 0.00 28.50

Elementos fondeo y amarre popa 59.40 3.00 0.00 35.00

Total (t) 894.9 105.07 0.09 17.25


pág. 23


APÉNDICE 3

Peso y centro de gravedad de la habilitación.

Tabla 16. Peso y centro de gravedad de la habilitación. Cálculo en función de cada local.

Cubierta Local Superficie (m²) K (t/m²) XG (m) YG (m) ZG (m) P (t)

Taller CCMM 72.0 0.20 177.00 5.20 4.00 14.4

1er nivel CCMM 799.0 0.20 165.00 0.00 4.00 159.8

Locales de propulsión 204.0 0.20 2.40 0.00 9.50 40.8

Pasillos y escaleras 129.5 0.08 105.00 0.00 9.30 10.4

2º nivel CCMM 709.4 0.20 162.00 0.00 9.30 141.9

Sala control CCMM 39.4 0.21 175.20 0.00 9.30 8.3

Local cuadros eléctricos 94.3 0.20 178.80 0.00 9.30 18.9

Servicio 4.8 0.20 177.00 2.50 9.30 1.0

Vestuarios 158.0 0.20 159.95 0.00 28.00 31.6

Pasillos y escaleras 133.3 0.08 169.75 -0.50 28.00 10.7

Ascensor 9.4 0.08 174.60 7.05 28.00 0.7

Local CO2 12.8 0.06 161.80 14.20 28.00 0.8

Estación CI 25.3 0.06 176.60 -13.86 28.00 1.5

Hospital 47.5 0.20 179.10 0.00 28.00 9.5

Pañoles 88.4 0.06 177.76 -2.13 28.00 5.3

Talleres 185.1 0.20 168.41 -1.46 28.00 37.0

Lavandería 57.6 0.12 169.40 0.00 28.00 6.9

Tratamiento de residuos 49.7 0.20 177.10 12.10 28.00 9.9

Gimnasio 60.9 0.12 160.00 -6.09 31.00 7.3

Instalaciones natación 101.3 0.20 169.20 -12.60 31.00 20.3

Vestuarios 24.3 0.20 168.65 -5.31 31.00 4.9


Comedores 165.7 0.12 163.60 4.61 31.00 19.9

Ascensor 9.4 0.08 174.60 7.05 31.00 0.7

Cocina y gambuzas 111.8 0.20 175.89 9.88 31.00 22.4

Sala y oficina equipo cocina 43.7 0.21 166.10 14.20 31.00 9.2

Camarotes 290.3 0.14 168.97 0.00 34.00 40.6

Salas de estar y bibilioteca 128.6 0.12 167.96 -1.45 34.00 15.4

Ascensor 9.4 0.08 174.60 7.05 34.00 0.7

Pañoles y almacenes 34.8 0.06 167.35 5.41 34.00 2.1

Servicios 31.2 0.20 163.10 -1.39 34.00 6.2


Camarotes 204.8 0.14 172.80 0.00 37.00 28.7


Ascensor 9.4 0.08 174.60 7.05 37.00 0.7

Almacenes 10.1 0.06 178.05 0.00 37.00 0.6

Audiovisuales 48.4 0.12 169.10 0.00 37.00 5.8

Camarotes 132.7 0.14 171.86 0.00 40.00 18.6

Pasillos y escaleras 161.8 0.08 170.82 0.08 40.00 12.9

Oficinas 161.4 0.21 169.35 0.00 40.00 33.9

Servicios 15.8 0.20 178.64 -2.70 40.00 3.2

Almacenes 4.6 0.06 172.80 0.00 40.00 0.3

Estación CI 17.7 0.06 178.64 2.40 40.00 1.1

Ascensor 9.4 0.08 174.60 7.05 40.00 0.7

Puente de Gobierno 208.1 0.21 173.36 0.01 43.00 43.7

Escaleras 23.4 0.08 168.76 -0.09 43.00 1.9

Pañol luces y antenas 22.6 0.06 172.80 3.57 45.70 1.4

Local baterías 15.8 0.06 171.71 0.43 45.70 0.9

5ª

Cu

bie

rta

Puente

Tope

Doble

Fondo

Cu

bie

rta

Infe

rio

r1

ª C

ub

iert

a2

ª C

ub

iert

a3

ª C

ub

iert

a4

ª C

ub

iert

a


pág. 24


REFERENCIAS:





3. Meizoso Fernández. Desplazamiento. Cálculo iterativo del peso en rosca y peso muerto.

Apuntes de la ETSIN, Madrid, 2000.

4. Schneekluth, H. & Bertram, V. Ship Design for Efficiency and Economy.






Situaciones de Carga y Resistencia Longitudinal

Cuaderno 12. Situaciones de Carga y Resistencia Longitudinal.

pág. 2


ÍNDICE

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 8

2 – Definición de Condiciones de Carga ....................................................................................................... 9

2.1 – Navegación en Lastre ...................................................................................................................... 9

2.2 – Lastre en Condiciones Transitorias ............................................................................................... 10

2.3 – Transporte de un Topside ............................................................................................................. 11

2.4 – Transporte de Módulos de Grúas .................................................................................................. 11

2.5 – Transporte de un FPSO ................................................................................................................ 12

2.6 – Resumen Condiciones de Carga ................................................................................................... 14

3 – Criterios Aplicables según Reglamentos .............................................................................................. 16

3.1 – Estabilidad Intacta ......................................................................................................................... 16

3.1.1 – Criterios Aplicables durante la Navegación ............................................................................ 17

3.1.2 – Criterios Aplicables en Condición Transitoria de Float-on/ Float-off ...................................... 20

3.2 – Estabilidad en Averías ................................................................................................................... 21

3.2.1 – Criterios Aplicables en Averías durante la Navegación.......................................................... 21

3.2.2 – Criterios Aplicables en Averías en Condición Transitoria de Float-on/ Float-off .................... 23

3.3 – Puntos de Inundación Progresiva .................................................................................................. 23

3.4 – KG limitante ................................................................................................................................... 24

4 – Condiciones Límites de Navegación y Condición Transitoria ............................................................... 26

5 – Equilibrio hidrostático y Estabilidad ...................................................................................................... 27

5.1 – CC01 – Lastre Salida .................................................................................................................... 27

5.2 – CC02 – Lastre Llegada .................................................................................................................. 29

5.3 – CC03 – Lastre al calado correspondiente al puntal ....................................................................... 31

5.4 – CC04 – Lastre al calado máximo sumergido ................................................................................. 33

5.5 – CC05 – Topside Salida .................................................................................................................. 35

5.6 – CC06 – Topside Llegada ............................................................................................................... 37

5.7 – CC07 – Módulos Grúa Salida ........................................................................................................ 39

5.8 – CC08 – Módulos Grúa Llegada ..................................................................................................... 41

5.9 – CC09 – FPSO al calado correspondiente al puntal ....................................................................... 43

5.10 – CC10 – FPSO Salida ................................................................................................................... 45

5.11 – CC11 – FPSO Llegada ................................................................................................................ 47

6 – Resistencia Longitudinal ....................................................................................................................... 49

6.1 – CC01 – Lastre Salida .................................................................................................................... 51

6.2 – CC02 – Lastre Llegada .................................................................................................................. 52

6.3 – CC03 – Lastre al calado correspondiente al puntal ....................................................................... 53


pág. 3


6.4 – CC04 – Lastre al calado máximo sumergido ................................................................................. 54

6.5 – CC05 – Topside Salida .................................................................................................................. 55

6.6 – CC06 – Topside Llegada ............................................................................................................... 56

6.7 – CC07 – Módulos Grúa Salida ........................................................................................................ 57

6.8 – CC08 – Módulos Grúa Llegada ..................................................................................................... 58

6.9 – CC09 – FPSO al calado correspondiente al puntal ....................................................................... 59

6.10 – CC10 – FPSO Salida ................................................................................................................... 60

6.11 – CC11 – FPSO Llegada ................................................................................................................ 61

6.12 – Resumen de Resistencia Longitudinal ........................................................................................ 62

7 – Estabilidad en Averías .......................................................................................................................... 66

7.1 – Índice de Compartimentado Requerido ......................................................................................... 68

7.2 – División del Buque en Zonas ......................................................................................................... 68

7.3 – Índice de Compartimentado Obtenido ........................................................................................... 69

7.4 – Condición Transitoria ..................................................................................................................... 70

APÉNDICES ............................................................................................................................................... 73

APÉNDICE 1 – CC01 ............................................................................................................................. 74

APÉNDICE 2 – CC02 ............................................................................................................................. 76

APÉNDICE 3 – CC03 ............................................................................................................................. 78

APÉNDICE 4 – CC04 ............................................................................................................................. 81

APÉNDICE 5 – CC05 ............................................................................................................................. 85

APÉNDICE 6 – CC06 ............................................................................................................................. 87

APÉNDICE 7 – CC07 ............................................................................................................................. 89

APÉNDICE 8 – CC08 ............................................................................................................................. 91

APÉNDICE 9 – CC09 ............................................................................................................................. 93

APÉNDICE 10 – CC10 ........................................................................................................................... 95

APÉNDICE 11 – CC11 ........................................................................................................................... 96

APÉNDICE 12 – LCA1 ........................................................................................................................... 97

APÉNDICE 13 – LCA2 ......................................................................................................................... 100

APÉNDICE 14 – LCA3 ......................................................................................................................... 103

REFERENCIAS: ....................................................................................................................................... 106


pág. 4


TABLAS

Tabla 1. Resumen Condiciones de Carga. .................................................................................................................. 14 Tabla 2. Valores factor X1. ........................................................................................................................................... 19 Tabla 3. Valores factor X2. ........................................................................................................................................... 19 Tabla 4. Valores factor k. ............................................................................................................................................. 20 Tabla 5. Valores factor s. ............................................................................................................................................. 20 Tabla 6. Puntos de inundación progresiva. .................................................................................................................. 23 Tabla 7. CC01. Equilibrio hidrostático. ......................................................................................................................... 27 Tabla 8. CC01. Criterios de estabilidad. ...................................................................................................................... 28 Tabla 9. CC01. Criterios de viento y balance intensos. ............................................................................................... 28 Tabla 10. CC02. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 29 Tabla 11. CC02. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 30 Tabla 12. CC02. Criterios de viento y balance intensos. ............................................................................................. 30 Tabla 13. CC03. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 31 Tabla 14. CC03. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 32 Tabla 15. CC04. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 33 Tabla 16. CC04. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 34 Tabla 17. CC05. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 35 Tabla 18. CC05. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 36 Tabla 19. CC05. Criterios de viento y balance intensos. ............................................................................................. 36 Tabla 20. CC06. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 37 Tabla 21. CC06. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 38 Tabla 22. CC06. Criterios de viento y balance intensos. ............................................................................................. 38 Tabla 23. CC07. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 39 Tabla 24. CC07. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 40 Tabla 25. CC07. Criterios de viento y balance intensos. ............................................................................................. 40 Tabla 26. CC08. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 41 Tabla 27. CC08. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 42 Tabla 28. CC08. Criterios de viento y balance intensos. ............................................................................................. 42 Tabla 29. CC09. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 43 Tabla 30. CC09. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 44 Tabla 31. CC10. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 45 Tabla 32. CC10. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 46 Tabla 33. CC10. Criterios de viento y balance intensos. ............................................................................................. 46 Tabla 34. CC11. Equilibrio hidrostático. ....................................................................................................................... 47 Tabla 35. CC11. Criterios de estabilidad. .................................................................................................................... 48 Tabla 36. CC11. Criterios de viento y balance intensos. ............................................................................................. 48 Tabla 37. LCA2 Calado parcial. Equilibrio hidrostático. ............................................................................................... 66 Tabla 38. LCA2 Calado parcial. Criterios de estabilidad. ............................................................................................. 67 Tabla 39. LCA2 Calado parcial. Criterios de viento. .................................................................................................... 67 Tabla 40. Resumen de resultados de los dos casos considerados en averías en la condición transitoria. ................ 71 Tabla 41. Apéndice 1. CC01. (1/2). .............................................................................................................................. 74 Tabla 42. Apéndice 1. CC01. (2/2). .............................................................................................................................. 75 Tabla 43. Apéndice 2. CC02. (1/2). .............................................................................................................................. 76 Tabla 44. Apéndice 2. CC02. (2/2). .............................................................................................................................. 77 Tabla 45. Apéndice 3. CC03. (1/3). .............................................................................................................................. 78 Tabla 46. Apéndice 3. CC03. (2/3). .............................................................................................................................. 79 Tabla 47. Apéndice 3. CC03. (3/3). .............................................................................................................................. 80 Tabla 48. Apéndice 4. CC04. (1/4). .............................................................................................................................. 81


pág. 5


Tabla 49. Apéndice 4. CC04. (2/4). .............................................................................................................................. 82 Tabla 50. Apéndice 4. CC04. (3/4). .............................................................................................................................. 83 Tabla 51. Apéndice 4. CC04. (4/4). .............................................................................................................................. 84 Tabla 52. Apéndice 5. CC05. (1/2). .............................................................................................................................. 85 Tabla 53. Apéndice 5. CC05. (2/2). .............................................................................................................................. 86 Tabla 54. Apéndice 6. CC06. (1/2). .............................................................................................................................. 87 Tabla 55. Apéndice 6. CC06. (2/2). .............................................................................................................................. 88 Tabla 56. Apéndice 7. CC07. (1/2). .............................................................................................................................. 89 Tabla 57. Apéndice 7. CC07. (2/2). .............................................................................................................................. 90 Tabla 58. Apéndice 8. CC08. (1/2). .............................................................................................................................. 91 Tabla 59. Apéndice 8. CC08. (2/2). .............................................................................................................................. 92 Tabla 60. Apéndice 9. CC09. (1/2). .............................................................................................................................. 93 Tabla 61. Apéndice 9. CC09. (2/2). .............................................................................................................................. 94 Tabla 62. Apéndice 10. CC10. (1/1). ............................................................................................................................ 95 Tabla 63. Apéndice 11. CC11. (1/1). ............................................................................................................................ 96 Tabla 64. LCA1. Resultados método probabilista. Avería de 1 zona. .......................................................................... 97 Tabla 65. LCA1. Resultados método probabilista. Avería de 2 zonas adyacentes. .................................................... 98 Tabla 66. LCA1. Resultados método probabilista. Avería de 3 zonas adyacentes. .................................................... 99 Tabla 67. LCA2. Resultados método probabilista. Avería de 1 zona. ........................................................................ 100 Tabla 68. LCA2. Resultados método probabilista. Avería de 2 zonas adyacentes. .................................................. 101 Tabla 69. LCA2. Resultados método probabilista. Avería de 3 zonas adyacentes. .................................................. 102 Tabla 70. LCA3. Resultados método probabilista. Avería de 1 zona. ........................................................................ 103 Tabla 71. LCA3. Resultados método probabilista. Avería de 2 zonas adyacentes. .................................................. 104 Tabla 72. LCA3. Resultados método probabilista. Avería de 3 zonas adyacentes. .................................................. 105


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FIGURAS

Figura 1. Modelo de Maxsurf del buque HL. ----------------------------------------------------------------------------------------------- 8 Figura 2. Buque Heavy Lift Semisumergible en lastre. Hysy 278. ------------------------------------------------------------------- 9 Figura 3. Buque Heavy Lift Semisumergible en condición transitoria de inmersión. Blue Marlin. -------------------------- 10 Figura 4. Operación de embarque del buque HMA Adelaide sobre el Blue Marlin en la ría de Vigo. --------------------- 10 Figura 5. Instalación float-over de un topside de una plataforma jacket. Fjell. -------------------------------------------------- 11 Figura 6. Buque Heavy Lift Semisumergible transportando módulos de grúas de contenedores. Hawk. ---------------- 12 Figura 7. Transporte de un FPSO circular por un Buque Heavy Lift Semisumergible.---------------------------------------- 13 Figura 8. Modelo de Maxsurf del buque HL y el FPSO. ------------------------------------------------------------------------------ 13 Figura 9. Desplazamiento de cada condición de carga. ------------------------------------------------------------------------------ 15 Figura 10. Calado medio de cada condición de carga. ------------------------------------------------------------------------------- 15 Figura 11. Trimado de cada condición de carga. --------------------------------------------------------------------------------------- 16 Figura 12. Criterio de viento y balance intenso. ---------------------------------------------------------------------------------------- 18 Figura 13. KG y GM mínimo para condiciones de navegación. -------------------------------------------------------------------- 24 Figura 14. KG y GM mínimo para la condición transitoria. --------------------------------------------------------------------------- 25 Figura 15. Comprobación del KG de cada condición normal de carga con el KG limitante. --------------------------------- 25 Figura 16. Comprobación del KG de cada condición transitoria de carga con el KG limitante. ----------------------------- 26 Figura 17. CC01. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 28 Figura 18. CC02. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 30 Figura 19. CC03. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 32 Figura 20. CC04. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 34 Figura 21. CC05. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 36 Figura 22. CC06. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 38 Figura 23. CC07. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 40 Figura 24. CC08. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 42 Figura 25. CC09. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 44 Figura 26. CC10. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 46 Figura 27. CC11. Curva de brazos adrizantes. ----------------------------------------------------------------------------------------- 48 Figura 28. Momentos flectores máximos de diseño. ---------------------------------------------------------------------------------- 49 Figura 29. Esfuerzos cortantes máximos de diseño. ---------------------------------------------------------------------------------- 50 Figura 30. CC01. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 51 Figura 31. CC02. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 52 Figura 32. CC03. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 53 Figura 33. CC04. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 54 Figura 34. CC05. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 55 Figura 35. CC06. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 56 Figura 36. CC07. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 57 Figura 37. CC08. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 58 Figura 38. CC09. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 59 Figura 39. CC10. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 60 Figura 40. CC11. Resistencia Longitudinal. --------------------------------------------------------------------------------------------- 61 Figura 41. Momentos en cada una de las condiciones de carga estudiadas. --------------------------------------------------- 62 Figura 42. Comprobación de momentos flectores de diseño y la envolvente de los momentos obtenidos de las

diferentes condiciones de carga. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 63 Figura 43. Esfuerzos cortantes en cada una de las condiciones de carga estudiadas. -------------------------------------- 64 Figura 44. Comprobación de esfuerzos cortantes de diseño y la envolvente de los esfuerzos cortantes obtenidos de

las diferentes condiciones de carga. ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 65 Figura 45. LCA2 Calado parcial. Curvas adrizantes. ---------------------------------------------------------------------------------- 67 Figura 46. División del buque en zonas. Vista de perfil. ------------------------------------------------------------------------------ 68


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Figura 47. División del buque en zonas. Vista en planta. ---------------------------------------------------------------------------- 68 Figura 48. Modelo de Maxsurf. Avería en el flotador de popa/estribor. ----------------------------------------------------------- 70 Figura 49. Modelo de Maxsurf. Avería en los tanques de proa/estribor. --------------------------------------------------------- 71 Figura 50. Curva de GZ tras avería en el flotador de popa/estribor. -------------------------------------------------------------- 72 Figura 51. Curva de GZ tras avería los tanques de popa/estribor. ---------------------------------------------------------------- 72


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1 – Introducción

El objetivo de este cuaderno es analizar las situaciones de carga más representativas que

adoptará el buque a lo largo de su vida útil. Se debe evaluar la estabilidad en cada una de esas condiciones

según los reglamentos de la Organización Marítima Internacional (OMI), las reglas del DNV y el Convenio

de Líneas de Carga de 1966.

Asimismo, se comprobará el cumplimiento de todos los criterios generales de estabilidad intacta

que debe cumplir todo buque establecidos por la OMI en el caso de navegación, mientras que en la

condición de float-on/float-off deberá de seguir los criterios del DNV específicos de este buque tan particular

durante esa condición.

Se evalúa la resistencia longitudinal del buque, comparándose los momentos flectores y los

esfuerzos cortantes de diseño, con los obtenidos de las diferentes condiciones de carga. Comprobándose

que los resultantes de cada condición son menores que los máximos de diseño.

Por último, se realizará la estabilidad en averías utilizando el método probabilista para demostrar

el cumplimiento de los mínimos exigidos en situación de avería. Para todos estos cálculos se recurre el

software “Maxsurf”, que permite definir los tanques, compartimentos y situaciones de carga, la estabilidad

a grandes ángulos y la estabilidad en averías.

A partir de estos cálculos en averías se comprueba uno de los puntos clave del cuaderno 5, la

reducción del francobordo tabular del 100%, para lo que es necesario que el buque sea estable después

de inundarse un compartimento o tanque cualquiera (salvo la CCMM).

Figura 1. Modelo de Maxsurf del buque HL.


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2 – Definición de Condiciones de Carga

En el cuaderno 5 – Cálculos de Arquitectura Naval se realizó un análisis preliminar de la estabilidad

y la resistencia longitudinal del buque, donde se utilizaron los pesos estimados en el dimensionamiento.

En esta etapa del proyecto ya se conocen los pesos con más exactitud, pues se han ido definiendo

en los cuadernos 7 (CCMM), 8 (Equipos y Servicios) y 11 (Peso del buque en rosca). Por tanto, se va a

realizar el análisis de estabilidad con los pesos finales de este proyecto, y evaluando en profundidad todos

los criterios aplicables.

Las condiciones de carga ya se definieron en el cuaderno 5, donde se explicó en profundidad cada

una de ellas, definiendo los pesos de las cargas a transportar. En los siguientes apartados se va a realizar

un resumen de cada una de ellas (para más información ver cuaderno 5).

2.1 – Navegación en Lastre

La navegación en lastre se considera cuando el buque no transporta ninguna carga importante

sobre cubierta. En esta situación se llenan los tanques de lastre hasta llegar a un equilibrio correcto para la

navegación, regulando la escora, el calado y el trimado del buque.

Figura 2. Buque Heavy Lift Semisumergible en lastre. Hysy 278.


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2.2 – Lastre en Condiciones Transitorias

Durante las condiciones transitorias de lastrado y deslastrado del buque hasta el calado máximo,

se va sumergiendo el buque y cambia continuamente su situación de carga. Para representar estas

condiciones se han tomado dos como las más representativas. Una en la condición de transición en la que

el buque sumerge la cubierta de carga y pierde gran parte de su inercia en la flotación, y otra en el calado

máximo de 25 m.

Figura 3. Buque Heavy Lift Semisumergible en condición transitoria de inmersión. Blue Marlin.

Figura 4. Operación de embarque del buque HMA Adelaide sobre el Blue Marlin en la ría de Vigo.


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2.3 – Transporte de un Topside

El transporte de un topside de una plataforma jacket se ha tomado como representativo del

transporte de una carga de gran tonelaje, con un centro de gravedad elevado, pero no al límite de las

posibilidades de este buque, y que no aporta flotabilidad al buque puesto que no se trata de un volumen

cerrado como si es el caso de una plataforma semisumergible por ejemplo.

Este tipo de estructura no se carga sobre el buque por medio de la maniobra de float-on, sino que

normalmente se hace por medio de un skid-on desde el muelle.

Su peso se estimó en 32.000 t y la altura del centro de gravedad a 20 m (33.7 m sobre la línea

base del buque). Además, se incluyó la estructura de apoyo, estimada en un 5% del peso, 1600 t.

Figura 5. Instalación float-over de un topside de una plataforma jacket. Fjell.

2.4 – Transporte de Módulos de Grúas

En esta condición se ha simulado el transporte de módulos de grúas de contenedores de los

grandes puertos como Algeciras o Valencia. Esta carga tiene una característica única y es que, aunque su

peso no es demasiado elevado, sí lo es el centro de gravedad.

El peso se estimó en 12500 t, y la altura de su centro de gravedad se ha estimado a un 75% de

su altura, es decir que las estructuras a transportar tienen un KG de 67.5 m. Este KG habrá que sumarlo al

puntal del buque y, por tanto, el centro de gravedad de la carga se sitúa a 81.2 m sobre la quilla del buque.

La posición transversal del centro de gravedad de la carga en el buque se ha tomado a 5 m de crujía a

estribor, de manera que habrá que lastrar convenientemente para contrarrestar el momento escorante que

produce.


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Figura 6. Buque Heavy Lift Semisumergible transportando módulos de grúas de contenedores. Hawk.

2.5 – Transporte de un FPSO

Esta condición se ha seleccionado pues es representativa de una carga de gran tonelaje que

aporta flotabilidad al buque, puesto que posee flotabilidad por sí solo.

Se han estudiado tres condiciones de carga. Una primera en la que se simula el proceso de float-

on/float-off y se ha estudiado la condición de lastrado a un calado de 13.7 m. En esta condición se aplican

los criterios de DNV para las condiciones transitorias de este tipo de buques. Y otras dos condiciones más

en las que se analiza la condición de navegación transportando el FPSO, en las que se aplican los criterios

generales de estabilidad.

El peso de la estructura a transportar se estimó en el cuaderno 5 en 23965 t. El centro de gravedad

de la estructura se ha tomado en el centro, y a una altura de 14.4 m (28.1 m de la base del buque). En este

caso también se ha añadido un peso del 5% del total para contabilizar la estructura de apoyo del FPSO:

1198 t.


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Figura 7. Transporte de un FPSO circular por un Buque Heavy Lift Semisumergible.

Para analizar esta condición de carga y tener en cuenta la flotabilidad que aporta el FPSO

transportado, se realizó un modelo simple en rhinoceros del buque y se importó a Maxsurf.

Figura 8. Modelo de Maxsurf del buque HL y el FPSO.


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2.6 – Resumen Condiciones de Carga

Las condiciones de carga definidas anteriormente se enumeran a continuación:











desechos.



desechos.











Se presentan en la siguiente tabla a modo resumen las características más importantes en cada

una de las situaciones de carga: el desplazamiento(t), calado (m), trimado (m), altura del centro de gravedad

(m) y altura metacéntrica corregida (m).

Tabla 1. Resumen Condiciones de Carga.

Condición de carga Δ (t) T (m) Trimado (m) KG (m) GM corr. (m)

CC01 - Salida en Lastre 63 464 8.30 0.20 10.80 18.92

CC02 - Llegada en Lastre 63 451 8.30 0.19 10.37 18.92

CC03 - Lastre. Calado al puntal 115 427 13.76 0.02 8.11 3.23

CC04 - Lastre. Calado máximo 148 789 25.00 0.00 10.49 3.29

CC05 - Top-side Salida 84 764 10.57 0.08 17.68 9.44

CC06 - Top-side Llegada 80 673 10.15 0.09 18.03 9.49

CC07 - Módulo grúas Salida 73 604 9.40 0.10 20.07 8.31

CC08 - Módulo grúas Llegada 69 069 8.91 0.09 20.74 8.63

CC09 - FPSO float-on. Calado al puntal 115 362 13.75 0.22 11.91 1.56

CC10 - FPSO Salida 69 054 8.91 0.07 17.62 12.13

CC11 - FPSO Llegada 70 060 9.02 0.05 17.18 12.05


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Se puede observar que el desplazamiento va variando según la condición de carga, ya que, en

cada situación se adquiere un calado y un trimado diferente. En la siguiente figura se muestra el

desplazamiento de cada condición definida:

Figura 9. Desplazamiento de cada condición de carga.

En la gráfica se puede observar que el mayor desplazamiento lógicamente es el perteneciente al

de la condición de máximo calado sumergido a T=25 m, seguido de las dos condiciones en las que se

encuentra el calado al valor del puntal a T=13.7 m.

A continuación, se presenta una gráfica que muestra el calado medio de las condiciones definidas:

Figura 10. Calado medio de cada condición de carga.

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

140 000

160 000

CC01 CC02 CC03 CC04 CC05 CC06 CC07 CC08 CC09 CC10 CC11

(t)

Desplazamiento (t)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0


(m)

Calado medio (m)


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Se puede observar que los calados medios oscilan entre valores cercanos al calado mínimo de

navegación, el mínimo calado para una correcta inmersión de la, y el máximo calado, en el que el buque

se encuentra parado controlando la posición y esperando a que el artefacto se posicione.

También, se presenta el trimado al que se han ajustado las condiciones de carga:

Figura 11. Trimado de cada condición de carga.

Como se puede apreciar en la figura, en la condición de CC04, a la cual el calado medio es de 25

m, se ha conseguido un trimado nulo.

3 – Criterios Aplicables según Reglamentos

Los criterios aplicables según los reglamentos son los establecidos por la Organización Marítima

Internacional (OMI) Anexo 2 Resolución MSC 267 (85) adoptados en diciembre del 2008. Ésta determina

unos criterios mínimos de estabilidad intacta que deben de cumplir todos los buques. Además de esos

criterios deberá cumplir otros para las condiciones transitorias especificados por el DNV.

3.1 – Estabilidad Intacta

Estas reglas se deben de cumplir para transportes marinos de más de 24 m de eslora, buques

cargueros, buques cargueros de cubierta de madera, buques de pasaje, buques pesqueros, buques de

fines especiales (special purpose vessels), buques de apoyo a plataformas, unidades móviles de

perforación, pontonas y portacontenedores o buques de carga general.

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25


(m)

Trimado (m)


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Se deben cumplir diferentes criterios según la condición en la que se encuentre el buque, si se

encuentra en navegación seguirá los criterios establecidos por la OMI, mientras que durante la condición

transitoria de float-on/ float-off debe cumplir las reglas específicas para buques de esta tipología.

3.1.1 – Criterios Aplicables durante la Navegación

Estos criterios serán de aplicación en las siguientes condiciones de carga: CC01, CC02, CC05,

CC06, CC07, CC08, CC10 y CC11.

Los criterios que debe cumplir en la estabilidad intacta en navegación según la OMI son los

siguientes:

El área bajo la curva de brazos adrizantes (GZ) no será inferior a 0,055 m·rad hasta un ángulo de

escora de 30º, ni inferior a 0,09 m·rad hasta un ángulo de 40º o hasta el ángulo de inundación θf

si éste fuera menor. Además, el área bajo la curva de brazos adrizantes entre los ángulos de

escora de 30º y 40 º, o θf si fuera menor, no será menor que 0,03 m·rad.

El valor del brazo adrizante (GZ) será al menos 0,20 m a un ángulo de escora igual o superior a

30º.

El valor máximo de la curva de brazos adrizantes se debe dar preferiblemente a un ángulo de

escora mayor de 30º, y nunca a menos de 25º. Si esto no se puede cumplir, existe un criterio

alternativo basado en un nivel equivalente de seguridad que se encuentra descrito en las notas

aclaratorias (“explanatory notes”) del 2008 (MSC.1/Circ.1281). En ella se enuncia que en aquellos

buques que no puedan cumplir con esa regla, buques normalmente con una amplia manga y

pequeño puntal B/D ≥ 2.51 se les puede aplicar los siguientes criterios:

o El máximo valor del brazo adrizante debe encontrarse a un ángulo de escora de al menos

15º.

o El área bajo la curva de brazos adrizantes no debe de ser menor de 0.07 m·rad hasta un

ángulo de escora de 15º, ni inferior a 0,055 m·rad a un ángulo de 30º o mayor. Cuando

el valor máximo del brazo adrizante se encuentra entre 15º y 30º, el área correspondiente

bajo la curva del brazo adrizante debe de ser: 0.055 + 0.001 · (30 − 𝜑𝑚𝑎𝑥) 𝑚 · 𝑟𝑎𝑑

El valor del radio metacéntrico transversal inicial (GM0) no será inferior a 0,15 m.

Asimismo, es preciso evaluar la habilidad del buque para resistir los efectos del viento y un balance

intenso (weather criterion). Para demostrarlo se sigue lo determinado por la OMI:

Se someterá al buque a la presión de un viento constante actuando perpendicularmente a crujía,

resultando en el correspondiente brazo escorante (lw1).

1 El buque en proyecto tiene una relación B/D de 3.6.


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Del ángulo de equilibrio resultante (φ0) se asume el balance del buque hacia barlovento hasta

alcanzar un ángulo (φ1). El ángulo (φ0) producido por el viento constante, no será mayor que 16º

o un 80% del ángulo de inmersión de cubierta, cual sea menor.

El buque es sometido ahora a una ráfaga de viento que produce un segundo brazo escorante (lw2).

Bajo estas circunstancias, el área b debe ser mayor o igual que el área a, tal como se indica en la

siguiente figura.

Figura 12. Criterio de viento y balance intenso.

Donde:

φ0 - ángulo de escora provocado por el correspondiente viento constante.

φ1 - ángulo de balance a barlovento producido por la acción de las olas.

φ2 - ángulo de inundación progresiva φf, ó 50º, ó φc, el menor de ellos.

φc -ángulo de la segunda intersección entre la curva GZ y el brazo escorante lw2.

Se calculan los momentos escorantes debido al viento:

𝐼𝑤1 =𝑃 · 𝐴 · 𝑧

1000 · 𝑔 · ∆ (𝑚)

𝐼𝑊2 = 1.5 · 𝐼𝑊1 (𝑚)

Donde:

P – presión del viento de 504 Pa.

A – Proyección del área lateral del buque por encima de la flotación en m2.

z – distancia vertical desde el centro del área lateral proyectada de la obra viva al centro del área

A en metros.

Δ - Desplazamiento del buque en toneladas.

Por lo tanto, el valor de los brazos escorantes debidos al viento variará con el calado y con el

desplazamiento, y como consecuencia para cada situación de carga.


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El ángulo φ1 se calcula de la siguiente manera:

𝜑1 = 109 · 𝑘 · 𝑋1 · 𝑋2 · √𝑟 · 𝑠

Donde:

𝑋1 factor obtenido de la Tabla 2.

𝑋2 factor obtenido de la Tabla 3.

K factor para buques con quillas de balance y quillote se obtiene de la Tabla 4.

𝑟 = 0.73 + 0.6 ·𝑂𝐺

𝑑· 𝑂𝐺 siendo OG=KG – d

s factor obtenido de la Tabla 5.

El periodo natural del balance es:

𝑇 =2 · 𝐶 · 𝐵

√𝐺𝑀 (𝑠)

Donde:

𝐶 = 0.373 + 0.023 ·𝐵

𝑑− 0.043 ·

𝐿𝑤𝑙

100, siendo b la manga del buque en metros, d el calado en

metros, 𝐿𝑤𝑙 la eslora en la flotación en metros.

A continuación, se muestran las tablas mencionadas anteriormente:

Tabla 2. Valores factor X1.

Tabla 3. Valores factor X2.


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Tabla 4. Valores factor k.

Donde Ak será el mismo valor para todas las condiciones de carga, ya que es la suma de las áreas

de las quillas de balance y el quillote, resultando un área de 547.7 m2.

Tabla 5. Valores factor s.

3.1.2 – Criterios Aplicables en Condición Transitoria de Float-on/ Float-off

Estos criterios serán de aplicación en las siguientes condiciones de carga: CC03, CC04 y CC09.

Los criterios aplicables en condición transitoria son los establecidos por el DNV Parte 5 Capítulo

10 Sección 5 para buques de operaciones especiales de tipología HLSV. Éstos definen la condición

transitoria en las que el buque se encuentra durante la secuencia de lastrado o deslastrado. Se debe tener

en cuenta el empuje que proporciona el artefacto que se va a transportar en cado de que éste proporcione

flotabilidad. Esta condición siempre se realizará bajo condiciones ambientales muy moderadas y con una

ventana operativa de garantías.

Los criterios que se deben de cumplir en esta condición son los siguientes:

El rango de estabilidad positiva del brazo adrizante debe de ser al menos de 15º y además el valor

del brazo adrizante debe de ser al menos de 0.1 m.

El ángulo de escora del máximo valor del brazo adrizante debe de ser al menos de 7º.

La altura metacéntrica transversal en el equilibrio debe de ser al menos de 0.3 m.


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3.2 – Estabilidad en Averías

Sucede la misma situación que en el estudio de la estabilidad intacta, el desarrollo de este análisis

y los criterios a cumplir durante la navegación se describen en la resolución de la OMI MSC 216(82)

mientras que durante la condición de float on/float off se utilizan los criterios establecidos por el DNV.

La estabilidad en averías considera el riesgo de inundación accidental de cualquier compartimento

o compartimentos. Esta inundación puede producir un movimiento incontrolado de la carga durante la

navegación o en el caso de carga/descarga que puede producir la perforación de las superficies expuestas.

3.2.1 – Criterios Aplicables en Averías durante la Navegación

Como se ha comentado anteriormente, en este caso se aplican los criterios definidos por la OMI.

Se evalúa la estabilidad en averías por medio del método probabilista en el que se estudia la probabilidad

de que el buque se mantenga a flote tras un abordaje o avería. Para ello se define un índice de

compartimento requerido “R”, que deberá ser menor que un índice de compartimentado alcanzado “A” que

trata de medir el grado de seguridad del buque.

Los criterios a cumplir son los siguientes:

El índice de compartimentado alcanzado “A” no será menor que el índice de

compartimentado requerido “R”.

El índice “A” es el resultado de la suma de los índices parciales “As”,”Ap” y “Al”. Y, además,

para buques cargueros como es el caso, dichos índices parciales no pueden ser menores

que “0,5·R”.

Para calcular el índice de compartimentado requerido “R” se utiliza la fórmula aplicable a buques

cargueros de más de 100 m de eslora:

𝑅 = 1 −128

𝐿𝑠 + 152

Donde 𝐿𝑠 es la eslora de compartimentado.

Mientras que el índice de compartimentado alcanzado “A” se obtiene de la siguiente manera:

𝐴 = 0.4 · 𝐴𝑠 + 0.4 · 𝐴𝑃 + 0.2 · 𝐴𝑙

Donde cada índice parcial corresponde a cada uno de los siguientes calados:

“ds” – “Deepest subdivision draught”. Corresponde al calado de verano (máximo calado de

navegación).

“dl” – “Light service draugth”. Corresponde al calado en la situación de carga más ligera (calado

mínimo de navegación).

“dp” – “Partial subdivision draught”. Esta es una situación a un calado parcial. Corresponde al

calado “dl” más un 60% de la diferencia entre “ds” y “dl”.


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Los índices parciales de compartimentado se calculan según la siguiente fórmula:

·i iA p s

Donde:

i - representa cada compartimento o cada grupo de compartimentos considerados.

ip - representa la probabilidad de que solo el compartimento o grupo de compartimentos

considerados sea inundado.

is - representa la probabilidad de que el buque sobreviva tras la inundación del compartimento o

grupo de compartimentos considerado.

La probabilidad ip se calcula según el procedimiento definido en la OMI que depende del número

de compartimentos considerado en cada caso, la eslora de compartimentado del buque, el número de

divisiones según mamparos longitudinales, la longitud del o los compartimentos, y la posición en el buque

de los mismos.

En cuanto al factor is , el valor correspondiente a cada caso de avería será:

int , , ,, ·i erm i final i mom is mín s s s

Donde:

int ,erm is - representa la probabilidad de sobrevivir a todas las etapas intermedias de inundación

hasta alcanzar la etapa final de equilibrio. Para buques cargueros se toma la unidad.

,final is - representa la probabilidad de que se conserve la flotabilidad en la etapa final de equilibrio.

,mom is - representa la probabilidad de que se conserve la flotabilidad tras la acción de un

determinado momento de escora. Éstos son los producidos por el pasaje, los botes o el viento. En

este caso es siempre mayor el momento escorante producido por el viento. Para buques cargueros

se toma la unidad.

Por lo que, como int ,erm is y ,mom is toman un valor de la unidad para buques de carga, solo es

necesario calcular ,final is :

14

final, · ·0,12 16

máxi

GZ Rangos K

Donde el valor de GZ máximo no se tomará mayor que 0,12 m, el rango no mayor que 16º y K es un coeficiente que toma los siguientes valores:

i. máx e

máx mín

K

.

ii. 1K ; si e mín .

iii. 0K ; si e máx .

iv. 𝜃𝑚𝑖𝑛 = 25°; 𝜃𝑚𝑎𝑥 = 30°.


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De tal manera, que la contribución de cada caso hipotético de avería al índice de compartimentado

alcanzado total, en el caso de un buque de carga, será:

,· · ·i i i final iA p r v s

Donde los factores r y v representan probabilidad de avería relativa a la división mediante

mamparos longitudinales y cubiertas estancas respectivamente.

3.2.2 – Criterios Aplicables en Averías en Condición Transitoria de Float-on/ Float-off

Las nuevas normas de DNV para buques HLSV (DNV Parte 5 Capítulo 10 Sección 5) indican que,

en la condición transitoria de inmersión, se deberá evaluar el riesgo de un accidente. Los casos de averías

a estudiar serán aquellos compartimentos que pueden verse dañados por un movimiento descontrolado de

la carga durante la operación de lastrado o deslastrado.

Tras la avería de uno de estos compartimentos se deberán cumplir los siguientes criterios:

El rango de estabilidad positiva debe de ser al menos 7º y además el valor del brazo adrizante en

todo este rango debe de ser al menos de 0.05 m.

El ángulo de escora después de la inundación no debe ser mayor de 15º.

La extensión de la avería a tener en cuenta es de 5 m horizontalmente para todas las superficies

expuestas a la carga salvo la cubierta de carga. Se puede considerar que los mamparos estancos

permanecen intactos si la distancia entre ellos es de más de 5 m, como es el caso. La penetración de la

avería será de 0.76 m.

Aun así, se van a tomar los casos más dañinos, comprobándose el cumplimiento de estos criterios.

Más adelante se explicará esta situación con más detenimiento, en la que con ayuda de las situaciones

transitorias se podrá ejemplificar los posibles daños y riesgos.

3.3 – Puntos de Inundación Progresiva

Es importante identificar los puntos de inundación progresiva para determinar el cumplimiento de

los criterios de estabilidad:

Tabla 6. Puntos de inundación progresiva.

Puntos de inundación X (m) Y (m) Z (m)

Taller babor 168.0 -16.0 27.6

Taller estribor 168.0 16.0 27.6

Estación CI 174.0 16.0 27.6

Pañol pinturas 182.4 -6.6 27.6

Pañol amarre 182.4 6.6 27.6


pág. 24


Cabe destacar que los primeros tres puntos de inundación de la tabla anterior, estarán preparados

para ser estancos durante la condición transitoria en caso de que el buque se sumerja a su calado máximo

para cumplir con los criterios de DNV aplicables durante esas operaciones.

3.4 – KG limitante

Con los criterios aplicables ya definidos para cada condición, se han realizado las curvas de KG

limitante. Éstas son muy interesantes pues muestran para cada condición de carga, el KG máximo que

puede tener el conjunto buque-artefacto para cumplir con las condiciones de estabilidad.

En la siguiente figura se muestra el KG limitante frente a la altura metacéntrica mínima para las

condiciones de navegación, es decir, para calados entre 8.2 m y 10.62 m.

Figura 13. KG y GM mínimo para condiciones de navegación.

Como se puede observar una vez aumenta el desplazamiento, la altura del centro de gravedad

límite disminuye mientras que la altura metacéntrica mínima aumenta.

Estas curvas se han calculado para un trimado nulo, por tanto, podrían variar en cada condición

de carga, aunque en principio no demasiado.

0

5

10

15

20

25

60000 64000 68000 72000 76000 80000 84000 88000

(m)

Desplazamiento (t)


KG limitante (m) GM mínimo (m)


pág. 25


Asimismo, se presenta la misma figura para la condición transitoria:

Figura 14. KG y GM mínimo para la condición transitoria.

Conociendo el KG limitante en función del desplazamiento, podemos conocer de una manera

rápida si las condiciones de carga a analizar van a cumplir los criterios de estabilidad.

A continuación, se muestra para las condiciones normales de navegación (8.2 a 10.62 m de

calado) los diferentes valores de KG que se alcanzan. Se presentan como puntos cada condición de carga

y como línea de guiones el KG limitante:

Figura 15. Comprobación del KG de cada condición normal de carga con el KG limitante.

Se observa que estos valores alcanzados se encuentran por debajo de la curva del KG limitante,

que determina el cumplimiento de la estabilidad.

0

5

10

15

20

25

80000 90000 100000 110000 120000 130000 140000 150000

(m)

Desplazamiento (t)


KG limitante (m) GM mínimo (m)

0

5

10

15

20

25

60000 64000 68000 72000 76000 80000 84000 88000

(m)

Desplazamiento (t)


KG limitante (m)

CC01

CC02

CC05

CC06

CC07

CC08

CC10

CC11


pág. 26


La misma gráfica se presenta ahora para las tres condiciones de inmersión transitoria:

Figura 16. Comprobación del KG de cada condición transitoria de carga con el KG limitante.

Se aprecia en la Figura 16 que para las condiciones de carga CC03 y CC09 al calado de 13.7 m,

al rebasar el puntal es justo cuando el buque pierde la inercia en la flotación y la curva de KG limitante cae.

Ambas situaciones comparten el mismo calado, aunque la CC03 solo se tiene la superestructura y los

flotadores de popa (casings) por encima de la línea de flotación, mientras que en la CC09 se le añade

también la FPSO.

En la condición de CC04, el buque se encuentra totalmente lastrado cumpliendo el criterio del KG

limitante asociado a ese desplazamiento.

De estas gráficas podemos decir que en principio todas las condiciones de carga van a cumplir los

criterios de estabilidad, a no ser que se produzca algún efecto no tenido en cuenta como un excesivo

trimado. En los apartados siguientes se analiza la estabilidad del buque en profundidad para cada una de

las condiciones de carga definidas.

4 – Condiciones Límites de Navegación y Condición Transitoria

En cada situación de carga se deben cumplir unas condiciones en cuanto al equilibrio hidrostático

del buque para asegurar una correcta operación.

El calado máximo de navegación será el de la flotación de verano: 10,62 m.

El trimado siempre ha de ser positivo (trimado por popa), y su valor máximo se intentará que no

sea mayor de 1 m.

El calado a popa debe ser tal que asegure una inmersión total del propulsor, y su correcto

funcionamiento. El calado mínimo en popa será de 8,2 m (valor considerado para el proyecto de

la hélice, considerando la cavitación, en el cuaderno 6).

El calado máximo al que se diseña el buque para las condiciones transitorias es de 25 m.

0

5

10

15

20

25

80000 90000 100000 110000 120000 130000 140000 150000

(m)

Desplazamiento (t)


KG limitante (m)

CC03

CC04

CC09


pág. 27


5 – Equilibrio hidrostático y Estabilidad

A continuación, se presentan los resultados para cada una de las condiciones de carga analizadas.

En los apéndices se presentan las tablas de las condiciones de carga, indicándose únicamente aquellos

tanques que se llenan (no aparecen los tanques vacíos).

5.1 – CC01 – Lastre Salida

La condición de carga, con el llenado y posición de cada tanque para CC01 se presenta en el

APÉNDICE 1 – CC01.



CC01-Salida en Lastre: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.20











KB (m) 4.44

KG (m) 10.80

BMt (m) 26.55

BML (m) 395.88



GML (m) 388.24

KMt (m) 30.998

KML (m) 400.32




pág. 28






Tabla 9. CC01. Criterios de viento y balance intensos.

Salida en Lastre: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Salida en Lastre: Criterios de viento Criterio Valor Cumple

Área lateral (m²) - 5142 -

Posición centro de presiones obra muerta (m) - 24.30 -

Posición centro de presiones obra viva (m) - 4.15 -

Ángulo de balance a barlovento (φ1) (°) - 16.7 -

Ángulo máximo de escora por viento constante (°) 16.0 0.3 Sí


Área b / Área a (-) 1.0 5.3 Sí


pág. 29


5.2 – CC02 – Lastre Llegada

La condición de carga, con el llenado y posición de cada tanque para CC01 se presenta en el




CC02-Llegada en Lastre: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.19











KB (m) 4.44

KG (m) 10.37

BMt (m) 26.56

BML (m) 395.78



GML (m) 388.139

KMt (m) 30.999

KML (m) 400.22




pág. 30







Llegada en Lastre: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Llegada en Lastre: Criterios de viento Criterio Valor Cumple









pág. 31


5.3 – CC03 – Lastre al calado correspondiente al puntal

La situación de carga, con el llenado y posición de cada tanque para CC03 se presenta en el




CC03-Lastre. Calado al puntal: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.02











KB (m) 7.42

KG (m) 8.11

BMt (m) 4.13

BML (m) 153.15



GML (m) 152.25

KMt (m) 11.549

KML (m) 160.568




pág. 32






Lastre. Calado al puntal: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple






pág. 33


5.4 – CC04 – Lastre al calado máximo sumergido

En esta condición, se llenan casi en su totalidad los tanques de lastre para que el buque se sumerja

al calado máximo, momento en el que se posicionará el artefacto.





CC04-Lastre. Calado máximo: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.00











KB (m) 10.13

KG (m) 10.49

BMt (m) 3.85

BML (m) 126.44



GML (m) 125.87

KMt (m) 13.984

KML (m) 136.57




pág. 34






Lastre. Calado máximo: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple






pág. 35


5.5 – CC05 – Topside Salida





CC05-Salida Top-Side: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.08











KB (m) 5.70

KG (m) 17.68

BMt (m) 21.47

BML (m) 351.79



GML (m) 339.76

KMt (m) 27.17

KML (m) 357.491




pág. 36







Salida Top-Side: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Salida Top-Side: Criterios de viento Criterio Valor Cumple









pág. 37


5.6 – CC06 – Topside Llegada





CC06-Llegada Top-Side: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.09











KB (m) 5.47

KG (m) 18.03

BMt (m) 22.30

BML (m) 363.79



GML (m) 350.98

KMt (m) 27.769

KML (m) 369.258




pág. 38







Llegada Top-Side: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Llegada Top-Side: Criterios de viento Criterio Valor Cumple









pág. 39


5.7 – CC07 – Módulos Grúa Salida





CC07-Salida Módulos de grúas: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.10











KB (m) 5.05

KG (m) 20.07

BMt (m) 23.84

BML (m) 381.15



GML (m) 365.63

KMt (m) 28.887

KML (m) 386.197




pág. 40







Salida Módulos de grúas: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Salida Módulos de grúas: Criterios de viento Criterio Valor Cumple









pág. 41


5.8 – CC08 – Módulos Grúa Llegada





CC08-Llegada Módulos de grúas: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.09











KB (m) 4.78

KG (m) 20.74

BMt (m) 24.93

BML (m) 385.77



GML (m) 369.46

KMt (m) 29.716

KML (m) 390.547




pág. 42







Llegada Módulos de grúas: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Llegada Módulos de grúas: Criterios de viento Criterio Valor Cumple









pág. 43


5.9 – CC09 – FPSO al calado correspondiente al puntal





CC09-FPSO. Calado al puntal: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.22






Coeficiente de bloque (-) 0

Coeficiente de la maestra (-)

Coeficiente de la flotación (-) 0



KB (m) 7.41

KG (m) 11.91

BMt (m) 6.27

BML (m) 162.21



GML (m) 157.50

KMt (m) 13.679

KML (m) 169.619




pág. 44






FPSO. Calado al puntal: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple






pág. 45


5.10 – CC10 – FPSO Salida





CC10-Salida FPSO: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.07











KB (m) 4.78

KG (m) 17.62

BMt (m) 24.97

BML (m) 387.07



GML (m) 374.23

KMt (m) 29.746

KML (m) 391.851




pág. 46







Salida FPSO: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Salida FPSO: Criterios de viento Criterio Valor Cumple









pág. 47


5.11 – CC11 – FPSO Llegada





C11-Llegada FPSO: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.05











KB (m) 4.84

KG (m) 17.18

BMt (m) 24.67

BML (m) 383.94



GML (m) 371.32

KMt (m) 29.508

KML (m) 388.785




pág. 48







Llegada FPSO: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Llegada FPSO: Criterios de viento Criterio Valor Cumple









pág. 49



Como ya se comentó en el cuaderno 10 de Resistencia Estructural, la condición de navegación

iba acompañada de un momento flector y un esfuerzo cortante mayor que la condición en la que el buque

se encuentra sumergido

A continuación, se recuerda que el valor del momento flector resultante total en la sección media

es de -4.971.077 𝑘𝑁 · 𝑚 para arrufo y 4.971.077 𝑘𝑁 · 𝑚 para quebranto. Estos dos valores son los

momentos de diseño que se utilizaron para el escantillonado de la cuaderna maestra.

Figura 28. Momentos flectores máximos de diseño.

-6000000

-4000000

-2000000

0

2000000

4000000

6000000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L




pág. 50


Mientras que los esfuerzos cortantes de diseño son −85.974 𝑘𝑁 para el arrufo y 95.248 𝑘𝑁

para el quebranto.

Figura 29. Esfuerzos cortantes máximos de diseño.

En los siguientes apartados se presentan los gráficos de resistencia longitudinal para cada una de

las situaciones de carga.

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L




pág. 51


6.1 – CC01 – Lastre Salida

El valor máximo del momento es de 256.110 t·m (2.5 · 106 kN·m) y el esfuerzo cortante máximo

es de 4.229 t (41.5 · 103 kN) en esta situación de carga.

Figura 30. CC01. Resistencia Longitudinal.


pág. 52


6.2 – CC02 – Lastre Llegada


es de -3.898 t (-39.2 · 103 kN) en esta situación de carga.



pág. 53


6.3 – CC03 – Lastre al calado correspondiente al puntal

El valor máximo del momento es de -116.908 t·m (-1.15 · 106 kN·m) y el esfuerzo cortante máximo




pág. 54


6.4 – CC04 – Lastre al calado máximo sumergido





pág. 55


6.5 – CC05 – Topside Salida





pág. 56


6.6 – CC06 – Topside Llegada





pág. 57


6.7 – CC07 – Módulos Grúa Salida





pág. 58


6.8 – CC08 – Módulos Grúa Llegada





pág. 59


6.9 – CC09 – FPSO al calado correspondiente al puntal





pág. 60


6.10 – CC10 – FPSO Salida





pág. 61


6.11 – CC11 – FPSO Llegada





pág. 62


6.12 – Resumen de Resistencia Longitudinal

En la siguiente gráfica se muestra los momentos flectores de cada situación de carga En rojo se

presenta la envolvente de momentos flectores máximos y en azul la envolvente de los momentos flectores

mínimos.

Figura 41. Momentos en cada una de las condiciones de carga estudiadas.

Para comprobar que estos momentos máximos y mínimos son menores en valor absoluto que los

momentos flectores calculados en el cuaderno 10 – Resistencia Estructural, se presenta la siguiente gráfica

en la que se muestran los momentos flectores de diseño de la estructura y la envolvente de los momentos

máximos y mínimos de las condiciones de carga.

-3.E+06

-2.E+06

-1.E+06

0.E+00

1.E+06

2.E+06

3.E+06

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momentos Flectores



LC11 Mmínimo Mmáximo


pág. 63


Figura 42. Comprobación de momentos flectores de diseño y la envolvente de los momentos obtenidos de las diferentes

condiciones de carga.

Se puede observar que los momentos máximos de las condiciones se encuentran entre los valores

máximos y mínimos de diseño de la estructura del buque indicados en las reglas de DNV.

Asimismo, se realiza la misma operación para los esfuerzos cortantes, primero se muestran los

esfuerzos cortantes de cada situación de carga. Se presenta también en rojo la envolvente de esfuerzos

cortantes máximos y en azul la envolvente de los esfuerzos cortantes mínimos.

-6.E+06

-4.E+06

-2.E+06

0.E+00

2.E+06

4.E+06

6.E+06

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momentos Flectores



pág. 64


Figura 43. Esfuerzos cortantes en cada una de las condiciones de carga estudiadas.

Por último, se comprueba que esos esfuerzos cortantes máximos y mínimos cumplen con los

esfuerzos cortantes en el cuaderno 10 – Resistencia Estructural, por ello, se presenta la siguiente gráfica

en la que se muestra los esfuerzos cortantes de diseño y la envolvente de los esfuerzos cortantes máximos

y mínimos de las condiciones de carga.

-8.E+04

-6.E+04

-4.E+04

-2.E+04

0.E+00

2.E+04

4.E+04

6.E+04

8.E+04

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Co

rta

nte

(kN

)

x / L

Esfuerzos Cortantes



LC11 Mínimo Máximo


pág. 65


Figura 44. Comprobación de esfuerzos cortantes de diseño y la envolvente de los esfuerzos cortantes obtenidos de las

diferentes condiciones de carga.

Se comprueba que los esfuerzos cortantes máximos y mínimos de las condiciones se encuentran

dentro de los límites de los esfuerzos para los que se ha diseñado la estructura del buque.

-1.E+05

-8.E+04

-6.E+04

-4.E+04

-2.E+04

0.E+00

2.E+04

4.E+04

6.E+04

8.E+04

1.E+05

1.E+05

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00Co

rta

nte

(kN

)

x / L

Esfuerzos Cortantes



pág. 66


7 – Estabilidad en Averías

Los cálculos del método probabilista de estabilidad en averías se realizarán con la ayuda del

software Maxsurf, más en concreto el Maxsurf Stability que es el que posee las herramientas adecuadas

para este cálculo. Para ello habrá que seguir un procedimiento descrito a continuación.

Se ha de tener en cuenta, los tres calados representativos de estudio que son:

“ds” – calado al francobordo de verano (llamada LCA1). Podemos tomar como representativa la

condición de carga en la que el buque transporta una topside (condición CC05) con un calado de

10,57 m.

“dp” – calado parcial (llamada LCA2). Corresponde al calado “dl” más un 60% de la diferencia entre

“ds” y “dl”, esto da un calado de 9,65 m, por lo que, se ha creado una situación de carga intermedia

para este análisis.

“dl” – calado en la situación de carga más ligera (llamada LCA3). Podemos tomar la condición

CC01, de salida en lastre, con un calado de 8,30 m.

Para esta condición de carga al calado parcial (LCA2), realiazada exclusivamente para el método probabilista, es necesario analizar el cumplimiento de los criterios de estabilidad intacta:

Tabla 37. LCA2 Calado parcial. Equilibrio hidrostático.

LCA2-Partial draught: Equilibrio hidrostático





trimado (m) 0.10











KB (m) 5.19

KG (m) 17.90

BMt (m) 23.31

BML (m) 376.56



GML (m) 363.08

KMt (m) 28.5

KML (m) 381.754




pág. 67


Figura 45. LCA2 Calado parcial. Curvas adrizantes.

Tabla 38. LCA2 Calado parcial. Criterios de estabilidad.

Tabla 39. LCA2 Calado parcial. Criterios de viento.

Calado parcial: Criterios de estabilidad Criterio Valor Cumple








Calado parcial: Criterios de viento Criterio Valor Cumple









pág. 68


7.1 – Índice de Compartimentado Requerido

Tal y como se explicó anteriormente, para calcular el índice de compartimentado requerido “R” se

utiliza la fórmula aplicable a buques cargueros de más de 100 m de eslora:

𝑅 = 1 −128

𝐿𝑠 + 152= 1 −

128

212.2 + 152= 0.649

Donde 𝐿𝑠 es la eslora de compartimentado cuyo valor es de 212,2 m

7.2 – División del Buque en Zonas

A continuación, se muestra la subdivisión en zonas que se realiza en el programa Maxsurf, según

la definición de los tanques y mamparos estancos tanto transversales como longitudinales. Asimismo, es

necesario definir el compartimentado del buque en zonas, sobre todo de cara al cálculo de los factores

, ,i i ip r v , de manera organizada. Las siguientes imágenes muestran la subdivisión en zonas en el modelo

de Maxsurf:

Figura 46. División del buque en zonas. Vista de perfil.

Figura 47. División del buque en zonas. Vista en planta.

Tras definir las zonas de averías y los tanques y compartimentos que se ven afectados en cada

una de ellas, Maxsurf calcula directamente las probabilidades ip , y solo queda definir algunos inputs

opcionales que ayuden a realizar un cálculo más rápido:


pág. 69


Máximo ángulo de trimado: se fija en 25º, de tal manera que, si el buque toma un trimado de más

de 25ª grados en el equilibrio tras la avería, el programa no calculará la estabilidad y le asignará

un valor is nulo.

Máximo número de zonas adyacentes a considerar: se consideran solo 3 zonas adyacentes, de

tal manera que el cálculo se detendrá tras barrer todas las combinaciones de averías en uno, dos

y tres compartimentos adyacentes.

Mínima probabilidad a considerar: se fija en 0,001, de tal manera que, para averías con una

probabilidad muy pequeña de producirse, y que por tanto aportarán poco al valor final de “A”, no

se realizarán los cálculos y se ahorrará tiempo de cálculo.

Con estas consideraciones, se llega a una probabilidad total del 96.3%. Por lo tanto, parece más

que suficiente para realizar el cálculo probabilista.

7.3 – Índice de Compartimentado Obtenido

Como se ha comentado anteriormente, el índice de compartimentado alcanzado “A” se obtiene de la siguiente manera:

𝐴 = 0.4 · 𝐴𝑠 + 0.4 · 𝐴𝑃 + 0.2 · 𝐴𝑙

Donde cada índice parcial corresponde a cada uno de los siguientes calados:

“ds” – Corresponde al calado de verano. T=10.62 m.

“dl” – Corresponde al calado en la situación de carga más ligera. T=8.2 m.

“dp” – Esta es una situación a un calado parcial. T= 9.65 m.

En los apéndices (APÉNDICE 12 – LCA1, APÉNDICE 13 – LCA2 y APÉNDICE 14 – LCA3) se

presentan las tablas que muestran todos los cálculos relativos a la obtención del índice de compartimentado

obtenido.

Los resultados para cada uno de los calados son los siguientes:

As = 0.702

Ap = 0.747

Al = 0.789

Se demuestra que cada uno de los índices parciales es mayor de “0,5·R” = 0.324. Finalmente, el

índice de compartimentado obtenido total será:

𝐴 = 0.4 · 0.702 + 0.4 · 0.747 + 0.2 · 0.789 = 0.737

Por tanto, se comprueba que el índice de compartimentado obtenido “A” es mayor que el índice

de compartimentado requerido “R”.

𝐴 = 0.737 > 𝑅 = 0.649


pág. 70


A partir de los cálculos realizados para el método probabilista, se puede comprobar uno de los

puntos clave del cuaderno 5, la reducción del francobordo tabular del 100%, para lo que es necesario que

el buque sea estable después de inundarse un compartimento o tanque cualquiera (salvo la CCMM).

Los resultados presentados en los apéndices demuestran que cuando se inunda un único

compartimento o tanque, para las tres condiciones analizadas, el buque sigue siendo estable. Esto se

puede comprobar ya que el factor ,final is es la unidad en todos los casos. Por tanto, podemos decir que se

cumple el requisito que se aceptó en el cuaderno 5 para la reducción del francobordo tabular. (Ver Tabla

64, Tabla 67 y Tabla 70).

7.4 – Condición Transitoria

Los riesgos de un accidente en la inundación de cualquier tanque se pueden dar durante el

desarrollo del float-on/float-off, pudiendo producir un movimiento incontrolado de la carga. Según el DNV,

se deben de seguir los criterios anteriormente mencionados en el apartado 3.2.2 de este mismo cuaderno.

Para analizar el riesgo de impacto de la carga en los tanques, se han seleccionado los

casos más dañinos para el buque en la condición CC04, cuando el buque está sumergido al máximo calado.

Se simulan dos posibles casos en las que un movimiento incontrolado de la carga pudiera dañar la zona

de popa y en otra la zona de proa. Estos casos se enumeran a continuación:

Avería en flotador (casing) de popa de estribor. Tanques: Lastre 40 Er, Lastre 41 Er y Lastre 42 Er

(ver Figura 48).

Avería en los tanques de proa de la cubierta de carga y estribor. Tanques: Lastre 34 Er, Lastre 35

Er, Lastre 43 Er y Lastre 47 Er.

Estos dos casos a estudiar son mucho más severos de lo que se exige en las reglas de DNV, y de

esta manera se demuestra sobradamente el cumplimiento de los criterios.

Figura 48. Modelo de Maxsurf. Avería en el flotador de popa/estribor.


pág. 71


Figura 49. Modelo de Maxsurf. Avería en los tanques de proa/estribor.

A continuación, se presenta una tabla con un resumen de los resultados de ambas condiciones de

averías analizadas y las curvas GZ correspondientes. Se puede comprobar que se cumplen los criterios definidos en

3.2.2 – Criterios Aplicables en Averías en Condición Transitoria de Float-on/ Float-off para esta condición.

Tabla 40. Resumen de resultados de los dos casos considerados en averías en la condición transitoria.

AveríaFlotador

popa/estribor

Tanques

proa/estribor

Calado medio (ton) 24.25 24.91

Escora (°) -3.60 -0.80

trimado (m) -1.99 0.10

GMt corregido (m) 3.03 3.01

Rango de estabilidad positva (°) 15.80 15.80

GZ a un ángulo de 7° (m) 0.54 0.42


pág. 72


Figura 50. Curva de GZ tras avería en el flotador de popa/estribor.

Figura 51. Curva de GZ tras avería los tanques de popa/estribor.


pág. 73


APÉNDICES


pág. 74


APÉNDICE 1 – CC01

Tabla 41. Apéndice 1. CC01. (1/2).

Item Cantidad Peso (t) XG (m) YG (m) ZG (m) M.S.L. (tm)

Lastre 13 C 30% 528.9 20.11 0.00 6.07 11070

Lastre 14 C 20% 490.7 34.60 0.00 3.90 11070

Lastre 15 C 75% 1928.3 50.10 0.00 5.96 11070

Lastre 16 C 75% 1928.3 66.30 0.00 5.96 11070

Lastre 17 C 75% 1928.3 82.50 0.00 5.96 11070

Lastre 18 C 75% 1856.9 98.40 0.00 5.96 10660

Lastre 19 C 75% 1856.9 114.00 0.00 5.96 10660

Lastre 20 C 100% 2475.9 129.60 0.00 6.99 0

Lastre 22 Br 38% 173.0 160.09 -21.31 4.05 269

Lastre 22 Er 50% 231.4 160.14 21.34 4.39 269

Lastre 25 Br 100% 185.2 -4.02 -10.74 11.78 0

Lastre 25 Er 100% 185.2 -4.02 10.74 11.78 0

Lastre 26 Br 100% 290.8 3.74 -20.97 11.85 0

Lastre 26 Er 100% 290.8 3.74 20.97 11.85 0

Lastre 27 Br 100% 589.7 17.70 -17.25 12.45 0

Lastre 27 C 100% 813.6 17.70 0.00 12.45 0

Lastre 27 Er 100% 589.7 17.70 17.25 12.45 0

Lastre 28 Br 100% 589.9 33.90 -17.25 12.45 0

Lastre 28 C 100% 813.6 33.90 0.00 12.45 0

Lastre 28 Er 100% 589.9 33.90 17.25 12.45 0

Lastre 29 Br 100% 589.9 50.10 -17.25 12.45 0

Lastre 29 C 100% 813.6 50.10 0.00 12.45 0

Lastre 29 Er 100% 589.9 50.10 17.25 12.45 0

Lastre 30 Br 100% 589.9 66.30 -17.25 12.45 0

Lastre 30 C 100% 813.6 66.30 0.00 12.45 0

Lastre 30 Er 100% 589.9 66.30 17.25 12.45 0

Lastre 31 Br 100% 589.9 82.50 -17.25 12.45 0

Lastre 31 C 100% 813.6 82.50 0.00 12.45 0

Lastre 31 Er 100% 589.9 82.50 17.25 12.45 0

Lastre 32 Br 100% 568.1 98.40 -17.25 12.45 0

Lastre 32 C 100% 783.5 98.40 0.00 12.45 0

Lastre 32 Er 100% 568.1 98.40 17.25 12.45 0

CC01 -Salida en Lastre


pág. 75




Lastre 33 Br 100% 568.1 114.00 -17.25 12.45 0

Lastre 33 C 100% 783.5 114.00 0.00 12.45 0

Lastre 33 Er 100% 568.1 114.00 17.25 12.45 0

Lastre 34 Br 100% 568.1 129.60 -17.25 12.45 0

Lastre 34 C 100% 783.5 129.60 0.00 12.45 0

Lastre 34 Er 100% 568.1 129.60 17.25 12.45 0

Lastre 35 Br 100% 568.1 145.20 -17.25 12.45 0

Lastre 35 C 100% 783.5 145.20 0.00 12.45 0

Lastre 35 Er 100% 568.1 145.20 17.25 12.45 0

Lastre 36 Br 100% 485.1 160.45 -21.48 11.00 0

Lastre 36 Er 100% 485.1 160.45 21.48 11.00 0

Lastre 37 Br 100% 208.9 170.60 -19.79 11.07 0

Lastre 37 Er 100% 141.5 170.55 20.95 11.10 0

Lastre 38 Br 100% 405.8 177.47 -16.31 11.15 0

Lastre 38 Er 100% 405.8 177.47 16.31 11.15 0

Lastre 39 Br 100% 690.3 186.51 -7.27 11.12 0

Lastre 39 Er 100% 690.3 186.51 7.27 11.12 0

Pique de Proa 21% 251.8 194.40 0.00 2.42 3993

MDO 1 100% 2060.5 145.20 0.00 6.99 0

MDO 2 100% 47.9 170.70 15.20 5.65 0

MDO 3 100% 47.9 170.70 -15.20 5.65 0

MDO 4 100% 1143.6 167.70 0.00 16.70 0

MDO 5 100% 756.0 178.54 0.00 16.70 0

LubOil 100% 25.6 169.20 -17.35 5.65 0

Lodos 10% 7.2 165.30 2.50 0.15 53

Aceite sucio 10% 3.0 165.30 -3.75 0.15 5

Aguas aceitosas 10% 3.0 165.30 -1.25 0.15 5

Sentinas 10% 6.0 169.50 -2.50 0.15 44

Derrames Comb 10% 3.0 169.50 1.25 0.15 5

Reboses Comb 10% 2.6 169.50 3.75 0.15 5

Aguas Negras 10% 5.5 170.70 -15.20 8.57 4

Aguas Grises 10% 11.9 170.70 16.35 8.57 36

Agua Dulce Br 100% 142.9 177.90 -10.50 11.00 0

Agua Dulce Er 100% 142.9 177.90 10.50 11.00 0

CC01 -Salida en Lastre


pág. 76





Lastre 13 C 43% 758,1 19,38 0,00 6,49 11070

Lastre 14 C 24% 603,6 34,47 0,00 4,08 11070

Lastre 15 C 90% 2314,0 50,10 0,00 6,57 11070

Lastre 16 C 90% 2314,0 66,30 0,00 6,57 11070

Lastre 17 C 90% 2314,0 82,50 0,00 6,57 11070

Lastre 18 C 90% 2228,3 98,40 0,00 6,57 10660

Lastre 19 C 90% 2228,3 114,00 0,00 6,57 10660

Lastre 20 Bbr 50% 931,7 129,60 -17,25 5,05 4074

Lastre 20 C 100% 2475,9 129,60 0,00 6,99 0

Lastre 20 Estr 50% 931,7 129,60 17,25 5,05 4074

Lastre 23 Bbr 100% 133,8 170,79 -19,51 5,85 0

Lastre 23 Estr 100% 163,2 170,50 19,12 5,81 0

Lastre 24 Bbr 100% 432,8 177,45 -13,68 5,76 0

Lastre 24 Estr 100% 432,8 177,45 13,68 5,76 0

Lastre 25 Bbr 100% 185,2 -4,02 -10,74 11,78 0

Lastre 25 Estr 100% 185,2 -4,02 10,74 11,78 0

Lastre 26 Bbr 100% 290,8 3,74 -20,97 11,85 0

Lastre 26 Estr 100% 290,8 3,74 20,97 11,85 0

Lastre 27 Bbr 100% 589,7 17,70 -17,25 12,45 0

Lastre 27 Estr 100% 589,7 17,70 17,25 12,45 0

Lastre 28 Bbr 100% 589,9 33,90 -17,25 12,45 0

Lastre 28 Estr 100% 589,9 33,90 17,25 12,45 0

Lastre 29 Bbr 100% 589,9 50,10 -17,25 12,45 0

Lastre 29 C 100% 813,6 50,10 0,00 12,45 0

Lastre 29 Estr 100% 589,9 50,10 17,25 12,45 0

Lastre 30 Bbr 100% 589,9 66,30 -17,25 12,45 0

Lastre 30 C 100% 813,6 66,30 0,00 12,45 0

Lastre 30 Estr 100% 589,9 66,30 17,25 12,45 0

Lastre 31 Bbr 100% 589,9 82,50 -17,25 12,45 0

Lastre 31 C 100% 813,6 82,50 0,00 12,45 0

Lastre 31 Estr 100% 589,9 82,50 17,25 12,45 0

Lastre 32 Bbr 100% 568,1 98,40 -17,25 12,45 0

Lastre 32 C 100% 783,5 98,40 0,00 12,45 0

Lastre 32 Estr 100% 568,1 98,40 17,25 12,45 0

CC02-Llegada en lastre


pág. 77




Lastre 33 Bbr 100% 568,1 114,00 -17,25 12,45 0

Lastre 33 C 100% 783,5 114,00 0,00 12,45 0

Lastre 33 Estr 100% 568,1 114,00 17,25 12,45 0

Lastre 34 Bbr 100% 568,1 129,60 -17,25 12,45 0

Lastre 34 C 100% 783,5 129,60 0,00 12,45 0

Lastre 34 Estr 100% 568,1 129,60 17,25 12,45 0

Lastre 35 Bbr 100% 568,1 145,20 -17,25 12,45 0

Lastre 35 C 100% 783,5 145,20 0,00 12,45 0

Lastre 35 Estr 100% 568,1 145,20 17,25 12,45 0

Lastre 36 Bbr 100% 485,1 160,45 -21,48 11,00 0

Lastre 36 Estr 100% 485,1 160,45 21,48 11,00 0

Lastre 37 Bbr 100% 208,9 170,60 -19,79 11,07 0

Lastre 37 Estr 100% 141,5 170,55 20,95 11,10 0

Lastre 38 Bbr 100% 405,8 177,47 -16,31 11,15 0

Lastre 38 Estr 100% 405,8 177,47 16,31 11,15 0

Lastre 39 Bbr 100% 690,3 186,51 -7,27 11,12 0

Lastre 39 Estr 100% 690,3 186,51 7,27 11,12 0

Pique de Proa 53% 637,2 194,61 0,00 5,04 3993

MDO 1 10% 206,1 145,20 0,00 3,40 9152

MDO 2 10% 4,8 170,70 15,20 3,27 3

MDO 3 10% 4,8 170,70 -15,20 3,27 3

MDO 4 10% 114,4 167,70 0,00 14,00 6688

MDO 5 10% 75,6 178,54 0,00 14,00 3956

LubOil 10% 2,6 169,20 -17,35 3,27 2

Lodos 80% 57,5 165,30 2,50 1,20 53

Aceite sucio 80% 23,9 165,30 -3,75 1,20 5

Aguas aceitosas 80% 23,9 165,30 -1,25 1,20 5

Sentinas 80% 47,9 169,50 -2,50 1,20 44

Derrames Comb 80% 23,9 169,50 1,25 1,20 5

Reboses Comb 80% 21,1 169,50 3,75 1,20 5

Aguas Negras 80% 44,3 170,70 -15,20 10,46 4

Aguas Grises 80% 95,3 170,70 16,35 10,46 36

Agua Dulce Bbr 10% 14,3 177,90 -10,50 8,57 20

Agua Dulce Estr 10% 14,3 177,90 10,50 8,57 20

CC02-Llegada en lastre


pág. 78





Lastre 1 100% 141,2 38,55 0,00 2,54 0

Lastre 2 Bbr 100% 396,4 50,74 -15,55 2,06 0

Lastre 2 C 100% 741,1 51,01 0,00 1,82 0

Lastre 2 Estr 100% 396,4 50,74 15,55 2,06 0

Lastre 3 Bbr 100% 649,6 66,55 -16,84 1,58 0

Lastre 3 C 100% 971,3 66,33 0,00 1,51 0

Lastre 3 Estr 100% 649,6 66,55 16,84 1,58 0

Lastre 4 Bbr 100% 684,4 82,50 -17,03 1,53 0

Lastre 4 C 100% 975,8 82,50 0,00 1,50 0

Lastre 4 Estr 100% 684,4 82,50 17,03 1,53 0

Lastre 5 Bbr 100% 658,7 98,40 -17,02 1,53 0

Lastre 5 C 100% 940,2 98,40 0,00 1,50 0

Lastre 5 Estr 100% 658,7 98,40 17,02 1,53 0

Lastre 6 Bbr 100% 658,9 114,00 -17,02 1,53 0

Lastre 6 C 100% 940,2 114,00 0,00 1,50 0

Lastre 6 Estr 100% 658,9 114,00 17,02 1,53 0

Lastre 7 Bbr 100% 658,9 129,60 -17,02 1,53 0

Lastre 7 C 100% 940,2 129,60 0,00 1,50 0

Lastre 7 Estr 100% 658,9 129,60 17,02 1,53 0

Lastre 8 Bbr 100% 659,0 145,20 -17,02 1,53 0

Lastre 8 C 100% 940,2 145,20 0,00 1,50 0

Lastre 8 Estr 100% 659,0 145,20 17,02 1,53 0

Lastre 9 Bbr 100% 530,9 163,16 -15,87 1,61 0

Lastre 9 C 100% 433,9 159,60 0,00 1,50 0

Lastre 9 Estr 100% 530,9 163,16 15,87 1,61 0

Lastre 10 Bbr 100% 126,6 167,40 -7,50 1,50 0

Lastre 10 Estr 100% 126,6 167,40 7,50 1,50 0

Lastre 11 Bbr 100% 177,5 176,06 -13,17 1,71 0

Lastre 11 C 100% 649,2 176,99 0,00 1,50 0

Lastre 11 Estr 100% 177,5 176,06 13,17 1,71 0

Lastre 12 Bbr 100% 192,1 5,13 -7,68 8,63 0

Lastre 12 Estr 100% 192,1 5,13 7,68 8,63 0

Lastre 13 Bbr 100% 1061,3 18,61 -16,49 8,77 0

Lastre 13 C 100% 1763,0 18,42 0,00 8,18 0

Lastre 13 Estr 100% 1061,3 18,61 16,49 8,77 0

CC03-Calado al Puntal


pág. 79




Lastre 14 Bbr 100% 1699,7 34,27 -16,80 7,51 0

Lastre 14 C 100% 2514,9 34,04 0,00 7,07 0

Lastre 14 Estr 100% 1699,7 34,27 16,80 7,51 0

Lastre 15 Bbr 100% 1916,7 50,13 -17,19 7,13 0

Lastre 15 C 100% 2571,1 50,10 0,00 6,99 0

Lastre 15 Estr 100% 1916,7 50,13 17,19 7,13 0

Lastre 16 Bbr 100% 1934,1 66,30 -17,25 7,10 0

Lastre 16 C 100% 2571,1 66,30 0,00 6,99 0

Lastre 16 Estr 100% 1934,1 66,30 17,25 7,10 0

Lastre 17 Bbr 100% 1935,0 82,50 -17,25 7,10 0

Lastre 17 C 100% 2571,1 82,50 0,00 6,99 0

Lastre 17 Estr 100% 1935,0 82,50 17,25 7,10 0

Lastre 18 Bbr 100% 1863,4 98,40 -17,25 7,10 0

Lastre 18 C 100% 2475,9 98,40 0,00 6,99 0

Lastre 18 Estr 100% 1863,4 98,40 17,25 7,10 0

Lastre 19 Bbr 100% 1863,4 114,00 -17,25 7,10 0

Lastre 19 C 100% 2475,9 114,00 0,00 6,99 0

Lastre 19 Estr 100% 1863,4 114,00 17,25 7,10 0

Lastre 20 Bbr 100% 1863,4 129,60 -17,25 7,10 0

Lastre 20 C 100% 2475,9 129,60 0,00 6,99 0

Lastre 20 Estr 100% 1863,4 129,60 17,25 7,10 0

Lastre 21 Bbr 100% 1863,2 145,20 -17,25 7,10 0

Lastre 21 Estr 100% 1863,2 145,20 17,25 7,10 0

Lastre 22 Bbr 100% 459,0 160,24 -21,39 5,69 0

Lastre 22 Estr 100% 459,0 160,24 21,39 5,69 0

Lastre 23 Bbr 100% 133,8 170,79 -19,51 5,85 0

Lastre 23 Estr 100% 163,2 170,50 19,12 5,81 0

Lastre 24 Bbr 100% 432,8 177,45 -13,68 5,76 0

Lastre 24 Estr 100% 432,8 177,45 13,68 5,76 0

Lastre 27 Bbr 98% 579,8 17,70 -17,25 12,43 0

Lastre 27 Estr 85% 499,6 17,70 17,25 12,26 4219

Lastre 28 C 41% 332,4 33,90 0,00 11,71 11070

Lastre 29 Bbr 100% 589,9 50,10 -17,25 12,45 0

Lastre 29 C 100% 813,6 50,10 0,00 12,45 0

Lastre 29 Estr 100% 589,9 50,10 17,25 12,45 0



pág. 80




Lastre 30 Bbr 100% 589,9 66,30 -17,25 12,45 0

Lastre 30 C 100% 813,6 66,30 0,00 12,45 0

Lastre 30 Estr 100% 589,9 66,30 17,25 12,45 0

Lastre 31 Bbr 100% 589,9 82,50 -17,25 12,45 0

Lastre 31 C 100% 813,6 82,50 0,00 12,45 0

Lastre 31 Estr 100% 589,9 82,50 17,25 12,45 0

Lastre 32 Bbr 100% 568,1 98,40 -17,25 12,45 0

Lastre 32 C 100% 783,5 98,40 0,00 12,45 0

Lastre 32 Estr 100% 568,1 98,40 17,25 12,45 0

Lastre 33 Bbr 100% 568,1 114,00 -17,25 12,45 0

Lastre 33 C 100% 783,5 114,00 0,00 12,45 0

Lastre 33 Estr 100% 568,1 114,00 17,25 12,45 0

Lastre 34 Bbr 28% 160,1 129,60 -17,25 11,55 4063

Lastre 34 C 100% 783,5 129,60 0,00 12,45 0

Lastre 34 Estr 38% 213,2 129,60 17,25 11,67 4063

Lastre 35 C 100% 783,5 145,20 0,00 12,45 0

Lastre 39 Bbr 100% 690,3 186,51 -7,27 11,12 0

Lastre 39 Estr 100% 690,3 186,51 7,27 11,12 0

Pique de Proa 100% 1203,6 194,85 0,00 8,08 0

MDO 1 100% 2060,5 145,20 0,00 6,99 0

MDO 2 100% 47,9 170,70 15,20 5,65 0

MDO 3 100% 47,9 170,70 -15,20 5,65 0

MDO 4 100% 1143,6 167,70 0,00 16,70 0

MDO 5 100% 756,0 178,54 0,00 16,70 0

LubOil 100% 25,6 169,20 -17,35 5,65 0

Lodos 10% 7,2 165,30 2,50 0,15 53

Aceite sucio 10% 3,0 165,30 -3,75 0,15 5

Aguas aceitosas 10% 3,0 165,30 -1,25 0,15 5

Sentinas 10% 6,0 169,50 -2,50 0,15 44

Derrames Comb 10% 3,0 169,50 1,25 0,15 5

Reboses Comb 10% 2,6 169,50 3,75 0,15 5

Aguas Negras 10% 5,5 170,70 -15,20 8,57 4

Aguas Grises 10% 11,9 170,70 16,35 8,57 36

Agua Dulce Bbr 100% 142,9 177,90 -10,50 11,00 0

Agua Dulce Estr 100% 142,9 177,90 10,50 11,00 0



pág. 81





Lastre 1 100% 141,2 160,45 -21,48 11,00 0

Lastre 2 Bbr 100% 396,4 160,45 21,48 11,00 0

Lastre 2 C 100% 741,1 170,60 -19,79 11,07 0

Lastre 2 Estr 100% 396,4 170,55 20,95 11,10 0

Lastre 3 Bbr 100% 649,6 177,47 -16,31 11,15 0

Lastre 3 C 100% 971,3 177,47 16,31 11,15 0

Lastre 3 Estr 100% 649,6 186,51 -7,27 11,12 0

Lastre 4 Bbr 100% 684,4 186,51 7,27 11,12 0

Lastre 4 C 100% 975,8 4,33 -20,75 17,20 0

Lastre 4 Estr 100% 684,4 4,33 20,75 17,20 0

Lastre 5 Bbr 100% 658,7 4,33 -20,75 24,20 0

Lastre 5 C 100% 940,2 4,33 20,75 24,20 0

Lastre 5 Estr 100% 658,7 4,34 -20,75 30,39 611

Lastre 6 Bbr 100% 658,9 4,34 20,75 30,61 611

Lastre 6 C 100% 940,2 159,07 -18,56 16,70 0

Lastre 6 Estr 100% 658,9 157,66 0,00 16,70 0

Lastre 7 Bbr 100% 658,9 159,07 18,56 16,70 0

Lastre 7 C 100% 940,2 173,42 -16,84 16,75 0

Lastre 7 Estr 100% 658,9 173,42 16,84 16,75 0

Lastre 8 Bbr 100% 659,0 186,90 0,00 16,70 0

Lastre 8 C 100% 940,2 191,73 -9,67 17,02 0

Lastre 8 Estr 100% 659,0 191,73 9,67 17,02 0

Lastre 9 Bbr 100% 530,9 159,07 -18,56 23,35 0

Lastre 9 C 100% 433,9 163,37 0,00 23,35 0

Lastre 9 Estr 100% 530,9 159,07 18,56 23,35 0

Lastre 10 Bbr 100% 126,6 173,66 -17,20 21,34 4520

Lastre 10 Estr 100% 126,6 183,09 0,00 23,35 0

Lastre 11 Bbr 100% 177,5 173,67 17,22 23,11 4520

Lastre 11 C 100% 649,2 192,24 -12,62 22,45 10380

Lastre 11 Estr 100% 177,5 191,62 12,41 19,73 10380

Lastre 12 Bbr 100% 192,1 194,85 0,00 8,08 0

Lastre 12 Estr 100% 192,1 145,20 0,00 6,99 0

Lastre 13 Bbr 100% 1061,3 170,70 15,20 5,65 0

Lastre 13 C 100% 1763,0 170,70 -15,20 5,65 0

Lastre 13 Estr 100% 1061,3 167,70 0,00 16,70 0

CC04-Calado Máximo


pág. 82




Lastre 14 Bbr 100% 1699,7 178,54 0,00 16,70 0

Lastre 14 C 100% 2514,9 169,20 -17,35 5,65 0

Lastre 14 Estr 100% 1699,7 165,30 2,50 0,15 53

Lastre 15 Bbr 100% 1916,7 165,30 -3,75 0,15 5

Lastre 15 C 100% 2571,1 165,30 -1,25 0,15 5

Lastre 15 Estr 100% 1916,7 169,50 -2,50 0,15 44

Lastre 16 Bbr 100% 1934,1 169,50 1,25 0,15 5

Lastre 16 C 100% 2571,1 169,50 3,75 0,15 5

Lastre 16 Estr 100% 1934,1 170,70 -15,20 8,57 4

Lastre 17 Bbr 100% 1935,0 170,70 16,35 8,57 36

Lastre 17 C 100% 2571,1 177,90 -10,50 11,00 0

Lastre 17 Estr 100% 1935,0 177,90 10,50 11,00 0

Lastre 18 Bbr 100% 1863,4 2,10 0,00 11,60 0

Lastre 18 C 100% 2475,9 106,16 0,00 10,49 31178

Lastre 18 Estr 100% 1863,4 98,40 17,25 3,00 0

Lastre 19 Bbr 100% 1863,4 114,00 -17,25 3,00 0

Lastre 19 C 100% 2475,9 114,00 0,00 5,96 10660

Lastre 19 Estr 100% 1863,4 114,00 17,25 3,00 0

Lastre 20 Bbr 100% 1863,4 129,60 -17,25 3,00 0

Lastre 20 C 100% 2475,9 129,60 0,00 6,99 0

Lastre 20 Estr 100% 1863,4 129,60 17,25 3,00 0

Lastre 21 Bbr 100% 1863,2 145,20 -17,26 3,00 0

Lastre 21 Estr 100% 1863,2 145,20 17,26 3,00 0

Lastre 22 Bbr 100% 459,0 160,09 -21,31 4,05 269

Lastre 22 Estr 100% 459,0 160,14 21,34 4,39 269

Lastre 23 Bbr 100% 133,8 170,81 -18,76 3,00 0

Lastre 23 Estr 100% 163,2 170,43 18,43 3,00 0

Lastre 24 Bbr 100% 432,8 177,39 -13,00 3,00 0

Lastre 24 Estr 100% 432,8 177,39 13,00 3,00 0

Lastre 25 Bbr 100% 185,2 -4,02 -10,74 11,78 0

Lastre 25 Estr 100% 185,2 -4,02 10,74 11,78 0

Lastre 26 Bbr 100% 290,8 3,74 -20,97 11,85 0

Lastre 26 C 100% 774,6 2,10 0,00 9,50 0

Lastre 26 Estr 100% 290,8 3,74 20,97 11,85 0

Lastre 27 Bbr 100% 589,7 17,70 -17,25 12,45 0

Lastre 27 C 100% 813,6 17,70 0,00 12,45 0

Lastre 27 Estr 100% 589,7 17,70 17,25 12,45 0

Lastre 28 Bbr 100% 589,9 33,90 -17,25 12,45 0

Lastre 28 C 100% 813,6 33,90 0,00 12,45 0

Lastre 28 Estr 100% 589,9 33,90 17,25 12,45 0

Lastre 29 Bbr 100% 589,9 50,10 -17,25 12,45 0

Lastre 29 C 100% 813,6 50,10 0,00 12,45 0

Lastre 29 Estr 100% 589,9 50,10 17,25 12,45 0

CC04-Calado Máximo


pág. 83




Lastre 30 Bbr 100% 589,9 66,30 -17,25 12,45 0

Lastre 30 C 100% 813,6 66,30 0,00 12,45 0

Lastre 30 Estr 100% 589,9 66,30 17,25 12,45 0

Lastre 31 Bbr 100% 589,9 82,50 -17,25 12,45 0

Lastre 31 C 100% 813,6 82,50 0,00 12,45 0

Lastre 31 Estr 100% 589,9 82,50 17,25 12,45 0

Lastre 32 Bbr 100% 568,1 98,40 -17,25 12,45 0

Lastre 32 C 100% 783,5 98,40 0,00 12,45 0

Lastre 32 Estr 100% 568,1 98,40 17,25 12,45 0

Lastre 33 Bbr 100% 568,1 114,00 -17,25 12,45 0

Lastre 33 C 100% 783,5 114,00 0,00 12,45 0

Lastre 33 Estr 100% 568,1 114,00 17,25 12,45 0

Lastre 34 Bbr 100% 568,1 129,60 -17,25 12,45 0

Lastre 34 C 100% 783,5 129,60 0,00 12,45 0

Lastre 34 Estr 100% 568,1 129,60 17,25 12,45 0

Lastre 35 Bbr 100% 568,1 145,20 -17,25 12,45 0

Lastre 35 C 100% 783,5 145,20 0,00 12,45 0

Lastre 35 Estr 100% 568,1 145,20 17,25 12,45 0

Lastre 36 Bbr 100% 485,1 160,45 -21,48 11,00 0

Lastre 36 Estr 100% 485,1 160,45 21,48 11,00 0

Lastre 37 Bbr 100% 208,9 170,60 -19,79 11,07 0

Lastre 37 Estr 100% 141,5 170,55 20,95 11,10 0

Lastre 38 Bbr 100% 405,8 177,47 -16,31 11,15 0

Lastre 38 Estr 100% 405,8 177,47 16,31 11,15 0

Lastre 39 Bbr 100% 690,3 186,51 -7,27 11,12 0

Lastre 39 Estr 100% 690,3 186,51 7,27 11,12 0

Lastre 40 Bbr 100% 894,4 4,35 -20,75 13,70 0

Lastre 40 Estr 100% 894,4 4,35 20,75 13,70 0

Lastre 41 Bbr 100% 894,4 4,33 -20,75 20,70 0

Lastre 41 Estr 100% 894,4 4,33 20,75 20,70 0

Lastre 42 Bbr 77% 686,5 4,34 -20,75 27,70 0

Lastre 42 Estr 83% 742,9 4,34 20,75 27,70 0

Lastre 43 Bbr 100% 803,9 158,87 -18,52 13,70 0

Lastre 43 C 100% 1045,3 157,50 0,00 13,70 0

Lastre 43 Estr 100% 803,9 158,87 18,52 13,70 0

Lastre 44 Bbr 100% 1428,2 173,16 -16,50 13,70 0

Lastre 44 Estr 100% 1428,2 173,16 16,50 13,70 0

CC04-Calado Máximo


pág. 84




Lastre 45 100% 1084,9 186,90 0,00 13,70 0

Lastre 46 Bbr 100% 1149,6 191,37 -8,20 13,70 0

Lastre 46 Estr 100% 1149,6 191,37 8,20 13,70 0

Lastre 47 Bbr 100% 977,4 159,07 -18,56 19,70 0

Lastre 47 C 100% 2943,5 163,37 0,00 19,70 0

Lastre 47 Estr 100% 977,4 159,07 18,56 19,70 0

Lastre 48 Bbr 45% 823,8 173,62 -17,13 19,70 0

Lastre 48 C 100% 2425,1 183,09 0,00 19,70 0

Lastre 48 Estr 93% 1714,7 173,62 17,13 19,70 0

Lastre 49 Bbr 70% 1264,1 191,62 -12,40 19,70 0

Lastre 49 Estr 1% 11,9 191,62 12,40 19,70 0

Pique de Proa 100% 1203,6 194,40 0,00 2,42 3993

MDO 1 100% 2060,5 145,20 0,00 6,99 0

MDO 2 100% 47,9 170,70 15,20 5,65 0

MDO 3 100% 47,9 170,70 -15,20 5,65 0

MDO 4 100% 1143,6 167,70 0,00 16,70 0

MDO 5 100% 756,0 178,54 0,00 16,70 0

LubOil 100% 25,6 169,20 -17,35 5,65 0

Lodos 10% 7,2 165,30 2,50 0,15 53

Aceite sucio 10% 3,0 165,30 -3,75 0,15 5

Aguas aceitosas 10% 3,0 165,30 -1,25 0,15 5

Sentinas 10% 6,0 169,50 -2,50 0,15 44

Derrames Comb 10% 3,0 169,50 1,25 0,15 5

Reboses Comb 10% 2,6 169,50 3,75 0,15 5

Aguas Negras 10% 5,5 170,70 -15,20 8,57 4

Aguas Grises 10% 11,9 170,70 16,35 8,57 36

Agua Dulce Bbr 100% 142,9 177,90 -10,50 11,00 0

Agua Dulce Estr 100% 142,9 177,90 10,50 11,00 0

CC04-Calado Máximo


pág. 85





Top-side 1 32000 81,50 0,00 33,70 -

Estructura de apoyo 1 1600 81,50 0,00 14,20 -

Lastre 1 100% 141,2 38,55 0,00 2,54 0

Lastre 2 Bbr 100% 396,4 50,74 -15,55 2,06 0

Lastre 2 C 100% 741,1 51,01 0,00 1,82 0

Lastre 2 Estr 100% 396,4 50,74 15,55 2,06 0

Lastre 3 Bbr 100% 649,6 66,55 -16,84 1,58 0

Lastre 3 C 100% 971,3 66,33 0,00 1,51 0

Lastre 3 Estr 100% 649,6 66,55 16,84 1,58 0

Lastre 4 Bbr 100% 684,4 82,50 -17,03 1,53 0

Lastre 4 C 100% 975,8 82,50 0,00 1,50 0

Lastre 4 Estr 100% 684,4 82,50 17,03 1,53 0

Lastre 5 Bbr 100% 658,7 98,40 -17,02 1,53 0

Lastre 5 C 100% 940,2 98,40 0,00 1,50 0

Lastre 5 Estr 100% 658,7 98,40 17,02 1,53 0

Lastre 6 Bbr 100% 658,9 114,00 -17,02 1,53 0

Lastre 6 C 100% 940,2 114,00 0,00 1,50 0

Lastre 6 Estr 100% 658,9 114,00 17,02 1,53 0

Lastre 7 Bbr 100% 658,9 129,60 -17,02 1,53 0

Lastre 7 C 100% 940,2 129,60 0,00 1,50 0

Lastre 7 Estr 100% 658,9 129,60 17,02 1,53 0

Lastre 8 Bbr 100% 659,0 145,20 -17,02 1,53 0

Lastre 8 C 100% 940,2 145,20 0,00 1,50 0

Lastre 8 Estr 100% 659,0 145,20 17,02 1,53 0

Lastre 9 Bbr 100% 530,9 163,16 -15,87 1,61 0

Lastre 9 C 100% 433,9 159,60 0,00 1,50 0

Lastre 9 Estr 100% 530,9 163,16 15,87 1,61 0

Lastre 10 Bbr 100% 126,6 167,40 -7,50 1,50 0

Lastre 10 Estr 100% 126,6 167,40 7,50 1,50 0

CC05-Top-Side Salida


pág. 86




Lastre 11 Bbr 100% 177,5 176,06 -13,17 1,71 0

Lastre 11 C 100% 649,2 176,99 0,00 1,50 0

Lastre 11 Estr 100% 177,5 176,06 13,17 1,71 0

Lastre 17 Bbr 100% 1935,0 82,50 -17,25 7,10 0

Lastre 17 Estr 100% 1935,0 82,50 17,25 7,10 0

Lastre 22 Bbr 100% 459,0 160,24 -21,39 5,69 0

Lastre 22 Estr 100% 459,0 160,24 21,39 5,69 0

Lastre 23 Bbr 100% 133,8 170,79 -19,51 5,85 0

Lastre 23 Estr 100% 163,2 170,50 19,12 5,81 0

Pique de Proa 25% 300,9 194,43 0,00 2,78 3993

MDO 1 100% 2060,5 145,20 0,00 6,99 0

MDO 2 100% 47,9 170,70 15,20 5,65 0

MDO 3 100% 47,9 170,70 -15,20 5,65 0

MDO 4 100% 1143,6 167,70 0,00 16,70 0

MDO 5 100% 756,0 178,54 0,00 16,70 0

LubOil 100% 25,6 169,20 -17,35 5,65 0

Lodos 10% 7,2 165,30 2,50 0,15 53

Aceite sucio 10% 3,0 165,30 -3,75 0,15 5

Aguas aceitosas 10% 3,0 165,30 -1,25 0,15 5

Sentinas 10% 6,0 169,50 -2,50 0,15 44

Derrames Comb 10% 3,0 169,50 1,25 0,15 5

Reboses Comb 10% 2,6 169,50 3,75 0,15 5

Aguas Negras 10% 5,5 170,70 -15,20 8,57 4

Aguas Grises 10% 11,9 170,70 16,35 8,57 36

Agua Dulce Bbr 100% 142,9 177,90 -10,50 11,00 0

Agua Dulce Estr 100% 142,9 177,90 10,50 11,00 0

CC05-Top-Side Salida


pág. 87





Top-side 1 32000 81,50 0,00 33,70 -


Lastre 1 100% 141,2 38,55 0,00 2,54 0

Lastre 2 Bbr 100% 396,4 50,74 -15,55 2,06 0

Lastre 2 C 100% 741,1 51,01 0,00 1,82 0

Lastre 2 Estr 100% 396,4 50,74 15,55 2,06 0

Lastre 3 Bbr 100% 649,6 66,55 -16,84 1,58 0

Lastre 3 C 100% 971,3 66,33 0,00 1,51 0

Lastre 3 Estr 100% 649,6 66,55 16,84 1,58 0

Lastre 4 Bbr 100% 684,4 82,50 -17,03 1,53 0

Lastre 4 C 100% 975,8 82,50 0,00 1,50 0

Lastre 4 Estr 100% 684,4 82,50 17,03 1,53 0

Lastre 5 Bbr 100% 658,7 98,40 -17,02 1,53 0

Lastre 5 C 100% 940,2 98,40 0,00 1,50 0

Lastre 5 Estr 100% 658,7 98,40 17,02 1,53 0

Lastre 6 Bbr 100% 658,9 114,00 -17,02 1,53 0

Lastre 6 C 100% 940,2 114,00 0,00 1,50 0

Lastre 6 Estr 100% 658,9 114,00 17,02 1,53 0

Lastre 7 Bbr 100% 658,9 129,60 -17,02 1,53 0

Lastre 7 C 100% 940,2 129,60 0,00 1,50 0

Lastre 7 Estr 100% 658,9 129,60 17,02 1,53 0

Lastre 8 Bbr 100% 659,0 145,20 -17,02 1,53 0

Lastre 8 C 100% 940,2 145,20 0,00 1,50 0

Lastre 8 Estr 100% 659,0 145,20 17,02 1,53 0

Lastre 9 Bbr 100% 530,9 163,16 -15,87 1,61 0

Lastre 9 C 100% 433,9 159,60 0,00 1,50 0

Lastre 9 Estr 100% 530,9 163,16 15,87 1,61 0

Lastre 10 Bbr 100% 126,6 167,40 -7,50 1,50 0

Lastre 10 Estr 100% 126,6 167,40 7,50 1,50 0

CC06-Top-side Llegada


pág. 88




Lastre 11 Bbr 100% 177,5 176,06 -13,17 1,71 0

Lastre 11 C 100% 649,2 176,99 0,00 1,50 0

Lastre 11 Estr 100% 177,5 176,06 13,17 1,71 0

Lastre 21 Bbr 100% 1863,2 145,20 -17,25 7,10 0

Lastre 21 Estr 100% 1863,2 145,20 17,25 7,10 0

Pique de Proa 100% 1203,6 194,85 0,00 8,08 0

MDO 1 10% 206,1 145,20 0,00 3,40 9152

MDO 2 10% 4,8 170,70 15,20 3,27 3

MDO 3 10% 4,8 170,70 -15,20 3,27 3

MDO 4 10% 114,4 167,70 0,00 14,00 6688

MDO 5 10% 75,6 178,54 0,00 14,00 3956

LubOil 10% 2,6 169,20 -17,35 3,27 2

Lodos 80% 57,5 165,30 2,50 1,20 53

Aceite sucio 80% 23,9 165,30 -3,75 1,20 5

Aguas aceitosas 80% 23,9 165,30 -1,25 1,20 5

Sentinas 80% 47,9 169,50 -2,50 1,20 44

Derrames Comb 80% 23,9 169,50 1,25 1,20 5

Reboses Comb 80% 21,1 169,50 3,75 1,20 5

Aguas Negras 80% 44,3 170,70 -15,20 10,46 4

Aguas Grises 80% 95,3 170,70 16,35 10,46 36

Agua Dulce Bbr 10% 14,3 177,90 -10,50 8,57 20

Agua Dulce Estr 10% 14,3 177,90 10,50 8,57 20

CC06-Top-side Llegada


pág. 89





Módulos de grúas 1 12500 76,00 5,00 81,20 -

Lastre 1 100% 141,2 38,55 0,00 2,54 0

Lastre 2 Bbr 100% 396,4 50,74 -15,55 2,06 0

Lastre 2 C 100% 741,1 51,01 0,00 1,82 0

Lastre 2 Estr 100% 396,4 50,74 15,55 2,06 0

Lastre 3 Bbr 100% 649,6 66,55 -16,84 1,58 0

Lastre 3 C 100% 971,3 66,33 0,00 1,51 0

Lastre 3 Estr 100% 649,6 66,55 16,84 1,58 0

Lastre 4 Bbr 100% 684,4 82,50 -17,03 1,53 0

Lastre 4 C 100% 975,8 82,50 0,00 1,50 0

Lastre 4 Estr 100% 684,4 82,50 17,03 1,53 0

Lastre 5 Bbr 100% 658,7 98,40 -17,02 1,53 0

Lastre 5 C 100% 940,2 98,40 0,00 1,50 0

Lastre 5 Estr 100% 658,7 98,40 17,02 1,53 0

Lastre 6 Bbr 100% 658,9 114,00 -17,02 1,53 0

Lastre 6 C 100% 940,2 114,00 0,00 1,50 0

Lastre 6 Estr 100% 658,9 114,00 17,02 1,53 0

Lastre 7 Bbr 100% 658,9 129,60 -17,02 1,53 0

Lastre 7 C 100% 940,2 129,60 0,00 1,50 0

Lastre 7 Estr 100% 658,9 129,60 17,02 1,53 0

Lastre 8 Bbr 100% 659,0 145,20 -17,02 1,53 0

Lastre 8 C 100% 940,2 145,20 0,00 1,50 0

Lastre 8 Estr 100% 659,0 145,20 17,02 1,53 0

Lastre 9 Bbr 100% 530,9 163,16 -15,87 1,61 0

Lastre 9 C 100% 433,9 159,60 0,00 1,50 0

Lastre 9 Estr 100% 530,9 163,16 15,87 1,61 0

Lastre 10 Bbr 100% 126,6 167,40 -7,50 1,50 0

Lastre 10 Estr 100% 126,6 167,40 7,50 1,50 0

CC07-Módulos Grúas Salida


pág. 90




Lastre 11 Bbr 100% 177,5 176,06 -13,17 1,71 0

Lastre 11 C 100% 649,2 176,99 0,00 1,50 0

Lastre 11 Estr 100% 177,5 176,06 13,17 1,71 0

Lastre 14 C 100% 2514,9 34,04 0,00 7,07 0

Lastre 15 C 52% 1338,9 50,10 0,00 5,06 11070

Lastre 15 Estr 6% 107,8 50,33 16,77 3,25 4224

Lastre 16 C 47% 1205,8 66,30 0,00 4,85 11070

Lastre 17 C 100% 2571,1 82,50 0,00 6,99 0

Lastre 18 C 100% 2475,9 98,40 0,00 6,99 0

Lastre 19 Bbr 100% 1863,4 114,00 -17,25 7,10 0

Lastre 20 Bbr 100% 1863,4 129,60 -17,25 7,10 0

Lastre 20 C 56% 1384,5 129,60 0,00 5,21 10660

MDO 1 100% 2060,5 145,20 0,00 6,99 0

MDO 2 100% 47,9 170,70 15,20 5,65 0

MDO 3 100% 47,9 170,70 -15,20 5,65 0

MDO 4 100% 1143,6 167,70 0,00 16,70 0

MDO 5 100% 756,0 178,54 0,00 16,70 0

LubOil 100% 25,6 169,20 -17,35 5,65 0

Lodos 10% 7,2 165,30 2,50 0,15 53

Aceite sucio 10% 3,0 165,30 -3,75 0,15 5

Aguas aceitosas 10% 3,0 165,30 -1,25 0,15 5

Sentinas 10% 6,0 169,50 -2,50 0,15 44

Derrames Comb 10% 3,0 169,50 1,25 0,15 5

Reboses Comb 10% 2,6 169,50 3,75 0,15 5

Aguas Negras 10% 5,5 170,70 -15,20 8,57 4

Aguas Grises 10% 11,9 170,70 16,35 8,57 36

Agua Dulce Bbr 100% 142,9 177,90 -10,50 11,00 0

Agua Dulce Estr 100% 142,9 177,90 10,50 11,00 0

CC07-Módulos Grúas Salida


pág. 91





Módulos de grúas 1 12500 76,00 5,00 81,20 -

Lastre 1 100% 141,2 38,55 0,00 2,54 0

Lastre 2 Bbr 100% 396,4 50,74 -15,55 2,06 0

Lastre 2 C 100% 741,1 51,01 0,00 1,82 0

Lastre 2 Estr 100% 396,4 50,74 15,55 2,06 0

Lastre 3 Bbr 100% 649,6 66,55 -16,84 1,58 0

Lastre 3 C 100% 971,3 66,33 0,00 1,51 0

Lastre 3 Estr 100% 649,6 66,55 16,84 1,58 0

Lastre 4 Bbr 100% 684,4 82,50 -17,03 1,53 0

Lastre 4 C 100% 975,8 82,50 0,00 1,50 0

Lastre 4 Estr 100% 684,4 82,50 17,03 1,53 0

Lastre 5 Bbr 100% 658,7 98,40 -17,02 1,53 0

Lastre 5 C 100% 940,2 98,40 0,00 1,50 0

Lastre 5 Estr 100% 658,7 98,40 17,02 1,53 0

Lastre 6 Bbr 100% 658,9 114,00 -17,02 1,53 0

Lastre 6 C 100% 940,2 114,00 0,00 1,50 0

Lastre 6 Estr 100% 658,9 114,00 17,02 1,53 0

Lastre 7 Bbr 100% 658,9 129,60 -17,02 1,53 0

Lastre 7 C 100% 940,2 129,60 0,00 1,50 0

Lastre 7 Estr 100% 658,9 129,60 17,02 1,53 0

Lastre 8 Bbr 100% 659,0 145,20 -17,02 1,53 0

Lastre 8 C 100% 940,2 145,20 0,00 1,50 0

Lastre 8 Estr 100% 659,0 145,20 17,02 1,53 0

Lastre 9 Bbr 100% 530,9 163,16 -15,87 1,61 0

Lastre 9 C 100% 433,9 159,60 0,00 1,50 0

Lastre 9 Estr 100% 530,9 163,16 15,87 1,61 0

Lastre 10 Bbr 100% 126,6 167,40 -7,50 1,50 0

Lastre 10 Estr 100% 126,6 167,40 7,50 1,50 0

CC08-Módulos Grúas Llegada


pág. 92




Lastre 11 Bbr 100% 177,5 176,06 -13,17 1,71 0

Lastre 11 C 100% 649,2 176,99 0,00 1,50 0

Lastre 11 Estr 100% 177,5 176,06 13,17 1,71 0

Lastre 16 C 100% 2571,1 66,30 0,00 6,99 0

Lastre 17 C 100% 2571,1 82,50 0,00 6,99 0

Lastre 18 C 100% 2475,9 98,40 0,00 6,99 0

Lastre 19 Bbr 100% 1863,4 114,00 -17,25 7,10 0

Lastre 19 C 100% 2475,9 114,00 0,00 6,99 0

Lastre 20 Bbr 100% 1863,4 129,60 -17,25 7,10 0

Pique de Proa 50% 601,8 194,59 0,00 4,82 3993

MDO 1 10% 206,1 145,20 0,00 3,40 9152

MDO 2 10% 4,8 170,70 15,20 3,27 3

MDO 3 10% 4,8 170,70 -15,20 3,27 3

MDO 4 10% 114,4 167,70 0,00 14,00 6688

MDO 5 10% 75,6 178,54 0,00 14,00 3956

LubOil 10% 2,6 169,20 -17,35 3,27 2

Lodos 80% 57,5 165,30 2,50 1,20 53

Aceite sucio 80% 23,9 165,30 -3,75 1,20 5

Aguas aceitosas 80% 23,9 165,30 -1,25 1,20 5

Sentinas 80% 47,9 169,50 -2,50 1,20 44

Derrames Comb 80% 23,9 169,50 1,25 1,20 5

Reboses Comb 80% 21,1 169,50 3,75 1,20 5

Aguas Negras 80% 44,3 170,70 -15,20 10,46 4

Aguas Grises 80% 95,3 170,70 16,35 10,46 36

Agua Dulce Bbr 10% 14,3 177,90 -10,50 8,57 20

Agua Dulce Estr 10% 14,3 177,90 10,50 8,57 20

CC08-Módulos Grúas Llegada


pág. 93





FPSO 1 23965 90,40 0,00 28,10 -


Lastre 1 100% 141,2 38,55 0,00 2,54 0

Lastre 2 Bbr 100% 396,4 50,74 -15,55 2,06 0

Lastre 2 C 100% 741,1 51,01 0,00 1,82 0

Lastre 2 Estr 100% 396,4 50,74 15,55 2,06 0

Lastre 3 Bbr 100% 649,6 66,55 -16,84 1,58 0

Lastre 3 C 100% 971,3 66,33 0,00 1,51 0

Lastre 3 Estr 100% 649,6 66,55 16,84 1,58 0

Lastre 4 Bbr 100% 684,4 82,50 -17,03 1,53 0

Lastre 4 C 100% 975,8 82,50 0,00 1,50 0

Lastre 4 Estr 100% 684,4 82,50 17,03 1,53 0

Lastre 5 Bbr 100% 658,7 98,40 -17,02 1,53 0

Lastre 5 C 100% 940,2 98,40 0,00 1,50 0

Lastre 5 Estr 100% 658,7 98,40 17,02 1,53 0

Lastre 6 Bbr 100% 658,9 114,00 -17,02 1,53 0

Lastre 6 C 100% 940,2 114,00 0,00 1,50 0

Lastre 6 Estr 100% 658,9 114,00 17,02 1,53 0

Lastre 7 Bbr 100% 658,9 129,60 -17,02 1,53 0

Lastre 7 C 100% 940,2 129,60 0,00 1,50 0

Lastre 7 Estr 100% 658,9 129,60 17,02 1,53 0

Lastre 8 Bbr 100% 659,0 145,20 -17,02 1,53 0

Lastre 8 C 100% 940,2 145,20 0,00 1,50 0

Lastre 8 Estr 100% 659,0 145,20 17,02 1,53 0

Lastre 9 Bbr 100% 530,9 163,16 -15,87 1,61 0

Lastre 9 C 100% 433,9 159,60 0,00 1,50 0

Lastre 9 Estr 100% 530,9 163,16 15,87 1,61 0

Lastre 10 Bbr 100% 126,6 167,40 -7,50 1,50 0

Lastre 10 Estr 100% 126,6 167,40 7,50 1,50 0

Lastre 11 Bbr 100% 177,5 176,06 -13,17 1,71 0

Lastre 11 C 100% 649,2 176,99 0,00 1,50 0

Lastre 11 Estr 100% 177,5 176,06 13,17 1,71 0

Lastre 12 Bbr 82% 156,7 5,43 -7,21 8,46 5059

Lastre 12 Estr 100% 192,1 5,13 7,68 8,63 0

Lastre 13 Bbr 100% 1061,3 18,61 -16,49 8,77 0

Lastre 13 Estr 96% 1013,6 18,65 16,46 8,66 4197

Lastre 14 Bbr 100% 1699,7 34,27 -16,80 7,51 0

Lastre 14 C 100% 2514,9 34,04 0,00 7,07 0

Lastre 14 Estr 100% 1699,7 34,27 16,80 7,51 0

CC09-FPSO. Calado al puntal


pág. 94




Lastre 15 Bbr 100% 1916,7 50,13 -17,19 7,13 0

Lastre 15 C 100% 2571,1 50,10 0,00 6,99 0

Lastre 15 Estr 100% 1916,7 50,13 17,19 7,13 0

Lastre 16 Bbr 100% 1934,1 66,30 -17,25 7,10 0

Lastre 16 C 100% 2571,1 66,30 0,00 6,99 0

Lastre 16 Estr 100% 1934,1 66,30 17,25 7,10 0

Lastre 17 C 100% 2571,1 82,50 0,00 6,99 0

Lastre 18 C 100% 2475,9 98,40 0,00 6,99 0

Lastre 19 Bbr 100% 1863,4 114,00 -17,25 7,10 0

Lastre 19 C 20% 500,3 114,00 0,00 3,80 10660

Lastre 19 Estr 100% 1863,4 114,00 17,25 7,10 0

Lastre 20 Bbr 100% 1863,4 129,60 -17,25 7,10 0

Lastre 20 C 100% 2475,9 129,60 0,00 6,99 0

Lastre 20 Estr 100% 1863,4 129,60 17,25 7,10 0

Lastre 21 Bbr 100% 1863,2 145,20 -17,25 7,10 0

Lastre 21 Estr 100% 1863,2 145,20 17,25 7,10 0

Lastre 22 Bbr 100% 459,0 160,24 -21,39 5,69 0

Lastre 22 Estr 100% 459,0 160,24 21,39 5,69 0

Lastre 23 Bbr 100% 133,8 170,79 -19,51 5,85 0

Lastre 23 Estr 100% 163,2 170,50 19,12 5,81 0

Lastre 24 Bbr 100% 432,8 177,45 -13,68 5,76 0

Lastre 24 Estr 100% 432,8 177,45 13,68 5,76 0

Lastre 27 C 100% 813,6 17,70 0,00 12,45 0

Pique de Proa 86% 1036,5 194,78 0,00 7,27 3993

MDO 1 100% 2060,5 145,20 0,00 6,99 0

MDO 2 100% 47,9 170,70 15,20 5,65 0

MDO 3 100% 47,9 170,70 -15,20 5,65 0

MDO 4 100% 1143,6 167,70 0,00 16,70 0

MDO 5 100% 756,0 178,54 0,00 16,70 0

LubOil 100% 25,6 169,20 -17,35 5,65 0

Lodos 10% 7,2 165,30 2,50 0,15 53

Aceite sucio 10% 3,0 165,30 -3,75 0,15 5

Aguas aceitosas 10% 3,0 165,30 -1,25 0,15 5

Sentinas 10% 6,0 169,50 -2,50 0,15 44

Derrames Comb 10% 3,0 169,50 1,25 0,15 5

Reboses Comb 10% 2,6 169,50 3,75 0,15 5

Aguas Negras 10% 5,5 170,70 -15,20 8,57 4

Aguas Grises 10% 11,9 170,70 16,35 8,57 36

Agua Dulce Bbr 100% 142,9 177,90 -10,50 11,00 0

Agua Dulce Estr 100% 142,9 177,90 10,50 11,00 0

CC09-FPSO. Calado al puntal


pág. 95





FPSO 1 23965 90,40 0,00 28,10 -


Lastre 2 C 100% 741,1 51,01 0,00 1,82 0

Lastre 28 C 100% 813,6 33,90 0,00 12,45 0

Lastre 29 Bbr 100% 589,9 50,10 -17,25 12,45 0

Lastre 29 C 100% 813,6 50,10 0,00 12,45 0

Lastre 29 Estr 100% 589,9 50,10 17,25 12,45 0

Lastre 30 Bbr 100% 589,9 66,30 -17,25 12,45 0

Lastre 30 C 100% 813,6 66,30 0,00 12,45 0

Lastre 30 Estr 100% 589,9 66,30 17,25 12,45 0

Lastre 31 Bbr 100% 589,9 82,50 -17,25 12,45 0

Lastre 31 C 100% 813,6 82,50 0,00 12,45 0

Lastre 31 Estr 100% 589,9 82,50 17,25 12,45 0

Lastre 32 Bbr 100% 568,1 98,40 -17,25 12,45 0

Lastre 32 C 100% 783,5 98,40 0,00 12,45 0

Lastre 32 Estr 100% 568,1 98,40 17,25 12,45 0

Lastre 33 Bbr 100% 568,1 114,00 -17,25 12,45 0

Lastre 33 C 100% 783,5 114,00 0,00 12,45 0

Lastre 33 Estr 100% 568,1 114,00 17,25 12,45 0

Lastre 34 Bbr 100% 568,1 129,60 -17,25 12,45 0

Lastre 34 C 100% 783,5 129,60 0,00 12,45 0

Lastre 34 Estr 100% 568,1 129,60 17,25 12,45 0

Lastre 35 Bbr 100% 568,1 145,20 -17,25 12,45 0

Lastre 35 C 100% 783,5 145,20 0,00 12,45 0

Lastre 35 Estr 100% 568,1 145,20 17,25 12,45 0

Lastre 36 Bbr 100% 485,1 160,45 -21,48 11,00 0

Lastre 36 Estr 100% 485,1 160,45 21,48 11,00 0

MDO 1 100% 2060,5 145,20 0,00 6,99 0

MDO 2 100% 47,9 170,70 15,20 5,65 0

MDO 3 100% 47,9 170,70 -15,20 5,65 0

MDO 4 100% 1143,6 167,70 0,00 16,70 0

MDO 5 100% 756,0 178,54 0,00 16,70 0

LubOil 100% 25,6 169,20 -17,35 5,65 0

Lodos 10% 7,2 165,30 2,50 0,15 53

Aceite sucio 10% 3,0 165,30 -3,75 0,15 5

Aguas aceitosas 10% 3,0 165,30 -1,25 0,15 5

Sentinas 10% 6,0 169,50 -2,50 0,15 44

Derrames Comb 10% 3,0 169,50 1,25 0,15 5

Reboses Comb 10% 2,6 169,50 3,75 0,15 5

Aguas Negras 10% 5,5 170,70 -15,20 8,57 4

Aguas Grises 10% 11,9 170,70 16,35 8,57 36

Agua Dulce Bbr 100% 142,9 177,90 -10,50 11,00 0

Agua Dulce Estr 100% 142,9 177,90 10,50 11,00 0

CC10-FPSO Salida


pág. 96





FPSO 1 23965 90,40 0,00 28,10 -


Lastre 2 C 100% 741,1 51,01 0,00 1,82 0

Lastre 21 Bbr 100% 1863,2 145,20 -17,25 7,10 0

Lastre 21 Estr 100% 1863,2 145,20 17,25 7,10 0

Lastre 22 Bbr 100% 459,0 160,24 -21,39 5,69 0

Lastre 22 Estr 100% 459,0 160,24 21,39 5,69 0

Lastre 28 C 100% 813,6 33,90 0,00 12,45 0

Lastre 29 Bbr 100% 589,9 50,10 -17,25 12,45 0

Lastre 29 C 100% 813,6 50,10 0,00 12,45 0

Lastre 29 Estr 100% 589,9 50,10 17,25 12,45 0

Lastre 30 Bbr 100% 589,9 66,30 -17,25 12,45 0

Lastre 30 C 100% 813,6 66,30 0,00 12,45 0

Lastre 30 Estr 100% 589,9 66,30 17,25 12,45 0

Lastre 31 Bbr 100% 589,9 82,50 -17,25 12,45 0

Lastre 31 C 100% 813,6 82,50 0,00 12,45 0

Lastre 31 Estr 100% 589,9 82,50 17,25 12,45 0

Lastre 32 Bbr 100% 568,1 98,40 -17,25 12,45 0

Lastre 32 C 100% 783,5 98,40 0,00 12,45 0

Lastre 32 Estr 100% 568,1 98,40 17,25 12,45 0

Lastre 33 Bbr 100% 568,1 114,00 -17,25 12,45 0

Lastre 33 C 100% 783,5 114,00 0,00 12,45 0

Lastre 33 Estr 100% 568,1 114,00 17,25 12,45 0

Lastre 34 Bbr 100% 568,1 129,60 -17,25 12,45 0

Lastre 34 C 100% 783,5 129,60 0,00 12,45 0

Lastre 34 Estr 100% 568,1 129,60 17,25 12,45 0

Lastre 35 Bbr 100% 568,1 145,20 -17,25 12,45 0

Lastre 35 C 100% 783,5 145,20 0,00 12,45 0

Lastre 35 Estr 100% 568,1 145,20 17,25 12,45 0

Lastre 36 Bbr 100% 485,1 160,45 -21,48 11,00 0

Lastre 36 Estr 100% 485,1 160,45 21,48 11,00 0

MDO 1 10% 206,1 145,20 0,00 3,40 9152

MDO 2 10% 4,8 170,70 15,20 3,27 3

MDO 3 10% 4,8 170,70 -15,20 3,27 3

MDO 4 10% 114,4 167,70 0,00 14,00 6688

MDO 5 10% 75,6 178,54 0,00 14,00 3956

LubOil 10% 2,6 169,20 -17,35 3,27 2

Lodos 80% 57,5 165,30 2,50 1,20 53

Aceite sucio 80% 23,9 165,30 -3,75 1,20 5

Aguas aceitosas 80% 23,9 165,30 -1,25 1,20 5

Sentinas 80% 47,9 169,50 -2,50 1,20 44

Derrames Comb 80% 23,9 169,50 1,25 1,20 5

Reboses Comb 80% 21,1 169,50 3,75 1,20 5

Aguas Negras 80% 44,3 170,70 -15,20 10,46 4

Aguas Grises 80% 95,3 170,70 16,35 10,46 36

Agua Dulce Bbr 10% 14,3 177,90 -10,50 8,57 20

Agua Dulce Estr 10% 14,3 177,90 10,50 8,57 20

CC11-FPSO Llegada


pág. 97


APÉNDICE 12 – LCA1

Resultados Método Probabilista para LCA1

Tabla 64. LCA1. Resultados método probabilista. Avería de 1 zona.

Avería pi (-) ri (-) v (-) p·r·v (-)Rango

estable (°)

GZ máx.

(m)

Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)

LCA1_Averias: Z1; H1 (stbd) 0,0057 1,0000 0,3208 0,0018 40,80 1,50 12,70 1 0,00184

LCA1_Averias: Z1; H2; Alt.1/2 (stbd) 0,0057 1,0000 0,5783 0,0033 40,80 1,50 12,70 1 0,00332

LCA1_Averias: Z2; b1; H1 (stbd) 0,0171 0,5704 0,3208 0,0031 45,30 1,50 14,90 1 0,00313

LCA1_Averias: Z2; b1; H2; Alt.1/2 (stbd) 0,0171 0,5704 0,5783 0,0056 42,90 1,41 12,50 1 0,00564

LCA1_Averias: Z2; bx; H1 (stbd) 0,0171 0,4296 0,3208 0,0024 43,40 1,37 13,60 1 0,00236

LCA1_Averias: Z2; bx; H2; Alt.1/2 (stbd) 0,0171 0,4296 0,5783 0,0042 40,80 1,28 11,60 1 0,00425







LCA1_Averias: Z4; b1; Hx; Alt.1/4 (stbd) 0,0272 0,8686 0,6792 0,0160 40,20 1,06 13,60 1 0,01604

LCA1_Averias: Z4; bx; Hx; Alt.1/4 (stbd) 0,0272 0,1314 0,6792 0,0024 36,30 0,85 11,30 1 0,00243









LCA1_Averias: Z7; b1; H2; Alt.1/2 (port) 0,0272 0,8686 0,0644 0,0015 43,80 1,47 14,40 1 0,00152


LCA1_Averias: Z7; b1; Hx; Alt.1/4 (port) 0,0272 0,8686 0,6792 0,0160 43,80 1,47 14,40 1 0,01604

LCA1_Averias: Z7; bx; Hx; Alt.1/4 (port) 0,0272 0,1314 0,6792 0,0024 43,20 1,39 12,90 1 0,00243






















pág. 98


Tabla 65. LCA1. Resultados método probabilista. Avería de 2 zonas adyacentes.


estable (°)

GZ máx.

(m)

Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)

LCA1_Averias: Z1,2; b1; H1 (stbd) 0,0239 0,4674 0,3208 0,0036 39,20 1,38 12,40 1 0,00359

LCA1_Averias: Z1,2; b1; H2; Alt.1/2 (stbd) 0,0239 0,4674 0,5783 0,0065 39,20 1,38 12,40 1 0,00647

LCA1_Averias: Z1,2; bx; H1 (stbd) 0,0239 0,5326 0,3208 0,0041 35,90 1,25 11,50 1 0,00409

LCA1_Averias: Z1,2; bx; H2; Alt.1/2 (stbd) 0,0239 0,5326 0,5783 0,0074 35,90 1,25 11,50 1 0,00737










LCA1_Averias: Z3,2; bx; H3; Alt.2/3 (stbd) 0,0350 0,1772 0,2564 0,0016 6,70 0,08 8,90 0,7282 0,00116

LCA1_Averias: Z3,2; bx; H4; Alt.1/4 (port) 0,0350 0,1772 0,5783 0,0036 0,00 1,50 8,90 0 0,00000



LCA1_Averias: Z4,2; b1; Hx; Alt.1/4 (stbd) 0,0350 0,8228 0,6792 0,0196 29,20 0,41 12,20 1 0,01957


LCA1_Averias: Z4,2; bx; Hx; Alt.1/4 (port) 0,0350 0,1772 0,6792 0,0042 0,00 1,64 8,40 0 0,00000










LCA1_Averias: Z6,2; bx; Hx; Alt.1/4 (stbd) 0,0350 0,1772 0,6792 0,0042 32,60 0,57 9,60 1 0,00422





















LCA1_Averias: Z11,2; b1; H2; Alt.1/2 (port) 0,0451 0,8109 0,0644 0,0024 0,00 2,07 10,00 0 0,00000



LCA1_Averias: Z12,2; H4; Alt.1/4 (stbd) 0,0301 1,0000 0,3208 0,0097 19,70 0,54 9,80 1 0,00967

LCA1_Averias: Z12,2; H5; Alt.1/5 (stbd) 0,0301 1,0000 0,5357 0,0161 13,60 0,42 8,20 0,9608 0,01551




pág. 99




estable (°)

GZ máx.

(m)

Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)





LCA1_Averias: Z1,3; bx; H3; Alt.1/3 (stbd) 0,0115 0,1971 0,5783 0,0013 15,70 0,54 8,90 0,9945 0,00130


LCA1_Averias: Z2,3; b1; H4; Alt.1/4 (stbd) 0,0093 0,4657 0,5783 0,0025 14,80 0,36 10,00 0,9806 0,00246







LCA1_Averias: Z4,3; b1; Hx; Alt.1/4 (port) 0,0105 0,8095 0,6792 0,0058 0,00 2,11 10,00 0 0,00000




















LCA1_Averias: Z12,3; H5; Alt.1/5 (stbd) 0,0277 1,0000 0,5357 0,0148 10,90 0,26 7,60 0,9075 0,01346


pág. 100






estable (°)GZ máx. (m)

Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)

LCA2_Averias: Z1; H1 (port) 0,0057 1,0000 0,4153 0,0024 47,50 2,20 19,20 1 0,00238

LCA2_Averias: Z1; H2; Alt.1/2 (port) 0,0057 1,0000 0,5229 0,0030 47,50 2,20 19,20 1 0,00300














































pág. 101





Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)

LCA2_Averias: Z1,2; b1; H1 (port) 0,0239 0,4674 0,4153 0,0046 47,70 2,20 19,20 1 0,00464


LCA2_Averias: Z1,2; bx; H1 (port) 0,0239 0,5326 0,4153 0,0053 47,40 2,18 19,00 1 0,00529



























































pág. 102





Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)








































pág. 103







Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)



LCA3_Averias: Z2; b1; H1 (port) 0,0171 0,5704 0,5537 0,0054 49,70 6,42 30,90 1 0,00540


LCA3_Averias: Z2; bx; H1 (port) 0,0171 0,4296 0,5537 0,0041 49,70 6,41 30,90 1 0,00407

LCA3_Averias: Z2; bx; H2; Alt.1/2 (port) 0,0171 0,4296 0,4420 0,0032 49,70 6,41 30,90 1 0,00325
















































pág. 104





Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)



LCA3_Averias: Z2; b1; H1 (port) 0,0171 0,5704 0,5537 0,0054 49,70 6,42 30,90 1 0,00540


LCA3_Averias: Z2; bx; H1 (port) 0,0171 0,4296 0,5537 0,0041 49,70 6,41 30,90 1 0,00407

















































pág. 105





Ángulo de

GZ máx. (°)si (-) Ai (-)

LCA3_Averias: Z1,2; b1; H1 (port) 0,0239 0,4674 0,5537 0,0062 49,60 6,41 30,90 1 0,00619


LCA3_Averias: Z1,2; bx; H1 (port) 0,0239 0,5326 0,5537 0,0071 49,60 6,40 30,90 1 0,00706








LCA3_Averias: Z2,2; bx; H1 (stbd) 0,0297 0,1717 0,2973 0,0015 49,90 6,23 32,30 1 0,00152

























































LCA3_Averias: Z13,2; H3; Alt.1/3 (port) 0,0279 1,0000 0,5537 0,0155 49,80 6,53 30,40 1 0,01545

LCA3_Averias: Z13,2; H4; Alt.1/4 (port) 0,0279 1,0000 0,3994 0,0111 49,80 6,52 30,40 1 0,01115


pág. 106


REFERENCIAS:










Octubre del 2015.

5. José Luís Aguilar Vázquez. Tesis Doctoral. Estabilidad de un buque Ultra Heavy Lift







Presupuesto

Cuaderno 13. Presupuesto.

pág. 2



ÍNDICE .......................................................................................................................................................... 2

TABLAS ........................................................................................................................................................ 3

FIGURAS ...................................................................................................................................................... 4

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 5

2 – La flota de Dockwise ............................................................................................................................... 6

3 – Estimación de Costes de Equipos, Materiales y Gastos Directos .......................................................... 7

3.1 – Gastos Varios de Astillero ............................................................................................................... 7

3.2 – Casco .............................................................................................................................................. 8

3.3 – Equipos, Armamento e Instalaciones .............................................................................................. 9

3.4 – Instalación Propulsora ................................................................................................................... 10

3.5 – Maquinaria Auxiliar de la Propulsión ............................................................................................. 10

3.6 – Cargos, Respetos y Pertrechos ..................................................................................................... 11

3.7 – Instalaciones Especiales ............................................................................................................... 12

4 – Estimación del Coste de Mano de Obra ............................................................................................... 13

5 – Presupuesto del Buque ......................................................................................................................... 15

5.1 – Equipos, Materiales y Gastos Directos .......................................................................................... 15

5.2 – Mano de Obra................................................................................................................................ 16

5.3 – Presupuesto .................................................................................................................................. 17

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 19


pág. 3


TABLAS

Tabla 1. Coste típico de los buques HL de Dockwise por tipo [6]. ................................................................................. 6 Tabla 2. Gastos varios del astillero. ............................................................................................................................... 8 Tabla 3. Costes del Casco. ............................................................................................................................................ 8 Tabla 4. Equipos, armamento e instalaciones. .............................................................................................................. 9 Tabla 5. Instalación propulsora. ................................................................................................................................... 10 Tabla 6. Maquinaria auxiliar de la propulsión. .............................................................................................................. 11 Tabla 7. Cargos, respetos y pertrechos. ...................................................................................................................... 11 Tabla 8. Instalaciones especiales. ............................................................................................................................... 12 Tabla 9. Horas de mano de obra. Casco. .................................................................................................................... 13 Tabla 10. Horas de mano de obra. Equipos, armamento e instalaciones. .................................................................. 13 Tabla 11. Horas de mano de obra. Instalación propulsora. ......................................................................................... 14 Tabla 12. Horas de mano de obra. Maquinaria auxiliar de la propulsión. .................................................................... 14 Tabla 13. Horas de mano de obra. Cargos, respetos y pertrechos. ............................................................................ 14 Tabla 14. Horas de mano de obra. Instalaciones especiales. ..................................................................................... 14 Tabla 15. Coste de equipos, materiales y gastos directos. .......................................................................................... 15 Tabla 16. Coste de la mano de obra por conceptos. ................................................................................................... 16 Tabla 17. Costes totales. ............................................................................................................................................. 17 Tabla 18. Presupuesto del buque. ............................................................................................................................... 17


pág. 4


FIGURAS

Figura 1. Coste de equipos, materiales y gastos directos por conceptos. ................................................................... 15 Figura 2. Horas de mano de obra asociadas a cada concepto. ................................................................................... 16 Figura 3. Cambio dólar ($) a euro (€) en el último año [7]. .......................................................................................... 17 Figura 4. Costes totales por concepto. ........................................................................................................................ 18


pág. 5


1 – Introducción

Este cuaderno cuantifica los costes de los elementos necesarios para la construcción del buque

que se ha descrito en los capítulos anteriores.

La determinación del presupuesto define en primer lugar la inversión inicial necesaria, y será

información imprescindible para evaluar en una segunda etapa los costes operativos que tendrá el buque

a lo largo de su vida útil y, en consecuencia, la definición del flete medio que será necesario facturar.

Lo anteriormente descrito son los elementos fundamentales para definir su construcción y el

proyecto de viabilidad, por tanto, los elementos necesarios para que un armador decida o no su

construcción.

Sin embargo, y a pesar de la importancia indicada previamente, no es objeto de este trabajo la

determinación de los costes del mismo, sino más bien la metodología de cálculo debido a la falta de

transparencia existente en el mercado. Por ello, para la realización de este cuaderno se han utilizado unas

referencias de mercado generalmente aceptadas y a la bibliografía presentada al final del cuaderno, para

cuantificar el presupuesto del HLSV Vessel objeto de este proyecto.

Por estas razones, el presente cuaderno se ha realizado siguiendo las indicaciones de la referencia

[3], un libro de la escuela de navales en la que se indican los conceptos en los que se divide el presupuesto

de un buque, y se dan unas fórmulas regresivas para la estimación del precio de algunos equipos y

sistemas.

El trabajo presentado en este cuaderno 13 comienza presentando una de las pocas informaciones

en cuanto a costes de buques de este tipo que se ha encontrado. En el apartado 2 se hace un resumen

sobre la clasificación que hace Dockwise de los buques que componen su flota, donde dan unos rangos

del coste de diseño, construcción y armamento de los mismos. Esta información es muy valiosa para

revaluar al final del cuaderno si el presupuesto elaborado se encuentra dentro de los rangos esperables.

El presupuesto se ha dividido básicamente en dos grandes conceptos identificados en [3]. Por un

lado, los costes de los equipos, materiales y otros gastos directos; y por otro el coste de la mano de obra.

Si bien las fórmulas y regresiones de la referencia [3] son antiguas, la mayor parte del presupuesto

total, en torno a un 75%, se compone del precio del acero del casco del buque, los gastos de astillero y el

coste de la mano de obra, para los que se han utilizado valores aceptados actualmente. Por tanto, aunque

estas regresiones puedan no ser tan adecuadas como se quisiera, no afectarán en una gran medida al

presupuesto final del buque.

Al presupuesto final se le añadirá un 5% de margen para considerar las desviaciones que pudiera

sufrir por temas económicos y a causa de la poca información de la que se dispone para la realización del

mismo. A este presupuesto se hace necesario sumar los impuestos cuando se conozca el lugar de

construcción y si procede.


pág. 6


2 – La flota de Dockwise

La flota de Dockwise se compone de 20 buques semisumergibles1. Estos buques tienen una vida

media de 20 años, en los que Dockwise realiza una inversión anual de más de 20.8 millones de dólares.

El coste medio de adquisición de estos buques va desde los 80 millones de dólares para los de

menor porte hasta los 120 millones para los mayores buques de la flota. Ésta está dividida en 5 tipos de

buques HL según tamaño y capacidades:

a) HL tipo I: buques con una capacidad de entre 41.000 y 73.000 toneladas de capacidad

de carga, velocidad de 11-12 nudos y una longitud de cubierta de carga de 150-178 m.

En este grupo se encuentran buques como el Blue Marlin o la clase Mighty Servant

b) HL tipo II: buques con una capacidad de entre 30.000 y 40.000 toneladas de capacidad,

con una velocidad de servicio de 12-13 nudos y una cubierta de carga de 130-157 m. En

este grupo se incluyen buques como el Black Marlin o el Transshelf. Muchos de los HL

de este tipo II son buques reconvertidos a partir de petroleros SuezMax.

c) HL tipo III: buques con una capacidad de entre 15.000 y 20.000 toneladas de capacidad,

una velocidad de servicio de 12-13 nudos y una longitud de cubierta de alrededor de 130

m. En este grupo entran buques como el Swan, Tern o Teal.

d) Tipos IV y V: buques con una capacidad de entre 4.000 y 9.000 toneladas de capacidad,

velocidades de entre 9 y 13 nudos y una longitud de cubierta de 117-119 m. En este tipo

de buques entran el Enterprise y el Explorer.

En la referencia [6] se da unos valores aproximados del coste de adquisición de un buque HL

según su clasificación en uno de los tipos anteriores. En la tabla siguiente se incluye esta información:

Tabla 1. Coste típico de los buques HL de Dockwise por tipo [6].

Esta información es muy valiosa a la hora de comparar con el presupuesto final del buque, que

encajaría en el tipo I de la clasificación de Dockwise.

1 Datos de la referencia [6]. Marzo 2010.


I 120

II 100

III 90

IV 80


pág. 7


3 – Estimación de Costes de Equipos, Materiales y Gastos Directos

La estimación de estos costes se ha realizado, como se ha indicado en la introducción, siguiendo

las indicaciones de la ref [3]. Según las indicaciones de esta referencia, se ha dividido los costes de equipos,

materiales y gastos directos en los siguientes conceptos:

Gastos varios de Astillero.

Casco.

Equipo, armamento e instalaciones.

Instalación propulsora.

Maquinaria auxiliar de la propulsión.

Cargos y respetos.

Instalaciones especiales.

Es importante considerar lo explicado en la introducción, y es que las estimaciones de [3] para los

equipos y sistemas son de hace años, concretamente este libro está basado en el año 1987. Aunque el

coste de éstos no es un gran porcentaje del presupuesto final (en torno al 25%), se ha aplicado el IPC

general desde 1987 a enero de 2016, que es un 138%. Si bien esta actualización depende de muchos más

factores que tener únicamente en cuenta el IPC general, el objeto de este estudio es tener una estimación

razonable del presupuesto del buque y aprender a realizar el presupuesto de un buque y conocer la división

de los conceptos que lo componen.

A continuación, se indica la estimación de los costes de cada uno de estos conceptos.

3.1 – Gastos Varios de Astillero

Este concepto incluye la ingeniería, los gastos de las sociedades de clasificación, reglamentos, pruebas y garantías. Se divide en los siguientes subconceptos:

Costes de ingeniería: entre los que se engloban los del diseño conceptual, la ingeniería básica y de detalle; incluyendo diseño de ingeniería mecánica, proyecto básico y definición de todos los planos, ingeniería de detalle para acero, tuberías y electricidad. Para estimar este coste se ha considerado un equipo de 15 personas trabajando durante dos años y medio. El coste por hora se estima en 60 €/h, y teniendo en cuenta unas 1700 horas de trabajo al año por persona, el coste se estima en:

€Cos 1700 15 2.5 60 3825 €·h

te p años kp año h

Ensayos de canal: se realizarán ensayos completos para validar y optimizar las formas en cuanto a velocidad y consumo, y analizar el comportamiento del buque en la mar. Este coste varía entre los distintos canales de ensayos, y se ha estimado en 350k€ para un paquete completo de ensayos.

Costes de sociedades de clasificación, inspección y aprobación: incluyendo conceptos como revisión y aprobación de planos por DNV, gastos de inspección, visados, etc. Este subconcepto se ha estimado en 400k€.


pág. 8


Pruebas y garantía: incluye conceptos de gastos de botadura, prácticos, remolcadores, varada, pruebas y garantía. Se estima en 35k€.

Seguro de construcción: se estima en aproximadamente un 4,5% del precio total del buque, de acuerdo a la referencia [3].

La tabla siguiente resume los costes del concepto de Gastos varios de astillero:

Tabla 2. Gastos varios del astillero.

3.2 – Casco

Dentro de los costes relativos al casco se incluyen los siguientes subconceptos:

Acero laminado: incluyendo chapas y perfiles de acero, puntales, polines, etc. Este

subconcepto se estima proporcional al peso del acero del buque, considerando un valor

actual de 600 € por tonelada de acero. Este coste se suele aumentar en un 15% por

recortes.

Resto de materiales del casco: piezas fundidas y forjadas. Se estima en función de las

dimensiones del buque.

Materiales auxiliares de construcción del casco: se estima en función del peso del acero.

Pintura y control de corrosión: incluye las pinturas exteriores, interiores, la de las tuberías

y la protección contra la corrosión.

La Tabla 3 indica los costes relativos al casco:

Tabla 3. Costes del Casco.

Subconcepto Coste

Costes de Ingeniería 3 830 000 €

Esnsayos de Canal 350 000 €

Costes de SSCC, inspección y aprobación 400 000 €

Pruebas y garantía 40 000 €

Seguro de Construcción 4 850 000 €

Total 9 470 000 €

Subconcepto Coste

Acero Laminado 14 000 000 €

Resto de Materiales del Casco 123 000 €

Materiales Auxiliares de Construcción 2 036 000 €

Pintura y Control de Corrosión 605 000 €

Total 16 764 000 €


pág. 9


3.3 – Equipos, Armamento e Instalaciones

Se divide en los siguientes subconceptos:

Equipos de fondeo, amarre y remolque: se incluye el coste de las anclas, las cadenas,

los molinetes, etc. Se estima su coste en función del peso o de su capacidad.

Medias de salvamento: incluye las siguientes partidas:

o Botes salvavidas: estimado en función de su capacidad: 276k€.

o Bote de rescate: estimado en 10k€.

o Balsas salvavidas: coste estimado en función de su capacidad: 89k€.

o Pescantes: estimado en función de su capacidad: 50k€.

o Elementos varios: regresión en función del número de tripulantes: 8k€.

Habilitación: este subconcepto se estima proporcional a la superficie total de la

habilitación. Incluye los revestimientos, aislamientos, pavimentos, ventanas, puertos,

escaleras, equipamiento de ocio, etc. Se ha considerado un coste de 200 €/m2.

Equipos de fonda y hotel: se estima en función del número de personas y el tamaño de

las gambuzas. Incluye los equipos de cocina, el coste de los equipos de las gambuzas,

la lavandería y elementos varios.

Equipos de acondicionamiento en alojamientos: se incluyen:

o Equipos de calefacción y aire acondicionado: estimado su coste en función de

del área de la habilitación.

o Radiadores individuales y otros costes varios: estimados en función del número

de tripulantes.

Medios contraincendios de la cámara de máquinas: estimado en función de las

dimensiones de la misma.

Instalación eléctrica: estimado en función de la potencia total instalada.

Accesorios de equipos, armamento e instalaciones: incluye:

o Puertas metálicas, ventanas y portillos.

o Escaleras, pasamanos y candeleros.

o Escotillas, lumbreras, etc.

En la siguiente tabla se indica el coste estimado por subconceptos:

Tabla 4. Equipos, armamento e instalaciones.

Subconcepto Coste

Equipos de Fondeo, Amarre y Remolque 1 029 000 €

Medios de Salvamento 433 000 €

Habilitación de alojamientos 520 000 €

Equipos de Fonda y Hotel 131 000 €

Acondicionamiento de alojamientos 606 000 €

Equipos de Navegación, Comucaciones y DP 166 000 €

Medios Contraincendios de CCMM 215 000 €

Instalación Eléctrica 1 861 000 €

Accesorios de equipo, armamento e instalaciones 128 000 €

Total 5 090 000 €


pág. 10


3.4 – Instalación Propulsora


Grupos electrógenos principales: se han instalado cuatro grupos electrógenos con una

potencia diésel cada uno de 3300 kW. El coste de cada uno de ellos se ha estimado en

función de las revoluciones del motor y el número y diámetro de los cilindros.

Módulos POD XO 1600: se ha dividido en dos partidas:

o El precio de cada propulsor de 6000 kW se ha estimado en 0,3 k€/kW.

o El coste de los motores eléctricos se ha estimado en 0,08 k€/kW.

La Tabla 5 indica los costes estimados:

Tabla 5. Instalación propulsora.

3.5 – Maquinaria Auxiliar de la Propulsión


Grupos electrógenos auxiliares: esta vez se trata de los grupos auxiliares. Son dos grupos

de 781 kW de potencia diésel. Su coste se ha estimado de forma similar a los grupos

principales.

Equipos de circulación, refrigeración y lubricación: incluye los servicios de circulación de

agua salada y agua dulce para la refrigeración de los equipos, y las bombas de aceite y

tanques no estructurales. Su coste se estima en función de la potencia total instalada.

Equipos de arranque de motores: incluye los compresores de aire de arranque, la botella

de aire comprimido y los filtros. Se estima en función del caudal de los compresores.

Equipos de manejo de combustible: incluye todos los equipos para el trasiego de

combustible. Se estima su coste a partir del caudal de las bombas de trasiego.

Purificadoras de aceite y combustible: se estima su coste en función de la capacidad y el

número de las purificadoras.

Equipo de manejo de lodos y derrames.

Equipo auxiliar de casco: incluye las siguientes partidas:

o Bombas de achique y sentinas.

o Bombas contra incendios.

o Bombas de lastre.

o Separadoras.

Equipos sanitarios: incluye el servicio de distribución de agua fría y agua caliente, la

generación de agua dulce y el tratamiento del agua.

Subconcepto Coste

Grupos electrógenos principales 8 130 000 €

Módulos POD XO 1600 3 600 000 €

Motor eléctrico PODs 960 000 €

Total 12 690 000 €


pág. 11


Varios: incluye las siguientes partidas:

o Ventiladores de cámara de máquinas: estimado su coste en función del número

y su capacidad.

o Equipos de desmontaje.

o Taller de cámara de máquinas.

En la siguiente tabla se indican los costes de la maquinaria auxiliar de la propulsión:

Tabla 6. Maquinaria auxiliar de la propulsión.

3.6 – Cargos, Respetos y Pertrechos

Este concepto se divide principalmente en dos subconceptos:

Cargos y respetos no reglamentarios.

Cargos y respetos esenciales.

Tabla 7. Cargos, respetos y pertrechos.

Subconcepto Coste

Grupos electrógenos auxiliares 344 000 €

Equipos de circulación, refrigeración y lubricación 681 000 €

Equipos de arranque de motores 28 000 €

Equipos de manejo de combustible 216 000 €

Purificadoras de aceite y combustible 51 000 €

Equipo de manejo de lodos y derrames 5 000 €

Equipo auxiliar de casco 848 000 €

Equipos sanitarios 97 000 €

Varios 59 000 €

Total 2 329 000 €

Subconcepto Coste

Cargos y respetos no reglamentarios 150 000 €

Cargos y respetos esenciales 113 500 €

Total 263 500 €


pág. 12


3.7 – Instalaciones Especiales

En este concepto se han incluido los siguientes equipos y sistemas:

Equipos de control y automatización.

Sistema de control de posicionamiento dinámico: incluye todo el sistema de control, los

puestos de control del sistema de DP, sensores, etc. Un sistema de posicionamiento

dinámico DP2 tiene un coste de entre 1000k€ y 1500k€.

Propulsores transversales de proa: se han instalado dos propulsores transversales de

proa de 2400 kW cada uno. Su coste se estima en función de la potencia de cada uno.

Grúas auxiliares de proa: se cuenta con dos grúas de 15 t a 20 m. Su coste se ha estimado

en función del SWL (“Safe Working Load”) y su brazo, es decir 15 x 20 tm.

Grúas auxiliares de popa: en popa se cuenta con dos grúas de 10 t a 15 m. Su coste se

ha estimado también en función del SWL y su brazo, es decir 10 x 15 tm.

Tabla 8. Instalaciones especiales.

Subconcepto Coste

Equipo de control y automatización 250 000 €

Sistema de control Pos. Dinámico 1 250 000 €

Propulsores transversales de proa 1 386 000 €

Grúas auxiliares de proa 1 394 000 €

Grúas auxiliares de popa 801 000 €

Total 5 081 000 €


pág. 13


4 – Estimación del Coste de Mano de Obra

Para la estimación del coste de la mano de obra se ha considerado un coste medio de 30 €/h más

un burden por coste indirecto estimado en el 25%. Con estas consideraciones el coste medio estimado total

se sitúa en 40€/h.

Para cada uno de los conceptos y subconceptos en los que se ha dividido el presupuesto se ha

calculado las horas de mano de obra siguiendo la información indicada en la referencia [3].

En el caso del acero del casco, las horas de mano de obras se han estimado en función del peso

total de acero del buque. Para ello se ha considerado una media de 60 h de trabajo por tonelada de acero.

Este es el concepto que más horas de mano de obra conlleva.

El resto de horas de mano de obra se han calculado, como se ha dicho, según [3]. A continuación

se indican en tablas las horas de mano de obra estimadas para cada uno de los conceptos en que se ha

dividido el presupuesto.

Casco

Tabla 9. Horas de mano de obra. Casco.

Equipos, Armamento e Instalaciones

Tabla 10. Horas de mano de obra. Equipos, armamento e instalaciones.

Subconcepto Nº de horas

Acero Laminado 1217100

Resto de Materiales del casco 36500

Preparación de superficies 640

Pintura y Control de Corrosión 19600

Total 1273840


Equipos de Fondeo, Amarre y Remolque 200

Medios de Salvamento 800

Habilitación de alojamientos 41600

Equipos de Fonda y Hotel 3500

Equipos de acondicionamiento en alojamientos 6710

Equipos de Navegación y comunicaciones 4950

Instalación Eléctrica 22100

Accesorios de equipo, armamento e instalaciones 25000

Total 104860


pág. 14


Instalación Propulsora

Tabla 11. Horas de mano de obra. Instalación propulsora.

Maquinaria Auxiliar de la Propulsión

Tabla 12. Horas de mano de obra. Maquinaria auxiliar de la propulsión.

Cargos, Respetos y Pertrechos

Tabla 13. Horas de mano de obra. Cargos, respetos y pertrechos.


Tabla 14. Horas de mano de obra. Instalaciones especiales.


Grupos electrógenos principales 6800

Módulos POD XO 1600 6000

Total 12800


Grupos electrógenos auxiliares 1800

Equipos de circulación, refrigeración y lubricación 5800

Equipos de arranque de motores 710

Equipos de manejo de combustible 2600

Purificadoras de aceite y combustible 4800

Equipo auxiliar de casco 6400

Varios 1100

Total 23210


Cargos, Pertrechos y Respetos 990

Total 990


Equipo de control y automatización 2500

Sistema de control Pos. Dinámico 3000

Propulsores transversales de proa 7300

Grúas auxiliares de proa 1400

Grúas auxiliares de popa 1200

Total 15400


pág. 15


5 – Presupuesto del Buque

Tras estimar los costes de los equipos y materiales y los costes asociados a la mano de obra, se

pueden sumar todos los conceptos y obtener el coste total del buque.

5.1 – Equipos, Materiales y Gastos Directos

Agrupando todos los conceptos incluidos se obtiene el coste total de los equipos, materiales y

gastos directos:

Tabla 15. Coste de equipos, materiales y gastos directos.

Figura 1. Coste de equipos, materiales y gastos directos por conceptos.

Concepto Coste (k€)

Gastos Varios de Astillero 9 470

Casco 16 764

Equipo, Armamento e Instalaciones 5 090

Instalación Propulsora 12 690

Maquinaria Auxiliar de la Propulsión 2 329

Cargos, Respetos y Respetos 264

Instalaciones Especiales 5 081

Total (k€) 51 688

Total (€) 51 687 500 €

18.3%

32.4%

9.8%

24.6%

3.0%0.5%

9.8%

Equipos, Materiales y Gastos Directos






pág. 16


5.2 – Mano de Obra

Agrupando todos los conceptos relativos a la mano de obra, y aplicando el precio media de 40€/h:

Tabla 16. Coste de la mano de obra por conceptos.

Figura 2. Horas de mano de obra asociadas a cada concepto.

Concepto Horas Coste (k€)

Casco 1 273 840 50 954

Equipo, Armamento e Instalaciones 104 860 4 194

Instalación Propulsora 12 800 512

Maquinaria Auxiliar de la Propulsión 23 210 928

Cargos, Respetos y Respetos 990 40

Instalaciones Especiales 15 400 616

Total 1 431 100 57 244

Total (€) - 57 244 000 €

89.0%

7.3%

Horas de Mano de Obra

Casco Equipo, Armamento e Instalaciones

Instalación Propulsora Maquinaria Auxiliar de la Propulsión

Cargos, Respetos y Respetos Instalaciones Especiales


pág. 17


5.3 – Presupuesto

Sumando los costes por mano de obra y los relativos a los equipos, materiales y gastos directos,

obtenemos el presupuesto. A ésta suma se le ha aplicado un margen global del 5%.

Tabla 17. Costes totales.

Tabla 18. Presupuesto del buque.

El presupuesto total del buque asciende a 114,4 M€. Considerando el cambio medio de los últimos

doce meses entre dólares y euros, que se mueve en torno a 1.10 (ver Figura 3), el presupuesto del buque

en dólares son unos 125.8 M$. Teniendo en cuenta que el buque en proyecto encaja en la clasificación del

tipo I (buques con un coste típico de 120 M$), podemos decir que el presupuesto del buque se acerca

mucho al valor típico de los buques HL de estas características.

Figura 3. Cambio dólar ($) a euro (€) en el último año [7].

ConceptoCoste Equipos y

Materiales (k€)

Coste Mano de

Obra (k€)Coste Total (k€)

Gastos Varios de Astillero 9 470 - 9 470

Casco 16 764 50 954 67 718

Equipo, Armamento e Instalaciones 5 090 4 194 9 284

Instalación Propulsora 12 690 512 13 202

Maquinaria Auxiliar de la Propulsión 2 329 928 3 257

Cargos, Respetos y Respetos 264 40 303

Instalaciones Especiales 5 081 616 5 697

Total (k€) 51 687 500 € 57 244 000 € 108 931 500 €


Equipos, Materiales y Gastos Directos 51 688

Mano de obra 57 244

Margen (5%) 5 447

Total (k€) 114 378


pág. 18


Figura 4. Costes totales por concepto.

En la Figura 4 se observa cómo el coste del casco, tanto los materiales como la mano de obra, es el

concepto de mayor peso en el presupuesto del buque.

9.0%

60.7%

8.9%

12.6%

3.0%0.3%5.4%







pág. 19


REFERENCIAS:





3. Torroja Menendez, J. Apuntes de la clase de Proyectos. Apuntes de la ETSIN, Madrid,

2000.

4. Schneekluth, H. & Bertram, V. Ship Design for Efficiency and Economy.

5. http://www.ine.es/varipc/

6. SNS Securities. Dockwise, Netherlands. Industrial Transportation & Motorways.

7. http://www.xe.com/es/currencycharts/?from=EUR&to=USD&view=1Y






Memoria Final

Cuaderno 14. Memoria Final.

pág. 2


ÍNDICE

1 – Introducción ............................................................................................................................................ 5

2 – Dimensionamiento .................................................................................................................................. 7

3 – Formas .................................................................................................................................................. 13

4 – Disposición General .............................................................................................................................. 15

5 – Cálculos de Arquitectura Naval ............................................................................................................. 18

6 – Potencia ................................................................................................................................................ 22

7 – Cámara de Máquinas ............................................................................................................................ 24

8 – Equipos y Servicios ............................................................................................................................... 26

9 – Planta Eléctrica ..................................................................................................................................... 27

10 – Resistencia Longitudinal ..................................................................................................................... 29

11 – Pesos y Centro de Gravedad .............................................................................................................. 32

12 – Situaciones de Carga y Resistencia Longitudinal ............................................................................... 34

13 – Presupuesto ........................................................................................................................................ 37

REFERENCIAS: ......................................................................................................................................... 39


pág. 3


TABLAS

Tabla 1. Evaluación de las dimensiones finales. ......................................................................................................... 12 Tabla 2. Márgenes de aplicación del bulbo de proa. ................................................................................................... 13 Tabla 3. Resumen final de las características de las formas del buque. ..................................................................... 14 Tabla 4. Disposición de mamparos transversales estancos. ....................................................................................... 15 Tabla 5. Peso en rosca del buque estimado para esta etapa preliminar de proyecto. ................................................ 20 Tabla 6. Francobordos y calados correspondientes. ................................................................................................... 21 Tabla 7. Resumen de características del propulsor. .................................................................................................... 23 Tabla 8. Características de los motores principales. ................................................................................................... 24 Tabla 9. Características de los motores auxiliares ...................................................................................................... 25 Tabla 10. Potencia de los grupos de consumidores. ................................................................................................... 27 Tabla 11. Resumen del balance eléctrico. ................................................................................................................... 27 Tabla 12. Potencia eléctrica generada por cada grupo en cada situación eléctrica. ................................................... 28 Tabla 13. Régimen de funcionamiento de cada grupo generador. .............................................................................. 28 Tabla 14. Potencia consumida por los consumidores de las distintas redes del buque para las situaciones de carga.

..................................................................................................................................................................................... 28 Tabla 15. Comparación de módulos de la sección. ..................................................................................................... 31 Tabla 16. Características estructurales de la maestra. ................................................................................................ 31 Tabla 17. Peso y centro de gravedad del buque en rosca. .......................................................................................... 33 Tabla 18. Costes totales. ............................................................................................................................................. 37 Tabla 19. Presupuesto del buque. ............................................................................................................................... 37 Tabla 20. Coste típico de los buques HL de Dockwise por tipo [8]. ............................................................................. 38


pág. 4


FIGURAS

Figura 1. Buque Blue Marlin. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 6 Figura 2. Buque Mighty Servant 3. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 Figura 3. Buque HYSY 278. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 Figura 4. Diagrama de flujo representativo del proceso seguido para el dimensionamiento. --------------------------------- 8 Figura 5. Espiral de dimensionamiento en función del volumen de los casings de popa. -------------------------------------- 9 Figura 6. Comparación del coste del acero de las diferentes alternativas estudiadas. --------------------------------------- 10 Figura 7. Resistencia al avance de cada alternativa a la velocidad de 14 nudos. --------------------------------------------- 10 Figura 8. Máxima altura posible del centro de gravedad de la carga transportada en función de su peso. ------------- 11 Figura 9. Curva de áreas transversales normalizada. -------------------------------------------------------------------------------- 14 Figura 10. Disposición de los principales mamparos transversales estancos. -------------------------------------------------- 15 Figura 11. Disposición de mamparos estancos y cubiertas. ------------------------------------------------------------------------- 16 Figura 12. Calado mínimo. T = 8.2 m. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 Figura 13. Calado de diseño. T = 10 m. -------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 Figura 14. Calado de diseño. T = 10.62 m. ---------------------------------------------------------------------------------------------- 18 Figura 15. Calado al puntal. T = 13.7 m. ------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 Figura 16. Calado máximo. T = 25 m. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 Figura 17. Modelo de rhinoceros del buque HL y el FPSO. ------------------------------------------------------------------------- 21 Figura 18. Diagrama simplificado de la planta de potencia de un buque propulsado por pods. ---------------------------- 22 Figura 19. Esquema del azipod serie XO. ----------------------------------------------------------------------------------------------- 22 Figura 20. Curva de resistencia y curva de potencia. --------------------------------------------------------------------------------- 23 Figura 21. Motor 6 M 32 E de Mak. -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 Figura 22. Diagrama de la elección de momentos para diseñar la estructura -------------------------------------------------- 29 Figura 23. Momentos flectores de diseño. T = 10.62 m. ----------------------------------------------------------------------------- 29 Figura 24. Esfuerzos cortantes de diseño. T = 10.62 m. ----------------------------------------------------------------------------- 30 Figura 25. Resistencia longitudinal. T=10.62 m. Escantillonado final ------------------------------------------------------------- 30 Figura 26. Distribución del peso del acero continuo. ---------------------------------------------------------------------------------- 32 Figura 27. Partidas del peso en rosca del buque. -------------------------------------------------------------------------------------- 33 Figura 28. Modelo de Maxsurf del buque HL. ------------------------------------------------------------------------------------------- 34 Figura 29. Modelo de Maxsurf del buque HL y el FPSO.----------------------------------------------------------------------------- 34 Figura 30. Momentos flectores de diseño y la envolvente de los momentos de las diferentes condiciones de carga. 35 Figura 31. Esfuerzos cortantes de diseño y la envolvente de los esfuerzos cortantes obtenidos de las diferentes

condiciones de carga. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35 Figura 32. Modelo de Maxsurf. Avería en el flotador de popa/estribor. ----------------------------------------------------------- 36 Figura 33. Costes totales por concepto. -------------------------------------------------------------------------------------------------- 38


pág. 5


1 – Introducción

En este último cuaderno se va a tratar de resumir el desarrollo del proyecto, explicando el proceso

seguido en cada una de las etapas del proyecto, destacando el grado de cumplimiento de las

especificaciones y analizar las posibles mejoras y modificaciones en el caso hipotético de ciclo posterior de

espiral de proyecto.

El buque de diseño es un buque heavy lift semi-sumergible “Heavy Lift Special Cargo Vessel”

cuyas características generales más importantes son una cubierta de carga de 7.500 m2 de superficie útil,

55.000 toneladas de peso muerto, propulsión diésel-eléctrica mediante pods, sistema de posicionamiento

dinámico, velocidad en servicio de 14 nudos, una acomodación para 30 personas y una autonomía de

20.000 millas náuticas.

Asimismo, el buque posee otras singularidades que hacen que pueda desempeñar las siguientes

operaciones descritas en el cuaderno 1 – Memoria Explicativa:

Load out:

o Lift-on/Lift-out.

o Roll-on/Roll-off.

o Skid-on/ Skid-off.

Float-on/Float-off.

Float over.

El diseñar un buque preparado para desarrollar todas estas operaciones, y cumplir con las

notaciones de clase, eleva la dificultad del proyecto y presenta ciertos problemas que se analizaron también

en el cuaderno 1, donde se propusieron soluciones adecuadas.

Se podrían resumir en:

Superficie de cubierta y capacidad de izado: Se fijó la superficie de carga de 7.500 m² y

se especifica un peso muerto de alrededor de 55.000 toneladas.

Dimensionamiento: Se realizó un estudio aumentando progresivamente la manga del

buque. En el que se definen las posibles mangas en función de la especificación de

proyecto que determina el área en cubierta de carga de 7500 m2 y considerando la flota

existente de este tipo de buques.

Estabilidad y Estructura: Para evitar que en la última fase del proyecto (Estabilidad y

Resistencia Longitudinal) no se cumpla con los criterios necesarios y se sobrepasen los

esfuerzos de diseño de la estructura, se realizó un análisis preliminar de la estabilidad y

la resistencia longitudinal, en el cuaderno 5, de 11 situaciones de carga a partir de los

pesos estimados en el dimensionamiento del buque.

Sistema de posicionamiento dinámico: El sistema de posicionamiento dinámico se diseña

para cumplir el estándar DP2. Este estándar no solo requiere redundancia de sistemas

físicos sino una redundancia de sistemas de control.

Para poder llevar a cabo un diseño del anteproyecto especificado de la mejor manera posible y

conseguir solucionar los problemas que plantea su diseño, se ha intentado realizar la máxima recopilación

de información para poder desarrollar el proyecto, utilizando de base la bibliografía general que se

encuentra en el Cuaderno 1 – Memoria Explicativa.


pág. 6


Los buques “base” que han servido para el diseño de este buque ya sea por sus formas,

dimensiones similares, disposición general o equipos son los siguientes:

Blue Marlin

Figura 1. Buque Blue Marlin.

Mighty Servant

Figura 2. Buque Mighty Servant 3.

HYSY 278

Figura 3. Buque HYSY 278.


pág. 7


2 – Dimensionamiento

Los buques heavy lift semisumergibles (“HLSV”) tienen problemas de estabilidad durante las

fases transitorias de lastrado y deslastrado para la carga y descarga (“C/D”) de artefactos transportados,

que se deben a la reducción del área de la flotación del buque cuando se sumerge la cubierta de carga,

dando lugar a una importante reducción de la inercia en la flotación.

Cuanto mayor sea el peso del artefacto a transportar sobre la cubierta, más perjudicada se verá

la estabilidad del buque durante la fase de C/D. Por otro lado, si la distribución de pesos del artefacto implica

un alto valor de su centro de gravedad, la estabilidad se verá aún más comprometida. Y, por último, es

importante la forma de la carga, ya que, dependiendo de ésta, el artefacto transportado aportará más o

menos flotabilidad. Queda claro entonces la importancia de dotar al buque de una buena estabilidad durante

estas fases de C/D, dándole más versatilidad para el transporte de cargas mayores y de formas diferentes.

Por supuesto, la forma de la carga será diferente en cada caso y no podemos tenerla en cuenta

de manera simple para realizar una optimización del buque. Pero sí podemos aumentar la estabilidad del

buque y optimizar, por lo tanto, para una carga genérica y unas toneladas dadas, la altura del centro de

gravedad del artefacto que es posible transportar, con objeto de tener menos restricciones a la hora de

llevar cualquier carga. Y esto lo conseguimos por medio del incremento de la manga.

Teniendo en cuenta las características específicas del buque HLS, se llevó a cabo un estudio

aumentando progresivamente la manga del mismo. Se han definido las posibles mangas en función de

la especificación de proyecto que determina el área en cubierta de carga de 7500 m2 y considerando la

flota existente de este tipo de buques.

Las mangas que se han analizado son las correspondientes a 46, 48, 49, 50 y 52 m.

En el siguiente diagrama de flujo se muestra de forma muy resumida cómo se ha llevado a cabo

este dimensionamiento, tratando de aclarar de forma gráfica el camino seguido.


pág. 8


Figura 4. Diagrama de flujo representativo del proceso seguido para el dimensionamiento.

Es importante destacar que para dimensionar estos elementos se debe seguir las reglas del DNV-

GL Pt.5 Ch.7 Sec.21 que enuncian que el rango de las reservas de flotabilidad debe de ser al menos un

4,5% del volumen sumergido al calado máximo durante las fases transitorias de C/D y que las estructuras

de flotabilidad de proa y popa consideradas separadamente sean de un 1,5% del volumen sumergido a

este calado. Para cumplir esta exigencia, ha sido necesario llevar a cabo un proceso de espiral, en el que

se ha realizado el dimensionamiento del buque y las formas de la carena en paralelo. Este proceso se

presenta en el siguiente esquema:


pág. 9


Figura 5. Espiral de dimensionamiento en función del volumen de los casings de popa.

A continuación, se calculó a través del peso muerto, eslora entre perpendiculares y manga, el

calado de diseño, calado sumergido máximo y el puntal. Más tarde, se fijó la autonomía y se estimó la

potencia a través del peso muerto y la velocidad de servicio.

Una vez terminadas esas estimaciones, se procedió al cálculo del peso en rosca y el

desplazamiento según Ref [1].

Finalmente, se realizó la elección de las alternativas de manga planteadas según:

Coste de la construcción del buque

La resistencia al avance y el consumo del buque

Dimensiones del buque y restricciones de canales o puertos

Capacidad de izado del buque

A continuación, se presenta en gráficas estas características analizadas para cada una de las

mangas consideradas:


pág. 10


Figura 6. Comparación del coste del acero de las diferentes alternativas estudiadas.

Figura 7. Resistencia al avance de cada alternativa a la velocidad de 14 nudos.

58.000.000 €

60.000.000 €

62.000.000 €

64.000.000 €

66.000.000 €

68.000.000 €

70.000.000 €

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m

Coste del Acero

770

775

780

785

790

795

800

805

810

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m

Re

sist

en

cia

(kN

)



pág. 11


Figura 8. Máxima altura posible del centro de gravedad de la carga transportada en función de su peso.

En resumen, las conclusiones de este análisis fueron:

A medida que aumenta la manga disminuye la eslora, y con ello el precio del acero y su

construcción, y por lo tanto el precio del buque.

A mayor manga, aumenta considerablemente la resistencia al avance del buque y en

consecuencia su consumo y el precio de los elementos de la maquinaria a instalar.

En cuanto a las restricciones, las carenas hasta 49 m de manga podrían traspasar ambos canales

principales. A partir de este valor, solo la de 50 m podría pasar por el de Suez; y la alternativa de

52 m no podría atravesar ninguno.

A mayor manga también aumenta la inercia en la flotación y por tanto la capacidad de izado del

buque.

Teniendo en cuenta estas consideraciones, se decidió aumentar la manga del buque, ganando

capacidad de izado y abaratando así el coste de construcción, hasta un límite en el que el consumo y el

coste de la propulsión no comenzara a ser muy influyente, teniendo también presente las restricciones de

los canales. Por lo que se tomó la manga de 49 m.

Por último, se analizaron las diferencias entre los buques de la base de datos recopilada y el

dimensionamiento buque en proyecto. Estas diferencias quedan recogidas en la siguiente tabla:

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000

KG

_car

ga (

m)

Carga (ton)

Capacidad de izado

B = 46 m B = 48 m B = 49 m B = 50 m B = 52 m


pág. 12


Tabla 1. Evaluación de las dimensiones finales.

Las diferencias más elevadas se dan en las relaciones de las esloras y las mangas, esto se debe

a la no existencia de buques de esa manga con esa eslora, es decir, se ha optimizado la manga para

intentar tener mayor capacidad de izado y ser más versátil en el mercado.

Mínimo Buque Máximo Media Diferencia Diferencia %

Lpp/B 3,28 4,12 5,31 4,33 -0,20 -4,92%

Loa/B 3,50 4,33 5,61 4,56 -0,23 -5,34%

B/T 3,23 4,90 7,47 4,89 0,01 0,29%

B/D 2,43 3,58 5,06 3,54 0,04 1,16%

Lpp/T 0,0 20,2 25,9 19,6 0,63 3,11%

Lpp/D 0,0 14,8 17,5 14,4 0,32 2,20%

T/D 0,63 0,73 0,80 0,74 -0,01 -1,12%

Tsum/D 1,47 1,82 2,02 1,75 0,07 4,02%

DWT/(LBT) 0,44 0,56 0,65 0,56 0,00 -0,38%

Fn 0,14 0,16 0,20 0,16 0,00 -1,77%


pág. 13


3 – Formas

En la consideración de las formas se han tenido muy en cuenta la sociedad de clasificación y las

correspondientes entidades reguladoras que exigen unos determinados volúmenes tanto a proa de la

cubierta principal como en los casings de popa que ha condicionado de forma significativa el proyecto de

formas del buque.

Los buques HLSV tienen un coeficiente de bloque alto, un número de Froude bajo y cuadernas en

forma de U. Esto significa que gran parte de su resistencia al avance será debida al efecto de la viscosidad

y no a la formación de olas. Cabe mencionar que las formas muy llenas pueden presentar problemas en

cuanto a la generación de ola rompiente debido a las formas poco hidrodinámicas de la proa.

Asimismo, no es necesario disponer de un gran volumen bajo cubierta en la parte de proa y por

tanto dando prioridad a la hidrodinámica. Por ello, se decide disponer en el cuerpo de proa de unas

cuadernas de tipo V de forma que la entrada de agua en el casco sea lo más suave posible. De esta forma

se pretende reducir la posibilidad de aparición de ola rompiente que afecta a buques de formas llenas y

cuadernas en U.

En la siguiente gráfica se muestran los márgenes de aplicación del bulbo de proa, y los valores en

los que se encuentra el buque en diseño, marcando con colores el nivel de aplicación, estando el verde

entre los márgenes y el rojo fuera de ellos:

Tabla 2. Márgenes de aplicación del bulbo de proa.

Por ello, se ha optado por descartar el bulbo de proa en el buque y se ha realizado las formas de

proa tomando como referencia buques HLSV en activo que no llevan bulbos, como la clase Mighty Servant.

En las formas de popa se ha añadido un quillote que tiene importantes ventajas; diferencia

claramente los flujos que le llegan a cada una de las hélices, siendo mucho más uniforme y, por otro lado,

le aporta al buque estabilidad en ruta y mejora el comportamiento del buque en balance al generar

amortiguamiento.

Para la generación de la carena se ha partido del plano de formas del “Blue Marlin”. A partir de

estas formas se ha modificado el cuerpo de proa descartando el bulbo de proa y optando por un perfil como

el comentado anteriormente.

Parámetro Diseño

CB 0.650 0.815 0.771

Fn 0.160 0.570 0.159

Lpp/B 5.50 7.00 4.12

CBB/Lpp - 0.135 0.187

Márgenes


pág. 14


La curva de áreas transversales normalizada es la siguiente:

Figura 9. Curva de áreas transversales normalizada.

Se puede observar un cuerpo de entrada lleno, y una salida más suave, que hace que el centro

de gravedad de la curva de áreas se encuentre a proa de la sección media, como es normal en los buques

lentos y llenos.

Finalmente, se muestra un resumen de las características de la carena final de 49 m de manga, y

una comparación con los valores definidos durante el dimensionamiento del buque:

Tabla 3. Resumen final de las características de las formas del buque.

Dimensionamiento Formas Unidades Diferencia

Desplazamiento 78499 79348 ton 1.1%

Calado 10.0 10.0 m 0.0%

Eslora entre perp. 202.10 202.10 m 0.0%

Eslora flot. 207.15 207.19 m 0.0%

Eslora total 212.20 212.22 m 0.0%

Eslora de cubierta 158.30 158.30 m 0.0%

Manga 49.00 49.00 m 0.0%

Superficie Cubierta 7500 7700 m² 2.7%

Superficia mojada - 12026 m² -

Área flotación - 9302 m² -

Cp 0.778 0.767 - -1.4%

Cb 0.773 0.763 - -1.3%

Cm 0.992 0.994 - 0.2%

Cwp - 0.916 - -

LCB - 104.2 m -

LCF - 92.6 m -


pág. 15


4 – Disposición General

En este cuaderno se definió en detalle la disposición general del buque, a partir de las formas

generadas en el paso anterior.

En primer lugar, se definió el número mínimo y la posición de los mamparos estancos según las

reglas de la Sociedad de Clasificación. Se han dispuesto 12 mamparos estancos, como son el pique de

popa, el pique de proa, los que definen la cámara de máquinas y los mamparos del cuerpo central que lo

dividen en tanques de lastre. El buque está dividido en el cuerpo central también por dos mamparos

longitudinales situados a 10 metros de crujía y simétricos respecto de la misma.

Figura 10. Disposición de los principales mamparos transversales estancos.

Tabla 4. Disposición de mamparos transversales estancos.

Mamparo Cuaderna (nº) Posición (m)

Pique de popa 16 9,6

Mamparo 2 43 25,8

Mamparo 3 70 42,0

Mamparo 4 97 58,2

Mamparo 5 124 74,4

Mamparo 6 151 90,6

Mamparo 7 177 106,2

Mamparo 8 203 121,8

Mamparo 9 229 137,4

Popa CCMM 255 153,0

Proa CCMM 304 182,4

Pique de proa 319 191,4


pág. 16


La estructura del buque será predominantemente longitudinal, y en este cuaderno se definió la

separación entre refuerzos:

Refuerzos transversales:



Refuerzos Longitudinales



El siguiente paso consistió en la definición de las cubiertas del buque. Éste se ha dividido en las

siguientes (ver Figura 11), donde se indica su altura respecto de la línea base:

Doble Fondo: 3.0 m.

Cubierta Inferior: 8.3 m.

Cubierta Principal: 13.7 m.

Cubierta Castillo: 19.7 m.

1ª Cubierta: 27.0 m.



4ª Cubierta: 36.0 m


Puente de Gobierno: 42.0 m.

Techo de Puente: 45.0 m.

Figura 11. Disposición de mamparos estancos y cubiertas.

De esta manera el buque queda dividido en los siguientes espacios:

Cámara de máquinas: se sitúa entre bajo la superestructura, entre los mamparos de proa y de

popa de CCMM, que se sitúan en las cuadernas 255 (X=153,00 m) y 304 (X=182,40 m). Con esta

disposición, la cámara de máquinas tiene una longitud de 29,40 m.

Locales de propulsión: se sitúan entre las cuadernas -5 (X=-3,00 m) y 16 (X=9,60 m), entre la popa

del buque y el pique de popa. Existen dos locales simétricos respecto a crujía, delimitados por el codaste,

la cubierta de carga y tanques de lastre.


pág. 17


Habilitación: La zona de habilitación se dispone a proa, en la superestructura, abarcando desde la

1ª cubierta hasta el puente de gobierno.

Zona de carga: La cubierta de carga queda definida por el mamparo de popa de CCMM, situado

en la cuaderna 255 (X=153,00 m), y que se extiende sobre la cubierta de carga para dar forma al castillo

de proa. Por popa, la cubierta de carga es una cubierta corrida que se extiende hasta el final, siendo posible

retirar los “casings” si fuera necesario para la misión a desempeñar.

Puente de Gobierno: se sitúa en la cubierta más alta, a una altura de 42 m sobre la línea base. El

puente tiene una visión de casi los 360º, siendo interrumpida únicamente por ambas chimeneas; aunque

es posible sortear este obstáculo desde las alas del puente (“bridge wings”).

Cabe destacar la disposición de un “Crow nest” sobre el puente, que supone un segundo punto de

vista si la carga se encuentra parcialmente bloqueando la vista desde el puente. Además, es importante

decir que se han dispuesto dos grúas auxiliares en proa tras la superestructura y otras dos en popa sobre

los flotadores; donde también se disponen chigres para ayudar a las operaciones marinas.

Por último, en la disposición general se definieron todos los tanques. La disposición de tanques

en este proyecto es un aspecto fundamental para conseguir un buen diseño del buque y que éste sea lo

más competitivo posible. Se ha tratado de disponer tanques de lastre de una manera homogénea a lo largo

del buque, de tal manera que para cualquier situación de carga sea posible neutralizar los momentos

escorantes, sin dejar de tener el control total sobre la posición del centro de gravedad global.

Los tanques se han agrupados según su tipo:

Tanques de combustible.

Tanques de servicio.

Tanques de agua dulce.

Tanques de lastre.


pág. 18


5 – Cálculos de Arquitectura Naval

En el cuaderno 5 se calcularon las hidrostáticas del buque para diferentes calados. El cálculo de

estos valores se ha realizado mediante el software Maxsurf y sus módulos, en concreto el Maxsurf Stability,

para ello se han definido cinco calados representativos que se dan según la operación del buque. Estos

son el calado mínimo de navegación, el calado de diseño, el calado de verano, el calado correspondiente

al valor del puntal y el calado sumergido máximo.

En las siguientes figuras se muestran dichos calados:

Figura 12. Calado mínimo. T = 8.2 m.

Figura 13. Calado de diseño. T = 10 m.

Figura 14. Calado de diseño. T = 10.62 m.

Figura 15. Calado al puntal. T = 13.7 m.


pág. 19


Figura 16. Calado máximo. T = 25 m.

En el cuaderno 5 – Cálculos de Arquitectura Naval – se muestran las tablas hidrostáticas, curva

de áreas y carenas inclinadas correspondientes a los calados anteriormente mencionados.

Como se ha comentado en la introducción, para evitar que en la última fase del proyecto

(Estabilidad y Resistencia Longitudinal) no se cumpla con los criterios necesarios y se sobrepasen los

esfuerzos de diseño de la estructura, se realizó un análisis preliminar de la estabilidad y la resistencia

longitudinal, de 11 situaciones de carga a partir de los pesos estimados en el dimensionamiento del buque.

El procedimiento seguido ha sido el siguiente:

El peso en rosca del buque utilizado en esta etapa preliminar se ha tomado de las

estimaciones realizadas en el dimensionamiento del buque.

Se han definido las condiciones de carga a analizar en la estabilidad del buque. Éstas se

consideran representativas de las operaciones normales de los buques HL

semisumergibles.

Para cada una de estas condiciones de carga se ha estimado el peso y el centro de

gravedad de la estructura o artefacto a transportar.

Se han introducido en Maxsurf todos los tanques ya definidos en el cuaderno anterior de

la disposición general del buque.

Se han ajustado los equilibrios de cada condición de carga para obtener escoras nulas y

trimados positivos y pequeños; además de un calado apropiado en cada caso.

Se ha analizado el cumplimiento de los criterios de estabilidad.

Se han analizado la resistencia longitudinal del buque, y estos resultados serán de utilidad

a la hora de definir la estructura del buque en el cuaderno 10.


pág. 20


Las situaciones de carga analizadas son las siguientes:











desechos.



desechos.











Se utiliza la estimación del peso en rosca estimado en el dimensionamiento:

Tabla 5. Peso en rosca del buque estimado para esta etapa preliminar de proyecto.

A continuación, se estimó el peso de los módulos de grúas, del topside de una jacket y finalmente

de una FPSO. En la figura siguiente, se muestra un ejemplo del modelo en Rhinoceros del HLSV cargando

la FPSO.

Partida Peso (t) XG (m) ZG (m)

Acero 10 331 103.73 6.90

Equipo/Habilitacion 3 862 177.00 24.00

Castillo 4 337 178.00 20.60

Flotadores de Popa 768 4.35 24.45

Superestructura 1 298 169.20 34.20

Refuerzos de la Cubierta 300 73.80 13.20

Maquinaria 1 169 108.00 4.00

Margen (6,5 %) 1 434 131.37 14.73

Total 23 499 131.37 14.73


pág. 21


Figura 17. Modelo de rhinoceros del buque HL y el FPSO.

En todas las condiciones de carga se cumplieron los criterios de estabilidad aplicables, y teniendo

en cuenta que se ha sido conservador a la hora de estimar el KG del peso en rosca, se concluyó que el

buque cumplirá con la estabilidad cuando se aplicarán los pesos calculados en los cuadernos siguientes.

En esta etapa del proyecto se calcularon también el arqueo del buque y el francobordo aplicable.

En la siguiente tabla se indican los francobordos mínimos según la condición:

Tabla 6. Francobordos y calados correspondientes.

Siglas Francobordo (mm) Calado (m)

Verano S 3 076 10.62

Tropical T 2 855 10.85

Invierno W 3 297 10.40

Invierno A.N. WNA 3 297 10.40

Agua dulce F 3 054 10.65


pág. 22


6 – Potencia

En las especificaciones de proyecto se determinó que los propulsores sean pods, que requieren

de una propulsión diésel eléctrica. en la siguiente figura se muestra un ejemplo de planta eléctrica de un

buque propulsado por pods.

Figura 18. Diagrama simplificado de la planta de potencia de un buque propulsado por pods.

Los propulsores instalados son dos pods proporcionados por la empresa suiza ABB de la serie X,

que resultan de la evolución de los propulsores azipod clásicos. En la siguiente figura se representa el

esquema de dicho azipod serie X.

Figura 19. Esquema del azipod serie XO.


pág. 23


En la elección del propulsor se ha tenido en cuenta las recomendaciones del DNV-GL Ref [4].

Dichas recomendaciones tienen un apartado especial en cuanto al propulsor que especifica que se debe

contemplar un cierre estanco del mismo, y que éste soporte la presión al calado máximo. Se contactó con

la empresa ABB para comprobar si el propulsor elegido cumplía dicha recomendación, ésta aseguró que

estaba diseñado para aguantar grandes presiones hidrostáticas y que dichos propulsores se instalan

actualmente en buques de estas características y en plataformas semisumergibles de gran calado.

A continuación, se muestran las curvas de resistencia al avance y de potencia (calculadas a través

del Método de Holtrop y Mennen Ref [5]):

Figura 20. Curva de resistencia y curva de potencia.

Se realizó una optimización del propulsor, primeramente, en cuanto al diámetro óptimo y más tarde

en función del área/disco a través de varias iteraciones para alcanzar la menor diferencia entre el empuje

necesario y el empuje obtenido.

Para el proyecto de la misma se tomó la familia de propulsores B.4 de Wageningen, con una

relación Área/Disco de 0,505, comprobándose que no se produce la cavitación.

Se instalan dos pods de la serie X0 1600 pertenecientes a la empresa ABB cuyas características

principales se especifican en la siguiente tabla:

Tabla 7. Resumen de características del propulsor.

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Po

ten

cia

(kW

)

Re

sist

en

cia

(kN

)

V (kn)



nº pods 2

D (m) 4.7

Ae/Ao 0.505

z 4

h (m) 3.5

n (rpm) 120

η 0.633



pág. 24


7 – Cámara de Máquinas

En este cuaderno se definieron los grupos generadores principales y los auxiliares, además se

describieron los sistemas auxiliares para el funcionamiento de la CCMM, que se nombran a continuación:

Sistema de combustible.

Sistema de lubricación.

Sistema de refrigeración.

Sistema de aire comprimido.

Sistema de exhaustación.

Sistema de ventilación.

Se ha elegido instalar cuatro grupos generadores principales que están compuestos por cuatro

motores diésel semirrápidos de 3.300 kW cada uno de MaK (6 M 32 E), que pertenece a Caterpillar. Están

diseñados para consumir Diesel Oil Marino (MDO) y Gas Oil Marino (MGO). Además, es importante decir

que cumple con la reglamentación de emisiones de TIER 3 del MARPOL.

Estas son sus características principales:

Tabla 8. Características de los motores principales.


Modelo Mak M32E



nº cilindros 6

Velocidad 720 rpm



Presión media efectiva 24.8 bar


Largo 9302 mm

Ancho 2639 mm

Alto 4801 mm

SFOC:

100% 0,179 (kg/kWh)

85% 0,179 (kg/kWh)

75% 0,180 (kg/kWh)

50% 0,190 (kg/kWh)


Motores principales


pág. 25


Figura 21. Motor 6 M 32 E de Mak.

También, se ha elegido instalar dos grupos generadores auxiliares C 32 ACERT de 781 kW

proporcionados por Caterpillar, que consumen Diesel Oil Marino (MDO). Son grupos que cumplen también

con la reglamentación de emisiones TIER 3 del MARPOL.

En la siguiente tabla, se muestran las principales características de los grupos generadores

auxiliares:

Tabla 9. Características de los motores auxiliares


Modelo C32 ACERT



Velocidad 1800 rpm




Largo 4452 mm

Ancho 1528 mm

Alto 1038 mm

Peso 6.7 t

SFOC:

100% 0,210 (kg/kWh)

75% 0,222 (kg/kWh)

50% 0,218 (kg/kWh)

Motores auxiliares


pág. 26


8 – Equipos y Servicios

En este cuaderno se definieron y dimensionaron los equipos, servicios y sistemas necesarios para

la correcta funcionalidad del buque, ya que son esenciales para una navegación segura y una vida cómoda

de la tripulación.

Es importante al definir los equipos y servicios del buque tener en consideración las reglas de

clasificación del DNV y los reglamentos de MARPOL, SOLAS y COLREG entre otros. Además, existen

ciertos criterios y/o reglas específicas de este tipo de buques que también se han tenido en cuenta.

En este cuaderno se completaron todos los equipos y servicios, recogiendo en una tabla de datos

los pesos y posiciones de los mismos para tenerlos en cuenta en el cálculo la distribución de pesos del

buque en el cuaderno 11. También se fueron recogiendo los datos relativos a las potencias consumidas

por los equipos, con el fin disponer de esa información ordenada para el cuaderno 9, Planta Eléctrica, donde

se realizó el balance eléctrico del buque.

Los equipos, sistemas y servicios definidos se enumeran a continuación:

Equipos de fondeo y amarre.

Servicios de gobierno.

Servicios de achique y sentinas.

Sistema de baldeo y contraincendios.

Dispositivos y medios de salvamento.

Equipos de radiocomunicación.

Servicios de habilitación.

Sistema de aguas residuales.

Sistema de lastre.

Sistemas de aireaciones y sondas.

Grúas auxiliares.

Sistema de posicionamiento dinámico.

Sistema de iluminación y luces de navegación.

Cabe destacar, la importancia del sistema de lastre para realizar las operaciones de float-on/float-

off, además, será el sistema encargado de controlar el calado del buque durante la navegación, y de corregir

las escoras y trimados.

Debido a la gran variedad de artefactos que se transportan, tanto en forma como en peso, es muy

importante contar con un sistema de lastre ágil, eficaz y versátil. Se ha subdividido el buque en un número

grande de tanques de lastre, y se vacían y llenan con agua de mar a través de un sistema clásico de

bombas centrífugas.

Finalmente, es importante mencionar la existencia del sistema de posicionamiento dinámico

requerido por las especificaciones del proyecto. Éste se diseñó para cumplir el estándar DP2 en unas

condiciones ambientales moderadas. Este estándar no solo requiere redundancia de sistemas físicos sino

una redundancia de sistemas de control.


pág. 27


9 – Planta Eléctrica

En este noveno cuaderno, se definió la planta eléctrica del buque. Se seleccionó una frecuencia

de 60 Hz por las ventajas que ofrece en cuanto a la sección de los conductores y la potencia de los

generadores. Se han dispuesto unos cuadros principales de 3,3 kV, unos secundarios de 480 V y unos

terceros de 230 V.

Se definieron e identificaron los consumidores instalados en el buque y se agruparon por sistemas

y equipos. Por otro lado, se identificaron también las diferentes situaciones de carga eléctrica que

representan la vida operativa del buque. En la siguiente tabla se indica un resumen de los consumidores

agrupados por sistemas:

Tabla 10. Potencia de los grupos de consumidores.

A partir de estos datos se realizó un balance eléctrico clásico mediante la utilización de coeficientes

de simultaneidad y coeficientes de servicio y régimen.

Tabla 11. Resumen del balance eléctrico.

Consumidores P. Instalada (kW)

Sistemas de combustible y lubricación 159,6

Sistema de refrigeración 310,0

Sistema de aire comprimido 56,0

Sistema de ventilación 90,8

Equipos y sistemas de gobierno 17243,8

Servicios de achique y sentinas 122,1

Sistema de baldeo y contraincendios 166,5

Dispositivos y medios de salvamento 18,0

Servicios de habilitación 372,3

Sistema de lastre 1520,0

Sistemas de navegación y DP 28,0

Sistema de iluminación 99,4

Otros sistemas y equipos 962,8


Sistemas de combustible y lubricación 32,5 38,5 32,5 32,5 26,5 0,0

Sistema de refrigeración 179,0 110,0 176,0 176,0 44,0 0,0

Sistema de aire comprimido 9,2 31,2 13,6 13,6 11,2 37,6

Sistema de ventilación 70,4 70,4 70,4 70,4 35,2 20,4

Equipos y sistemas de gobierno 10457,4 7454,1 9361,9 9361,9 36,6 0,0

Servicios de achique y sentinas 24,2 24,2 24,2 24,2 24,7 120,0

Sistema de baldeo y contraincendios 5,6 0,0 0,0 0,0 5,6 82,5

Dispositivos y medios de salvamento 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 18,0

Servicios de habilitación 208,1 208,1 208,1 208,1 213,3 0,0

Sistema de lastre 112,0 64,0 664,0 1304,0 0,0 0,0

Sistemas de navegación y DP 10,8 17,2 21,6 21,6 4,0 20,0

Sistema de iluminación 52,4 62,3 72,5 72,5 35,0 6,1

Otros sistemas y equipos 19,8 0,0 95,0 95,0 193,0 0,0

Margen del 5% 559 404 537 569 31 15




pág. 28


Con esta información, se seleccionó el número de grupos que trabajan en cada una de las

situaciones de carga, teniendo en cuenta el régimen de funcionamiento de los mismos. En las siguientes

tablas se muestra para cada situación de carga eléctrica qué generadores están funcionado, que potencia

están generando y a que régimen lo hacen. Se puede apreciar que ningún generador se encuentra fuera

del rango del 75% al 95% de régimen.

Tabla 12. Potencia eléctrica generada por cada grupo en cada situación eléctrica.

Tabla 13. Régimen de funcionamiento de cada grupo generador.

Por último, se identificó a que voltaje se alimenta cada uno de los consumidores, de tal manera

que se tienen los datos relativos al consumo en cada uno de los cuadros eléctricos para cada situación de

carga. En el diagrama unifilar se indica a que voltaje se alimenta cada grupo de consumidores.

Tabla 14. Potencia consumida por los consumidores de las distintas redes del buque para las situaciones de carga.

Con esta información se dimensionaron los transformadores necesarios a instalar en la planta

eléctrica del buque:





1 Transformador 480V/230 (emergencia) de 40 kVA

Generadores Navegación Maniobra Float-over Float-on/off Puerto Emergencia

Grupo generador 1 2770 2611 2659 2822 - -

Grupo generador 2 2770 2611 2659 2822 - -

Grupo generador 3 2770 2611 2659 2822 - -

Grupo generador 4 2770 - 2659 2822 - -

Grupo generador auxiliar 1 - - 640 660 - -

Grupo generador auxiliar 2 660 650 - - 661 -

Grupo generador de emergencia - - - - - 320

Total (kW) 11741 8484 11277 11949 661 0


Grupo generador 1 87.5% 82.5% 84.0% 89.2% - -

Grupo generador 2 87.5% 82.5% 84.0% 89.2% - -

Grupo generador 3 87.5% 82.5% 84.0% 89.2% - -

Grupo generador 4 87.5% - 84.0% 89.2% - -

Grupo generador auxiliar 1 - - 87.7% 90.4% - -

Grupo generador auxiliar 2 90.4% 89.0% - - 90.5% -

Grupo de emergencia - - - - - 79.9%

Tensión de los consumidores Navegación Maniobra Float-over Float-on/off Puerto Emergencia

3300 V 10200 7200 9120 9120 0 0

480 V (equipos popa) 283 212 254 254 70 0

480 V (resto) 626 589 1282 1922 504 279

230 V 72 79 84 84 54 25




pág. 29



Debido al carácter especial de este buque se realizaron unas simulaciones de diversas situaciones

de carga preliminares en Maxsurf, explicadas en detalle en el cuaderno nº 5 – Cálculos de Arquitectura

Naval. Se debe tener en cuenta que las reglas estructurales del DNV son genéricas y que durante las

operaciones de float-on/float-off, roll-on/roll-off, etc. puede que el momento al que se ve sometido el “buque-

viga” sea mayor que el contemplado por la Sociedad de Clasificación, en el que se aplican fórmulas basadas

en situaciones de carga típicas.

De esta manera, y tras calcular las cargas a aplicar según DNV, se compararon con las resultantes

de las situaciones preliminares de carga calculadas anteriormente. De esta comparación, se seleccionaron

el mayor momento longitudinal de todos para la comprobación de la integridad de la estructura.

Figura 22. Diagrama de la elección de momentos para diseñar la estructura

El mayor momento flector resultante correspondió al máximo momento calculado por las reglas

del DNV al calado de 10.62 m.

Figura 23. Momentos flectores de diseño. T = 10.62 m.

-6000000

-4000000

-2000000

0

2000000

4000000

6000000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L




pág. 30


Lo mismo para los esfuerzos cortantes que se presentan a continuación:

Figura 24. Esfuerzos cortantes de diseño. T = 10.62 m.

Una vez definida la resistencia longitudinal, se procedió a la segunda fase del cálculo de la

estructura que será el escantillonado, que tiene en cuenta las presiones y cargas locales que sufren cada

uno de los elementos estructurales. Primeramente, se calcularon los escantillonados mínimos según las

reglas del DNV, más tarde se aplicaron un cierto añadido a esos espesores y finalmente, se comprobó el

escantillonado elemento a elemento a través del software MARS 2000, según criterios de resistencia

longitudinal y resistencia local.

Tras este análisis en MARS 2000 se aplicaron unas correcciones al escantillonado de la maestra,

pues existía un defecto de inercia en la cubierta y el fondo; y la distribución de los elementos del pantoque

hacían que no cumpliera por pandeo y presiones locales. En la siguiente figura se muestra el resultado del

MARS para el escantillonado final (tras correcciones) para la resistencia longitudinal.

Figura 25. Resistencia longitudinal. T=10.62 m. Escantillonado final

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

kN)

x / L




pág. 31


Finalmente, se calculó el módulo de la sección maestra y se comprobó que es mayor que el módulo

requerido en función del momento de diseño.

Tabla 15. Comparación de módulos de la sección.

En la siguiente tabla se muestran las características estructurales de la sección maestra:

Tabla 16. Características estructurales de la maestra.

Módulo DNV requerido Valor obtenido Margen

Zcubierta (m³) 28.41 28.61 0.71%

Zfondo (m³) 28.41 29.25 2.97%

Zcostado (m³) 18.24 59.21 -

Dato Valor

Área de la sección (m²) 5.53

Inercia eje horizontal (m4) 198.16

Inercia eje vertical (m4) 1450.72

Altura eje neutro (m) 6.77

Zcubierta (m³) 28.59

Zfondo (m³) 29.27

Zcostado (m³) 59.21


pág. 32


11 – Pesos y Centro de Gravedad

En este cuaderno se llevó a cabo el cálculo del peso en rosca del buque y su centro de masas. La

estimación de dichos valores se realizó teniendo en cuenta tanto las formas del buque, que nos definieron

la distribución del acero a lo largo del casco, como la disposición general en donde quedaron definidas las

posiciones de todos los equipos y mamparos principales a lo largo del buque. También se hizo uso de los

cálculos realizados en el cuaderno 10, en el cual se definieron los escantillones de la cuaderna maestra.

El peso de la superestructura se estimó también en ese cuaderno. Los pesos de los equipos se

han definido a lo largo del resto de cuadernos o se han estimado mediante un método apropiado.

Se dividió el peso en rosca del buque en las siguientes partidas:

Peso del acero:

o Peso del acero longitudinal continuo.

o Peso del acero transversal continuo.

o Mamparos principales.

o Peso del acero de la superestructura.

o Soldadura, laminación y sobre espesores.

Peso de la maquinaria.

Peso de los equipos.

Peso de la habilitación.

Para tener una mejor distribución del peso de acero a la hora de introducir estos datos en Maxsurf

(Cuaderno 12), y evaluar la resistencia longitudinal del buque, se ha dividido este peso total del acero

continuo en tramos que van de cuaderna a cuaderna. En la siguiente figura se muestra la distribución del

acero continuo por tramos:

Figura 26. Distribución del peso del acero continuo.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Pe

so (t

)

Distribución del peso del acero continuo


pág. 33


El resumen del peso del buque en rosca se indica a continuación:

Tabla 17. Peso y centro de gravedad del buque en rosca.

Figura 27. Partidas del peso en rosca del buque.

I tem XG (m) YG (m) ZG (m) P (t)

Acero 115.09 0.00 11.54 20286

Equipos CCMM 161.87 -0.04 7.63 461

Equipos y servicios 105.07 0.09 17.25 895

Habilitación 159.20 0.25 21.59 856

Margen global 117.33 0.01 12.07 675

Peso en rosca 117.33 0.01 12.07 23172

56.7% 30.9%

2.0%3.9%

3.7%2.9%

Partidas del Peso en Rosca

Acero continuo Resto del acero Equipos CCMM

Equipos y servicios Habilitación Margen global


pág. 34


12 – Situaciones de Carga y Resistencia Longitudinal

Esta etapa es una de las más importantes del proyecto del buque HL. Se analizaron las situaciones

de carga más representativas que adopta el buque a lo largo de su vida útil, identificadas en el cuaderno 5.

Asimismo, se evaluó la estabilidad en cada una de esas condiciones según los reglamentos de la

Organización Marítima Internacional (OMI), las reglas del DNV y el Convenio de Líneas de Carga de 1966.

Se importó el modelo del buque en el programa Maxsurf y se utilizó las mismas situaciones de

carga establecidas en el cuaderno 5 – Cálculos de arquitectura naval, pero utilizando los pesos actualizados

en el cuaderno 11 - Pesos y centro de gravedad en vez de las estimaciones de peso correspondientes al

cuaderno 2 – Dimensionamiento.

Figura 28. Modelo de Maxsurf del buque HL.

Asimismo, se comprobó el cumplimiento de todos los criterios generales de estabilidad intacta a

través del software Maxsurf Stability, que debe cumplir todo buque establecidos por la OMI en el caso de

navegación, mientras que en la condición de float-on/float-off se cumplieron los criterios del DNV

específicos de este buque tan particular durante esa condición. En la siguiente figura se muestra el modelo

utilizado para las situaciones de carga CC09, CC10 y CC11, transportando una FPSO.

Figura 29. Modelo de Maxsurf del buque HL y el FPSO.


pág. 35


También se evaluó la resistencia longitudinal del buque, comparando los momentos flectores y los

esfuerzos cortantes de diseño, con los obtenidos de las diferentes condiciones de carga, comprobando que

los resultantes de cada condición son menores que los máximos de diseño. En la siguiente figura, se

muestra los momentos flectores de diseño de la estructura y la envolvente de los momentos máximos y

mínimos que se dan en todas las condiciones de carga.

Figura 30. Momentos flectores de diseño y la envolvente de los momentos de las diferentes condiciones de carga.

Lo mismo ocurre con los esfuerzos cortantes:

Figura 31. Esfuerzos cortantes de diseño y la envolvente de los esfuerzos cortantes obtenidos de las diferentes condiciones de carga.

-6.E+06

-4.E+06

-2.E+06

0.E+00

2.E+06

4.E+06

6.E+06

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Mo

men

to (

kN·m

)

x / L

Momentos Flectores


-1.E+05

-8.E+04

-6.E+04

-4.E+04

-2.E+04

0.E+00

2.E+04

4.E+04

6.E+04

8.E+04

1.E+05

1.E+05

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00Co

rta

nte

(kN

)

x / L

Esfuerzos Cortantes



pág. 36


Asimismo, se realizó la estabilidad en averías utilizando el método probabilista para demostrar el

cumplimiento de los mínimos exigidos en situación de avería en navegación para buque, recurriendo al

software “Maxsurf”, que permite definir los tanques, compartimentos y situaciones de carga, la estabilidad

a grandes ángulos y la estabilidad en averías.

Una vez terminada la introducción de datos al software, se comprobó que el índice de

compartimentado obtenido “A” es mayor que el índice de compartimentado requerido “R” y que, por tanto,

cumple los requisitos de la estabilidad en averías para la condición de navegación.

𝐴 = 0.737 > 𝑅 = 0.649

Por último, se comprobó que cumple con la estabilidad en averías durante la condición transitoria

de float-on/ float-off requerida por las normas específicas del DNV para este tipo de buques. Se simularon

dos posibles casos en las que un movimiento incontrolado de la carga pudiera dañar la zona de popa y en

otra la zona de proa:

Lastre al calado máximo sumergido (T=25 m). Avería en flotador (casing) de popa de

estribor. Tanques: Lastre 40 Er, Lastre 41 Er y Lastre 42 Er. (ver Figura 32)

Lastre al calado máximo sumergido (T=25 m). Tanques: Lastre 34 Er, Lastre 35 Er, Lastre

43 Er y Lastre 47 Er.

Figura 32. Modelo de Maxsurf. Avería en el flotador de popa/estribor.


pág. 37


13 – Presupuesto

En este cuaderno se cuantificaron los costes de los elementos necesarios para la construcción del

buque que se ha descrito en los capítulos anteriores.

El presupuesto se ha dividido básicamente en dos grandes conceptos identificados en la referencia

[9]. Por un lado, los costes de los equipos, materiales y otros gastos directos; y por otro el coste de la mano

de obra. Si bien las fórmulas y regresiones de la referencia [9] son antiguas, la mayor parte del presupuesto

total, en torno a un 75%, se compone del precio del acero del casco del buque, los gastos de astillero y el

coste de la mano de obra, para los que se han utilizado valores aceptados actualmente. Por tanto, aunque

estas regresiones puedan no ser tan adecuadas como se quisiera, no afectaron en una gran medida al

presupuesto final del buque.

Al presupuesto final se le añadió un 5% de margen para considerar las desviaciones que pudiera

sufrir por temas económicos y a causa de la poca información de la que se dispone para la realización del

mismo.

Tabla 18. Costes totales.

Tabla 19. Presupuesto del buque.

El presupuesto total del buque asciende a 114,4 M€. Considerando el cambio medio de los últimos

doce meses entre dólares y euros, que se mueve en torno a 1.10, el presupuesto del buque en dólares son

unos 125.8 M$.

En la referencia [8] se da unos valores aproximados del coste de adquisición de un buque HL

según su clasificación en uno de los tipos definidos en el cuaderno 13, según su tamaño y capacidades

(ver Tabla 20).

ConceptoCoste Equipos y

Materiales (k€)

Coste Mano de

Obra (k€)Coste Total (k€)

Gastos Varios de Astillero 9 470 - 9 470

Casco 16 764 50 954 67 718

Equipo, Armamento e Instalaciones 5 090 4 194 9 284

Instalación Propulsora 12 690 512 13 202

Maquinaria Auxiliar de la Propulsión 2 329 928 3 257

Cargos, Respetos y Respetos 264 40 303

Instalaciones Especiales 5 081 616 5 697

Total (k€) 51 687 500 € 57 244 000 € 108 931 500 €


Equipos, Materiales y Gastos Directos 51 688

Mano de obra 57 244

Margen (5%) 5 447

Total (k€) 114 378


pág. 38


Tabla 20. Coste típico de los buques HL de Dockwise por tipo [8].

Teniendo en cuenta que el buque en proyecto encaja en la clasificación del tipo I (buques con un

coste típico de 120 M$), podemos decir que el presupuesto del buque se acerca mucho al valor típico de

los buques HL de estas características.

Finalmente, se muestra de manera gráfica los costes totales por concepto:

Figura 33. Costes totales por concepto.


I 120

II 100

III 90

IV 80

9.0%

60.7%

8.9%

12.6%

3.0%0.3%5.4%







pág. 39


REFERENCIAS:










Octubre del 2015.


Wageningen.

6. Convenio Internacional sobre Líneas de Carga, 1966


8. SNS Securities. Dockwise, Netherlands. Industrial Transportation & Motorways.

9. Torroja Menendez, J. Apuntes de la clase de Proyectos. Apuntes de la ETSIN, Madrid, 2000.

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