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ESTRUCTURA DE LA CMARA DE MQUINAS

ASPECTOS GENERALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE LA CMARA DE MQUINAS ESTRUCTURA DEL FONDO DE LA CMARA DE MQUINAS ESTRUCTURA DE LOS COSTADOS DE LA CMARA DE MQUINAS ESTRUCTURA DE LAS CUBIERTAS DE LA CMARA DE MQUINAS MAMPAROS DE LA CMARA DE MQUINAS POLINES

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ASPECTOS GENERALES

La cmara de mquinas es el compartimento estanco del casco destinado a contener las instalaciones

propulsoras y sus auxiliares. Es un espacio importante a tener en a cuenta en la disposicin general del buque y

est delimitado por dos mamparos transversales y resistentes ocupando la totalidad de la manga. Su situacin

respecto a la eslora del buque, depende del tipo de buque y de la potencia instalada.

La longitud de la cmara de mquinas entre los mamparos de proa y popa de la misma, depende en general

de los siguientes factores:

1. Empacho del motor principal.

2. Tipo de maquinaria principal.

3. Accesibilidad para el manejo, mantenimiento y reparacin de las instalaciones principales y

auxiliares.

4. Disponibilidad del buque en volumen de casco.

Para su situarla en eslora del buque es necesario tener en cuenta los siguientes factores:

1. Nmero de hlices y ejes.

2. Potencia instalar.

3. Empacho de las instalaciones principales.

4. Interferencias que la situacin de la cmara de mquinas pueda producir con la funcin general del

buque

5. Facilidad para montar y desmontar elementos de la maquinaria principal o auxiliar.

La situacin de la cmara de mquinas tiene una gran incidencia en la resistencia longitudinal del buque,

pues es un peso importante en la condicin de lastre, afectando igualmente a las caractersticas hidrodinmica

de la carena.

Un buque con cmara de mquinas en el centro, mantendr en lastre, el buque sin asiento, pero crear un

momento flector similar al arrufo, lo que har que el centro se encuentre sometido a grandes esfuerzos de

compresin en la cubierta y de traccin en el fondo, esta situacin se puede compensar en parte lastrando la

proa y la popa.

Cuando la cmara de mquinas est a popa, en lastre de se crear asiento en popa, que para compensarlo

ser necesario lastrar la proa llenando los tanques del pique o anexos, lo que crear una situacin de momento

flector similar a la condicin de quebranto, es decir, esfuerzos de compresin en la zona central del fondo y

traccin en la cubierta, no obstante esta situacin puede contrarrestarse lastrando el doble fondo.

En la condicin de plena carga es indiferente la situacin de la cmara de mquinas, ya que la curva de

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pesos es casi uniforme la zona central y de popa.

En los cargueros, la cmara de mquinas, se coloca en general a popa de la cuaderna maestra, evitndose el

problema del trimado. El espacio de carga se divide en dos zonas anlogas, consiguindose una buena situacin

de los alojamientos para la tripulacin y el puente de navegacin, colocando la superestructura sobre la cmara

de mquinas. Las desventajas son:

1. Una mayor longitud de lnea dejes.

2. Utilizacin de los espacios de la zona de popa que disminuyen la eficacia de la estiba de la carga,

3. El tnel del eje que complica la estiba y disminuye la capacidad de las bodegas de popa.

En general en los cargueros predominan las consideraciones de trimado situndose la cmara de

mquinas a 1/4 de eslora a popa de la cuaderna maestra. En petroleros, bulkcarrier, mineraleros, etc. la cmara

de mquinas se sita a popa de toda la zona de carga. De esta forma, en los petroleros se evita disponer de

cofferdans a popa y proa de la cmara de mquinas. Igualmente se evitan bodegas con tneles de ejes que

dificultan la descarga.

En algunos buques, generalmente pequeos de tipo pesquero, la cmara de mquinas suele disponerse a

proa, por la necesidad de tener un parque de pesca a popa.

La cmara de mquinas tiene incidencia sobre la situacin de las superestructuras del buque, ya que se

ha de disponer de las salidas de las exhaustaciones, crendose el guardacalor, as como se ha de disponer de

espacios para la salida de los elementos de mquinas por necesidades de reparaciones.

En general, las superestructuras dedicadas a habilitacin se suele situar encima del compartimento de

cmara de mquinas con el fin de dejar la zona de cubierta sobre bodegas, libres para escotilla de carga y

descarga.

ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE LA CMARA DE MQUINAS

El espacio de la cmara de mquinas est limitado por: la tapa del doble fondo, el forro de los dos

costados, la cubierta superior y los dos mamparos de proa y popa.

El interior est dividido en el sentido horizontal por las cubiertas intermedias o plataformas, cuyo

nmero depende del puntal del buque, necesidades de superficie de las instalaciones auxiliares y de los

servicios.

Por tanto la estructura de la cmara de mquinas se pueden subdividir en:

1. Estructura de fondo

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2. Estructura de los costados

3. Estructura de las cubiertas intermedias o plataformas

4. Estructura de mamparos especiales

Las plataformas tienen un hueco de escotilla que se repite en las cubiertas superiores y en las de

superestructuras, formando el hueco del guardacalor que llega hasta la cubierta de intemperie.

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ESTRUCTURA DEL FONDO DE LA CMARA DE MQUINAS

La estructura del fondo de la cmara de mquinas est compuesta por el forro exterior y los elementos

de soporte modificados tales como varengas, vagras, longitudinales de fondo y en algunas zonas el forro del

doble fondo.

La estructura en general es una combinacin de fondo sencillo y doble fondo, pudiendo no existir este

ltimo si el buque dispone de tanques lo suficientemente amplios para la autonoma que se requiere, estando

formado en ambos casos por varengas y vagras, y si el buque tiene estructura longitudinal existirn

longitudinales de fondo alternados con vagras que estarn situadas a una clara menor que en las bodegas.

En la zona en que est el equipo propulsor principal, la estructura de vagras y varengas se modifica en

cuanto a frecuencia y forma con el fin de hacer la base del motor principal constituyendo lo que se denomina

poln estructural, que est sujeto a los esfuerzos:

1. Peso de la instalacin propulsora con sus accesorios

2. Esfuerzos dinmicos de tipo alternativo en el caso de ser motor y de torsin en general que

originan sus momentos correspondientes.

3. Esfuerzos de inercia debidos al movimiento del buque en los cambios de marcha o arranques

y ciadas.

4. Vibraciones

Todos los esfuerzos mencionados adquieren sus mximos valores en la instalacin propulsora principal

y el poln correspondiente requiere una estructura adecuada, con un cuidadoso proyecto y ejecucin.

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Si el buque no dispone de espacios para alojar el combustible se crearn lateralmente tanques en el

fondo, solucin que tambin puede adoptarse cuando se tenga una gran altura de la estructura, con el fin de no

desaprovecharla, teniendo presente el aislarlos con cofferdans, cuando se intercalen con tanques de lubricantes o

agua.

La parte baja del motor deber alojar el crter, y en el caso de turbinas el condensador, por lo que las

estructuras debern adaptarse a los mismos

Asimismo las tuberas de servicios del equipo propulsor que hayan de ir por el fondo, tendrn espacios

similares a quillas de cajn laterales sobre el piso de doble fondo cuando exista.

Por lo general toda la estructura del fondo se cubrir con un emparrillado de acero que permitir situar el

piso elevado para que los lquidos que escurran no se pisen por el personal de mquinas, evitando igualmente el

deslizamiento.

La estructura del fondo en cmara de mquinas puede ser por lo tanto, fondo sencillo o con doble fondo,

eligindose una u otra solamente con el fin de aprovechar el espacio delimitado por la altura de los elementos

estructurales.

ESTRUCTURA DE LOS COSTADOS DE LA CMARA DE MQUINAS

La estructura de los costados est formada por los mismos elementos que en las bodegas con ligeras

modificaciones cuando se necesita espacio para instalar la maquinaria, por lo general, se reduce en las claras

entre los elementos reforzados, lo que comporta una mayor proximidad entre ellos Esta modificacin, que

tambin suele realizarse en bodegas cuando las cargas son embaladas como por ejemplo contenedores, no crear

ms situacin especial, que la de tener que existir una correspondencia entre los elementos de refuerzo del

costado, cubiertas y fondos, que por otra parte no crea problemas especiales ya que el reforzamiento general de

toda la estructura har que existan elementos de correspondencia transversal.

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Con esta solucin los anillos reforzados transversales estarn ms prximos que en las bodegas y sern

de menor resistencia unitaria, por lo tanto, de menor altura de alma manteniendo o aumentando el escantilln.

Podrn existir modificaciones especficas con la colocacin de plataformas para soporte de maquinaria.

ESTRUCTURA DE LAS CUBIERTAS DE LA CMARA DE MQUINAS

En la cmara de mquinas existir la cubierta de francobordo y al mismo tiempo resistente, que

constituye al cierre superior de la misma y las cubiertas intermedias no completas que no suelen tener

continuidad en las bodegas, siendo plataformas para la instalacin de la maquinaria.

Con este sistema de plataformas se consigue aumentar la superficie plana necesaria para la instalacin

de equipos auxiliares, al mismo tiempo que se hacen accesibles las conexiones elctricas y tuberas que existen

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en los costados.

La cubierta superior que es al mismo tiempo de francobordo y resistente, puede tener encima cubiertas

de entrepuente de superestructura, pero fuera de la viga casco resistente, siendo igual que en la zona de bodegas,

incluso con aberturas similares a las escotillas que formarn la salida del guardacalor y las lumbreras.

El tipo de estructura de cubierta ser el mismo que el de bodegas, creando una continuidad estructural

con las mismas, teniendo un tratamiento en las aberturas similar al de las escotillas, y solamente sustituyendo la

brazola por los mamparos del guardacalor, que darn ms resistencia y eliminarn un poco del reforzado

requerido por la estructura.

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Cuando la altura de la cmara de mquinas no es suficiente para colocar los equipos propulsores, la

cubierta podr formar un saltillo. Las conexiones de esta estructura con los costados son iguales que en la

bodega.

Las plataformas deben tener la resistencia apropiada para soportar la maquinaria que sobre ella se

instale, dando continuidad a los elementos reforzados de costado y con estructura similar a los mismos a efecto

de conseguir conexiones fciles. El extremo interior de la plataforma suele ir soportado por puntales que

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transmiten sus esfuerzos al fondo, crendose de esta forma anillos parciales. Los puntales se conectan a las

cubiertas en los cruces del bao reforzado y la eslora en los extremos de la plataforma, estando en lnea vertical.

MAMPAROS DE LA CMARA DE MQUINAS

La cmara de mquinas est limitada en eslora por dos amparos de subdivisin estancos y resistentes.

Estos mamparos son convencionales en cuanto a tipo y elementos de soporte, pudiendo ser el de colisin o el de

prensaestopas el situado a popa, segn la situacin en el eslora de la cmara de mquinas.

Aparte de estos mamparos, existen otros especiales que aunque no estn propiamente en la cmara de

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mquinas se consideran constitutivos de ella, stos son los que forman al guardacalor y por lo tanto atraviesan

las superestructuras cuando estn sobre el compartimento de mquinas. Esto mamparos que son cuatro, dos

longitudinales y dos transversales, y tienen como caractersticas fundamentales reducir el espacio que delimitan

a medida que ascienden, ya que los equipos que suelen acompaar a los tubos de exhaustacin van siendo

menores. Esta reduccin se hace usando las cubiertas que atraviesa, de modo que se conserva al mximo la

perpendicularidad del plano del mamparo.

El reforzado de los mamparo ser por medio elementos de soporte generalmente verticales, los detalles

de los tipos de unin con las cubiertas que atraviesa se muestran en la anterior figura.

POLINES

El motor principal, las turbinas, los motores auxiliares, las calderas, las bombas, los depsitos, las

chumaceras, los cojinete, etc. todas y cada una de las instalaciones principales o auxiliares de la cmara de

mquinas, tienen que ir empernadas a estructuras que les sirvan de soporte para poder realizar su funcin.

Estos asientos, fundaciones o polines se fijan a la estructura de la cmara de mquinas y deben ser

capaces de soportar no slo el peso del elemento correspondiente, sino tambin los esfuerzos que pueden

transmitir, as como las fuerzas de inercia originados por los cabeceos, balances, aceleraciones etc. del buque.

La maquinaria con movimientos alternativos plantea un problema de vibraciones sobre el poln o sobre

las estructuras contiguas.

El criterio general para escantillonar los polines o soportes es que los esfuerzos o cargas que reciban, los

deben trasmitir a la estructura adyacente y sta repartirlos por toda la estructura del casco.

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Las vibraciones tambin pueden presentarse con instalaciones propulsoras a base de turbinas, pues

aunque no existe el movimiento alternativo, las fluctuaciones del empuje de la hlice pueden originar

vibraciones en el poln de la chumacera de empuje si ste es demasiado flexible.

Los polines son estructuras metlicas que se adosan a la estructura principal del buque como asiento de

maquinaria. Dentro de la cmara de mquinas existen diversos tipos de polines, comenzando por el denominado

poln estructural que propiamente no es un poln, sino una modificacin de la estructura del fondo, como ya se

ha dicho anteriormente, siendo el asiento del equipo propulsor.

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Otros polines importantes son los de los generadores elctricos que irn adosados al forro interior del

doble fondo o sobre las vagras y varengas en fondos sencillos. Las calderas, bombas, enfriadores, etc.

dispondrn de pequeos polines sujetos a la estructura de forma similar a los de la maquinaria auxiliar.

Al mismo tiempo, la forma de unin debe hacerse de tal modo que no sufra la estructura en zonas de

baja resistencia, debiendo por lo tanto coincidir los elementos longitudinales y transversales del poln con los

elementos de igual sentido de la estructura de la cmara de mquinas.

La conexin se har de la forma ms apropiada para facilitar la transmisin de esfuerzos dando

continuidad a las lneas de fuerza. Estas conexiones se harn por lo tanto tratando de evitar ngulos rectos en las

zonas de unin, cosa que se consigue dando forma trapezoidal a las piezas, con la parte ms ancha en la unin.

Asimismo suelen usarse consolas efectivas con el fin de aumentar la longitud de las bases.

La estructura de cualquier tipo de poln no estructural, debe tener la resistencia suficiente para soportar

los esfuerzos dinmicos y estticos que trasmite la mquina que soporta, destacando los de las calderas y la

lnea de ejes, es decir, chumaceras.

Los polines de calderas tienen como caracterstica principal la de tamao en altura, con el fin de alejar lo

ms posible la caldera de la estructura del buque, para evitar el calentamiento excesivo del acero que se

encuentre prximo y consiguientemente de la dilatacin del mismo, que originara esfuerzos y deformaciones

en la estructura general de. Medida auxiliare a la de elevar la caldera y separarla de los costados es la de

aumentar los escantillones de los elementos de la estructura circundante, para reducir la deformacin de la

misma.

Los polines de las chumaceras de la lnea de ejes, en especial el de la chumacera de empuje, tiene

caractersticas especiales con el fin de soportar el movimiento pulsatorio producido por el empuje de la hlice

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que originara un movimiento del poln de proa a popa, el cual producira tracciones y compresiones constantes

en los extremos longitudinales del poln que por fatiga rompera.

Por lo tanto es necesario disear la estructura de tal forma que todos los esfuerzos puedan ser absorbidos

lo mejor posible y de tal forma que se repartan en longitud, lo ms ampliamente posible, lo que da lugar a un

poln longitudinal largo y perfectamente adosado sobre varengas y vagras,. La forma por lo general es

asimtrica ya que los elementos notorios no son uniformes. En las chumaceras que no son de empuje los efectos

del movimiento del eje no son tan acusados, por lo que no se requiere que las caractersticas marcadas

anteriormente se cumplan tan estrictamente.