Diseño & Construccion de Catamaranes orientado a mayor desempeño y productividad

5/10/2018 Diseño & Construccion de Catamaranes orientado a mayor desempeño y productividad - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-construccion-de-catamaranes-orientado-a-mayor-desempeno-y-productividad 1/21

XXII COPINAVAL Buenos Aires-Argentina 2011

[1]

Diseño y construcción de Catamaranes PRFV orientado a mayor desempeño yproductividad.- Introduciendo nuevos conceptos en la flota turística de

Galápagos

Roberto Omar Morante Villareal, Ingeniero NavalDiseñador & Constructor de Embarcaciones

[email protected] Km. 26 Vía Daule, Guayaquil – Ecuador

Telefono: (593) (8) 4942238

RESUMEN Desde la década pasada la demanda de catamaranes de turismo en las islas galápagos creció

considerablemente y con ella la construcción naval en Ecuador, lo que originó el desarrollo de

un prototipo que cumplió todos los requerimientos de turismo en las islas. Un reciente análisis

costo-efectividad de la flota existente en cuestión determinó que el prototipo en aquel entonces

pudo mejorarse en cuanto a formas, navegabilidad, velocidad, construcción y costo. Aunque la

infraestructura de construcción y el estado del arte de catamaranes turísticos en el Ecuador no

fueron las más completas en ese entonces, la misma operación de dicha flota permitió ahora

introducir conceptos de diseño orientados a desempeño y a productividad que beneficiaron al

armador con menores tiempos y costos de construcción, y menores costos operativos. Una

recolección de los datos de operación de la flota, experiencias en la construcción, revisiones de

diseños existentes, análisis racionales de todos los sistemas y estados del arte de catamaranes

permitió el desarrollo de modelos costo-efectividad (OMOE-OMOC) que condujeron a una

solución mejorada y que sirvió como base para la construcción del CATAMARAN OCEAN

SPRAY PRFV 34m. El resultado fue el empleo de solo el 84% de las horas-hombre usadas en

construcción de proyectos similares anteriores, se obtuvo un ahorro en el costo final arriba del

11% incluyendo materiales y equipos, se mejoro la velocidad en 1.5 nudos incluso cuando lasdimensiones principales aumentaron 5% en comparación de otros, y la autonomía se incremento

en un 65% permitiendo a este tipo de embarcaciones realizar turismo de 15 días además del

común de 7 días alrededor de las islas. Finalmente, se realizan comparaciones de los

catamaranes representativos incluyendo el OCEAN SPRAY para luego de usar los modelos de

síntesis e implementar sus resultados para sentar las bases para el mejoramiento de las futuras

construcciones de catamaranes en las Islas Galápagos.

ABSTRACTSince the last decade the continuous use of cruising catamarans around the Galapagos Islands

has grown considerably in harmony with the boatbuilding in Ecuador, which led to the

development of a prototype catamaran fulfillment at all the requirements of cruise inside theislands. A cost-effective analysis of the existing local catamarans was carried out resulting in

that such prototype could be improved regarding the hull forms, seaworthiness, speed,

construction and cost. Although the outfitting capabilities and the state of the art of cruising

catamarans in Ecuador were not the best, nowadays the catamaran´s operational experience

itself allowed introduce a design with performance and productivity-oriented concepts benefiting

the owner with shorter construction time, lower construction costs and lower operational costs.

A data collection of the fleet itself, past boatbuilding experience, survey of existing designs,

mailto:[email protected]






[2]

rational analysis of the boat breakdown structure and a little review of the catamaran´s state of

the art led to the development of a cost-effectiveness model (OMOE-OMOC) and solved it giving

a improved solution as the basis for the GRP CATAMARAN OCEAN SPRAY design and

construction. The results were the employ of just 84% of man-hours used in previous projects

equivalent to a final cost saving above 11% including materials and equipments, 1.5knots higher

even when the main dimensions were increased by 5% compared to others catamarans and theendurance/autonomy was increased by 65% giving to this boat an added cruising autonomy of

15 days as well the common 7 days around the islands. Finally, this paper include comparisons

of representative catamarans including the OCEAN SPRAY as a result of the feasibility models

and the conclusions for improved future catamarans construction for the Galapagos Islands.

INTRODUCCIONA inicios de la década del 2000, el uso decatamaranes para los cruceros navegables enlas Islas Galápagos inició con laconstrucción de un prototipo que tuvo

muchas ventajas comparado con suhomólogo monocasco debido a que elconfort en habitabilidad llamó mucho laatención a los armadores. Dicho prototipotuvo continuas evoluciones en esa décadabasado en las experiencias ganadas de latripulación, de constructores, diseñadores yde armadores que encontraron un nicho dedesarrollo en la construcción de la flota, quehasta el momento pasan de 10 en número.Teniendo en cuenta la gran ventaja que

brindan los catamaranes en cuanto a su áreaútil en cubiertas, su selección para el sectorturístico y de transporte siempre fue unacierto en ese momento revelando incluso enla actualidad que considerando un poco mása fondo los requerimientos, definiendo unespacio de diseño y desarrollando modelosde síntesis para su evaluación, ese prototipoaún pudo acercarse a una solución defrontera no dominada dentro del mismoespacio de diseño; es decir una solución

factible para la cual no existe otra soluciónfactible, y que además es la mejor en unatributo objetivo y al menos, la mejor, paraotros atributos objetivos dentro de eseespacio de diseño, Figura 1, y de este tratoracional a la selección del catamarán optimopara las Islas Galápagos resulta el OCEANSPRAY.

Para iniciar el análisis se presupone contarcon una población de diseños generadosaleatoriamente o partir de una población dediseños existentes que es el caso de la flota

turística de catamaranes y a seguir laevaluación de dicha población mediante unmodelo de síntesis de las embarcaciones, lageneración de una medida total dedesempeño tomando en cuenta efectividad ycosto, la filtración de los diseños acorde acapas de dominancia por las restriccionesdefinidas en el espacio de diseño, elpenalizar diseños como no factiblesasignando probabilidades geométricamentedecrecientes y hasta finalmente el tomar

decisiones de diseños óptimos dentro delespacio, Figura 2. En el caso particular del catamarán OCEANSPRAY, la metodología de cálculo de lamedida total de efectividad se basó en laopinión y juicio de armadores, operadoresturísticos y de la tripulación para sintetizardiversas entradas del modelo comooperación, requerimientos de los cruceros,experiencia de navegación y experiencia delautor en diseño y construcción. Así, el

modelo de efectividad desarrollado permitiócuantificar la efectividad del catamaránmediante la definición de los cruceros yservicios a bordo, la efectividad y eficaciade la estrategia de construcción, y la relación




[3]

funcional entre el catamarán y el sistema demedida del desempeño (MDD1).Los requerimientos fueron deliberadamenteinvocados a provocar innovación respecto delos catamaranes anteriores en cuanto a

perfiles y distribución en cubiertas, espaciosamplios y confort en zonas sociales, encabinas de pasajeros y en las de tripulación,autonomía para incrementar el tiempo denavegación al doble, navegabilidad en olasreduciendo periodo de cabeceo y “slaming”,

mayor velocidad sostenida en olas paratránsito entre islas del archipiélago ymenores tiempos y costos de construcción.En este sentido, el autor desarrolló unametodología racional de evaluación para

generar una solución específica para talesrequerimientos explorando algunas pero notodas las posibles configuraciones dealternativas distintas a las empleadas hastaese momento para construir y operar loscatamaranes de la flota turística deGalápagos tales como procesos de análisis jerárquicos para las valores de desempeño(PAJ2)i,ii, fronteras de Pareto para filtrarsoluciones factibles y propuestastecnológicas de construcción y ensamble en

embarcaciones de materiales compuestos.Por ello, el presente trabajo describirábrevemente el abordaje del modelo deefectividad y costo, y los conceptosconducentes a construcciones de mayorproductividad y menor costo en estasembarcaciones.

ABORDAJE DEL PROYECTODe acuerdo a un estudio de factibilidad yplan de negocios del armador

iiipara el

proyecto del Catamarán Ocean Spray

iv

, ybasado en estadísticas de la administraciónde las islas Galápagos, existe una demandainsatisfecha en cuanto a duración del crucero

1 Traducción del Ingles Measure of PerformanceMOP2 Traducción del Ingles Analytical HierarchicalProcess AHP

(mayormente 8 días) y número de pasajerosen embarcaciones con TRB<500. Dichademanda obliga a enfocar la atención en lascapacidades intrínsecas de la embarcacióndada su autonomía y confort para poder

estructurar un modelo de selección racionalde las características optimas acorde arequerimientos específicos. Por ello, basadoen un itinerario propuesto por el agenteturístico

v (Figura 3) y en las exigencias de

confort de los pasajeros desatendidos sedefinieron las misiones del proyecto basadasen el perfil operacional:

1. Crucero entre islas: Basado en el27% del tiempo de operación detransito que la embarcación ocupa en

las Islas Galápagos con unavelocidad de crucero al 80% de lacarga de sus motores propulsores

2. Navegación a Dique: Basado en elmáximo recorrido continuo realizadopor la embarcación rumbo a dique ya un poco mas de 500millas náuticasde navegación a su máximavelocidad para aprovechar lostiempos de mantenimiento y regresara operación

3.

Tour y Acomodaciones: Basado en elservicio y confort a bordo comoprioridad y requerimientos de mayorexigencia durante el 73% del tiempode operación de transito.

De acuerdo a la infraestructura deconstrucción de catamaranes disponible enel Ecuador, algunos métodos de laminacióny ensamble de partes de la estructura enembarcaciones de gran volumen en prfv seorientaron a alta producción. Estas

consideraciones fueron en base a lasignificativa participación de casi el 53% delcosto total solo en materiales de casco yestructura, mano de obra de estructura yherramientas de fabricación de la estructura,siendo todos estos rubros relevantes almomento de sumarse con el costo depropulsión, el de electricidad y el de




[4]

sistemas auxiliares de todo el proyecto encuestión.Por ello, el modelo de costo preparadoasume los rubros distintos a la estructuracomo constantes para fines de evaluación en

algún escenario que analice costo deadquisición, y en escenarios que analicen elcosto del ciclo de vida la propulsión serátomada en cuenta por el consumo decombustible, horas de trabajo de motores y

costos fijos que la operación requiera. Porello, la justificación de evaluar costos es porun lado la de un diseño orientado aconstrucción y por otro la de un plan denegocios de una inversión rentable

considerando opciones tecnológicas queaceleren la disponibilidad de operación en elturismo en menores tiempos y condesempeños superiores en navegación.

Efectividad

Soluciones

Costo

de frontera

Region deFactibilidad

Soluciones Varias

(No optimas de acuerdo

a modelos de efectividad/costo)

No dominada

Figura 1.- Frontera no dominada en un espacio de diseño.

DefinirEspacio

de Diseno

Definir

Poblacion

a Evaluar

Modelo

de Sintesis

Factible?

SeleccionSoluciones

Niche?

Optimizar?

Riesgo

Costo

Figura 2.- Proceso de Optimización




[5]

Figura 3.- Itinerario 15 días demandado para turismo en Islas Galapagos

MEDIDAS DE EFECTIVIDADCon el fin de identificar fortalezas y

debilidades de la flota de catamaranes actualse recogió información de parte dearmadores y tripulación, de diseñosexistentes y de revisión del estado del artede embarcaciones multicascos en régimen dedesplazamiento. El resultado fue ladefinición de los grupos de afinidad dentrode las misiones antes descritas para elmodelo total de evaluación y la definición delos valores de desempeño y su naturalezapara valoración (discreta en caso de

opciones tecnológicas de equipos y sistemas,o continua en caso de medidas numéricas).Estas son mostradas en la Tabla 1 y sedescriben a continuación: Espacios en cabinas de pasajeros (m

3): Esta

medida de desempeño hace referencia a lademanda de espacio adicional en cabinas depasajeros y a la permutación de pasajerosacorde a preferencias de usuarios cuya edadmedia sobrepasa los 40 años con el objeto deofrecer mayor confort en habitabilidad.

Espacios en cabinas de tripulación (m3):Esta medida de desempeño surge con laintención de asegurar políticas de servicio alcliente mejorando la satisfacción de latripulación con espacios independientes yagrupados por zonas de trabajo(maquinistas, camarería, marinería yadministración)

Cantidad de zonas sociales: Esta medida dedesempeño establece la asignación de zonas

de entretenimientos mínimos acorde alservicio turístico establecido por lasregulaciones locales en las Islas Galápagoscomo son: alistamiento para buceo o paseofuera del barco, recepción a embarque yespera, balcones de cabinas, salón dereuniones para audio y video, zonas decomida al interior, zonas de comida alexterior, zonas de soleo y jacuzzi, zonas deavistamiento de especies marinas. Autonomía (kg): Esta medida de desempeño

establece el volumen/peso de espacio paravíveres de pasajeros y tripulación queaseguren una dotación por días de cruceros. Alcance (mn): Esta medida de desempeñoestablece la capacidad de recorrer millasnáuticas acorde a la capacidad dealmacenamiento de combustible y consumode las maquinas propulsoras y grupos degeneración eléctrica.Velocidad sostenida (nudos): Esta medidahace referencia a la velocidad que puede

alcanzar la embarcación en olas en lasdistintas situaciones, influyendodirectamente en los tiempos de descanso dela tripulación, tiempos de entretenimiento delos pasajeros, tiempos para abastecimientode víveres y horas de operación de motoresy generadores.




[6]

Grupo deafinidad

Medida de desempeño Tipo de Medidade Desempeño

Unidad de medida

Misión Espacios cabinas Continua

Volumen total de

acomodaciónmínimo/máximo de

cabinas de pasajeros otripulantes

Espacios servicios Continua Volumen total deserviciomínimo/máximo

Cantidad zonas sociales Discreta Cantidad de zonassociales independientes

Permanencia Autonomía Continua Autonomía en cantidadvíveres mínimo/máximo

Alcance Continua Capacidad de recorrido

en millas náuticasmínimo/máximo

Movilidad Velocidad sostenida Continua Velocidad en olas amáxima cargamínimo/máximo

Comportamiento en mar Continua Ponderaciones dedesempeño por tipos deformas mínimo/máximo

Peso de Estructura Continua

Cantidad de fibras y

resinas en laconstrucciónmínimo/máximo

Estrategia deConstrucción

Uso de Moldes delaminación

Discreta

Moldes hembras de prfv

(configuracióntradicional varios usos)o Moldes únicos demadera

Montaje y Erección departes

Discreta Montaje secuencial oMontaje por bloquesprefabricados

Mamparos Discreta

Reforzamiento vertical yhorizontal oReforzamientoCorrugado

Consumo deRecursos enConstrucción

Estrategia de Fabricaciónde Moldes

Continua HH de fabricaciónmínimo/máximo

Estrategia de Laminación

de Casco Continua

HH de fabricación

mínimo/máximo Estrategia de Erección deCuadernaje

Continua HH de fabricaciónmínimo/máximo

Tabla 1.- Medidas de efectividad y costo definidas en el proyecto




[7]

Comportamiento en mar: Esta medida dedesempeño hace referencia alcomportamiento en el mar de catamaranesasumiéndolos como cuerpos rígidos respectoa 9 parámetros presentados en la Tabla 2.

Un análisis a 10 tipos de catamaranes

vi

,Figura 4, publica las ponderaciones basadasen dichos 9 parámetros de comportamientoen el mar y clasifica cada tipo de catamaránpara misiones acorde a requerimientosespecíficos.

En este trabajo se toman únicamente lasopciones tecnológicas correspondientes a lostipos A, B y C a pesar que los restantespudieran tener ventajas sobre los 3 primeros

en algunos de los 9 parámetros en cuestión.Además, la discriminación de los tipos decatamaranes restantes en este trabajo es

debido a que las ventajas de aquellos sonnotorias en regímenes de semiplaneo yplaneo, no siendo este el caso del régimen dedesplazamiento que caracteriza a la flota decatamaranes de Galápagos. Las

características de los tipos A, B y C son:

A. Cascos simétricos, túnelmedianamente alto, codillos agudos,ángulo de entrada pequeño, astillamuerta < 12º

B. Cascos simétricos, túnel alto,pantoque redondo, ángulo de entradapequeño, astilla muerta < 8º

C. Cascos asimétricos con codillo a losexteriores y pantoque redondo a los

interiores de los cascos, astillamuerta < 8º, túnel medianamentealto.

Figura 4.- Formas de Catamaranes

Las ponderaciones normalizadas en funcióndel mayor desempeño en cada uno de los 9parámetros también se presentan en la Tabla2. Por otra parte, resultados de pruebas deresistencia con modelos en aguas calmas

vii

indican que para FnL>=0.75, los cascos con

codillos tienen ventajas sobre los depantoque redondo para un amplio rango deL/B además de las mejoras en estabilidaddinámica, curso y balance estables. Aunmás notorias son las ventajas de cascos concodillos sobre los de panque redondo cuandoFnL>=1.75, sin embargo debajo del primervalor y para operaciones que requieren un

alto porcentaje del tiempo a bajasvelocidades y con velocidad de crucerolimitada por estados de mar, los cascos depantoque redondo son favorables debido asus características de potencia y alcance.Por ello, como justificación de la

ponderación aquí tomada en cuenta surgeuna nueva recomendación para unaselección conceptual y preliminar de lasformas de casco en catamaranes en esterégimen, esta se presenta en la Figura 5tomada de vii.




[8]

Parámetro de comportamiento en elmar

CATAMARANTIPO A (62%)

CATAMARANTIPO B (77%)

CATAMARANTIPO C (90%)

1. Low vertical accel – sponsons 0.29 1.00 0.71

2. Low vertical accel – tunnel 1.00 1.00 1.00

3. Inward banking in turns 0.11 0.11 1.00

4. Non-broaching in following sea 0.33 0.50 1.00 5. Non-weaving in quartering sea 1.00 1.00 0.25

6. Resistance to barrel-rolling 0.11 0.56 1.00

7. Load carrying ability 0.83 0.83 1.00

8. Transverse stability 0.86 0.86 1.00

9. Pitch stability 0.67 0.83 1.00

10. Dry ride in small chop 1.00 1.00 1.00 Tabla 2.- Tabla de desempeño en comportamiento en el mar para catamaranes tipo A, B y Ci.

Figura 5.- Régimen de operación para cascos con codillos y pantoques redondos (vii)

Peso de Estructura (ton): Esta medida dedesempeño vincula indirectamente la cargaútil del catamarán, resultado de la diferenciaentre el desplazamiento máximo ydesplazamiento ligero, este ultimoextremadamente influenciado por el

escantillón de la estructura que puede tomarvalores muy conservadores por los factoresde seguridad de normas de clasificación,valores normales por el abordaje racional delcálculo estructural y ensamble aislado sinconexión entre partes (laminado y montaje




[9]

secuencial de panel luego de refuerzos) oabordaje racional de una sola estructuramonolítica simulada también enconstrucción (laminado integrado de panel yrefuerzo al mismo tiempo). Esta medida

considera el método de conexión de partesen la construcción cuando micro y macro-mecánicamente la bibliografía (viii, ix & x)muestra que el esfuerzo ultimo decompresión y el mecanismo de falla estáníntimamente ligados al sistema matriz-refuerzo (orientación interna, composición ygeometría), observándose que en juntasdonde varias partes convergen (losparámetros geométricos y la composicióndel compuesto son variados independiente

del método de laminación), la propagaciónde la falla se vuelve inestable, es decir, no sepuede predecir con niveles de confianzaaceptables cuales serán los factores deseguridad de la estructura. Esto puedeevitarse simulando laminaciones en erección(built-up) evitando realizar laminacionessecundarias luego de curada la resina.

MEDIDAS DE COSTOUso de moldes de laminación: Esta medida

de desempeño hace referencia al arranque dela construcción cuando todos los diseños delproyecto están listos, fabricando o unaréplica exacta a escala real de laembarcación o parte de ellaxi (generalmenteen madera, dimensionalmente preciso y conacabados superficiales adecuados) paraluego copiar las formas exteriores de esemodelo y construir sobre aquel el moldehembra para varios usos; o, se fabricandirectamente moldes de un único uso (one-

off) generados con la superficie exterior dela embarcación o parte de ella (madera,preciso y superficie adecuada); para al finallaminar en ambos casos las piezas en prfvcon acabados finos. Las diferenciassignificativas entre ellos son los recursosnecesarios para fabricarlos y la cantidad deusos que se les dé, siendo el primero

efectivo y justificado su elaboración cuandola producción de piezas sea en serie y susformas poco flexibles, y el segundo efectivoy justificado para producciones limitadas yde formas muy flexibles. Esta medida de

costo se valora en horas-hombre (HH) Montaje y erección de partes: Esta medidahace referencia explícitamente a lasopciones tecnológicas disponibles comotradicional y por bloques, siendo la primeramás usada en nuestro medio y consiste enensamblar en sitio cada parte del barcoalistándolas individualmente en talleresantes del montaje. La estrategia por bloquesen prfv se aborda por zonas y en el caso depaneles planos (Figura 6) integrando en

talleres el reforzamiento para laminaciónmonolítica entre paneles y refuerzos, paraluego montar directamente en sitio; en elcaso del casco (Figura 7) consiste enensamblar los paneles de fondo y costadocon sus refuerzos integrados al mismoinstante de la laminación en sitio evitandotiempos muertos de alistamiento y deensamble en sitio previo a laminación total.Esta medida se valora en horas-hombre(HH).

Mamparos: Esta medida hace referencia ainnovación en partes de la embarcación queprovean espacios adicionales en zonashabitables y a la vez facilidad deconstrucción y montaje. Tradicionalmentelos mamparos en prfv reforzados horizontaly verticalmente demandan la fabricación demoldes complejos por las interseccionesortogonales de los refuerzos a ser plasmadosen la pieza final, en este caso el mamparo,que a su vez permiten formar ángulos

inversos de desmolde obligando a contar conuna pieza hembra y una pieza macho con elfin de evitar mayores dificultades. La opcióntecnológica adicional es la de un solo moldecorrugado de una sola pieza y sin ángulosinversos de desmolde ahorrando tiempo ycosto, y manteniendo la integridadestructural del mamparo mediante




[10]

equivalencias de módulos seccionales(Figura 8). Esta medida se valora en horas-hombre (HH). Estrategia de fabricación de moldes: Estamedida, relacionada al costo de

construcción, valora en horas-hombres laopción tecnológica que cada proyecto haya justificado cuando a largo plazo se expandao se mantenga construyendo otrasembarcaciones similares. En el caso delprototipo de catamarán en la década pasada,la expansión era incierta por la muyconocida operación turística conembarcaciones monocascos, sin embargo, ladiversidad de cambios con la evolución delos catamaranes en Galápagos mantuvo a

fondo los conceptos de un mismo casco tipoA, que parecía haber llegado a un estándar.Hace muy pocos años surgió una generacióndistinta con otro tipo de casco (hibrido tipoA-D) que apunto a mejorar acertadamente el

comportamiento en mar con una distribuciónde masa añadida distinta, perosimultáneamente los requerimientos deconfort demandaron también unadistribución de pesos distinta y al final no se

logro probar si con solo lo primero erasuficiente. Por ello, mientras las pruebas enescala real no validen la dinámica simuladadel catamarán y mientras los requerimientosde confort no dejen de variar, no convienefabricar moldes hembras poco flexibles y dealto consumo de recursos, por el contrarioconvienen moldes de un solo uso a la esperade la acomodación de turno exigida paraluego encontrar las formas con distribuciónde masas requerida, el balance será un

menor tiempo y un menor costo deconstrucción. Esta medida se valora enhoras-hombre (HH).

Laminacion 100% de refuerzos en taller

Ensamble de refuerzos en sitio

Laminacion 100% de paneles en taller

Ensamble de paneles en sitioMontaje final

Laminacion 100% de refuerzos y paneles integrados en taller

Ensamble de paneles en sitioMontaje final

Figura 6.- Estrategia constructiva tradicional de cubiertas prfv en catamaranes L > 15m (Izquierda). Estrategia

constructiva por bloques prfv en catamaranes L > 15m (Derecha)




[11]


Laminacion 100% de casco en sitio

Montaje final en sitio


Laminacion 80% refuerzos, 100% casco en sitioMontaje final en sitio

Figura 7.- Estrategia constructiva tradicional de cascos en embarcaciones prfv (Izquierda). Estrategia constructiva de

cascos por bloques en embarcaciones prfv (Derecha)

A

A´

B

B´

B

B´

CORTE B-B´SM1

CORTE B-B´SM2

PIEZA 1

PIEZA 2

Figura 8.- Estrategia constructiva tradicional de mamparos en embarcaciones prfv (Izquierda). Estrategia constructiva

de mamparos corrugados en embarcaciones prfv (Derecha)

Estrategia de laminación de casco:Haciendo referencia a la medida dedesempeño “peso de estructura”, estamedida cuantifica la efectividad de lalaminación integrada de paneles y refuerzosen casco, e incorpora una opción tecnológicainducida que es el alistamiento de los paños

de tela (mat o roving) y reducción deldesperdicio, ambas cosas por la ausencia depaños adicionales para conexiones de partes, juntas y traslapes reduciendo las HHnecesarias. Esta medida se valora en horas-hombre (HH).




[12]

Estrategia de erección de cuadernaje: Estamedida de desempeño cuantifica larelevancia de la prefabricación al no más del20% en capas de laminación de todo elcuadernaje en taller para luego ensamblar en

sitio el 80% restante de capas en el momentoexacto de la laminación final, permitiendouna planificación de construcción conmenores tiempos y menores costos. Estamedida se valora en horas-hombre (HH).

PONDERACION DE LAS MEDIDAS DEDESEMPEÑO Y DE COSTOPara cada una de las misiones se elaboraronmatrices de comparación par-par de lasmedidas de desempeño usando la

metodología PAJ con expertos en la

operación turística (armadores), agentesturísticos y constructores. La valoración decada medida en el juicio par-par se realizocon la escala de la Tabla 3, por ejemplo lavaloración de la matriz para la misión Tour

y acomodaciones se muestra en la Tabla 4. Una vez obtenida las matrices deponderaciones para el proyecto deconstrucción del Catamarán Ocean Sprayxii se asignó a cada medida de desempeño suvalor correspondiente a la opcióntecnológica aplicable o su valor numéricorespectivo. Las jerarquías para las 3misiones definidas y para el costo deadquisición se presentan en la Figura 9, laFigura 10, la Figura 11 y Figura 12

respectivamente.

Valoraciónnumérica

Valoración de juicios verbales

9 Absolutamente más importante

8 Entre absoluto y demostrado

7 Demostradamente más importante

6 Entre demostrado y fuertemente

5 Fuertemente más importante

4 Entre fuertemente y ligeramente

3 Ligeramente más importante 2 Entre igualmente y ligeramente

1 Igualmente importante Tabla 3.- Escala de valoración de acuerdo a PAJ

MOE TOUR YHOTELERIA

Espacioscabinas

Espaciosservicio

s

Cantidadzonas

sociales Autonomía Alcance

Comportamientoen mar

VECTORSUMA

Espacios cabinas 1 5 1/3 3 6 2 24%

Espacios servicios 1/5 1 1/9 ½ 1/3 1/6 3% Cantidad zonas

sociales

3 9 1 5 4 2 38%

Autonomía 1/3 2 1/5 1 1 ¼ 7%

Alcance 1/6 3 ¼ 1 1 ¼ 7% Comportamientoen mar

½ 6 ½ 4 4 1 21%

Tabla 4.- Comparación par-par para relaciones cuantitativas en la misión TOUR &ACOMODACIONES




[13]

Figura 9.- Jerarquía 1, Crucero entre islas

Figura 10.- Jerarquía 2, Tour y Acomodaciones

Figura 11.- Jerarquía 3, Navegación a Dique

Figura 12.- Jerarquía 4, Costo del proyecto

VALORES DE DESEMPEÑO

GRUPOS DE AFINIDAD

MEDIDAS DE EFECTIVIDAD

EFECTIVIDAD TOTALMedida total de

efectividad(OMOE)

MOE (Cruceroentre Islas)

Misión

Espacio enCabinas

(18%)

Cantidad ZonasSociales

(3%)

Movilidad

Velocidadsostenida

(19%)

Comportamientoen el mar

(33%)

Permanencia

Autonomía

(18%)

Alcance

(8%)

MOE (Tour yAcomodaciones)

MOE (Navegacióna Dique)


GRUPOS DE AFINIDAD


EFECTIVIDAD TOTALMedida total de

efectividad(OMOE)

MOE (Cruceroentre Islas)

MOE (Tour yAcomodaciones)

Misión

Espacio enCabinas

(24%)

Espacio deservicios

(3%)


(38%)

Movilidad

Comportamientoen el mar

(21%)

Permanencia

Autonomía

(7%)

Alcance

(7%)

MOE (Navegacióna Dique)


GRUPOS DE AFINIDAD


EFECTIVIDAD TOTALMedida total

de efectividad(OMOE)

MOE (Crucero

entre Islas)

MOE (Tour yAcomodacione

s)

MOE(Navegación a

Dique)

Misión

Espacio deservicios

(5%)


(2%)

Movilidad

Velocidadsostenida

(19%)

Comportamiento en el mar

(39%)

Peso deEstructura

(9%)

Permanencia

Autonomía

(11%)

Alcance

(16%)


GRUPOS DE AFINIDAD

MEDIDAS DE COSTO

COSTO TOTAL Medida total deCosto (OMOC)

MOC (Operación) MOC(Equipamiento)

MOC(Construcción)

Estrategia deconstrucción

Uso de moldes delaminación

(10%)

Mamparos

(20%)

Montaje yerección de partes

(23%)

Consumo derecursos de

construcción

Estrategia defabricación de

moldes

(11%)

Estrategia delaminación de

cascos

(18%)

Estrategia deerección decuadernaje

(18%)




[14]

MEDIDA DEDESEMPEÑO

Archipel i archipel ii athalagalápagos journey

milenium nemo 11 ninaqueenbeatriz

seaman treasure cormorantoceanspray

a

Espacios cabinas3 400m3 424m3 456m3 456m3 456 m3 456m3 512m3 45 6m3 456m3 456m3 472m3 581m3

Espacios servicios 250m3 250m3 265m3 265m3 265m3 265m3 275m3 265m3 265m3 265m3 267m3 336m3

Cantidad zonas sociales 5 6 6 6 6 6 7 6 6 6 5 7

Autonomía 1150kg 1150kg 1250kg 1250kg 1250kg 1250kg 1280kg 1250kg 1250kg 1250kg 1300kg 1500kg 1

Alcance 350mn 350mn 450mn 450mn 450mn 450mn 350mn 450mn 450mn 450mn 440mn 500mn 4

Velocidad sostenida 8nudos 8nudos 9nudos 9nudos 9nudos 9nudos 10nudos 9nudos 9nudos 9nudos 9nudos 13nudos 11

Comportamiento enmar4

62% 62% 62% 62% 62% 62% 62% 62% 62% 62% 62% 77%

Peso de Estructura 102ton 104ton 107ton 107ton 119ton 107ton 107ton 107ton 111ton 91ton 1

Uso de Moldes delaminación

16199H-H 7789H-H 7697H-H 7880H-H 37699H-H 7527H-H 8063H-H 8351H-H 7363H-H 4062H-H 73

Montaje y Erección departes


Mamparos 3888H-H 5563H-H 5498H-H 5629H-H 8378H-H 5376H-H 5760H-H 5965H-H 5259H-H 5077H-H 52

Estrategia deFabricación de Moldes


Estrategia de Laminaciónde Casco


Estrategia de Erección

de Cuadernaje


Tabla 5.- Caracterización de la flota de catamaranes prfv de turismo en las Islas Galápagos.

3Deducido del tonelaje de registro neto (TRN). Fuente: DIRNEA www.dirnea.org

4Ponderación basada en la referencia vi

http://www.dirnea.org/







[15]

CARACTERIZACION DE LA FLOTATeniendo en cuenta el modelo de efectividady de costo generado, los datos de desempeñode acuerdo a las jerarquías definidas dealgunos de los catamaranes de turismo de lasIslas Galápagos se muestran en la Tabla 5.

RESULTADOSLa implementación del modelo deefectividad y el modelo de costo basado enla caracterización de la flota resulta en elanálisis de dos escenarios que estándefinidos en primer lugar por la medida totalde efectividad (OMOE) y la medida total decosto de adquisición o fabricación (MOC(construcción); y en segundo lugar por lamedida total de efectividad y la medida total

de costo de operación. Ambos escenariosson comparados en un espacio denegociación costo-efectividad simulandoque la flota existente son virtualmentediseños propuestos, sin necesidad degeneración aleatoria o genética paraanalizarlos. Así: Escenario 1: Costo de adquisición: Basadoen las horas hombres empleadas en elproyecto de construcción, manteniendo loscostos de acomodaciones y equipamientoconstantes, y asumiendo un costo/kg de prfvprocesado, el costo de adquisición comoporcentaje de un costo referencial(US$2`000,000) versus la efectividad deldiseño y la construcción se muestran en laFigura 13. Los resultados muestran que elcatamarán OCEAN SPRAY tiene unaefectividad del 90.30% (14.36% más que elpromedio de la flota) respecto a operación,crucero y estrategia de construcción para elespacio analizado en las Islas Galápagos yun costo de adquisición del 68.56% (6.45%menos que el promedio de costo de la flota)respecto al costo referencial. Aunque otroscatamaranes resultaron en menores costos(68.32%), la mayor razón beneficio/costo deadquisición (1.317, Tabla 6) se la obtienecon el OCEAN SPRAY debido a ladisminución de horas-hombre en la

construcción y a las mejoras obtenidas por laestrategia constructiva empleada. Escenario 2: Costo del ciclo de vida: Basadoen el perfil operacional de los cruceros de 8y 15 días alrededor de las islas Galápagos, lacapacidad de combustible de los

catamaranes, el consumo de sus motores ygeneradores, los tiempos de transito yfondeo, costos indirectos generados

ivy un

costo referencial del combustible(US$3.5/gal), el costo en una vida útilestimada de 10años versus la efectividad deldiseño, de la construcción y de la operaciónse muestran en la Figura 14. Los resultadosmuestran que el OCEAN SPRAY tiene uncosto del ciclo de vida de 75% del máximo(máximo: US$10`756.000), y aunque otros

catamaranes solo llegan al 69.65% la mayorrazón beneficio/costo de ciclo de vida(1.202, Tabla 6) se la obtiene con elOCEAN SPRAY debido a su autonomía yvelocidad en el 27% del tiempo de cruceroen navegación entre islas.

OCEAN SPRAY, LA CONSTRUCCIONEl desarrollo del modelo de evaluación deefectividad y costo, la caracterización de laflota y la implementación de estrategias deconstrucción de alta producción dieron lugara la selección de un diseño optimo en laregión de factibilidad de las Islas Galápagos.El Catamarán Ocean Spray cuyascaracterísticas se muestran en Tabla 7 ycuyo perfil y cubiertas se muestra en Figura25, se construyo empleando solo el 84% delas horas-hombre promedio deconstrucciones similares anteriores lo querepresento un ahorro en el costo deadquisición. Las figuras 15-23 muestranparte del proceso de construcción del OceanSpray.El Ocean Spray ciertamente fue concebidodentro de restricciones especificas, y unasolución distinta puede resultar si otrosrequerimientos modifican el espacio defactibilidad, es decir, incluso si lacombinación de un presupuesto limitado yun plan de negocios menos atractivo para las




[16]

ventas fueran el caso, la Figura 13 y laFigura 14 serian una herramienta ideal parala toma de decisiones en proyectos similares

debido a la aparición de un subespacio defactibilidad con una nueva mayor razónbeneficio/costo para elegir.

CATAMARAN RAZON BENEFICIO/COSTO

DE ADQUISICION DE CICLO DE VIDA

archipel 0.851 0.601archipel ii 0.993 0.960

athala 1.087 1.017

galápagos journey 1.060 1.048

milenium 1.009 1.014

nemo 11 0.959 1.045

nina 0.802 1.032

queen beatriz 1.114 1.017

seaman 1.033 1.015

treasure 0.995 1.013

cormorant 1.036 0.880ocean spray 1.317 1.202

anai 1.008 0.989Tabla 6.- Razón Beneficio/Costo de Catamaranes de Turismo en Galápagos

Figura 13.- Escenario 1: Costo de adquisición

50.00%

55.00%

60.00%

65.00%

70.00%

75.00%

80.00%

85.00%

90.00%

95.00%

65.00% 70.00% 75.00% 80.00% 85.00% 90.00% 95.00% 100.00% 105.00%

E F E C T I V I D A D

COSTO DE ADQUISICION

archipel archipel ii

athala galapagos journey

milenium nemo 11

nina queen beatriz

seaman treasure

cormorant ocean spray

anai

ESPACIO DE FACTIBILIDAD COSTO-BENEFICIOCATAMARANES DE TURISMO ISLAS GALAPAGOS




[17]

Figura 14.- Escenario 2: Costo de ciclo de vida

Figure 15.- Construcción de molde de casco (one-off) Figure 16.- Laminación integrada panel-refuerzo ensitio (costado de casco)

50.00%

55.00%

60.00%

65.00%

70.00%

75.00%

80.00%

85.00%

90.00%

95.00%

60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100%

E F E C T I V I D A D

COSTO DE CICLO DE VIDA

archipel archipel ii

athala galapagos journey

milenium nemo 11

nina queen beatriz

seaman treasure

cormorant ocean spray

anai

ESPACIO DE FACTIBILIDAD COSTO-BENEFICIOCATAMARANES DE TURISMO ISLAS GALAPAGOS




[18]

Figure 17.- Desmolde de casco babor (one-off)

Figure 18.- Laminación de mamparos corrugados

Figure 19.- Laminación integrada cuadernas-refuerzos-paneles en casco estribor (built-up)

Figure 20.- Laminación de paneles reforzados 100% entaller

Figure 21.- Laminación integrada panel-refuerzo en

sitio (cubierta mojada)

Figure 22.- Estructura de soporte montada en sitio




[19]

Figure 23.- Catamarán Ocean Spray al 90% de laestructura

Figure 24.- Catamarán Ocean Spray al 100

Tabla 7.- Características principales del CAT Ocean Spray




[20]

Figura 25.- Perfil y Cubiertas del CAT Ocean Spray




[21]

REFERENCIAS

i Kamal M. Al-Subhi, Application of the AHP in project management, International Journal of Project Management,1998.ii Trigo, L & Costanzo, S., DEA-AHP, Cómo combinar dos metodologías de toma de decisiones, Estudio IESA,2006iii

Chauca Ballesteros, Camilo O., Armador del Catamarán Ocean Spray, 2010iv Chauca Ballesteros, Camilo O., Plan de Negocios Proyecto Catamarán Ocean Spray 2010v Haugan, K., Haugan Cruises, www.haugancruises.com vi Van Renen Van Niekerk, Jacob. Comparisons of Power Catamarans Hull Types. Article of Power Multihulls 2002vii Blount, Donald L., Factors influencing the selection of a hard chine or round bilge hulls for high Froude numbers.Fast `95, 1995.viii Waas, Anthony M., Compressive Failure of Fiber Reinforced Composites. The University of Michigan & U.S.Army, RDP 2003ix Banerjee, Biswajit & Adams, Daniel. Micromechanics based prediction of thermoelastic properties of high energymaterials. 15TH ASCE Engineering Mechanics Conference, Columbia University, 2002x Sun, T., Cho, J. & Deo, A. Composites reinforced with short wavy fibers. Purdue University & Air Force OfficeScientist Research, RDP 2006.xi Nudelman, Noman. Principles of Fiberglass Boat Design & Construction, WESTLAWN, Institute of Marine

Technology 2007.xii Morante V., Roberto O., Desarrollo de Matrices Jerárquicas costo-efectividad de las misiones y afinidades delCatamarán Ocean Spray, 2010

http://www.haugancruises.com/




Documents

Diseño & Construccion de Catamaranes orientado a mayor desempeño y productividad