Instituto Tecnolgico de MazatlnDepartamento de Ingeniera Ingeniera Naval

TALLER DE INVESTIGACION I

REMOLCADOR DE CONTRAINCENDIO Y SALVAMENTO

GARCIA SANCHEZ BENJAMIN PASCUAL

Mazatln, Sin., 04 de Junio del 2015

RESUMENEn este proyecto mostraremos como es el funcionamiento de un sistema contra incendios convencional usando agua lastrada en una embarcacin del tipo remolcador haciendo una adaptacin al sistema complementndolo con un tipo de espumogeno as como las adaptaciones en la cubierta para poder brindar primeros auxilios. Para la elaboracin de este proyecto fue necesario investigar cmo funciona un sistema contra incendios en embarcaciones parecidas as como la clasificacin de los tipos de fuego para poder adaptar el compuesto espumogeno que ms convenga. Al hacer las investigaciones se concluy que el uso de espumas en la lucha contra incendio son de gran ayuda sobre todo los incendios provocados por lquidos flamables ya que este corta el oxgeno y enfra rpidamente el lquido. Este proyecto est compuesto por informacin detallada de la clasificacin del fuego, las condiciones para que exista o se provoque el fuego los tipos de espumogeno y como se fabrica esta espuma como el plano unifilar del sistema de tuberas de la embarcacin.

CONTENIDORESUMEN2INTRODUCCION41.RECONOCIMIENTO DE LA NECESIDAD41.1.Investigacin41.2.Planteamiento del problema71.2.1.Objetivo general81.2.2.Objetivos particulares82.DEFINICIN DEL PROBLEMA82.1.Especificaciones de diseo93.SINTESIS113.1.Metodologa114.CONCLUSIONES195.REFERENCIAS20

NDICE DE TABLASTabla 1. Base de datos12Tabla 2. Tipos de Propulsion12Tabla 3. Datos para determinacin de eslora entre perpendiculares.13Tabla 4. Datos para la Determinacin de la manga13Tabla 5. Datos para Determinacin del puntal14Tabla 6. Datos para Determinacin del calado14Tabla 7. Dimensiones Finales18

INTRODUCCIONLa inspiracin para este proyecto fue el caso del incendio de un ferry ya hace algunos aos, en lo cual nos dimos la tarea de investigar si se disponan de embarcaciones que apoyaran a la lucha de contra el fuego desde el mar, para ello se recurri a la pgina web de la API e investigar si se dispona del registro de algn tipo, que cumpliera con esta funcin derrochando nmeros negativos.A base de esto estamos elaborando el presente proyecto que beneficiara a la comunidad martima portuaria al contar con algn tipo de embarcacin que apoye en este tipo de incidentes.Remolcadores de salvamento y lucha contra incendiosEstos remolcadores deben estar capacitados para poder presentarse cuanto antes en el lugar siniestrado. Debern estar dotados de medios que permitan una buena visibilidad desde el puente. Para ello, y debido a las altas temperaturas que se podrn alcanzar, los cristales de las ventanas deben ser resistentes al fuego y contar con cortinas de autoproteccin. No slo las ventanas debern contar con materiales que resistan las altas temperaturas donde operarn, tambin ser muy importante que el remolcador posea un sistema de autoproteccin para dichas zonas. Debido a los largos periodos en espera en que tendrn que trabajar los equipos conviene que sean diseados con tales capacidades y caractersticas (Gmez, 2005).Como las tareas que van a desarrollar son de vital importancia requieren que el tiempo empleado en llegar al lugar del accidente sea el menor posible por si hubiera vidas en peligro. Por dicho propsito debern estar dotados de una gran velocidad en marcha libre, de una gran capacidad de maniobrabilidad y de defensas para poder abarloarse a cualquier buque con facilidad (Gmez, 2005).Debern contar tambin con un pequeo hospital donde sea posible atender a los posibles heridos, as como una zona de despegue de helicptero por si fuera necesario realiza evacuaciones de urgencia (Gmez, 2005).1. RECONOCIMIENTO DE LA NECESIDAD1.1. Investigacin

Caractersticas generales del diseo Los remolcadores son embarcaciones cuya funcin principal consiste en ayudar a otros barcos ms grandes con menos facilidades de maniobra. A continuacin definiremos las principales consideraciones que hay que tener en cuenta en el diseo de un remolcador: La estabilidad de un remolcador es muy importante debido a los grandes esfuerzos que realiza (Gutirrez, 2003).

La traccin provoca un momento de vuelco que debe ser soportado sin riesgo por el remolcador. Debe poseer una estabilidad favorable bajo todas las condiciones de carga y remolque, por ello debern analizarse los efectos de remolque sobre la estabilidad transversal (Gutirrez, 2003).

Como necesita una estabilidad inicial bastante amplia, es muy importante la eleccin de la manga del buque, dada la gran influencia que esta dimensin tiene en la estabilidad, considerndose la mayor posible La maquinaria principal de propulsin y la auxiliar, deben poseer la capacidad necesaria para facilitar la fuerza mxima cuando se remolque o empuje. Debe estar capacitada para poder dar en el tiempo ms corto posible el mximo rendimiento. Los equipos de remolque deben ser capaces de soportar unas tensiones superiores al tiro a punto fijo. El casco debe ser de slida construccin para soportar el esfuerzo al que va a estar sometido (Carlier, 1998).

Debe poseer equipos redundantes tanto en los sistemas propulsivos como en los auxiliares, para conseguir altos niveles de seguridad, fiabilidad y no impedir la operatividad del buque. Debe tener una buena visibilidad desde el puente para poder ofrecer una rpida respuesta y que las labores de socorro se realicen de manera satisfactoria (Carlier, 1998).Sistema de lucha contra incendiosEl remolcador clasificacin FF1 segn el ABS indica que el buque tendr la capacidad de combatir fuegos externos y estar equipado con un sistema de proteccin contra agua pulverizada para disminuir la temperatura (water spray protection system for cooling). La superficie del buque permitir operar en casos de lucha contra incendios y en operaciones de rescate. El equipo mnimo para la lucha contra incendios incluir 2 sistemas monitorizados capaces de descargar 1200m3/h cada uno (Jordan, 2008).

Las tuberas, vlvulas y boquillas tienen que estar adecuadamente protegidas de los posibles daos durante las operaciones contra incendios.

La capacidad de las bombas del sistema de spray tiene que ser suficiente para asegurar un suministro de presin y volumen adecuado para la operacin. Si las bombas de agua monitorizadas son usadas, tienen que tener la capacidad suficiente para dar la presin y el volumen para ambos sistemas como lo son los monitores de agua y agua en spray. Los drenajes de la cubierta deben de ser suficientes cuando el sistema de agua en spray est funcionando (Jordan, 2008).

Los siguientes artculos relacionados con las operaciones de lucha contra incendios estn cubiertos bajo clasificacin (Jordan, 2008).

Las habilidades de los barcos contra incendios. La estabilidad y la capacidad de mantener la posicin mientras los monitores de lucha contra incendios estn en completa operacin. El grado de autoproteccin de los mismos contra fuegos externos.Servicio contraincendiosEl agua es impulsada por las bombas de contraincendios y conducidas a travs de un colector por una red de distribucin que la hace llegar a todos los puntos del buque donde se considera necesario.El sistema radial necesita un clculo hidrulico para que los extremos ms alejados tengan el caudal y presiones requeridas. La lnea principal debe ser lo ms recta posible, al igual que las ramificaciones. Este diseo posibilita una menor prdida de carga por rozamiento en beneficio de menores necesidades de bombas y una mejor eficacia del sistema (Jordan, 2008).

Agente espumogenoPara la generacin de la espuma necesitamos lo siguiente. Agua (es el elemento ms usado). Espumogeno (es el elemento que mezclado con el agua provoca la espuma). Aire.Tipos de espumogenoExisten principalmente dos tipos. Qumicos: Su funcionamiento se basa en la reaccin qumica entre el agua y el espumogeno el cual produce la espuma. Mecnicos: Su funcionamiento se basa en la mezcla primera del agua y el espumogeno y la mezcla posterior con aire para que produzca la espuma (los deBase Protenica y los deBase Sinttica).(Jordan, 2008).

1.2. Planteamiento del problema En los ltimos aos en Mazatln Sinaloa, se han presentado incendios en los muelles que han sido extinguidos con ayuda del cuerpo de bomberos, pero considerando que los planos de lucha contra incendio deben de ser expuestos a buques que se alejen a ms de 20 millas de la costa y ms del 96% de los pesqueros no cuentan con un equipo eficaz, hace evidente la necesidad de un equipo de salvamento y contra incendios para salvaguardad la integridad fsica y la vida de los tripulantes.

Sin embargo construir una embarcacin nueva, demanda invertir una gran cantidad de recursos econmicos, partiendo del supuesto anterior, se considera ms viable un reajuste en los sistemas contra incendios ya establecidos, mejorando los mismos al implementar principalmente agua lastrada como lo es un sistema convencional y anexando el compuesto espumogeno para cuando la situacin lo requiera este compuesto.

De acuerdo con Captulo II-2: Construccin prevencin, deteccin, extincin de incendios De acuerdo con el convenio de solas en funcin de las dimensiones y la utilizacin del buque, los equipos que contenga, las caractersticas fsicas y qumicas de las sustancias que se encuentren en el buque y el nmero de personas que puedan estar presentes en los alojamientos y los lugares cerrados, incluida la sala de mquinas , as como la bodega si fuera necesario, debern estar equipados con dispositivos adecuados de lucha contra incendios y si fuera necesario, con detectores de incendio (sistema de alarma).1.2.1. Objetivo generalRedisear el sistema contra incendios utilizando componentes y equipos como lo son las bombas centrifugas, boquillas, el compuesto de espumogeno entre otros y as lograr que cumplan con las reglas de las casas clasificadoras1.2.2. Objetivos particulares Conocer los sistemas contraincendios de otras embarcaciones parecidas. Indagar sobre los tipos de fuegos y la compatibilidad con la espuma protenica. Implementar el reajuste a los sistemas contra incendios ya establecidos. Capacitar al personal en el manejo del sistema a base de espuma, para que tengan las habilidades necesarias para actuar ante una contingencia de esta magnitud. Reconocer la importancia de un sistema contra incendios ms eficaz ya que existe un gran nmero de embarcaciones en el puerto de Mazatln.2. DEFINICIN DEL PROBLEMALa finalidad por la que sern rediseado los remolcadores contra incendios y salvamento, es para que estn preparados para actuar en tres mbitos diferentes.

1. La lucha anti contaminacin. Ante un derrame de hidrocarburos estos remolcadores deben tener la capacidad de desplegar barreras autoinchables para cercar la mancha, largar por popa un skimmer Transrec 150 capaz de aspirar y, navegar a la velocidad de un nudo, abrir sus tangones (brazos articulados) y recoger mediante las bombas extractoras montadas en ellos los vertidos. Estos hidrocarburos se almacenaran en unos tanques de recogida, adems, deben estar equipados con calefaccin para facilitar la descarga una vez que se regrese a puerto. 2. El apoyo a operaciones. Repartidos en sus cubiertas estos deben disponer de espacios habilitados y dotados especficamente para trabajo de buzos. Tener disponibles en sus cubiertas intemperie con todos los elementos necesarios para labores de amarre, fondeo, rescate, operaciones de remolque o manejo de anclas. De igual manera, debern tener sistemas de posicionamiento dinmico permitiendo mantenerle la posicin durante estos trabajos independientemente de las condiciones meteorolgicas.3. La lucha anti incendios. Las instalaciones deben ser las suficientes para combatir incendios en otros buques y defenderse a s mismos del fuego a una distancia de 160 metros y hasta una altura de 70 metros, mediante dos monitores (caones de agua a presin) cada uno instalados en la parte alta de los remolcadores.2.1. Especificaciones de diseo Los remolcadores son embarcaciones cuya funcin principal consiste en ayudar a otros barcos ms grandes con menos facilidades de maniobra. A continuacin definiremos las principales consideraciones que hay que tener en cuenta en el diseo de un remolcador:

La estabilidad de un remolcador es muy importante debido a los grandes esfuerzos que realiza. La traccin provoca un momento de vuelco que debe ser soportado sin riesgo por el remolcador. Debe poseer una estabilidad favorable bajo todas las condiciones de carga y remolque, por ello debern analizarse los efectos de remolque sobre la estabilidad transversal. Como necesita una estabilidad inicial bastante amplia, es muy importante la eleccin de la manga del buque, dada la gran influencia que esta dimensin tiene en la estabilidad, considerndose la mayor posible. La maquinaria principal de propulsin y la auxiliar, deben poseer la capacidad necesaria para facilitar la fuerza mxima cuando se remolque o empuje. Debe estar capacitada para poder dar en el tiempo ms corto posible el mximo rendimiento. Los equipos de remolque deben ser capaces de soportar unas tensiones superiores al tiro a punto fijo. El casco debe ser de slida construccin para soportar el esfuerzo al que va a estar sometido. Debe poseer equipos redundantes tanto en los sistemas propulsivos como en los auxiliares, para conseguir altos niveles de seguridad, fiabilidad y no impedir la operatividad del buque. Debe tener una buena visibilidad desde el puente para poder ofrecer una rpida respuesta y que las labores de socorro se realicen de manera satisfactoria.

Aspectos destacables para el rediseo Tipo de buque: remolcador de salvamento, contra incendios y anti polucin. Tiro a punto fijo: 60 TM. Clasificacin y cota: ABS ms altas cotas a justificar. Cota CI FF1. Velocidad en pruebas: 13.5 nudos. Autonoma: 10000 millas. Sistema de propulsin: a definir. Alojamientos: 16+10(enfermos), incluye personal sanitario. Otros requerimientos: enfermera para 10 personas. Medios de recogida y contencin de hidrocarburos (definir barreras, skimmers...entre otros). Tanque de recogida de residuos de 150 m3 para tal fin.Sistema de remolque Se trata del sistema principal del remolcador. Sus componentes principales son: Horquilla, por la cual pasa el cable de remolque. Gancho de remolque giratorio e hidrulico. Suele tener movimiento vertical y de babor a estribor sobre una gua semicircular. El mejor sitio para colocarlo es un poco ms a popa del centro de la flotacin. Chigre de remolque, es hidrulico y est situado en la lnea central y cerca del gancho de remolque ya que sirve para manejar el cable de remolque. Dispone de estibador automtico de accionamiento mecnico y control remoto desde el puente. Cabos y cables.

3. SINTESIS3.1. Metodologa Realizar un primer dimensionamiento del remolcador en proyecto.La caracterstica principal para realizar esta base de datos ser la similitud en el tiro a punto a fijo, que en nuestro caso es de 60 Toneladas. Otra de las caractersticas fundamentales es el tipo de propulsin, seleccionamos propulsin azimutal por los motivos que exponemos a continuacin: Remolcador prcticamente multipropsito, es decir, no se va a dedicar exclusivamente a labores de puerto, saldr a alta mar ya que dispone de una gran autonoma. Es por esto, por lo que descartamos un propulsor Voith, ya que son muy caros y son ms tiles para remolcadores de puerto. El propulsor azimutal permite una mayor maniobrabilidad debido al giro de 360, incluso a bajas velocidades, por lo que se evita el uso de hlices transversales de maniobra. El control tambin es absoluto con el buque marcha atrs. Debido a estas ventajas descartamos la propulsin convencional o con toberas. Se incrementa la seguridad y la maniobrabilidad del buque. Se reducen costes de diseo y produccin. Se da una mayor seguridad progresiva ya que el sistema Aquamaster limita el avance de la avera.

La base de datos con la que se va a trabajar es la siguiente:

Tabla 1. Base de datos

Determinacin de la potenciaExiste una relacin que liga la potencia instalada PB, con el tiro a punto fijo, TPF, del tipo:PB = K1 x TPF (1) Donde K1 se obtiene segn el tipo de propulsin de la tabla:

Tabla 2. Tipos de PropulsionEn nuestro caso la propulsin seleccionada es Azimutal de tipo Aquamaster o Schottel y el TPF es 60T, as que quedara:

PB = 55 x 60 = 3.300 kW (2)PB = 60 x 60 = 3.600 kW. PB (3.300, 3.600) kW. = (4.425,3, 4.827,6) HPDeterminacin de la eslora entre perpendicularesLpp = (-10,3 + 7,15 x 10-3 BHP + 44.773 / BHP) Ke (3)Validamos la frmula con nuestra base de datos:

Tabla 3. Datos para determinacin de eslora entre perpendiculares.Aplicando nuestra potencia y la Ke media obtenemos: Lpp=40,21 mDeterminacin de la mangaA partir de la formulacin Bcal = (6,2 + 8,1 x 10-4 BHP + 1.393 / BHP) Ke (4)Validamos la frmula con nuestra base de datos:

Tabla 4. Datos para la Determinacin de la mangaAplicando nuestra potencia y la Ke (media) obtenemos: B = 12,29 mDeterminacin del puntalA partir de la formulacin D = ( 7,8 - 15050 / BHP + 1,16* 107/ BHP2 ) Ke (4)Validando la ecuacin con nuestra base de datos obtenemos:

Tabla 5. Datos para Determinacin del puntalCon nuestra potencia y la Ke (media) obtenemos: D = 5.6 mDeterminacin del caladoA partir de la formulacin del libro T = (5,7 - 4115 / BHP - 5.63 106/ BHP2) Ke (5)Validando la frmula con nuestra base de datos:

Tabla 6. Datos para Determinacin del caladoSustituyendo nuestra potencia y la Ke (media) obtenemos: T = 4.29mEleccin de las dimensiones principales Los rangos de variacin de las dimensiones principales en nuestra base de datos son los siguientes: 73.61