Proyecto Final de Un Granelero

Buque Granelero 32000 TPM Aarn Manuel Fernndez Coracho

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRID ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS NAVALES

PROYECTO N 1729

GRANELERO 32000 TPM

CUADERNO 0. MEMORIA

TUTOR: D. JOS LUIS GARCA GARCS

REALIZADO POR: D. AARN MANUEL FERNNDEZ CORACHO

Cuaderno 0. Memoria 1


NDICE

1.- Introduccin. ............................................................................................................ 3 2.- Especificaciones del proyecto. .............................................................................. 4 3.- Anlisis de la misin del buque proyecto. ............................................................ 5 4.- Metodologa para la realizacin del proyecto. ...................................................... 6

4.1.- Dimensionamiento. ............................................................................................. 6 4.2.- Formas. .............................................................................................................. 6 4.3.- Disposicin general. ........................................................................................... 6 4.4.- Clculos de arquitectura naval. .......................................................................... 7 4.5.- Prediccin de potencia. Diseo de propulsor y timn......................................... 7 4.6.- Resistencia estructural. ...................................................................................... 7 4.7.- Planta propulsora y cmara de mquinas. ......................................................... 7 4.8.- Equipo y servicios. .............................................................................................. 8 4.9.- Planta elctrica. .................................................................................................. 8 4.10.- Pesos y centro de gravedad del buque en rosca. ............................................ 8 4.11.- Situaciones de carga y resistencia longitudinal. ............................................... 8 4.12.- Presupuesto. .................................................................................................... 9

5.- Conclusiones. ........................................................................................................ 10 6.- Bibliografa. ............................................................................................................ 11



1.- Introduccin. El objetivo de este documento es explicar el proceso seguido para la realizacin del proyecto de un granelero de 32000 TPM, destacando los puntos ms relevantes, e intentar dar una visin general de la estrategia seguida para su realizacin.

La finalidad de este tipo de buques es el transporte de cargas slidas a granel en sus bodegas. stas estn dotadas de tolvas altas para minimizar los momentos escorantes producidos por los posibles movimientos de la carga durante el viaje.

Las posibles cargas a transportar por este tipo de buques abarcan un amplio abanico, pudiendo ser todo tipo de cargas a granel de un coeficiente de estiba superior a 1,40 tm3 , lo que incluye trigo, cebada, arroz, etc. Este tipo de buques son muy rentables debido a la diversidad de cargas que pueden transportar, pudiendo realizar todo tipo de trayectos, lo que hace que sea un tipo de buque (clase Handymax) bastante extendido en la actualidad y con una previsin del crecimiento en su nmero de unidades en la flota mundial.



2.- Especificaciones del proyecto.

Tipo de buque: Granelero de doble casco de 5 bodegas, cubierta corrida, castillo a proa. Habilitacin y cmara de mquinas a popa, codaste abierto, proa y popa de bulbo y timn tipo Mariner.

Clasificacin y cota: Bureau Veritas, AUT.

Peso muerto: 32000 TPM.

Propulsin/Velocidad: Motor 2T lento directamente acoplado a hlice de paso fijo. Velocidad en pruebas y plena carga con el motor al 85% MCR y 15% de margen de mar, 15 nudos.

Autonoma/Capacidades: Capacidad de bodegas: 42200 3m . Capacidad de combustible: 1400 3m (tanques para contenidos de azufre de 4.5; 1.5 y 0.1%). Capacidad de lastre: se podr utilizar una bodega central como inundable.

Habilitacin: 22 cabinas individuales con bao privado + rancho 6 personas.

Sistema de carga: 4 gras de 30 t a 24 m , escotillas tipo Folding.

Maquinaria auxiliar: 3 diesel generadores principales. Caldereta mixta gases/mecheros.

Amarre: 2 molinetes combinados con maquinillas de amarre ms 4 maquinillas dobles en cubierta. Todos los carreteles sern del tipo carretel partido.



3.- Anlisis de la misin del buque proyecto.

El buque objeto de este proyecto se destinar principalmente al transporte de grano, de diversos coeficientes de estiba.

El buque est proyectado de acuerdo a un determinado volumen de carga y peso muerto, segn las especificaciones del ejercicio propuesto. Las condiciones en que se debe realizar el transporte quedan establecidas a partir de los dems requisitos de dicha especificacin, tales como la velocidad en pruebas, el volumen de combustible transportado, etc.

A las condiciones anteriores se deben sumar las condiciones fijadas por los reglamentos a cumplir, que en este caso, principalmente son:

- SOLAS, que determina las condiciones de seguridad de las personas y la carga.

- BV (Bureau Veritas), que acta como sociedad de clasificacin. Adems del

cumplimiento de la CSR-B (Common Structural Rules for Bulk Carriers) de la IACS (International Association of Classification Societies).

- MARPOL, que regula la contaminacin del medio marino.

El buque proyecto, adems de cumplir los requisitos de la especificacin que afectan directamente al tipo de transporte a realizar, debe ser estable y capaz de asegurar unas condiciones adecuadas de trabajo para las personas que se encuentren a bordo, as como tener una estructura preparada para resistir todos los esfuerzos a los que estar sometida, sin olvidar que se deber ser respetuoso con el medio marino en el cual se desenvuelva.



4.- Metodologa para la realizacin del proyecto. Los pasos seguidos para la realizacin del proyecto se exponen a continuacin, pero deben ser observados con la idea de que la relacin entre las distintas partes del proyecto, hace que algunos pasos exijan volver a los anteriores antes de dar el siguiente, lo que se conoce como la espiral de proyecto. Estos pasos se desarrollan ampliamente en los distintos cuadernos del proyecto.

4.1.- Dimensionamiento. De acuerdo con las especificaciones dadas, se busca fijar las dimensiones principales del buque proyecto, estimando stas con las dimensiones de otros buques parecidos ya construidos. Se generan diversas alternativas, eligiendo la que supone menor coste para el astillero. Lo que hace que para conocer el posible coste se haga una estimacin grosera pero vlida de los aspectos ms importantes del buque. Con esta estimacin quedan fijados los parmetros ms importantes del buque proyecto, y sirven de gua para los clculos que se realizan en los dems cuadernos, de ah que esta estimacin, a pesar de sus limitaciones, se realice con cautela.

4.2.- Formas. Con las dimensiones principales estimadas, as como los coeficientes de formas y otros parmetros necesarios, se determinan las formas del buque proyecto, siempre teniendo en cuenta que han de ser lo ms hidrodinmicas posible, y observando las formas de los buques construidos.

4.3.- Disposicin general. Un aspecto que puede parecer trivial pero que es bsico a la vez es que, fijadas las formas es importante comprobar que caben en ellas todo lo que el buque debe transportar, para lo que se divide el buque en zonas segn su funcin, y se comprueba que cada espacio en el que se divide el buque permite albergar lo fijado por las especificaciones de proyecto. Repartidos los espacios, en un buque granelero, el espacio mayor debe ser el destinado a la carga, que es la misin fundamental del buque.



4.4.- Clculos de arquitectura naval. Se calculan ahora las caractersticas hidrostticas, las curvas de los brazos de adrizamiento, as como los centros de gravedad de todos los tanques y sus volmenes, lo que permite confirmar si el buque proyectado cumple con las especificaciones de proyecto en cuanto a volumen de carga y de combustible. Es el clculo que confirma la validez de las formas

4.5.- Prediccin de potencia. Diseo de propulsor y timn. Una vez que el buque cumple con el volumen de carga, el siguiente aspecto a cumplir es la velocidad con la que debe navegar. Para cumplir este requisito, se calcula cul es la potencia necesaria y se disea un propulsor y un timn adecuado para las formas y para la velocidad de servicio del buque. Optimizar el propulsor y el timn, junto con unas formas lo ms hidrodinmicas posibles para este tipo de buques, disminuyen la potencia necesaria, aspecto que fija la planta propulsora, lo que reducir el peso, empacho y precio de sta, as como el consumo de combustible, cuestin muy destacable en estos das.

4.6.- Resistencia estructural. El buque debe ser capaz de soportar todas las solicitaciones y momentos a los que el medio en el que se desarrolla su actividad le somete, adems de su propio peso y las aceleraciones que de l se deriven. Para este paso, se realiza una simplificacin ya que modelizar toda la estructura del buque para analizar su comportamiento es un trabajo que excede el objetivo de este ejercicio. La simplificacin consiste en analizar la estructura en la cuaderna maestra del buque, y extender a todo el buque las conclusiones que se deriven de ella. De esta forma se asegura que el buque podr soportar las cargas a las que se le someta.

4.7.- Planta propulsora y cmara de mquinas. Calculada la potencia necesaria, se eligen en este paso las mquinas propulsoras que van a proporcionar esa potencia. En este caso, un motor diesel de dos tiempos.



Lleva implcito este paso el diseo de los sistemas que se incluyen en la cmara de mquinas, como puedan ser el sistema de combustible, el sistema de lubricacin, el sistema de vapor y la caldera, etc.

4.8.- Equipo y servicios. Como continuacin del paso anterior y aprovechando que se estn diseando los sistemas principales del buque, se disean es este paso el resto de sistemas del buque, como puedan ser los servicios de casco y cubierta, los servicios de carga, los sistemas de navegacin y telecomunicaciones, el alumbrado, etc.

4.9.- Planta elctrica. Diseados los sistemas ms importantes del buque, se estima la necesidad de potencia elctrica de stos para instalar la planta elctrica. Se eligen los grupos generadores que puedan cubrir las necesidades de potencia elctrica en cada situacin del buque, de forma que trabajen en un rendimiento adecuado para los motores elctricos. A destacar tambin la instalacin de un generador de cola, para aprovechar al mximo la potencia del motor principal y permitir un ahorro en el consumo del buque en navegacin.

4.10.- Pesos y centro de gravedad del buque en rosca. En estos momentos el buque ya est terminado, pero ahora se produce el momento de pesar el buque para confirmar que el peso muerto y su centro de gravedad estimado anteriormente son vlidos y cumplen con las especificaciones de proyecto.

4.11.- Situaciones de carga y resistencia longitudinal. Terminado el buque y pesado, se estima ahora su comportamiento en la mar en diferentes situaciones de carga. Es una mera aproximacin con un programa informtico (Hydromax), con lo que los resultados vlidos no confirman que cuando el buque se construya su comportamiento en la mar ser excelente, pero s confirman que si sus resultados no cumplen con los criterios exigidos por los diferentes reglamentos, habr que revisar los pasos anteriores antes de seguir avanzando.




4.12.- Presupuesto. Se llega con esto al ltimo paso en la realizacin del proyecto. Aqu se estima con los precios ms actuales posibles el precio de todas las partidas que componen el buque, a fin de conocer cul es el precio aproximado del buque para el astillero, que era el criterio con el que se seleccion la alternativa a desarrollar en el paso inicial del dimensionamiento.


5.- Conclusiones. Para la construccin de este tipo de buques es recomendable que el astillero tenga experiencia en graneleros a fin de poder optar por las alternativas ms adecuadas de forma rpida y efectiva, y poder ofrecer al armador un conjunto de soluciones ms atractivas tanto en el aspecto econmico como en la explotacin del buque.



6.- Bibliografa.

1. Ricardo Alvario Castro, Juan Jos Azproz Azproz, y Manuel Meizoso Fernndez. El proyecto bsico del buque mercante. Madrid: Colegio Oficial de Ingenieros Navales y Ocenicos (FEIN), 2007.

2. Gonzalo Prez. Teora del buque. Volumen I. (Mquinas). Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2005.

3. Gonzalo Prez. Teora del buque. Volumen II-A. (Mquinas). Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2005.

4. Gonzalo Prez. Teora del buque. Volumen II-B. (Mquinas), Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2005.

5. Gonzalo Prez. Teora del buque. Volumen III. (Mquinas), Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2005.

6. Baquero, Antonio. Teora del Buque: Introduccin a la propulsin de buques. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2009.

7. Fernndez Gonzlez, Francisco. Construccin Naval II. Perfiles. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2005.

8. Casanova Rivas, E. Mquinas para la propulsin de buques, A Corua: Universidade da Corua, 2001.

9. Panadero Pastrana, Jess. Mquinas auxiliares: bombas centrfugas. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 1993.

10. Lpez Pieiro, Amable. Electricidad aplicada al buque. Coleccin de figuras y caractersticas tcnicas. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2004.



11. Belaza Vzquez, A. Electricidad aplicada al buque. Generadores y motores. Distribucin elctrica a bordo. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2004.

12. A. Zurita y Senz de Navarrete. Introduccin al diseo de cmara de mquinas, Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2001.

13. Gonzlez de Lema Martnez, F. J. Habilitacin del buque. 2Ed, A Corua: Universidade da Corua, 2007.

14. Manuel Meizoso Fernndez y Jose Luis Garca Garcs. Desplazamiento. Clculo iterativo del peso en rosca y peso muerto. : Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2000.

15. Prez Rojas, Luis. Apuntes de Hidrosttica y estabilidad. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2006.

16. Comas Tunes, E. Equipo y servicios, Volumen IV, Achique de sentinas y lastre. 2 Ed. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2004.

17. Lpez Pieiro, Amable. Electricidad aplicada al buque. Iluminacin a bordo. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2004.

18. Lpez Pieiro, Amable. Electricidad aplicada al buque. Distribucin a bordo. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2004.

19. Baquero, Antonio. Anlisis del comportamiento del buque bajo la accin del timn. Aspectos hidrodinmicos y de proyecto. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2004.

20. Manuel Meizoso Fernndez. Apuntes de la asignatura de proyectos. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2006.

21. Nez Rivas, L. R. Apuntes Instalaciones de Vapor. Madrid: Universidad Politcnica de Madrid (E. T. S. I. N.), 2006.



22. The relative costs of ships design parameters. Transactions of The Royal Institution of Naval Architects, 1974. Volume 116.

23. Significant Ships, 2000, 2003, 2004, 2006.

24. Bureau Veritas. Rules for the classification of steel ships. Ed. 2003.

25. Bureau Veritas. Common Structural Rules for Bulk Carriers. Ed. July 2008.

26. Organizacin Martima Internacional (O. M. I.). Reglamento del Solas. SOLAS 74/88. Consolidado 2008.

27. Organizacin Martima Internacional (O. M. I.). Reglamento del Marpol. MARPOL 73/78. Consolidado 2007.

28. International Association of Classification Societies (IACS) Common Structural rules for Bulk Carriers, 2008.

29. Organizacin Martima Internacional (O. M. I.) Convenio internacional sobre lneas de carga 66/88. Consolidado 2005.

30. Organizacin Martima Internacional (O. M. I.) Convenio internacional sobre arqueo de buques, 1969.

31. MAN B&W Diesel S80ME-C Project Guide. Electronically Controlled Two-stroke Engines. 3 Ed, 2005.

32. MAN B&W Diesel. Marine Engine. IMO Tier I. Programme 2nd edition 2008.

33. Web MAN Diesel (MAN-B&W): http://www.manbw.com/.




34. MAN B&W Diesel. Installation Aspects of MAN B&W Main and Auxiliary Engines, 2009.

35. MAN B&W Diesel. Operation on Low-Sulphur Fuels Two-Stroke Engines.

36. Web del Canal de San Lorenzo (http://www.greatlakes-seaway.com/en/seaway/facts/index.html).

37. Formation Design System. Maxsurf. Windows Version 11.1 User Manual, 2005.

38. Formation Design System. Hydromax Windows Version 11.03 User Manual, 2005.



PROYECTO N 1729

GRANELERO 32000 TPM

CUADERNO 1. DIMENSIONAMIENTO



Cuaderno 1. Dimensionamiento 1


NDICE

1.- Introduccin. ............................................................................................................ 4 2.- Especificaciones del proyecto. .............................................................................. 5 3.- Seleccin de alternativas ....................................................................................... 6

3.1.- Base de datos y eleccin del buque base. ......................................................... 6 3.2.- Generacin de alternativas. ................................................................................ 6

3.2.1.- Estimacin del desplazamiento, ( ). .......................................................... 7 3.2.2.- Estimacin de las dimensiones principales. ................................................ 9

3.2.3.- Estimacin del coeficiente de bloque, ( ). .............................................. 11 bC

3.2.4.- Estimacin del coeficiente de la maestra, ( ). ....................................... 11 MC

3.2.5.- Estimacin del coeficiente prismtico, ( ). ............................................. 11 PC

3.2.6.- Estimacin del coeficiente de flotacin, ( ). .......................................... 11 WC

3.2.7.- Estimacin de la posicin longitudinal del centro de carena, ( ). .......... 12 BX

3.2.8.- Estimacin del peso de acero, ( ). ......................................................... 12 AP

3.2.9.- Estimacin del peso del equipo y habilitacin, ( ). ................................. 14 eP

3.2.10.- Estimacin de la potencia. ....................................................................... 14

3.2.11.- Estimacin del peso de maquinaria, ( ). .............................................. 14 MP

3.2.12.- Estimacin del peso en rosca, ( ). ....................................................... 15 RP

3.2.13.- Estimacin del peso del equipo restante, ( ). ...................................... 15 erP

3.2.14.- Estimacin del coste de las alternativas. ................................................. 15

3.2.15.- Estimacin del volumen de carga, ( ). ................................................. 16 CV

3.2.16.- Estimacin del francobordo, ( ). ........................................................... 18 bF

3.2.17.- Estimacin de la estabilidad inicial, (GM ). ............................................. 19 3.3.- Alternativas generadas. .................................................................................... 21 3.4.- Alternativa seleccionada. .................................................................................. 25

4.- Bibliografa. ............................................................................................................ 27 Anexo I ......................................................................................................................... 29

1.- Base de Datos ..................................................................................................... 29 1.1.- Pesos y desplazamiento. .............................................................................. 29 1.2.- Dimensiones (m) y coeficiente de bloque. .................................................... 29

1.3.- Capacidad ( )............................................................................................ 30 3m1.4.- Propulsin. .................................................................................................... 30



2.- Clculos sobre la base de datos ......................................................................... 30 2.1.- Valores adimensionales y relacin L*B*D. ................................................... 30

Anexo II ........................................................................................................................ 31 1.- Grfica Eslora Peso muerto. ............................................................................ 31 2.- Grfica Manga Peso muerto. ............................................................................ 31 3.- Grfica Puntal Peso muerto. ............................................................................ 32 4.- Grfica Calado Peso muerto. ........................................................................... 32 5.- Grfica LBD Peso muerto. ................................................................................ 33 6.- Grfica Eslora Volumen de carga. .................................................................... 33 7.- Grfica Manga Volumen de carga. ................................................................... 34 8.- Grfica Puntal Volumen de carga. .................................................................... 34 9.- Grfica Calado Volumen de Carga. .................................................................. 35 10.- Grfica LBD Volumen de carga. ..................................................................... 35

Anexo III ....................................................................................................................... 36 1.- Clculo de alternativas. ....................................................................................... 36

1.1.- Clculo de dimensiones principales. ............................................................ 36 1.2.- Clculo de desplazamiento y coeficientes de formas. .................................. 36 1.3.- Clculo de peso en rosca. ............................................................................ 36 1.4.- Clculo del dimetro del propulsor y la potencia. ......................................... 37 1.5.- Clculo del peso del equipo restante y coste del buque. ............................. 37 1.6.- Clculo del volumen de carga. ..................................................................... 37 1.7.- Clculo del francobordo. ............................................................................... 38 1.8.- Clculo de estabilidad. ................................................................................. 39

2.- Clculo de las alternativas del canal de San Lorenzo. ........................................ 39



1.- Introduccin. El objetivo de este documento es estimar las dimensiones principales del buque proyecto, as como algunas caractersticas principales del buque como los coeficientes de forma, el francobordo o la potencia necesaria a instalar, siempre de acuerdo con las especificaciones fijadas y teniendo en cuenta el coste para el astillero. El primer paso es construir una base de datos de buques del mismo tipo, similares en peso muerto, y seleccionar de ella un buque lo ms parecido posible al buque proyecto, que ser el buque base. Con esta base de datos se establecen regresiones entre las caractersticas de sus buques y se obtienen los intervalos donde van a encontrarse los valores de las dimensiones principales del buque proyecto. Combinando valores de estos intervalos se generan alternativas de posibles soluciones. El segundo paso es estimar los coeficientes de forma, el francobordo, el volumen de carga, la estabilidad inicial y el coste de todas las alternativas a fin de tener una estimacin del buque proyecto lo ms completa posible y poder comparar los resultados obtenidos con el buque base. El tercer paso es establecer un criterio para seleccionar la alternativa ms adecuada. En este caso va a ser el coste del buque para el astillero, observando tambin el valor de la potencia instalada.



2.- Especificaciones del proyecto.

Tipo de buque: Granelero de doble casco de 5 bodegas, cubierta corrida, castillo a proa. Habilitacin y cmara de mquinas a popa, codaste abierto, proa y popa de bulbo y timn tipo Mariner.

Clasificacin y cota: Bureau Veritas, AUT.

Peso muerto: 32000 TPM.

Propulsin/Velocidad: Motor 2T lento directamente acoplado a hlice de paso fijo. Velocidad en pruebas y plena carga con el motor al 85% MCR y 15% de margen de mar, 15 nudos.

Autonoma/Capacidades: Capacidad de bodegas: 42200 3m . Capacidad de combustible: 1400 3m (tanques para contenidos de azufre de 4.5; 1.5 y 0.1%). Capacidad de lastre: se podr utilizar una bodega central como inundable.

Habilitacin: 22 cabinas individuales con bao privado + rancho 6 personas.

Sistema de carga: 4 gras de 30 t a 24 m , escotillas tipo Folding.

Maquinaria auxiliar: 3 diesel generadores principales. Caldereta mixta gases/mecheros.

Amarre: 2 molinetes combinados con maquinillas de amarre ms 4 maquinillas dobles en cubierta. Todos los carreteles sern del tipo carretel partido.



3.- Seleccin de alternativas Hay dos variables fijadas por las especificaciones, el peso muerto y el volumen de carga. Para estimar las dimensiones principales, se van a relacionar los valores de las dimensiones principales de los buques de la base de datos con estas variables dando lugar a las grficas (Anexo II):

- Eslora TPM. - Eslora Volumen de carga. - Manga TPM. - Manga - Volumen de carga. - Puntal TPM. - Puntal - Volumen de carga. - Calado TPM. - Calado - Volumen de carga. - LBD TPM. - LBD - Volumen de carga.

3.1.- Base de datos y eleccin del buque base. La base de datos de buques (Anexo I) similares al buque proyecto recoge las caractersticas ms relevantes, eligiendo como buque base o de referencia el buque:

IVS VISCOUNT

3.2.- Generacin de alternativas. Se generan distintas soluciones posibles de buques en funcin de sus dimensiones principales, eligiendo como solucin de compromiso la que suponga un coste de construccin menor. La ecuacin del coste de construccin de un buque es:

CCcvaPtpscpeNTnchchfBPcepCEcPtpsCC erA +++++= (1.1)

Donde:

- tps, es el coeficiente de coste unitario de la estructura montada ( / t).

- AP , es el peso de la estructura (t).

- CEc, es el coste de los equipos de manipulacin y contencin de la carga y de su montaje.

- cep, es el coeficiente del coste unitario de la maquinaria instalada

(/kW).



- BP, es la potencia del equipo propulsor (kW).

- chf, es el coste unitario de la habilitacin y fonda (/trip).

- NT, es el nmero de tripulantes.

- cpe, es el coeficiente de comparacin del coste del equipo restante.

- erP , es el peso del equipo restante, excluido el de carga (t).

- cva, es el coeficiente de costes varios aplicados.

- nch, es el nivel de calidad de la habilitacin.

Siendo el valor de los coeficientes:

- tps = 2800 / t.

- cep = 360 / kW.

- chf = 40000 / tripulante.

- nch = 1,2

- cpe = 1,35

- cva = 0,1

- NT = 28 tripulantes

- CEc = 1500000 Las incgnitas a calcular son el peso del acero ( A ), la potencia propulsora (BHP), y el peso del equipo restante ( , sin el equipo de manipulacin y contencin de la carga).

PerP

El mtodo empleado para calcular las incgnitas y generar las alternativas es el siguiente:

3.2.1.- Estimacin del desplazamiento, ( ). Para obtener un primer desplazamiento ( ) necesario para los clculos posteriores se procede de la siguiente manera. De la grfica Volumen de Lastre-TPM (Fig. 1.1), y con un peso muerto de 32000 t se obtiene el volumen de lastre del buque proyecto:

Volumen de lastre = 11394 3m



Volumen de Lastre-TPM y = 0.4713x - 3687.3R2 = 0.9998

5000

7000

9000

11000

13000

15000

17000

19000

21000 26000 31000 36000 41000 46000

Peso Muerto (t)

Volu

men

de

Last

re (m

3)

Volumen de Lastre-TPM Lineal (Volumen de Lastre-TPM)

Fig. 1.1

Por lo que el volumen total es: Volumen total = Vol. de lastre + Vol. de carga + Vol. de consumibles Volumen total = 11394 + 42200 + 1400 = 54994 3m Este valor se introduce en la grfica Volumen total-Desplazamiento (Fig. 1.2), obtenindose un desplazamiento ( ) y un peso en rosca ( ) de: RP

= 39905 t TPMPR = (1.2)

RP = 39905 -32000 = 7905 t RP



Volumen Total-Desplazamiento y = 1.2119x + 6630.7R2 = 0.9995

49500

54500

59500

64500

69500

74500

79500

84500

89500

37000 42000 47000 52000 57000 62000 67000

Desplazamiento (t)

Volu

men

Tot

al (m

3)

Volumen Total-Desplazamiento Lineal (Volumen Total-Desplazamiento)

Fig. 1.2 Los valores estimados sirven como referencia para los valores que se obtienen de las alternativas de buques que se generan despus.

3.2.2.- Estimacin de las dimensiones principales. A la hora de determinar las dimensiones principales, se va a utilizar la siguiente ecuacin:

LBDLLD

LBL = 2 (1.3)

Los valores de los parmetros adimensionales (B/L, D/L) van a estar en los intervalos fijados por los valores de esos parmetros en los buques de la base de datos empleada (Anexo I), los cuales son:

14,650,5 BL

y 44,1240,10 DL

El recorrer estos intervalos es lo que va a generar las diferentes alternativas. Para obtener LBD se pueden utilizar dos grficas, lo que da lugar a dos caminos que se van a estudiar en las alternativas. El estudio de stas determina cul es el valor ms adecuado para el buque proyecto.



a) De la grfica LBD-Volumen de Carga (Anexo II), con un volumen de carga de 42200 3m fijado en las especificaciones:

LBD = 68785 3m

b) De la grfica LBD-TPM (Anexo II), con un peso muerto de 32000 t fijado en las especificaciones:

LBD = 71202 3m

Una vez obtenidos los valores de LBD, los valores que se toman para L/B son 5,5 y 6,14, y para L/D son 10,4 y 12,44 para ambos valores de LBD, lo que da lugar a ocho alternativas al combinarse unos con otros reflejadas en la tabla Clculo de dimensiones principales (Anexo III), calculndose L, B y D con la frmula (1.3) y los valores adimensionales fijados. Calculada la eslora, la manga y el puntal, para estimar el calado se estudia con la grfica T/D L (Fig. 1.3), que relaciona la variable adimensional T/D con la eslora, observando que el coeficiente de correlacin R es mayor que 0.9:

Relacin T/D-Eslora y = -2E-06x3 + 0.0007x2 - 0.1046x + 5.9713R2 = 0.9913

0.63

0.64

0.65

0.66

0.67

0.68

0.69

0.70

0.71

140 145 150 155 160 165 170 175 180 185

Eslora (m)

Rel

aci

n T/

D

Relacin T/D-Eslora Polinmica (Relacin T/D-Eslora)

Fig. 1.3 Por lo tanto, se van a estudiar las ocho alternativas para comprobar cul es la solucin de compromiso ptima.



3.2.3.- Estimacin del coeficiente de bloque, ( ). bC

Como el desplazamiento ( ) ya se ha estimado, se puede obtener el coeficiente de bloque ( ) mediante la expresin (Ref. Bib.1): bC

TBLCb

=025.1003.1

(1.4)

3.2.4.- Estimacin del coeficiente de la maestra, ( ). MC Se puede estimar con la frmula de Kerlen (Ref. Bib.1):

56.30056.0006.1 = bM CC (1.5)

3.2.5.- Estimacin del coeficiente prismtico, ( ). PC Una vez obtenidos el coeficiente de bloque ( ) y el coeficiente de la maestra ( ), se obtiene el coeficiente prismtico ( ):

bC

MC PC

M

bP C

CC = (1.6)

3.2.6.- Estimacin del coeficiente de flotacin, ( ). WC Para estimar este coeficiente, se utiliza la frmula de J. Torroja para buques de secciones transversales en U (Ref. Bib.1):

bW CC += 778.0248.0 (1.7)



3.2.7.- Estimacin de la posicin longitudinal del centro de carena, ( ). BX Aplicando la frmula de L. Troost sobre la posicin longitudinal adecuada del centro de carena ( ) para que la resistencia al avance sea mnima (Ref. Bib.1): BX

5.125.17 = PB CX (1.8)

3.2.8.- Estimacin del peso de acero, ( ). AP El peso de acero se va a estimar utilizando la expresin de Buxton (Ref. Bib.2), comparando con los datos del buque base y usando sus coeficientes:

)8.08.0

()()()( 4.06.08.1 ++=

Bb

Pb

B

P

B

P

B

PBAPA C

CDD

BB

LLPP (1.9)

Dado que el peso de acero del buque base no es conocido pero s el peso en rosca ( ), se estiman todos los pesos y despus se calcula el coeficiente de experiencia ( ), para que coincida el peso en rosca.

RPeK

)( MeAeR PPPKP ++= (1.10)

Siendo el peso de acero, el peso del equipo y la habilitacin y el peso de la maquinaria.

AP eP MP

- El peso del acero se calcula con la siguiente expresin de J. L. Garca

Garcs (Ref. Bib.1):

5.05.102432.0 DBLP ppA = (1.11)

5989=AP t

- El peso del equipo y habilitacin cumple la expresin (Ref. Bib.1):

BLLP PPPPe = )001.039.0( (1.12)

1050=eP t



- Para el clculo del peso de maquinaria propulsora y auxiliar ( MP ), se calcula la suma de los siguientes pesos (Ref. Bib.1):

ejesCMMPMTMPA PPPPP +++= (1.13)

Peso del motor (Ref. Bib.1).

925.0)/(45 NMCOPMT += (1.14)

Peso del resto de la maquinaria propulsora (Ref. Bib.1).

7.056.0 MCOPMP = (1.15)

Peso de otros elementos de la cmara de mquinas (Ref. Bib.1).

CMCM VP = 03.0 (1.16)

Con el volumen de la cmara de mquinas estimado con la frmula (Ref. Bib.1):

bPPCM CTDDBLV = 04.0042.0(

))08.002.0()(

++PP

bPiqPPCM L

CLL (1.17)

Siendo (Ref. Bib.1):

35.067.0 48.028.0 MCOLL PPCM += (1.18)

Peso de la lnea de ejes (Ref. Bib.1).

)0164.05( PPejeejes LLP += (1.19)

Siendo la longitud del eje fuera de la cmara de mquinas, , aproximadamente la eslora del pique de popa (4% de la ).

ejeL

PPL

Con estas frmulas, el peso estimado de maquinaria propulsora y auxiliar ( ) para el buque base queda como:

MP

914=MP t



Comparando el peso en rosca con el estimado, se obtiene el coeficiente de experiencia ( ), y la estimacin final de los pesos para el buque base. eK

14.1=eK

6821=AP t, 1196=eP t 1041=MP t Calculados los pesos para el buque base, ya se pueden estimar los pesos para el buque proyecto. El peso de acero se estima con la frmula (1.9).

3.2.9.- Estimacin del peso del equipo y habilitacin, ( ). eP Se estima con la frmula de Fisher (Ref. Bib.2):

+=

BBpp

PPPPBepe BL

BLPP43

41

(1.20)

3.2.10.- Estimacin de la potencia. La potencia se estima mediante el mtodo de Holtrop, mediante el programa informtica MIOR (Ctedra de motores y mquinas marinas de la ETSIN, del que se obtiene EHP y BHP) e introduciendo los datos calculados anteriormente (Anexo III), y una estimacin del dimetro del propulsor mediante (Ref. Bib.1):

6.0

2.0

75.15N

MCODP = (1.21)

3.2.11.- Estimacin del peso de maquinaria, ( ). MP Utilizando la frmula de Fisher (Ref. Bib.2) se estima el peso de la maquinaria ( ): MP

87.0

=

B

PBMPM Pot

PotPP (1.22)



El valor obtenido para el buque base debe coincidir con el valor obtenido del peso restante si se quita al peso en rosca el peso de acero y el peso de equipo y habilitacin. Por tanto, hay un coeficiente ( ), que relaciona el obtenido con la frmula (1.22) y el obtenido al descontar pesos del peso en rosca.

MK

FisherMMRoscaM PKP = (1.23)

77919.0=MK

3.2.12.- Estimacin del peso en rosca, ( ). RP Con los pesos obtenidos se obtiene el peso en rosca de cada alternativa, y sumndole el peso muerto se obtiene el desplazamiento, ( ). Este desplazamiento no coincide con el estimado inicialmente, con lo que se sustituye el anterior calculado por ste y se repiten los pasos 3.2.2 a 3.2.12 iterando hasta estabilizar los valores en una diferencia del 0.1%

3.2.13.- Estimacin del peso del equipo restante, ( ). erP

En el clculo del peso del equipo restante ( ) se ha utilizado la expresin de los apuntes de la asignatura proyectos:

erP

3,08,03,1035.0 DBLP PPer = (1.24)

3.2.14.- Estimacin del coste de las alternativas. Una vez estimada la potencia y calculado el peso en acero y el peso del equipo restante, mediante la frmula (1.1), se estiman los costes de las distintas alternativas. Si se escogiera la alternativa ms econmica resultara el buque ms pequeo, con la relacin eslora-manga menor, luego antes de seleccionar la alternativa hay que tener en cuenta el volumen de carga y el francobordo.



3.2.15.- Estimacin del volumen de carga, ( ). CV

- Se calcula el volumen total del casco ( TCV ), en metros cbicos mediante:

BRAPPBDTC VDBLCV += (1.25)

El coeficiente de bloque para un calado igual al puntal ( ), se puede estimar con la frmula (Ref. Bib.1):

BDC

)1(35.0 bbBD CTTDCC += (1.26)

El volumen debido a la brusca de la cubierta ( ) se calcula con la frmula (Ref. Bib.1):

BRV

2012.0 BLV PPBR = (1.27)

Y el puntal medio corregido por arrufo ( ), se calcula con la expresin (Ref. Bib.1):

AD

0125.0)103/(1003.3

++= PPA LDD (1.28)

- Se calcula el volumen de doble fondo ( DFV ), (Ref. Bib.1):

BhLCV DFPPBDFDF = (1.29)

Siendo (Ref. Bib.1): BDFC

)7.0(15.1364.1)(88.1 5.0 += bDFDFBDF CTh

ThC (1.30)

Para la altura del doble fondo se utiliza la frmula dada por la sociedad de clasificacin (BV- Part B, CH 4, Secc. 2.1):

100103 ++= TBhDF 7.0=DFh (1.31)



- El volumen de la cmara de mquinas bruto es (Ref. Bib.1):

bPPCM CTDDBLV = 04.0042.0(

( ) 08.002.004.0

++

PP

bPPCM L

CLL ) (1.32)

Siendo la correccin por doble fondo (Ref. Bib.1):

( )048.0133.01.0

= bDFPPCM CThDBLR (1.33)

El volumen de cmara de mquinas despus de la correccin es:

CMCMoCMCorregid RVV = (1.34)

- Para los piques se estima:

o Eslora del pique de popa = 4% de PPL .

o Eslora del pique de proa = 10 m, por norma de la sociedad de clasificacin (BV Part B CH 2, Secc. 1.1).

- En cuanto a los tanques laterales (Ref. Bib.1):

)217.082.0(2 += bTLTL CAreaLV (1.35)

DFlastreConsumTanques VVVV += (1.36)

Y la eslora de las bodegas ( ), que coincide con la de los tanques : TLL

PPPiqPRCMPPTL LLLLL = 04.0 (1.37)

Se conocen los valores reales del buque base, y se estima el volumen de los tanques laterales por el mismo procedimiento que se ha seguido en las alternativas:

Valores reales: 7200=TanquesV 3m , 135=TLL m , 7.26=Area 2m

Valores estimados: 6467=TLV 3m



Se observa la existencia de un coeficiente de experiencia que relaciona el volumen de los tanques laterales real con el estimado:

TLEstimadoalTL VKV = expRe (1.38)

Siendo su valor:

1133.1exp =K

Con este valor se calculan el volumen de y la longitud total de los tanques laterales de todas las alternativas.

El rea transversal se supone igual en todas las alternativas a la

del buque base, incluyndose el error cometido en el factor de experiencia y suponiendo que es un valor casi constante de una alternativa a otra.

Quedando por tanto el volumen de carga total ( ): CV

TLDFTCC VVVV = (1.39)

3.2.16.- Estimacin del francobordo, ( ). bF Se calcula el francobordo tabular para cada alternativa, interpolando con los valores de la tabla para buques de tipo B (Ref. Bib.1). A este valor hay que hacerle las siguientes correcciones:

- Por coeficiente de bloque (Al ser el bC mayor de 0.68 ):

bb CC = 01.1%85 , (1.40) ( )36.1/)68.0%851 += bbTabularb CFF (1.41)

- Por puntal (El puntal excede de L/15):

2501512

+= PPbb LDFF (1.42)



- Por superestructuras:

La eslora total de superestructura ms la eslora del castillo es como mximo:

TLPP LLL =sup (1.43)

Entrando con el valor de ppLLsup en la tabla de correccin por superestructuras (Ref. Bib.1) se obtiene interpolando la correccin del francobordo que sera sustractiva:

CorrSupFF bb = 23 (1.44)

- Por el arrufo:

( )

+

+=PP

PPbbTotal LL

LAFF2

75.0125168.4100

1 sup3 , (1.45)

Siendo:

3.3=A

3.2.17.- Estimacin de la estabilidad inicial, ( ). GM La estabilidad inicial del buque en una situacin de carga se define por el valor de la altura metacntrica (GM ):

KGKMGM = (1.46) Se calcula la altura del centro de gravedad ( ) del casco, de la superestructura, de la maquinaria y del peso muerto. Para estos clculos se emplean las siguientes expresiones (Ref. Bib.1):

KG

( ) DBL

DLCDKG PPPPbCASCO +

+= 008.05.6

))81.0(135.0

6.46(01.0 22

(1.47)

)125(01.025.1 ++= PPEQUIPO LDKG (1.48)

DTKGMAQ += 36.017.0 (1.49)

DKGPM = 57.0 (1.50)

Siendo el valor normal del un 57% del puntal para este tipo de buques. PMKG



El valor de la altura del centro de gravedad del buque en rosca ( ) es por tanto (Ref. Bib.1):

ROSCAKG

R

MMAQEEQUIPOACASCOROSCA P

PKGPKGPKGKG

++= (1.51) Por lo que el valor de la altura del centro de gravedad del buque ( ) es (Ref. Bib.1):

KG

+= TPMKGPKGKG PMRROSCA (1.52)

A partir de la formulacin de las series Formdata (Ref. Bib.1) se calcula la altura del centro de carena ( ): KB

b

S

CTCKB = 2 , (1.53)

Siendo:

9200.1415.2025,0

1434,02

=TTCC Sb (1.54)

Y el radio metacntrico (BM ):

Sb TCBCBM =

2

1 (1.55)

Siendo:

6914.0772.0023,0

0803,01

=TTCC Sb (1.56)

Con lo que se obtiene la altura del metacentro transversal ( ) como: KM

BMKBKM += (1.57) Una vez calculada la estabilidad inicial ( ), para saber si los valores obtenidos son vlidos, se comprueba que (Ref. Bib.1):

GM

095.0070.0


3.3.- Alternativas generadas. Alternativa N 1 Eslora entre perpendiculares: 157.87 m Manga: .28.70 m Calado: .10.44 m Puntal: ..15.18 m Coeficiente de bloque: 0.824 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .13136 bhp Desplazamiento: .40068 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 8068 Tm Francobordo disponible: ..4.74 m Francobordo requerido: .4.264 m Abscisa del centro de carena: ..82.07 m KG Plena carga: 8.74 m GM Plena carga: ...3.28 m Volumen de carga: ..44209 3m Coste de astillero: ..28 951 734 Alternativa N 2 Eslora entre perpendiculares: 163.77 m Manga: .26.67 m Calado: .10.78 m Puntal: ..15.75 m Coeficiente de bloque: 0.832 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .13003 bhp Desplazamiento: .40282 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 8282 Tm Francobordo disponible: ..4.96 m Francobordo requerido: .4.479 m Abscisa del centro de carena: ..85.37 m KG Plena carga: 9.07 m GM Plena carga: ...2.03 m Volumen de carga: ..44564 3m Coste de astillero: ..29 698 446



Alternativa N 3 Eslora entre perpendiculares: 167.58 m Manga: .30.47 m Calado: ...9.17 m Puntal: ..13.47 m Coeficiente de bloque: 0.852 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .15133 bhp Desplazamiento: .41015 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 9015 Tm Francobordo disponible: ..4.30 m Francobordo requerido: .3.993 m Abscisa del centro de carena: ..87.93 m KG Plena carga: 7.75 m GM Plena carga: ...5.40 m Volumen de carga: ..44665 3m Coste de astillero: ..32 069 626 Alternativa N 4 Eslora entre perpendiculares: 173.84 m Manga: .28.31 m Calado: ...9.35 m Puntal: ..13.97 m Coeficiente de bloque: 0.878 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .18481 bhp Desplazamiento: .40540 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 9553 Tm Francobordo disponible: ..4.63 m Francobordo requerido: .4.212 m Abscisa del centro de carena: ..91.99 m KG Plena carga: 8.02 m GM Plena carga: ...3.86 m Volumen de carga: ..45672 3m Coste de astillero: ..34 163 492



Alternativa N 5 Eslora entre perpendiculares: 159.70 m Manga: .29.04 m Calado: .10.55 m Puntal: ..15.36 m Coeficiente de bloque: 0.797 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .11806 bhp Desplazamiento: .40092 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 8092 Tm Francobordo disponible: ..4.80 m Francobordo requerido: .4.281 m Abscisa del centro de carena: ..82.30 m KG Plena carga: 8.85 m GM Plena carga: ...3.36 m Volumen de carga: ..44959 3m Coste de astillero: ..28 949 341 Alternativa N 6 Eslora entre perpendiculares: 165.67 m Manga: .26.98 m Calado: .10.88 m Puntal: ..15.93 m Coeficiente de bloque: 0.806 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .13636 bhp Desplazamiento: .40311 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 8311 Tm Francobordo disponible: ..5.05 m Francobordo requerido: .4.496 m Abscisa del centro de carena: ..85.64 m KG Plena carga: 9.19 m GM Plena carga: ...2.09 m Volumen de carga: ..45375 3m Coste de astillero: ..29 713 348



Alternativa N 7 Eslora entre perpendiculares: 169.52 m Manga: .30.82 m Calado: ...9.24 m Puntal: ..13.63 m Coeficiente de bloque: 0.826 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .12893 bhp Desplazamiento: .40999 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 8999 Tm Francobordo disponible: ..4.39 m Francobordo requerido: .3.998 m Abscisa del centro de carena: ..88.21 m KG Plena carga: 7.86 m GM Plena carga: ...5.52 m Volumen de carga: ..45525 3m Coste de astillero: ..31 862 071 Alternativa N 8 Eslora entre perpendiculares: 175.86 m Manga: .28.64 m Calado: ...9.38 m Puntal: ..14.14 m Coeficiente de bloque: 0.853 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .14236 bhp Desplazamiento: .41418 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 9418 Tm Francobordo disponible: ..4.75 m Francobordo requerido: .4.219 m Abscisa del centro de carena: ..92.29 m KG Plena carga: 7.86 m GM Plena carga: ...3.97 m Volumen de carga: ..46585 3m Coste de astillero: ..33 391 184



3.4.- Alternativa seleccionada. Una vez realizadas las estimaciones de los parmetros principales de todas las alternativas, de la tabla (Fig. 1.4) se obtienen las siguientes conclusiones:

Alternativa BHP VCARGA (m3) FBTotal (m) GM (m) GM/B Coste Total 1 13136 44209 4.264 3.28 0.114 28 951 734 2 13003 44564 4.479 2.03 0.076 29 698 446 3 15133 44665 3.993 5.40 0.177 32 069 626 4 18481 45672 4.212 3.86 0.136 34 163 492 5 11806 44959 4.281 3.36 0.116 28 949 341 6 11636 45375 4.496 2.09 0.077 29 713 348 7 12893 45525 3.998 5.52 0.179 31 862 071 8 14236 46585 4.219 3.97 0.139 33 391 184

Fig. 1.4

Todas las alternativas tienen un francobordo disponible mayor que el requerido, y adems cumplen la especificacin de proyecto de volumen de carga mnimo de 42200 . El criterio para seleccionar la alternativa ms adecuada es el coste, pero siempre que todos los valores estimados para las caractersticas principales de cada alternativa sean coherentes y cumplan las especificaciones de proyecto.

3m

Para buques graneleros, el valor de la estabilidad inicial dividido por la manga debe estar en el intervalo definido en (1.58). Este requisito slo lo cumplen dos alternativas, la alternativa 2 y la alternativa 6, por lo que quedan descartadas las dems. Estas dos alternativas son comparadas en la siguiente tabla (Fig. 1.5):

Alternativa Cb Desplaz. (t) GM (m) BHP VCARGA (m3) Coste Total 2 0.832 40282 2.03 13003 44564 29 698 446 6 0.806 40311 2.09 11636 45375 29 713 348

Fig. 1.5

La diferencia del coste total para el astillero entre ambas alternativas es mnima, y aunque ste es el criterio de seleccin principal, debido a esta escasa diferencia, no ser sta la caracterstica determinante en la seleccin de la alternativa ms adecuada. Se observa que aunque la alternativa 2 tiene un coeficiente de bloque ms propio de este tipo de buques, la alternativa 6 necesita menos potencia y puede llevar ms carga. Eso hace que sea una alternativa ms interesante por su rentabilidad para el armador, ya que el consumo de combustible y el volumen de carga son aspectos muy importantes en la explotacin del buque, y son factores que lo harn ms atractivo en el mercado. Por lo tanto, se concluye que la alternativa ms favorable es la alternativa 6.



Alternativa N 6 Eslora entre perpendiculares: 165.67 m Manga: .26.98 m Calado: .10.88 m Puntal: ..15.93 m Coeficiente de bloque: 0.806 Potencia en pruebas 85% MCR y 15% margen de mar: .13636 bhp Desplazamiento: .40311 Tm Peso muerto: ...32000 Tm Peso rosca: 8311 Tm Francobordo disponible: ..5.05 m Francobordo requerido: .4.496 m Abscisa del centro de carena: ..85.64 m KG Plena carga: 9.19 m GM Plena carga: ...2.09 m Volumen de carga: ..45375 3m Coste de astillero: ..29 713 348



4.- Bibliografa.

1. Ricardo Alvario Castro, Juan Jos Azproz Azproz, y Manuel Meizoso Fernndez. El proyecto bsico del buque mercante. Madrid: Colegio Oficial de Ingenieros Navales y Ocenicos (FEIN), 2007.

2. The relative costs of ships design parameters. Transactions of The Royal Institution of Naval Architects, 1974. Volume 116


4. Bureau Veritas. Rules for the classification of steel ships. Ed. 2003for the classification of steel ships. Edition 2003.

5. Significant Ships, 2000, 2003, 2004, 2006.

6. Web del Canal de San Lorenzo (http://www.greatlakes-seaway.com/en/seaway/facts/index.html).



ANEXOS



Anexo I

1.- Base de Datos

1.1.- Pesos y desplazamiento.

Nombre Ao Entrega Sociedad de Clas.

Peso Muerto

(t)

Peso en Rosca (t)

Despl. (t)

Arqueo Bruto (Gt)

CLIPPER HARVEST 2004 ABS 32067 19730 SPAR LYRA 2004 DNV 44800 11600 65000 31000

BOSSCLIP TRADER 2006 ABS 29367 7923 38557 19918 GOLDEN FALCON 2007 NKK 22502 14851

JIN HUI 2000 ABS 44579 28707 IVS VISCOUNT 2003 ABS 32687 9058 41745 22072

Fig. 1 A1.1

1.2.- Dimensiones (m) y coeficiente de bloque.

Nombre L T L PP B D T C bCLIPPER HARVEST 176.85 168 29.4 13.5 9.54

SPAR LYRA 190 183.05 32.26 17.5 11.1 0.85 BOSSCLIP TRADER 178.7 170 28 14 9.5 0.8174 GOLDEN FALCON 153.2 143 26 13.75 9.5

JIN HUI 189.99 182 32.26 16.69 10.75 IVS VISCOUNT 179.28 172 28 15.2 10.2 0.8256

Fig. 1 A1.2




1.3.- Capacidad ( ). 3m

Nombre Carga (fardo) Carga (grano)

Tanque Comb. Diesel

Tanque Comb. Pesado

Tanque Lastre Bodega

Tanque Agua Lastre

Vol. Total

CLIPPER HARVEST 40656 42209 102.7 1417 11338 55067 SPAR LYRA 65700 230 2000 Includa 30700 85357

BOSSCLIP TRADER 39589 40975 185 1682 20519 52995 GOLDEN FALCON 28964 29157 1834 6923 37914

JIN HUI 64000 65252 138 1781 28411 84493 IVS VISCOUNT 42500 44020 117 1700 9501 11800 57637

Fig. 1 A1.3

1.4.- Propulsin.

Nombre Consumo (t/da) Potencia

(KW) RPM Velocidad

(Kn) MCR Margen de mar

CLIPPER HARVEST 23.7 + 1.2 6620 130 14 85% 15% SPAR LYRA 33.1 + 2.5 9480 127 14 82% 15%

BOSSCLIP TRADER 23 + 2 6480 136 14 85% GOLDEN FALCON 6230 158

JIN HUI 30.9 8206 118 14.8 IVS VISCOUNT 25.2 + 2.35 7650 116 14.5 85% 15%

Fig. 1 A1.4

2.- Clculos sobre la base de datos

2.1.- Valores adimensionales y relacin L*B*D.

Nombre L/B L/D T/D L/T B/D B/T LBD CLIPPER HARVEST 5.71 12.44 0.71 17.61 2.18 3.08 66679

SPAR LYRA 5.67 10.46 0.63 16.49 1.84 2.91 103341 BOSSCLIP TRADER 6.07 12.14 0.68 17.89 2.00 2.95 66640 GOLDEN FALCON 5.50 10.40 0.69 15.05 1.89 2.74 51123

JIN HUI 5.64 10.90 0.64 16.93 1.93 3.00 97992 IVS VISCOUNT 6.14 11.32 0.67 16.86 1.84 2.75 73203

Fig. 1 A1.5


Anexo II

1.- Grfica Eslora Peso muerto.

Relacin L-TPM y = -9E-08x2 + 0.0078x + 14.129R2 = 0.9663

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

21000 26000 31000 36000 41000 46000

Peso Muerto (t)

Eslo

ra (m

)

Puntos L-TPM Polinmica (Puntos L-TPM)

Fig.1 A2.1

2.- Grfica Manga Peso muerto.

Relacin B-TPMy = 0.0003x + 19.675

R2 = 0.9604

25

26

27

28

29

30

31

32

33

21000 26000 31000 36000 41000 46000

Peso Muerto (t)

Man

ga (m

)

Relacin B-TPM Lineal (Relacin B-TPM)

Fig. 1 A2.2



3.- Grfica Puntal Peso muerto.

Relacin D-TPM y = 7E-09x2 - 0.0003x + 17.628R2 = 0.8861

13

13.5

14

14.5

15

15.5

16

16.5

17

17.5

18

21000 26000 31000 36000 41000 46000

Peso Muerto (t)

Punt

al (m

)

Relacin D-TPM Polinmica (Relacin D-TPM)

Fig. 1 A2.3

4.- Grfica Calado Peso muerto.

Relacin T-TPM y = 6E-09x2 - 0.0003x + 12.555R2 = 0.9115

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

21000 26000 31000 36000 41000 46000

Peso Muerto (t)

Cal

ado

(m)

Relacin T-TPM Polinmica (Relacin T-TPM)

Fig. 1 A2.4



5.- Grfica LBD Peso muerto.

LBD-TPM y = 2.2687x - 1397.9R2 = 0.9809

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

110000

21000 26000 31000 36000 41000 46000

Peso Muerto (t)

LBD

(m3)

LBD-TPM Lineal (LBD-TPM)

Fig. 1 A2.5

6.- Grfica Eslora Volumen de carga.

Relacin L-Volumen de Carga y = -4E-08x2 + 0.005x + 33.569R2 = 0.9918

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

28000 33000 38000 43000 48000 53000 58000 63000 68000

Volumen de carga (m3)

Eslo

ra (m

)

Relacin L-Volumen de Carga Polinmica (Relacin L-Volumen de Carga)

Fig. 1 A2.6



7.- Grfica Manga Volumen de carga.

Relacin B-Volumen de Carga y = 0.0002x + 21.252R2 = 0.9504

25

26

27

28

29

30

31

32

33

27000 32000 37000 42000 47000 52000 57000 62000 67000

Volumen de Carga (m3)

Man

ga (m

)

Relacin B-Volumen de Carga Lineal (Relacin B-Volumen de Carga)

Fig. 1 A2.7

8.- Grfica Puntal Volumen de carga.

Relacin D-Volumen de Carga y = 2E-09x2 - 0.0001x + 15.255R2 = 0.8905

13

13.5

14

14.5

15

15.5

16

16.5

17

17.5

18

27000 32000 37000 42000 47000 52000 57000 62000 67000


Punt

al (m

)

Relacin D-Volumen de Carga Polinmica (Relacin D-Volumen de Carga)

Fig. 1 A2.8



9.- Grfica Calado Volumen de Carga.

Relacion T-Volumen de Carga y = 2E-09x2 - 9E-05x + 10.766R2 = 0.9142

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

27000 32000 37000 42000 47000 52000 57000 62000 67000


Cal

ado

(m)

Relacion T-Volumen de Carga Polinmica (Relacion T-Volumen de Carga)

Fig. 1 A2.9

10.- Grfica LBD Volumen de carga.

LBD-Volumen de Carga y = 1.3745x + 10678R2 = 0.9903

47000

57000

67000

77000

87000

97000

107000

27500 32500 37500 42500 47500 52500 57500 62500


LBD

(m3)

Relacion LBD-Volumen Carga Lineal (Relacion LBD-Volumen Carga)

Fig. 1 A2.10



Anexo III

1.- Clculo de alternativas.

1.1.- Clculo de dimensiones principales. Alternativa L/B L/D LBD (m3) L (m) B (m) D (m) T/D T (m)

1 5.5 10.4 68785 157.87 28.70 15.18 0.688 10.44 2 6.14 10.4 68785 163.77 26.67 15.75 0.685 10.78 3 5.5 12.44 68785 167.58 30.47 13.47 0.681 9.17 4 6.14 12.44 68785 173.84 28.31 13.97 0.669 9.35 5 5.5 10.4 71202 159.70 29.04 15.36 0.687 10.55 6 6.14 10.4 71202 165.67 26.98 15.93 0.683 10.88 7 5.5 12.44 71202 169.52 30.82 13.63 0.678 9.24 8 6.14 12.44 71202 175.86 28.64 14.14 0.664 9.38

Fig. 1 A3.1

1.2.- Clculo de desplazamiento y coeficientes de formas. Alternativa Despl. Vol. despl. (m3) Cb CM CP CW XB (%)

1 40068 39091 0.824 0.995 0.828 0.889 1.988 2 40282 39300 0.832 0.995 0.836 0.895 2.128 3 41015 40015 0.852 0.996 0.855 0.911 2.470 4 41553 40540 0.878 0.997 0.881 0.931 2.915 5 40092 39114 0.797 0.993 0.802 0.868 1.538 6 40311 39328 0.806 0.994 0.811 0.875 1.697 7 40999 39999 0.826 0.995 0.831 0.891 2.035 8 41418 40408 0.853 0.996 0.856 0.911 2.478

Fig. 1 A3.2

1.3.- Clculo de peso en rosca.

Alternativa LCM (m) VCM (m3) PA (ton) Pe (ton) PM (ton) PR (ton) 1 19 10905 5919 1143 1006 8068 2 20 10819 6172 1113 997 8282 3 20 10900 6627 1250 1138 9015 4 20 11009 6984 1216 1354 9553 5 19 11005 6013 1163 917 8092 6 20 10940 6274 1132 905 8311 7 20 11032 6737 1272 990 8999 8 20 11168 7102 1237 1079 9418

Fig. 1 A3.3



1.4.- Clculo del dimetro del propulsor y la potencia. Alternativa DP (m) EHP Pot. 85% (KW) MCR 15% (KW) BHP BHP 15%

1 5.44 7385 8396 9655 11423 13136 2 5.44 7364 8311 9558 11307 13003 3 5.44 8388 9672 11123 13159 15133 4 5.44 9729 11811 13583 16070 18481 5 5.44 6727 7545 8677 10266 11806 6 5.44 6699 7437 8553 10118 11636 7 5.44 7391 8240 9476 11211 12893 8 5.44 8047 9099 10464 12379 14236

Fig. 1 A3.4

1.5.- Clculo del peso del equipo restante y coste del buque. A. Per (t) Estruc. Equipo Equipo Rest. Varios Coste Total 1 837 16 573 818 4 975 944 3 162 798 4 239 173 28 951 734 2 837 17 281 049 4 940 754 3 162 798 4 313 845 29 698 446 3 915 18 555 340 5 504 208 3 459 115 4 550 963 32 069 626 4 915 19 554 273 6 389 754 3 459 115 4 760 349 34 163 492 5 860 16 835 378 4 623 630 3 251 399 4 238 934 28 949 341 6 860 17 567 696 4 578 918 3 251 399 4 315 335 29 713 348 7 941 18 864 487 4 911 360 3 556 017 4 530 207 31 862 071 8 941 19 885 063 5 266 986 3 556 017 4 683 118 33 391 184

Fig. 1 A3.5

1.6.- Clculo del volumen de carga.

Alternativa CBD VBR (m3) DA (m) VTC (m3) hDF (m) CBDF 1 0.852 1561 15.22 60302 1.47 0.66 2 0.859 1398 15.79 60637 1.42 0.65 3 0.876 1867 13.51 62330 1.49 0.71 4 0.899 1672 14.01 63710 1.43 0.73 5 0.829 1616 15.40 60821 1.49 0.63 6 0.838 1447 15.97 61253 1.44 0.63 7 0.855 1933 13.67 63006 1.50 0.68 8 0.879 1731 14.17 64469 1.44 0.70

Fig. 1 A3.6



Alternativa VDF (m3) LTL (m) VTL (m3) VCM (m3) RCM (m3) VCARGA (m3)

1 4383 122 6487 5398 174 44209 2 4071 128 6828 5312 138 44564 3 5407 131 7146 5393 280 44665 4 5150 137 7637 5502 251 45672 5 4312 124 6415 5304 169 44959 6 4013 129 6760 5239 135 45375 7 5348 133 7076 5332 276 45525 8 5099 139 7566 5468 249 46585

Fig. 1 A3.7

1.7.- Clculo del francobordo.

Alternativa FBT (m) FB1 (m) FB2 (m) Lsup (m) Lsup/Lpp 1 2.463 2.738 3.902 35.61 0.23 2 2.585 2.890 4.097 36.05 0.22 3 2.669 3.024 3.598 36.34 0.22 4 2.777 3.200 3.796 36.80 0.21 5 2.506 2.736 3.913 35.75 0.22 6 2.627 2.887 4.108 36.20 0.22 7 2.707 3.015 3.596 36.48 0.22 8 2.818 3.193 3.796 36.95 0.21

Fig. 1 A3.8

Alternativa CorrSup (m) FB3 (m) FBTotal (m) D-T (m) D-T-FB (m) 1 0.121 3.781 4.264 4.74 0.47 2 0.118 3.979 4.479 4.96 0.49 3 0.116 3.482 3.993 4.30 0.31 4 0.113 3.683 4.212 4.63 0.41 5 0.120 3.794 4.281 4.80 0.52 6 0.117 3.991 4.496 5.05 0.55 7 0.115 3.481 3.998 4.39 0.39 8 0.112 3.684 4.219 4.75 0.54

Fig. 1 A3.9



1.8.- Clculo de estabilidad.

Alternativa KGCasco (m) KGEquipo (m) KGMaq (m) KGRosca (m) KG (m) 1 7.91 16.76 7.24 9.08 8.74 2 8.31 17.38 7.50 9.43 9.07 3 6.91 15.15 6.41 7.99 7.75 4 7.20 15.71 6.62 8.20 8.02 5 8.06 16.95 7.32 9.25 8.85 6 8.46 17.59 7.58 9.61 9.19 7 7.06 15.32 6.48 8.17 7.86 8 7.36 15.90 6.68 8.40 8.14

Fig. 1 A3.10

Alternativa KB (m) BM (m) GM (m) GM/B 1 5.44 6.58 3.28 0.114 2 5.60 5.49 2.03 0.076 3 4.74 8.41 5.40 0.177 4 4.79 7.09 3.86 0.136 5 5.53 6.68 3.36 0.116 6 5.69 5.59 2.09 0.077 7 4.80 8.57 5.52 0.179 8 4.85 7.26 3.97 0.139

Fig. 1 A3.11

2.- Clculo de las alternativas del canal de San Lorenzo. Tambin se aaden dos alternativas ms, una para cada valor de LBD, que cumplan las restricciones del Canal de San Lorenzo (obtenidas de los datos publicados por Great Lakes St. Lawrence Seaway System en 2009):

L=225.5 m, B=23.7 m, T=8.08 m.

De los valores obtenidos en las ocho alternativas primeras se observa que las mangas y los calados son superiores a las restricciones de dicho canal, luego para estas alternativas, la manga y el calado vienen fijados.

B = 23.7 m, T=8.08 m.

Observando que la manga y el calado son muy inferiores a los buques de la base de datos, se fija tambin la eslora con el canal para aumentarla lo mximo a fin de que tenga el volumen de carga necesario y disminuir el puntal.




L = 225.5 m Esto ocasiona un coeficiente de bloque demasiado alto (0.9) y una relacin de T/D menor de 0.1, lo cual se aleja mucho de los valores ptimos de estos buques y va a ocasionar que la capacidad de carga se reduzca drsticamente y no cumpla con las especificaciones del proyecto, adems del aumento de la resistencia al avance. Para que pudiera navegar por el canal no habra ms remedio que reducir el peso muerto, y al no especificar este requerimiento en las especificaciones, se desechan sus alternativas. Alt. L/B L/D LBD (m3) L (m) B (m) D (m) T/D T (m) Cb 1 9.5 17.5 68785 225.50 23.7 12.87 0.057 8.08 0.8992 9.5 16.9 71202 225.50 23.7 13.32 0.057 8.08 0.899

Fig. 1 A3.12



PROYECTO N 1729

GRANELERO 32000 TPM

CUADERNO 2. FORMAS



Cuaderno 2. Formas 1


NDICE

1.- Introduccin. ............................................................................................................ 3 2.- Proceso de generacin de formas. ........................................................................ 4 3.- Parmetros de la carena. ........................................................................................ 5

3.1.- Coeficiente de bloque. ........................................................................................ 5 3.2.- Coeficiente de la maestra. .................................................................................. 5 3.3.- Coeficiente prismtico. ....................................................................................... 5 3.4.- Coeficiente de flotacin. ..................................................................................... 5 3.5.- Centro de carena. ............................................................................................... 6 3.6.- Radio del pantoque. ........................................................................................... 6 3.7.- Semingulo de entrada en la flotacin. .............................................................. 6 3.8.- Cuerpo cilndrico. ................................................................................................ 7 3.9.- Nmero de Froude. ............................................................................................ 8

4.- Perfil de proa. .......................................................................................................... 9 4.1.- Justificacin del bulbo. ....................................................................................... 9 4.2.- Parmetros del bulbo de proa. ........................................................................... 9

4.2.1.- Altura del punto de mxima protuberancia, ( ). ...................................... 9 XH

4.2.2.- Abscisa del punto de mxima protuberancia, ( ). ................................. 10 XX

4.2.3.- rea transversal del bulbo. ........................................................................ 10 5.- Perfil de popa. ........................................................................................................ 11 6.- Definicin del casco del buque. ........................................................................... 12 7.- Bibliografa. ............................................................................................................ 13 Anexo I ......................................................................................................................... 15

Vista tridimensional del buque. ................................................................................. 15 Anexo II ........................................................................................................................ 16

Curva de reas adimensionalizada del buque. ......................................................... 16 Anexo III ....................................................................................................................... 19

Plano de formas. ....................................................................................................... 19



1.- Introduccin. En el presente cuaderno se pretende definir las formas del buque a proyectar. Para ello se trata de adaptar stas a los parmetros definidos en el cuaderno 1 de dimensionamiento inicial. En la definicin de las formas del buque a proyectar se han tenido en cuenta no slo los valores de las dimensiones principales y coeficientes de carena, sino tambin otros aspectos como el que las mismas cuenten con un adecuado perfil hidrodinmico, que se cumplan las especificaciones de proyecto como son los bulbos de proa y popa, as como la existencia de huelgos suficientes en la zona de popa para alojar la hlice y el codaste, etc. Todas estas variables sumadas a los anteriores condicionantes suponen que las ltimas formas alcanzadas acaben siendo una solucin de compromiso, con unos valores lo ms cercanos a los parmetros calculados en el primer cuaderno y que cumplan con las restricciones y exigencias antes mencionadas.



2.- Proceso de generacin de formas. La generacin de formas se lleva a cabo utilizando el programa de diseo y arquitectura naval MAXSURF. Se parte de un modelo, plantilla de buque mercante, al que se aplican sucesivas transformaciones, hasta alcanzar las dimensiones de carena resultantes del primer cuaderno:

67.165=Lpp m 98.26=B m

88.10=T m

A continuacin y una vez fijadas las anteriores dimensiones, se realizan transformaciones paramtricas buscando igualar el coeficiente de bloque calculado y en consecuencia el desplazamiento de la carena. Se realizan modificaciones locales de la carena en la zona de popa y de proa mediante manipulacin de los puntos de control con vistas a optimizar las formas de estas zonas, adaptarles los bulbos y dejar huelgo suficiente en el codaste para la hlice y el timn. Vuelven a realizarse de nuevo transformaciones para tratar de corregir el desvo sufrido en algunos coeficientes de carena en los alisados y transformaciones locales. Se llega finalmente a una solucin de compromiso en las formas bastante ajustada a los resultados obtenidos en el cuaderno de dimensionamiento inicial y cuyas caractersticas se presentan a continuacin.



3.- Parmetros de la carena.

3.1.- Coeficiente de bloque. Tras realizar las convenientes transformaciones se llega a un coeficiente de bloque de 0.809, que dividido por un 1.003 (por apndices), resulta 0.806, tal y como fue calculado en el cuaderno de dimensionamiento inicial. El desplazamiento tambin coincide con el valor estimado de 40311 toneladas.

3.2.- Coeficiente de la maestra. El coeficiente de la maestra obtenido en el cuaderno de dimensionamiento a partir de la frmula de Kerlen, tiene un valor de 0.994, coincidente con el valor obtenido al retocar las formas.

3.3.- Coeficiente prismtico. El valor del coeficiente prismtico se obtiene directamente de la relacin entre coeficientes de bloque y de la maestra.

M

bP C

CC = (2.1) En este caso el valor difiere ligeramente del obtenido en el dimensionamiento inicial (0.813 frente a 0.811) debido a la diferencia causada al no tener en cuenta el factor 1.003 de los apndices en el coeficiente de bloque.

3.4.- Coeficiente de flotacin. En el presente cuaderno, adems de las transformaciones paramtricas que conservaban PP , L B y T se han modelado a fin de ajustar stas a las necesidades del b y del desplazamiento. Como resultado de estos retoques algunos de los valores de las formas del casco han sufrido ligeras variaciones respecto a las

C




estimadas en primera aproximacin, siendo una de stas el valor de , que se incrementa de 0.875 hasta 0.879.

WC

3.5.- Centro de carena. Se obtiene un valor para la posicin del centro de carena de 1.701% de la eslora entre perpendiculares hacia proa de la cuaderna maestra, frente a un valor estimado en el cuaderno de dimensionamiento de 1.697%.

3.6.- Radio del pantoque. El radio del pantoque se puede estimar a travs de la frmula deducida geomtricamente que se presenta a continuacin (Ref. Bib.1):

=

4)1(2 M

PANTOQUECTBR (2.2)

Obteniendo con los datos del buque proyecto ( 98,26=B , ,

) un valor de: m 88,10=T m

994.0=MC

4,6=PANTOQUER m Siendo el valor obtenido en las formas de:

2,6=PANTOQUER m Un valor muy similar al estimado.

3.7.- Semingulo de entrada en la flotacin. El ngulo de entrada en la flotacin se estima con la siguiente frmula, en la que se ha considerado iguales los calados a proa y a popa (Ref. Bib.1):

( ) 332 8,61551,032,23425,16267,125

TTPR+++= TXCC

LB PP

BPPPP

(2.3)



Con los datos estimados en el cuaderno de dimensionamiento inicial se obtiene un valor de:

5,39= De las formas y mediante el programa informtico de arquitectura naval HULLSPEED se obtiene un valor de:

33= Aceptndose este valor como vlido.

3.8.- Cuerpo cilndrico.

La longitud del cuerpo cilndrico puede ser estimada a travs de las siguientes frmulas (Ref. Bib.1):

BS CLL = 12,1 (2.4)

BE CLL = 53,067,0 (2.5)

ESC LLLL = (2.6) Resultando los siguientes valores:

5,51=SL m ; 75,40=EL m 42,; 73=CL m

En el caso de las formas generadas para el proyecto en cuestin, la longitud del cuerpo cilndrico es:

59=CL m

Un valor que est prximo al 40 % de la eslora entre perpendiculares, que es el valor tpico para buques con este coeficiente de bloque.


3.9.- Nmero de Froude. El nmero de Froude se define respecto a la velocidad de servicio (Ref. Bib.1):

PPn Lg

VF = (2.7) Tomando la gravedad, , y la velocidad de servicio, , se obtiene un valor de:

81,9=g sm / 15=V Kn

191,0=nF



4.- Perfil de proa.

4.1.- Justificacin del bulbo. El bulbo de proa es un engrosamiento de la parte baja de la roda que se instala en los buques con el fin de disminuir la resistencia total al avance. Pero no siempre se consigue este resultado. Para que la resistencia disminuya, estadsticamente se ha estudiado los valores del coeficiente de bloque, la relacin eslora/manga y nmero de Froude, que hacen recomendable el uso de bulbo de proa. A continuacin se detallan los intervalos de los valores antedichos para los que es recomendable el uso de bulbo de proa y los valores para el buque de proyecto (Ref. Bib.1).

815.065.0


De las formas y utilizando el programa informtico HULLSPEED se obtiene un valor de:

559.5=XH m Siendo el cociente de la altura mxima entre el calado de 0.511, se comprueba que est dentro del intervalo de valores normales.

4.2.2.- Abscisa del punto de mxima protuberancia, ( ). XX Es un parmetro menos crtico que la altura y se suele adimensionalizar con la eslora entre perpendiculares:

403.5=XX m Por lo que el valor adimensionalizado es:

03261.0=PP

X

LX

4.2.3.- rea transversal del bulbo. El rea transversal del bulbo en la perpendicular de proa es:

10.4720 =S 2m Este parmetro se adimensionaliza con el rea de la cuaderna maestra, , que en el buque proyecto tiene un valor de 428 , resultando por tanto:

10S2m

11.010

20 =SS

11% El valor normal de este cociente en buques graneleros se encuentra en un intervalo del 9-12% (Ref. Bib.1). Considerando la tabla de reas adimensionalizadas (Ref. Bib.1), se puede estimar el valor de este cociente, resultando 10.5%, lo cual encaja perfectamente con el bulbo diseado (11%).



5.- Perfil de popa. Se adopta una popa de espejo vertical, buscando unas lneas de flotacin ms esbeltas y minimizando el desprendimiento de la capa lmite que origina turbulencias. En popa se localiza el huelgo de 5.025 entre las esloras de flotacin y entre perpendiculares. Con ello se pretende dejar espacio suficiente para la colocacin del timn y evitar que ste sobresalga del extremo de popa. Tambin se deja una distancia de 3.36 entre el bulbo de popa y la perpendicular de popa, para no tener problemas a la hora de alojar la hlice y el timn.

m

m

De acuerdo con las especificaciones del proyecto, se sita un pequeo bulbo a popa. Con esto se logra mejorar las caractersticas hidrodinmicas del agua a su llegada al disco propulsor. As el coeficiente de estela es ms uniforme a lo largo de la circunferencia del disco propulsor, reduciendo las posibilidades de cavitacin en la pala de la hlice.



6.- Definicin del casco del buque. En los anexos de este cuaderno se presentan las tablas de datos y curvas que definen el casco del buque. Los anexos son los siguientes:

- Anexo I: Vista tridimensional del buque.

- Anexo II: Curva de reas adimensionalizada del buque.

- Anexo III: Plano de formas del buque.



7.- Bibliografa.

1. Ricardo Alvario Castro, Juan Jos Azproz Azproz, y Manuel Meizoso Fernndez. El proyecto bsico del buque mercante. Madrid: Colegio Oficial de Ingenieros Navales y Ocenicos (FEIN), 2007




ANEXOS



Anexo I

Vista tridimensional del buque. Slo se ha representado la parte de estribor del buque para mayor claridad del dibujo. En la Fig. A2.1 se representa una vista con las lneas de agua, las cuadernas y los longitudinales. En la Fig. A2.2 se representa una vista de las superficies que forman el casco.

Fig. 2 A1.1

Fig. 2 A1.2




Anexo II

Curva de reas adimensionalizada del buque. Se presenta a continuacin la curva de reas adimensionalizada, Fig. A2.3, con el rea de la cuaderna en ordenadas y su posicin longitudinal respecto a la perpendicular de popa en abscisas.


Fig. 2 A2.1



La siguiente tabla, Fig. A2.4, corresponde a la curva de reas, donde se destacan los cuerpos de popa, cilndrico y de proa con sus correspondientes zonas de transicin.

Seccin Posicin rea rea normalizada Espejo -5.023 0.000 0.000 C -0.5 -4.142 19.311 0.066

C 0 0.000 33.819 0.116 C 0.5 4.142 63.116 0.216 C 1 8.284 104.791 0.359

C 1.5 12.425 134.837 0.462 C 2 16.567 162.859 0.558

C 2.5 20.709 183.447 0.629 C 3 24.850 203.872 0.699

C 3.5 28.992 220.924 0.757 C 4 33.134 237.579 0.814 C 5 41.417 264.965 0.908 C 6 49.701 281.870 0.966 C 7 57.984 289.019 0.991 C 8 66.268 291.188 0.998 C 9 74.551 291.786 1.000 C 10 82.835 291.786 1.000 C 11 91.119 291.786 1.000 C 12 99.402 291.786 1.000 C 13 107.685 290.933 0.997 C 14 115.969 288.472 0.989 C 15 124.252 281.527 0.965 C 16 132.536 266.234 0.912 C 17 140.820 236.101 0.809

C 17.5 144.962 214.668 0.736 C 18 149.103 187.718 0.643

C 18.5 153.245 155.171 0.532 C 19 157.387 118.653 0.407

C 19.5 161.529 83.500 0.286 C 20 165.670498 45.602136 0.156

C 20.5 169.812248 11.861902 0.041 Extremo Proa 169.812248 0 0.000

Fig. 2 A2.2

La curva no presenta quiebros o discontinuidades. Se aprecia el cuerpo cilndrico con partes rectas en las zonas de popa y de proa. A partir de los valores de la curva de reas se puede deducir un cuerpo de entrada que abarca hasta la cuaderna 13, extendindose el cuerpo cilndrico desde sta hasta la cuaderna 8, y a popa de sta se encuentra el cuerpo de salida.




Anexo III

Plano de formas.



PROYECTO N 1729

GRANELERO 32000 TPM

CUADERNO 3. DISPOSICIN GENERAL





NDICE

1.- Introduccin. ............................................................................................................ 4 2.- Determinacin de las dimensiones principales internas del buque. ................. 5

2.1.- Elementos estructurales. .................................................................................... 5 2.1.1.- Clara de cuadernas. .................................................................................... 5 2.1.2.- Clara de bulrcamas. .................................................................................. 6

2.1.2.1.- Bodega N 1. ........................................................................................ 7 2.1.2.2.- Bodega N 2. ........................................................................................ 8 2.1.2.3.- Bodegas N 3 y N 4. ............................................................................ 9 2.1.2.4.- Bodega N 5. ...................................................................................... 10

2.1.3.- Espaciado de longitudinales. ..................................................................... 11 2.1.4.- Espaciado de mamparos transversales. ................................................... 11 2.1.5.- Espaciado de mamparos longitudinales. ................................................... 12 2.1.6.- Altura de doble fondo. ............................................................................... 12 2.1.7.- Cubiertas. .................................................................................................. 13

2.1.7.1.- Cubierta principal. ............................................................................... 13 2.1.7.2.- Cubierta del castillo. ........................................................................... 13

2.1.8.- Zona de carga. .......................................................................................... 13 2.1.9.- Escotillas. .................................................................................................. 14 2.1.10.- Cmara de mquinas. .....................................

Documents

Proyecto Final de Un Granelero