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PROYECTOS

TEMA 4 Dimensionamiento 04.01 Introducción Es muy difícil reflejar en unas simples notas de clase el proceso de selección de las características de un buque (dimensiones, formas, disposición general, etc.). Este proceso constituye la síntesis de los conocimientos adquiridos durante los periodos de formación y de ejercicio profesional. Este proceso requiere una constante actualización de los conocimientos lo que se consigue mediante publicaciones, memorias, etc. (que nos ponen al día de las tendencias recientes), los resultados de ensayos, pruebas, comportamiento en servicio, etc. Hay que tener en cuenta que el progreso de la tecnología en cualquier rama de la ingeniería se refleja con mucha mayor rapidez en la práctica del proyecto que en los textos de la especialidad. Casi todos los componentes del coste de construcción dependen de las dimensiones del buque, de la potencia propulsora y de algunas otras variables, por lo que el coste de construcción queda prácticamente determinado en la etapa de dimensionamiento. En lo referente a los costes de operación dependen principalmente del coste de construcción y de la potencia propulsora, por lo que quedan prácticamente determinados en esta etapa. Por todo ello, aunque el tiempo dedicado al dimensionamiento es una fracción muy pequeña del tiempo total dedicado al proyecto, las decisiones que se tomen en esta etapa tienen una importancia relativa muy grande. Por ello es importante no escatimar esfuerzos hasta no tener una seguridad razonable de que la configuración, las dimensiones y los coeficientes elegidos son los más adecuados. La aparición de potentes herramientas nos ahorra tediosos procesos de cálculo (cálculo de esloras inundables, estabilidad después de averías, etc.) lo que nos permite dedicar más tiempo y atención a la optimización del proyecto. El empleo abusivo de estas herramientas de cálculo (sobre todo si no se tiene mucha experiencia) puede ser contraproducente si aceptamos, sin el adecuado análisis crítico, los resultados salidos del ordenador. En este curso pretendemos reflejar una serie de ideas y procedimientos de carácter general, aplicables al proyecto de buques, que siempre estarán sujetos a un proceso de ampliación y de revisión.

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04.02 Dimensionamiento El dimensionamiento de un buque consiste en determinar las características principales (dimensiones y coeficientes) que definan de forma unívoca, y con el grado de precisión adecuado, el buque más apropiado.

04.03 Requisitos de proyecto Partimos de una serie de requisitos de proyecto (proporcionados por el Armador y/o por un estudio de explotación) que en un buque mercante son, por ejemplo: 1.– Tipo de buque. En el punto 03.01 del tema anterior vimos una clasificación de los buques atendiendo a su objetivo. 2.– Cantidad y tipo de carga a transportar. La cantidad de carga a transportar nos define el tamaño del buque y es la característica principal del proyecto. Según el tipo de carga a transportar, en el punto 03.02 del tema anterior se da una clasificación de los buques mercantes. 3.– La velocidad del transporte. 4.– La distancia entre reabastecimientos o autonomía. 5.– Los medios de manipulación de la carga. 6.– El tipo de maquinaria propulsora. Aparte de los requisitos de proyecto han de tenerse en cuenta las restricciones que se establecen a las dimensiones: a) Específicas del astillero constructor, principalmente la eslora y la manga condicionadas por sus gradas o diques de construcción. b) Genéricas, debidas a la ruta que vaya a seguir el buque y que suelen afectar, sobre todo, a la manga y al calado. Están motivadas por los canales de transito y por los puertos de carga y descarga. CANAL O ESTRECHO Canal de Corinto Canal de Kiel Canal de Panamá Canal de San Lorenzo Canal de Suez Estrecho de Dover Estrecho de Malaca

CALADO 8.00 9.50 11.28 7.92 16.07 23.00 23.00

MANGA 22.00 32.50 32.30 23.10 47.08 -

ESLORA 235.0 273.0 222.5 -

Tabla 04.01. Limitaciones de los principales canales y estrechos.

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PUERTO Albany Baltimore Bunbury

Tmáx 11.70 15.20 12.20

PUERTO Amberes Brownsville Cape Town

Tmáx 14.95 10.67 13.10

PUERTO Amsterdam Buchanan Charleston

Tmáx 15.00 14.20 11.73

Duluth Gdynia

7.92 11.35

Durban Geraldtown

11.60 13.50

12.20 10.67

Le Havre Mobile Portland Río Grande Seatle

15.50 13.71 12.20 14.00 22.00

Londres Monrovia Porto Alegre Rotterdam Sydney

12.50 13.71 5.18 19.81 11.60

Galveston Hamton Roads Long Beach Montreal Puerto Ordaz Rouen Vancouver

Barcelona Valencia

14.00 14.00

Bilbao Vigo

14.00 17.00

Cádiz

15.20 9.00 9.00 11.00 20.80 9.00

PUERTO Bahía Blanca Buenos Aires Corpus Christi Gdansk Houston

Tmáx 11.60 14.50 12.20

Los Ángeles Port Cartier Quebec Santos

15.50 16.60 15.30 11.59

Gijón

14.00

15.00 12.20

Tabla 04.02. Calados máximos de puertos de graneleros.

Además han de considerarse las limitaciones impuestas por los reglamentos de las Sociedades de Clasificación, de las Administraciones de los países y de los Organismos Internacionales.

04.04 Variables de proyecto A partir de estos datos el proyectista debe establecer las variables de proyecto cuyo conjunto sirve para definir el buque de forma unívoca y con adecuado grado de precisión. Algunas variables son independientes y otras función de aquellas. Estas relaciones entre variables pueden clasificarse en los siguientes tipos:

•

• •

Relaciones explícitas de base teórica, tales como: la igualdad del peso con el desplazamiento de la carena (Principio de Arquímedes), la función que liga el peso de combustible con el consumo específico, la velocidad, la potencia propulsora y la autonomía y las definiciones de los coeficientes de forma. Relaciones implícitas de base teórica, por ejemplo la potencia propulsora función de las dimensiones, formas, velocidad y revoluciones del propulsor. Relaciones explícitas de base empírica, como las que ligan los coeficientes prismático y de la maestra con el Número de Froude.

04.05 Juego típico de variables de proyecto (dimensiones y coeficientes) Un conjunto de dimensiones y coeficientes suficientes para definir un buque, a nivel preliminar, puede estar formado por las ocho variables siguientes:

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• • •

Una fuerza: el desplazamiento Δ. Tres longitudes: la eslora entre perpendiculares, LPP; el puntal a la cubierta superior, H; y la manga B (o el calado T). Cuatro coeficientes adimensionales de forma: el coeficiente de bloque, CB (o el coeficiente prismático, CP); el coeficiente de la maestra, CM; el coeficiente de la flotación, CF; y la abscisa longitudinal del centro de carena, ⊗B.

04.06 Procedimientos de selección de las variables de proyecto Para la selección de las variables se utilizan principalmente tres procedimientos: Solución única. Análisis paramétricos. Estudios de optimización. En todos ellos se procede a la investigación de buques similares/fiables que se utilizan como Buque(s) base.

•

•

•

El procedimiento de solución única realiza análisis de regresión para ligar las distintas variables de proyecto deduciendo fórmulas y curvas que permiten obtener un conjunto único de dimensiones principales que aseguran la viabilidad del proyecto. Los análisis paramétricos seleccionan varios conjuntos de variables y de restricciones, realizando un estudio de mérito (generalmente de costes) que sitúan ordenadamente a cada conjunto de dimensiones y coeficientes como solución más o menos meritoria. Los estudios de optimización proceden a maximizar/minimizar una función de mérito obteniendo la solución óptima de acuerdo con el criterio establecido.

En general los tres procedimientos suelen ser válidos, aunque el primero, al no tener en cuenta ningún criterio económico, depende de la experiencia del proyectista.

04.07 Interacción entre las dimensiones Si se mantienen fijos el desplazamiento y los coeficientes de forma, podemos suponer que la modificación de una de las dimensiones va acompañada de una variación en sentido contrario de las demás de manera que se mantenga el desplazamiento.

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Eslora Su aumento, asociado con una disminución de las otras dimensiones, produce un aumento del peso estructural. Es la dimensión estructuralmente más cara. Su aumento incrementa la superficie mojada, y por tanto la resistencia viscosa, pero, en contrapartida, disminuye la resistencia por formación de olas por lo que, en general, la resistencia presenta un mínimo. El límite superior de la variación de la eslora viene determinado por problemas de peso y rigidez estructural que aparecen para altos valores de L/ H. El límite inferior viene condicionado por problemas de maniobrabilidad al bajar L/B. En situaciones de “óptimo astillero” valores bajos de la eslora llevan a buques más baratos de construcción y en situaciones de “óptimo armador” valores altos de la eslora conducirán a menores gastos de explotación.

Manga

Su aumento, asociado con una disminución de las otras dimensiones, eslora, puntal y calado, no tiene, dentro del rango práctico de valores, efecto significativo sobre el peso estructural. Puede ocurrir que en todo el rango de variación de la manga la superficie mojada y la resistencia viscosa suelen presentar un mínimo. La resistencia por formación de olas tiende a aumentar en todo el rango, al aumentar la manga. Puede por tanto ocurrir que la resistencia total presente un mínimo relativo o aumente siempre al aumentar la manga. El límite superior de aumento de la manga se presenta por problemas de gobierno, al disminuir L/B. El límite inferior viene dado por problemas de estabilidad inicial al bajar B/H.

Calado

Su aumento, asociado a una disminución de eslora y manga, tiende a disminuir sensiblemente el peso estructural. Su aumento da lugar, en general, a una disminución de la superficie mojada y de la resistencia viscosa y, a veces, también de la resistencia por formación de olas. Ello puede dar lugar a una disminución de la resistencia total en su rango completo de variación, o a un mínimo relativo. El límite superior de aumento puede venir impuesto por el francobordo, por requerimientos de estabilidad o por limitaciones dimensionales absolutas; el inferior por razones estructurales o de comportamiento en la mar.

Puntal

Su aumento, asociado con una disminución de la eslora y la manga, tiende a disminuir el peso estructural. Es la dimensión estructuralmente más barata. El límite superior se presenta por problemas de estabilidad, al bajar B/ H, y el inferior por problemas de rigidez, al aumentar L/H, o de francobordo.

Coeficiente de bloque

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Su aumento asociado a una disminución de la relación L/B supone una disminución de los costes de construcción y un aumento de la resistencia al avance y por tanto de los costes de explotación. Valores del coeficiente de bloque demasiado altos conducen a buques de flujo en la zona de popa insatisfactorio desde el punto de vista propulsivo y en la aparición de vibraciones producidas por la hélice.

Coeficiente de prismático Su aumento, manteniendo el desplazamiento y la eslora fijos, implica una disminución del coeficiente de la maestra. Dentro del rango utilizable, existe una combinación entre CP y CM que da lugar a una resistencia mínima. La influencia del coeficiente prismático sobre el peso estructural, y por tanto en el coste de producción, en las condiciones citadas, es muy pequeña. Los límites superior e inferior del coeficiente prismático vienen impuestos por consideraciones de resistencia hidrodinámica.

Coeficiente de la maestra Vale lo dicho para el coeficiente prismático, tanto en lo referente a resistencia al avance, peso estructural y límites superior e inferior.

Coeficiente de la flotación

Un aumento del coeficiente de la flotación aumenta el desplazamiento próximo a la flotación lo que aumenta la resistencia por formación de olas y la resistencia al avance; por el contrario tiende a mejorar el comportamiento en la mar. El aumento del coeficiente de la flotación supone un aumento del peso estructural. El límite superior viene impuesto por consideraciones hidrodinámicas, y el inferior, por problemas de estabilidad y de disponibilidad de volumen en la obra muerta.

Abscisa del centro de carena

La influencia de la posición del centro de carena sobre el peso estructural es mínima. Su posición viene impuesta, principalmente, por razones hidrodinámicas y no por razones de asiento. La posición longitudinal del centro de carena determina la distribución del desplazamiento a lo largo de la eslora. Para buques llenos y lentos, donde la resistencia de tipo viscoso es un porcentaje importante de la total, la posición del centro de carena no es muy importante desde el punto de vista de la resistencia; para buques rápidos en los que predomina la resistencia por formación de olas, es conveniente desplazar volumen hacia popa para disminuir la importancia del sistema de olas de proa disminuyendo la resistencia por formación de olas. Para valores bajos del número de Froude la posición del centro de carena está cerca de la cuaderna media, pudiendo estar a proa de la misma, con valores altos del número de Froude la posición del centro de carena se desplaza a popa.

04.08 Buques de referencia

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A partir de los requisitos de proyecto se procede a la búsqueda de buques similares y fiables que puedan servir de buque/s base. Estos buques deben reunir las características siguientes: 1. Tener la misma misión que el buque a proyectar, o muy similar. 2. Ser de diseño reciente, de modo que representen el estado actual de la técnica, particularmente en lo que se refiere a pesos, relaciones dimensionales y coeficientes de forma. 3. Tener un valor similar de la magnitud característica de capacidad (peso muerto, volumen de bodegas, longitud de carril, número de contenedores, etc.) 4. Tener una velocidad en pruebas similar. 5. Disponer de información fiable, especialmente de pesos y también, a ser posible, de coeficientes de forma. De estos buques recogeremos en unas tablas algunas características que dependerán del tipo de buque a proyectar y que a modo de ejemplo reflejamos a continuación para buques de carga a granel.

Buques de carga a granel • • • • • • • • • •

• • •

Peso muerto. Velocidad pruebas/servicio. Autonomía. Capacidad de espacios de carga, combustible, aceite, agua dulce, etc. Dimensiones: eslora entre perpendiculares, manga, puntal, calado. Desplazamiento a plena carga. Coeficientes: de bloque, prismático, de la maestra y de la flotación. Potencia y revoluciones del equipo propulsor y de la hélice. Pesos de acero, equipo y maquinaria. Relación Peso muerto/desplazamiento. Relaciones entre dimensiones: LPP /H, B/H, LPP /B y B/T. Relación entre la LPP real y la obtenida a partir de fórmulas, p.e. la fórmula de Jeager. Relación entre el CB o el CP real y el que corresponde al calculado por alguna fórmula.

04.09 Formas de seleccionar una alternativa inicial

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a) Gráficos y fórmulas de regresión para estimar las dimensiones principales En las referencias 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, [10] y [11] aparecen gráficos y fórmulas obtenidos de muestras de buques de distintos tipos, que, en combinación con fórmulas posteriores, permiten la selección de las dimensiones del buque.

b) Fórmulas para la estimación de dimensiones y coeficientes Las dimensiones principales se pueden estimar con las fórmulas que se dan a continuación, teniendo en cuenta que estamos hablando de la primera iteración del dimensionamiento y que deben irse ajustando conforme avance el desarrollo del proyecto. Además se debe incorporar un coeficiente de experiencia en cualquier tipo de fórmula, ya que estamos en un tipo de formulación absolutamente empírico.

Eslora La eslora entre perpendiculares está estrechamente ligada a las necesidades de potencia propulsora para lograr la velocidad. Una solución es elegir la misma relación L/∇1/3 que la de un buque base. Otra solución es considerar constante el Número de Froude, siempre que sean buques muy similares. Para buques de peso muerto comprendido entre 50000 Tm y 500000 Tm podemos considerar:

LPP = A1 × PM1/4 LPP = A2 × PM1/4 × (0.1 V)1/2 LPP = A3 × Δ1/4 LPP = A4 × Δ1/4 × (0.1 V)1/2

Donde A1, A2, A3 y A4 toman los valores de la siguiente tabla: A1

MÍN. 13.4

NORMAL 14.2

1

MÁX. 15.6

MEIZOSO FERNÁNDEZ, M. “La selección de dimensiones y coeficientes en el proyecto del buque” Ingeniería Naval, N° 634, Abril 1988. 2 ALVARIÑO CASTRO, R. y otros. “El proyecto básico del buque mercante”. Fondo Editorial de Ingeniería Naval. 3 ARNALDOS MARTÍNEZ, M. “Dimensionamiento de Remolcadores”. Ingeniería Naval, N° 703, Marzo de 1994. 4 ARNALDOS MARTÍNEZ, M. “Dimensionamiento de Bulkcarriers”. Ingeniería Naval, N° 741, Septiembre 1997. 5 LAMB, T. “Procedimiento para realizar el proyecto de un buque”. Revista de Información Elcano. Mayo/Junio, 1970. 6 LUNA MAGLIOLI, A. “Proyectos de buques”. Sección de Publicaciones de la E.T.S.I.N. Madrid. 7 SCHNEEKLUTH, H. “Ship Design for efficiency and economy”. Buttrworth & Co. 8 TORROJA, J. “Apuntes de proyectos”. Sección de Publicaciones de la E.T.S.I.N. Madrid. 9 WATSON D.G.M. y GILFILLAN, A.W. “Some ship design methods”. Transactions. R.I.N.A., 1977.

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A2 A3 A4

10.8 12.9 10.3

11.4 13.6 10.9

12.6 15.1 12.0

Fórmula de Jeager L PP = Donde:

(

3

p+ q +

3

p− q

)

2

LPP = Eslora entre perpendiculares en m.

p = b Δ1 3 VS

(

q = b Δ1 3 VS2 − 2 Δ1 3

)

12

b=

2/3 para buques que navegan por encima de la velocidad crítica, tales como costeros, yates, pesqueros de arrastre, excepto remolcadores. 5/6 para buques que navegan por debajo de la velocidad crítica, tales como cargueros, buques de pasaje, transbordadores, etc. 1 para grandes y rápidos buques de pasaje. VS = Velocidad de servicio en nudos. Δ = Desplazamiento en toneladas.

Fórmula de Nogid L PP = 2.3 VS1 3 Δ1 3 Donde: LPP = Eslora entre perpendiculares en m.. VS = Velocidad de servicio en nudos. Δ = Desplazamiento en toneladas.

Correcciones: – 1.2 % Para buques shelter cerrado..................................................................... Para ± 0.1 m3/t de diferencia con la relación para un buque normal de 1.6 m3/t................................................................................................... ± 0.75 % Para una diferencia de ± 50 singladuras con relación a un tiempo normal de 200 días............................................................................................... ± 0.15 % Para una diferencia de ± 0.1 de B/T = 2.35............................................... ± 0.40 %

Fórmula de Ayre L PP = 3.33 + 1.67 ∇ 13

V L PP

Manga La manga se puede considerar como función de la eslora del tipo:

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B = Cte. × LPP

o

B = Cte1. × LPP + Cte2.

Fórmula de Arkenbout–Schokker: L PP 9

B min = 3.66 +

(metros)

Fórmula de Watson: B = 4.27 +

L PP 9

(metros)

Fórmula de Munro–Smith: B = 0.1 LPP + 5.5

(metros)

Fórmula de Schibau Kalender: L L = + 5 B 57

(pies)

Puntal En buques de volumen se puede considerar que el numeral cúbico LPP × B × H, es proporcional al volumen de carga. También se puede obtener por la relación B/H que controla la estabilidad inicial. En los buques de peso muerto se calcula, iterando a partir del calado y añadiendo el francobordo.

Fórmula de Munro–Smith: H=

B− 9 1.4

(pies)

Fórmula de Murray: H = 0.08125 L + 2

(pies)

Fórmula de Anderson: H = 0.072 L + 6.8

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(pies)

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Calado Cuando es una dimensión independiente (por ejemplo no se ha calculado el coeficiente de bloque) se puede ligar a la manga por consideraciones hidrodinámicas, o sea B/T = Cte.

Coeficiente de bloque El coeficiente de bloque es básico para representar las formas del buque. En algunos casos este coeficiente lo representa el coeficiente prismático, especialmente para buques rápidos. El coeficiente de bloque tiene una incidencia muy grande sobre la resistencia a la marcha, sobre la capacidad de carga y, en menor medida, sobre la estabilidad y sobre la maniobrabilidad. Lo normal es elegir el coeficiente de bloque en función del Número de Froude.

Fórmula de Alexander CB = 1.08 – 1.68 Fn En la práctica la aplicación de esta fórmula da lugar a valores bajos, por lo que suele afectarse este valor de un coeficiente corrector obtenido a partir de datos reales de buques similares.

Fórmula de Van Lameren CB = 1.37 – 2.02 Fn

Fórmula de Ayre Para la velocidad de pruebas: CB = 1.08 – 1.68 Fn CB = 1.09 – 1.68 Fn

Buques 1 hélice. Buques 2 hélices.

Para la velocidad de servicio: CB = 1.05 – 1.68 Fn CB = 1.06 – 1.68 Fn

Buques 1 hélice. Buques 2 hélices.

Fórmula de Minorsky CB = 1.22 – 2.38 Fn Fn = Número de Froude en pruebas.

Fórmula de Katsoulis − 0.3072 C B = 0.8217 × f × L0.42 × T 0.1721 × V − 0.6135 PP × B

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Donde f depende del tipo de buque:

TIPO DE BUQUE

f

Ro-Ros y Transportes de coches Frigoríficos Cargueros de línea Petroleros de crudo Madereros Graneleros

0.97 0.97 0.98 0.99 1.00 1.03

TIPO DE BUQUE Gaseros Quimiqueros Petroleros de productos Ferries Buques de pasaje

f 1.04 1.06 1.05 1.09 1.00

Coeficiente prismático Fórmula de Troost CP = 1.20 – 2.12 Fn CP = 1.23 – 2.12 Fn

Buques de una hélice. Buques de dos hélices.

Fn = Número de Froude en pruebas.

Esta fórmula da valores razonables para buques diseñados para navegar gran parte de su vida a velocidades próximas a la de pruebas, como el caso de buques de transporte. CP = 0.96 CB + 0.04

Coeficiente de la maestra Fórmula de Kerlen C M = 1.006 − 0.0056 × C B− 3.56 Fórmula de Torroja CM = 1 – 2 Fn4 CM = 0.75 + ( 1 – Fn )4

Para Fn < 0.5 Para 0.5 < Fn < 1

Fórmula de Meizoso para Ro-Ros y portacontenedores C M = 1 − 0.062 Fn 0.792

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CM = 0.947 + 0.057 CB Coeficiente de la flotación CF = 1 – 0.3 ( 1 – CP ) CF = CM CP + 0.1 1 2 + CM CP 3 3 CF = C1 + C2 CB

CF =

C1 = 0.248 para formas en U. = 0.297 para formas en V.

C2 = 0.778 para formas en U. = 0.743 para formas en V.

Para formas intermedias entre U y V puede emplearse la fórmula interpolando linealmente para obtener los coeficientes C1 y C2.

CF =

C B − 0.025

C F = 1.10

CB CM

Posición longitudinal del centro de carena Fórmula de Troost

⊗ B × 100 = 17.5 C P − 12.5 L PP Valores positivos a proa de la sección media. Para buques modernos de carga dotados de proa de bulbo.

⊗ B × 100 = 20 C B − 22.65 + k ( 249.5 − 20 C B L PP k = CB × Fn

)

− 1622 k 2 + 3106 k 3

En la Bibliografía aparecen otras fórmulas para la determinación de estas variables.

c) Selección de la alternativa inicial a partir de un buque base Meizoso en 1 propone un procedimiento para seleccionar una alternativa inicial a partir de un buque base. De éste, que identificaremos con el subíndice b, se conocen:

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PRb , Δb , Xb, Lb, Bb, Hb, Tb, CPb, CMb, CFb, BKWb, Vb y Fnb. Las variables de la alternativa inicial, que representaremos con el subíndice o, se pueden deducir de la forma siguiente: Desplazamiento Δ, siendo X la característica principal del proyecto (peso muerto o volumen de carga o número de contenedores, etc., según tipo de buque). Si la característica principal, X, es el peso muerto, PM, o si no se conoce éste:

Δ0 =

X Δb Xb

Si el peso muerto, PM, es un dato del proyecto, pero no la característica principal (es decir no es un buque de peso muerto), llamando PR al peso en rosca:

PR O =

X PR b Xb

Δ O = PR O + PM Eslora entre perpendiculares, L: ⎛ V ⎞ L O = L b ⎜⎜ O ⎟⎟ ⎝ Vb ⎠

2

siendo V la velocidad en pruebas. La expresión se ha obtenido igualando los números de Froude del buque base y de la alternativa inicial. Alternativamente, se puede obtener igualando los números adimensionales: L3/Volumen de carena del buque base y de la alternativa inicial.

Manga, B: BO = Bb

LO Lb

Coeficiente prismático, CP: El coeficiente prismático se obtiene, a partir de Fn, según las expresiones citadas anteriormente.

Coeficiente de la maestra, CM: El coeficiente de la maestra se obtiene, a partir de Fn, según las expresiones citadas anteriormente.

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Coeficiente de bloque, CB: CBO = CPO × CMO Calado, T: TO =

ΔO 1.030 L O B O C BO

Coeficiente de la flotación, CF: El coeficiente de la flotación se obtiene a partir las expresiones citadas anteriormente o también con la expresión:

CFO = CFb – CPb + CPO Posición longitudinal del centro de carena, ⊗B: Podemos calcularlo mediante la expresión:

⊗ B O = ( 17.5 C PO − 12.5 )

LO 100

Puntal, H: ⎛ X ⎞ L b B b H b ⎟⎟ H O = ⎜⎜ X ⎝ b ⎠ L O B O Suponiendo básicamente el mismo factor de estiba, en caso contrario, éste sería un dato y se haría, además, proporcional a los factores de estiba E O/Eb . X es la característica principal del proyecto.

04.10 Un Organigrama del proceso de dimensionamiento En 8 viene este diagrama del proceso de dimensionamiento en buques de peso muerto. (también viene uno para el caso de buques de carga normalizada).

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1) Elección del desplazamiento. A partir de la relación Peso Muerto/Desplazamiento de buques de referencia. También puede hacerse a partir de la ecuación de desplazamiento.

2) Elección de la eslora. Si existe un buque de referencia, en primera aproximación:

L Proyecto = L referencia

3

Δ Proyecto Δ Referencia

Fórmula de Jeager (afectada por el factor de corrección). Fórmula de Nogid. Regresiones: LPP en función del peso muerto.

3) Elección de los coeficientes. CB: fórmula de Alexander (afectada por el factor de corrección). CP: fórmula de Troost (afectada por el factor de corrección). CM CF ⊗B

4) Elección de B y T. Conocidos LPP, Δ, y CB . Relación B/T de buques similares.

Volumen de carena = Volumen de carena =

Δ 1.025 × 1.007 Δ 1.025 × 1.003

Buques pequeños Buques grandes

5) Comprobación de L/B y B/T. Obtenidos LPP, B y T conviene comprobar que L/B y B/T están dentro de los valores normales; en caso contrario de vuelven a reconsiderar los valores de LPP , B y T, volviendo a 2) o a 4).

6) Cálculo de la potencia. Método de Silverleaf y Dawson.

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Método de Holtrop. Fórmula del Canal de El Pardo.

7) Cálculo de los pesos Peso Peso Peso Peso Peso Peso

de de de de de de

combustible de propulsión. combustible para auxiliares. aceite lubricante. tripulación y pertrechos. lastre. carga útil.

8) Cálculo de los volúmenes. 9) Comprobación del puntal. 12) Cálculo del puntal de la cubierta superior, Hm. 13) Comprobación del francobordo. En caso de que no cumpla: Cambiar Hm.

Hm – T ≥ FB

14) Comprobación de LPP/Hm y B/Hm. 15) Cálculo del peso en rosca y su centro de gravedad. Peso de acero. Peso de la maquinaria. Peso del equipo.

16) Comprobación del Peso Muerto. 17) Comprobación de la estabilidad. Si no cumple volver a 4) y elegir una relación B/T mayor.

18) Cifra de mérito.

Bibliografía

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[1] MEIZOSO FERNÁNDEZ, M. “La selección de dimensiones y coeficientes en el proyecto del buque” Ingeniería Naval, N° 634, Abril 1988. [2] ALVARIÑO CASTRO, R. y otros. “El proyecto básico del buque mercante”. Fondo Editorial de Ingeniería Naval. [3] ARNALDOS MARTÍNEZ, M. “Dimensionamiento de Remolcadores”. Ingeniería Naval, N° 703, Marzo de 1994. [4] ARNALDOS MARTÍNEZ, M. “Dimensionamiento de Bulkcarriers”. Ingeniería Naval, N° 741, Septiembre 1997. [5] KUPRAS, L. K. “Optimisation method and parametric study in precontracted ship design”. [6] LAMB, T. “Procedimiento para realizar el proyecto de un buque”. Revista de Información Elcano. Mayo/Junio, 1970. [7] LUNA MAGLIOLI, A. “Proyectos de buques”. Sección de Publicaciones de la E.T.S.I.N. Madrid. [8] MEIZOSO FERNÁNDEZ, M. “Cálculo del desplazamiento. Método directo”. Cátedra de Proyectos. E.T.S.I.N. Madrid. [9] SCHNEEKLUTH, H. “Ship Design for efficiency and economy”. Buttrworth & Co. [10] TORROJA, J. “Apuntes de proyectos”. Sección de Publicaciones de la E.T.S.I.N. Madrid. [11] WATSON D.G.M. y GILFILLAN, A.W. “Some ship design methods”. Transactions. R.I.N.A., 1977.

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