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TítuloAnteproyecto petrolero de 80 000 T P M

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Academic year: 2020

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(1)Escola Politécnica Superior TRABAJO FIN DE MÁSTER CURSO 2016/2017. ANTEPROYECTO PETROLERO DE 80.000 T.P.M.. Máster en Ingeniería Naval y Oceánica. CUADERNO XII. EQUIPOS Y SERVICIOS.

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(3) DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA NAVAL Y OCEÁNICA TRABAJO FIN DE MÁSTER CURSO 2.016-2017 PROYECTO NÚMERO 17/27. TIPO DE BUQUE: Petrolero de crudo de 80.000 TPM. CLASIFICACIÓN,. COTA. Y. REGLAMENTOS. DE. APLICACIÓN:. LLOYD'S. REGISTER OF SHIPPING. SOLAS. MARPOL. ILO. EXPANAMAX CARACTERÍSTICAS DE LA CARGA: Transporte de petróleo crudo de densidad relativa 0,88. Calefacción de tanques.. VELOCIDAD Y AUTONOMÍA: 15 nudos en condiciones de servicio. 85 % MCR + 10% de margen de mar. 10.000 millas. SISTEMAS Y EQUIPOS DE CARGA / DESCARGA: Bombas de carga y descarga en cámara de bombas. PROPULSIÓN: Diesel eléctrica con motores tipo dual fuel. Dos líneas de ejes con hélice de paso fijo.. TRIPULACIÓN Y PASAJE: 20 Personas en camarotes individuales.. OTROS EQUIPOS E INSTALACIONES: Los habituales en este tipo de buques.. Ferrol, Octubre de 2.016 ALUMNO: D. Jose Antonio González Llorente.

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(5) CONTENIDO Capítulo 1. Introducción ........................................................................................... 18 Capítulo 2. Cota del buque ....................................................................................... 19 2.1. Cotas obligatorias ............................................................................................ 19 2.2. Cotas opcionales.............................................................................................. 20 Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo ................................................................... 22 3.1. Número de equipo............................................................................................ 22 3.2. Anclas, cadena y estachas............................................................................... 23 3.2.1. Detalles del ancla y las cadenas ............................................................... 23 3.3. Caja de cadenas .............................................................................................. 28 3.3.1. Servicios de amarre y remolque ................................................................ 29 3.3.2. Cables de remolque y cabos de amarre .................................................... 29 3.3.3. Maquinillas para la maniobra de las amarras ............................................ 30 3.3.4. Bitas .......................................................................................................... 31 3.3.5. Alavantes .................................................................................................. 31 3.3.6. Gateras ..................................................................................................... 32 3.4. Servicios de acceso ......................................................................................... 32 3.4.1. Accesos al buque y a la acomodación....................................................... 32 3.4.2. Escalas de acceso a la acomodación ........................................................ 32 3.4.3. Escala de práctico ..................................................................................... 33 3.4.4. Accesos a espacios en la zona de carga................................................... 34 3.5. Molinetes ......................................................................................................... 35 3.6. Estopor ............................................................................................................ 38 3.7. Escobén ........................................................................................................... 39 3.7.1. Bozas de cadenas ..................................................................................... 40 3.8. Chigres de amarre ........................................................................................... 40 Capítulo 4. Equipos de maniobrabilidad y gobierno .............................................. 45 4.1. Servomotor ...................................................................................................... 45 Capítulo 5. Equipos de salvamento ......................................................................... 47 5.1. Botes salvavidas .............................................................................................. 51 5.2. Balsas salvavidas............................................................................................. 53 5.3. Chalecos salvavidas ........................................................................................ 56 5.4. Aros salvavidas ................................................................................................ 57 5.5. Trajes de inmersión.......................................................................................... 59 Capítulo 6. Sistema de protección contra abordajes y antipiratería ..................... 60 6.1. Métodos de protección ..................................................................................... 65 Capítulo 7. Protección catódica ............................................................................... 82 7.

(6) 7.1. La corrosión en el buque .................................................................................. 82 7.1.1. Necesidades de evitar la corrosión............................................................ 83 7.1.2. Formas de evitar la corrosión .................................................................... 83 7.2. Corrientes impresas ......................................................................................... 88 Capítulo 8. Sistema de achique y sentina ............................................................... 90 Capítulo 9. Sistema contraincendios....................................................................... 95 9.1. Medios de protección activa: detección y alarma ............................................. 97 9.2. Medios de protección activa: instalación de extinción de incendios .................. 99 9.2.1. Conexión internacional a tierra .................................................................. 99 9.2.2. Extintores .................................................................................................. 99 9.2.3. Extintores de espuma .............................................................................. 102 9.3. Sistema de contraincendios por agua ............................................................ 103 9.3.1. Bocas de incendio equipadas (BIE’s) ...................................................... 104 9.3.2. Capacidad total de las bombas contraincendios ...................................... 105 9.3.3. Bombas contraincendios ......................................................................... 107 9.3.4. Bombas contraincendios de emergencia ................................................. 107 9.3.5. Dimensionamiento bombas contraincendios ........................................... 108 9.3.6. Diámetro del colector de aspiración ........................................................ 110 9.3.7. Diámetro de impulsión de la bomba ........................................................ 111 9.3.8. Diámetro del colector principal ................................................................ 111 9.3.9. Diámetro del colector superestructura ..................................................... 112 9.3.10. Número y distribución de bocas contraincendios ................................... 113 9.3.11. Boquillas, lanzas o repartidores............................................................. 113 9.3.12. Bocas contraincendios, mangueras y boquillas ..................................... 113 9.3.13. Pérdidas de carga ................................................................................. 113 9.3.14. Presión de descarga de las bombas...................................................... 119 9.3.15. Potencia de las bombas CI .................................................................... 120 9.4. Contraincendios en zona de Carga ................................................................ 121 9.5. Sistema contraincendios en cámara de máquinas ......................................... 128 9.5.1. Sistema contraincendios por CO2 ............................................................ 129 9.6. Sistema de agua nebulizada .......................................................................... 133 9.6.1. Sistema fijo de extinción mediante agua nebulizada ............................... 137 Capítulo 10. Sistema de carga y descarga ............................................................ 145 10.1. Definición de las tuberías del sistema de carga y descarga ......................... 147 10.2. Definición de las bombas de carga y descarga ............................................ 149 10.2.1. Cálculo del caudal de las bombas ......................................................... 149 10.2.2. Cálculo de la presión de descarga de las bombas................................. 151 10.2.3. Elección de las bombas de carga y descarga........................................ 156 8.

(7) 10.3. Sistema de control de las bombas de carga y descarga............................... 158 Capítulo 11. Sistema de lastre ............................................................................... 164 11.1. Definición de las tuberías del sistema de lastre ............................................ 164 11.2. Definición de las bombas de lastre ............................................................... 166 11.2.1. Cálculo del caudal de las bombas ......................................................... 166 11.2.2. Cálculo de la presión de descarga de las bombas................................. 168 11.2.3. Elección de las bombas de lastre .......................................................... 172 11.3. Sistema de control de las bombas de lastre ................................................. 173 Capítulo 12. Equipo de navegación y comunicaciones ....................................... 174 Capítulo 13. Luces de navegación ......................................................................... 175 Capítulo 14. Sistema de ventilación ...................................................................... 175 14.1. Ventilación de cámara de máquinas............................................................. 175 14.1.1. Condiciones de diseño .......................................................................... 176 14.1.2. Calculo del flujo de aire ......................................................................... 177 14.2. Elección ventiladores ................................................................................... 184 14.3. Ventilación de los espacios de carga ........................................................... 186 Capítulo 15. Sistema de gas inerte ........................................................................ 187 15.1. Dimensionamiento del sistema de gas inerte ............................................... 188 15.2. Esquema del sistema de gas inerte.............................................................. 189 Capítulo 16. Sistema de aire acondicionado......................................................... 190 Capítulo 17. Equipos de elevación, acceso y mantenimiento ............................. 191 17.1. Grúas de servicio ......................................................................................... 191 17.2. Grúas de aprovisionamiento......................................................................... 193 17.3. Medios de acceso al buque .......................................................................... 195 17.4. Elevadores ................................................................................................... 195 Capítulo 18. Servicios de fonda y hotel ................................................................. 198 18.1. Cocina y oficios ............................................................................................ 198 18.2. Gambuzas.................................................................................................... 200 18.3. Lavandería ................................................................................................... 201 18.4. Hospital ........................................................................................................ 202 Capítulo 19. Sistema de generación de vapor ...................................................... 202 19.1. Balance térmico para calefacción del crudo ................................................. 202 Capítulo 20. Servicio sanitario ............................................................................... 203 20.1. Generador de agua dulce ............................................................................. 203 20.2. Bombas de agua dulce sanitaria .................................................................. 208 20.2.1. Calentador de agua ............................................................................... 217 20.3. Planta séptica .............................................................................................. 218 Capítulo 21. Sistema de anticontaminación por hidrocarburos .......................... 221 9.

(8) 21.1. Separador de sentinas ................................................................................. 221 21.2. Planta incineradora ...................................................................................... 224 Capítulo 22. Sistema de limpieza de tanques ....................................................... 225 Capítulo 23. Sistema de control de Tanques ........................................................ 228 Capítulo 24. Anexos................................................................................................ 230 24.1. Anexo A. Ancla y cadenas ........................................................................... 230 24.2. Anexo B. Molinete ........................................................................................ 232 24.3. Anexo C. Botes salvavidas ........................................................................... 234 24.4. Anexo D. Balsas salvavidas ......................................................................... 236 24.5. Anexo E. Prontuario Tubinox........................................................................ 238 24.6. Anexo F. Esquema aspiración bombas CI.................................................... 240 24.7. Anexo G. Prontuario Grupo Hastinik ............................................................ 242 24.8. Anexo H. Catálogo Ultrafog .......................................................................... 244 24.9. Anexo I. Protección catódica ........................................................................ 246 24.10. Anexo J. Bombas KSB ............................................................................... 248 24.11. Anexo K. Sistemas varios CI ...................................................................... 250 24.12. Anexo L. Bombas Shinko ........................................................................... 252 24.13. Anexo M. Sistema automático carga/descarga........................................... 254 24.14. Anexo N. Luces LED .................................................................................. 256 24.15. Anexo Ñ. Ventilación .................................................................................. 258 24.16. Anexo O. Sistema de gas inerte ................................................................. 260 24.17. Anexo P. Grúa Manifold ............................................................................. 262 24.18. Anexo Q. Grúa de aprovisionamiento ......................................................... 264 24.19. Anexo R. Ascensor .................................................................................... 266 24.20. Anexo S. Generador de agua sanitaria ...................................................... 268 24.21. Anexo T. Bomba agua dulce ...................................................................... 270 24.22. Anexo U. Planta séptica ............................................................................. 272 24.23. Anexo V. Separador de sentinas ................................................................ 274 24.24. Anexo W. Incinerador ................................................................................. 276 24.25. Anexo X. Sistema COW ............................................................................. 278 24.26. Anexo Y. Esquema habilitación CI ............................................................. 280 24.27. Anexo Z. Sistema CI en cubierta de carga ................................................. 282. 10.

(9) ÍNDICE FIGURA FIGURA 2-1 – COTAS LR ............................................................................................... 21 FIGURA 3-1 – NÚMERO DE EQUIPO ................................................................................ 22 FIGURA 3-2 – ANCLAS Y CADENAS ................................................................................. 23 FIGURA 3-3 – ANCLA TIPO HALL ..................................................................................... 24 FIGURA 3-4 – DIMENSIONES ANCLA TIPO HALL ................................................................ 25 FIGURA 3-5 – DATOS DE LOS GRADOS DE ACERO DE LAS CADENAS .................................. 26 FIGURA 3-6 – GRILLETE KENTER ................................................................................... 26 FIGURA 3-7 – GRILLETE DE UNIÓN ................................................................................. 27 FIGURA 3-8 – GRILLETE DE ANCLA ................................................................................. 27 FIGURA 3-9 – CARGAS DE PRUEBA PARA CADENA CON CONCRETE ................................... 28 FIGURA 3-10 – CABLES DE REMOLQUE........................................................................... 30 FIGURA 3-11 – BITAS .................................................................................................... 31 FIGURA 3-12 – ALAVANTE ............................................................................................. 31 FIGURA 3-13 – ESCALA HABILITACIÓN ............................................................................ 33 FIGURA 3-14 – ESCALA DEL PRÁCTICO ........................................................................... 34 FIGURA 3-15 – CRITERIOS POTENCIA CABRESTANTE ....................................................... 36 FIGURA 3-16 – FACTOR KB PARA EL CABRESTANTE ........................................................ 37 FIGURA 3-17 – MOLINETE ............................................................................................. 38 FIGURA 3-18 – ESTOPOR .............................................................................................. 38 FIGURA 3-19 – ESQUEMA DEL EQUIPO DE FONDEO ......................................................... 39 FIGURA 3-20 – DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE FONDEO .................................................... 39 FIGURA 3-21 – BOZA DE CADENAS ................................................................................. 40 FIGURA 3-22 – CARACTERÍSTICAS LÍNEAS DE AMARRE .................................................... 41 FIGURA 3-23 – CHIGRE DE AMARRE ............................................................................... 44 FIGURA 4-1 – SERVOMOTOR MODELO RV/IRV ............................................................... 47 FIGURA 5-1 – COMUNICACIONES SOLAS REGLA 6. 2.1.1 ............................................... 48 FIGURA 5-2 – RESPONDEDORES DE RADAR SOLAS REGLA 6. 2.2 ................................... 48 FIGURA 5-3 – BENGALAS SOLAS REGLA 6. 3 ................................................................ 48 FIGURA 5-4 – COMUNICACIONES SOLAS REGLA 6.4 ...................................................... 49 FIGURA 5-5 – AROS SALVAVIDAS SOLAS REGLA 32.1 .................................................... 49 FIGURA 5-6 – CHALECOS SALVAVIDAS SOLAS REGLA 7.2 .............................................. 50 FIGURA 5-7 – TRAJES DE INMERSIÓN SOLAS REGLA 3-3.2............................................. 51 FIGURA 5-8 – COMUNICACIONES SOLAS REGLA 31.1.2 ................................................. 51 FIGURA 5-9 – BOTE SALVAVIDAS DEL BUQUE PROYECTO ................................................. 52 11.

(10) FIGURA 5-10 – BOTE SALVAVIDAS.................................................................................. 53 FIGURA 5-11 – BALSAS SALVAVIDAS SOLAS.................................................................. 53 FIGURA 5-12 – BALSA SALVAVIDAS ................................................................................ 55 FIGURA 5-13 – BALSA SALVAVIDAS VIKING DKFS25 ..................................................... 56 FIGURA 5-14 – CHALECO SALVAVIDAS VIKING............................................................... 57 FIGURA 5-15 – ARO SALVAVIDAS ................................................................................... 58 FIGURA 5-16 – TRAJES DE INMERSIÓN SOLAS REGLA 32 ............................................... 59 FIGURA 6-1 – GOLFO DE GUINEA ................................................................................... 61 FIGURA 6-2 – MAPA DE ATAQUES EN EL OESTE DE AFRICA .............................................. 62 FIGURA 6-3 – MAPA DE ATAQUES EN EL GOLFO DE GUINEA EN DIRECTO ........................... 63 FIGURA 6-4 – MEDIDAS A SEGUIR PARA EVITAR SER VÍCTIMAS DE LA PIRATERIA ................ 65 FIGURA 6-5 – FALSO VIGILANTE ..................................................................................... 68 FIGURA 6-6 – BARRERAS Y ALAMBRES DE ESPINO .......................................................... 70 FIGURA 6-7 – BARRERAS “GUARDIAN” ........................................................................... 70 FIGURA 6-8 – BARRERAS ELECTRIFICADAS ..................................................................... 71 FIGURA 6-9 – MANGUERAS CONTRAINCENDIOS .............................................................. 72 FIGURA 6-10 – CORTINAS DE AGUA ANTI-PIRATERIA ........................................................ 72 FIGURA 6-11 – SISTEMA DE ALERTA SAPB/SSAS .......................................................... 73 FIGURA 6-12 – EQUIPO LOCALIZACIÓN AIS .................................................................... 74 FIGURA 6-13 – SISTEMA DE VIGILANCIA .......................................................................... 75 FIGURA 7-1 – EJEMPLO DE CORROSIÓN ......................................................................... 82 FIGURA 7-2 – TIPOS DE CORROSIÓN .............................................................................. 82 FIGURA 7-3 – ÁNODO DE NUESTRO BUQUE ..................................................................... 85 FIGURA 7-4 – ZONA DE LA HÉLICE CON ÁNODOS ............................................................. 86 FIGURA 7-5 – DISTRIBUCIÓN DE ÁNODOS EN LA ZONA DE LA HÉLICE ................................. 86 FIGURA 7-6 – VENTAJAS DE LA PROTECCIÓN CATÓDICA CON ÁNODOS DE SACRIFICIO ........ 87 FIGURA 7-7 – SISTEMA DE CORRIENTES IMPRESAS ......................................................... 88 FIGURA 7-8 – CARACTERÍSTICAS DE LOS ÁNODOS DE REFERENCIA .................................. 89 FIGURA 7-9 – VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA DE CORRIENTES IMPRESAS ........... 90 FIGURA 8-1 – TUBERÍA COLECTOR DE SENTINA ............................................................... 91 FIGURA 8-2 – TUBERÍA COLECTOR POCETE .................................................................... 93 FIGURA 9-1 – CONEXIÓN A TIERRA................................................................................. 99 FIGURA 9-2 – CLASIFICACIÓN DE EXTINTORES Y SUS CARACTERÍSTICAS......................... 100 FIGURA 9-3 – AGENTES EXTINTORES Y SU ADECUACIÓN A LAS CLASES DE FUEGO .......... 100 FIGURA 9-4 – EXTINTOR DE POLVO ABC DE 12 KG ....................................................... 101 FIGURA 9-5 – EXTINTOR DE ESPUMA DE 45 LITROS ....................................................... 102 FIGURA 9-6 – EXTINTOR DE ESPUMA DE 136 LITROS ..................................................... 103 FIGURA 9-7 – PRESIÓN DE LAS BIE’S ........................................................................... 104 12.

(11) FIGURA 9-8 – BOMBAS CI ........................................................................................... 106 FIGURA 9-9 – ESQUEMA BOMBAS CI ............................................................................ 109 FIGURA 9-10 – TUBERÍA COLECTOR ASPIRACIÓN .......................................................... 110 FIGURA 9-11 – ESQUEMA SISTEMA CI .......................................................................... 120 FIGURA 9-12 – BOMBA CI ETALINE .............................................................................. 121 FIGURA 9-13 – CAÑÓN CONTRAINCENDIOS DE CUBIERTA .............................................. 123 FIGURA 9-14 – ESQUEMA SISTEMA CONTRAINCENDIOS DE CUBIERTA ............................. 123 FIGURA 9-15 – SISTEMA CONTRAINCENDIOS DE CUBIERTA ............................................ 124 FIGURA 9-16 – VOLUMEN CÁMARA DE MÁQUINAS ......................................................... 130 FIGURA 9-17 – BOTELLAS CO2 .................................................................................... 132 FIGURA 9-18 – CARACTERÍSTICAS BOTELLAS CO2........................................................ 132 FIGURA 9-19 – ESQUEMA SISTEMA CO2 ....................................................................... 133 FIGURA 9-20 – CABEZA ATOMIZADORA ABIERTA AGUA NEBULIZADA................................ 135 FIGURA 9-21 – ATOMIZADOR AUTOMÁTICA CON AMPOLLA.............................................. 135 FIGURA 9-22 – CARACTERÍSTICAS AGUA NEBULIZADA RESPECTO A LA PRESIÓN .............. 136 FIGURA 9-23 – NOZZLE HI-FOG .................................................................................. 137 FIGURA 9-24 – ÁREA DEL COMEDOR ............................................................................ 138 FIGURA 9-25 – AGUA NEBULIZADA EN COMEDOR .......................................................... 139 FIGURA 9-26 – AGUA NEBULIZADA EN DDGG ............................................................... 140 FIGURA 9-27 – TUBERÍA AGUA NEBULIZADA .................................................................. 141 FIGURA 9-28 – BOMBAS CI AGUA NEBULIZADA.............................................................. 142 FIGURA 9-29 – BOMBAS FEEDER AGUA NEBULIZADA ..................................................... 144 FIGURA 10-1 – ESQUEMA SISTEMA DE CARGA Y LASTRE................................................ 145 FIGURA 10-2 – UBICACIÓN BOMBAS DE CARGA ............................................................. 146 FIGURA 10-3 – SISTEMA DE AGOTAMIENTO DE LA CARGA .............................................. 146 FIGURA 10-4 – TUBERÍA CARGA/DESCARGA ................................................................. 148 FIGURA 10-5 – ESQUEMA DE CARGA/MANIFOLD ............................................................ 151 FIGURA 10-6 – ESQUEMA DE CARGA ............................................................................ 152 FIGURA 10-7 – DIÁMETRO TUBERÍA CARGA/DESCARGA ................................................. 153 FIGURA 10-8 – PERDIDAS DE CARGA POR ACCESORIOS ................................................ 154 FIGURA 10-9 – DIÁMETRO TUBERÍA CARGA/DESCARGA ................................................. 155 FIGURA 10-10 – BOMBAS SHINKO KV .......................................................................... 156 FIGURA 10-11 – BOMBA DE CARGA KV450-3 ............................................................... 157 FIGURA 10-12 – PANEL DE CONTROL Y MONITORIZACIÓN .............................................. 159 FIGURA 10-13 – SISTEMA DE GOBIERNO Y DIAGRAMA DE CONTROL REMOTO .................. 160 FIGURA 10-14 – ESQUEMA SISTEMA DE CONTROL REMOTO AGOTAMIENTO ..................... 161 FIGURA 10-15 – ESQUEMA SISTEMA DE CONTROL......................................................... 162 FIGURA 10-16 – ESQUEMA SALA DE CONTROL DE CARGA (CARGO CONTROL ROOM)........ 163 13.

(12) FIGURA 11-1 – TUBERÍA DE LASTRE ............................................................................. 165 FIGURA 11-2 – BOMBA DE LASTRE CVL350 ................................................................. 167 FIGURA 11-3 – DIAGRAMA PÉRDIDAS DE CARGA LASTRE ............................................... 168 FIGURA 11-4 – DIÁMETRO TUBERÍA CARGA/DESCARGA ................................................. 170 FIGURA 11-5 – DIÁMETRO TUBERÍA CARGA/DESCARGA ................................................. 171 FIGURA 11-6 – CARACTERÍSTICAS BOMBA CVL350 ...................................................... 172 FIGURA 11-7 – SISTEMA DE CONTROL LASTRE .............................................................. 173 FIGURA 14-1 – GRAFICA 7.1 UNE-EN ISO8861 .......................................................... 180 FIGURA 14-2 – GRAFICA 7.2 UNE-EN ISO8861 .......................................................... 181 FIGURA 14-3 – TABLA 1. EMISIÓN DE CALOR DE LOS TANQUES DE CALEFACCIÓN ............ 183 FIGURA 14-4 – DIAGRAMA DE CAUDAL PARA LA SELECCIÓN DE LA VENTILACIÓN .............. 185 FIGURA 14-5 – VENTILADOR V1-1250 DE FRIZONIA ...................................................... 186 FIGURA 15-1 – SISTEMA DE GAS INERTE FGS-1600 ..................................................... 189 FIGURA 15-2 – SISTEMA DE GAS INERTE FGS-1600 ..................................................... 190 FIGURA 17-1 – GRÚA MANEJO MANGUERAS TTS HH .................................................... 193 FIGURA 17-2 – GRÚA GENERAL PROVISIONES .............................................................. 194 FIGURA 17-3 – GRÚA TTS GP .................................................................................... 194 FIGURA 17-4 – ASCENSOR NAVAL HANKOOK ................................................................ 198 FIGURA 18-1 – EJEMPLO DE COCINA NAVAL DE UN BUQUE MERCANTE ............................ 199 FIGURA 18-2 – EJEMPLO DE GAMBUZA DE UN BUQUE CSV ........................................... 200 FIGURA 18-3 – EJEMPLO DE LAVANDERÍA DEL BUQUE DISNEY FANTASY ......................... 201 FIGURA 18-4 – EJEMPLO DE HOSPITAL DE UN BUQUE .................................................... 202 FIGURA 20-1 – ESQUEMA AGUA SANITARIA ................................................................... 204 FIGURA 20-2 – CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LITROS POR PERSONA/CAMA Y DÍA ....... 205 FIGURA 20-3 – CONSUMO AGUA EN LITROS POR PERSONA/DÍA BUQUES CARGA .............. 205 FIGURA 20-4 – ESQUEMA AGUA SANITARIA HABILITACIÓN .............................................. 206 FIGURA 20-5 – GENERADOR DE AGUA DULCE JWP-16-C50 .......................................... 207 FIGURA 20-6 – DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE GENERADOR DE AGUA DULCE .................... 208 FIGURA 20-7 – TABLA A.12 UNE-EN ISO 15748-2 VALORES GUÍA ............................... 209 FIGURA 20-8 – TABLA A.11 CAUDAL PUNTA Y DIÁMETROS ............................................. 211 FIGURA 20-9 – CÁLCULO CAUDAL PUNTA ..................................................................... 212 FIGURA 20-10 – CURVAS CARACTERÍSTICAS BOMBA AGUA DULCE ................................. 215 FIGURA 20-11 – BOMBA AGUA DULCE KSB ETAPRIME 100-100-240L............................ 215 FIGURA 20-12 – POTENCIA BOMBA AGUA DULCE ........................................................... 216 FIGURA 20-13 – TABLA A.6 UNE-EN ISO 15748-2 VALORES GUÍA ............................... 217 FIGURA 20-14 – CANTIDAD MÍNIMA DE AGUA DE DESECHO ............................................ 219 FIGURA 20-15 – PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ................................ 220 FIGURA 20-16 – ESQUEMA SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ............... 220 14.

(13) FIGURA 21-1 – COMPONENTES SEPARADOR DE SENTINAS W ARTSILLA ........................... 221 FIGURA 21-2 – SEPARADOR DE SENTINAS DETEGASA OWSAN-0,1 ............................... 223 FIGURA 21-3 – ESQUEMA SEPARADOR DE SENTINAS DETEGASA .................................... 223 FIGURA 21-4 – INCINERADOR DETEGASA ..................................................................... 225 FIGURA 22-1 – LIMPIEZA DE TANQUES GUNCLEAN TOFTEJORG I40D. ............................ 226 FIGURA 22-2 – ESQUEMA DEL SISTEMA COW .............................................................. 227 FIGURA 22-3 – PATRÓN DE LIMPIEZA GUNCLEAN TOFTEJORG I40D. .............................. 227 FIGURA 23-1 – DIAGRAMA DEL SISTEMA DE CONTROL ................................................... 229. 15.

(14) ÍNDICE TABLAS TABLA 1-1 – CARACTERÍSTICAS BUQUE PROYECTO ......................................................... 18 TABLA 2-1 – COTAS OBLIGATORIAS ................................................................................ 19 TABLA 3-1 – PESO DEL ANCLA ....................................................................................... 24 TABLA 3-2 – PESO DE LA CADENA SEGÚN EL ACERO ....................................................... 25 TABLA 3-3 – DIMENSIONES ESCALERAS Y ESCALAS ......................................................... 32 TABLA 5-1 – CARACTERÍSTICAS BOTE SALVAVIDAS ......................................................... 52 TABLA 5-2 – CARACTERÍSTICAS BALSA SALVAVIDAS ....................................................... 55 TABLA 5-3 – CANTIDAD AROS SALVAVIDAS ..................................................................... 57 TABLA 8-1 – RESUMEN CÁLCULOS SENTINA .................................................................... 94 TABLA 9-1 – PERDIDAS DE CARGA PARA PUENTE GOBIERNO .......................................... 116 TABLA 9-2 – PERDIDAS DE CARGA PARA PIQUE DE PROA ............................................... 118 TABLA 9-3 – RESUMEN PERDIDAS DE CARGA ................................................................ 119 TABLA 9-4 – DATOS CUBIERTA DE CARGA ..................................................................... 122 TABLA 9-5 – DATOS ZONA DE CARGA ........................................................................... 125 TABLA 9-6 – TANQUES EN CCMM ............................................................................... 131 TABLA 9-7 – CARACTERÍSTICAS BOMBA AGUA NEBULIZADA............................................ 143 TABLA 10-1 – TANQUES DE CARGA .............................................................................. 149 TABLA 10-2 – TIEMPO ESTIMADO DESCARGA TANQUES ................................................. 150 TABLA 10-3 – PERDIDAS DE CARGA EN TANQUES .......................................................... 155 TABLA 11-1 – VOLUMEN TANQUES DE LASTRE .............................................................. 166 TABLA 11-2 – TIEMPO ESTIMADO DE LASTRADO DE TANQUES ........................................ 168 TABLA 11-3 – PERDIDAS DE CARGA DEL SISTEMA DE LASTRE......................................... 170 TABLA 14-1 – EMISIÓN DE CALOR DE LOS TANQUES DE CALEFACCIÓN ............................ 183 TABLA 18-1 – ELEMENTOS DE COCINA ......................................................................... 199 TABLA 20-1 – CONSUMOS PARA EL CÁLCULO DEL CAUDAL PUNTA .................................. 210 TABLA 20-2 – PERDIDAS RAMAL AGUA FRÍA.................................................................. 212 TABLA 20-3 – PERDIDAS RAMAL AGUA CALIENTE .......................................................... 213 TABLA 20-4 – REQUISITOS DE PRESIÓN RAMAL AGUA FRÍA ............................................ 213 TABLA 20-5 – REQUISITOS DE PRESIÓN RAMAL AGUA CALIENTE ..................................... 214 TABLA 20-6 – DATOS BOMBA AGUA DULCE ................................................................... 216 TABLA 20-7 – DATOS CALENTADORES DE AGUA ............................................................ 217. 16.

(15) 17.

(16) Capítulo 1. Introducción Jose Antonio González Llorente. Capítulo 1. INTRODUCCIÓN El objetivo de este cuaderno consiste en describir los diferentes equipos y servicios de nuestro buque que aún no han sido descritos. Todo de acuerdo a los requerimientos del SOLAS así como de la Sociedad de Clasificación, en nuestro caso, Det Norske Veritas. Antes de meternos a fondo con este cuaderno recordemos las características principales de nuestro buque, resultado de la espiral de proyecto a lo largo de los cuadernos anteriores. Alternativa final L (m) Lpp (m) B (m) D (m) T (m) Peso en rosca (Tn) Peso muerto (Tn) Desplazamiento (tn) Velocidad (kn). 229 220 34 21 15,2 16.876,620 81.722,804 98.599,424 15 Dos motores ABB Direct Drive Potencia (kW) 1150M de 9.000 kW cada uno Cb 0,842 Cm 0,9956 Cp 0,8460 Cf 0,8988 XB (% desde sección maestra) 2,8757 Tabla 1-1 – Características buque proyecto Fuente: Propia Ahora empezaremos por definir la cota de nuestro buque, y acto seguido comenzaremos a definir y describir todos y cada uno de los equipos y servicios de nuestro buque de los que no se ha hablado en cuaderno anteriores.. 18.

(17) Capítulo 2. Cota del buque Jose Antonio González Llorente. Capítulo 2. COTA DEL BUQUE Procederemos ahora a definir la cota de nuestro buque según nuestra sociedad de clasificación que, como sabemos, es el Lloyd’s Register of Shipping. Para ello seguimos la normativa del LR, concretamente su Parte 1 Sección 2: “Character of classification and class notations”. Dicha cota tendrá una parte obligatoria a llevar por todo buque que este clasificado, y luego tendrá otra parte opcional, en la que el buque podrá obtener diversas cotas especiales que certifiquen aspectos individuales de su construcción reconocidos por la sociedad de clasificación, no obstante como acabamos de decir esta última parte es opcional, no es obligatorio que los buques tenga ninguna de estas cotas. Pero hay que decir que aunque la parte opcional no sea obligatoria, cuantas más cotas especificas acumule un buque tendrá una categoría mayor, es decir, tendrá una “calidad superior” en cuanto a que tiene más aspectos individuales de acuerdos con la sociedad de clasificación. Una vez que hemos dicho esto procederemos a definir la cota de nuestro buque distinguiendo entre las cotas obligatorias y las cotas opcionales.. 2.1. COTAS OBLIGATORIAS Las cotas obligatorias de nuestro buque, según la correspondiente normativa del DNV citada anteriormente, será: Donde estos son los distintos apartados que tienen que tener cota obligatoriamente: COTAS OBLIGATORIAS Apartados con Cota Símbolo Implicación Obligatoria Símbolo de construcción. Barco construido bajo la supervisión de la sociedad de clasificación. Principal característica de cota Restricción por área de servicio Cota adicional por el tipo de buque Programa de inspección obligatorio Cota adicional por el tipo de buque. Barcos con: casco, maquinaria, equipos y sistemas que cumplen 100A1 con lo aplicable en las reglas dadas en Pt 2, Pt 3 y Pt 4 En verano y en el trópico no tiene R0 restricción ninguna y en invierno tiene la más permisiva Barcos destinados al transporte de Tanker for Oil crudo a granel ESP. Programa de supervisión mejorado. CSR. La estructura del buque cumple con las reglas de IACS para petroleros con doble casco con eslora mayor de 150 m. Tabla 2-1 – Cotas obligatorias Fuente: Lloyd’s Register of Shipping. 19.

(18) Capítulo 2. Cota del buque Jose Antonio González Llorente. 2.2. COTAS OPCIONALES El número y el tipo de cotas opcionales que puede llevar un barco no están definido, es decir, puede llevar las cotas opcionales que desee y del tipo que la desee, simplemente es cuestión de cuantos equipos o elementos quiere certificar el armador con respeto a la sociedad de clasificación. La única restricción es que no todas las cotas se pueden poner a todos los tipos de buque, por lo tanto para poder poner una cota debe de poder ser aplicable para nuestro tipo de buque. Dicho esto las cotas opcionales de nuestro buque, según la correspondiente normativa del LR citada anteriormente, serán:. 20.

(19) Capítulo 2. Cota del buque Jose Antonio González Llorente. Tabla Figura 2-1 – Cotas LR Fuente: Propia a partir del Reglamento del Lloyd’s Register Las distintas cotas tendrán cada una, una implicación distinta, por lo que nosotros mostraremos en la columna que acompaña al símbolo de cota que implicaciones conlleva que nuestro buque lleve esa cota. Para demostrar el cumplimiento de dichas cotas, durante la construcción del buque se deberá de cumplir con los distintos aspectos y apartados de la normativa del LR a que cada cota hace referencia. Ya que cuando se mira en la reglamentación de las cotas del LR, que como sabemos, es su Parte 1 Sección 2: “Character of classification and class notations”, junto con el símbolo de cota y su implicación, aparece con que parte de la normativa se deberá cumplir para que efectivamente se pueda otorgar dicha cota a nuestro buque.. 21.

(20) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Capítulo 3. EQUIPO DE AMARRE Y FONDEO Lo que pretendemos en este capítulo, como su propio nombre indica, es definir y dimensionar nuestro equipo de amarre y fondeo, indicar todos los elementos que lo compondrán y dimensionarlos. Para ello recurriremos a la normativa de la sociedad de clasificación LR, concretamente a la Parte 3 Capítulo 13 Sección 3. En base a dicha normativa podremos definir y dimensionar cada uno de los elementos constituyentes del sistema de amarre y fondeo.. 3.1. NÚMERO DE EQUIPO Para definir el servicio de fondeo lo primero es calcular el número de equipo, pues en base a ello la sociedad de clasificación impone ciertos requisitos. El número de equipo “NE” se calcula a partir de la expresión indicada en el reglamento de la sociedad de clasificación en su Parte 3 – Capítulo 1 – Sección 7:. Figura 3-1 – Número de equipo Fuente: Lloyd's Register Siendo:. 22. . “Δ” El desplazamiento a plena carga en la condición de verano que vale 96.660,013 toneladas.. . “B” es la manga del buque que es 34 metros.. . “H” es la suma de las alturas de las cubiertas cuya manga sea mayor de 0,25 B= 8,5 metros más el francobordo en la condición de plena cara en verano que es 6 metros; Teniendo en cuenta todo ello el valor de H es 27 metros..

(21) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. . “A” es el área de perfil de la obra muerta del buque en la condición de plena carga de verano excluyendo las superestructuras con manga inferior a 11,75 metros, este valor es 1750 m2.. El número de equipo del buque es:. 3.2. ANCLAS, CADENA Y ESTACHAS Ahora que tenemos calculado el valor del nuestro número de equipos, EN = 4.119,112 entramos con este valor en la Tabla 13.7.2 del reglamento LR. Este servicio permite que el buque se sujete al fondo marino substrayéndolo a la acción de las corrientes y el viento. Las características de los diferentes elementos que integran este sistema se dan a continuación.. Figura 3-2 – Anclas y cadenas Fuente: Lloyd's Register El sistema de fondeo está formado por los siguientes elementos:. 3.2.1. DETALLES DEL ANCLA Y LAS CADENAS Seleccionamos un ancla tipo Hall, es decir, sin cepo de acero forjado; Según las reglas de la sociedad de clasificación (Parte 3 – Capítulo 13 – Tabla 13.7.2) y en función del número de equipo, el buque debe disponer de 2 anclas iguales con un peso de 12,3 toneladas. Una imagen que muestra este tipo de anclas es la siguiente:. 23.

(22) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-3 – Ancla tipo hall Fuente: www.rtrillo.com/es/anclas/spek-M.html Por tanto, el buque deberá llevar dos anclas dispuestas a proa en cada banda más una de respeto. El ancla se une a la cadena mediante un grillete super-giratorio y eslabones de conexión. A continuación realizamos un cuadro resumen de las características del ancla de nuestro buque: Concepto Ancla tipo Hall. Peso (Tn) Cantidad 12,3. 3. Total 36,9 Toneladas Tabla 3-1 – Peso del ancla Fuente: Propia. 24.

(23) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-4 – Dimensiones ancla tipo hall Fuente: http://chainmen.com/oficio/anclas/cas/index.html En la misma tabla, la sociedad de clasificación indica los requerimientos que deben cumplir las cadenas del ancla: Longitud total de la cadena (m). 687,5. Diámetros de los redondos de los eslabones (mm) Mild Steel (Grade 1 or U1). 111. Special quality Steel (Grade U2). 97. Extra special quality Steel (Grade U3). 87. Tabla 3-2 – Peso de la cadena según el acero Fuente: Propia. 25.

(24) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-5 – Datos de los grados de acero de las cadenas Fuente: Lloyd's Register Escogiendo la opción de acero de grado “U2” (cuya resistencia a tracción debe estar entre 490 y 690 N/mm2). Cada largo de cadena mide 27,5 metros por lo que la cadena está compuesta de 25 largos, La unión de los largos se hace mediante eslabones desmontables tipo Kenter. Por tanto, se dispone de una cadena de 12 largos a babor y otra de 13 largos a estribor con una longitud total de 330 y 357.5 metros respectivamente. Hemos estimado un peso de 3,5 toneladas por largo, por lo que tendremos un peso total de 87,5 toneladas. Grillete de Cadena (97 mm de diámetro):. Figura 3-6 – Grillete Kenter Fuente: http://chainmen.com/oficio/cadena/cas/index.html 26.

(25) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Grilletes de Unión (97 mm de diámetro):. Figura 3-7 – Grillete de unión Fuente: http://chainmen.com/oficio/cadena/cas/index.html. Grilletes de Ancla (97 mm de diámetro):. Figura 3-8 – Grillete de ancla Fuente: http://chainmen.com/oficio/cadena/cas/index.html. 27.

(26) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Y para finalizar haremos una primera estimación aproximada de la carga de Prueba y Rotura de nuestra cadena con contretes:. Figura 3-9 – Cargas de prueba para cadena con concrete Fuente: http://chainmen.com/oficio/cargas/cas/index.html. 3.3. CAJA DE CADENAS Se dispondrán dos cajas de cadenas, a proa del mamparo de colisión de proa, es decir, en el pique de proa. Tendrán base cuadrada debido a la facilidad de su construcción y serán simétricas respecto a crujía. Las dimensiones de la base de la caja de cadenas vienen limitadas por la separación existente entre los centros de los molinetes: la dimensión máxima de la base de la caja es igual a aquella. Procederemos a dimensionar nuestra caja de cadenas. Para dimensionarla necesitamos conocer los siguientes parámetros:   . Número de caja de cadenas: 2. Longitud de la cadena: 687.5 metros. Diámetro de la cadena: 97 mm.. El volumen aparentemente ocupado por “L” metros de cadena está dado por:. Siendo:. 28. . Vc= volumen en m3 de la caja de cadenas. . dc= diámetro del eslabón de la cadena.

(27) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. . Lc= Longitud de la cadena.. . La arista (a) de la caja de cadenas se estimará en a = 30*d =2,91 m≈ 3 m.. . La altura (h) del montón de cadena estibada será:. Aumentaremos el valor de la altura en 1,6 m. para el enjaretado de madera y la capa de cemento que se ubica al fondo (para drenajes) y para 1,2 metros en la parte superior para permitir las inspecciones de la cada de cadenas. Así nos queda una altura de 7,493 m. y una base cuadrada de 9 m2 de superficie. Volumen que ocupa la cadena en cada caja de cadenas, queda determinado por la siguiente expresión:. El volumen que nos ocupará la caja de cadenas viene determinado por la siguiente expresión:. La parte baja de la caja de cadenas habrá una caja de fangos cuya altura será de 1 metro. En la parte alta de la caja de cadenas se dejara una altura libre de estiba de 2 metros. Como la caja de cadenas se divide entre dos, babor y estribor, el volumen de cada una de las dos cajas de cadenas será la mitad del calculado. La caja de cadenas total se situará centrada en crujía y en el pique de proa.. 3.3.1. SERVICIOS DE AMARRE Y REMOLQUE El sistema de amarre sirve para ligar al buque a uno o más puntos fijos situados por encima de la superficie del agua (puntos de atraque en muelles, boyas, pantalanes, etc.), mientras que el sistema de remolque sirve para fijar el cable del remolque al buque y remolcar a otro o bien ser remolcado.. 3.3.2. CABLES DE REMOLQUE Y CABOS DE AMARRE La sociedad de clasificación establece que para buques de más de 90 metros de eslora, no existe obligación respecto a ninguno de estos elementos para su clasificación (Parte 3, capítulo 13; 7.5.3).. 29.

(28) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-10 – Cables de remolque Fuente: Lloyd's Register Aún así, se recomienda que la suma de la resistencia de todas las líneas de amarre sea inferior a la carga de rotura proporcionada por la norma (736 kN). La recomendación de la sociedad de clasificación respecto a los cables de amarre para buques con este número de equipo, es de 6 líneas de al menos 200 m. de longitud.. 3.3.3. MAQUINILLAS PARA LA MANIOBRA DE LAS AMARRAS Se instalarán 3 maquinillas a popa y 5 sobre la cubierta. Los molinetes monoancla se dotarán de tambores para poder servir también para amarre. Los chigres de amarre tendrán una capacidad de tiro unitaria de 10 toneladas y trabajarán a una velocidad de 12 m/min (0,2 m/s). El accionamiento de estas máquinas es electrohidráulico, por lo que la potencia absorbida por cada una, suponiendo un rendimiento del sistema de 0,8 es:. 30.

(29) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. 3.3.4. BITAS Para el amarre colocaremos cuatro bitas en la cubierta del castillo de proa y otras tantas en popa. Donde acaba el castillo de proa, así como la superestructura, tendremos otro par de bitas, una a cada banda. Por su parte, colocaremos tantas bitas en la cubierta de intemperie para que estén separadas una distancia máxima de 40 metros, es decir, 5 a cada banda. Esto nos da un total de 20 bitas para el amarre. Independientemente de estas bitas, tendremos tres bitas en el castillo de proa y dos más a popa para el remolque. Estas tendrán mayores dimensiones que las anteriores, ya que deberán soportar mayores esfuerzos.. Figura 3-11 – Bitas Fuente: www.marineinsight.com/wp-ontent/uploads/2016/06/mooring5.png. 3.3.5. ALAVANTES Para evitar que las amarras rocen con las cubiertas o tapas de regala cuando operen desde las maquinillas, se colocarán suficientes juegos de alavantes en la zona de proa y otros tantos a popa para guiar las amarras en la dirección adecuada.. Figura 3-12 – Alavante Fuente: www.marineinsight.com/wp-ontent/uploads/2016/06/mooring2.png 31.

(30) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. 3.3.6. GATERAS Las gateras son los orificios por donde pasan las cadenas, cabos y amarras para guiarlos desde los puntos donde se han hecho firmes fuera del buque. Las de las amarras, se colocarán tanto en las zonas de maniobra de proa y popa como en la parte central y las de remolque, en los dos extremos del buque y en la línea de crujía. Las que se coloquen en la parte central del buque, se situarán hacia la proa de su correspondiente bita a proa de la maestra y a popa de la misma si estamos a popa de la maestra. Tendrá el mismo diámetro que el Escobén.. 3.4. SERVICIOS DE ACCESO 3.4.1. ACCESOS AL BUQUE Y A LA ACOMODACIÓN 3.4.2. ESCALAS DE ACCESO A LA ACOMODACIÓN Habrá dos medios de escape independientes, uno de los cuales no será a través de una puerta estanca. Ambos estarán siempre lo más alejados entre sí posible. Las cubiertas exteriores están comunicadas entre sí por escalas inclinadas 50º. Dentro de la superestructura estas escaleras de acceso estarán ubicadas en crujía para evitar las fuerzas provocadas por el movimiento de balance del buque. Su material es acero con elementos antideslizantes en las pisaderas. Las dimensiones de las escaleras y escalas son las siguientes: Accesos. Altura entre peldaños (mm). Pisadera (mm). Inclinación (º). Escaleras. 180. 240. 45. Escalas. 180. 180. 50. Tabla 3-3 – Dimensiones escaleras y escalas Fuente: Propia. 32.

(31) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-13 – Escala habilitación Fuente: https://media-cdn.tripadvisor.com/media/photo-s/03/9c/80/e3/hmsbelfast.jpg. 3.4.3. ESCALA DE PRÁCTICO Cuando no sea posible trepar menos de 1,5 m ni más de 9 m desde la superficie del agua, se utilizará la escala del práctico. Ésta estará colocada y fijada de modo que quede a resguardo de cualquier posible descarga del buque y que esté situada en la parte del buque en que los costados son paralelos y, dentro de la mitad central del buque. Cada peldaño estará firmemente asentado contra el costado del buque y será de un solo tramo. Cuando el desnivel entre el mar y el punto de acceso sea superior a 9 metros, se empleará una escala real en combinación con la escala de práctico y se emplazará orientada hacia popa. Para el acceso del práctico, también se contará con un elevador mecánico colocado en las inmediaciones de la escala.. 33.

(32) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-14 – Escala del práctico Fuente: http://3.bp.blogspot.com/X03BkkhkKvA/UGj9VEbnd4I/AAAAAAAAAq4/QPFSeGdzETU/s1600/Oil+Tanker+1 6.jpg. 3.4.4. ACCESOS A ESPACIOS EN LA ZONA DE CARGA Tal y como prescribe el SOLAS (capítulo II-1, regla 3-6), todo espacio dispondrá de medios de acceso que permitan, durante la vida útil del buque, las inspecciones generales y minuciosas y las mediciones de espesores de las estructuras del buque que llevarán a cabo la administración, la compañía, y el personal del buque u otras partes, según sea necesario. En cuanto a las bodegas de carga, cofferdams, tanques de carga y lastre y otros espacios de la zona de carga, el acceso será directo desde la cubierta expuesta y respecto a los espacios del doble fondo y los tanques de lastre de proa, el acceso podrá darse desde la cámara de bombas, un cofferdam, un túnel de tuberías, un espacio del doble casco o compartimentos similares no destinados al transporte de hidrocarburos o cargas potencialmente peligrosas. Los tanques de carga y de lastre, por tener una eslora superior a 35 m, contarán con dos escotillas y las escalas de acceso estarán separadas lo máximo posible. Por su parte, las bodegas de carga tendrán dos medios de acceso que se dispondrán diagonalmente. Según las reglas de la sociedad de clasificación (Parte 3; capítulo 11 – 1.1), las escotillas en la cubierta de la zona de carga que dan acceso a los tanques de carga y espacios adyacentes serán de acero y con juntas que las hagan estancas. Para el caso de tapas de escotilla en cubiertas intermedias, serán también de acero, pero no necesariamente estancas, a no ser que den acceso a tanques de lastre. Los accesos a través de aberturas, escotillas o registros horizontales tendrán dimensiones suficientes para que una persona provista de un aparato respiratorio autónomo y de equipo protector pueda subir o bajar por cualquier escala sin impedimento alguno, y también un hueco libre que permita izar fácilmente a una. 34.

(33) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. persona lesionada desde el fondo del espacio de que se trate. El hueco libre será como mínimo de 600 x 600 mm. Cuando el acceso a una bodega de carga sea a través de la escotilla de carga, la parte superior de la escala se situará lo más cerca posible de la brazola de la escotilla. En los accesos a través de aberturas o registros verticales en mamparos de balance, varengas, vagras y bulárcamas que permitan atravesar el espacio a lo largo y a lo ancho, el hueco libre será como mínimo de 600 x 800 mm, y estará a una altura de la chapa del forro del fondo que no exceda de 600 mm, a menos que se hayan provisto rejillas o apoyapiés de otro tipo.. 3.5. MOLINETES La potencia necesaria del molinete se estima mediante el artículo técnico obtenido de la revista "Ingeniería Naval'', "Normas prácticas para el diseño de molinetes de ancla" por "Carral Couce, Juan Carlos y Carral Couce Luis'', mediante la siguiente expresión: (. (. ). ). Dónde: η eléctrico = 0.7 η mecánico = 0.8 Vs = VIzada = 9 m / min Pa = Peso del ancla = 12.300 kg d = diámetro de la cadena =97 mm Lc = Longitud de la cadena = 687,5 metros Teniendo así: También tenemos que considerar cuando nuestro molinete opera zarpando la cadena del fondo, ya que la potencia requerida suele ser mayor, la estudiaremos mediante la siguiente expresión: (. (. ). ). Dónde: η eléctrico = 0.7 η mecánico = 0.8 Vs = VIzada = 9 m / min Pa = Peso del ancla = 12.300 kg d = diametro de la cadena =97 mm Lc = Longitud de la cadena = 687,5 metros Dado que la potencia en este segundo caso es mayor que en el primero optaremos por este valor para dimensionar nuestros molinetes. 35.

(34) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Por lo que como acabamos de calcular dispondremos de dos molinetes de una potencia mínima de 462,141 kW cada uno. A continuación realizaremos el cálculo de la potencia del molinete según la Sociedad de clasificación: El molinete se montará y diseñará de acuerdo con las normas de la sociedad de clasificación (Parte 3; capítulo 13; 7.6).. Figura 3-15 – Criterios potencia cabrestante Fuente: Lloyd's Register El molinete deberá tener suficiente potencia para: Desarrollar un tiro continuo durante un período de 30 minutos que responde a la siguiente expresión para el caso de aceros tipo U2, siendo dc el valor del diámetro del redondo del que provienen los eslabones de la cadena.. Desarrollar un tiro durante un periodo de al menos dos minutos, igual al valor superior de los siguientes: 1,5 veces el valor del tiro continuo anterior, es decir, 6.064,44 N. Tiro de rotura del ancla, que se calcula con la siguiente expresión:. Siendo:. 36. . Lc la longitud total de la cadena (687,5 m.). . Wa la masa del ancla (12,300 tn.). . dc es el diámetro del eslabón, 97 mm.

(35) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Lo cual resulta en un tiro de 602.622,125 N, que es el máximo de los dos. El molinete también deberá poder soportar, con el freno aplicado y simulando condiciones de trabajo real, sin que se dé una deformación permanente en el freno aplicado, la siguiente carga:. Siendo kb un valor tabulado que se corresponde en nuestro caso con 6,18 (molinete con estopor y cadena de acero tipo U2), lo cual nos da una carga de 21.724,430 N.. Figura 3-16 – Factor Kb para el cabrestante Fuente: Lloyd's Register Todo lo anterior se refiere al tiro que ha de ejercer el molinete, pero para estimar la potencia del molinete hay que saber la velocidad con que se recoge cadenas para un tiro dado. La Sociedad de Clasificación exige a este respecto lo siguiente (Parte 3; capítulo 13; 7.6.4): “levar el ancla de 82,5 m hasta los 27,5 metros de profundidad a una velocidad media de 9 m/min”. La potencia requerida por cada molinete está dada por:. Siendo: . PC, peso de la cadena (fuera del agua) expresado en kg.. . PA, peso del ancla fuera del agua (12.300 kg).. . v, velocidad de izado (9 m/min = 0,15 m/s).. . f, coeficiente de rozamiento entre la cadena y el escoben. Se estima en 2.. . n, rendimiento mecánico del molinete. Se estima en 0,7.. 37.

(36) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Obtenemos que el molinete tendrá una potencia de 112,598 kW. La potencia eléctrica necesaria, considerando un rendimiento eléctrico de 0,9, será de 132,468 kW por cada molinete. Por lo que, elegimos la potencia mayor calculada, que corresponde a las normas técnicas que como acabamos de calcular dispondremos de dos molinetes de una potencia mínima de 462,141 kW cada uno.. Figura 3-17 – Molinete Fuente: http://img.nauticexpo.com/images_ne/photo-g/39194-7364359.jpg. En el Anexo B se adjunta el catálogo del fabricante Rolls Royce.. 3.6. ESTOPOR Este elemento sirve para retener la cadena del ancla, impidiendo que la tensión de la misma ejerza una acción directa sobre el molinete. Se ubica en la cubierta del castillo de proa entre el molinete y el escobén (siguiente apartado). De entre los diversos tipos de estopores (de patín, de husillos y de rodillos), seleccionamos el último, ya que cuenta con la ventaja de que disminuye el rozamiento de la cadena en la boca del escobén.. Figura 3-18 – Estopor Fuente: www.sksshipping.com/publish_files/bowchain.jpg.jpg 38.

(37) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-19 – Esquema del equipo de fondeo Fuente: http://forshipbuilding.com/equipment/anchors/. 3.7. ESCOBÉN Para calcular el diámetro del tubo del escobén emplearemos la siguiente fórmula empírica: ((. ). ). Debido a que el buque proyecto posee una protuberancia a proa, sin considerarse bulbo, hay que tener cuidado en la localización del escobén para que al arriar o izar el ancla no colisione con el casco.. Figura 3-20 – Descripción del equipo de fondeo Fuente: http://files.navegar-es-preciso.webnode.com/200008759b19dab38fa/molinete-de-anclas.jpg 39.

(38) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. 3.7.1. BOZAS DE CADENAS Este elemento es necesario para tensar adecuadamente el trozo de cadena comprendido entre el estopor y el ancla cuando ésta se encuentra estibada en el escobén. Está formada por trozos de cadena que por un extremo se fijan a la cubierta y por el otro, acaba en un grillete que se trinca al eslabón de la cadena entre el estopor y el escobén.. Figura 3-21 – Boza de cadenas Fuente: http://aulanautica.org/wp-content/uploads/2015/01/Temario-PNB-10.jpg. 3.8. CHIGRES DE AMARRE La potencia necesaria de los chigres se estima mediante el artículo técnico obtenido de la revista "Ingeniería Naval'', "Normas prácticas para el diseño de molinetes de ancla" por "Carral Couce, Juan Carlos y Carral Couce Luis'' La sociedad de clasificación establece que para buques de más de 90 metros de eslora, no existe obligación respecto a ninguno de estos elementos para su clasificación (Parte 3, capítulo 13; Sección 8; Apartado 7.5.3-7.5.5).. 40.

(39) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-22 – Características líneas de amarre Fuente: Lloyd's Register Aún así, se recomienda que la suma de la resistencia de todas las líneas de amarre sea inferior a la carga de rotura proporcionada por la norma (736 kN). La recomendación de la sociedad de clasificación respecto a los cables de amarre para buques con este número de equipo, es de 6 líneas de al menos 200 m. de longitud. Según lo indicado anteriormente, se dispondrán, con objeto de realizar correctamente las maniobras de amarre del buque, de 7 estachas con una carga de rotura mínimo de 736 kN. Se dispondrá a tal efecto de un chigre para cada estacha los cuales se dispondrán del siguiente modo: - Dos chigres a proa - Dos chigres al costado de babor - Dos chigres al costado de estribor - Un chigre a popa. -. -. -. Los elementos mecánicos de los chigres de maniobra deberán resistir, de modo continuo y sin sobrepasar los límites de tensión admitidos, una carga estática superior en un 50% a la carga nominal de trabajo. Estando el chigre en movimiento, sus elementos mecánicos deberán resistir durante 6.000 horas, de un modo continuo y sin sobrepasar los límites de tensión admitidos, una carga dinámica intermitente de las siguientes características: 2 minutos al 120% de la carga nominal 1 minuto en reposo El motor del chigre debe ser capaz de ejercer durante una hora en continuo la siguiente potencia: (. ). Dónde: - T es la tracción en toneladas. T = 0,33 * MBL 41.

(40) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. -. -. es la velocidad de izada es el rendimiento de la transmisión Si el accionamiento es eléctrico, como es el caso, el motor deberá estar preparado para realizar 15 arranques en una hora con periodos intermedios de reposos de 2 minutos y ejercer durante 5 minutos una potencia superior en un 20% a la potencia calculada La velocidad de izada debe estar entre 20 y 30m/min El diámetro mínimo del carretel será al menos 15 veces el diámetro del cable a emplear, o 5 veces el diámetro de la estacha. El diámetro máximo del carretel será tal que la desviación con respecto a la velocidad media de izada sea inferior al 25%. Si el carretel es desembragable, como es el caso, deberá contar con un sistema de frenado capaz de ejercer un par de frenado igual a 1,5 veces el par nominal de trabajo del chigre. Deberá estar dotado, además, de un sistema de frenado automático.. Dimensiones del carretel El carretel idóneo será aquel que, además de cumplir las hipótesis de diseño, cumpla que el cable no sufra daño al ser enrollado, la velocidad lineal del cable largando y cobrando se mantenga constante, y que tenga el tamaño lo más reducido posible. En la práctica se acepta como la siguiente expresión para el cálculo del diámetro interior del carretel di: (. ). Siendo una buena aproximación del diámetro del cable la siguiente ecuación, donde T es la tracción nominal del chigre: (. ). Por lo tanto, el diámetro del cable será dc = 43mm, y el diámetro interior del carretel será di = 731mm Como diámetro exterior De se usará la expresión: (. ). La tracción máxima que sufre el cable al enrollarse en la primera capa se hallará como: ( ( Dónde: - T es la tracción nominal - De es el diámetro exterior del carretel - di es el diámetro interior del carretel - dc es el diámetro del cable Obteniéndose un valor de 128 toneladas.. 42. ) ).

(41) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. A partir de los diámetros podemos calcular la anchura necesaria del carretel para que admita todo el cable previsto. La siguiente fórmula empírica es válida para carreteles dotados de estibador de cable, como es el caso: (. ). Donde l es la anchura del carretel y L la longitud del cable a almacenar. Operando, llegamos a que l = 110mm. Relación de transmisiones Se recurrirá a un motor eléctrico como sistema de accionamiento de los chigres al tener un precio mucho menor que uno hidráulico, y además tener un menor mantenimiento y un fácil montaje. Como contrapartida, al no admitir variación de velocidad deberá instalarse un reductor. La relación de transmisiones se calcula como el cociente entre la velocidad del motor y la velocidad del carretel. Es decir: (. ). Dónde: - De es el diámetro exterior del carretel - di es el diámetro interior del carretel - Nm son las revoluciones del motor eléctrico, que se han estimado en 1200rpm - vs es la velocidad de izada Las revoluciones del carretel Nc se calculan mediante la expresión:. (. ). Por lo que, operando, i = 275,44. Potencia requerida por el chigre Será la potencia media que deba entregar el motor de accionamiento del chigre. Depende de la velocidad media de izada, de la tracción correspondiente a esa velocidad y del tipo de accionamiento que se va a emplear. Deberemos, pues, determinar si el accionamiento es directo o mediante reductora, así como el rendimiento de la transmisión. Una buena a fórmula de aproximación será la siguiente: (. ). Dónde: - vs es la velocidad de izada, se tomará 20m/min - T es la tracción. T = 0,33 * MBL - ηt es el rendimiento de la transmisión, se tomara un 95% Operando, llegamos a que la potencia necesaria para nuestro chigre será Pc = 177,94 kw. 43.

(42) Capítulo 3. Equipo de amarre y fondeo Jose Antonio González Llorente. Figura 3-23 – Chigre de amarre Fuente: www.thsa.com/uploads/productos/maquinillas-mooring-winch.jpg. Elementos de amarre Adicionalmente a lo anterior, se instalarán los siguientes elementos necesarios para las maniobras de amarre: a) A proa: -. Diez bitas dobles de acero soldado Dos bitas triples de acero soldado Seis guías de tipo universal con rodillos horizontales y verticales. Cinco escobenes de tipo Panamá Cuatro rodillos giratorios de eje vertical para reenvío de los cables de amarre. b) A popa: -. Once bitas dobles de acero soldado Ocho guías de tipo universal con rodillos horizontales y verticales Nueve escobenes de tipo Panamá Cuatro rodillos giratorios de eje vertical para reenvío de los cables de amarre.. c) En la zona de carga: -. 44. Cuatro bitas dobles de acero soldado Cuatro guías de tipo universal con rodillos horizontales y verticales Cuatro escobenes de tipo Panamá Cuatro rodillos giratorios de eje vertical para reenvío de los cables de amarre.

(43) Capítulo 4. Equipos de maniobrabilidad y gobierno Jose Antonio González Llorente. Capítulo 4. EQUIPOS DE MANIOBRABILIDAD Y GOBIERNO En este capítulo se calculará la potencia del servomotor.. 4.1. SERVOMOTOR Según lo estipulado en las normas de la sociedad de clasificación (Parte 5; capítulo 19), el buque estará provisto de un mecanismo de gobierno y otro auxiliar dispuestos de tal forma, que si fallara uno de ellos, el buque no quedaría inoperativo. El principal deberá ser capaz de mover el timón de 35 º en una banda a 30 º en la opuesta al calado máximo, con velocidad de servicio en no más de 28 segundos. Por su parte, el auxiliar deberá ser capaz de mover el timón de 15 º a una banda a 15 º en la opuesta en las mismas condiciones en no más de 60 segundos. De cualquier manera ambos mecanismos se dispondrán de tal forma que en el caso de un black-out, se reinicien automáticamente. Se pondrán en marcha desde el puente de mando y la transferencia de uno a otro debe poder efectuarse en cualquier momento. El servomotor del timón deberá ser capaz de pasar de una banda a otra (exactamente de 35º a una banda a 30º a la opuesta) en 28 segundos. La fuerza lateral sobre el timón actuando sobre el centro de presiones se determinara por la expresión facilitada por la reglamentación de L.R.S. (Parte 3, capítulo 13, sección 2):. siendo: . c1, c2 y c3 tres coeficientes definidos por la Sociedad de clasificación.. . CTH el coeficiente de empuje, que se toma como 1.. . AR el area del timón (61,44 m2). . v la velocidad del buque (15 kn).. Los coeficientes anteriores son:.  . c2=1,1. . c3=1,0. Sustituyendo los valores arriba mencionados, calculamos la fuerza lateral sobre el timón:. Consideramos esta expresión dependiente del ángulo de metida, ya que lo que realmente necesitamos es la fuerza máxima. Integraremos la expresión resultante entre los ángulos q=0º y q= 35º, siendo este el punto donde tenemos el par máximo.. 45.

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Figura 3-4 – Dimensiones ancla tipo hall
Figura 3-5 – Datos de los grados de acero de las cadenas  Fuente: Lloyd's Register
Figura 3-8 – Grillete de ancla
Figura 3-9 – Cargas de prueba para cadena con concrete  Fuente: http://chainmen.com/oficio/cargas/cas/index.html
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Referencias

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