TítuloRemolcador de altura polivalente

(1)

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR

UNIVERSIDAD DE A CORUÑA

PROYECTO FIN DE GRADO 2014/2015

GRADO EN INGENIERÍA DE PROPULSIÓN Y SERVICIOS DEL

BUQUE

CUADERNO 12: EQUIPOS Y SERVICIOS

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1 MARIO TEIJEIRO PRIETO

Escola Politécnica Superior

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA NAVAL Y OCEÁNICA

GRADO EN INGENIERÍA DE PROPULSIÓN Y SERVICIOS DEL BUQUE

CURSO 2.014-2015

PROYECTO NÚMERO

TIPO DE BUQUE: Remolcador de Altura Polivalente, escolta, lucha contra incendios y lucha contra la contaminación.

CLASIFICACIÓN, COTA Y REGLAMENTOS DE APLICACIÓN: American Bureau of Shipping, Solas, Marpol.

CARACTERÍSTICAS DE LA CARGA: 130 toneladas de tiro a punto fijo, 700 toneladas de carga en cubierta.

VELOCIDAD Y AUTONOMÍA: 15 nudos al 85 % de la MCR, 15 % de margen de mar, autonomía de 8000 millas.

SISTEMAS Y EQUIPOS DE CARGA / DESCARGA: Maquinillas de remolque en proa y popa, gancho giratorio y articulado, los habituales en este tipo de buques.

PROPULSIÓN: Propulsión diésel-eléctrica, propulsores azimutales tipo Schottel.

TRIPULACIÓN Y PASAJE: 14 tripulantes, 60 supervivientes.

OTROS EQUIPOS E INSTALACIONES: Hélice transversal en proa,

Ferrol, 23 de Marzo de 2.015

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2

3. DISPOSITIVOS Y MEDIOS DE SALVAMENTO ... 16

3.1 Reglamentación aplicable ... 16

3.2 Elementos ... 20

3.3 Definición de elementos ... 21

3.3.1 Chalecos salvavidas ... 21

3.3.2 Balsas salvavidas ... 21

3.3.3 Bote de rescate ... 22

3.3.4 Bote de trabajo ... 23

3.3.5 Pescantes ... 24

4. SISTEMA DE LASTRE ... 26

4.1 Parámetros del sistema ... 27

4.2 Número de bombas ... 30

4.3 Selección de la bomba ... 30

4.4 Colector de lastre ... 31

5. SISTEMA DE ACHIQUE DE SENTINAS ... 31

5.1 Caudal de sentinas ... 31

5.2 Definición de la bomba comercial elegida ... 33

6. SISTEMA DE LUCHA CONTRAINCENDIOS ... 34

6.1 Normativa aplicable ... 34

6.2 Equipos contraincendios ... 34

6.3 Sistema contraincendios propio ... 35

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6.4 Sistema contra incendios FIFI ... 49

6.4.1 Monitores de agua ... 50

6.4.2 Equipo móvil de lucha contra incendios ... 52

6.4.3 Válvulas ... 53

6.4.4 Sistema Water Spray ... 53

6.4.5 Equipos de protección individual ... 54

6.5 Bombas de lucha contra incendios ... 54

6.5.1 Aplicación al proyecto ... 55

6.5.2 Conductos de aspiración y de impulsión de bombas ... 58

7. SERVICIOS DE ACCESO ... 58

8. EQUIPOS DE NAVEGACIÓN Y COMUNICACIONES ... 59

8.1 Comunicaciones exteriores y equipos de ayuda a la navegación ... 59

8.2 Comunicaciones interiores ... 60

8.3 Equipos de navegación ... 60

9. EQUIPO DE GOBIERNO Y CONTROL ... 61

10. SERVICIO DE ALUMBRADO ... 62

10.1 Iluminación interior ... 62

10.2 Iluminación exterior ... 62

10.3 Luces de navegación... 63

10.4 Alumbrado de emergencia ... 63

11. SEÑALES SONORAS ... 64

12. SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO ... 64

13. COCINA Y GAMBUZAS ... 65

14. LAVANDERÍA ... 65

15. GAMBUZA SECA Y GAMBUZA FRIGORÍFICA ... 65

16. EQUIPO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS ... 66

17. AGUA DULCE ... 66

17.1 Tanques de agua dulce ... 67

17.2 Bomba de agua dulce ... 68

17.3 Bomba de circulación de agua caliente ... 69

17.4 Equipos del sistema de agua dulce ... 69

17.5 Tanque hidróforo ... 69

17.6 Calentador de agua ... 69

18. SISTEMA DE AGUAS RESIDUALES ... 70

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19.1 Pintura ... 70

19.2 Protección catódica ... 71

20. EQUIPO DE REMOLQUE ... 71

20.1 Cable de remolque ... 71

20.2 Chigre de remolque ... 72

20.3 Maquinilla de remolque en proa ... 73

20.4 Gancho de remolque ... 73

20.5 Sistema de control... 73

21. SISTEMA DE LUCHA CONTRA LA CONTAMINACIÓN ... 74

21.1 Tanques de almacenamiento de aguas oleaginosas ... 74

21.2 Sistema de calefacción de tanques ... 75

21.3 Sistema de inertización de tanques ... 77

21.4 Cerco lateral RO-SWEEP ... 78

21.5 Skimmer ... 78

21.6 Barreras ... 79

21.7 Dispersante ... 80

22. EQUIPO DE SALVAMENTO ... 80

22.1. Cesta de rescate ... 80

23. BOMBA DE ACHIQUE ... 81

24. EQUIPOS DE CARGA ... 81

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1. INTRODUCCIÓN

En el presente cuaderno se desarrollarán los cálculos de los equipos auxiliares que llevará el buque.

El buque proyectado llevará además de los equipos comunes en todos los tipos de barcos, equipos para desarrollar operaciones de rescate, remolque, lucha anticontaminación y contraincendios.

2. EQUIPO DE AMARRE Y FONDEO

El cálculo se realizará a partir del reglamento solicitado en la RPA del proyecto. En este caso el reglamento a aplicar será la parte 3, capítulo 5, del reglamento de la sociedad de clasificación ABS.

Los cálculos están desarrollados para una condición de amarre temporal en puerto o en un área de aguas tranquilas.

2.1 Número de equipo

Según la sociedad de clasificación ABS, el cálculo del número de equipo está basado en una situación de las siguientes características:

 Corriente de 2,5 m/s.

 Velocidad de viento de 25 m/s.

 Longitud de cadena largada entre 6 y 10 veces la profundidad.

El número de equipo para buques destinados para el servicio de remolque será:

𝑁𝐸 = 𝑘 ∗ 𝛥23_{+ 𝑚 ∗ (𝐵 ∗ 𝑎 + 𝛴 (𝑏 ∗ ℎ)) + 𝑛 ∗ 𝐴}

Donde:  𝑘 = 1.

 𝑚 = 2.

 𝑛 = 0,1.

 𝛥 = Desplazamiento en la línea de carga de verano (toneladas).  𝐵 = Manga de trazado (m).

 ℎ = Altura de cada nivel de caseta o superestructura de una manga igual o superior a B/4 (m).

 𝑎 = Francobordo de verano en el medio del buque (m).

 ℎ1, ℎ2, ℎ3 … = Altura de la línea en el centro de casetas sobre la cubierta de manga superior a B/4 (m).

 𝐴 = área del perfil del casco, superestructura y casetas sobre la línea de carga de verano. Sólo se incluirán las superestructuras o construcciones en cubierta que tengan una manga mayor de 0,25*B en cualquier punto (m2_).

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k 1

Δ (toneladas) 2901,373

m 2

B (m) 15,58

a (m) 1,15

h1,h2,h3,h4 (m) 2,8

b1,b2 (m) 15,58

b3 (m) 10,69

b4 (m) 13,03

n 0,1

A (m2) 351,77

𝛥23 _{= 203,42}

𝛴 (𝑏 ∗ ℎ) = 𝑏1 ∗ ℎ1 + 𝑏2 ∗ ℎ2 + 𝑏3 ∗ ℎ3 + 𝑏4 ∗ ℎ4

𝛴 (𝑏 ∗ ℎ) = 153,66

Por tanto el número de equipo será:

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2.2 Ancla y cadena

(9)

Al elegir la calidad del material de la cadena se ha optado por el material de mayor calidad (Grado 3) porque aunque suponga un aumento en el coste de construcción, permitirá reducir el tamaño de los elementos de fondeo y disminuir la potencia de los molinetes.

NE= 600 U17 Parámetros de ancla y cadena

Nº de anclas 3

Peso por ancla (kg) 1920

Longitud total de cadena (m) 440

Diámetro de cadena (mm) 34

El número de anclas de las que se dispondrá serán dos más una de repuesto ya que la sociedad de clasificación lista tres anclas pero no son requeridas más de dos para la clasificación.

Para calcular la longitud de cadena que irá estibada en cada caja se utilizarán los siguientes datos:

Longitud largo de cadena (m) 27,5 Nº total de largos 16 Nº de largos por banda 8

𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑗𝑎 (𝑚)

= 𝑁º 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 ∗ 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎 (𝑚)

𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒅𝒆𝒏𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒄𝒂𝒋𝒂 (𝒎) = 𝟐𝟐𝟎 𝒎

2.3 Amarre y remolque

(10)

NE= 600 U17

Parámetros de amarre y remolque

Remolque Longitud (m) 190 Fuerza de rotura (KN) 370

Amarre

Número de amarras 4

Longitud (m) 160

Fuerza de rotura (KN) 147

2.4 Volumen caja de cadenas

(11)

 Volumen que ocupa la cadena:

𝑉 = 8,48 ∗ 𝑑2_{∗ 𝐿 ∗ 10}−6

𝑽 = 𝟐, 𝟏𝟐𝟏 𝒎𝟑

Donde:

𝐿 = Es la longitud de la cadena estibada en la caja. 𝑑 = Diámetro de cadena.

 Volumen cónico superior (V1):

𝑉1 =ℎ2

 Espacio propio de almacenamiento (V2):

𝑉2 = 𝑉 − 𝑉1

𝑽𝟐 = 𝟏, 𝟗𝟓𝟕𝟐 m3

 Altura para la caída de cadena y acceso (h1):

1,5 ≤ ℎ1 ≤ 2,8

𝒉𝟏 = 𝟐 m

 Altura del espacio propio de almacenamiento (h3):

ℎ3 = 𝑉2

(12)

V2 1,9572

l1 0,85

l2 0,85

𝒉𝟑 =2,7089 m

 Altura para el drenaje de la cadena (h4):

0,6 ≤ ℎ4 ≤ 0,8

𝒉𝟒 = 𝟎, 𝟔 m

 Altura total de la caja de cadenas (h):

ℎ = ℎ1 + ℎ2 + ℎ3 + ℎ4

𝐡 =5,8859 m

 Volumen real necesario (V):

𝑉 = (ℎ2 + ℎ3) ∗ 𝑙2

h2 0,577

h3 2,7089

l 0,85

𝑽 = 2,374 m3

2.5 Diámetro del escobén

Se considera que el diámetro mínimo de la abertura para el paso de cadenas por el costado del buque será equivalente a:

𝐷𝑒𝑠𝑐𝑜𝑏é𝑛 = [(100-Dcadena)*0,03867+7,5]*Dcadena

Donde:

𝐷𝑐𝑎𝑑𝑒𝑛𝑎 = 34 mm

𝑫𝒆𝒔𝒄𝒐𝒃é𝒏 = 𝟑𝟒𝟏, 𝟕𝟕 𝒎𝒎

2.6 Diámetro de la gatera

(13)

2.7 Estopor

Está situado entre el molinete y el escobén y tiene la función de trincar la cadena para evitar su movimiento.

2.8 Molinete

El molinete estará ubicado en la zona de proa de la cubierta 3 y realizará las tareas tanto de amarre como de fondeo.

Para el cálculo de la potencia del molinete, se utilizará a efectos de cálculo la consideración de que el molinete se utilizará tanto para el fondeo como para el amarre. Por esto, el cálculo se hará considerándolo como un molinete de anclas.

Se recurrirá al artículo técnico Normas Prácticas para el diseño de molinetes de anclas

del Doctor en Ingeniería Naval Luis Carral Couce.

El molinete será proyectado como un molinete biancla empleado en cadenas de pequeño o mediano diámetro (20 a 70 mm). Su accionamiento será eléctrico con un motor de corriente continua ya que estos poseen un alto par de arranque y aumentan su velocidad al aumentar la carga.

Se utilizarán estos motores al tener un diámetro de cadena menor de 30 mm.  Potencia media:

La potencia media del molinete de anclas será:

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =0,87 ∗ (𝑝𝑎+ 0,02 ∗ 𝑑

Los siguientes datos son ya conocidos:

pa (kg) 1920 d (mm) 34

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En el artículo técnico citado, se especifica que la velocidad de izada será al régimen de giro nominal del motor y a plena carga:

9 𝑚/𝑚𝑖𝑛 ≤ 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 ≤ 12 𝑚/𝑚𝑖𝑛

Se tomará un valor medio:

𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 = 10,5 𝑚/𝑚𝑖𝑛

Para el cálculo del rendimiento del molinete se realiza una estimación de los rendimientos de los saltos de engranajes consecutivos. Se utilizará un motor eléctrico con una velocidad de giro de 1500 rpm y se calculará la relación de transmisión:

𝑖 =𝑁𝑚 velocidad de giro del molinete:

𝑁_𝑏 = 𝑁𝑚

𝑖 = 7,72 𝑟𝑝𝑚

El engranaje cilíndrico será de tres etapas con una relación de reducción i≤8 y un rendimiento de los engranajes de 0,9 por etapa:

𝜇𝑚 = 0,93 = 0,73

El rendimiento del escobén puede suponerse igual a: 𝜇_𝑒 = 0,6

Finalmente, a partir de los datos calculados se conocerá la potencia nominal del molinete:

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 = 0,87 ∗ (𝑝𝑎+ 0,02 ∗ 𝑑

2_{∗ 𝐿) ∗ 𝑉} 𝑠 4500 ∗ 𝜇_𝑚∗ 𝜇_𝑒

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 Potencia instantánea

La potencia instantánea del motor será la potencia nominal más un 20 %. Esta potencia tendrá que ser ejercida durante 5 minutos:

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡á𝑛𝑒𝑎 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 + 20% 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒊𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕á𝒏𝒆𝒂 = 𝟒𝟒, 𝟖 𝑪𝑽

 Potencia para zarpar el ancla del fondo

La potencia que tendrá que suministrar el motor del molinete para zarpar el ancla del fondo será:

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =(2,1 ∗ 𝑝𝑎+ 0,02 ∗ 𝑑𝑐

2_{∗ 𝐿) ∗ 𝑉} 𝑠 4500 ∗ 𝜇_𝑚∗ 𝜇_𝑒

𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟒𝟖, 𝟓𝟕 𝑪𝑽

 Dimensiones del freno

Para dimensionar el freno se deberá conocer la fuerza de frenado necesaria, la cual es función de la carga estática aplicada en el diámetro primitivo del barbotén.

𝐹𝑓 =6,35 ∗ 𝐹𝑟 ∗ 𝑑𝑐 𝐷𝑡

Donde:

𝐹_𝑟= Carga estática aplicada en el diámetro primitivo del barbotén. 𝑑_𝑐 = Diámetro de cadena.

𝐷_𝑡 = Diámetro del tambor.

El diámetro del tambor será:

𝐷_𝑡 = 20 ∗ 𝑑_𝑐

𝐷_𝑡 = 680 𝑚𝑚

Suponiendo que el molinete trabajará conjuntamente con un estopor la fuerza de frenado será la mayor de las dos cargas estáticas calculadas a continuación:

𝐹₁ = 0,21 ∗ 𝑑_𝑐2_{∗ (50 − 0,2 ∗ 𝑑} 𝑐)

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Para conocer la carga de rotura de la cadena se selecciona una cadena sin contrete del fabricante TRILLO:

d (mm) 34 σr (kg) 59980

𝐹1 = 10487 𝑘𝑔

𝐹₂ = 8997 𝑘𝑔

La fuerza de frenado necesaria será:

𝐹_𝑓 =6,35 ∗ 𝐹𝑟∗ 𝑑 𝐷_𝑡

Donde:

𝐹_𝑟= Carga estática aplicada en el diámetro primitivo del barbotén. 𝑑 = Diámetro de cadena.

𝐷𝑡 = Diámetro del tambor

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𝐹_𝑓 = 3329,62 𝑘𝑔

La fuerza a ejercer sobre la parte libre de la cinta de freno: 𝑄 = 1,4 ∗ 𝐹𝑓

𝑄 = 4661,47 𝑘𝑔

Anchura mínima de la cinta de freno:

𝑏 = 2 ∗ 𝑄

𝐷_𝑡∗ 𝑃_𝑚á𝑥

Donde:

𝑃_𝑚á𝑥 = 0,14

𝒃 = 𝟗𝟕, 𝟗𝟑𝒎𝒎

Por lo que las dimensiones finales del freno serán:

Dimensiones del freno 680x98

3. DISPOSITIVOS Y MEDIOS DE SALVAMENTO

Los dispositivos de salvamento vendrán definidos por la normativa SOLAS (Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar).

3.1 Reglamentación aplicable

Regla 6. Comunicaciones

Según esta regla el buque deberá contar con:

El buque al tener un arqueo bruto mayor de 500 (GT) deberá contar con tres aparatos radiotelefónicos bidireccionales de ondas medias. Llevará además, un respondedor de radar a cada banda.

Contará con al menos doce cohetes lanzabengalas con paracaídas estibados en el puente de navegación o cerca de este.

Se proveerá de un sistema de emergencia constituido por un equipo fijo o portátil, o por ambos, para comunicaciones bidireccionales entre puestos de control de emergencia, puestos de reunión y de embarco y puntos estratégicos a bordo.

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Regla 7. Dispositivos individuales de salvamento

 Aros salvavidas

El buque llevará aros salvavidas a ambas bandas en todas las cubiertas expuestas que se extiendan hasta el costado del buque, a medida de lo posible.

Habrá por lo menos uno en las proximidades de la popa, y como mínimo poseerá a cada banda un aro salvavidas provisto de una rabiza flotante de una longitud igual al doble de la altura a la cual irá estibado por encima de la flotación de navegación con calado mínimo.

Por lo menos la mitad los aros estarán provistos de luces de encendido automático y dos de estos llevarán también señales fumígenas de funcionamiento automático y se podrán rápidamente desde el puente de navegación. Estos aros irán distribuidos por igual a ambas bandas del buque y no serán los provistos de rabiza.

 Chalecos salvavidas

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 Trajes de inmersión y protección contra la intemperie

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Regla 31. Embarcaciones de supervivencia y botes de rescate

La parte de la regla que correspondería aplicar al buque sería:

Regla 32. Dispositivos individuales de salvamento

 Aros salvavidas

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20

Tripulantes y supervivientes 14 tripulantes y 60 supervivientes

Nº de elementos

Los elementos de salvamento que el buque llevará cumpliendo con los requerimientos citados anteriormente serán:

Elemento Número

Comunicaciones

Aparatos radiotelefónicos bidireccionales de ondas medias 3

Respondedores de radar

1 a cada banda

Cohetes lanzabengalas con paracaídas 12

Equipo fijo para comunicaciones bidireccionales (sistema de

emergencia) 1

Sistema de alarma general megafónico 1

Dispositivos individuales de salvamento

Aros salvavidas

Estándar 2

Con rabiza flotante 2

Con luces de encendido automático 2

Con luces de encendido automático y señales fumígenas 2

Chalecos salvavidas

Para tripulación 14

Para supervivientes 60

10% del total para niños 8

Trajes de inmersión 14

Botes y balsas salvavidas

Botes salvavidas 1

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3.3 Definición de elementos

3.3.1 Chalecos salvavidas

Los chalecos salvavidas seleccionados serán los SOLAS 2010 Avanzado de la compañía Lalizas cuya descripción se adjunta a continuación:

Chaleco salvavidas Masa corporal (kg)

adulto >43

Masa corporal (kg) niño 15-43 Dimensiones adulto (cm) 55x36x12

Dimensiones niño 51x20x12

3.3.2 Balsas salvavidas

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Capacidad (personas) 16 Dimensiones (cm) 128x67x67

Peso (kg) 140

3.3.3 Bote de rescate

El bote de rescate utilizado será el SOLAS DUARRY 420 el cuál, dispone de un casco de aluminio y está relleno de espuma de célula cerrada. Cuenta con las siguientes características:

Capacidad máxima (personas) 6 LOA (m) 4,2 Eslora interior (m) 3,19

Manga total (m) 2,03 Calado (m) 0,61 Diámetro de flotador 0,48 Peso (kg) 225 Carga máxima (kg) 786 Potencia (HP) 25/40

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3.3.4 Bote de trabajo

El buque seleccionado será el WEEDO 710 TUG de la compañía Maritime Partner. Este puede utilizarse tanto como bote de trabajo como para rescate aunque los requerimientos del SOLAS ya estén cubiertos.

Este bote además, está diseñado para el manejo de barreras anticontaminación. Sus características principales son las siguientes:

Capacidad máxima (personas) 6

LOA (m) 7,1

Manga total (m) 2,93 Calado (m) 1,25 Peso (kg) 3450

Motor VOLVO PENTA D4-260

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3.3.5 Pescantes

Se instalarán pescantes para el izado de la embarcación de trabajo y el bote de rescate.

Pescante del bote de rescate

Para el izado del bote de rescate se instalará el pescante modelo PALFINGER PRHE 25H:

Carga de trabajo segura (SWL) 2803 kg Pivotamiento Hidráulico

Izado Eléctrico Condiciones de trimado 20º/10º

Altura máxima (mm) 3907 Velocidad de izado (m/min) 0-18

Izado de emergencia Hidráulico / Manual Potencia consumida (kW) 20

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Pescante para el bote de trabajo

El pescante para el izado del bote de trabajo tiene que ser capaz de trabajar con un peso superior a 3450 kg. El pescante elegido es el PALFINGER PRH 55 H cuyas características se muestran a continuación:

Carga de trabajo segura (SWL) 5608 kg Pivotamiento Hidráulico

Izado Hidráulico Condiciones de trimado 5º/2º

Altura máxima (mm) 3907 Velocidad de izado (m/min) 0-48

Izado de emergencia Hidráulico / Manual Velocidad con tensionado cte. 1,25 m/s

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4. SISTEMA DE LASTRE

Para obtener el caudal y la presión de la bomba de lastre debe conocerse la capacidad de lastre y el tiempo de lastrado. Por esto, se realiza un esquema de lastrado preliminar pudiendo así aproximar las pérdidas de carga.

NOTA:

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4.1 Parámetros del sistema

Caudal

Para determinar el caudal de lastre se necesita determinar la cantidad de agua de lastre necesaria y el tiempo de lastrado. Para esto se definirán primero las capacidades de cada tanque de lastre.

Al no ser necesaria la realización del cuaderno 4 en este proyecto, las capacidades de los tanques serán una estimación a partir de los datos de los buques base y de la disposición de tanques mostrada en el apartado anterior.

Tanques de lastre Capacidad (m3)

WB PR 1 107,22

Se estimará un tiempo de lastrado de 10 horas.

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 = 𝟖𝟓, 𝟕𝟔𝟑 𝒎 𝟑

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Presión

Se considera una presión de descarga en el tanque más desfavorable de 2 bar.

Una vez definido el esquema de lastrado se pueden conocer la longitud de tubería y la altura del tanque más alejado de las bombas de lastre. Los tanques más alejados son los situados en el pique de popa.

Para el cálculo de las pérdidas de carga es necesario conocer la longitud de tubería, los diámetros y las características de los accesorios que se utilizarán. Una vez conocidos, se podrá utilizar la fórmula de Hazen-Williams al tanque más desfavorable:

𝑃_𝑐 =6,05 ∗ 10

5 _{∗ 𝐿 ∗ 𝑄}1,85 𝐶1,85_{∗ 𝑑}4,87 Donde:

𝑃_𝑐 =Pérdida de carga entre dos puntos de una tubería (bar).

𝐿 = Longitud equivalente del tubo y accesorios (m). 𝑄 = Caudal que circula por el tubo (l/min).

𝐶 = Constante para el tipo de tubo. 𝐷 = Diámetro interior del tubo.

(30)

Tramo 1 Tramo 2 Tramo 3 L tramo recto (m) 25,65 9,67 5,193

L accesorios (m) 10,81 3,35 2,85 L (m) 36,46 13,02 8,043 d (mm) 68,8 41,8 27,2 Q (l/min) 1179,56 420,38 239 C 120 120 120 Pérdidas tramo recto

(bar) 1,196 0,757 1,159 Pérdidas accesorios

(bar) 0,504 0,262 0,636 Pérdidas de carga

totales (bar) 1,701 1,019 1,796

Por tanto, el total de pérdidas de carga será:

𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 4,517 Bares

A continuación se calculará la presión necesaria por la diferencia de altura:

Densidad (kg/m3) 1,025 Gravedad (m/s2₎ _9,81

Altura (m) 4,5

𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑝𝑜𝑟 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 = 0,452 Bares

A partir de estos datos se podrá calcular la presión de bombeo:

Presión de descarga (bar) 2 Pérdidas de carga (bar) 4,517 Presión por altura (bar) 0,452

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4.2 Número de bombas

Según las reglas de la sociedad de clasificación se llevarán dos bombas siendo una de reserva.

4.3 Selección de la bomba

A partir del caudal y la presión necesaria para las bombas de lastre, se seleccionará un modelo comercial para obtener la potencia demandada por la bomba de su curva característica. La bomba seleccionada tiene las siguientes características obtenidas a partir de su curva característica:

Modelo

AMPCO Z SERIES ZC2/ZCH2 4 X 3C

Potencia (kW) 25

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4.4 Colector de lastre

Por último se dimensionará el colector de lastre que es el que distribuye el agua recogida en las tomas de mar hacia los tanques. Para calcular la sección del colector se supondrá una velocidad en el conducto de 2m/s. Con esto las características del colector serán:

Caudal (m3/h) 85,763 Velocidad (m/s) 2

Sección (mm2) 11911,5278 Diámetro (mm) 123,15

5. SISTEMA DE ACHIQUE DE SENTINAS

Este sistema es el encargado de bombear cualquier compartimento estanco distinto de los espacios permanentes destinados al transporte de combustibles, carga líquida, agua dulce o lastre.

Según las regla ABS Parte 4, Capítulo 4, Sección 3 Bilge and Ballast system and tanks:  Los buques de más de 20 m de eslora llevarán dos bombas para el achique de

sentinas.

 La capacidad de la bomba cumplirá:

Según los requerimientos del SOLAS:

 Se especifica un número mínimo de 2 bombas motorizadas conectadas al colector de achique para los tanques de carga, una de las cuales podrá estar accionada por las máquinas propulsoras.

5.1 Caudal de sentinas

Por lo que la capacidad de las bombas vendrá definida por la siguiente ecuación:

(33)

Donde:

𝑑 = Diámetro requerido en la línea principal de succión (mm).

Q = Capacidad de la bomba (m3/h)

Para calcular el caudal necesitaremos calcular el diámetro requerido en la línea principal de succión:

El diámetro interior de las tuberías comerciales que se elijan no podrá variar más de 6 mm de los calculados a continuación:

Se calculará el diámetro del colector de sentinas mediante la siguiente fórmula:

𝑑 = 25 + 1,68 ∗ √𝐿 ∗ (𝐵 + 𝐷) mm

Para los ramales de succiones de sentina en espacios de maquinaria:

𝑑 = 25 + 2,16 ∗ √𝑐 ∗ (𝐵 + 𝐷) mm

Donde:

𝑑 = diámetro interno de la tubería (mm).

L = eslora del buque (m). B = manga del buque (m). c = eslora del compartimento (m).

D = puntal hasta la cubierta principal (m).

L (m) 54,17 B (m) 15,58 D (m) 7,51

El diámetro del colector de sentinas será:

𝑑 = 84,41 𝑚𝑚

El diámetro comercial será:

𝒅 = 𝟗𝟎 𝒎𝒎

Por último el caudal será:

𝑄 = 45,85 m3_/h

Según los requerimiento del SOLAS en el capítulo II-1, Regla 35-1, el caudal del colector de sentinas será:

(34)

V (m/s) 2 S (mm2) 6229,16

𝑄 = 44,85 𝑚3/ℎ

Se utilizará el caudal obtenido mediante las reglas de ABS al haber obtenido un caudal mínimo mayor:

𝑸 = 𝟒𝟓, 𝟖𝟓 m3_/h

5.2 Definición de la bomba comercial elegida

Se supondrá una presión de bombeo de 7 bares ya que debido a la similitud del sistema con respecto al sistema de lastre se puede suponer la presión como equivalente a modo de simplificación de cálculos.

Las características principales de la bomba comercial elegida son:

Modelo AMPCO Z SERIES ZC2ZCH2-2x2 Potencia (kW) 19

RPM 3500

(35)

6. SISTEMA DE LUCHA CONTRAINCENDIOS

Al tratarse de un buque para la lucha contraincendios, el buque contará con dos sistemas contraincendios: el sistema propio del buque y el sistema exterior. Ambos sistemas están alimentados por dos bombas contra incendios. A continuación se definirán los componentes de ambos sistemas.

6.1 Normativa aplicable

 Solas Capítulo II-2 (Construcción-Prevención, Detección y Extinción de Incendios).

 Circulares de la OMI:

MSC-.1/Circ.1387 (2010). (Directrices revisadas para la aprobación de sistemas fijos de lucha contra incendios de aplicación local a base de agua destinados a los espacios de máquinas de categoría A).(MSC/Circ.913)

MSC-.1/Circ.1165 (2005). (Directrices revisadas para la aprobación de sistemas fijos de lucha contra incendios a base de agua o equivalentes para espacios de máquinas y cámaras de bombas)

MSC/Circ.668. (Sistemas de agua equivalentes en Salas de Máquinas)

 ABS Parte 4, Capítulo 5.

 Además de los anteriores reglamentos se utilizarán como complemento normas NFPA, UNE-EN, reglas técnicas y otras.

6.2 Equipos contraincendios

Elementos del sistema

Elementos del sistema contraincendios

Sistema CI Propio Sistema CI FIFI

BIES Monitores de agua

Extintores Sistema de control remoto de los monitores

Sistema de agua nebulizada

CCMM Hidrantes de cubierta

Equipos detección y alarma Mangueras de cubierta

Sistema Water Spraying Equipos de protección individual

(36)

6.3 Sistema contraincendios propio

El reglamento SOLAS establece tres tipos de métodos de protección:

Método I C

Habrá un sistema fijo de detección de incendios y de alarma contra incendios instalado y dispuesto de manera que detecte la presencia de humo en todos los pasillos, escaleras y vías de evacuación en el interior de los espacios de alojamiento.

La construcción se realizará con mamparos de compartimentado interior con materiales incombustibles correspondientes a divisiones de clase B o C.

En los espacios de alojamiento y de servicio y en los puestos de control todos los revestimientos, cielos, rasos, pantallas supresoras de corrientes de aire y los rastreles serán de materiales incombustibles.

Método II C

Instalación de un sistema automático de rociadores, detección de incendios y alarma contra incendios para detectar y extinguir un incendio en todos los espacios en que pueda producirse, sin restricciones en general en cuanto al tipo de mamparos de compartimentado interior.

Método III C

Instalación de un sistema fijo de detección de incendios y alarma contra incendios, instalado y dispuesto de manera que permita detectar la presencia de un incendio en todos los espacios de alojamiento y de servicio, salvo los que no presenten un verdadero riesgo de incendio. Además, habrá un sistema fijo de detección de incendios y de alarma contra incendios instalado y dispuesto de manera que permita detectar la presencia de humo en todos los pasillos, escaleras y vías de evacuación.

La superficie de cualquier espacio de alojamiento limitado por divisiones de clases A o B no excederá en ningún caso de 50 m2.

(37)

6.3.1 Equipos contraincendios

Se clasifican los equipos en:

Equipos pasivos: Protección del tipo I.C. Se usarán detectores de humos sensibles a la presencia de humo en la atmósfera, y en todos los mamparos serán ignífugos, no arderán ni producirán vapores tóxicos a menos de 500°C. Las puertas de la habilitación serán de acero del tipo A60, que resisten 1h. expuestas al fuego.

Equipos activos: Su elemento principal son las bombas de contraincendios (CI).

Elementos del sistema

Extintores

Se emplearán como equipo de primera intervención para fuegos incipientes.

Requerimientos del SOLAS

Los espacios de alojamiento y de servicio y los puestos de control estarán provistos de extintores portátiles de un tipo apropiado y en un número suficiente que sean satisfactorios a juicio de la Administración. En buques de arqueo bruto igual o superior a 1000 toneladas el número mínimo de extintores a instalar en el buque será de 5.

Uno de los extintores portátiles destinados a ser utilizados en un espacio determinado estará cerca de la entrada a dicho espacio.

No habrá extintores de incendio a base de anhídrido carbónico en los espacios de alojamiento. En los puestos de control y demás espacios que contengan equipo eléctrico o electrónico o dispositivos necesarios para la seguridad del buque, se proveerán extintores cuyo agente extintor no sea conductor de la electricidad ni pueda dañar el equipo y los dispositivos.

Se proveerán cargas de respeto para el 100% de los 10 primeros extintores y para el 50% del resto de extintores que se puedan recargar a bordo.

(38)

Tipo de extintores

Los extintores se seleccionarán para cada estancia en función del tipo de fuego. Para seleccionarlos se tomará como referencia la tabla I-1 del Real Decreto 1942/1993.

Extintores de polvo ABC

Son extintores adecuados para fuegos de clase A, B y C. Estos extintores se instalarán en los espacios de acomodación.

Extintores de CO2

Se instalarán en las zonas con equipos eléctricos que puedan ser dañados por conductores eléctricos. Estas zonas serán la Cámara de Máquinas, el local de propulsores y el Puente de Navegación.

(39)

Emplazamiento de los extintores

De acuerdo con el Real Decreto 1942/1993, los extintores se situarán a una altura accesible de forma que el punto más alto de extintor se encuentre como máximo a 1,70 metros de la cubierta.

En el Real Decreto 2267/2004 se fija una distancia máxima entre extintores de 15 metros y una superficie máxima protegida por cada extintor de polvo en función de la eficacia mínima del extintor y del grado de riesgo intrínseco del sector de incendio de acuerdo con la tabla 3.1. del decreto:

Se utilizarán los extintores aptos para un grado de riesgo alto cuya eficacia mínima es la 34 A y que podrán cubrir, por extintor, hasta 300 m2_{por sector de incendios y hasta 200} m2 si en un mismo sector se coloca más de un extintor.

El número de extintores por zona se definirá a continuación:

Zona Número de extintores

Polvo ABC CO2 Polvo ADC 50 kg Cubierta principal 3 1 -

Cubierta 1 2 - -

Cubierta 2 1 - -

Puente de navegación 1 1 - Cámara de máquinas 2 2 - Local de propulsores 2 3 1 Local hélice de proa 1 - 1

TOTAL 12 7 2

(40)

Bocas de incendio

Requerimientos SOLAS

El número y la distribución de las bocas contra incendios serán tales que por lo menos dos chorros de agua no procedentes de la misma boca contra incendios, uno de ellos lanzado por una manguera de una sola pieza, puedan alcanzar cualquier parte del buque normalmente accesible a los pasajeros o a la tripulación mientras el buque navega, y cualquier punto de cualquier espacio de carga cuando éste se encuentre vacío, cualquier espacio de carga rodada o cualquier espacio para vehículos. Además, estas bocas estarán cerca de los accesos a los espacios protegidos.

Cuando las dos bombas descarguen simultáneamente por las lanzas de manguera el caudal de agua especificado a través de cualquiera de las bocas contra incendios, se mantendrán una presión de 0,25 N/mm2 en buques de carga de menos de 6000 toneladas de arqueo bruto.

Los diámetros nominales de lanza serán de 12 mm, 16 mm y 19 mm, o de medidas tan próximas a éstas como resulte posible. Cabrá utilizar diámetros mayores si la

Administración juzga oportuno autorizarlos. No será necesario utilizar diámetros de lanza mayores de 12 mm en los alojamientos y espacios de servicio. En los espacios de máquinas y emplazamientos exteriores, el diámetro de la lanza será tal que dé el mayor caudal posible con dos chorros suministrados por la bomba más pequeña a la presión indicada, aunque no sea necesario que ese diámetro exceda de 19 mm.

Todas las lanzas serán de tipo aprobado de doble efecto (de aspersión y chorro) y llevarán un dispositivo de cierre.

Aplicación al proyecto

Para cumplir con la normativa SOLAS se instalarán bocas de incendio equipadas (BIES). Según la normativa las bocas de incendio deberán contar con mangueras asociadas en armarios independientes. Existe la alternativa de instalar bocas de incendio equipadas (BIES). Estas cuentan con: válvula, manguera, lanza y manómetro, todo en un mismo equipo, estibado en un armario.

Se ha optado por las bocas de incendio equipadas por la diferencia en la rapidez, optimizando así las maniobras en caso de incendio.

Las bocas de incendios instaladas utilizarán mangueras semirrígidas de 25 mm y mangueras planas de 45 mm para cumplir con el Reglamento de Instalaciones de Protección contra Incendios:

(41)

BIE-25. Para carga de fuego media-baja. Equipada con manguera semirrígida de 25 mm sin necesidad de ser desplegada para su uso. Se instalará en el interior de espacios de habilitación.

Selección del modelo comercial

Se han escogido dos modelos del fabricante RIBÓ:

BIE 25

Modelo BIE CHESTERFIRE 25/1

Características

Puerta ciega, INOX, con cierre y bisagras, 20 metros Armario de 600x750x260 mm

Devanadera de alimentación axial fija Lana RYLMATIC de 25 mm de diámetro Manguera semirrígida ALFLEX 25 mm de diámetro

BIE 45

Modelo BIE CHESTERFIRE 45/1 INOX

Características

Puerta ciega, INOX, con cierre y bisagras, 20 metros Armario de 630x550x150 mm

(42)

Emplazamiento

Requerimientos

Además de los criterios citados del reglamento SOLAS, se ha utilizado el Real Decreto 1942/1993 y el 2267/2004.

Las BIES se montarán a una altura máxima sobre el suelo de 1,5 metros. Se permite una altura mayor para la BIE de 25 mm siempre y cuando la boquilla y la válvula de apertura manual se encuentren a esa altura.

Deberán situarse, siempre que sea posible, a una distancia máxima de 5 metros de salidas y vías de evacuación, sin que constituya un obstáculo para su utilización.

Aplicación al proyecto

Para cumplir con los requerimientos citados, se ha instalado una BIE a 2 m del tronco de escaleras principal en todas las cubiertas de la acomodación. Se instalarán también BIES en las escaleras de acceso a la zona de popa de las cubiertas -1 y -2.

Al tener una longitud de manguera de 20 m se ha considerado esta cifra como radio de acción. Este radio permitiría su acción en toda la superestructura del buque.

Además se instalará una BIE en la zona del winche de remolque en la cubierta principal y dos en la cubierta 1 (una a cada costado), cuyo radio de acción también llegará a la zona de popa del buque. Por último se instalará una última BIE en esta misma zona en la cubierta 1.

Para cumplir con lo exigido en SOLAS, deberá asegurarse el funcionamiento simultáneo de las dos BIES hidráulicamente más desfavorables. Estas serán las instaladas en popa en la zona de acceso a las cubiertas -1 y -2.

(43)

Presiones BIE 45 CUB.-1 BIE 45 CUB. -2 Presión descarga punta de lanza

(bar) 5 5

Presión en maguera 45 mm (bar) 1 1 Presión entrada BIE (bar) 6 6

El tramo de tubería desde la bomba se ha dividido en tres tramos. Para el cálculo de las pérdidas de carga se utilizará el método de Hazen Williams:

𝑃_𝑐 =6,05 ∗ 10

5 _{∗ 𝐿 ∗ 𝑄}1,85 𝐶1,85_{∗ 𝑑}4,87

Donde:

𝑃𝑐 =Pérdida de carga entre dos puntos de una tubería (bar).

𝐿 = Longitud equivalente del tubo y accesorios (m). 𝑄 = Caudal que circula por el tubo (l/min).

𝐶 = Constante para el tipo de tubo. 𝐷 = Diámetro interior del tubo.

El cálculo se realizará de forma equivalente al realizado para las pérdidas de carga en el caso de las tuberías de lastre. La longitud equivalente de tuberías y accesorios será la suma de la longitud del tramo recto y la longitud equivalente de los accesorios.

Las válvulas utilizadas para la BIE-45 tendrán un diámetro de 41,8 mm por lo que los conductos no tendrán un diámetro menor.

(44)

43

El caudal requerido por la bomba será:

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒓𝒆𝒒𝒖𝒆𝒓𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒍𝒂 𝒃𝒐𝒎𝒃𝒂 = 𝟏𝟏, 𝟒 𝒎𝟑/𝒉

Protección local en emplazamientos críticos

Sistema de acetato potásico en cocina

Este sistema se empleará para la protección de la campana y filtros de la cocina. El compuesto genera una espuma que crea una película que protege una zona enfriando el aceite y conteniendo el fuego al aislar el oxígeno y evitar reigniciones.

El sistema estará formado por los siguientes componentes:

Armario para cilindro Soporte donde se deposita el cilindro y se ancla a la pared. Conjunto de cilindro y

válvula Cilindros de 25 litros.

Sonda térmica Utilizada para la detección del incendio.

Panel de control

Recibe la señal de los componentes y los convierte en señales de alerta

Disparo

(45)

Sistema de extinción en cámara de máquinas

La cámara de máquinas es uno de los emplazamientos más importantes en cuanto a lucha contraincendios por lo que debe de ser tratado de manera independiente en este sentido. A continuación se citarán las reglas aplicadas a los espacios de máquinas del buque:

Requerimientos SOLAS

Tipos de sistemas fijos de extinción de incendios aceptados y que deben cumplir con lo dispuesto en el Código de sistemas de seguridad contra incendios:

 Sistema fijo de extinción por gas.

 Sistema fijo de extinción por espuma de alta.  Sistema fijo aspersor de agua a presión.

(46)

Las salas de máquinas de categoría A que contienen motores de combustión interna estarán provistas de uno de los sistemas fijos de extinción de incendios indicados anteriormente.

Aplicación al buque proyecto

Para la protección de la cámara de máquinas se ha elegido un sistema de agua nebulizada. Este sistema emplea como agente extintor el agua descargada en forma de pequeñas gotas.

En contacto con el fuego el agua nebulizada además de absorber el calor producido por el incendio, se convierte en vapor y provoca la sofocación del mismo.

Las gotas que permanecen suspendidas en el aire provocan un descenso de la temperatura al absorber el calor de la sala, lo que supone una actuación contra el fuego por enfriamiento. Estas gotas también atenúan la radiación del incendio interfiriendo entre las llamas y el combustible y provocando la reducción de los radicales libre y previniendo la reignición.

Además, al evaporarse el agua, aumenta su volumen desplazando el oxígeno.

Es un sistema seguro para las personas ya que permite su uso en zonas normalmente ocupadas ya que mantiene un nivel de oxígeno superior al 19% durante la descarga.

Otra de sus ventajas es que decanta parte de los humos, vapores tóxicos y partículas de la combustión.

Puede utilizarse sobre fuegos de fluidos inflamables, en presencia de equipos eléctricos y es económico y fácilmente recargable.

Requerimientos NFPA

Para definir el sistema de agua nebulizada se utilizarán las reglas de la normativa NFPA, la cual contiene los requerimientos mínimos para este sistema. Esta norma ha sido desarrollada por la National Fire Protection Association y aprobada por el American National Standards.

En el capítulo específico de sistemas marinos, la norma requiere el cumplimiento de las circulares IMO 668 y su enmienda IMO FP40/WP.9. Se distinguen dos tipos de instalaciones de agua nebulizada:

 Sistemas de líquidos inflamables: Sistemas que protegen espacios donde el peligro predominante consiste en líquidos inflamables y combustibles.

Ejemplos: espacios de maquinaria, locales de almacenamiento de líquidos inflamables, cámaras de bombas y pañoles de pintura.

 Sistemas equivalentes de Sprinkler: Sistemas que protegen espacios donde el peligro predominante consiste en combustibles de Clase A.

(47)

Los tipos de agua nebulizada definidos por el NFPA son:

 Sistemas de baja presión: la tubería del sistema se expone a presiones iguales o inferiores a 12,1 bar.

 Sistema de presión intermedia: Las presiones del sistema son mayores a 12,1 bar pero menores a 34,5 bar.

 Sistemas de Alta Presión: La tubería de distribución del sistema se encuentra a presiones iguales o mayores a 34,5 bar.

El sistema que se aplicará será el de alta presión ya que se aumenta la capacidad de absorción de calor y humo lo que aumentará la eficacia del sistema.

En función del área de aplicación se distinguen otros tres tipos de sistema:

 Sistemas de inundación: Sistema diseñado para la descarga de agua de forma que se protejan todos los peligros de un local.

 Sistemas de aplicación por zona: Sistema que se diseña para proteger peligros en una determinada porción de un local.

 Sistemas de aplicación local: Tipo de sistema dispuesto para descargar directamente sobre un objeto o peligro en un local.

Se utilizará un sistema de inundación que proteja ambas cubiertas de la cámara de máquinas.

Otra clasificación de los sistemas de agua nebulizada se realiza en función del tipo de boquilla y de instalación:

 Sistemas de tubería seca: En este tipo de sistema, las boquillas son automáticas y se encuentran conectadas a una tubería que contiene aire, nitrógeno o gas inerte bajo presión, el objetivo del cual es, tras la apertura de la boquilla, permitir que la presión del agua abra una válvula de cierre y el fluido salga por las boquillas que han sido abiertas.

 Sistemas de tubería húmeda: En este sistema la tubería contiene agua y se encuentra conectada al suministro de agua, de forma que el agua fluya inmediatamente a través de las boquillas automáticas que han sido abiertas por la acción del fuego.

(48)

 Sistemas deluge: Se trata de un sistema con atomizadores abiertos conectados al suministro de agua a través del sistema de tuberías y de una válvula de control que, cuando se abre, permite fluir el agua hacia todas las boquillas de la instalación.

Componentes del sistema y funcionamiento

El sistema elegido está concebido para actuar rápida y automáticamente al detectar cualquier principio de incendio en la zona instalada. El sistema es de accionamiento automático pero en caso de necesidad también es posible su accionamiento de forma manual.

El sistema está formado por dos instalaciones independientes que funcionan complementariamente:

 Sistema automático de detección de incendios y transmisión de alarma: se encarga de la detección del incendio en su fase inicial, la transmisión de las alarmas correspondientes, la activación del sistema de extinción automática y la ejecución de otras maniobras complementarias.

 Sistema automático de extinción de incendios por agua nebulizada: se encarga de la extinción del incendio. Su funcionamiento puede ser automático o manual:

-Funcionamiento automático: una vez detectado un principio de incendio se activa el sistema de alarma que genera una orden para poner en marcha el sistema de extinción.

-Funcionamiento manual: el sistema puede activarse a través de sistema de detección o del sistema de extinción.

Los componentes del sistema dependerán del tipo de sistema empleado.

El sistema elegido es el sistema HI-FOG® de la marca comercial Marioff.

El sistema HI-FOG® se usa principalmente para proteger las salas de máquinas de buques de carga.

Es un sistema de agua nebulizada a alta presión. Las principales ventajas de este sistema son:

 Activación inmediata y, por tanto, daños mínimos.

 Refrigeración efectiva de espacios.

(49)

El sistema de extinción seleccionado es de tipo diluvio con boquillas nebulizadoras abiertas y flujo de agua controlado mediante válvulas cerradas. Cuando se abre una válvula, el agua nebulizada se descarga por todas las boquillas en la sección controlada por dicha válvula.

Emplazamiento de los equipos

La fuente de alimentación del sistema de agua nebulizada se situará fuera del espacio de la cámara de máquinas tal y como es requerido en la norma NFPA 750 y la circula MSC/1165.

El emplazamiento de ha definido en la cubierta principal en el local Water Mist que cuenta con una superficie de 6,87 m2.

Caudal y presión

El caudal y la presión necesarios para el sistema HI-FOG® ha sido estimado a partir de los datos de otros buques con el mismo sistema de agua nebulizada. El caudal y presión de la bomba seleccionada será:

Bomba Comercial Caudal (l/min) 560

Presión (bar) 160

Estimando un tiempo de operación con agua dulce de 30 minutos, se calcula la cantidad de agua necesaria:

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 15 m3

Sistema de extinción en el local de propulsores

Se utilizará el mismo sistema que para la cámara de máquinas, es decir, el sistema de agua nebulizada.

Sistema de detección de incendio y alarma

El buque contará con sistemas de detección de incendios en todos los pasillos, escaleras y vías de evacuación en la zona de habilitación del barco.

Estos detectores serían de actuación cruzada controlados por una central de detección general que estaría situada en el puente de gobierno.

(50)

Integridad al fuego de mamparos y cubiertas

Requisitos a cumplir por una división de clase A:

 Está formada por mamparos y cubiertas de acero u otro material equivalente.

 Está reforzada.

 Impide el paso de humo y llamas en un ensayo de exposición al fuego de una hora de duración.

 Están aisladas de tal forma que la cara no expuesta no supere los 139ºC por encima de la temperatura inicial, ni puntualmente más de 180ºC en los intervalos siguientes:

A60 60 minutos A30 30 minutos A15 15 minutos A0 0 minutos

Requisitos a cumplir por una división de clase B:

 Está formada por mamparos y cubiertas de acero u otro material equivalente.

 Está reforzada.

 Están aisladas de tal modo que la cara no expuesta no supere los 139ºC por encima de la temperatura inicial, ni puntualmente más de 225ºC en los intervalos siguientes:

B15 15 minutos B0 0 minutos

6.4 Sistema contra incendios FIFI

Aunque en los requerimientos del proyecto no se ha especificado una clase de lucha contra incendios, el buque se proyectará con las características de la clase FF1. Además de las características requeridas por esta clase el buque deberá cumplir asegurar:

 Estabilidad del buque y posicionamiento adecuado cuando los monitores de agua se encuentran en funcionamiento.

(51)

Según los requerimientos de la sociedad de clasificación ABS, las características de esta clase son las siguientes:

Número de monitores 2 Descarga por monitor (m3/h) 1200

Número de bombas 1 o 2 Capacidad total (m3/h) 2400 Alcance del monitor (m) 120

Altura del monitor (m) 45 Número de bocas a cada banda 4 Número de equipos de bombero 4 Capacidad de combustible (h) 24

Existirán dos sistemas: el sistema para la extinción de incendios y el sistema de autoprotección “Water Spray system”.

Sistema de extinción de incendios

Constará de los siguientes elementos:

 Dos monitores de agua

 Dos bombas principales contra incendios

 Un sistema hidráulico para accionar los monitores

 Válvulas

 Dos cajas de engranajes

 Un panel de control de las cajas de engranajes

A continuación se definirán los elementos del sistema:

6.4.1 Monitores de agua

El sistema FF1 cuenta con dos monitores de agua según el ABS en el apartado 5-9-5.

Los monitores son de trayectoria de flujo único, están diseñados para ser accionados electro hidráulicamente por control remoto y disponen de un volante de emergencia de accionamiento manual. Los materiales utilizados son acero inoxidable y bronce.

(52)

El modelo comercial elegido es de la marca comercial JASON con un caudal máximo de 1500 m3_{/h. Sus características principales se definen a continuación:}

Marca comercial JASON Modelo FM200HJF-F-C-02 Capacidad (m3/h) 1500

Clase de presión (bar) PN 16 Brida estándar DIN 2633 FF

Elevación (ᵒ) -45ᵒ/+70ᵒ max. Peso (kg) 320 Ángulo de barrido (ᵒ) 330

El tipo de brida FF es de cara plana y con un diámetro nominal de 200 mm por lo que el diámetro interior es de 220 mm y el exterior de 340 mm. Este monitor cuenta con un sistema de control remoto electro-hidráulico y con un sistema de accionamiento manual.

Sus dimensiones principales son las siguientes:

Fuerza de reacción de este monitor:

Capacidad (m3/h) 1500 Presión de descarga

(bar) 12 Longitud de chorro (m) 140

Fuerza de reacción

(kN) 16

(53)

6.4.2 Equipo móvil de lucha contra incendios

Según las reglas de la sociedad de clasificación ABS será necesario instalar:

Hidrantes

El número de hidrantes para cubrir con dos mangueras toda parte del buque accesible a la tripulación será de 2, uno a cada banda y con capacidad para 4 mangueras cada uno.

Mangueras

Según la regla 4-7-3 del reglamento ABS:

Se instalarán 8 mangueras de 15 m de longitud y 50 mm de diámetro. La presión mínima en punta de lanza será de 2,5 bares y la máxima de 5. Para la alimentación de los hidrantes de utilizarán las bombas contra incendios y se instalarán válvulas para la separación de los servicios.

Bombas de contra incendios FIFI 1

(54)

La bomba de contra incendios elegida es el de la marca JASON y es la bomba estándar para sistemas FIFI I. Sus principales características son las siguientes:

Marca comercial JASON Modelo OGF 250x350 Capacidad (m3/h) 600

Velocidad (rpm) 1500 Consumo (kW) 850 Fluído utilizado Agua de mar

Presión (bar) 9,8 Peso (kg) 450

6.4.3 Válvulas

Se utilizarán tres tipos de válvulas en el sistema contra incendios:

 Válvulas de entrada de agua salada: se han definido dos válvulas de este tipo, una para cada bomba. Las válvulas instaladas serán de mariposa con actuador neumático y con control de emergencia manual.

 Válvulas de salida de la bomba contraincendios: al igual que en el caso anterior, se han definido dos válvulas de este tipo, una para cada bomba. También se instalarán válvulas de separación de los servicios para dar servicio a los hidrantes.

 Válvulas by-pass de la bomba contra incendios: se ha definido una válvula para cada bomba.

6.4.4 Sistema Water Spray

Se instalará un sistema Water Spray para proteger al buque contra el calor irradiado por el fuego durante la operación contra incendios. Este sistema proporcionará protección a los laterales del barco, los apoyos de los monitores FIFI, el equipo esencial FIFI y las balsas, botes de rescate y salvavidas.

(55)

6.4.5 Equipos de protección individual

Según la regla 4-7-3 del reglamento de la sociedad de clasificación ABS, todos los buques tendrán a bordo como mínimo dos equipos de bombero.

Sin embargo para la clase FIFI 1, el reglamento ABS requiere por lo menos 4 equipos.

El equipo de bombero contará con el siguiente equipo:

 Ropa de un material que proteja la piel del calor radiado por el fuego o vapor. La superfie exterior debe de ser impermeable.

 Botas de goma u otro material no conductor.

 Casco rígido para la protección efectiva contra un impacto.

 Una lámpara eléctrica segura o de un tipo aprobado con una batería de más de tres horas.

 Un hacha con aislamiento contra el alto voltaje.

6.5 Bombas de lucha contra incendios

Requerimientos ABS

Según el apartado 4-7-3 del reglamento de la sociedad de clasificación ABS:

(56)

al 80% de la capacidad total requerida dividida por el número total de bombas exigidas, no siendo menor de 25 m3/h.

Requerimientos SOLAS

Las bombas contra incendios deberán poder suministrar para fines de extinción el caudal de agua que exceda al menos en cuatro tercios el caudal que debe evacuar cada una de las bombas de sentina independientes, aunque no sea necesario que la capacidad total exigida exceda de 180 m3/h.

Cada una de las bombas contra incendios prescritas (aparte de cualquier bomba de emergencia prescrita) tendrá una capacidad no inferior al 80% de la capacidad total exigida dividida por el número mínimo de bombas contra incendios prescritas, que nunca será menos de 25 m3/h. En todo caso cada una de esas bombas podrá suministrar por lo menos dos chorros de agua prescritos. Estas bombas contra incendios podrán alimentar el sistema del colector contra incendios en las condiciones estipuladas.

El número mínimo de bombas contra incendios será dos. En buques de carga, si un incendio declarado en un compartimiento cualquiera puede inutilizar todas las bombas, habrá otro medio consistente en una bomba contra incendios de emergencia que cumpla lo dispuesto en el Código de sistemas de seguridad contra incendios y con su fuente de energía y conexión al mar situadas fuera del espacio donde se encuentran las bombas contra incendios principales o sus fuentes de energía.

6.5.1 Aplicación al proyecto

Para cumplir con los requisitos anteriores se dispondrán dos bombas contra incendios. Al ubicarse ambas bombas en el mismo espacio es necesario contar con una bomba contra incendios de emergencia. El caudal requerido por SOLAS es:

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =4

3∗ 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑛𝑡𝑖𝑛𝑎𝑠

El caudal de sentinas calculado anteriormente es de:

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑛𝑡𝑖𝑛𝑎𝑠 = 45,85 𝑚3/ℎ

Por lo que el caudal mínimo requerido será:

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟔𝟏, 𝟏𝟑 𝒎𝟑/𝒉

El caudal de cada bomba será:

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 = 80% 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙/2

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 = 24,45 𝑚3/ℎ

(57)

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒅𝒂 𝒃𝒐𝒎𝒃𝒂 = 𝟐𝟓 𝒎𝟑/𝒉

El caudal de la bomba de emergencia será también de 25 m3_/h.

A continuación se seleccionarán las bombas contra incendios a partir del caudal y la presión requeridos por todos los equipos:

Sistema contra incendios propio

Elementos Q

No se ha incluido el sistema de agua nebulizada ya que este dispone de su propio equipo de bombeo.

Para el cálculo de la bomba contra incendios se tomará la situación más exigente en cuanto a caudal y presión que será la del funcionamiento simultáneo de los monitores de agua y el sistema Water Spray. En esta situación las bombas de contra incendios deberían de poder suministrar:

𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 = 𝟏𝟔 𝒃𝒂𝒓𝒆𝒔

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚𝑜𝑛𝑖𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 + 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑊𝑎𝑡𝑒𝑟 𝑆𝑝𝑟𝑎𝑦

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 4200 𝑚3/ℎ

Por lo que el caudal requerido por cada bomba será:

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒑𝒐𝒓 𝒃𝒐𝒎𝒃𝒂 = 𝟐𝟏𝟎𝟎 𝒎𝟑/𝒉

Las bombas contra incendios seleccionadas son también de la marca comercial JASON y tienen las siguientes características:

Marca comercial JASON Modelo OGF 300x450 Capacidad (m3/h) 1500-3000

Velocidad (rpm) 1000-1600 Consumo (kW) 1700

(58)

La bomba contra incendios de emergencia se dimensionará para abastecer los sistemas de contra incendios propios:

Teniendo en cuenta que el caudal requerido por las BIES es de sólo 11,4 m3/h y el caudal mínimo requerido por SOLAS es de 25 m3/h, se tomará como caudal de la bomba este último.

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒃𝒐𝒎𝒃𝒂 𝒅𝒆 𝒆𝒎𝒆𝒓𝒈𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟐𝟓𝒎𝟑/𝒉

𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒃𝒐𝒎𝒃𝒂 𝒅𝒆 𝒆𝒎𝒆𝒓𝒈𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 = 𝟔, 𝟒𝟖 𝒃𝒂𝒓

La bomba de emergencia elegida posee las siguientes características:

Modelo

AMPCO Z SERIES ZC2/ZCH2 2x2

Potencia (kW) 9,32

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6.5.2 Conductos de aspiración y de impulsión de bombas

Según la norma UNE 23500:2012 sobre sistemas de abastecimiento de agua contra incendios, la velocidad máxima de aspiración es de 1,8 m/s para bombas en carga y 1,5 m/s para bombas en no carga.

Se tomarán como valores de velocidad máximos de aspiración e impulsión 1,5 y 2,5 m/s respectivamente.

Velocidad (m/s) Caudal (m3/h) Sección (m2) Diámetro (m) Aspiración 1,5 2100 0,3889 0,703668338 Impulsión 2,5 2100 0,2333 0,545059151

7. SERVICIOS DE ACCESO

A continuación se definirán todos aquellos elementos que permiten el desplazamiento de la tripulación por el buque de un compartimento a otro de la forma más directa posible y en cualquier condición meteorológica.

Los elementos definidos serán las puertas, escotillas y tapas de registro:

Los accesos que estén situados en la cubierta principal y los situados en los mamparos estancos de subdivisión serán estancos al agua.

En las cubiertas por encima de la cubierta principal las puertas serán estancas a la intemperie, y las bisagras estarán situadas en la parte de proa de forma que el viento y los golpes de mar tiendan a cerrarlas.

Los accesos a los tanques y los espacios secos se realizarán a través de registros con una abertura de 500 mm de diámetro o equivalente.

Las tapas de escotillas de acceso estarán hechas de acero y tendrán trincas y frisas flexibles.

Para cumplir con los requisitos del ABS las brazolas tendrán una altura de 600 mm.

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8. EQUIPOS DE NAVEGACIÓN Y COMUNICACIONES

Se definirá el conjunto de equipos y sistemas que mediante dispositivos electrónicos facilitan que la navegación marítima se realice en las mejores condiciones, tanto de seguridad como de precisión.

Además de cumplir los requerimientos de la sociedad de clasificación ABS y el SOLAS se tendrán que cumplir:

 Directiva 96/98 EC y RD 809/99

 Comisión Electrotécnica Internacional, Publicación IEC 60092

 Resoluciones de la OMI y disposiciones y normativas de la Dirección General de la Marina Mercante, aplicables a este tipo de buques

El equipo radiotelefónico se instalará en la parte más alta de Puente de Gobierno para protegerlo de posibles ruidos que puedan perturbar su función.

El buque navegará en la zona A3 por lo que los elementos de los que dispondrá se definirán según el capítulo IV, parte C, Regla 7 del SOLAS:

8.1 Comunicaciones exteriores y equipos de ayuda a la navegación

Sistemas para todos los buques

 Instalación radioeléctrica de ondas métricas: Que pueda transmitir y recibir mediante LSD en la frecuencia de 156,525 MHz (canal 70) y mediante radiotelefonía en los canales 6, 13 y 16.

 Respondedor de radar: Con funcionamiento en la banda de 9 GHz

 Receptor de transmisiones de servicio NAVTEX

 Radiobaliza de localización por satélite

 3 aparatos radiotelefónicos de ondas métricas

Sistemas que llevarán los buques de la zona A3

 Instalación radioeléctrica para la recepción y transmisión de información por el sistema de llamada intensificada a grupo INMARSAT.

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 Instalación radioeléctrica de escucha continúa de LSD: en la frecuencia de 2187,5 KHz combinada con la anterior.

 Medios de transmisión de alertas de socorro buque costera a través del servicio de satélites geoestacionario de Inmarsat mediante una estación terrena de buque adicional.

8.2 Comunicaciones interiores

El buque deberá de contar además de con los equipos de comunicaciones exteriores, con dispositivos para la comunicación interna. Estos dispositivos están definidos en SOLAS Capítulo II-1 y III:

 Medios independientes de comunicación entre puente de navegación y cámara de máquinas: uno de estos medios independientes deberá ser un telégrafo de órdenes.

 Sistema de telefonía autogenerada: entre el puente de navegación y todos los espacios públicos, puestos de control y otros puestos estratégicos.

 Dispositivo de alarma de cámara de máquinas audible en alojamiento de maquinistas.

 Sistema de megafonía: con altavoces reversibles en zonas de trabajo, públicas y de habilitación.

 Sistema de alarmas: con accionamientos en el puente, audible en todas las zonas del buque.

8.3 Equipos de navegación

 Radar ARPA Banda S.

 Radar ARPA Banda X: de 9 GHz.

 Joystick Poscon: sistema de control para el posicionamiento manual del buque y en maniobras a bajas velocidades. Dispositivo de control de joystick y pantalla táctil.

 Giroscópicas.

 Corredera Doppler.

 Ecosonda.

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 Navegador GPS.

 Receptor para el Sistema Mundial de Navegación por Satélite.

 Compás magnético: en adición, un compás magnético de respeto.

 Girocompás.

 Piloto automático.

 Ecdis FEA.

 Taxímetro.

 SIVCE: sistema de información y visualización de Cartas Electrónicas.

 Lámpara de señales diurnas: no alimentada por la generación de energía eléctrica del buque.

 AIS: sistema de Identificación Automática.

 Indicadores de situación: de la hélice, el empuje y otras modalidades de funcionamiento.

9. EQUIPO DE GOBIERNO Y CONTROL

El buque proyecto dispondrá en el puente de paneles y consolas para el gobierno del mismo y para el control de los diferentes sistemas. Estos paneles dispondrán de lo siguiente:

 Control del equipo de maniobra de las unidades propulsoras.

 Indicador electrónico del ángulo de giro de cada propulsor.

 Dispositivo de arranque de los motores principales.

 Indicador de revoluciones de los motores principales.

 Control centralizado en un panel que incluirá los sistemas de seguridad de los motores, con repetidores de alarmas en cámara de máquinas y camarotes.

 Equipo de medición de la temperatura media de los gases de escape de los motores.