TítuloLNG carrier 170 000 m3

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(1)CUADERNO 12 EQUIPOS Y SERVICIOS H. Carlos Orejas. Contacto: H. Carlos Orejas González Correo: [email protected] Nº teléfono: 626669943.

(2) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Escola Politécnica Superior. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA NAVAL Y OCEÁNICA GRADO EN INGENIERÍA DE PROPULSIÓN Y SERVICIOS DEL BUQUE. PROYECTO NÚMERO 13-P7 TIPO DE BUQUE : L.N.G.C. 170.000 m3 CLASIFICACIÓN , COTA Y REGLAMENTOS DE APLICACIÓN : Bureau Veritas, Solas, Marpol. CARACTERÍSTICAS DE LA CARGA: L.N.G. VELOCIDAD Y AUTONOMÍA : 21 nudos al 90 % de MCR con un 10% de margen de mar y autonomía de 12.000 millas a velocidad de servicio. SISTEMAS Y EQUIPOS DE CARGA / DESCARGA : Sistema de contención de la carga de doble membrana, sistema de descarga con bombas. PROPULSIÓN : Propulsión diesel eléctrica. TRIPULACIÓN Y PASAJE : 26 OTROS EQUIPOS E INSTALACIONES : Hélice transversal en proa . Las habituales en este tipo de buques.. 2.

(3) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. CONTENIDO: 1.. INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 6. 2.. SERVICIO DE SENTINAS ............................................................................. 6. 3.. 2.1. DIÁMETRO DEL COLECTOR ......................................................................... 7. 2.2. BOMBA DE SENTINAS ................................................................................... 7. CONTRAINCENDIOS ................................................................................... 9 3.1 MEDIDAS DE PROTECCIÓN ACTIVA: EXTINCIÓN DE INCENDIOS ................. 11 3.2. BOMBAS C.I. ................................................................................................ 20. 3.3. BOMBAS CONTRAINCENDIOS DE EMERGENCIA ..................................... 33. 3.5 MEDIOS DE DETECCIÓN DE INCENDIOS ........................................................ 34 3.6 SISTEMA CONTRAINCENDIOS EN CÁMARA DE MÁQUINAS ......................... 35 3.6.3 EXTINTORES DE ESPUMA .......................................................................... 45 3.7 SISTEMA CONTRAINCENDIOS EN LA HABILITACIÓN .................................... 46 3.8 SISTEMA DE ASPERSIÓN POR AGUA .............................................................. 46. 4 SERVICIO DE LASTRE ................................................................................... 47 4.1 BOMBAS DE LASTRE ........................................................................................ 47 4.1.1 CAUDAL DE LAS BOMBAS DE LASTRE .................................................... 48 4.1.2 POTENCIA DE LAS BOMBAS DE LASTRE ................................................. 48 4.2 DIÁMETRO DEL COLECTOR DE LASTRE ......................................................... 49. 5 GENERACIÓN DE AGUA DULCE .................................................................. 49 5.1 VOLUMEN REQUERIDO DE AGUA POTABLE .................................................. 51 5.1.2 BOMBA DE SUMINISTRO DE AGUA POTABLE ......................................... 53. 6 VENTILACIÓN DE LA CÁMARA DE MÁQUINAS ........................................... 58 6.1 FLUJO DE AIRE NECESARIO ............................................................................ 59 6.1.2 FLUJO DE AIRE PARA LA EVACUACIÓN DE CALOR ................................... 60 7 SERVICIO DE AIRE ACONDICIONADO ................................................................ 62. 8 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ..................................................... 64 8.1 COMPONENTES DEL SISTEMA ......................................................................... 65 8.2 SISTEMA DE VACÍO ........................................................................................... 67 8.3 EVACUACIÓN .................................................................................................... 69 8.3.1 DESCARGA DE AGUAS SUCIAS ................................................................ 70 8.3.2 SISTEMA DE TUBERÍAS .............................................................................. 70. 9 TRATAMIENTO DE BASURAS ....................................................................... 72 10 EQUIPO DE AMARRE Y FONDEO ............................................................... 74 10.1 NUMERAL DE EQUIPO .................................................................................... 74 10.2 CÁLCULO DEL EQUIPO DE FONDEO ............................................................ 76 10.2.1 POTENCIA DEL MOLINETE ...................................................................... 76. 3.

(4) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 10.2.2 POTENCIA NECESARIA PARA ZARPAR EL ANCLA ................................ 76 10.2.3 VOLUMEN DE LA CAJA DE CADENAS .................................................... 77 10.2.4 DIÁMETRO DEL ESCOBÉN ...................................................................... 79 10.3 CÁLCULO DEL EQUIPO DE AMARRE ............................................................. 80. 11 EQUIPOS DE SALVAMENTO ....................................................................... 82 11.1 EMBARCACIONES DE SUPERVIVENCIA ........................................................ 82 11.2 BOTES DE RESCATE ....................................................................................... 85 11.3 AROS SALVAVIDAS ......................................................................................... 87 11.4 CHALECOS SALVAVIDAS ................................................................................ 88 11.5 TRAJES DE INMERSIÓN .................................................................................. 88 11.6 OTROS MEDIOS DE SALVAMENTO ................................................................ 89. 12 EQUIPOS PROPIOS DEL BUQUE ................................................................ 91 12.1 BOMBAS DE CARGA/DESCARGA .................................................................. 91 12.2 POTENCIA DE LAS BOMBAS CARGA/DESCARGA ........................................ 91. 13 OTROS EQUIPOS......................................................................................... 92 13.1 COCINA ............................................................................................................ 92 13.2 GAMBUZA ........................................................................................................ 93 13.3 LAVANDERIA ................................................................................................... 94. BIBLIOGRAFÍA: ................................................................................................. 95 CUADERNO 12 ................................................................................................. 96 ANEXOS ............................................................................................................ 96 ANEXO 1 ........................................................................................................... 97 SISTEMA DE AGUA NEBULIZADA ................................................................... 97 ANEXO 2 ........................................................................................................... 98 SISTEMA DE ESPUMA ...................................................................................... 98 ANEXO 3 ........................................................................................................... 99 GENERADOR DE AGUA DULCE ...................................................................... 99 ANEXO 4 ......................................................................................................... 100 VENTILADORES CCMM .................................................................................. 100. 4.

(5) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 5.

(6) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 1. INTRODUCCIÓN En el presente cuaderno se calcularán los equipos y servicios del buque. Estos equipos serán dimensionados de acuerdo con las pautas de la IACS, Bureau Veritas y otra reglamentación normalizada (UNE). Se escogerá cada equipo según las especificaciones de los catálogos comerciales. Las características principales del buque se muestran a continuación, como recordatorio y guía en este cuaderno.. Vol (m3) Δ (t). LPP (m). B(m). D(m). T(m). V(kn). CB. 1700000 113523,92. 278. 45,9. 26,77. 11,57. 21. 0,751. 2. SERVICIO DE SENTINAS EL convenio SOLAS en su Capítulo II-1, Regla 21,indica que el buque dispondrá de un sistema efectivo que permita bombear y agotar, cualquier compartimiento estanco distinto de lo que son tanques estructurales del buque. El servicio de sentinas está compuesto por los siguientes elementos: •. Bombas de sentinas. •. Separador de sentinas. •. Pocetes de sentinas. Las bombas de sentinas aspirarán el agua de todos los pocetes de sentinas y espacios vacíos y descargarán al mar o al tanque de aguas olegianosas. El separador de sentinas aspirará del tanque de aguas olegianosas y del colectar principal de sentinas y descargará al mar. El separador de sentinas cumple con la resolución IMO MEPC 60(33) e instala un medidor de contenido de aceite con alarma. El objetivo de este equipo es separar el aceite del agua de sentinas dejando una proporción de aceite en el agua inferior a 15 ppm antes de descargar el agua al mar. 6.

(7) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 2.1. DIÁMETRO DEL COLECTOR. El diámetro del colector de sentinas no debe ser inferior al diámetro de ninguna de las ramificaciones del mismo y se determina mediante la expresión dada por el SOLAS Capítulo II-1, Parte B, Regla 35-1: d [mm ] = 25 + 1,68· L(B + D). Siendo. D: Diámetro interior del colector principal (mm) L: Eslora entre perpendiculares (m) B: Manga de trazado (m) D: Puntal de trazado hasta la cubierta de cierre (m) d = 25 + 1,68· 278(45,9 + 26,77) = 263,79mm ≈ 264mm. 2.2. BOMBA DE SENTINAS. La bomba de sentinas es una bomba diseñada para eliminar el agua u otros líquidos de la sentina del buque. Por razones de seguridad en las sentinas conviene instalar siempre bombas de sentina de reserva. Las bombas de sentina instaladas en el buque serán eléctricas y dispondrán de un interruptor accionado por un flotador que las ponga en funcionamiento tan pronto como el nivel del agua en la sentina llega al umbral de activación. Calculado el diámetro del colector, se estima el valor del caudal de las bombas, que según SOLAS se deben instalar como mínimo dos bombas conectadas al colector de achique del buque. Su capacidad estará dada por la velocidad a la que debe de bombear agua al colector, velocidad que no debe ser inferior a 2m/s. El caudal de las bombas se puede calcular a través de la sección del colector y la velocidad de impulsión del agua en el colector.. 7.

(8) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. El área de la sección de la tubería se calcula con la siguiente fórmula: d2 0,2642 S =π =π = 0,055m 2 4 4. En esta fórmula, el parámetro d es el diámetro del colector de sentinas visto antes, en m, y el parámetro v es la velocidad del agua en el interior de las tuberías, que no debe ser inferior a 2 m/s. Cada bomba de sentinas debe ser capaz de suministrar todo el caudal que permite el colector a esa velocidad. Se tiene lo siguiente:. Q = v·s = 2. 3 m 3600s · ·0,055m 2 = 396 m h s h. Cada bomba deberá suministrar 198m3/h. Además, se instalará una tercera bomba de sentinas adicional, de igual capacidad que funcionará en caso de emergencia. La potencia de cada bomba se obtendrá mediante la siguiente expresión:. P=. Q·γ ·H 198·1025·30 = = 28,19cv = 20,86kW 3600·75·ηm 3600·75·0,8. Siendo: P: Potencia (CV) 3. Q: Caudal de la bomba (m /h) 3. g Peso específico del fluido (kg/m ) H: Incremento de presión, en este caso se tomará la altura del puntal más un cierto margen por pérdidas en las tuberías (m.c.a) ŋm: Rendimiento de todo el conjunto, bomba y accionamiento. 8.

(9) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3. CONTRAINCENDIOS Este sistema es muy importante en este buque puesto que el riesgo es muy alto debido a la volatilidad de la carga. Se aplica la normativa del capítulo II del SOLAS, la normativa del código ICG (principalmente del capítulo 11) y las normas descritas en la parte 6 de las reglas comunes y en el capítulo 11 de las reglas específicas para buques LNG. Las medidas en el sistema contra incendios siguiendo la reglamentación, y como práctica habitual en el diseño de buques, se enfocan en dos direcciones: -. Medidas para la prevención de incendios de tipo pasivo: detectores, aislantes, etc.. -. Medidas para la extinción de incendios de tipo activo: bombas, extintores portátiles, CO2, etc.. Para las medidas de tipo pasivo, es obligatorio disponer en espacios de tipo A (son los espacios con un especial riesgo de aparición de vapores inflamables), un sistema pasivo estructural que consistirá en mamparos recubiertos con aislamiento tipo A 60, que deberán cumplir una doble función en caso de incendio: La primera será evitar el paso de humos y/o llama a la cara no expuesta, mediante la estanqueidad del propio mamparo. La segunda será que la cara no expuesta al fuego no incrementará su temperatura en más de 140 ºC durante 60 minutos. Se considerarán como zonas tipo A los siguientes espacios: - La cámara de máquinas. - La cocina. - Zonas y pasillos que conducen al lugar de evacuación del buque. 9.

(10) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Por tratarse de un buque tanque para transporte de gas, el frente de la superestructura también dispondrá de aislamiento A 60, obligatorio también para portillos y ventanas, debido al riesgo de acumulación de vapores inflamables en cubierta, y posterior ignición de los mismos. En cuanto a la protección activa, se tendrá en cuenta lo dispuesto en el capítulo II-2 del reglamento SOLAS y en capítulo 11 del Código CIG.. El sistema contra. incendios de va a estar formado por los siguientes elementos: •. Central de señalización y control. •. Detectores. •. Pulsadores. •. Alarmas ópticas y acústicas en la central, en repetidores y a distancia.. •. Elementos de control y/o de actuación de:. •. -. Instalaciones de extinción de incendios. -. Puertas cortafuego. -. Exductorios de humos. -. Instalaciones de climatización o ventilación. -. Instalaciones eléctricas. Energía eléctrica: -. Red. -. Baterías. Y los tipos de detectores según el fenómeno detectado y el modo de respuesta son los siguientes: •. Detectores de temperatura (térmicos). •. Detectores de humos. •. Detectores de radiación (de llamas). Para diseñar los dispositivos de lucha contraincendios en el buque, se seguirán las directrices definidas por el SOLAS Cap II-2, Parte C Regla 7, que indica que la instalación deberá satisfacer las siguientes prescripciones funcionales: 10.

(11) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. -. La instalación de detección y de alarma será apropiada a la naturaleza del espacio, la posibilidad de que se propague el incendio y la posibilidad de que se generen humo y gases.. -. Los avisadores de accionamiento manual estarán debidamente situados a fin de asegurar que existen medios de notificación fácilmente accesibles.. -. Las patrullas de incendios constituirán un medio eficaz para detectar y localizar los incendios y notificarlo al puente de navegación y a los equipos de lucha contra incendios.. 3.1 MEDIDAS DE PROTECCIÓN ACTIVA: EXTINCIÓN DE INCENDIOS En este apartado se plantea la instalación de diversos equipos cuyo fin será la extinción del incendio. Son los siguientes: 3.1.1 CONEXIÓN NORMALIZADA A TIERRA El SOLAS (Cap. II Parte C) indica en la Regla 10 que el buque deberá disponer de una conexión internacional a tierra capaz de ser utilizada por ambas bandas del buque, cuyas dimensiones se especifican en el Código Internacional de Sistemas de Seguridad Contra Incendios, MSC 98(73). Las descripciones de esta conexión se muestran a continuación en una tabla:. 11.

(12) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3.1.2. EXTINTORES. La Regla 10 del SOLAS, establece para los buques de carga de arqueo bruto igual o superior a 1000, el número mínimo de extintores portátiles fijados por la norma es de 5, no habiendo ninguno a base de anhídrido carbónico en los espacios de alojamiento. En espacios de habilitación se dispondrán un total de 10 extintores distribuidos dos en cada una de las cinco cubiertas, incluida como tal la del puente. En espacios de máquinas, se dispondrán uno a proa, otro a popa, y dos más situados a cada costado, por cada una de las plataformas disponibles, por lo que, al tener 3 plataformas, el número total de extintores en cámara de máquinas será de 12. Además, se dispondrá en el puesto de control uno a cada costado, así como 2 más en la zona de ubicación de las purificadoras, lo que eleva el número de extintores en cámara de máquinas a 16. En total, se instalarán 26 extintores portátiles repartidos por el buque. En los puestos de control y demás espacios que contengan equipo eléctrico o electrónico o dispositivos necesarios para la seguridad del buque, el agente extintor no será conductor de la electricidad ni podrá dañar los equipos o dispositivos. Los extintores serán de polvo polivalente (ABC) de 12 kg. para los espacios de habilitación y de tipo polvo normal (AB) de 12 kg. en la cámara de máquinas.. 12.

(13) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3.1.3 MANGUERAS, BOCAS Y LANZAS CONTRAINCENDIOS Según el SOLAS Capítulo II-2, Parte C, Reglas 10.2.3 y 10.2.1.5, y el Código CIG capítulo 11, apartado 2.2, la distribución de las bocas deberá permitir que por lo menos dos chorros, que no procedan de la misma boca contraincendios, uno de ellos lanzado por una manguera de una sola pieza, pueda alcanzar cualquier parte del buque que sea accesible para la tripulación o cualquier espacio de carga cuando este se encuentre vacío. En buques que transportan gases licuados a granel se debe aplicar el código CIG. En el apartado 11.2.2 dice lo siguiente: 11.2.2 Los medios instalados serán tales que por lo menos dos chorros de agua puedan llegar a cualquier parte de la cubierta que quede en la zona de la carga, así como a las partes del sistema de contención de la carga y de las tapas de los tanques situadas por encima de la cubierta.. Las mangueras serán de materiales no perecederos y tendrán la longitud suficiente para permitir que el chorro de agua alcance el espacio incendiado. Las mangueras deberán estar provistas de una lanza y de los acoplamientos necesarios, además todos los accesorios deberán estar situados en lugares visibles para poder ser utilizados rápidamente. En los buques de carga de arqueo bruto igual o mayor de 1000 deberá haber una manguera por cada 30 m de eslora más una de respeto, pero nunca menor que 5. De esta manera:. N º mangueras =. L 278 + 1= + 1≈ 11 30 30. Por lo tanto, se dotará al buque de 11 mangueras contra incendios independientemente de las mangueras de CC.MM. y espacios de acomodación. Las mangueras deberán estar dispuestas en espacios visibles. Las mangueras de intemperie estarán en cajas metálicas. Los acoplamientos de mangueras, bocas contra incendios y boquillas serán de bronce. Las mangueras de intemperie estarán en cajas metálicas. 13.

(14) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3.1.4. EQUIPOS DE BOMBERO. El código CIG, capitulo 11, regla 11.6 indica lo siguiente:. Por ello, se instalarán 5 equipos de bombero y los aparatos respiratorios exigidos como parte del equipo de bombero será un aparato autónomo de aire cuya capacidad mínima es de 1200 l. de aire libre.. 3.1.5. SISTEMA DE EXTINCION DE INCENDIOS POR ESPUMA. El capítulo 14 del “Código internacional de sistemas de seguridad contra incendios” indica que el buque deberá de llevar, a fin de proteger la zona de cubierta de la zona de carga, un sistema fijo de extinción de incendios de espuma en cubierta. El sistema de espuma debe ser capaz de sofocar un fuego producido en cualquier punto de la superficie de cubierta y en cualquier tanque de carga cuando la cubierta correspondiente haya sufrido daños. Conforme a las indicaciones de la regla 61, la solución espumosa deberá tener una tasa no inferior a la mayor de las siguientes: a) C1=0,6·B·LC. b)C2=6·A. c)C3=3·E. Donde: C1: caudal 1º(l/min) B: manga máxima (m) LC: eslora zona de carga (m.) C2: caudal 2º(l/min) A: sección horizontal del tanque de mayor sección horizontal (m2) C3: caudal 3º(l/min). 14.

(15) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. E: superficie protegida por el mayor cañón lanzador encontrándose toda esa superficie a proa del cañón (m2). El código SSCI chap. 14, 2.3.22 índica que la superficie se pueda estimar sabiendo que la distancia del cañón al extremo de la zona protegida a proa de él no debe ser superior al 75% del alcance del cañón, y que este se puede estimar en 36 m dado los datos de la siguiente tabla.. De esta forma:. (0,75·alcance ). 2. 2. ⎛B⎞ −⎜ ⎟ = ⎝ 2⎠. 2. 45,9 ⎞ (0,75·36 ) − ⎛⎜⎝ ⎟ = 14,22 2 ⎠ 2. Por tanto, E = 14,22 · 45,9 = 652,7 m2 Volviendo a las fórmulas anteriormente indicadas: a) C1=0,6·B·LC = 0,6 · 45,9 · 190,4 = 5243,62 l/min b) C2= 6·A = 6 (40,2·39,2) = 9455,04 l/min c) C3= 3·E = 3·652,7=1958,1 l/min El mayor caudal y por tanto el elegido es C2. El equipo escogido corresponde a la casa Wilhemsen.. 15.

(16) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. El sistema de extinción de incendios Unitor Low Expansion Foam (sistema Unitor Low Foam) utiliza un concentrado de espuma no tóxico, agua y aire para extinguir eficazmente los incendios en espacios abiertos. El sistema proporciona protección segura y eficaz, y es inofensivo para la tripulación y el medio ambiente.. El sistema de espuma de cubierta Unitor está diseñado para ser instalado tanto en espacios abiertos como cerrados cuando sea necesario. El sistema se compone de un tanque de espuma reforzada, bomba de espuma, dosificadores, monitores de espuma resistentes y compactos y aplicadores de. 16.

(17) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. espuma portátiles o boquillas de pulverización de espuma que cumplen con las últimas resoluciones del SFS. El tanque de espuma, la bomba de espuma, el proporcionador, las válvulas y los paneles de control se pueden entregar en las unidades de deslizamiento, reduciendo así el trabajo de instalación y el coste. Todos los componentes están construidos en materiales y recubrimientos resistentes a la corrosión.. Los monitores están situados a lo largo de la cubierta, con dos monitores montados en la cubierta de popa. El número y el espaciamiento de los monitores, la capacidad del tanque de espuma y la presión / capacidad del sistema depende del tipo de recipiente y del área a proteger. Para una eficacia máxima, un distribuidor de presión equilibrado garantiza una mezcla fiable de espuma. Los aplicadores de espuma se proporcionan para la flexibilidad durante la lucha contra incendios en las áreas de la cubierta y para cubrir las áreas protegidas de los monitores.. 17.

(18) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3.1.5.1 TANQUE DE ESPUMÓGENO Según la Regla 14, se suministrará concentrado de espuma en cantidad suficiente para asegurar que, como mínimo, se produce espuma durante 20 minutos en los buques tanque provistos de un sistema de gas inerte, como es el caso del buque de proyecto, cuando se utilice el régimen calculado anteriormente. La relación de expansión de la espuma (es decir, la relación entre el volumen de espuma producida y el volumen de la mezcla de agua y concentrado espumógeno suministrado) no excederá de 12 a 1. Según lo indicado, la capacidad del tanque de espumógeno será la siguiente:. VTQEspum = 0,03·9455,04·20 = 5673,024l Este tanque se encuentra en el local de espuma de la cubierta 1de cámara de máquinas. 3.1.5.2 CAÑONES FIJOS EN CUBIERTA Y LANZAESPUMA MÓVILES El sistema de cañones y lanzaespuma deberá estar dispuesto de forma que sea capaz de lanzar espuma sobre la superficie de cubierta de la zona de carga y en el interior de los tanques cuando la parte de la cubierta de estos haya sufrido daños.. -CAÑONES FIJOS EN CUBIERTA La eslora protegida por cada cañón será de 12,5 m, considerando un alcance de los mismos de 36 m. Teniendo en cuenta que la eslora de la zona de carga es de 190,40 metros, el número mínimo de cañones a disponer sobre cubierta será:. N º cañones =. 190,4 = 15,23 ≈ 16cañones 12,5. Con este cálculo, se instalan 16 cañones fijos en la zona de cubierta de los tanques de carga.. 18.

(19) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Según la regla 61.6.1 del SOLAS II-2-D, el caudal mínimo de cada cañón será el mayor caudal entre: - C3= 3·E = 3·652,7=1958,1 l/min - 50% de la solución espumosa máxima, es decir: 0,5 · C2 = 0,5 · 9455,04 = 4727,52 l/min Por esto, cada cañón deberá proporcionar un caudal de 4727,52 l/min LANZAESPUMA MOVILES Por su parte, los lanzaespuma deberán disponerse según lo establecido en la Regla 61.8, de forma que “aseguren flexibilidad de operación en la extinción de incendios y cubran las zonas que los cañones no puedan alcanzar porque estén interceptadas”. El número mínimo, según reglamento, es de 4 lanzaespuma con un alcance mínimo de 15 m. y una capacidad superior a los 400 l/min. Debido a la eslora, se decide instalar 6 lanza espuma.. 19.

(20) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3.2. BOMBAS C.I.. En la cámara de máquinas se encuentran la toma de agua de mar y las bombas de impulsión del sistema contraincendios. En la zona de aspiración de la bomba se debe de instalar una válvula de cierre (Apdo. 10.5. Válvulas y accesorios). Se debe conectar a la aspiración de la bomba un tubo recto o reductor, por lo menos el doble de largo que el diámetro del mismo. La parte superior del tubo reductor debe ser horizontal, y el ángulo incluido no debe ser superior a 15º. No se debe instalar ninguna válvula directamente en la entrada de la bomba (Apdo. 10.6.2.1. Tubo de aspiración). En la zona de impulsión de la bomba se debe instalar una válvula de retención y una de cierre en el tubo de impulsión. Si se instala un tubo reductor en la impulsión de la bomba, debe abrirse en la dirección de flujo con un ángulo no superior a 15º. Las válvulas de impulsión deben instalarse aguas abajo del tubo reductor, si lo hay (10.5.Válvulas y accesorios).. Las velocidades de impulsión y aspiración de la bomba contraincendios se han tomado de la norma UNE-EN 12845. En la Red general de distribución la velocidad de equilibrio no debe superar los 6 m/s en cualquier válvula o dispositivo de control de caudal y 10 m/s en cualquier otro punto del sistema. A continuación, se muestra una representación isométrica del servicio contraincendios del buque de proyecto. En el esquema se observa que hay del colector principal de contraincendios (FS01) salen dos líneas, una que. 20.

(21) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. suministra de agua las B.I.E.S. (bocas de incendio equipadas) de la habilitación (FS02) y otra que cubre la zona de carga del buque (FS03).. 3.2.1 CAUDAL DE LA BOMBA El convenio SOLAS en Capítulo II-2, Parte C, donde dice que, en buques de carga, sin incluir las bombas de emergencia, el caudal de agua no será inferior a cuatro tercios la capacidad de las bombas de sentinas independientes de un 21.

(22) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. buque de pasaje de las mismas dimensiones cuando se utilice en operaciones de achique, aunque en ningún buque de carga será necesario que la capacidad total exigida de las bombas contraincendios sea superior a 180 m3/h. Según lo expuesto, cada una de las bombas contraincendios deberá tener la siguiente capacidad: 3 4 4 QCI = ·QBS = ·396 = 528 m h 3 3. Siendo: QCI: caudal de la bomba contraincendios (m3/h) QBS: caudal de la bomba de sentinas (m3/h). El caudal de la bomba de sentinas ha sido calculado en el apartado 2.2 de este cuaderno. Este resultado es el caudal mínimo exigido, pero podría no ser suficiente debido a las exigencias del sistema contraincedios diseñado. A continuación se pretende realizar el estudio del caudal necesario en cada línea del sistema contraincendios para dimensionarlo de manera adecuada. 3.2.2 LÍNEA FS03 Esta línea es la que suministra agua a las B.I.E.S de la zona de carga, por ello se estimará el caudal y se comprobará si el estimado anteriormente es suficiente. El código CIG (código internacional de gaseros) indica lo siguiente: 11.2.2 Los medios instalados serán tales que por lo menos dos chorros de agua puedan llegar a cualquier parte de la cubierta que quede en la zona de la carga, así como a las partes del sistema de contención de la carga y de las tapas de los tanques situadas por encima de la cubierta.. 22.

(23) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Y según el SOLAS, Capítulo II-2, Parte C, Regla 10 La longitud de las mangueras No será inferior a 10 m, pero no superior a 15 m en los espacios de máquinas, 20 m en otros espacios y en las cubiertas expuestas, 25 m en las cubiertas expuestas de buques de manga superior a 30 m. Cuando las dos bombas descarguen simultáneamente por las lanzas de manguera especificadas en el párrafo 2.3.3, y el caudal de agua especificado en el párrafo 2.1.3 descargue a través de cualquiera de las bocas contraincendios adyacentes, se mantendrán ́ las siguientes presiones en todas las bocas contraincendios:. En la estimación de la presión requerida en punta de lanza, la normativa de SOLAS no es, probablemente, suficiente. Por este motivo, se seguirán de nuevo las indicaciones de los apuntes de la asignatura Sistemas Auxiliares del Buque, del profesor Jose Ángel Fraguela, por el cual se fija un se fija un valor de presión nominal en la punta de las lanzas de 5 bar, que es el valor óptimo de trabajo de un profesional, para las bocas en las cubiertas de habilitación. En el caso concreto de las BIES de la cubierta de carga se fija un valor de 7 bar. Con estas indicaciones se decide instalar mangueras de 45 mm de diámetro, 20 metros de longitud y 7 bar para esta línea. El caudal mínimo que debe circular por una BIE para la determinada presión nominal viene establecido por las normas UNE-EN 671-1:2013. Instalaciones fijas de lucha contra incendios. Sistemas equipados con mangueras. Parte 1:. 23.

(24) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Bocas de incendio equipadas con mangueras semirrígidas y UNE-EN 6712:2013. Instalaciones fijas de lucha contra incendios. Sistemas equipados con mangueras. Parte 2: Bocas de incendio equipadas con mangueras planas. Se determina mediante la siguiente ecuación: ⎡m3 ⎤ QN ⎢ ⎥ = k· P(bar) ⎣ h ⎦. El factor K viene dado por el fabricante de los equipos y será, para el caso de BIEs de 45 mm y mangueras de 20 m de longitud, de 83. 3 ⎡m3 ⎤ QFS 03 ⎢ = 83· 7 + 83· 7 = 439,19 m h ⎥ ⎣ h ⎦. Con el caudal anteriormente calculado y una velocidad del fluído de 6 m/s, la sección es:. S=. Q 439,19 = = 0,020m 2 v 6·3600. Y el diámetro del tubo es:. D=. 4·S 4·0,020 = = 0,16m = 160mm π π. Tomando un valor comercial próximo D=175mm RESUMEN FS03 v Q S D. 6 439,19 0,020 175. m/s (m3)/h m2 mm. 24.

(25) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3.2.3 LÍNEA FS02 La línea FS02 corresponde con la línea que suministra agua a las B.I.E.S de la zona de habilitación. El caudal se calcula para una presión de punta de lanza de 5 bar en la cubierta del puente que sería el punto más desfavorable. 3 ⎡m3 ⎤ QFS 02 ⎢ = 83· 5 = 185,59 m h ⎥ ⎣ h ⎦. Con el caudal obtenido y una velocidad de 6 m/s, la sección es:. S=. Q 185,59 = = 0,00859m 2 v 6·3600. Y el diámetro del tubo es:. D=. 4·S 4·8,59·10 −3 = = 0,104m = 104mm π π. Tomando un valor comercial próximo de 125 mm. RESUMEN FS02 v Q S D. 6 185.59 0,00859 125. m/s (m3)/h m2 mm. 25.

(26) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3.2.4 COLECTOR PRINCIPAL. LÍNEA FS01 El caudal necesario para el colector principal corresponde con el caudal máximo de las líneas que confluyen en el colector. QFS01 = 439,19 m3/h No obstante, este caudal es inferior al mínimo exigido por SOLAS, por este motivo el caudal nominal del colector principal es: 3. QFS 01 = 528 m h Con el caudal de la línea y una velocidad de 6 m/s, la sección es: Al tener el caudal de la línea y una velocidad del fluido de 6 m/s, se puede obtener la sección como:. S=. Q 528 = = 0,024m 2 v 6·3600. Entonces, el diámetro del tubo será:. D=. 4·S 4·24·10 −3 = = 0,175m = 175mm π π. En este caso coincide el diámetro con un valor comercial. 3.2.5 LÍNEA DE ASPIRACION Para el cálculo de esta línea, deben tenerse en cuenta las restricciones de velocidad en la línea con motivo de evitar la cavitación en las bombas. De esta forma se fija una velocidad en la línea de 1,8 m/s se determina la sección del conducto:. S=. Q 528 = = 0,081m v 1,8·3600. 26.

(27) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. D=. 4·S 4·0,081 = = 0,32m = 321mm π π. El valor comercial más cercano à D= 350mm. 3.2.6 LINEA DE EXPULSION Fijando una velocidad en la línea de 2,5 m/s se determina la sección del conducto:. S=. D=. Q 528 = = 0,059m 2 v 2.5·3600. 4·S 4·0,059 = = 0,274m = 274mm π π. El valor comercial más cercano à D= 300mm. 3.2.7 PERDIDAS DE CARGA Para el cálculo de las pérdidas de carga se debe tener en cuenta tanto las pérdidas de carga manométrica, debidas a la altura que debe alcanzar el fluido, como las pérdidas de carga por fricción. La variación de presión estática entre dos puntos conectados entre sí debe calcularse con la siguiente fórmula: P = 0,098·h. Donde, P: es la variación de presión estática (bar) h: la distancia vertical entre los puntos (m). 27.

(28) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Para calcular de las pérdidas de carga por fricción en los elementos de la línea, se tendrá en cuenta que dicha pérdida en un tramo recto de tubería vendrá determinada por la ecuación de Hazen-Williams:. Q 1,85 P = 1,85 4,87 ·6,05·10 5 ·L C ·d. Donde, P: pérdida de carga en la tubería (bar) Q: caudal (l/min) C: cte. En función del tipo de tubería y se extraerá de la siguiente tabla d: diámetro interior real del tubo (mm) L: longitud de la tubería (m). 28.

(29) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Se escoge la C de acero rolado, sinónimo de acero laminado, siendo esta una técnica común para trabajar el acero inoxidable. Para el cálculo de pérdidas se consulta la tabla de longitud equivalente para codos y accesorios.. 29.

(30) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 30.

(31) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. El cálculo de las pérdidas de carga se realizará para las líneas que salen del colector; una hacia las cubiertas de puente y alojamientos, y la otra hacia la cubierta de carga. Se realizarán los cálculos para la toma de agua con un valor de pérdida de carga más desfavorable. En el caso de la FS02, este valor es el de la BIE del Puente de gobierno, por contar con un mayor número de codos y elementos de control del fluido, y por estar a mayor altura. En el caso de la FS03, este valor es el de la BIE de la cubierta de carga, por hallarse a mayor distancia del colector que las otras BIEs de esa cubierta. Los cálculos de pérdidas de carga se muestran a continuación:. 31.

(32) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. En el caso de la FS02, se produce una pérdida total de carga de 11,32 bares, y en el caso de la FS03 se produce una pérdida de 10,09 bares. Ante estos valores, se dimensionará la bomba C.I. teniendo en cuenta la mayor demanda de presión, que se produce en la FS02. La presión total a la que debe funcionar la bomba C.I. para mantener una presión en punta de lanza de 6 bares se calcula a continuación: P = 6 + 11,3 = 17,3 bar. 3.2.8 POTENCIA BOMBA CONTRAINCENDIOS Una vez dimensionado el sistema contraincendios y conocidas las pérdidas de carga, se puede determinar la potencia de las bombas contraincendios. Se instalarán 4 bombas contraincendios de 130 m3/h cada una, capacidad inferior a la máxima permitida por el SOLAS (180 m3/h).. 32.

(33) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Según el SOLAS Capítulo II-2, Parte C, Regla 10.2.2.4.2, cada una de las bombas contraincendios (excepto la de emergencia) tendrán una capacidad no inferior al 80% de la capacidad total exigida dividida por el número de bombas contraincendios y nunca será inferior a 25 m3/h. Considerando un rendimiento de la bomba del 85%, la potencia de la misma será:. P=. Q·γ ·H 130·1025·173 = = 100,45cv = 74,33kW 3600·75·ηm 3600·75·0,85. Donde, P, es la potencia en (cv) Q, es el caudal de la bomba en (m3/h) #, es el peso específico del fluido en (Kg/m3) H, es el incremento de presión (m.c.a) Ƞ& , es el rendimiento del equipo, igual a 0,85. 3.3. BOMBAS CONTRAINCENDIOS DE EMERGENCIA. Según lo dispuesto en la Regla 4.3.3, los buques de carga deben estar provistos de un dispositivo auxiliar para el caso de que un incendio inutilizara todas las bombas del sistema contra incendios. Este dispositivo ha de ser una bomba fija de emergencia, de accionamiento independiente, con capacidad para suministrar los chorros de agua que se consideren suficientes, situada en una zona no susceptible de incendios, normalmente en la zona de proa, y en situación de tener presión positiva suficiente para su accionamiento. La capacidad de esta bomba no será inferior al 40% de la capacidad total de las bombas contra incendios y, en ningún caso inferior a 25 m3/ h. El caudal de la bomba se calcula mediante la siguiente expresión: QEMERGENCIA = 0,4 · QC.I. = 0,4 · 528 m3/h = 211,2 m3 La presión mínima requerida para el sistema de emergencia es de 0,27 N/mm2, lo que equivale a 2,7 bar. Se dimensiona la bomba de emergencia teniendo en 33.

(34) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. cuenta, además de la presión mín., las pérdidas de carga en la situación más desfavorable, que tiene un valor de 11,3 bares. Por tanto, la bomba deberá trabajar a 14 bar. Utilizando la misma fórmula que antes para la estimación de la potencia:. P=. Q·γ ·H 211,2·1025·140 = = 132,05cv = 97,72kW 3600·75·ηm 3600·75·0,85. 3.5 MEDIOS DE DETECCIÓN DE INCENDIOS Según el SOLAS Capítulo II-2, Regla 7.5.5 y 9.2.4 los espacios de alojamientos, de servicio y los puestos de control de los buques de carga estarán protegidos con un sistema fijo de detección de incendios, alarmas contraincendios y un sistema automático de rociadores que dependerán del método adoptado. En el caso del buque de proyecto, se adoptará el método IC: -Habrá un sistema fijo de detección de incendios y de alarmas contraincendios instalado y dispuesto de forma que detecte la presencia de humo en todos los pasillos, escaleras y vías de evacuación que se encuentren situadas dentro del espacio de alojamientos, con lo que no se necesitarán rociadores automáticos. -La construcción de los mamparos de compartimentado interior serán de materiales incombustibles correspondientes a divisiones de clase “B” o “C”, sin que se instale un sistema automático de rociadores, detección de incendios y alarmas contraincendios en los espacios de alojamientos y servicio salvo cuando lo estipule la Regla 7.5.5.1. - Según el “Convenio de Sistemas de Seguridad Contraincendios (SSCI)”, Capítulo IX,. 34.

(35) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. -Regla 2.3 se instalarán en el buque dos tipos de detectores: -Detectores de calor, que comenzarán a funcionar antes de que la temperatura exceda los 78ºC pero no hasta que haya excedido los 54ºC.. -Detectores de humo, que comenzarán a funcionar antes de que la densidad del humo exceda el 12,5% del oscurecimiento por metro, pero no hasta que haya excedido del 2%. La separación máxima entre detectores será:. 3.6 SISTEMA CONTRAINCENDIOS EN CÁMARA DE MÁQUINAS En la cámara de máquinas el sistema de contraincendios estará formado por un sistema de CO2, agua nebulizada, extintores de espuma y sistemas de aplicación local. 3.6.1 SISTEMA DE CO2 Se dotará al buque de un sistema fijo de extinción de incendios por gases, diseñado para ofrecer protección por inundación total contra el fuego declarado dentro de un compartimento, cuyo ámbito de aplicación en la Cámara de Máquinas. En el presente apartado se dará a conocer este sistema, cuya normativa de aplicación se encontrará en la Regla 10, apartado 4: Sistemas fijos de extinción de incendios, SOLAS; y en el Código Internacional de Sistemas de Seguridad Contra Incendios (Código SSCI) Capítulo 5: Sistemas fijos de extinción de incendios por gas. El gas a utilizar será el anhídrido carbónico o CO2, resultante de la combinación de dos cuerpos simples: el carbono y el oxígeno.. 35.

(36) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. En resumen, el CO2 es un gas de olor ligeramente picante, incoloro y más pesado que el aire. Las propiedades físicas principales del CO2 son las siguientes: Las propiedades del gas en estado líquido son: -Densidad del Líquido (a -20ºC y 19,7 bar): 1032 kg/m3 -Equivalente Líquido/Gas (1012 bar y 15ºC (por kg de sólido)): 845 vol/vol -Punto de Ebullición (Sublimación): -78,5ºC -Presión de Vapor (a 20ºC): 58,5 bar El CO2 no conduce la electricidad. Una de las principales características del CO2 es el elevado riesgo para la vida, ya que provocaría la muerte a cualquier persona que se encontrara dentro del local, por lo que es imprescindible el uso de una alarma, tanto acústica como visual, que prevenga de la descarga con el suficiente tiempo de antelación para que sea posible evacuar el espacio. El Sistema General Fijo de CO2 Contra Incendios utiliza el CO2 como agente extintor y se compone, en líneas generales, de los siguientes elementos:. 36.

(37) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 1.Recipientes a Presión para el almacenamiento del gas agente extintor 2.Red de Tuberías y Válvulas 3.Dispositivos de “Disparo” y Sistema de Alarma. A continuación, se definen cada uno de los diferentes elementos del sistema: 1.RECIPIENTES A PRESIÓN PARA EL ALMACENAMIENTO DEL GAS AGENTE EXTINTOR El agente extintor se almacenará en recipientes a presión y estarán almacenadas en un Local Especial, firmemente ancladas. Los recipientes de almacenamiento del agente extintor de incendios y los correspondientes accesorios sometidos a presión deberán proyectarse de conformidad con códigos de prácticas sobre recipientes a presión que la Administración juzgue aceptables, en función de su ubicación y de la temperatura ambiente máxima que quepa esperar en servicio. El local destinado al almacenamiento de los recipientes a presión estará situado en un lugar sin comunicación directa con los espacios de máquinas ni con los espacios de acomodación y se utilizará exclusivamente para la instalación de los recipientes y de componentes asociados a las mismas. 2.RED DE TUBERÍAS Y VÁLVULAS El gas, al salir del dispositivo de apertura simultánea (línea azul de la figura), sale por las tuberías hacia un colector, del que parten diferentes ramificaciones hacia los compartimentos del buque a proteger. Las válvulas, tanto las del sistema como las de las botellas, acopladas al dispositivo de apertura simultánea, son imprescindibles para garantizar la seguridad en el sistema.. 37.

(38) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. La disposición del sistema de tuberías de distribución del agente extintor de incendios y el emplazamiento de las boquillas de descarga deberán ser tales que se logre una distribución uniforme del agente extintor.. 3.DISPOSITIVOS DE “DISPARO” Y SISTEMA DE ALARMA Los medios de control estarán en un lugar fácilmente accesible y de accionamiento sencillo. Además, deberán estar agrupados en el menor número posible de emplazamientos, así como en lugares que no corran el riesgo de quedar aislados por un incendio que se declare en el espacio protegido. Se dotará a cada uno de esos emplazamientos de instrucciones claras relativas al funcionamiento del sistema en las que se tenga presente la seguridad del personal. El sistema de alarma será tanto acústico como visual, y se activará automáticamente con antelación suficiente para garantizar la evacuación de toda persona que se encuentre dentro de la sala de máquinas.. 38.

(39) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. CALCULO CO2 NECESARIO -Volumen de los espacios a proteger: -Volumen de Cª de Máquinas, es de 33496 m3. -Volumen del guardacalor, es de 3600 m3. 0,4 · Vol. C. M. = 0,4 · 829 m6 = 13398,4 m6 -Volumen a cubrir por el CO2 La cantidad deberá ser suficiente para liberar un volumen mínimo de gas igual al 35% del volumen bruto del mayor espacio de máquinas así protegido, comprendido el guardacalor. VT=VCM + VGC= 33496 + 3600 =37096 m3 0,35 · VT = 12983,6 m3. 39.

(40) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. -Cantidad mínima requerida de CO2 Será, como indica el Código SSCI, del 35% del volumen bruto del espacio de máquinas. P = 0,35 · VT/0,56 P = 23185 kg -Cantidad mínima de botellas N=. P 23185 = = 464botellas Pbot 50. -Superficie mínima para el espacio de almacenamiento de las botellas Puesto que el diámetro de calla botella es D= 0,27mm; Se requiere un espacio para las botellas de: S=464·0,272=33,8 m2. REQUISITOS BÁSICOS ALMACENAMIENTO. PARA. LAS. BOTELLAS. Y. EL. LOCAL. DE. -Las botellas estarán provistas de una Válvula de Apertura Rápida homologada. -Todas las botellas estarán ubicadas en un local de almacenamiento específico (Local de CO2). -Todas las botellas deberán ir debida y firmemente ancladas. -No estará permitida la comunicación directa del local de almacenamiento ni con la Sala de Máquinas ni con los espacios de alojamiento. -Se deberán disponer de medios adecuados para el traslado de las botellas de CO2. -El local deberá ser utilizado única y exclusivamente para la instalación de las botellas y el sistema, y estará protegido de cualquier radiación solar. -Se tomarán las medidas necesarias para que la temperatura en el interior no supere los 45ºC.. 40.

(41) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. -Se proveerá al local renovaciones/hora).. de. la. adecuada. ventilación. (mínimo. de. 6. SISTEMA DE ALARMA -Se proveerá de un sistema de alarma, tanto acústica como visual, que anuncie con antelación suficiente, que va a producirse una descarga inminente de gas. -La alarma acústica será claramente distinguible del resto de señales y deberá ser audible desde todos los puntos del espacio protegido, incluso con las máquinas a pleno funcionamiento. -El tiempo entre el instante en que se active la alarma y el que se produzca la descarga no deberá ser inferior a 20 segundos. -Tanto la alarma acústica como la alarma visual permanecerán activadas mientras permanezcan abiertas las válvulas de inundación. -La alimentación de energía eléctrica del sistema de alarma estará garantizado en caso de fallo del sistema eléctrico principal del buque.. 2.6.2 SISTEMA DE AGUA NEBULIZADA Este sistema consiste en forzar el paso de agua a alta presión a través de unos atomizadores, los cuales harán que ésta se disperse en multitud de gotas muy finas. Estas gotas son muy efectivas a la hora de extinguir fuegos, incluso aquellos provocados por aceites. Las gotas permanecen suspendidas en el aire de manera que no alteran la superficie aceitosa ni establecen una capa de agua sobre la que el combustible ardiente podría flotar. Además, está clase de pulverización del agua, al cubrir una gran superficie respecto al fuego, ejerce un efecto refrigerante al evaporarse rápidamente. La gran concentración de gotas y su evaporación tiene el efecto de reducir el nivel local de oxígeno. El efecto refrigerante y la reducción de la concentración de oxígeno hacen que el fuego sea extinguido.. 41.

(42) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. A modo de conclusión, se resaltan las ventajas de este sistema de lucha C.I. Son las siguientes: -Lavado y decantado de los humos y los gases tóxicos (seguridad humana). -Inocuidad para las personas. -Mantenimiento del nivel de oxígeno. -Economía, coste mínimo del agente extintor. -No conduce la electricidad. -Muy eficaz en fuegos de líquidos inflamables. -Daños por el agua muy reducidos. -Reducción de la temperatura del recinto. -Agente extintor ecológico y económico. -Eficacia extintora por varios principios físicos.. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE AGUA NEBULIZADA Los elementos principales de este tipo de sistemas de extinción son los siguientes: -Cabezales atomizadores. Son válvulas de agua que pueden estar siempre abiertas, en caso de sistemas de inundación total, o cerradas mediante un bulbo térmico en caso de sistemas de tubería húmeda o preacción. -Sistema de abastecimiento de agua. Es el conjunto de fuentes de agua, equipos de impulsión y red general destinados a asegurar, para una o varias instalaciones específicas de protección contra incendios, el caudal y la presión de agua necesarios durante el tiempo de autonomía requerido. 42.

(43) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. -Red de distribución. Son las conducciones del agua del sistema, que discurren desde el sistema de abastecimiento hasta las cabezas atomizadoras distribuidas en el riesgo a proteger según cálculos. -Válvulas direccionales. Son las válvulas que permiten dirigir la descarga al riesgo seleccionado cuando se disponen varios riesgos con un único sistema de abastecimiento de agua.. Tipos de sistemas Los sistemas utilizados por el agua nebulizada pueden ser de baja, media o alta presión. -Sistemas de baja presión. Este tipo de sistemas ofrecen una alternativa de menor coste y complejidad. Las presiones utilizadas son menores a 12,1 bar. -Sistemas de media presión. Las comprendidas entre 12,1 bar y 34,5 bar.. presiones. utilizadas. están. -Sistemas de alta presión. Los equipos están diseñados para presiones de trabajo de 34,5 bar o superiores (hasta 200 bar).. Normativa aplicable La normativa a consultar en primera instancia será la NFPA 750 de Standard on Water Mist Fire Protection Systems. Esta normativa contiene una serie de reglas y recomendaciones sobre sistemas de agua nebulizada donde se establece la metodología a seguir para el diseño, instalación y pruebas de estos sistemas, indicando qué partes deben ser aprobadas, documentación a elaborar y parámetros muy generales. La. 43.

(44) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. responsabilidad del diseño y la eficacia son delegadas a cada fabricante y no establece criterios técnicos de diseño. Sin embargo, para los ámbitos navales, remite a las siguientes circulares de la OMI: -Resolución A.800(19). -MSC/Circ.728. Sistemas de agua equivalentes en salas de máquinas. -MSC/Circ.668. Sistemas de agua equivalentes en salas de máquinas. -MSC/Circ.913. Sistemas de aplicación local de agua equivalentes en salas de máquinas Clase A.. Selección del sistema de agua nebulizada Se ha optado por el sistema Hi-Fog debido a sus características, al final de este cuaderno se añade como Anexo el catálogo comercial: -Un único fluido: Agua -Alta presión: 35 a 210 kg/cm2 -Cañerías especiales de acero inoxidable -Diámetros pequeños -Expansión de tipo “gaseosa” -Tamaño de gota: 60 a 200 micrones -Densidad de diseño entre 0.5 a 1.5 l/min y m2 y 0.05 l/min y m3 -Este sistema utiliza agua dulce a fin de evitar riesgo de corrosión en equipos y estructura.. 44.

(45) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 3.6.3 EXTINTORES DE ESPUMA Según las prescripciones del SOLAS Capítulo II-2, Parte C, Regla 10, Apartado 5, la Cámara de Máquinas es un espacio de Categoría A, por lo que debe disponer de un sistema fijo de extinción por gas y medios adicionales de extinción que consisten en: 1. Un dispositivo portátil lanza-espuma, que consta de una lanza para espuma de tipo eductor que se puede conectar al colector contraincendios mediante una manguera contraincendios, un recipiente portátil que contenga como mínimo 20 l de espumógeno y un recipiente de respeto de espumógeno. 2. Extintores portátiles de espuma, situados de tal forma que no sea necesario recorrer más de 10 m para llegar a ellos desde ningún punto del espacio. Habrá por lo menos dos equipos y su capacidad no debe ser inferior a 20 l de espumógeno. 3. Equipos de extinción de incendios de espuma, con una capacidad mínima de 45 l de espuma en cantidad suficiente para alcanzar cualquier punto de los sistemas de combustible y de aceite de lubricación a presión, engranajes y otras partes que presenten riesgo de incendio.. 3.6.4 SISTEMAS DE APLICACIÓN LOCAL Según lo expuesto por el SOLAS, Capítulo II-2, Parte C, Regla 10, Apartado 5.6, los buques de carga de arqueo bruto igual o superior a 2000, como es el caso, tienen que disponer de un equipo contraincendios de aplicación local. El sistema fijo de lucha contraincendios de aplicación local instalado protegerá las zonas que se indica a continuación sin que sea necesario parar las máquinas, evacuar al personal, o cerrar herméticamente el espacio. -Las partes con riesgo de incendio de las máquinas de combustión interna utilizadas para la principal propulsión del buque y la producción de energía.. 45.

(46) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. -Las partes con riesgo de incendio del incinerador. -Las depuradoras de Fuel Oil.. 3.7 SISTEMA CONTRAINCENDIOS EN LA HABILITACIÓN Además de los diez extintores portátiles distribuidos dos en cada una de las cinco cubiertas, incluida como tal la del puente ya mencionados anteriormente, se ha optado por instalar adicionalmente un sistema de rociadores automáticos. El sistema de será del tipo “tubería llena” y estará siempre llena de agua dulce y mantenida a presión mediante un tanque. Instalaremos una bomba centrífuga independiente del resto de bombas contraincendios, destinada a mantener automáticamente la descarga continua de agua en los rociadores a la presión requerida, de modo que aseguro un suministro capaz de cubrir el área estipulada a un régimen de aplicación de 5 l/min·m2.. 3.8 SISTEMA DE ASPERSIÓN POR AGUA El código CIG Capítulo 11, Regla 11.3, exige disponer de un sistema de aspersión por agua en cubierta, destinado a la refrigeración de la misma. 11.3.1 En los buques que transporten productos inflamables o tóxicos, o unos y otros, se instalará un sistema aspersor de agua a fines de enfriamiento, prevención de incendios y protección de la tripulación, el cual abarcará: .1 Las bóvedas de los tanques de carga expuestos y cualquier parte expuesta de dichos tanques; .2 los recipientes de almacenamiento expuestos, situados en cubierta y destinados a productos inflamables o tóxicos; .3 los colectores de descarga y de carga de productos líquidos y gaseosos, la zona de sus válvulas de control y cualesquiera otras zonas en que haya instaladas válvulas de control esenciales y que serán por lo menos iguales al área de las bandejas de goteo provistas; y. 46.

(47) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. .4 los mamparos límite de las superestructuras y de las casetas en que habitualmente haya dotación, de las cámaras de compresores de la carga, de las cámaras de bombas de la carga, de los pañoles en los que haya artículos que presenten gran riesgo de incendio y de las cámaras de control de la carga, encarados con la zona de carga. Los mamparos límite de estructuras del castillo de proa sin dotación en los que no haya artículos o equipo que presenten gran riesgo de incendio no necesitarán estar protegidos por el sistema aspersor de agua. El sistema tendrá la capacidad necesaria para cubrir todas las zonas mencionadas en 11.3.1 con una aspersión mínima de agua uniformemente distribuida de 10 l/m2 por minuto para superficies de proyección horizontal y de 4 l/m2 por minuto para las superficies verticales.. 4 SERVICIO DE LASTRE En este capítulo se realizarán los cálculos necesarios para definir el servicio de lastre del buque. Para ello, ante la falta de un estudio de condiciones de carga que concluya con un esquema de tanques de lastre propio del buque de proyecto, se recurrirá a la estimación del lastre en función del Peso Muerto como se estimó en el Cuaderno 1. Δ = PM + PR PM = Δ − PR = 117894,017 − 35660,92 = 82233,097t. El Peso Muerto es la suma de la carga útil y los consumos.. Vlastre =. 82233,097 = 80227,32m 3 1,025. 4.1 BOMBAS DE LASTRE Las bombas de lastre son las bombas encargadas de bombear el agua de mar desde el colector hasta los tanques de lastre del buque. Se dispone de cuatro bombas de lastre en el buque situadas en el local de bombas de la cámara de máquinas, una de ellas de respeto. 47.

(48) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 4.1.1 CAUDAL DE LAS BOMBAS DE LASTRE Suponiendo que el tiempo de lastrado y deslastrado estimado es de 24 horas, el caudal de las bombas para realizar un lastrado completo será:. QLastre =. 3 VLastre 80227,32 = = 3342,81m h 24 24. 4.1.2 POTENCIA DE LAS BOMBAS DE LASTRE La potencia de cada bomba se determinará mediante la siguiente expresión:. P=. Q·γ ·H 3600·75·ηm. Donde: P, es la potencia en (cv) Q, es el caudal de la bomba, por lo tanto, QLastre/3 (m3/h) #, es el peso específico del fluido en (Kg/m3) H, es el incremento de presión (m.c.a), para este caso se tomará el caso del lastrado más desfavorable que sería el del Pique de Proa, debido a esto se tomará la altura del puntal más un cierto margen por pérdidas en las tuberías. Ƞ& , es el rendimiento del equipo, igual a 0,75. P=. Q·γ ·H 1671,4·1025·35 = = 197,4cv = 146,08kW 3600·75·ηm 3600·75·0,75. 48.

(49) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. 4.2 DIÁMETRO DEL COLECTOR DE LASTRE El diámetro de la tubería de lastre se determina una vez conocido el caudal del mismo, teniendo en cuenta que la velocidad del agua en dicho conducto es de 2 m/s. Entonces,. Q=. π ·d 2 Q·4 ·v ⎯⎯ →d = 4 π ·v. Con esto se obtiene un diámetro:. Q=. π ·d 2 3342,8·4 ·v ⎯⎯ →d = = 768mm 4 π ·2·3600. 5 GENERACIÓN DE AGUA DULCE Este servicio está formado por los equipos que suministran agua para los centros de consumo de agua dulce existentes en el buque. El consumo de agua potable depende del tipo de buque, la duración de la travesía, el número de dispensadores de agua potable y los puntos de suministro en la zona de navegación. A modo de esquema, se clasifican los diferentes componentes del sistema de agua dulce planteado para el buque: -. Constará de un generador de agua dulce con su propia bomba, que tomará agua de mar y descargará agua dulce en los tanques de agua dulce para el consumo del buque.. -. Para el suministro de agua dulce tanto fría como caliente se dispondrá de una bomba principal del sistema que aspirará desde los tanques almacén de agua dulce hasta la descarga en un tanque de presión (hidróforo), que aliviará a la bomba del trabajo continuo.. 49.

(50) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. -. A partir del tanque de presión (hidróforo) partirán dos ramales, uno para el agua fría y otro para el agua caliente. Este último irá provisto de su propio calentador eléctrico.. -. La distribución se realizará mediante 6 colectores (uno por cada cubierta en la que se presente demanda de agua dulce).. A continuación, se realiza el dimensionamiento del sistema de agua potable. Para este fin se consulta la norma UNE-EN ISO 15478-2:2003.. 50.

(51) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. El buque tiene estimado un tanque de agua dulce con una capacidad total de 111,38 m3. Sin embargo, por motivos de seguridad es necesario instalar en el buque un equipo que permita generar agua dulce sanitaria y potable así como agua destilada que permita compensar las pérdidas que se producen en los conductos de vapor o en el consumo de agua dulce de refrigeración de los motores.. 5.1 VOLUMEN REQUERIDO DE AGUA POTABLE UNE- EN ISO 15748 Embarcaciones y tecnología marina. Suministro de agua potable en buques y estructuras marinas.. Se considera un consumo diario de 175 l. por persona y día. Por lo tanto, el consumo de agua dulce diario del buque es: Cons.A.D.=175 · 26 = 4550 l Teniendo una autonomía de 24 días y una permeabilidad del tanque del 0,98, la capacidad de agua dulce del buque es:. Vol A.D. =. 24·4550 ·1,02 = 111,38m 3 1000. 5.1.1 GENERADOR DE AGUA DULCE Se escoge el modelo Aqua de la casa Alfa Laval.. 51.

(52) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. La serie AQUA cubre un rango de capacidad de 3.1 a 60 m3/24 h, dependiendo del medio de calefacción y de las temperaturas del agua de refrigeración. Un generador de agua dulce AQUA puede dimensionarse para adaptarse a cualquier temperatura del agua de la camisa de 55-95 ° C a cualquier temperatura del agua de refrigeración. El flujo de AQUA de agua de alimentación se toma del flujo de agua de mar refrigerante. El agua de alimentación entra en la sección inferior (del evaporador) del paquete de placas, en la que las placas son calentadas por el medio de calentamiento. El medio de calentamiento es el agua de enfriamiento de la camisa del motor. Aquí se evapora el agua a aproximadamente 40-60ºC en un vacío del 85-95%, que es mantenido por el eyector de salmuera / aire. El vapor producido se eleva entre las placas en la sección media (separadora) del paquete de placas, donde se eliminan partícula de agua de mar arrastrada. La gravedad provoca que estas gotas vuelvan a caer en el sumidero de la salmuera en la parte inferior del generador de agua dulce.. 52.

(53) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Sólo el vapor de agua dulce limpio llega a la parte superior (condensador) del paquete de placas, que es enfriado por un intercambiador de agua de mar. Aquí el vapor se condensa en agua dulce, que es bombeada fuera del generador de agua dulce por la bomba de agua dulce. 5.1.2 BOMBA DE SUMINISTRO DE AGUA POTABLE El grupo generador de agua potable se encuentra en la Cubierta de Cª de Máquinas, y suministra agua potable fría y caliente en colectores independientes a cada cubierta. Esto supone la instalación de 5 colectores; uno por cada cubierta. A continuación, se estimarán los consumos de agua potable según la norma UNE-EN ISO 15748-2 (2003). En ella se consultarán los valores de referencia para las presiones de flujo mínimo y los valores de caudal de agua potable para cada punto de servicio estándar. En esta misma norma se proponen valores de caudales en tuberías dependiendo de la longitud y el material de la línea de suministro, la altura de aspiración y el tipo de receptor. Se ha decidido hacer un cálculo del caudal total de la bomba de suministro de agua potable, aplicando un margen del 10% (para el caso de bombas centrífugas), tal y como indica la norma, para garantizar que al alcanzar la presión de corte, la capacidad de la bomba en ese instante suponga el 110% del consumo máximo calculado.. 53.

(54) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. El consumo total se ha calculado en L/día, de modo que es necesario cambiar a la unidad L/s, con el fin de entrar en la gráfica que permite fijar un caudal punta. Los cálculos se muestran a continuación:. Q = 644757,3. l 1día · = 7,46 l s día 86400s. Con el valor recientemente calculado se entra en la gráfica A.3 de la norma.. 54.

(55) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. Se obtiene un caudal punta con valor de 0,9 L/s. Para determinar la presión mínima de suministro del sistema se siguen las indicaciones del apartado 7 de la norma, referidas a las pérdidas de presión en el circuito. La regla 7 dice lo siguiente: La presión mínima de suministro del sistema (bomba, depósito de agua) se determina añadiendo las pérdidas de presión debidas a los siguientes ítems: -Diferencias geodésicas de la altitud. -Pérdidas de presión en los aparatos. -Pérdidas de presión por rozamiento en la tubería y resistencias individuales. -Presión de flujo mínimo de 1,5 bar o, la correspondiente a la mayor demanda en el punto de distribución más alto, más un 10%. Hay que tener en cuenta las pérdidas de presión en el lado de la aspiración. En este apartado se realizará una estimación de las pérdidas de carga de cada línea de suministro de agua (fría y caliente), utilizando el esquema de líneas de suministro que se mostró anteriormente. Los cálculos se muestran a continuación:. 55.

(56) Lng carrier 170 000 m3. Alumno: H. Carlos Orejas González. Tutor: Pablo Fariñas Alvariño. Proyecto: 13-P7. La presión de funcionamiento será la presión requerida máxima más un 10%. -. Presión para la línea de agua fría: 6,82 bar. -. Presión para la línea de agua caliente: 6,83 bar. Capacidad de las bombas centrífugas: -. Caudal punta = 0,90 L/s. -. Caudal de funcionamiento final = 1,1·0,90 L/s = 0,99 L/s = 3,56 m3/h.. Se dispone una bomba de reserva con la misma capacidad. A continuación, se muestra un resumen del cálculo de las bombas del servicio de agua potable.. 56.