anteproyecto de embarcación para transporte de pasajeros y carga liviana en lagos

Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniera

Escuela de Ingeniera Naval

ANTEPROYECTO DE EMBARCACIN CREWBOAT PARA TRANSFERENCIA DE PASAJEROS Y CARGA LIVIANA EN LAGOS, BAHAS Y ZONAS DE MAR PROTEGIDO

Tesis para optar al ttulo de: Ingeniero Naval

Mencin: Arquitectura Naval Mquinas Marinas

Profesor Patrocinante:

Sr. Ral Navarro Arroyo Ingeniero en Construccin Naval,

Licenciado en Ingeniera Naval Diplomado en Ingeniera

especialidad Construccin Naval.

DANIEL ALFREDO GONZLEZ DELGADO VALDIVIA CHILE

2012

Este Proyecto de Titulacin ha sido sometido para su aprobacin a la Comisin de Tesis, como requisito para obtener el grado de Licenciado en Ciencias de la Ingeniera.

El Proyecto de Titulacin aprobado, junto con la nota de examen correspondiente, le permite al alumno obtener el titulo de Ingeniero Naval, mencin Arquitectura Naval y Mquinas marinas.

EXAMEN DE TITULO: Nota de Presentacin (Ponderada) (1) : Nota de Examen (Ponderada) (2) : Nota Final de Titulacin (1+2) :

COMISION EXAMINADORA:

--------------------------------------- --------------------------- DECANO FIRMA

--------------------------------------- --------------------------- EXAMINADOR FIRMA



--------------------------------------- --------------------------- SECRETARIO ACADEMICO FIRMA

Valdivia, Nota de Presentacin = NC/NA * 0,6 + Nota de Tesis * 0,2 Nota Final = Nota de Presentacin + Nota Examen * 0,2 NC = Sumatoria Notas de Currculo, sin Tesis NA = Nmero de asignaturas cursadas y aprobadas, incluida

Prctica Profesional

AGRADECIMIENTOS

Infinitas gracias a todas las personas que fueron parte de mi proceso de enseanza y

maduracin; llmese profesores, compaeros y funcionarios.

Agradezco en forma especial a mis padres Felix y Sofa por prestarme su apoyo

incondicionalmente, sin decir un pero y entregndome todo lo que tenan y lo que no para

que yo me desempeara lo mejor posible como alumno y as lograr llegar a ser un

profesional.

Agradezco a mi hermana Claudita por entregarme la fuerza para salir adelante cada da y

por darme clases de perseverancia, lucha y optimismo.

Agradezco a mi pareja Norma por todo lo que me ha entregado en tantos aos de su

grandiosa compaa y por ser parte de este importante proceso de mi vida de principio a

fin.

Agradezco a mis abuelos y tos por depositar su confianza en m y apoyarme en todo

momento

Agradezco a mis buenos y grandes amigos por compartir sus vidas conmigo

INDICE

Pgina

Resumen

Introduccin

Capitulo I: Anteproyecto de diseo

1.1 Recopilacin de informacin, requerimientos y perfil de misin. 1

1.2 Seleccin tentativa de dimensiones. 3

1.3 Eleccin de las formas del casco. 6

1.4 Distribucin de espacios y acomodaciones. 8

1.5 Caractersticas hidrostticas. 10

Capitulo II: Anteproyecto estructural

2.1 Eleccin de Reglamento de clasificacin. 16

2.2 Clculo de presiones de diseo. 18

2.3 Clculo de escantillonado. 21

Capitulo III: Anteproyecto de mquinas

3.1 Clculo de potencia efectiva EHP. 25

3.2 Clculo de propulsor. 28

3.3 Clculo de potencia propulsiva. 30

3.4 Diseo de timn. 31

Capitulo IV: Estudio de estabilidad

4.1 Estimacin de pesos y centros de gravedad. 32

4.2 Clculo de desplazamiento liviano. 32

4.3 Clculo de peso muerto. 34

4.4 Anlisis de estabilidad transversal y longitudinal. 38

Capitulo V: Estimacin de costos de la embarcacin, especificaciones tcnicas y

contrato de construccin.

5.1 Especificaciones tcnicas. 50

5.2 Costos de la embarcacin. 56

5.3 Contrato de construccin. 60

Conclusiones 64

Bibliografa 65

Gua de planos anexos 66

Catlogos anexos 67

RESUMEN

Se desarrollar el anteproyecto de diseo y estructural de una embarcacin

Crewboat cuyo perfil de misin est destinado al apoyo logstico de empresas ya sea de

la industria acucola, portuaria o turstica, que realicen faenas en zonas de mar calmo

(iguales o inferiores a estado de mar rizada, fuerza Beufort 2 o 3).

Basado en los requerimientos del armador, reglamentos de clasificacin y

reglamentacin vigente de la Autoridad Martima se disearn y proyectarn las formas y

estructura de la nave capaces de cumplir con los estndares de una embarcacin rpida,

cmoda y segura para el transporte de pasajeros y carga liviana obteniendo la mejor

relacin costo calidad posible.

Este proyecto ser confeccionado en forma secuencial y explicativa, de forma que

sirva como gua para futuras generaciones en cualquier materia contenida en un

anteproyecto de embarcacin o en proyectos de titulacin.

Finalmente se anexar documentacin y set de planos que solicita la Autoridad

martima para la revisin y aprobacin de un proyecto de Ingeniera Naval junto a toda la

informacin recopilada para lograr concretar este proyecto de titulacin.

SUMMARY

Be developed the design and structural draft project of a vessel "Crewboat" whose

mission profile is for the companies logistics support either of the aquaculture industry,

ports, tourist performing tasks in calm sea areas (at or below statechoppy

sea, Beaufort force 2 or 3).

Based on the requirements of the shipowner, classification regulations andapplicable

regulations of the Maritime Authority will be designed and projectedshapes and structure

of the ship capable of meeting the standards of a boat fast, convenient and safe to

transport passengers and light cargo getting the bestquality possible cost.

This project will be made sequentially and explanatory, so that it serves as a guidefor

future generations in any matter contained in a draft boat or titling projects.

Finally, appended documentation and set of plans requesting the Maritime

Authority for review and approval of a draft Marine Engineering along with all the

information gathered to develop this project to achieve graduation

INTRODUCCIN

El uso de las embarcaciones tipo crew boat, es cada da ms usual,

principalmente en la industria petrolfera, debido a que se requiere de una embarcacin

pequea y rpida que sirva como soporte logstico hacia y desde tierra, en transporte de

personal, vveres, prcticos, etc. Es comn que estas embarcaciones sean construidas en

aluminio marino por su bajo peso, lo que se traduce en eficiencia (menos potencia para

alcanzar mayores velocidades), mayor resistencia que el acero a los ambientes salinos,

menor depreciacin etc. Sin embargo, las crewboat se abren cada vez mas paso en el

mercado portuario y en vas de navegacin interocenica como por ejemplo el canal de

Panam, donde se hace uso de estas embarcaciones para apoyo logstico entre sus

exclusas y oficinas administrativas.

De acuerdo a la evolucin que manifiesta este tipo de embarcaciones, se

desarrollar un anteproyecto cuyo perfil de misin est destinado a faenas en cualquier

tipo de actividad martima cuya operacin sea en condiciones de mar Beufort 3 como

mximo.

1

Universidad Austral de Chile - Facultad de Ciencias de la Ingeniera - Escuela de Ingeniera Naval Valdivia-Chile

CAPTULO I

ANTEPROYECTO DE DISEO

De acuerdo a los requerimientos del armador, el perfil de misin y la normativa

vigente para embarcaciones rpidas de aluminio; se disearn las formas de la

embarcacin y se definirn las dimensiones, relaciones principales, distribucin de

espacios y acomodaciones.

1.1 Recopilacin de informacin, requerimientos y perfil de misin.

1.1.1 Perfil de misin.

1.1.1.1) Funcin de la Nave.

La embarcacin a disear tiene como principal funcin el apoyo logstico

(transporte de pasajeros, personal y carga liviana) a empresas que realicen faenas en

cualquier tipo de actividad martima cuya operacin sea en condiciones de mar Beufort 3

como mximo.

1.1.1.2) Zona de operacin

Los escantillones de la nave sern calculados para alturas de ola que no superen

los mximos establecidos para condicin de mar Beaufort 3, por lo que las zonas de

operacin se acotan a lagos, bahas y zonas de mar protegido.

1.1.1.3) Radio de accin

La embarcacin est diseada para desenvolverse en distintas zonas de

operacin, por lo que el radio de accin ser definido segn la zona en que se opere y la

funcin para la que se destine la nave.

1.1.1.4) Capacidad de pasajeros

La embarcacin tendr capacidad para 50 pasajeros cmodamente sentados.

1.1.1.5) Velocidad de Servicio

La nave a disear tendr una velocidad mxima en aguas tranquilas de 18 nudos.

1.1.1.6) Autonoma.

Debido a que el perfil de misin de la nave est orientado a distancias cortas y una

rpida conectividad entre los puntos de navegacin. Se definir una autonoma razonable

2


la cual no implique un peso de almacenamiento de combustible que vaya en desmedro de

la velocidad de la nave o en contraste, una autonoma baja que signifique retraso en las

faenas por excesivas paradas de recarga de combustible.

1.1.2 Requerimientos del armador

La Nave estar diseada para armadores que soliciten una embarcacin rpida, de

gran maniobrabilidad, con el confort y seguridad necesarios para el transporte de su

personal al menor costo posible.

Tambin se solicita un rea destinada al transporte de carga liviana en cubierta;

llmese boyas, documentos, vveres, instrumentos, herramientas etc.

Una embarcacin que solicita gran velocidad, tambin demanda bajo peso. Por

este motivo se utilizar aluminio naval para su construccin, lo que trae consigo eficiencia

(menos potencia para alcanzar mayores velocidades). Adems podra darse la posibilidad

de transportar la embarcacin para carenas o cambios de zona de operacin por

trayectos va terrestre.

En cuanto a capacidad de combustible, se establecer preliminarmente una

capacidad de almacenamiento de 2000 litros. Esto se une al posible caso de que la nave

opere en zonas de difcil acceso es ms fcil transportar combustible va terrestre a travs

de contenedores o estanques en pequeos vehculos todo terreno. Sin embargo, una vez

estimada la potencia necesaria para alcanzar la velocidad de 18 kn definida, se

determinara con mayor exactitud la capacidad de combustible y a su vez la autonoma.

1.1.3 Recopilacin de informacin.

Para el desarrollo de este proyecto se recopil el mximo de informacin posible

de embarcaciones tipo Crewboat para llegar a determinar las relaciones principales de

la nave a proyectar tales como L/B, L/D, B/D.

Este tipo de embarcaciones est diseado principalmente para el apoyo logstico

de plataformas petrolferas. Sin embargo, sus caractersticas y performance son similares

y se pueden extrapolar al perfil de misin de nuestro buque.

La bsqueda se realiz en la web, especficamente en catlogos de proveedores

de este tipo de embarcaciones y servicios como Texas crewboat, Swiftships entre otros

enunciados en la bibliografa. Se tomaron las embarcaciones ms significativas y se

construy la siguiente base de datos:

3


TABLA 1.1.3.1 BASE DE DATOS EMBARCACIONES CREWBOAT EXTRADA DE LA WEB.

A travs de la recopilacin de informacin podemos observar que estas son naves

veloces de formas relativamente finas y con grandes reas de carga, sin embargo el

buque a disear no requiere una excesiva rea destinada a carga en cubierta, ya que su

funcin principal ser la de transportar pasajeros.

1.2 Seleccin tentativa de dimensiones.

Se tratar de encontrar un equilibrio ptimo entre los requerimientos propuestos,

las condiciones de navegacin y la reglamentacin existente para estas embarcaciones.

A travs de buques base, se establecern dimensiones y relaciones tentativas

para nuestro proyecto, mas an este tipo de embarcacin no tiene formas normales,

refirase normales, a formas tpicas de buques de desplazamiento, mas bien, las lanchas

crewboat" difieren en sus proporciones de acuerdo a su perfil de misin. Es por esto que

sus relaciones L/B, L/D, y B/D en embarcaciones del mismo tipo son en ocasiones muy

distantes unas de las otras.

A continuacin se presentan los buques bases seleccionados, que cumplen con

caractersticas que solicita nuestro proyecto en cuanto a velocidad y capacidad de

pasajeros.

L (m) B (m) D (m) Peso (ton) Velocidad (Kn) Pasajeros Propulsin Potencia Hp L/B L/D B/D

12,2 4,3 - - - 15 2 x GM 6V92TA 2 x 430 2,9 - -

33,5 7,6 3,0 241 20 56 4 x Detroit Series 60 2400 4,4 11 2,5

13,7 4,3 - 19 22 26 2 x 3208 turbo 2 x 375 3,2 - -

45,7 9,8 3,7 66 22 70 4 x Caterpillar 3512 5800 4,7 12,5 2,7

15,2 4,6 0,76 - 27 24 2 x Styer Diesels 2 x 250 3,3 20,0 6,0

44,2 8,5 3,54 - 22 81 5 x Cummins K19 3500 5,2 12,5 2,4

29,0 7,0 2,74 61 13 36 2 x Detroit 12V71TI 1200 4,1 10,6 2,6

36,6 7,5 3,05 65 21 45 4 x Detroit 12V71TI 2040 4,9 12 2,5

32,0 7,2 2,74 - 21 46 3 x Detroit 12V71TI 2025 4,5 11,7 2,6

14,3 4,9 - - 24 - 2 x Detroit V8-71 370 2,9 - -

32,0 6,1 1,8 65 20 41 3 x Detroit 12V71TI 1575 5,3 17,5 3,3

41,2 8,2 3,7 - 68 68 4 x Cummins KT19 4 x 640 5,0 11,25 2,3

23,5 5,5 2,6 12,8 21 28 2 x GM 12V71TI 1050 4,2 9,17 2,2

12,8 4,0 2,0 40 - 14 2 x Detroit - 6-71 - 3,2 6,46 2,0

4


Astillero L (m) B (m) T (m) Pasajeros Velocidad L/B L/D B/D Pasajeros/L

Gulfcraft 33,5 7,6 3,0 56 20 4,4 11 2,5 1,7

- 45,7 9,8 3,7 70 22 4,7 12,5 2,7 1,5

- 15,2 4,6 0,76 36 13 3,3 20,0 6,0 2,4

Gulfcraft 44,2 8,5 3,54 24 27 5,2 12,5 2,4 0,5

Monarch 29,0 7,0 2,74 36 13 4,1 10,6 2,6 1,2

Swiftships 36,6 7,5 3,05 45 21 4,9 12,0 2,5 1,2

Camcraft 32,0 7,2 2,74 46 21 4,5 11,7 2,6 1,4

Halter 32,0 6,1 1,8 41 20 5,3 17,5 3,3 1,3

Breaux Brothers 41,2 8,2 3,7 68 20 5,0 11,3 2,3 1,7

Gulf Craft 23,5 5,5 2,6 28 21 4,2 9,2 2,2 1,2

- 12,8 4,0 2,0 14 17 3,2 6,5 2,0 1,1

Promedio 31,4 6,9 2,7 42 19,5 4,4 12,2 2,8 1,4

TABLA 1.2.1 BUQUES BASE SELECCIONADOS PARA SELECCIN TENTATIVA DE DIMENSIONES.

A partir de la seleccin de buques base determinaremos las dimensiones

tentativas del buque a proyectar.

Partiremos por fijar la eslora en 24 (m) utilizando el criterio de partir por una

relacin pasajeros/L de 0,5. La menor de todos los buques base seleccionados apelando

al diseo de una embarcacin compacta lo que implica menor material de construccin sin

dejar de lado el espacio para garantizar la comodidad de los pasajeros.

Luego a partir de la eslora fijada en 24 metros, se calculan manga y calado por

medio de las relaciones principales promedio de los buques base seleccionados.

Por lo tanto nuestras dimensiones tentativas sern:

L: 24 (m)

B: 5,4 (m)

D: 2,0 (m)

Pass/L : 0,5

Coeficiente de Block

Existen expresiones como el mtodo de Watson (1.2.1 y 1.2.2), que nos entregan

ciertas relaciones para estimar algunos coeficientes de formas, pero estas obedecen a

buques mercantes.

Segn los datos de los buques recopilados como informacin para este proyecto

los CB oscilan entre 0,33 y 0,38. Valores que evidencian caractersticas de lanchas

rpidas, de formas finas y bajo calado.

5


De acuerdo a esto utilizaremos un valor medio; 0,35, como valor de CB preliminar y

las siguientes relaciones sern estimadas a travs de mtodos de aproximacin.

Coeficiente prismtico.

(1.2.1)

Coeficiente de la maestra.

(1.2.2)

Desplazamiento.

(1.2.3)

Obs.:Como clculo preliminar se estim calado en un 40% de D.

Dimensiones y caractersticas preliminares

L (m) 24

B (m) 5,4

D (m) 2,0

T (m) 0,78

CB 0,35

CP 0,55

CX 0,64

(ton) 36,54

TABLA 1.2.2 RESUMEN DE DIMENSIONES Y COEFICIENTES DE FORMA PRELIMINARES.

Obs.:Los valores obtenidos son preliminares y sern confirmados y ajustados al momento

de modelar el buque mediante el software Maxsurf y travs de las posteriores revisiones

del proyecto.

6


1.3 Eleccin de las formas del casco.

A partir de las dimensiones y coeficientes de forma preliminares obtenidos a travs

de los buques base seleccionados en la tabla (1.2.1). Estamos en condiciones de obtener

ms datos y caractersticas realizando el modelado del buque mediante algn software de

ingeniera para estos fines, por ejemplo Freeship y/o Maxsurf. Con esto se corregirn y

afinarn las dimensiones y caractersticas presentadas preliminarmente.

Al modelar se tomarn las siguientes consideraciones:

- Segn conocimientos adquiridos en la asignatura Resistencia a la propulsin, una

embarcacin apta para el semi-planeo o planeo debe contar con un nmero de

por sobre 1,5 y ms. Sumado a esto, adems debe

cumplirse que el , debe estar definido en valores sobre 6,5 o

7, presentndose incluso valores que bordean 9, 10 o ms para lanchas de

planeo.

Estas caractersticas obedecen a formas finas, bajo calado, casco en V, proa

lanzada, doble pantoque para efectos de estabilidad y sustentacin dinmica entre

otras caractersticas propias de una lancha rpida.

- Se intentar ajustar el modelo del casco a las dimensiones principales estimadas

en la tabla (1.2.2).

En la figura (1.3.1) se muestra el modelo del casco desarrollado en el software Freeship,

de donde se obtienen las caractersticas geomtricas o propiedades de formas de la nave.

FIGURA 1.3.1 CASCO DE CREWBOAT DESARROLADO EN FREESHIP.

7


A continuacin se presentan las dimensiones y caractersticas definitivas del anteproyecto

de diseo.

Eslora de trazado 24.0 [m]

Eslora total 24.0 [m]

Manga de trazado 5.41 [m]

Manga mxima 5.54 [m]

Calado de trazado 0.878 [m]

Posicin de la Seccin Media 12.000 [m]

Densidad del agua 1.025 [t/m3]

Propiedades del Volumen:

Volumen desplazado 33.225 [m3]

Desplazamiento 34.055 [ton]

Eslora total del cuerpo sumergido 21.79 [m]

Manga mxima del cuerpo sumergido 5.25 [m]

Cfte. de Bloque 0.33

Cp: Cfte. Prismtico 0.735

rea de la superficie mojada 105.54 [m2]

Propiedades de la Seccin Media:

rea de la seccin media 2.073 [m2]

Cm: Cfte. de la maestra 0.449

TABLA 1.3.1 CARACTERSTICAS HIDROSTTICAS ENTREGADAS POR FREESHIP.

Los valores de KB y LCB son entregados por los clculos hidrostticos del programa

Freeship:

Pos. Vertical del Centro de Flotacin (KB) 0.624 [m]

Pos. Long. Centro de Boyantes (LCB). Ref. Sec. 0 10.160 [m]

Pos. Long. Centro de Boyantes (LCB). Ref. 1/2Lpp -8.443 [%]

LCF 9.390 [m]

Concluimos que mediante el modelo logramos acercarnos bastante a las

dimensiones preliminares. Podemos observar que el coeficiente de bloque disminuy de

0,35 a 0,33; el coeficiente prismtico aument de 0,55 a 0,73 y el coeficiente de la seccin

maestra baj de 0,64 a 0,45. Adems se mantuvo la relacin Pass/L = 0,5.

Asumiendo todo lo anterior, estamos en condiciones de elaborar y presentar el

plano de formas de la embarcacin en diseo en el ANEXO I de este proyecto.

8


1.4 Distribucin de espacios y acomodaciones.

Primeramente se definirn los compartimentos de la embarcacin segn

reglamentacin y se distribuirn los espacios en la forma ms eficiente posible segn el

criterio del diseador.

En la imagen 1.4.1 se puede apreciar una primera distribucin de los espacios a lo

largo de la eslora de la nave.

FIGURA 1.4.1 BOSQUEJO DISTRIBUCIN DE ESPACIOS.

Segn recomendacin de Lloyd Register para la cantidad y disposicin mnima de

mamparos. En embarcaciones de esloras inferiores a 67,1 m y con la sala de mquinas

ubicada en la popa se debe contar con 3 mamparos como mnimo.

Para nuestro caso y a criterio del diseador se dispondrn 4 mamparos.

Desde popa hacia proa.

1) Rasel de popa.

2) Mamparo delimitador de sala de mquinas.

3) Mamparo delimitador de sala de estanques de combustible y lubricantes.

4) Mamparo de colisin.

9


Disposicin de los mamparos.

1) El mamparo de rasel de popa se estim segn buques similares y espacio necesario

para la instalacin y operacin del servomotor.

2) Desde el mamparo del rasel de popa comienza la sala de mquinas.

Para estimar la longitud de la sala de mquinas se utiliz la expresin (1.4.1) extrada

del texto El Proyecto Bsico del buque mercante:

(1.4.1)

La potencia BHP se estim de acuerdo a comparaciones con buques de la base de datos

tabla (1.1.3.1). De esta forma se obtiene:

A pesar de que la expresin (1.4.1) est dirigida a buques cargueros, esta nos

entrega un resultado bastante acertado al realizar comparaciones con algunos arreglos

generales en catlogos de buques similares.

La sala de mquinas estar ubicada entre secciones 2 y 15. Se estableci

preliminarmente que la clara entre secciones ser de 600 mm por lo que la sala de

mquinas tendr una longitud de 7,8 m.

3) El mamparo delimitador de la sala de estanques de combustible estar ubicado entre

secciones 15 y 20. Lo que entrega una longitud de 3 m.

10


4) Mamparo de colisin.

SOLAS indica que el mamparo de colisin en embarcaciones de pasaje debe

situarse a una distancia mnima de la perpendicular de proa de 0,05 L y a una distancia

mxima de 0,05 L ms 3,05 metros; por lo tanto, con una eslora entre perpendiculares

igual a 21,8 metros, el mamparo de colisin estar situado a:

Tomando en cuenta que la clara entre secciones de la nave est prevista en 600

mm. El mamparo de colisin estar ubicado en la seccin 34; a 20,4 m desde la Seccin

0. De esta forma tendr una distancia de 1,4 metros desde la perpendicular de proa para

el calado de mximo desplazamiento.

Ya dispuestos los mamparos transversales de la nave, damos paso a la

distribucin de espacios para habitabilidad, rea en cubierta destinada a carga y diseo

de la superestructura, por lo que estamos en condiciones de elaborar Plano de Arreglo

General ANEXO 2.

1.5 Caractersticas hidrostticas.

Ya modelado el casco de la nave en Freeship, podemos exportar el modelo a

Maxsurf PRO versin 13 y con su herramienta HYDROMAX PRO tenemos la posibilidad

de crear las curvas hidrostticas y las curvas cruzadas.

1.5.1 Curvas hidrostticas

Estas curvas nos permiten conocer los valores de los clculos hidrostticos de

diseo a diferentes calados de la nave preestablecidos por el calculista.

Draft Amidsh. m 0,3 0,4 0,5 0,6

Displacement tonne 2,412 4,863 8,502 13,38

Draft at FP m 0,3 0,4 0,5 0,6

11


Draft at AP m 0,3 0,4 0,5 0,6

Draft at LCF m 0,3 0,4 0,5 0,6

WL Length m 17,961 20,957 21,171 21,353

WL Beam m 1,59 2,12 2,651 3,182

Wetted Area m^2 20,381 31,82 44,742 57,85

Waterpl. Area m^2 18,766 29,455 41,529 53,683

Prismatic Coeff. 0,549 0,534 0,591 0,641

Block Coeff. 0,275 0,267 0,296 0,32

Midship Area Coeff. 0,5 0,5 0,5 0,5

Waterpl. Area Coeff. 0,657 0,663 0,74 0,79

LCB from Amidsh. (+ve fwd) m 1,945 1,298 0,633 0,114

LCF from Amidsh. (+ve fwd) m 1,192 0,181 -0,567 -0,968

KB m 0,21 0,282 0,355 0,427

BMt m 1,104 1,526 2,014 2,581

BML m 131,63 142,283 137,358 121,337

KMt m 1,314 1,808 2,369 3,008

KML m 131,84 142,566 137,713 121,764

Immersion (TPc) tonne/cm 0,192 0,302 0,426 0,55

MTc tonne.m 0,145 0,316 0,534 0,743

Draft Amidsh. m 0,7 0,8 0,9 1

Displacement tonne 19,52 26,91 36,19 46,4

Draft at FP m 0,7 0,8 0,9 1

Draft at AP m 0,7 0,8 0,9 1

Draft at LCF m 0,7 0,8 0,9 1

WL Length m 21,535 21,68 21,815 21,95

WL Beam m 3,716 4,251 5,261 5,281

Wetted Area m^2 71,188 84,73 107,104 114,227

Waterpl. Area m^2 65,954 78,322 97,901 101,116

Prismatic Coeff. 0,681 0,714 0,74 0,761

Block Coeff. 0,34 0,356 0,342 0,39

Midship Area Coeff. 0,5 0,5 0,465 0,516

Waterpl. Area Coeff. 0,824 0,85 0,853 0,872

LCB from Amidsh. (+ve fwd) m -0,267 -0,547 -0,791 -0,904

LCF from Amidsh. (+ve fwd) m -1,206 -1,36 -1,436 -1,185

KB m 0,498 0,567 0,64 0,709

BMt m 3,204 3,864 5,698 4,67

BML m 106,617 94,454 87,435 73,388

KMt m 3,702 4,432 6,338 5,379

KML m 107,115 95,022 88,076 74,097

Immersion (TPc) tonne/cm 0,676 0,803 1,004 1,037

MTc tonne.m 0,952 1,163 1,448 1,56

TABLA 1.5.1.1 CARACTERSTICAS HIDROSTTICAS ENTREGADAS POR HYDROMAX PRO.

12


0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

-1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5

Disp.

Wet. Area

WPA

LCB

LCF

KB

KMt

KML

Immersion (TPc)

MTc

Displacement tonne

Dra

ft

m

Area m^2

LCB, LCF, KB m

KMt m

KML m

Immersion tonne/cm

Moment to Trim tonne.m

LegendDisp.

Wet. Area

WPA

LCB

LCF

KB

KMt

KML

Immersion (TPc)

MTc

Curvas hidrostticas

IMAGEN 1.5.1.1 CURVAS HIDROSTTICAS ENTREGADAS POR HYDROMAX PRO.

13


0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Prismatic

Block

Midship Area

Waterplane Area

Coefficients

Dra

ft

m

LegendPrismatic

Block

Midship Area

Waterplane Area

Curvas de Coeficientes:

IMAGEN 1.5.1.2 CURVAS DE COEFICIENTES ENTREGADAS POR HYDROMAX PRO

1.5.2 Curvas cruzadas

Estas curvas nos indican el brazo adrizante de la embarcacin, para distintos

desplazamientos, en distintos ngulos de escora.

Puesto que no se conoce con exactitud la posicin del centro de gravedad de la

embarcacin, se estima el centro de gravedad en el punto K, (punto mas bajo de las

formas del casco) por lo tanto nuestro supuesto brazo adrizante ser KN, y as generamos

el plano de curvas cruzadas, para cualquier condicin de carga. Luego una vez conocido

14


el centro de gravedad de la nave, mediante un clculo analtico de geometra se puede

deducir la siguiente expresin.

GZ = KN KG sen

Donde GZ es el brazo adrizante.

Disp (ton) LCG (m) KN 5 deg. Stb. KN 10 deg. Stb. KN 15 deg. Stb. KN 20 deg. Stb.

1 13,355 0,08 0,176 0,345 1,32

4,3 12,323 0,154 0,345 0,824 1,395

7,6 11,66 0,202 0,48 0,983 1,414

10,9 11,235 0,244 0,613 1,044 1,41

14,2 10,942 0,281 0,692 1,071 1,398

17,5 10,729 0,33 0,737 1,084 1,385

20,8 10,566 0,38 0,765 1,089 1,372

24,1 10,436 0,412 0,782 1,091 1,359

27,4 10,33 0,433 0,791 1,089 1,348

30,7 10,235 0,446 0,795 1,086 1,338

34 10,145 0,453 0,796 1,081 1,329

Disp (ton) LCG (m) KN 25 deg. KN 30 deg. KN 40 deg. KN 50 deg. KN 60 deg.

1 13,355 2,213 2,458 2,46 2,352 2,185

4,3 12,323 1,845 2,175 2,388 2,384 2,309

7,6 11,66 1,765 2,048 2,34 2,391 2,362

10,9 11,235 1,717 1,971 2,299 2,395 2,395

14,2 10,942 1,679 1,917 2,264 2,396 2,418

17,5 10,729 1,648 1,875 2,231 2,395 2,432

20,8 10,566 1,621 1,841 2,2 2,392 2,438

24,1 10,436 1,598 1,812 2,172 2,388 2,436

27,4 10,33 1,579 1,788 2,148 2,383 2,429

30,7 10,235 1,563 1,768 2,127 2,375 2,417

34 10,145 1,549 1,75 2,109 2,363 2,401

TABLA 1.5.2.1 CURVAS CRUZADAS NUMRICAS ENTREGADAS POR HYDROMAX PRO

15


Curvas cruzadas:

IMAGEN 1.5.2.1 CURVAS CRUZADAS ENTREGADAS POR HYDROMAX PRO.

16


CAPTULO II

ANTEPROYECTO ESTRUCTURAL

En este captulo se definir el tipo de estructura, material de construccin y

mediante reglamento de clasificacin se calcular el escantillonado de la embarcacin.

Los materiales usados en la construccin sern certificados segn la casa

clasificadora Lloyds Register of Shipping.

La embarcacin ser construida en aluminio de calidad naval segn

especificaciones de Lloyds Register of Shipping con estructura de tipo mixto de acuerdo a

estndares y regulaciones. Los miembros estructurales sern ntegramente soldados.

2.1 Eleccin de reglamento de clasificacin.

El apartado Rules and Regulations for the Classification of Special Service Craft, July

2004, de Lloyds Register of Shipping, es aplicable a toda clase de embarcaciones que

obedecen a formas y operaciones fuera de lo habitual; incluyndose yates, hydrofoils,

embarcaciones multi-cascos, de planeo, semi-planeo entre otras.

La metodologa de clculo para lanchas rpidas de planeo tanto en este reglamento

como en ABS, DNV, Bureau veritas o similares; consiste primeramente en clasificar la

nave a calcular de acuerdo a los siguientes parmetros.

- Rango de velocidad a la que opera (discrimina entre desplazamiento, planeo y

semi-planeo.

- Material de construccin (FVR, aluminio o acero).

- Tipo de operacin (pasajeros, pilot, cargo etc).

Luego el procedimiento se basa en el clculo de las aceleraciones y presiones o cargas

que actan sobre el casco y por ende sobre la estructura, para finalmente definir

presiones actuantes puntuales sobre las distintas zonas de la estructura y de acuerdo a

esto, definir propiedades fsicas; inercia, rea de seccin, espesor y mdulo resistente de

cada una de los elementos estructurales de la nave.

Antes de comenzar con l clculo de escantillonado en si, debemos definir algunos

conceptos como son:

- Eslora de reglamento (LR):

Es la distancia en metros, de la lnea de calado de verano, medida desde la cara de la

roda hasta la mecha de timn. La eslora de reglamento debe ser al menos el 96% de

la eslora de calado de mximo calado y no debe ser mayor al 97% de dicha

dimensin.

17


- Manga (B):

Es la mxima manga de la embarcacin, en metros.

- Puntal (D):

Es la altura, en metros, medida en la mitad de la Eslora de Reglamento, desde el

borde de la quilla hasta el borde del bao de la cubierta continua ms alta.

- Calado (d):

Es el calado de verano, en metros, medidos desde el borde de la quilla.

Dimensiones por reglamento

- LR = 21,13 m

- B = 5,54 m

- D = 2,7 m

- d = 0,88 m

- Nmero de Taylor = = V/ (Lwl)1/2 =2,13

El material a emplear en todas las piezas de la embarcacin ser aleacin de aluminio

naval de grado 5083-0 con las siguientes especificaciones:

- 0.2 % de esfuerzo probado (mnimo) : 125 N/mm2

- Modulo de tensin : 260 N/mm2

- Modulo de elasticidad : 69 x 10^3 N/mm2

Antes de comenzar con los clculos en necesario definir la simbologa que aparece en el

presente reglamento.

- a = Esfuerzo Admisible del aluminio = 125 N/mm2

- u = 260 N/mm2

- E = Modulo de elasticidad del aluminio = 69000 N/mm2

- Ka = Factor de Aleacin = 125/a del aluminio = 1

- f = Coeficiente de esfuerzo de torsin.

- f = Coeficiente de esfuerzo de corte.

- f = Coeficiente de esfuerzo de flexin.

- s = Distancia entre refuerzos en mm.

- = Factor de correccin de curvatura convexa.

- = Factor de correccin de relacin de aspecto.

- = Factor de correccin de curvatura convexa.

- = Factor de correccin de relacin de aspecto.

18


- p = Diseo de presin en KN/m2.

- Z = Modulo de rigidez del refuerzo en cm3.

- I = Inercia del refuerzo en mm4.

- Aw = rea de seccin del refuerzo en cm2.

- z = Coeficiente del modulo de rigidez.

- I = Coeficiente de la Inercia.

- A = Coeficiente del rea de seccin.

- le = Longitud efectiva en m.

2.2 Clculo de presiones y aceleraciones actuantes sobre la estructura.

2.2.1 Aceleracin vertical.

Segn captulo 2, seccin 3, parte 2.4 de Lloyds Register of Shipping.

G] Captulo II, punto (3.2.4)

- : Nmero de Tylor = 2,129

- G : aceleracin de gravedad = 9,81 m/s2

- L1 : LWLBC3/BW con LWL/BW no menor que 3 = 10,7

- H1 : H1/3/BW no inferior a 0,2 = 0,095

- BC : manga entre pantoques a la altura de LCG = 4,45 m

- BW : manga en la lnea de agua a la altura de LCG = 5,26 m

- H1/3 : altura de ola significativa en metros = 0,5 m

- D : ngulo de astilla muerta = 23

- B : ngulo de trimado = 10

- aV : aceleracin vertical en G medida en LCG = 0,35 [G]

2.2.2 Presin hidrosttica.


Captulo II, punto (4.3.1)

- Z : Distancia L.B a K.G =0,78 m

- TX : Distancia Forro a L.F a 1/2 LWL. =0,387 m

- ZK : Distancia L.B a Forro. a 1/2 LWL. = 0,493m

- TX + ZK = 0,88 m

- Ph : Presin hidrosttica = 1 [KN/m2]

19


2.2.3 Presin hidrodinmica.

Antes de calcular la presin hidrodinmica sobre el casco es necesario calcular:



- Pm : P. Hidrodinmica a flotacin de funcionamiento. = 13,23[KN/m2]



- PP : Presin por pitch = 28,01 [KN/m2]


- PP > Pm Pw = PP; por lo tanto PP = 28,01 [KN/m2]

- PS =PW+PH : Presin hidrodinmica = 29,01 [KN/m2]

2.2.4 Presin por impacto.



- Pdlb : Presin por slamming = 190,31 [KN/m2]

2.2.5 Casetas, amuras y superestructuras.



- Pdhp : Presin sobre planchas de cubierta = 11,42 [KN/m2]

2.2.6 Presin en mamparos y estanques.

Para el caso de las presiones actuantes sobre mamparos y sus refuerzos; se

calcula en forma independiente cada mamparo y posteriormente se elige el caso ms

desfavorable para calcular el escantillonado de los miembros.

20




Presin sobre mamparos estancos

- Pbh (placa) : Presin sobre placa mamparos estancos = 13,248 [KN/m2]

- Pbh (refuerzo) : Presin sobre ref. mamparos estancos = 9,634 [KN/m2]

Presin sobre estanques

- Pbh (placa) : Presin sobre placa de tanques = 6,384 [KN/m2]

- Pbh (refuerzo) : Presin sobre ref. de tanques = 4,704 [KN/m2]

2.2.7 Clculo de presiones de diseo

La nomenclatura necesaria para el clculo de presiones de diseo se encuentra en

Rules and Regulations for the Classification of Special Service Craft, July 2004 captulo

3, seccin 2, parte 1.1

Segn captulo 3, seccin 3, parte 1.1. Tabla 3.3.1 de Lloyds Register of Shipping.

:

:

21


2.3 Clculo de escantillonado.

Ya definidas y calculadas las presiones de diseo que actan sobre la estructura

de la nave (punto 2.2.7 de este proyecto), estamos en condiciones de calcular el

escantillonado de la estructura.


Ecuacin general de escantillonado.

Captulo III, punto (1.16.1)

2.3.1 Resumen de clculo de espesores de placas.

- Placa fondo de casco = 7,022 mm

- Roda = 6,82 mm

- Placas del costado del casco = 7,022 mm

- Placas de la cinta = 8,43 mm

- Placas del pantoque = 8,43 mm

- Placas del espejo = 7,022 mm

22


- Placas de cubierta = 6,9 mm

- Placas de superestructura = 6 mm

2.3.2 Clculo de la quilla. Captulo III, punto (3.4.1)

- Altura = 487,93 mm

- Espesor = 22,58 mm

- rea de seccin = 39,45 cm2

2.3.3 Clculo de perfiles estructurales.


Ecuaciones generales de refuerzos.



Refuerzos longitudinales del fondo

- P : presin de diseo del elemento = 23,205 [KN/m2]

- s : clara entre refuerzos = 800 [mm]

- le : longitud efectiva del refuerzo = 0,6 [m]

- Z : modulo resistente de la seccin = 7,128 [cm3]

- I : momento de inercia de la seccin = 25,147 [cm4]

Refuerzos longitudinales del costado






Refuerzos longitudinales de cubierta






Elementos de cuadernas

23







Elementos de varengas






- h : altura mnima de plancha = 313,52 [mm]

- tk : espesor mnimo de plancha = 19,62 [mm]

- A : rea de seccin mn. De plancha = 5,92 [cm2]

Elementos de mamparos






Elementos de baos






Elementos de superestructura



- le : longitud efectiva del refuerzo = 1 [m]



24


Finalmente, terminado el clculo de espesores mnimos de planchas y de las

propiedades fsicas de los refuerzos que cumplen con los estndares del reglamento

elegido; procedemos a buscar en el mercado perfiles estructurales y planchas

comerciales compatibles con las solicitudes mnimas de construccin de la nave.

2.3.4 Escantillonado final

Se presenta un cuadro con las placas y perfiles estructurales seleccionados para

la construccin de la nave.

Se seleccionaron placas comerciales de de 12 metros de largo y perfiles L porque

se acomodan bien a las propiedades fsicas solicitadas por reglamento adems de tener

mayor cantidad de proveedores dentro del pas a diferencia de un perfil bulbo por ejemplo.

Denominacin Elemento

Roda PL 7

Placas de fondo PL 8

Placas de costado PL 8

Placas de cinta PL 9

Placas de espejo PL 8

Quilla PLT 480x24

Longitudinales fondo L 65x50x8

Longitudinales costado L60x40x5

Cuadernas L120x80x12

Varengas PLT 320x20

Baos L150x75x15

Vagras PLT 200x8

Mamparos PL 6

Refuerzos mamparos L40x25x5

Placas de cubierta PL 7

Longitudinales cubierta L60x30x5

Placas de superestructura PL 6

Refuerzos superestructura L65x50x7

TABLA 2.3.4 CUADRO DE ESCANTILLONADO.

25


CAPTULO III

ANTEPROYECTO DE MQUINAS

Mediante series sistemticas y software se calcular la potencia efectiva EHP,

para luego realizar clculo de propulsor y establecer potencia propulsora necesaria para

alcanzar velocidad requerida por el armador, para el caso de este proyecto, predefinida

por el diseador.

Se realizar el diseo de timn/es necesario para cumplir con estndares

internacionales de maniobrabilidad y/o casas de clasificacin.

3.1 Clculo de potencia efectiva EHP.

Hullspeed, hace uso de varios mtodos numricos para el clculo de resistencia

del buque ya modelado en MaxSurf.

Se estimar la resistencia en condicin de casco desnudo. Luego a travs de

mtodos terico empricos calcularemos la potencia efectiva EHP, correspondiente al

trabajo mecnico por unidad de tiempo que se necesita para mover un buque a cierta

velocidad.

Se programar el software para que el mtodo utilizado sea el de Savitsky pre-

planing, destinado a lanchas y embarcaciones veloces que operan en rangos de pre-

planeo.

Datos estimados para el clculo de potencia efectiva a travs de HullSpeed:

Densidad Agua Salada rsw - 15C 104,586 Kgf*s2/m

4

Densidad Aire rA 0,125 Kgf*s2/m

4

Peso Especfico Agua Salada gsw - 15C 1025,99 Kgf/m3

Viscosidad Cinemtica usw - 15C 1,22E-06 m2/s

Factor de Formas1 1+K 1,12 -

Coeficiente de Estela2 w 0,07 -

Coeficiente de Succin3 t 0,09 -

TABLA 3.1.1 DATOS NECESARIOS PARA CLCULO DE POTENCIA EFECTIVA.

-El factor de formas1 (1+k) se obtuvo mediante el mtodo de Granville.

-El coeficiente de estela2 w se estim como el promedio de los mtodos de Kruger,

Hecksher.

-El coeficiente de succin3 t se estim como el promedio de los mtodos de Hecksher,

Dankwardt y SSPA.

26


Memoria de clculo.

A travs del modelo del casco de la nave diseado en Max-Surf, el programa Hull-

Speed calcula la resistencia del casco desnudo o condicin Naked Hull.

A partir de la resistencia y utilizando datos de la tabla 3.1.1 de este proyecto;

podemos calcular la potencia efectiva EHP.

Velocidad Buque V kn 11 12 13 14 15

Velocidad Buque V m/s 5,659 6,173 6,688 7,202 7,717

Nmero de Taylor [TN] kn/pies 1,301 1,419 1,537 1,656 1,774

Nmero de Froude [FN] - 0,387 0,422 0,458 0,493 0,528

Nmero de Reynolds [RN] - 1,009E+08 1,101E+08 1,192E+08 1,284E+08 1,376E+08

Resistencia Residual 1 [RR] Kgf 729,777 980,135 1161,322 1327,414 1468,261

Coeficiente de Friccin2 [CF] - 2,481E-03 2,455E-03 2,431E-03 2,410E-03 2,390E-03

Resistencia por Friccin3 [RF] Kgf 438,419 516,297 600,146 689,915 785,562

Resistencia de Presin Viscosa4 [RPV] Kgf 52,003 61,240 71,186 81,834 93,179

Resistencia Viscosa5 [RV] Kgf 490,421 577,537 671,331 771,749 878,741

Resistencia por Formacin de Olas6 [RW] Kgf 677,774 918,895 1090,137 1245,580 1375,082

Resist. Total en Condicin casco desnudo [RtNH] Kgf 1168,196 1496,432 1761,468 2017,329 2253,823

Resistencia de Apndices7 [Rap] Kgf 81,774 104,750 123,303 141,213 157,768

Resistencia por Aire8 [RA] Kgf 35,046 44,893 52,844 60,520 67,615

Resistencia Total en Condicin de Pruebas9 [RtCP] Kgf 1285,015 1646,075 1937,615 2219,062 2479,205

Potencia Efectiva en Condicin de Pruebas [EHPCP] HP 95,631 133,637 170,415 210,181 251,594

Velocidad Buque V kn 16 17 18 19 20

Velocidad Buque V m/s 8,231 8,746 9,260 9,774 10,289

Nmero de Taylor [TN] kn/pies 1,892 2,010 2,129 2,247 2,365

Nmero de Froude [FN] - 0,563 0,598 0,634 0,669 0,704

Nmero de Reynolds [RN] - 1,468E+08 1,559E+08 1,651E+08 1,743E+08 1,834E+08

Resistencia Residual 1 [RR] Kgf 1642,007 1740,638 1773,362 1788,123 1803,299

Coeficiente de Friccin2 [CF] - 2,372E-03 2,356E-03 2,340E-03 2,325E-03 2,312E-03

Resistencia por Friccin3 [RF] Kgf 887,045 994,326 1107,372 1226,148 1350,626

Resistencia de Presin Viscosa4 [RPV] Kgf 105,216 117,941 131,350 145,438 160,203

Resistencia Viscosa5 [RV] Kgf 992,261 1112,268 1238,722 1371,587 1510,829

Resistencia por Formacin de Olas6 [RW] Kgf 1536,791 1622,697 1642,012 1642,684 1643,095

Resist. Total en Condicin Casco Desnudo [RtNH] Kgf 2529,052 2734,964 2880,734 3014,271 3153,925

Resistencia de Apndices7 [Rap] Kgf 177,034 191,448 201,651 210,999 220,775

Resistencia por Aire8 [RA] Kgf 75,872 82,049 86,422 90,428 94,618

Resistencia Total en Condicin de Pruebas9 [RtCP] Kgf 2781,957 3008,461 3168,807 3315,698 3469,317

Potencia Efectiva en Condicin de Pruebas [EHPCP] HP 301,139 346,011 385,891 426,211 469,429

TABLA 3.1.2 MEMORIA DE CLCULO DE POTENCIA EFECTIVA.

27


- Resistencia Residual1 == CCRR xx [[ SS VV

22

]]

- Coeficiente de Friccin2 : calculado por ITTC-57 con correccin ATTC.

- Resistencia por Friccin3 = S V2 [CF + C F]

- Resistencia de Presin Viscosa4 = RF k (k factor de forma)

- Resistencia Viscosa5 = RF + RPV = RF + RF k

- Resistencia por Formacin de Olas6 = [RtNH] - [RV]

- Resistencia de Apndices7 : estimada en un 7% de [RtNH]

- Resistencia por Aire8 : estimada en un 3% de [RtNH]

- R.Total en Condicin de Pruebas9 = [RtNH] + [Rap] + [RA]

-

Grficas de resistencia y potencia efectiva.

La curva naranja indica la resistencia en condicin de casco desnudo o naked

hull en funcin de la velocidad de la nave que nos entrega el software Hull-Speed.

La curva azulada indica la resistencia total al avance en condicin de pruebas

correspondiente a la resistencia a casco desnudo ms un 7% adicional por apndices del

casco y un 3% adicional por efecto de la resistencia del aire.

28


La curva de color verde indica la potencia efectiva EHP que solicita el casco para

ser remolcado a distintas velocidades de operacin.

Ya resuelto en clculo de potencia EHP, en el siguiente apartado al calcular o

conocer la eficiencia del propulsor podemos realizar la estimacin de potencia requerida

por el o los motores necesarios para alcanzar los 18 nudos de velocidad en condicin de

prueba propuestos.

Es importante sealar que solo un ensayo de remolque en canal de pruebas con

un modelo a escala de nuestro prototipo podra entregarnos datos que garanticen al

menos un 97% de fidelidad en cuanto a resistencia al avance. Las series sistemticas por

su parte nos entregan solo una buena aproximacin para la etapa de anteproyecto, pero

no nos garantizan resultados que nos respalden a la hora de ejecutar un proyecto

propulsivo.

3.2 Clculo de propulsor

En esta etapa de anteproyecto evaluaremos distintas alternativas de sistemas

propulsivos.

En una primera instancia se pens en la configuracin motor, caja reductora,

hlice. Por otra parte existe el sistema wter-jet, el cual consiste en aumentar

violentamente el momentum a una masa de agua, expulsndola a gran velocidad

EugenioLnea

29


crendose as un impulso sobre el agua que termina produciendo una reaccin cuya

fuerza es el empuje propulsivo.

Para que se genere este efecto una bomba succiona el agua por una toma situada

en el fondo de la embarcacin en la zona de popa, la acelera por medio de un impulsor o

impeler, luego corrige la rotacin del flujo por medio de una turbina esttica llamada

estator y expulsa finalmente el chorro de agua a muy alta velocidad por una tobera que

reduce la seccin de salida del chorro para acelerar an ms el agua (principio de

conservacin de la masa). Ms an en la parte final del sistema existe un deflector de

chorro que dirige el caudal de agua expulsada en cualquier direccin dependiendo de la

maniobra que solicite la nave.

Antes de inclinarnos por un sistema u otro es necesario evaluar de forma integra el

asunto estudiando las ventajas y desventajas que tienen los sistemas propulsivos antes

mencionados.

Principales ventajas del sistema water-jet

- Ausencia de resistencia por apndices.

- Excelente maniobrabilidad.

- Menor desgaste en la transmisin.

- Reduccin en la distancia de parada (hasta una eslora o menos).

- Mayor eficiencia propulsiva para velocidades superiores a 20 o 25 nudos.

- Reduccin de vibraciones.

- Reduccin de ruido a bordo.

- Reduccin de peso.

- Facilidad de navegacin en zonas de baja profundidad.

De la asignatura Resistencia a la propulsin y catlogos de proveedores de

sistemas wter-jet obtenemos informacin que nos indica que el sistema propulsivo wter-

jet es mas eficiente que un sistema convencional para naves de planeo que operen a

velocidades por sobre los 20 o 25 nudos. Se sabe que a mayor velocidad, mayor ser la

eficiencia del sistema wter jet en comparacin con las hlices. De acuerdo a esto,

nuestra embarcacin, prediseada para operar a 18 nudos estara propensa a presentar

una menor eficiencia propulsiva con wter jet que con hlices. Sin embargo evaluando las

ventajas que anteriormente se enunciaron y en vista que las formas de la nave cumple

con una performance apta para pre planeo o planeo podemos aumentar la velocidad de

operacin de la nave y llevarla a zonas en que instalar un sistema wter jet tenga igual o

mayor eficiencia que un sistema convencional.

30


Por otra parte un sistema water-jet implica el ahorro de cajas reductoras, lneas de

eje, descansos, prensas estopa, arbotantes, hlices junto a todo su sistema; factores que

compensan el precio de estos sofisticados equipos y el valor de su mantenimiento.

De acuerdo a apuntes de Resistencia al avance segundo semestre 2011,

podemos estimar la eficiencia propulsivo de un sistema water-jet en un orden de p 0.30

a 0.35 aproximadamente para velocidades inferiores a 15 o 20 nudos y p 0.40 a

0.45 aproximadamente para velocidades altas (V 20 a 40 nudos).

3.3 Clculo de potencia propulsiva.

Puesto que ya se calculo la potencia efectiva EHP en el punto (3,1) y sabemos que

BHP = EHP / p, para efectos de resguardo estimaremos p = 0,4. De esta forma

podremos realizar un clculo estimativo de la potencia del motor necesaria para cumplir

con la velocidad de diseo.

Calculada la potencia BHP necesaria para una velocidad de 20 nudos y

entendiendo que a esta velocidad contamos con un de 2.37;

sumado a esto, el , est definido en 12, tericamente la nave estara

en condiciones de planear debido a las formas de su casco. Y entendiendo que en

condicin de planeo la embarcacin tiene menor resistencia al avance por ende

necesitara igual o menos potencia para alcanzar incluso velocidades por sobre los 20

nudos.

De acuerdo a lo anterior, en esta punto estamos en condiciones de elegir motores

marinos y equipos water-jets para dar como finalizado el clculo de potencia propulsiva.

Motor elegido

Se utilizar la configuracin de dos motores gemelos con las siguientes caractersticas:

- Marca : Cummins.

- Modelo : QSK19-M

- Configuracin : 6 cilindros, 4 tiempos diesel

- Potencia : 600 BHP MCR.

- Revoluciones : 1800

Curvas de performance y especificaciones tcnicas se presentan en el ANEXO de este

proyecto.

31


Sistema water-jet seleccionado.

La forma de elegir el propulsor es mediante las caractersticas de la embarcacin,

velocidad y potencia requerida.

Para nuestro clculo tenemos los siguientes datos:

- Velocidad : sobre 18 nudos.

- Potencia requerida : 2 x 600 BHP.

- Desplazamiento : 34 ton.

Proveedores como Hamilton, Rolls-Royce y DOEN-water jets prestan asistencia

tcnica especializada y en funcin de las caractersticas de operacin de la nave ofrecen

la mejor opcin de compra.

Solo consultando curvas de performance y caractersticas de catlogos de

proveedores; se han preseleccionado para efectos de anteproyecto equipos gemelos que

conjuntamente cumplen con los siguientes cometidos:

- Sobrepasan la potencia al freno requerida.

- Operan en condiciones ptimas para el desplazamiento de diseo del buque.

- Las RPM mximas del equipo son compatibles con las de los motores

preseleccionados.

Las caractersticas del equipo son las siguientes:

- Marca : Rolls-Royce.

- Tipo : Kamewa FF-series.

- Modelo: FF500.

Especificaciones tcnicas se presentan en el ANEXO de este proyecto.

3.4 Diseo de timn

Una de las mayores ventajas del sistema water-jet es la gran maniobrabilidad en la

navegacin que prestan estos equipos; sin duda por sobre la necesaria para cumplir con

lo estndares internacionales de maniobrabilidad y/o casas de clasificacin.

Esto se debe al deflector de choro instalado en el sistema, el cual es capaz de

orientar el caudal de salida de agua en cualquier direccin incluso hacia proa para detener

la embarcacin en distancias nfimas de hasta una eslora o menos y en ngulos tales que

la embarcacin puede girar en 360 grados prcticamente sobre su eje vertical.

De acuerdo a lo anterior, el timn y sus sistemas no tienen lugar en la

configuracin de propulsin elegida para este proyecto.

32


CAPTULO IV

ESTUDIO DE ESTABILIDAD

En este captulo se efectuar la estimacin de pesos y centros de gravedad,

clculo de desplazamiento liviano y peso muerto, anlisis de estabilidad transversal y

longitudinal.

4.1 Estimacin de pesos y centros de gravedad.

En esta etapa del proyecto el objetivo es estimar el desplazamiento liviano y el

desplazamiento o peso muerto del buque para posteriormente evaluar la estabilidad de la

nave.

Desplazamiento liviano (lightweight)

Es el peso de la embarcacin completa, lista para navegar con sus aceites y

fluidos en niveles de trabajo, sin combustible, ni agua de bebida, ni provisiones, por lo

tanto representa el peso fijo de la embarcacin.

Dividiremos este desplazamiento en tres tems significativos:

1. Peso del casco y estructuras.

2. Peso de la sala de mquinas.

3. Peso de las acomodaciones.

Peso muerto (deadweight):

Es el peso variable de la embarcacin, aqu se consideran los siguientes

puntos:

1. Peso del combustible

2. Peso del lubricante

3. Peso de agua potable

4. Peso de provisiones

5. Peso de la tripulacin

6. Peso de los pasajeros

7. Peso de carga

4.2 Clculo de desplazamiento liviano.

4.2.1 Peso y centro de gravedad del casco.

A travs de la herramienta Autocad y Rhinoceros y de acuerdo al escantillonado

de la nave se model la cuaderna maestra del buque para posteriormente mediante

33


comandos de propiedades fsicas de estos programas obtener su volumen y a travs del

peso especfico del aluminio calcular el peso de la estructura.

Elemento Peso [ton] LCG [m] ref.0 Mto long [t*m] VCG [m] Mto vertical [t*m]

Elementos transversales 3,579 11,60 41,512 1,64 5,868

Quilla 0,746 10,6 7,91 0,26 0,194

Plancha Cubierta 1,483 10,7 15,86 2,7 4,003

Refuerzo long de cubierta LC 0,027 10,7 0,29 2,7 0,073

Refuerzo long de cubierta LC 0,224 10,7 2,39 2,7 0,604

Refuerzo long cubierta pass. 0,096 14 1,35 1,7 0,164

Refuerza long fondo y cuad. 0,588 10,4 6,11 1,3 0,764

Plancha fondo casco 2,079 10,55 21,93 0,53 1,102

Planchas cinta. 0,413 10,64 4,40 0,9 0,372

Plancha costado. 1,458 12,26 17,88 1,62 2,362

Plancha costado amura. 0,081 14 1,13 2,5 0,203

Superestructura. 0,334 15 5,01 4,3 1,436

Total 11,11 11,32 125,778 1,54 17,143

TABLA 4.2.1 MEMORIA DE PESO Y CENTRO DE GRAVEDAD DEL CASCO.

4.2.2 Peso y centro de gravedad de sala de mquinas

Para estimar el peso de la sala de mquinas acudiremos a las especificaciones

tcnicas de los motores principales y equipos water-jets que nos entregan los catlogos

de estos equipos.


Motores 4,672 3,2 14,95 1,35 6,30

Jets 1,68 1,14 1,92 0,83 1,39

Maquinaria auxiliar 0,93 7,5 7,01 1 0,93

Total 7,29 3,28 23,87 1,19 8,63

TABLA 4.2.2 MEMORIA DE PESO Y CENTRO DE GRAVEDAD DE SALA DE MAQUINAS.

4.2.3 Peso y centro de gravedad de las acomodaciones:

Dada la cantidad de elementos y equipos en este punto, existe una forma de

estimar el peso de las acomodaciones incluyndolo en el tem de equipos e instalaciones,

para este clculo se utilizar la frmula propuesta por D. Anderson, en la cual sumado a

las acomodaciones considera una serie de elementos detallados en el apunte de Diseo

y Proyecto de la Nave:

34



Equipos e instalaciones 3,11 8,5 26,44 1 3,1104

Ahora bien: una vez estimados todos los pesos correspondientes al Light Weight.

Resumen de pesos y centros de gravedad Light Weight

tem Peso [ton] LCG [m] ref.0 Mto long [t*m] VCG [m] Mto vertical [t*m]

Casco y estructura 11,11 11,32 125,78 1,54 17,14

Sala de mquinas 7,29 8,5 61,93 1,19 8,636

Equipos e instalaciones 3,11 8,5 26,44 1 3,1104

Total 21,50 9,96 214,15 1,34 28,89

TABLA 4.2.2 MEMORIA DE PESO Y CENTRO DE GRAVEDAD DE LIGHT WEIGHT.

4.3 Clculo de Peso muerto.

Este tem ser estimado de acuerdo requerimientos y expresiones tericas, pero la

posicin definitiva de los estanques se realizar en software Hydromax sobre el modelo

del casco del buque para efectos de optimizacin de espacios.

4.3.1 Peso del combustible

De los motores CUMMINS Diesel QSK19-M de 600 hp cada uno, obtuvimos su

consumo especfico a partir del catlogo para una potencia de 600 BHP (hp)/448 (KW) a

1800 RPM.

35


Respetando la predisposicin de capacidad = 2000 litros de combustible la

embarcacin tendra capacidad de combustible para navegar por solo 8 horas a la

mxima potencia MCR de los motores.

Puesto que realizar faenas de combustible amerita un trmite con la Autoridad

martima y tiempo muerto de trabajo; se dispondr de capacidad de almacenamiento para

que la nave opere al menos 2 das a su mxima potencia durante 12 horas

ininterrumpidas cada da.

-

Bajo estas condiciones la autonoma de la nave a mxima potencia y 20 Kn de

velocidad sera de 480 millas nuticas. Autonoma razonable para el perfil de misin de la

embarcacin que no va en desmedro del gil desempeo que esta solicita.

Segn apunte de Proyecto de la Nave para obtener el peso total del combustible

se sumarn los siguientes porcentajes al consumo de la maquinaria propulsora.

- Consumo de maquinaria auxiliar y estada en puerto 15%:

- Navegacin en mal tiempo 5%:

ton.

4.3.2. Peso del lubricante

El peso del lubricante se estima en un 1,5% del combustible total, o bien, puede

estimarse entre 1 a 2 grs. Por BHP-Hr segn apunte de Proyecto de la Nave por lo tanto:

Ton.

4.3.3 Peso de agua potable

(Referencia apuntes proyecto de la Nave I)

horas de navegacin correspondientes a 2 jornadas de 12 horas c/u:

(Referencia apuntes proyecto de la Nave I)

36


La expresin anterior se utiliza para embarcaciones de pasajeros llmese

transbordadores, ferries, cruceros etc.

Recordemos que la nave de este proyecto est diseada para navegaciones

rpidas y cortas por lo que no se consideran duchas, agua para cocina entre otras.

Estimando que en un da ajetreado podran pasar 12 horas de navegacin

considerando que la nave no dispone de camarotes para pasajeros se podra realizar una

estimacin de consumo por pasajero de 20 litros por persona, cantidad que contempla 2

litros promedio de consumo diario por persona para beber y una suma restante para

consumo sanitario.

De acuerdo al clculo de almacenamiento de combustible 4.3.1; y para que las

faenas de agua potable y combustible se hagan en manera conjunta:

4.3.4. Peso de provisiones

Estimaremos el peso de las provisiones para la tripulacin correspondientes a un

mximo de 2 jornadas de 12 horas de acuerdo a la autonoma de la nave de la siguiente

forma:

.

Para el caso de los pasajeros, dado que no se contempla alojamiento de, se

otorgar un peso en provisiones por persona de 500 grs. Los que pueden corresponder a

alguna colacin como por ejemplo: una fruta, un yogurt, un helado, un jugo etc.

Por lo tanto:

.

4.3.5. Peso de la tripulacin

4.3.6. Peso de los pasajeros

Segn apunte proyecto de la nave I

37


En vista de que el pasaje que transportar la embarcacin ser personal de trabajo o

turistas por trechos cortos de navegacin, se estimar el peso de los pasajeros de la

forma que se hizo para los tripulantes y se le adicionaran 20 kg para equipaje.

4.3.7. Peso de carga

Este tem es sumamente complicado de calcular ya que se necesita saber acerca

del comportamiento de la estabilidad del buque al colocar carga en cubierta, sin embargo

sabemos que este buque cumple una funcin de transporte de carga solo si es realmente

necesario, su principal funcin es transportar personal o turistas en forma rpida y

cmoda entre los puntos de navegacin. Por lo tanto para esta parte del proyecto se

pretender disponer de 1ton de carga en cubierta (boyas y equipos livianos).

Ahora bien: una vez estimados todos los pesos correspondientes al tem Peso muerto.

Finalmente se reagruparon y recalcularon los tems del peso muerto al definir la

posicin final de los estanques sobre el modelo del casco. Se respetaron al mximo las

capacidades calculadas anteriormente sin entorpecer de mayor manera el valor del

desplazamiento de diseo de la nave.

tem Capacidad Peso [ton] LCG [m] Mto long [t*m] VCG [m] Mto vertical [t*m]

Tripulacin 1 0,40 10 4,00 2 0,80

Pasajeros 1 6,00 14 84,00 2 12,00

Provisiones 1 0,07 12 0,78 1 0,07

Carga 1 1,00 4,2 4,20 2,75 2,75

Combustible (est.) 100% 2,65 10,309 27,27 0,819 2,17

Lubricante 100% 0,08 10,8 0,91 0,234 0,02

Combustible (babor) 100% 2,65 10,309 27,27 0,819 2,17

Agua Dulce 100% 0,99 19,626 19,51 0,607 0,60

Total 13,83 12,14 167,93 1,49 20,57

TABLA 4.3 MEMORIA DE PESO Y CENTRO DE GRAVEDAD DEAD- WEIGHT.

38


Resumen de pesos:

Ya definidos y calculados los pesos de la embarcacin, el desplazamiento de diseo para

un calado de 0,88 metros es el siguiente:

Luego,

tem Peso [ton] LCG [m] ref.0 Mto long [t*m] VCG [m] Mto vertical [t*m]

Light weight 21,50 9,96 214,15 1,34 28,89

Dead weight 13,83 12,14 167,93 1,49 20,57

Total 35,33 10,81 382,08 1,40 49,46

TABLA 4.4 MEMORIA DE PESO Y CENTRO DE GRAVEDAD DE LA NAVE.

4.4 Anlisis de estabilidad transversal y longitudinal.

El software HydromaxPro a partir del modelo del casco diseado en Maxsurf posee

herramientas que nos permiten insertar tanques y pesos sobre la embarcacin simulando

los fluidos y caractersticas fsicas de los cuerpos para luego realizar curvas GZ, GM y

evaluar criterios de estabilidad.

Las pruebas de estabilidad se realizaron segn la normativa IMO, en la cual los

Criterios generales de estabilidad sin avera exigidos para todos los buques son:

Para buques de pasaje y buques de carga:

1. El rea bajo la curva de brazos adrizantes (curva de brazos GZ) no ser inferior a 0,055

m.rad hasta un ngulo de escora = 30 ni inferior a 0,09 m.rad hasta un ngulo de escora

= 40 o hasta el ngulo de inundacin f si ste es inferior a 40. Adems, el rea bajo

la curva de brazos adrizantes (curva de brazos GZ) entre los ngulos de escora de 30 y

40 o de 30 y f, si este ngulo es inferior a 40, no ser inferior a 0,03 m.rad.

2. El brazo adrizante GZ ser como mnimo de 0,20 m a un ngulo de escora igual o

superior a 30.

3. El brazo adrizante mximo corresponder a un ngulo de escora preferiblemente

superior a 30 pero no inferior a 25.

4. La altura metacntrica inicial GM no ser inferior a 0,15 m.

Para este buque se aplicarn las condiciones de carga correspondientes a un buque de

pasaje.

Buques de pasaje:

39


- 1. Buque en la condicin de salida a plena carga, con la totalidad de provisiones y

combustible y el completo de pasajeros con su equipaje;

- 2. Buque en la condicin de llegada a plena carga, con la totalidad de pasajeros con su

equipaje, pero con slo el 10% de provisiones y combustible;

- 3. Buque sin carga pero con la totalidad de provisiones y combustible y de pasajeros con

su equipaje;

- 4. Buque en las mismas condiciones que en 3, pero con slo el 10% de provisiones y

combustible.

Condicin de carga 1:

Reporte entregado por Hydromax

Item Name Quantity Weight tonne Long.Arm m Vert.Arm m Trans.Arm m

Lightship 1 21,50 9,960 1,340 0,000

Tripulacin 1 0,400 10,000 2,000 0,000

Pasajeros 1 6,000 14,000 2,000 0,000

Provisiones 1 0,065 12,000 1,000 0,000

Carga 1 1,000 4,200 2,750 0,000

Combustible 100% 2,645 10,309 0,819 1,282

Lubricante 100% 0,084 10,801 0,234 0,000

Aguas oleosas 0% 0,000 11,300 0,538 0,000

Combustible 100% 2,645 10,309 0,819 -1,282

Agua Dulce 100% 0,993 19,626 0,607 0,000

Aguas Grises 0% 0,000 17,973 0,339 0,000

Aguas negras 0% 0,000 16,783 0,335 0,000

Total Weight= 35,33 LCG=10,813 VCG=1,398 TCG=0,000

Curva de brazos adrizantes

Heel to Starboard

degrees

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0

Displacement tonne 35,33 35,33 35,33 35,33 35,33 35,33

Draft at FP m 0,817 0,719 0,525 0,243 -0,175 -0,832

Draft at AP m 0,817 0,719 0,525 0,243 -0,175 -0,832

WL Length m 21,933 21,886 21,755 21,531 21,610 21,838

Immersed Depth m 0,946 0,884 0,775 1,010 1,165 1,235

WL Beam m 5,257 4,257 3,895 3,786 3,845 3,429

Wetted Area m^2 105,978 92,592 88,495 87,214 86,389 83,370

Waterpl. Area m^2 97,478 80,385 74,158 72,266 71,615 64,189

Prismatic Coeff. 0,701 0,709 0,714 0,719 0,716 0,724

Block Coeff. 0,316 0,418 0,525 0,419 0,356 0,373

LCB from Amidsh. (+ve

fwd) m

10,819 10,822 10,827 10,833 10,841 10,852

VCB from DWL m -0,264 -0,259 -0,270 -0,293 -0,322 -0,352

GZ m 0,000 0,540 0,832 1,031 1,189 1,279

LCF from Amidsh. (+ve

fwd) m

9,824 10,218 10,491 10,764 11,200 11,210

40


TCF to zero pt. m 0,000 0,778 1,216 1,573 1,909 2,175

Max deck inclination deg 0,4 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0

Trim angle (+ve by stern)

deg

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Resumen de criterios aprobados

Criteria Value Units Actual Status

3.1.2.1: Area 0 to 30 Pass

shall not be less than (>=) 3,151 m.deg 19,293 Pass

3.1.2.1: Area 0 to 40 Pass


3.1.2.1: Area 30 to 40 Pass


3.1.2.2: Max GZ at 30 or greater Pass

shall not be less than (>=) 0,200 m 1,279 Pass

3.1.2.3: Angle of maximum GZ Pass

shall not be less than (>=) 25,0 deg 50,0 Pass

3.1.2.4: Initial GMt Pass

spec. heel angle 0,0 deg


3.1.2.5: Passenger crowding: angle of equilibrium Pass

shall not be greater than (

41





Lightship 1 21,50 9,960 1,340 0,000

Tripulacin 1 0,4000 10,000 2,000 0,000

Pasajeros 1 6,000 14,000 2,000 0,000

Provisiones 1 0,0065 12,000 1,000 0,000

Carga 1 1,000 4,200 2,750 0,000

Combustible 10% 0,2643 10,368 0,378 0,682

Lubricante 10% 0,0084 10,804 0,069 0,000

Aguas oleosas 100% 0,4182 11,300 0,538 0,000

Combustible 10% 0,2643 10,368 0,378 -0,682

Agua Dulce 10% 0,0993 19,517 0,268 0,000

Aguas Grises 100% 0,4630 17,973 0,339 0,000

Aguas negras 100% 0,5866 16,783 0,335 0,000



Heel to Starboard

degrees

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0


Draft at FP m 0,780 0,669 0,463 0,167 -0,275 -0,960

Draft at AP m 0,780 0,669 0,463 0,167 -0,275 -0,960

WL Length m 21,859 21,805 21,671 21,400 21,494 21,667

Immersed Depth m 0,895 0,828 0,717 0,951 1,107 1,170

WL Beam m 5,248 4,149 3,799 3,695 3,771 3,332

Wetted Area m^2 96,674 88,511 84,613 82,912 81,957 77,975

Waterpl. Area m^2 89,492 77,604 71,648 69,296 68,502 61,814

Prismatic Coeff. 0,693 0,696 0,699 0,703 0,700 0,708

Block Coeff. 0,294 0,404 0,512 0,402 0,337 0,358


fwd) m

10,868 10,872 10,878 10,886 10,896 10,906

VCB from DWL m -0,252 -0,238 -0,246 -0,271 -0,302 -0,329

GZ m 0,000 0,502 0,771 0,946 1,074 1,134


fwd) m

10,015 10,172 10,451 10,784 11,308 11,236

TCF to zero pt. m 0,000 0,814 1,233 1,581 1,914 2,248



deg

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

42




3.1.2.1: Area 0 to 30 Pass


3.1.2.1: Area 0 to 40 Pass


3.1.2.1: Area 30 to 40 Pass










43





Lightship 1 21,50 9,960 1,340 0,000

Tripulacin 1 0,4000 10,000 2,000 0,000

Pasajeros 1 6,000 14,000 2,000 0,000

Provisiones 1 0,0650 12,000 1,000 0,000

Carga 1 0,0000 4,200 2,750 0,000

Combustible 100% 2,645 10,309 0,819 1,282

Lubricante 100% 0,0842 10,801 0,234 0,000

Aguas oleosas 0% 0,0000 11,300 0,538 0,000

Combustible 100% 2,645 10,309 0,819 -1,282

Agua Dulce 100% 0,9938 19,626 0,607 0,000

Aguas Grises 0% 0,0000 17,973 0,339 0,000

Aguas negras 0% 0,0000 16,783 0,335 0,000



Heel to Starboard

degrees

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0


Draft at FP m 0,789 0,684 0,483 0,194 -0,235 -0,909

Draft at AP m 0,789 0,684 0,483 0,194 -0,235 -0,909

WL Length m 21,951 21,905 21,778 21,574 21,653 21,895

Immersed Depth m 0,949 0,889 0,769 1,002 1,156 1,224

WL Beam m 5,254 4,240 3,882 3,776 3,841 3,437

Wetted Area m^2 102,774 91,700 87,668 86,236 85,181 82,331

Waterpl. Area m^2 94,607 79,853 73,710 71,645 70,748 63,905

Prismatic Coeff. 0,688 0,697 0,702 0,704 0,704 0,709

Block Coeff. 0,306 0,406 0,515 0,410 0,348 0,364


fwd) m

11,013 11,016 11,021 11,028 11,037 11,048

VCB from DWL m -0,264 -0,256 -0,266 -0,288 -0,317 -0,346

GZ m 0,000 0,543 0,844 1,051 1,215 1,311


fwd) m

10,053 10,278 10,552 10,866 11,306 11,316

TCF to zero pt. m 0,000 0,789 1,222 1,578 1,916 2,185



deg

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Ddddddddddddddddddddddd

44




3.1.2.1: Area 0 to 30 Pass


3.1.2.1: Area 0 to 40 Pass


3.1.2.1: Area 30 to 40 Pass










45





Lightship 1 21,50 9,960 1,340 0,000

Tripulacin 1 0,4000 10,000 2,000 0,000

Pasajeros 1 6,000 14,000 2,000 0,000

Provisiones 1 0,0065 12,000 1,000 0,000

Carga 1 0,0000 4,200 2,750 0,000

Combustible 10% 0,2643 10,368 0,378 0,682

Lubricante 10% 0,0084 10,804 0,069 0,000

Aguas oleosas 100% 0,4182 11,300 0,538 0,000

Combustible 10% 0,2643 10,368 0,378 -0,682

Agua Dulce 10% 0,0993 19,517 0,268 0,000

Aguas Grises 100% 0,4630 17,973 0,339 0,000

Aguas negras 100% 0,5866 16,783 0,335 0,000



Heel to Starboard

degrees

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0


Draft at FP m 0,747 0,632 0,420 0,115 -0,340 -1,043

Draft at AP m 0,747 0,632 0,420 0,115 -0,340 -1,043

WL Length m 21,879 21,825 21,694 21,437 21,540 21,735

Immersed Depth m 0,899 0,833 0,711 0,944 1,098 1,159

WL Beam m 5,241 4,132 3,786 3,685 3,767 3,336

Wetted Area m^2 93,268 87,629 83,758 81,746 80,616 76,469

Waterpl. Area m^2 86,306 77,086 71,179 68,487 67,504 60,849

Prismatic Coeff. 0,680 0,683 0,685 0,687 0,685 0,691

Block Coeff. 0,284 0,390 0,501 0,393 0,329 0,348


fwd) m

11,092 11,096 11,103 11,111 11,122 11,133

VCB from DWL m -0,251 -0,235 -0,242 -0,266 -0,296 -0,323

GZ m 0,000 0,503 0,782 0,964 1,099 1,164


fwd) m

10,179 10,239 10,515 10,904 11,435 11,314

TCF to zero pt. m 0,000 0,825 1,239 1,587 1,921 2,252



deg

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

46




3.1.2.1: Area 0 to 30 Pass


3.1.2.1: Area 0 to 40 Pass


3.1.2.1: Area 30 to 40 Pass










47



Se calcular esta condicin de carga en forma opcional ya que puede que nuestra

embarcacin regrese del muelle de destino sin pasajeros. Tomando en cuenta que gran

parte del peso de la embarcacin se concentra en el pasaje y las provisiones, veremos si

la estabilidad es apta en esta condicin.

Reporte entregado por Hydromax:


Lightship 1 21,50 9,960 1,340 0,000

Tripulacin 1 0,4000 10,000 2,000 0,000

Pasajeros 1 0,0000 14,000 2,000 0,000

Provisiones 1 0,0065 12,000 1,000 0,000

Carga 1 0,0000 4,200 2,750 0,000

Combustible 10% 0,2643 10,368 0,378 0,682

Lubricante 10% 0,0084 10,804 0,069 0,000

Aguas oleosas 100% 0,4182 11,300 0,538 0,000

Combustible 10% 0,2643 10,368 0,378 -0,682

Agua Dulce 10% 0,0993 19,517 0,268 0,000

Aguas Grises 100% 0,4630 17,973 0,339 0,000

Aguas negras 100% 0,5866 16,783 0,335 0,000



Heel to Starboard degrees 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0


Draft at FP m 0,771 0,652 0,435 0,125 -0,342 -1,044

Draft at AP m 0,771 0,652 0,435 0,125 -0,342 -1,044

WL Length m 21,615 21,554 21,354 21,033 21,091 20,996

Immersed Depth m 0,761 0,684 0,602 0,836 0,994 1,044

WL Beam m 4,044 3,941 3,614 3,509 3,600 3,178

Wetted Area m^2 79,764 81,118 77,659 75,342 72,762 67,823

Waterpl. Area m^2 73,798 72,247 66,848 63,838 61,244 55,510

Prismatic Coeff. 0,706 0,697 0,697 0,701 0,701 0,718

Block Coeff. 0,352 0,403 0,505 0,380 0,310 0,339

LCB from Amidsh. (+ve fwd) m 10,354 10,357 10,363 10,370 10,381 10,390

VCB from DWL m -0,221 -0,198 -0,202 -0,233 -0,273 -0,294

GZ m 0,000 0,529 0,861 1,083 1,233 1,266

LCF from Amidsh. (+ve fwd) m 9,530 9,843 10,144 10,530 11,018 10,883

TCF to zero pt. m 0,000 0,864 1,259 1,589 1,938 2,357


Trim angle (+ve by stern) deg 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

48




3.1.2.1: Area 0 to 30 Pass


3.1.2.1: Area 0 to 40 Pass


3.1.2.1: Area 30 to 40 Pass








3.1.2.5: Passenger crowding: angle of equilibrium

Pass


49


De acuerdo a los clculos de estabilidad se evidencia que la embarcacin aprueba

todos los criterios propuesto por OMI segn CODIGO DE ESTABILIDAD SIN AVERIA

PARA TODOS LOS TIPOS DE BUQUES REGIDOS POR LOS INSTRUMENTOS DE LA

O.M.I. TM-063; e incluso e

anteproyecto de embarcación para transporte de pasajeros y carga liviana en lagos

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