Construccion Naval Y Servicios. Bonilla De La Corte

CONSTRUCCION NAVAL Y

SERVICIOS Por

ANTONIO BONILLA DE LA CORTE Capitán Marina Mercante Catedrático de Construcción Naval y Teoría del Buque de Escuela Superior de Marina Civil Catedrático de Construcción Naval y Teoría del Buque del Instituto Politécnico Marítimo-Pesquero del Estrecho.

El texto va acompañado de 410 figuras, así como al final del mismo, de un VOCABULARIO de la moderna construcción naval, con su expresión inglesa actualizada, que a la vez hace de índice alfabético del libro, a través de las figuras.

INDICE Página INTRODUCCION . . .. . ..... . . . . ... . ... . ........ . .. . .. .. . . ..... .. ... ... . .. .

15

CAPITULO I La construcción naval Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Esfuerzos estructurales longitudinales ..... . . . ... . ... .. .. . . .. .. .. . . .. . ... .. . .. .. 16 Esfuerzos estructurales transversales .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Esfuerzos locales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Breve descripción y nominación de los elementos estructurales que componen el casco del buque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 CAPITULO 11 Materiales empleados en la Construcción Naval Aceros. . .... .. . . .. . . .. .. . . . .. . . .... . . .. .. .... . . .... . . . .. .. . . ... .. . . . . . .. . Pruebas de los materiales siderúrgicos empleados en la Construcción Naval. . . . . . . . . . Método de ensayo a la tracción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acero laminado en planchas y perfiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acero forjado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Acero fundido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aceros de alta resistencia a la tracción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27 28 30 35 38 38 38 39

CAPITULO 111 Uniones de los principales elementos estructurales del buque Procedimientos de unión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uniones remachadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principales sistemas de juntas remachadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Disposición de los remaches en las juntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cubrejuntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejecución y pruebas de las juntas remachadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uniones soldadas ..... .. ... . .... .. ...... ..... ........ .. . . .. . ... . . . .... '. . . . . . La soldadura eléctrica en la Construcción Naval. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cuadro de características y aplicaciones de los electrodos revestidos . . . . . . . . . . . . . . . . Electrodos de gran rendimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Electrodos de gran penetración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Normas generales para utilizar los electrodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oxicorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Soldadura eléctrica automática por arco . . ... . ...... . .............. . . .. .... . ... , Procedimientos usados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Procedimiento mixto de soldadura con CO 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . • . . . . . • Soldadura automática por un lado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modernos procedimientos de soldadura automática por un lado, para espesores de

5 EDITORIAL SAN JOSE - Ca rral, 19 - Vigo Copyright © by Ca pt. Antonio Bonilla de la Corte 1984 Prohib id a su rep rodu cción total o pa rcial ISBN: 84-398-2629-X Depósito legal: M. 37.349-1984 Imprime : Gráfi cas Salnés, S. L. A Grenla - Telf. 543741 - Cambados Imp reso en Espa ña Printe d in Spain

41 41 42 44 45 45 50 51 53 55 55 56 62 63 63 64 65

Página

Página plancha de hasta 40 mlm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Método de refuerzo por fundente aglutinado con resina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Método de refuerzo por barra fundente cementada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Formas de soldaduras empleadas: Intermitente en cadena, intermitente en zig-zag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Cordón de soldadura y penetración. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Tipos de juntas soldadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejecución y pruebas de las juntas soldadas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Examen con rayos "X". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Examen con rayos gamma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Defectos radiográficos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Examen con ultrasonidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Soldadura de una unión aislada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Soldadura de las uniones de un bloque de prefabricación y uniones de bloques en gradas ............. ... ... . ................ . .......... . ......... .. .. . .... " Ventajas e inconvenientes de la soldadura con relación al remachado. . . . . . . . . . . . . . . Empleo de la soldadura en la construcción del casco y en las reparaciones ......... " Esfuerzos admisibles en la soldadura eléctrica y normas en las uniones soldadas; visto por los reglamentos de las compañías clasificadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Defectos en la soldadura por su ejecución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Precauciones generales y normas en las juntas soldadas para evitar, en lo posible, zonas de concentración de esfuerzos (botón de soldadura) propio de las mismas. . . . . . . Roturas en los buques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

65 66 67 67 69 69 71 72 72 73 74 76 77 78 79 81 82 83 88

CAPITULO IV Esfuerzos a que está sometida la estructura de un buque Nociones de resistencia de materiales ........................................ " Efectos de la concentración de la carga, en una viga apoyada en los extremos. . . . . . .. Efectos de la distribución de la carga en una viga apoyada en sus extremos . . . . . . . . .. Gráfico de esfuerzos cortantes y momentos flectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Esfuerzos longitudinales del buque en aguas tranquilas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esfuerzos longitudinales del buque en olas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Curvas de pesos, empujes y cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Curva de pesos .................. .. ......... . ......................... ..... Curvas de Bonjean . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Curva de empuje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Curva de carga " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Curva de esfuerzo cortante y momento flector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Flexiones y fuerzas cortantes en los elementos estructurales que forman la estructura del casco de un buque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Deformación por flexión ............................................. . .... " Esfuerzos cortantes ... . . ........ .. ............... .... . .. ... . .............. " Influencia del reparto de la carga en los diagramas de esfuerzos cortantes y momentos flectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " .................................... Fatigas de un buque en diferentes condiciones de carga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Comentarios al presente cuadro. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Aparatos mecánicos para determinación de esfuerzos longitudinales .............. " Manejo del aparato. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Flexiones transversales .................................................... " Esfuerzos locales .. . .......... ..... ................. ... ....... ..... ....... "

89 92 94 95 97 98 100 100 101 102 102 103 106 106 111 115 115 116 117 122 124 127

CAPITULO V Vibraciones Vibraciones de los cascos: sus clases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 129 Características de las vibraciones ........... ... .... ...... ........ .... ........ . 131

6

Vibraciones producidas por las máquinas principales, auxiliares y por las hélices ..... . Vibraciones por la hélice ............. . .............. . ........... ...... .... . . Efecto de las palas sobre el agua ............................................. . Vibraciones locales ........................................ ........ ...... . . . Interpretación del gráfico de vibraciones .......... ....... . . ................ . .. . Modo de combatir las vibraciones ...................................... . ..... .

132 132 132 133 134 135

CAPITULO VI Descripción general del buque Sistemas de construcción ................ . ............ . ........ .. ........ . .. . Sistema transversal ... ... .. . .............. . ...................... . . . ....... . Sistema longitudinal .................. ............... ...... ... ............. . Sistema mixto ............................. . ...................... .. ...... . Descripción de la estructura del buque ........................................ . Fondo y doblefondo ....................... . ....... , ....................... . Fondo ....... .... . . ............. .. ...... . ................................. . Quillas: sus clases ........................................................ . . J)oblefondo .............................................................. . Cuadernas .. ......... . ............ ....... .................... .. ..... , .... . Costados del forro que utilicen el tipo de resistencia longitudinal ................. . . Bulárcama ............... .. ....................... . ..... . ................ . Baos, esloras y puntales .......... ..... ..................................... . Baos .................................................................... . Consola margen . .......................................................... . Consola de pie de cuaderna o de pantoque ...................... . .............. . Esloras ...... . .................................. ..... . ................... . Puntales .................................................. . .............. . Palmejares .................................................. , ............ . Mamparos ........................................................ , ...... . Cubiertas ........................................... , ................ : ... . Cubierta superior resistente (principal) ........................... , . .. , .... .. . . . Forro ............................ '" . .. ............ . ..... . . ', ............ . Quillas de balance ...................... ... .. . ................ , ...... . . . ... . Roda ............................................... , ....... ............. . Escobenes .... , ....................................... . ... . . . , . " ......... . Hélice de proa ........................ ............. .................. . .... . Codaste .............. . ... .. ... . .. ........... . ........... . .. . , ............ . Bocina ........ . ... . ... .. ........ . .......... . ........ , ...... . ......... . . , .. Zona de los finos en buques de dos hélices .... ................... . ............. . Túnel de la linea de ejes ....................... . ... . ........... " ... , ... .... . Escotillas . . .... . .. ...... ........ .. ... . . . . .. . .... ......... .. , . . .. .. , ... . . . . Cierre de escotillas ............................. , .......... , . ... , ......... . . Puertas de carga ............... . . . .................................. . .... . . Puertas estancas ............................... ..... ....... .. ..... . ...... . . Tapas de cierre de tanques del doblefondo, profundo y piques ..... .. . ............ , Palos mástiles y puntales ....................... , ........................... . Elementos de amarre en cubiertas ...................... , . . . . . , .. ...... , , . . , Elementos de fondeo .................... , . . , . . ....... . , , ... , . , .... . .. . Anclas .............. ...... .. , .... , . . ...... .. . .... ... , ...... , . . .. . Cadenas ...... , ......... , ........ .... , .... , . , . . . Superestructuras y casetas . . . . . . . . ......... . Lumbreras ...... , ............. , .... . .. . Lumbreras .......... , . , , .. . , .... , ... . Chimenea .. , ............ . ' , .. , ...... . 7

137 137 137 139 140 140 141 142 144 150 151 151 153 156 159 160 160 161 162 163 169 170 172 177 178 182 183 184 193 194 196 198 203 211 216 218 220 225 229 229 234 238 245 245 247

Página

Página CAPITULO

VII

Diversos tipos de buques: su cuaderna maestra, perfil longitudinal y cubiertas Plano de la cuaderna maestra .... . ......................................... " I>etalles de la zona "J" . ........ . ................... . .... . ....... . ........... Plano del perfil longitudinal y cubiertas del buque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Perfiles de tipos de buques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. I>etalles estructurales especificos de distintos buques mercantes (carga y pasaje) y de pesca .................... .. ......... . ..................................... Buques frigoríficos .. .. ... . .. ..... ...... . ...... .. ............................ Buque mixto de lineas oceánicas (carga seca a granel general y contenedores ademas de pallets) ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Buque especialmente diseñado para el transporte de mercancía a granel (bulkcarrier) .. Bulkcarrier diseñado especialmente para el transporte de carbón. . . . . . . . . . . . . . . . . .. Buque mineralero (bulkcarrier diseñado especialmente para el transporte de mineral) ... Buques petroleros o tanques (buques diseñados para el transporte de mercancía liquida a granel - petróleo) ... . ..................................... '. . . . . . . . . . . . . . .. Buque diseñado para el transporte de mineral (ore), granel seco (bulk) y granel liquido (oil); buque "abo" (ore-bulk-oil) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Buques diseñados para el transporte de gases licuables del petróleo G.L.P. o L.P.G. (Liquid Petroleum Gas) ........... . ....................... . ................. Buques diseñados para el transporte de gas natural licuable del petróleo (G .L.N.) . . . .. Buques diseñados para el transporte de carga en contenedor. Buques contenedores o portacontenedores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Buques especialmente diseñados para el transporte de pasajeros y equipajes. . . . . . . . .. Buque transbordador (ferry) diseñado para el transporte de personas y sus veWculos en cortas travesías. Los vehículos se estiban por sus propios medios (roll on-roll ofO. Buque transbordador ro-ro ....... . .......... ... . " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Buque de pesca de altura provisto con arte de pesca de cerco, especialmente diseñado para la pesca del atún (buque atunero) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Buque de pesca de altura congelador, especialmente diseñado para la pesca de arrastre por popa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. CAPITULO

249 259 259 261 265 268 270 272 275 277 280 287 290 293 298 301

CAPITULO

303 305 312

Timones 317 319 320 322 323 325 328

344 345 346 347 349 350 355

356

X

Equipos y servicios de las instalaciones de la planta propulsora del buque y sus auxiliares Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Sistema de combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistema de ac:eite lubricante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Sistema de aire de arranque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Sistema de agua de refrigeración. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Sistema de vapor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Elección de material ....................................................... , Disposición de máquinas ................................................... , Suministro de energía eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Símbolos empleados en los planos de los capítulos IX y X. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CAPITULO

VIII

Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Tipos de timones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Timones de plancha sencilla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Timones de plancha doble, huecos y currentiformes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Timones compensados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Normas generales acerca de la construcción de los timones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Servicio de gobierno del buque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

Operaciones para el deslastre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Operaciones para el achique de sentina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Operaciones de contraincendio y baldeo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Servicio sanitario .. . .... ..... ....... ... ....... . ......... .. ............... ... Funcionamiento del servicio sanitario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Servicio de combustible (trasiego de combustible) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Funcionamiento del sistema de trasvase de combustible. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Comentarios generales de los servicios en los buques de pesca de acero, haciendo referencia a los "capítulos de servicios" de los reglamentos de las compañías clasificadoras ..................................... . . ...... ........ .... . ... .... ... ,

359 360 365 372 373 376 380 385 389 395

XI

Construcción del buque I>escripción general de un astillero ........................................... , Sala de gálibos ............................................................ , Trazado y desarrollo del casco con ordenador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Consideraciones generales para el proyecto de un buque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Orden de los distintos trabajos en la construcción de un buque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Taller de aceros del departamento astillero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Recepción y trabajo de los materiales en el astillero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Métodos actuales empleados en la construcción de buques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Elementos básicos del buque; común para todos los métodos . ... .. ... .... . ... . ... , Estado del buque al botarlo al agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Obras posteriores a la botadura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Pruebas previas de los distintos servicios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Forma de llevar a cabo "las pruebas de mar" . ... ....... . .................... , .. ,

399 402 404 405 407 408 410 411 411 414 414 415 416

CAPITULO XII Botadura

CAPITULO

IX

Equipos y servicios de un buque Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Breve descripción de los equipos que intervienen en los distintos servicios del casco en general. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Servicio de agua salada ...................................................... Funcionamiento del servicio de lastre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Funcionamiento del servicio de sentina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Funcionamiento del servicio de contraincendio y baldeo ......................... , Operación de lastrado en un moderno buque bulkCarrier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

8

331 331 334 340 342 342 343

Botadura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Trabajos preparatorios a realizar antes de la botadura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Elementos y dispositivos de lanzamiento en imada unica y en doble imada .... . . .... , Momentos criticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Describir los cinco períodos de la botadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Arfada y pivoteo .......................................................... , Datos técnicos de una botadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. Ventajas de lanzamiento por la popa ... . ............. . ..... . ..... . ...... . .... , Disposición de la basada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Botadura de costado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Forma primera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Forma segunda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

9

419 422 424 427 428 429 429 430 430 431 432 432

INTRODUCCION Página Forma tercera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 432 Detención del buque al flotar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 CAPITULO

XIII

Reglamentos para la construcción e inspección de los buques Organismos que regulan la construcción de buques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Disposiciones del Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar, acerca de la construcción de buques en general, y buques de pasaje en particular. Regla 19 (parte "A") .... . .. .. .. ..... . . .. . ...... . .. .... .. ........ . .. . . ... .... Parte "c" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Parte "O" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Parte "E" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Parte "F" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principales sociedades de clasificación de buques y su objeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reconocimientos principales de los buques y requerimientos para su clasificación. . . .. Numerales, marcas de clasificación, y certificado de clasificación. . . . . . . . . . . . . . . . . .. Numerales y marcas de clasificación de las principales sociedades de clasificación. . . .. Marcas de clasificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Reglamento español de reconocimientos de buques y embarcaciones mercantes. Modo de efectuar las inspecciones del casco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capitulo l ... . . . . . ... . ....... . ......... ... . . ....... .. . .. .... . .... ...... .. . , Capítulo 11. Buques de nueva construcción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Equipo . . .. ....... ... . ...... . ... . . .. .. .. ... . .. . .. ". ..... . . . ... .. ... .. .... . . Material de armamento ..... . . . ..... . ..... . . ... .. . . . ........ . . . .... . ... . . . .. Reconocimiento del aparato motor y auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Reconocimiento de la instalación eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Prueba de estanqueidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Reconocimiento del buque terminado . . . . . ................ .. . . . . ............... Capítulo 111. Reconocimientos periódicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37.-Pruebas de estanqueidad de los compartimentos, mamparos y tanques . . . . . . . . .. 38.-Alturas hidráulicas en la prueba de tanques de agua y petróleo. . . . . . . . . . . . . . .. CAPITULO

435 436 436 436 437 437 437 438 439 440 440 441 443 443 443 444 444 444 444 444 444 444 445 446

XIV

Conservación del buque Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pinturas marinas . . . . ... . ... . ...... . . . . . .... . .. . ..... . .... . . ... .. .. ..... ... , Protección de la superficie metálica mediante anodos de sacrificio. . . . . . . . . . . . . . . . .. Protección por corrientes impresas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

447 447 448 448

VOCABULARIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 BIBLIOGRAFIA .. .. .... ... ..... . .. . , .. . . ... . . . . ... . . ... ... . . . .... ... . . .. . 481

Cuando los marinos estudiamos «TEORIA ,DEL BUQUE», no se nos ocurre pensar, que es para diseñar buques, sino para adquirir un nivel técnico en la materia con objeto de identificarnos lo más posible «con el decir», de las Oficinas Técnicas de los distintos astifferos, y seguir sus instrucciones (Instrucciones de obligada entrega a los buques insertas en el Boletín Oficial del Estado). Al moverse el Marino y el Astiffero en mundos paralelos, las instrucciones que hace éste, tienen que ser fácilmente interpretables por aquél; la «TEORIA DEL BUQUE» aprovecha esta coyuntura, para teorizando primero y siendo lo más pragmática posible después, conseguir su motivo final con respecto al Marino, que es UNA INTERPRETA CION EN PROFUNDIDAD DE TODA LA DOCUMENTACION QUE EL ASTILLERO TIENE QUE ENTREGAR AL BUQUE, PARA SU CORRECTA EXPLOTACION DE ACUERDO CON SU PROYECTO. Una buena pregunta que se siguen haciendo veteranos marinos sobre la «TEORIA DEL BUQUE», podría ser: ¿Por qué ahora y no antes?, y se les podría responder: - Porque antes el diseñador tenia que ser muy conservador, porque no era el momento del dinamismo; el tráfico no lo exigía, los aceros no eran adecuados, tampoco los sistemas de unión, ni la calidad de las pinturas, etc., etc. Sin embargo, hoy el diseñador apenas tiene techo, y como consecuencia es progresista y dinámico, pero si no cuenta con buenos utilizadores de esos diseños, pueden producirse altos costes de explotación, averías... Entienden bien. .. ¿Por qué ahora y no antes? Por las razones expuestas anteriormente, cuando los Marinos estudiamos «CONSTR UCCION NA VAL», tampoco se nos ocurre pensar que es para proyectar y construir la estructura del buque, sino para conocerlo bien, introducirnos en los tecnicismos usados en los distintos departamentos del Astiffero; puesto que c;on ellos, vamos a tratar de forma continuada o esporádica, en representación de los Armadores, defendiendo a veces puntos de vistas antagónicos, tanto durante la construcción del buque, como en posteriores reparaciones. Asimismo en las relaciones de los Marinos con los Inspectores de las Comandancias de Marina o Capitanías de Puertos, y los Inspectores de las Compañías Clasificadoras.

La Contrucción Naval junto con la Teorfa del Buque, da al marino una visión de conjunto del barco, y también le sirve de introducción al estudio detallado que se puede realizar por diversas razones, en libros especializados en dichos temas.' Anteriormente hicimos referencia a la, relación estrecha que hay entre el diseño y la estructura del buque, es decir, que si un diseño es atrevido para una época, bien por falta de adelantos técnicos en la construcción, bien por falta de ciertas calidades en los materiales, etc.; también puede ocurrir, sin embargo, que aunque tengamos adelantos técnicos y calidad en los materiales, el diseño encarezca comercialmente. la construcción. Podemos decir, que hay como una urdimbre o entrelazamiento,

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entre diseño y estructura que puede interesar al marino. para darle una explicación en profundidad. que sin un conocimiento adecuado de la técnica de la Construcción Naval actual, no podrá adquirir. Para hacer hincapié en el tema. analicemos una ley básica de la Construcción Naval, irrealizable en la práctica: Un buque debe ser construido y. si es posible. cargado de tal forma. que en aguas tranquilas el peso y el empuje (Desplazamiento) sean iguales en cada punto de su eslora. El diseñador basado en esta leJ·. hará un diseño del buque lo más aproximado posible a ella. y en ello radicará su eficacia: pero el Marino utilizador de este sistema ya diseñado. para hacerlo eficaz. tiene que tener en cuenta muchas variables circunstanciales 'del transporte marítimo: a) El combustible, tanto en el peso como en la estiba (viaje más o menos largo). b) Situaciones parciales de carga entre distintos puertos. c) Líneas de máxima carga según zona de la tierra y época del año. d) Limitación de calado por condiciones particu lares de los puertos. etc.. etc. A todos los factores anteriores habria que añadir la rapidez de la carga y descarga. así como la posible toma de combustible. lastre y deslastre: a veces operaciones simultáneas. En todas estas vicisitudes. el marino intentará que se cumplan las condiciones del diseño. que para él en ese momento no es más realmente que. procurar limitar los esfuerzos a sus l'alores mínimos. dentro de una correcta carga (j7ete del Armador'. _v haciendo todo compatible con las condiciones marineras del buque (buena estiba. en lo que respecta a inmovilidad del cargamento o control de Superficies Libres. Estabilidad Transversal y Asiento adecuado). Podemos añadir que en los diseños actuales con los nuevos progresos técnicos. se han podido disminuir los techos de seguridad anteriores: pero esto requiere Utilizadores-Marinos de más alto nivel técnico en esta materia. Estamos asistiendo los Marinos como espectadores de primera línea. en estos últimos. años. a un cambio espectacular en la construcción de las estructuras del buque, y hace falta que se lo concreten. los «por qué» J' los «cómo». que le sirvan de una base cierta. a sus decisiones J' razonamientos técnicos en esta disciplina. Por la experiencia que los Marinos tenemos a diario. a bordo de los buques. y por las noticias del mundo marítimo. sabemos por una parte. dato positivo. que los barcos son cada día mejores. pero por otra parte. por las averías que suceden. que la . Construcción Naval «no es todavía una ciencia exacta». Por tanto. el mundo marítimo todo. se beneficia de los conocimientos del Marino en esta materia. por ser el utilizador ya la vez un observador directo durante la vida del buque. Para terminar. un breve resumen. de los factores que han dado lugar a que gracias a la Arquitectura Naval. el buque haya sufrido esta gran transformación. y que son:

-La Metalurgia, al producir los modernos aceros. muy resistentes y fácilmente soldables. - La Soldadura y el Oxicorte. como elementos de unión. corle y preparación de Jas uniones. - Las Pinturas y los Sistemas Galvánicos. que han permitido reducir escantiJ/ones (espesor y dimensiones de los elementos estructurales de un buque) con seguridad. haciendo los buques más rentahles comercialmel1te-

- La. Cibernética, que está transformando toda nuestra época, al conseguir una eficacia ma!or en nuestras acciones. En la Construcción Naval se consiguen unos .valores mas reales de esfuerzos, con lo que se pueden disminuir las cargas de segundad; y al final una estructura más acorde con los esfuerzos, tanto en intensidad como en sentido. Finalm~n~e añadir qu~ la presente obra abarca los conocimientos de Construcción Nav~l y S:r~lc~os en los niveles exigidos en todos los cursos de Escuela Superior de Marma Cl~¡/, 19u~l~ente en los Institutos Politécnicos Marítimos-Pesqueros, y en

general sera de utllidad para todas las personas interesadas en una cosa tan sin lar como es un BUQUE. gu

ANTONIO BONILLA DE LA CORTE -Capitán Marina Mercante. -Catedrático de Construcción Naval y Teoría del Buque de Escuela Superior de Marina Civil -Catedrático de Construcción Naval y Teor'ía del Buque del Instituto Politécnico Marítimo-Pesquero del Estrecho.

Capítulo 1 LA CONSTRUCCION NAVAL GENERALIDADES La Construcción Naval se puede definir como una especialidad de la Arquitectura Naval, en la que se proyecta y construye la estructura del buque. El buque se puede definir a su vez, como un flotador con la maquinaria necesaria para su propulsión y servicios, y los espacios necesarios para la carga, tripulación y pasaje. Este buque consta esencialmente de una especie de cajón o prisma rectangular estanco al agua, al que exteriormente se le da una forma adecuada para la propulsión y estabilidad, y que recibe el nombre de «CASCO». Sobre este casco se sitúa la SUPERESTRUCTURA, o bien forma parte del mismo (Fig. 1). Su pUl II r uclu ro Ro do

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Dimensionado de un buque

15

16

CONSTR UCC ION N AVAL y S E R V I C IO S

Existen en ciertos países del mundo Sociedades Clasificadoras de Buques, que tienen unos Reglamentos por los cuales se rigen los constructores de todas las Factorías, en lo que respecta a la resistencia del buque, y por tanto, a todos sus elementos estructurales. Modernamente se han extendido al equipo del buque, a la maquinaria, instalaciones frigoríficas, etc. , etc. El escantillonado (espesor y dimensiones) de estos elementos, viene calculado en los Reglamentos de las Sociedades Clasificadoras en función de ciertas dimensiones del buque y de su Calado de Verano o Calado en el centro del Disco de Máxima Carga. Las definiciones por las formas del buque son enumeradas de forma precisa, pero en general son las siguientes (Fig. 1): ESLORA (L): El largo medido sobre la Línea de Carga de Verano, desde el canto externo de la Roda hasta la Mecha del Timón. MANGA (B): La anchura máxima medida por fuera de las Cuadernas, y por dentro, por tanto, de las planchas que forman el costado del buque. PUNT AL (D): La altura medida verticalmente en la mitad de la eslora del bU9ue (Cuaderna Maestra normalmente), desde la cara interna de la plancha de qUIlla, hasta el canto superior del Bao de la cubierta más alta corrida en su intersección con el costado. ' CALA~O (d): Es el Calado en el Centro del Disco de Máxima Carga, o sea, la altura vertIcal medida en la Cuaderna Maestra, entre la cara interna o superior de la plancha de quilla, y el Centro del disco . . . Se respetan las silas usadas para el dimensionado del buque, porque son las utIlIzadas por las Compañías Clasificadoras, y si bien sus Reglamentos están traducidos, las fórmulas empíricas con las que se calcula el escantillonado de los distintos elementos estructurales, son las mismas que en el idioma original. En general, y mientras específicamente no digamos lo contrario, la expresión casco y buque las usaremos indistintamente en Construcción Naval, de acuerdo con la definición de Casco que hicimos al principio del Capítulo. Antes de hacer una somera descripción de los elementos estructurales que forman el «CASCO», hagamos una breve descripción de los «ESFUERZOS», a que como toda estructura, está sometido el buque, porque conociendo estos esfuerzos podremos ya justificar desde el principio, el «porqué» ciertos elementos estructurale~ van así y no de otra forma, aunque posteriormente desarrollemos esos temas en Capítulos específicos del libro. Los «ESFUERZOS» a que está sometido el buque, son debidos a la acción de causas externas e internas, y el casco tiene que estar diseñado y construido para soportarlos con un razonable margen de seguridad. . Estos Esfuerzos son variados en carácter e importancia, pero los podemos reduCIr a da; gra?des grupos: a) Esfuerzos estructurales, longitudinales y transversales (sobre la estructura mtegral del buque). b) Esfuerzos locales (esfuerzos sobre secciones determinadas del buque).

ESFUERZOS ESTRUCTURALES LONGITUDINALES Desde el punto de vista del estudio de su resistencia, el casco puede ser proyectado, como la viga o prisma rectangular de una construcción terrestre, con una

LA CONSTRUCC I ON

N A V AL

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diferencia importante; mientras las .vigas normales se apoyan en dos o más puntos definidos, el buque lo hace en toda su eslora, ya que es soportado por el agua. En estas condiciones la viga-casco que constituye el buque, está formada por todos aquellos elementos que se extienden de modo continuo de proa a popa, tales como el forro del casco (fondo y costado), las cubiertas, los refuerzos longitudinales de fondo , cubierta y costado, etc., etc. , y son llamados elementos longitudinales. Los elementos transversales de la viga-casco desempeñan la misión de elementos de conexión entre los longitudinales. Tal es el caso de las Cuadernas, Baos, etc. , etc.

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\JDDDDDDDDDDDDDDDDDDU Fig. 2.

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Esfuerzos del buque en aguas tranquilas

Si el casco del buque de la Fig. 2 lo seccionamos, o suponemos que fuera la maqueta de un casco formado por módulos independientes, de forma que estos módulos estuvieran unidos entre sí, a través de una corredera, que los dejara sin separarse en sentido longitudinal, pero en libertad de moverse en sentido vertical, uno respecto al otro. En estas condiciones, vamos a ver las fuerzas que actuarían en cada módulo, en el supuesto de que la maqueta flotara en una masa de agua limitada por una superficie plana (Fig. 2, a).

IR

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Las fuerzas serían: a) El Peso del módulo. b) El Empuje debido a su forma sumergida. Por el principio de Arquímedes, Peso = Empuje, en equilibrio vertical, el módulo ni sube ni baja. Los distintos módulos se equilibrarían en función del peso de su estructura y de su empuje; y debido al peso distinto de los mismos y como consecuencia a lo distinto de sus formas sumergidas, tomarían en conjunto la forma de la (Fig. 2, d), por estar unidos longitudinalmente y en libertad vertical. Si la corredera de unión de los módulos que forman la maqueta, estuviera dotada de un pestillo, ponible a voluntad, de forma que a los módulos los inmovilizáramos en sentido vertical; la maqueta-casco en estas condiciones respondería, como un todo único, y entonces su calado sería función de su peso total. Cada módulo no podrá establecer su equilibrio consigo mismo, y quedará sometido por tanto a un esfuerzo por carga en sentido vertical, que será la diferencia entre el peso y el empuje, en dicha sección o módulo. Concretando, el esfuerzo por carga que soporta la viga-casco a lo largo de su eslora, será la diferencia entre el peso y el empuje, por metro de estructura. Debido a los repartos de los pesos por metro de eslora (necesidades estructurales, espacio de Máquina y de carga) y a las formas del casco sumergido, podemos observar las cargas que predominan en la (Fig. 2, b), y como consecuencia los tipos de esfuerzos en la (c) y (d). Estos esfuerzos originarán tensiones internas, perfectamente calculables, por los métodos de la Resistencia de Materiales, que en la (Fig. 2, c) es el Momento Flector, que produce en el casco, tracción en su fibra alta y comprensión en la baja; y Esfuerzos Cortantes la (Fig. 2, d). Siguiendo con ambas figuras, vemos cómo el Momento Flector tiene un valor máximo en el centro del buque, y la deformación por esfuerzo cortante, es nula en el centro, y máxima en puntos situados aproximadamente a 1/4 de la eslora, contado desde los extremos. Hasta aquí hemos supuesto que la superficie de apoyo de la viga, que es la del casco del buque, es horizontal; pero normalmente no es así, y entonces, para ponernos lo más en la realidad posible del problema, hay que suponer al buque flotando en olas, o sea, con la superficie de la mar ondulada. Pero ... , ¿qué tipo de olas? La experiencia y la estadística han decidido, que el tipo de ola en la que razonablemente se puede suponer flota el buque, es un trocoide, cuya longitud es la eslora del buque y su altura 1/20 de su longitud; esta ola teórica, se la llama o se la conoce con el nombre de «ola stándard». El perfil de la trocoide se superpondrá sobre el perfil del buque, en dos posiciones críticas: a) La cresta en la Cuaderna Maestra y los Senos en los extremos de Proa y Popa (máximo esfuerzo por Quebranto) (Fig. 3). b) El seno en la Cuaderna Maestra y la cresta en los extremos de Proa y Popa (máximo esfuerzo por Arrufo) (Fig. 4). En unos tipos de buques, predominan los esfuerzos por Quebranto y en otros los de Arrufo; pero en ambos supuestos, son muy importantes, porque acompañan al buque durante toda su vida, y además cambiando del uno al otro, por el movimiento relativo del buque y la ola. Esta alternancia Quebranto-Arrufo, Arrufo-Quebranto, con el cambio de sentido del Esfuerzo, debilita la estructura del buque con los años, y la deforma. El estudio de la Resistencia longitudinal, se hace teniendo en cuenta los valores críticos del casco, para estos esfuerzos por fatiga. Los Marinos como el barco ya lo tenemos con sus datos de Resistencia, y la mar.. . es la mar, nuestra misión en lo que concierne al problema de las Fatigas, es la

LA CONSTRUCCION NAVAL

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( al

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T RACCiÓN

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--t~ COMPRESION

Fig. 3.

Esfuerzo por Quebranto en olas

(a)

COMPRESI'ON

¿--l~ ( b)

Fig. 4.

Esfuerzo por Arrufo en olas

Estiba y distribución de los Pesos a bordo (cargamento, lastre y combustible), Curva de Pesos por metro de estructura; y respecto a la Curva de Empujes, evitar las circunstancias críticas que se puedan presentar por el estado de la mar, mediante los oportunos cambios de Rumbo y velocidad. En los Capítulos siguientes, ya veremos cómo el Momento Flector, produce máximos esfuerzos por tracción y compresión, a lo largo de las esquinas (uniones de

ff 20

CONSTRUCCION NAVAL y S E RVI CIOS

bao-cuaderna por dentro, y por fuera, traca de cinta del costado y la de trancaniles de la cubierta) del marco, que conforman la viga-casco transversalmente y en una extensión total a lado y lado de la Cuaderna Maestra, del 40 ó 50% de' la Eslora. Los Esfuerzos Cortantes críticos o máximos, los tenemos en unas secciones situadas a 0,25 de la Eslora contada desde la Proa y Popa, y en la proximidad del eje neutro (zona del casco donde no existe ni tracción, ni compresión, producido por el M?mento Flector; más próximo al fondo del casco que a su parte alta y cubierta),

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LA CONSTRUCCION N AVAL

b) Deformación transversal por esfuerzos de Inercia (Racking), al inclinarse el buque a una banda, por la acción del perfil de la ola (Fig. 7). La esquina del marco transversal a lo largo de la viga-casco, se aleja del eje neutro, y las fuerzas de inercia, por tanto, se acentúan; incrementadas por la aceleración tangencial del movimiento oscilatorio. Tendiendo a esfuerzos de arrancamiento, que producen o intentan producir, deformaciones de dicho importante marco de consolidación transversal; línea de trazos en la (Fig. 7).

(Flg. 5). I I

~'-----Zonas C ri t i c a s a Esfuerzos por F l eXión

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/ Zonas Criticas Cortantes

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Esfuerzos

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Fig. 7.

Fig. 5. Zonas críticas de Esfuerzos

ESFUERZOS ESTRUCTURALES TRANSVERSALES

Estos esfuerzos actúan perpendicularmente, como es lógico, a los longitudinales, los dos principales son: a) La presión hidrostática del agua, que actúa intentando deformar la parte sumergida u «obra viva» del casco (Fig. 6), línea de trazos; a la que se oponen los elementos estructurales correspondientes y el forro del casco (la resistencia del forro es eminentemente longitudinal, porque se opone a la deformación, con todo el largo y ancho de las planchas que lo forman; mientras que al transversal sólo se opone el espesor de las mismas, que es el parámetro menor de la plancha). Este es~uerzo es moderado y va absorbido en los cálculos de resistencia necesarios, para eVItar las deformaciones por los Esfuerzos Longitudinales ya citados.

Fig. 6.

__

Esfuerzos por la Presión Hidrostática

Acción deformante en el balance

Los elementos Estructurales que el barco opone a estos Esfuerzos, evitando las deformaciones, son: a) El costado o partes laterales del casco, en particular la «traca de cinta» (parte alta del mismo), y la traca de la cubierta principal, a la que se une; en dicha zona es crítico el esfuerzo. Estas tracas reciben una atención especial en los Reglamentos de todas las Compañías Clasificadoras. b) Como elementos internos de resistencia del costado y cubierta, para estos esfuerzos, están los baos y cuadernas, principalmente en su zona de unión; no lo hacen directamente, sino a través de una pieza de unión y apoyo, que es «la consola margen», que también por supuesto recibe una especial atención por los Reglamen tos. ESFUERZOS LOCALES

Los esfuerzos locales son los que afectan a zonas muy limitadas del buque. Se tiene que reforzar la parte afectada, evitando en lo posible las discontinuidades . estructurales en el todo. Los más importantes son: a) Cargas internas concentradas como: Máquina propulsora, Calderas, Palos, Superestructuras, etc., etc. b) Cargas externas como: La presión en la zona del fondo del casco, que toca primero la «cama de picaderos», a la entrada en dique, o en una varada casual. c) Impactos por choque contra el agua, por efecto del cabeceo del buque navegando (Pounding), en particular con mal tiempo, y Rumbos próximos y opuestos al traslado del perfil de la ola, y velocidad excesiva. Puede llegar a originar severos esfuerzos locales, que tienen que ser absorbidos por la sección a proa del mamparo de colisión (bloque de proa).

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CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

d) Esfuerzos dinámicos locales como: El bloque de la máquina o motor, tiende a ser arrancado, durante el giro por balance; los palos flexionan, etc., etc. Estos esfuerzos son soportados en primer lugar por sus polines de apoyo (polín: pieza intermedia de unión y apoyo, situada entre el elemento a fijar, y la estructura del buque), que transmiten er esfuerzo a la sección transversal correspondiente. e) Los Esfuerzos estructurales generales, longitudinales y transversales, producen a su vez esfuerzos locales, relativos a su posición en la viga-casco. Así, por ejemplo, una plancha, o un trozo de hilada o traca de la cubierta superior (Hilada o Traca: Está formada por una serie de planchas unidas a lo largo y en dirección proa-popa), apoyada en dos baos sucesivos, y en las proximidades de la Cuaderna Maestra, en la condición de Arrufo, se encontrará fuertemente comprimida por el efecto del Momento Flector; y simultáneamente por la separación entre baos, a efectos locales por «pandeo», aumentado además por circunstancias instantáneas, por ejemplo, un embarque de agua en gran cantidad por mal tiempo. Estas circunstancias y otras, obligan a tener en cuenta, que las planchas susceptibles de efectos de «pandeo», darle mayor escantillón, o en compensación aumentar sus elementos de apoyo. Todo o casi todo, está previsto en las Tablas y fórmulas empíricas de los Reglamentos de las Sociedades Clasificadoras, mediante la investigación y la estadística. BREVE DESCRIPCION y NOMINACION DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE COMPONEN EL CASCO DEL BUQUE

Cuando hemos dicho que el casco del buque lo podemos considerar desde el punto de vista de resistencia estructural, como una viga flotante del mínimo peso, se nos ocurren dos cosas: una, que un sólido para que pese menos, sin cambiar de forma, hay que ahuecarlo, reforzándolo convenientemente; y otra, Flotante; para que esto suceda, la forma del sólido tiene que ser respetada en el seno del agua, para que reciba el empuje integral función de su forma sumergida. Esto último lo hace la envuelta estanca del casco, mediante hiladas de planchas, que reciben el nombre en su conjunto de Forro del casco (estanca: el agua no puede atravesar). Igual que nos podemos imaginar al hombre primitivo cuando ahuecaba el tronco de un árbol para hacer una embarcación, que no sólo ahuecaba buscando espacio para él, y para que pesara menos, sino que dejaba del tronco primitivo un cierto espesor sin ahuecar, por los lados para resistencia de la embarcación en sus costados, y un mayor espesor en la parte baja o fondo: para, que por una parte fuera más resistente que los costados (porque sobre él gravitan los pesos, los empujes, los posibles roces con el fondo, y los forzosos en la salida y entrada de la embarcación del agua); y por la otra, pesara más por debajo, con lo que la embarción no volcaba con facilidad (estabilidad). Igual podemos pensar, y de hecho es así, que el Forro del Casco, aparte de su cometido estanco, es un elemento de Resistencia Longitudinal de primera fila, en sus costados, y de Resistencia vertical (rigidez) y transversal en su fondo, con la colaboración de las cubiertas y tapa del espacio del doble fondo. Creo hemos fijado ya las ideas, lo suficiente, para razonar la necesidad de los elementos estructurales que componen el casco, por haber hecho, creo, un

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LA CONSTRUCCION NAVAL

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relato coherente, sacrificando rigurosas exactitudes en estas generalidades iniciales, para reducir al mínimo, las fisuras que se puedan producir, en la estructura imaginativa del que lee, y ponerla en la mayor resonancia con la del que escribe. Siguiendo con nuestro casco, todos los elementos estructurales que lo conforman y de acuerdo con el esfuerzo más importante por lo que son solicitados, hay que ~alcular su resistencia; para lo que tienen que tener una forma geométrica de sección determinada, y asimismo, el material de que están construidos, unas ciertas características mecánicas. Las formas ya las veremos más adelante, cuando estudiemos las Secciones más usadas en Construcción Naval; ahora, estamos exponiendo ideas generales, un conocimiento superficial de todo, para poder empezar con un orden racional, por la parte pequeña o elemento. . En lo que respecta a su resistencia y homogeneidad, el materIal que se usa fundamentalmente en la Construcción Naval, es el Acero. Para toda la estructura en general, bien planchas o perfiles, se usa el Acero Laminado, algo el Acero Forjado, y más que este último, el Acero fundido (codaste, timón, anclas, escobenes, bitas de amarre, etc., etc.). Como el Acero es una mezcla de hierro y carbono, amén de manganeso, sílice, etc., etc., fabricado por el hombre, hay muchos tipos y patentes o formas de fabricarlos, que hacen variar sus características mecánicas. Los tipos de :,-cero, que los veremos en un Capítulo especificamente, usados en la Construcción Naval, tienen que ser fabricados por Acererías o Siderúrgicas homologadas por las Sociedades de Clasificación, o sea, hay que fabricar los aceros por procedimientos aprobados por ellas, y se le ponen a las piezas las oportunas marcas de dichas Sociedades. Hay zonas de esfuerzos críticos, y se están usando modernamente unos aceros especiales llamados «Aceros de alta resistencia». Podemos añadir, que la gran homogeneidad en la Construcción Naval, o sea, la similitud en los sistemas constructivos de todos los países, ha sido debido a la aplicación de las Normas y Reglamentos de las Sociedades .Clasificadora~: · , Anteriormente hemos visto la necesidad del ahuecamiento, y tamblen el porque el forro tiene que ser resistente y estanco. Así que se puede decir como principio, y materializando la idea, que el casco está constituido, esencialmente, po~ una superficie metálica envolvente llamada Forro, cerrado por su parte superIor por otra llamada Cubierta. Pueden existir varias cubiertas. Si el casco se quedara así, nece~i­ taría un espesor excesivo, tanto el forro como las cubiertas, para tener la neces.arIa resistencia. Por tanto, este casco tiene que ser reforzado con el mínimo peso poslbl~, por elementos longitudinales, transversales y verticales, para darle la reslst.e~cIa debida, y que vamos a ir estudiando, en función de los tipos de esfuerzo que solICitan dicho casco, y que anteriormente ya hemos citado. Un breve paréntesis, para observar todo lo que el buque va a necesitar para su explotación comercial, porque si lo que va a necesitar, lo podemos aprovechar, además, para darle la resistencia debida a la estructura, mejor que mejor. Como pasaría en una casa o piso, que se aprovecha el espacio, por donde pas~~ .l?s elementos de consolidación (vigas maestras), como elementos de subdlvlslon, se disimulan, y no se pierde espacio habitable, o por lo menos, se pierde el mínimo. Siguiendo con esta idea, tenemos: El Casco se tiene que dividir en espacios longitudinales, tanto para llevar

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CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

carga por su estiba o variedad, como por seguridad contra accidentes en la navegación; esto se hace mediante diafragmas verticales transversales, llamados Mamparos. Siguiendo con la viga hueca del principio, estos Mamparos se apoyarán en los Forros y Cubiertas, para dividir el espacio longitudinalmente, y de paso, pasan a desempeñar su misión de resistencia estructural, en este caso Transversal-Vertical (Fig. 8). Ma mparo Pique Popa

"nmparo

Popo

Cubierta

Maquina

Fig. 8.

Princ ip a l

Ma m paro

Pr oa

Proa

Topo

MaqU i na

del

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LA CONSTRUCCION NAVAL

Longitudinales (Fig. 9). Igualmente, a efectos de Servicio, y según el tipo de buque, se le divide en sentido vertical, a través de las llamadas cubiertas intermedias (cubiertas de entrepuente). Por seguridad, para prevenir posibles inundaciones en el caso de Varada, o por otro tipo de averías, y por necesidades del Servicio (Tanques de combustible, lastre, sentinas, etc.), según vemos en la (Fig. 10), el buque lleva un doblefondo, constituido por tracas o hiladas de plancha, como las del fondo del buque en esa zona (no en el escantillonado, que lo tiene menor, sino en que son superficies metálicas estancas también).

Dobl e Fond o

Con,o lo

Mamparos Verticales Transversales

El número de Mamparos aumentará con la Eslora del buque. También por necesidades comerciales, como estabilidad, etc., etc., los habrá longitudinales, e igualmente, se aprovecharán para reforzar la Resistencia longitudinal y Vertical. Estos Mamparos longitudinales, según su posición con respecto al Plano Base de Construcción (normalmente horizontal), pueden ser verticales o inclinados; en el caso de los Verticales, igual que los transversales dependen de la eslora, los longitudinales dependen de la manga, en lo que respecta al número. Los inclinados, ya veremos que dependen de disposiciones estructurales específicas, y para cumplir ciertos reglamentos.

1-I------L--+~----r---L---...:..---+-J~-..L.-+_~~-- P I anc h a Tr aca Pantoqut

Fig. 10. -l...ub ler t o

-( e, 1 1 ic

-

t'~(]mporo

Tronsverso (

-

' :omporo

Lon g i tu dinal

-

(U~l ert o

In terme dio

Bloque formado por el Forro y demás elementos estructurales.

Cuando los Mamparos Verticales Transversales están muy separados, aún cumpliendo los requisitos mencionados anteriormente, y en zonas de ' esfuerzos críticos, donde se puede producir colapso en la resistencia (Maquinaria, grandes aberturas de escotilla, etc.), se disponen de unos «anillos transversales» de refuerzo, llamados bulárcama, y que pueden ser según su posición, transversales y longitudinales (Fig. 11) (Fig. 12).

J = = = = == t-

-~

Fig. 9.

Mar gt n

Fn ntoqu e

Bloque esquemático de Forro, Cubiertas y Mamparos.

El casco hasta ahora, aprovechando necesidades comerciales y de seguridad de subdivisión, lo hemos reforzado con Mamparos Verticales transversales y Fig. 11.

Mamparos Transversales, Longitudinales y Bulárcamas.

MAMPAR O

LONGIIUOINAL

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CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Hasta aquí, hemos visto las principales partes del conjunto estructural del casco de un buque, ahora vamos a señalar los refuerzos que a su vez tienen ellas, y que son (Fig. 10): En los Costados del Forro: Cuadernas y Palmejares. En el Fondo: Quilla Vertical, Vagras y Varengas. En la Cubierta: Baos y Esloras. CO NTRAFU ERTE BULARCAMA

o

LONG I TUDINAL

Capítulo II REFUERZ O ARMADO

o

REF U ERZ O DE

RE F UEPZO

MATERIALES EMPLEADOS EN LA CONSTRUCCION NA VAL

DE MAM P AR O T RA Vl lSA

V ERT I CAL

MAM PARO

SIMPLE

-

ACEROS

DE MAM PARO

( SIMPLE) - --

B ULARCAMA

---;F-7W~~f<-----QU

Fig. 12.

I LL A

LO N GITUDINALES

DE

F ONDO

TRANSvERSAL (VAREN&A )

V E R TI CA L

Mamparos y Bulárcamas

Todos estos refuerzos, se cruzan perpendicularmente, en las respectivas zonas que consolidan; unas ·veces, son las longitudinales las continuas e intermitentes las transversales (intercostales), y otras, al contrario. En la (Fig. 10) vemos una seria de secciones transversales unidas por elementos longitudinales. Las secciones transversales, están formadas por las Cuadernas en el Costado, por los Baos en la Cubierta, y las Varengas en el Fondo. Los elementos longitudinales que unen estos anillos transversales son: la Quilla Vertical y las Vagras en el Fondo, las Esloras en la Cubierta y los Palmejares en los Costados. En lo que respecta al forro, cubiertas, y tapa del doblefondo, las planchas que las forman tienen su largo en sentido Proa-Popa; las uniones con las planchas contiguas, por su borde corto, se llaman «Topes», y por el largo, «Costuras». Una plancha a continuación de otra en sentido longitudinal, o sea, unida por «topes», forma una hilada o traca de plancha, que están numeradas para su localización, desde la traca de quilla o traca cero, hasta la de cinta. También las planchas están numeradas dentro de cada traca, de proa a popa. Algunas tracas, por estar situadas en zonas críticas de esfuerzos, están especialmente reforzadas, y reciben nombres particulares aparte del número de orden, y son: En la (Fig. 10), la traca de Quilla, la adyacente a ella, tracas de Aparadura, entre el fondo y los costados las tracas de Pantoque, y la traca más alta del Forro, apoyada en Cuadernas que es la traca de Cinta. La traca de la Cubierta que se une a la traca de Cinta, se llama de Trancaniles.

En el Capítulo anterior nos hemos hecho una idea somera de la Estructura del buque, así como hicimos referencia al acero laminado del casco, y nos informamos de los esfuerzos que sufren los buques, tanto estructurales como locales. En el presente Capítulo vamos a ver qué cualidades les exigen a los Aceros las Compañías Clasificadoras, para que basados en sus propiedades mecánicas, que van a ser estudiadas a continuación (parte teórica) y en la experiencia (parte práctica), tengan un «factor de seguridad», básico, para que sus Reglamentos decidan el escantillonado, del elemento estructural considerado, y que una vez el buque en servicio, dicho elemento no se vea solicitado por un esfuerzo que no sea capaz de soportar. En los aceros dulces y soldables, la tenacidad y ductilidad, son las dos propiedades más significativas en la Construcción Naval y a comprobar estas própiedades vitales para la estructura del buque, van dirigidas las pruebas que las Compañías Clasificadoras exigen a las Siderúrgicas. También se hacen pruebas en los laboratorios de los astilleros. Antes de entrar en detalles con las pruebas o test que se hacen a los aceros, vamos a resumir los motivos o por qués y los datos que obtenemos. En un principio, para obtener el factor «tenacidad», se recurre a la Prueba de Tracción, mediante la que se comprueba la resistencia que opone el acero a ser deformado longitudinalmente. Los valores críticos serán: La carga en el límite elástico y la de rotura, ambas siempre en Kg/mm 2• La carga en el límite elástico, será la carga máxima teórica del material, hasta donde puede recuperar su forma al cesar el esfuerzo. En la práctica, y por diversas razones, el «factor seguridad» la reduce bastante. Ya tenemos dos factores de referencia, en las características mecánicas del acero, que son: Carga de Rotura y Límite Elástico. En cuanto al factor Ductilidad, que implica la capacidad del acero para alterar su forma, se deduce de los siguientes datos: a) El alargamiento que sufre la pieza hasta la rotura, durante la Prueba de Tracción; b) La disminución de la sección transversal, durante la prueba, hasta la rotura (Estricción). 27

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CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Si recordamos que Tenacidad es la propiedad de un acero de no romperse bajo esfuerzos instantáneos no progresivos (un choque, por ejemplo), puede ser dúctil y no tener la suficiente tenacidad. Digamos que para una confirmación de estas propiedades mecánicas, se añadía, a la Prueba de Tracción la de «Doblado». En esta Prueba, la muestra de Acero se dobla, hasta poner la pieza en forma de «U», con las caras paralelas y separadas como máximo una distancia de tres veces su espesor. La prueba es correcta si no hay grietas, ni defectos, en la zona exterior del codillo formado con el doblado. Con estas Pruebas mencionadas, y en función de la experiencia estadística en la construcción de buques, los cascos de acero dulce remachado, marchaban bien a juicio de las Compañías Clasificadoras. Pero se construye el buque soldado, y en las estructuras que usan este tipo de unión (hoy en día todas), la grieta una vez aparecida, prospera con más facilidad , que en la unión remachada. Como consecuencia las Compañías Clasificadoras en sus Reglamentos, necesitan extremar en los aceros dulces, la tenacidad y la ductibilidad, para lo cual recurren a una nueva prueba, que ayuda junto con las anteriores, a precisar más el comportamiento del acero laminado en la estructura del buque, en lo que respecta a sus propiedades mecánicas. Es una prueba dinámica, llamada Prueba de Resiliencia, y se puede realizar medianta el «Ensayo Charpy». Esta prueba clasifica a los aceros por su comportamiento en la fatiga instantánea (tenacidad), y su deformación instantánea antes de romperse (ductilidad), se mide en Kgm. (kilogramos x metro). Las características mecánicas del acero laminado para la construcción de buques, son las siguientes: Carga de rotura ..... . De 41 a 50 Kglmm 2 Límite elástico ....... . Igualo más de 22,4 Kg/mm 2 Alargamiento ........ . 22% Hay Compañías Clasificadoras que los aceros laminados dulces los dividen en cinco tipos o calidades, que son: A, B, C, D, E. Dan la fórmula química de los cinco. · Las características mecánicas son las expresadas anteriormente. El porcentaje de contenido de carbono varía en 0,18 como mínimo en la clase E, a 0,23 como máximo en la C. En los espesores por debajo de 12,5 mm. se usa el acero dulce calidad «A», por encima de 12,5 mm el «B» y de 25 mm en adelante el «C». En las zonas críticas del casco, y para no tener que variar en demasía el escantillón de los refuerzos o planchas del casco, creando discontinuidades nada aconsejables en estructuras soldadas, por formación de grietas, se usa el Acero de calidad «D» y «E», que tienen las mismas características mecánicas, pero tienen que tener la Prueba de Resiliencia, homologada por la Compañía Clasificadora (Impact test). En el acero «D» a una temperatura de 0° centígrados (C) es de 4,84 Kgm/mm 2 de resiliencia mínima, y en la calidad «E» a una temperatura de -10° (C) una resiliencia mínima de 6,22 Kgm/mm 2. PRUEBA DELOS MATERIALES SIDERURGICOS EMPLEADOS EN LA CONSTRUCCION NA VAL

Los materiales siderúrgicos empleados en Construcción Naval (aceros, bronces y fundiciones), son probados para determinar si cumplen unas características

MATERIALES EMPLEADOS E N LA CONSTRUCCION NAVAL

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mecánicas determinadas, de acuerdo con el esfuerzo que se les va a exigir en el proyecto del buque. Los ensayos mecánicos se agrupan en tres categorías: a) Estáticos, b) Dinámicos y c) De fatiga. Ensayos estáticos

Son aquellos en que las fuerzas actúan sobre el material que se ensaya, progresivamente aumentando. A este tipo de ensayos pertenece la prueba de tracción, en la que simultáneamente se determina la Resistencia a la Tracción, el Alargamiento y la Estricción. También son de este tipo los ensayos de Plegado y Dureza. También hay otros tipos de ensyo como son: Flexión, Torsión y Cizalla. Por ser estos últimos, principalmente ensayos sobre fundiciones, no los estudiaremos, porque nos interesa en particular el acero que constituye el casco del buque. Dentm de los «Ensayos estáticos» y particularmente en la «Prueba de Tracción», una máquina muy usada en los laboratorios de los Astilleros, es una Amsler, que funciona por presión hidráulica, y produce tensiones por tracción desde O a 30 toneladas. La prueba, como todas las demás, se efectúa sobre una probeta o barra de ensayo, fabricada de forma determinada y del mismo material del que se va a hacer el ensayo. Las medidas de estas probetas deben respetar una ley de semejanza, para que las pruebas puedan ser comparativas con las de otros ensayos. En probetas cilíndricas tenemos las siguientes: Lo

En España y otros países europeos: = 8,16, diámetro (d) = 13,8 mm, Lo = 100 mm.

vs;:

En Inglaterra y Estados Unidos: Lo

VSo

= 4,5d = 0,5 pulgada, Lo = 2 pulgada.

Lo = Longitud entre marcas en la probeta para las pruebas. So = Sección de la Probeta. d = Diámetro de la Probeta. En probetas prismáticas o planas tenemos:

.v

Lo = 8,16 20. e e = Espesor de la Probeta en mm. En las Pruebas de Tracción, se obtienen normalmente los siguientes datos, que son además los que se requieren en los aceros del casco: l. O-Carga de Rotura en Kg/mm 2

2. O-Alargamiento en % de Lo

lO

CONST R UCCION N AVAL y S E RVI C IOS

MATE RIALES EMPLE ADOS EN LA CONSTRUCCION

N A V AL

31

3. O-Límite elástico en Kg/mm 2 4. o-Estricción en % de So 2

METODO DE ENSAYO A LA TRACCION Tenemos una Probeta cilíndrica de prueba y otra prismática o plana, con las medidas usadas y exigidas por ejemplo, por el Lloyd's Register. En las probetas prismáticas el espesor «e» es igual a la de la plancha a ensayar (Figs. 13 y 14). El orden de la prueba es el siguiente: l. o-Se marca en la probeta los puntos A y B de 70 y 200 mm, respectivamente, para que una vez rota, se pueda medir el Alargamiento en % de la longitud inicial, experimentado en cada caso. 2. o-Para indicar los kilos de tracción a que estamos sometiendo la probeta, la máquina tiene distintos discos, con objeto de marcar con más precisión las unidades; se elige el apropiado de acuerdo con las especificaciones del material que vamos a ensayar. La máquina que hemos tomado como referencia y que está en un laboratorio de Astillero, tiene los siguientes discos con las siguientes divisiones: a) O - 3.000 Kg (delante). Desde O - 10.000 Kg. (detrás) b) O - 20.000 Kg (delante). Desde O - 30.000 Kg (detrás)

Fig. 15.

Esquema de la máquina.

4. O-La máquina tiene un dispositivo para hacer un gráfico de la Prueba (Fig. 16), con lo que se determina el límite elástico o deformación permanente.

B

L--_~__JI C---~~~~ n-~ ,~,- -S_~ ~----

80 - ------------ f ( ILI N CJ R I CA

Fig. 13.

-+------L_ __ _ _____ _"_-- -- . -- _--~

Probeta cilíndrica.

ALA R GAMI E NTO ' {,

Fig. 16.

I~

M

Gráfico de la Prueba.

En la fig. 16, el punto «A» señala el límite elástico. -- - -- -

Fig. 14.

225 -

I

-..¡

Se =

PR IS MAT I CA

Probeta prismática.

3. o-Se coloca la probeta a ensayar en la máquina de acuerdo con la Fig. 15. Observándola, tenemos que: 1) Partes fijas en el interior de la máquina. 2) Carro móvil de la máquina. 3) Probeta. 4) Mordazas para trincar la probeta. 5) Dados ca~biabIes s'egún las cabezas de la probeta. 6) Vector indicativo del movimiento del carro móvil.

Carga en el punto «A» Sección de la Probeta

Kg/mm 2

Se = Límite elástico del material en Kg/mm 2. Este límite representa el máximo aprovechamiento admisible del material. 5. o-Terminada la Prueba y con ella la rotura de la probeta, se toma nota de los kilos para los que se produjo, y mediante la fórmula: Sr=

Carga de Rotura (Lectura Plato Máquina) Sección de la Probeta

Kg/mm 2

C ONSTR UCCION N A VAL y S E RVICIOS

32

Sr= La carga de rotura del material en Kg/mm 2. El punto B (Fig. 16) es el de rotura. 6. o- Con la probeta en la mano, se unen los extremos rotos, y se vuelve a medir la distancia entre las marcas A y B de la probeta, para calcular el Alargamiento antes de la rotura. Ejemplo: La distancia entre los puntos A y B de la Fig. 13 es de 70 mm . Al medir la distancia después de la prueba tenemos 90 mm. El cálculo del Alargamiento en % es de: 90 -70 = 20 mm 20 mm ----70 mm x ----100

104

r-19 --j

I

I I

l.

200 -

Fig.17.

I 2¡ -

-

.1

Probeta prismática.

28,6 mm

Un gran Alargamiento (Ductilidad), indica poca sensibilidad del material a sobretensiones locales. Material adecuado para el moldeado en frío. 7. o-El cálculo de la «Estricción», dato que junto con el «Alargamiento» nos completa el valor de la «Ductibilidad», se hace, con la disminución de la sección transversal de la probeta en la fractura, de la forma siguiente: Medimos el diámetro de la sección en la zona fracturada, por ejemplo, dI = 8 mm. Diámetro antes de la prueba de rotura (d) = 14 mm. Area de la Sección antes de la rotura (1I:r 2) = 154 mm2 Area de la Sección después de la rotura (1r.r2) = 50 mm 2 154 - 50 = 104 mm 2

x

33

100 . 20 x= - - - - - - = 28,6 mm 70

Alargamiento (A) %

100---154

MATERIALE S EMPLE ADOS E N LA CONSTRUCCION NAVAL

104.100 x=-----154

67,5 mm 2

Estricción = E = 67 ,5 % Con la Estricción se juzga la capacidad de deformación de un material, repetimos, el otro dato que completa el valor de la Ductibilidad. Si a la ductilidad añadimos la prueba de plegado, tenemos una idea más concreta de la tenacidad. ENSAYO DE PLEGADO.-En esta prueba se utilizan probetas prismáticas o planas con las aristas redondeadas. El Lloyd's, por ejemplo, tiene las siguientes medidas, en la (Fig. 17). La prueba se hace en la máquina anterior, pero en su parte superior (Fig. 18). Observándola tenemos que: 1) Carro móvil de la máquina. 2) Parte fija superior. 3) Punzón. 4) Rodillos fijos . 5) Probeta a experimentar. 6) Vector indicativo del movimiento del carro móvil. La distancia entre rodillos (E) es regulable, y es igual a tres espesores de probeta más el diámetro del punzón (3). Conforme el carro móvil se desplaza hacia arriba, la probeta se va doblando, hasta quedar con los brazos paralelos. El diámetro del punzón está relacionado con

¿ -

Fig. 18.

Ensayo de plegado (parte superior de la máquina).

la «carga de rotura» del material ensayado. Una vez con los brazos paralelos, la probeta en la zona de plegado, no debe presentar grietas, fisuras, etc., ni defecto alguno. ENSA YO DE DUREZA. Se llama dureza, la resistencia que ofrece el material a ser penetrado por un cuerpo duro. En los aceros al carbono (aceros dulces), está ligada con la carga de rotura del ensayo de tracción. Los ensayos de dureza pueden ser tomados en las siguientes escalas: Brinnel .................. .. Vickers .................. . Rockwell .............. .. Shore .................... ..

Con bola de acero Con pirámide de diamante Con cono de diamante Mediante rebote

Explicaremos sólo uno de los más usados, que es la prueba de dureza Brinnell en aceros y bronces. Observando la Fig. 19, tenemos: 1) Carga de presión (en la misma zona de la prueba de plegado). 2) Bola de acero templado de 10 mm de diámetro. 3) Probeta de prueba. 4) Diámetro de la huella dejado por la bola sobre la superficie de la probeta. 5) Vector representativo del movimiento del carro móvil de la máquina.

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CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

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MATE RIALES EMPLEADOS EN LA CONSTRUCCION NAVA L

en su camino se le interpone la- probeta de ensayo, la rompe, pero su índice ya no marca cero, porque se frenó. La energía perdida, es la correspondiente al esfuerzo que opone (resistencia) la probeta de 0,8 cm 2 de sección, al romperse. En la oscilación de rotura de la probeta, el índice marca 1,5, tenemos que:

0,8----1,5 1 X

X

1,5 . 1 0,8

1,88 Kgm/cm 2

Resiliencia = 1,88 kgm/cm 2 Fig. 19.

Ensayo Brinnel

Con un micrómetro se mide el diámetro de la huella, y en una tabla con este dato, se obtiene la «Dureza Brinnel». El tiempo que se mantiene la presión de la bola sobre el material, es de 30 segundos, siendo la presión de 3.000 Kg. INDICE DE CALIDAD. A veces también se solicita este dato del laboratorio, y se calcula de la siguiente manera: Indice de Calidad (le) = 2 . Sr + A % Sr = Carga de rotura en Kg/mm 2 A % = Alargamiento en mm. ENSA YOS DIN AMICOS. Hasta aquí hemos visto los ensayos estáticos; ahora vamos a ver los dinámicos, en el que las fuerzas aplicadas obran de una sola vez, no como en los primeros que van aumentando progresivamente, por lo que los materiales se comportan de distinto modo. La prueba de flexión por choque es la más utilizada, recibiendo el nombre de Prueba de Resiliencia, y se puede analizar mediante el «Ensayo Charpy». Esta prueba clasifica a los materiales por su comportamiento en la fatiga instantánea, y por tanto por su «resistencia a la entalla».

/ I Fig. 20.

Probeta de Ensayo Charpy

La probeta es de sección rectangular y lleva una muesca en el centro (Fig. 20), bien redonda o en ángulo, por la que se rompe por un solo golpe de martillo pendular. La superficie de la zona de rotura de la probeta, es de 0,8 cm 2. Las medidas de la Fig. están en milímetro. La máquina normalmente usada es de 30 Kilográmetros. Consta de una masa (martillo pendular) que cuando oscila sin ningún obstáculo que romper, tiene una escala con un índice que se pone en cero. Cuando

ENSA YO DE FATIGA. Estas pruebas o ensayos, son aquellos en que las fuerzas son momentáneas y alternas en sentido, pero insuficientes para que cada esfuerzo, de por sí, provoque la rotura de la probet~. En estas . ~ruebas la solicitación puede tener lugar, mediante esfuerzos longitudmales (tracclon o compresión), de flexión y torsión. El ciclo de los mismos puede variar en.tre cero y un máximo de dos esfuerzos del mismo sentido (solicitación pulsatona), o de dos esfuerzo~ de sentido contrario iguales o desiguales (solicitación alternativa). ACERO LAMINADO EN PLANCHAS Y PERFILES En la construcción del casco del buque se usa acero de calidad naval (aceros dulces o al carbono), que reúnen las características de resistencia y ~cono~ía , apetecida por los constructores. En las superestructuras se emplean ~l~aclones lIgeras, por economía de peso y estabilidad, la más usada es el alummlo. Podemos añadir a los anteriores, bronce, acero inoxidable y plásticos. Modernamente se están usando cada vez más, los aceros de alta resistencia a la tracción, en cascos de grandes esloras (tanques, mineraleros, etc.) y grandes escotillas (contenedores). El acero es una aleación de hierro y carbono, obtenido por distintos procedimientos metalotécnicos, y aceptados por los Reglamentos de las Compañía.s Clasificadoras. Las características de este acero, varían de acuerdo con su composIción química; la resistencia a la tracción, por ejemplo, se mejora, aumentando el porcentaje de carbono, y por la adición de elementos tales como, el cromo, el níquel, el manganeso, etc., etc. . En los aceros dulces, sus características dependen básicamente del P?rcent~Je de carbono' si se incrementa aumenta la dureza del mismo (la dureza esta relacIonada con la' tracción y como consecuencia con el binomio tenacidad-ductilidad). Todos estos aceros pueden ser: laminados, forjados y soldados; trabajados en frío o en caliente, sin una pérdida apreciable de sus características mecánicas. A bajas temperaturas, estos aceros disminuyen su poder de entalla en las aberturas, y están expuestas estas zonas a formación de grietas por fragilidad. . Brevemente vamos a tocar este tema aquí, aunque después lo amplIemos. Durante la Prueba de tracción vimos cómo al aplicar el esfuerzo en sentido longitudinal, el acero se alarga al principio de forma elástica, hasta q ~e pasado cierta longitud, se sigue alargando pero de forma plástica, hasta que f!nalmen~e rompe. Un aviso de fractura o rotura viene dado pues por el AlargamIento. Sm

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CONSTRUCCJON NAVA L y S E RVI C IOS

embargo, en los aceros dulces, a veces sin aviso previo, cuando la carga está por debajo del límite elástico, ocurre la formación de grietas por fragilidad. Este tipo de grietas, por supuesto, suceden en las uniones remachadas y soldadas. Sólo que en las remachadas tenían menos importancia, porque la grieta se extendía solo hasta el borde de la plancha donde empezó (los orificios para los remaches de unión servían de barrera). En las uniones soldadas, una vez formada la grieta, se extiende a través de las planchas, con resultados desastrosos. Teniendo en cuenta que una grieta se puede extender a una velocidad de 2.000 metros por segundo. Los factores que pueden colaborar a la formación de estas grietas por fragilidad son: a) Bajas temperaturas, o fallos de aislantes en zonas de congelación. b) Defectos o fallos de la soldadura. c) Tensiones internas del material, y otros. La clasificación de los aceros por las Compañías Clasificadoras (Lloyd's y Germanisher Lloyd), que ya vimos anteriormente, a la luz de los conocimientos adquiridos en este Capítulo, los podemos analizar de la siguiente forma: Calidad «A», es acero dulce normal. Calidad «B», similar al «A», pero algo más resistente en las aberturas a la foñnación de grietas. Calidad «C», «D», «E», .son aceros más tenaces que los anteriores, y también más resistentes en las aberturas a la formación de grietas. De los tres, la calidad «E» es la más resistente y la «C» la menos. Recordamos que a estos aceros sólo los diferencia la composición química, y que las caracteristicas mecánicas exigidas son las mismas; sólo que a las "calidades «D» y «E», se le añaden las pruebas de Resiliencia a bajas temperaturas, a 0° (C) y -} 0° (C), respectivamente. Actualmente, y desde hace unos años, se están usando unos aceros similares a los anteriores, pero que tienen una especial resistencia a los esfuerzos por tracción, y 'reciben el nombre de «Aceros de alta resistencia a la tracción». Se clasifican añadiendo la letra «H» a las siglas anteriores, o sea, AH, BH, EH. Las planchas y perfiles de acero laminado, con los que se construyen los actuales buques, se obtienen en los trenes de laminación; haciendo pasar un tocho al rojo, por los cilindros del laminador en sucesivas pasadas, aproximándolos cada vez más, para obtener los espesores adecuados. Los contornos son cortados por una cizalla. Con estos sistemas, y merced a la presión que recibe el acero de los cilindros del laminador, se obtiene un acero de una estructura muy homogénea. Las planchas se suministran de forma rectangular, y las siderúrgicas relacionan el espesor con la anchura en distintas longitudes. Las hay hasta unas dimensiones de 22 metros de largo, 4,20 de ancho y un peso de 25 Toneladas. Los perfiles los hay de distinta sección, altura y espesor. Las planchas se usan, en el forro, cubierta, tapa del doblefondo, mamparos, y en general, donde se necesita cualquier superficie metálica. Los perfiles se utilizan para reforzar dichas planchas, y con ellas toda la estructura del buque. Las planchas y perfiles usados en la construcción de los buques, de una forma general, son los siguientes:

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MATERIALES EMPLEADOS EN LA CONSTRUCCJON NAVAL

(b)

(o )

(d ) ( f)

(g)

Fig, 21. Planchas y Perfiles laminados.

Plancha: Material básico en la construcción del buque. Rectangulares en distintas medidas (Fig. 21, a).

Barra: Pieza prismática, usada en roda, codaste, etc. (Fig. 21, b). La relación ancho/espesor es menor que en las planchas, o sea, que son más estrechas y de mayor espesor. Llanta: Perfil plano (pieza muy estrecha con respecto al largo) usada en trabajos de soldadura (contretes y refuerzos en general). También se forman con ellas perfiles compuestos, que por no tener medidas normales, hay que hacerlos en el Astillero. Usadas de cara para reforzar los bordes de las aberturas, o en general, para reforzar bordes libres aumentando su resistencia. Se suministran en distinto alto y espesor. Cuando su altura es menor de 60 mm, se le suele ,llamar «pletina», y en grandes alturas, «llantón» (Fig. 21, c, h).

38

CONSTR UCC ION NAVAL y SERVI CIOS

39

MATERIALES EMPLEADOS EN LA CONSTRUCCION NAVAL

Medio redondo: Barra redonda cortada por la mitad, o sea, que tiene una cara plana y la otra redonda. Se suele soldar en el exterior del forro en zona de fricción, como protección para el desgaste. Ejemplo, en la zona del bulbo, finos de proa y popa (a una distancia vertical apropiada y a trozos), etc. (Fig. 21, d).

ALUMINIO

Angulares: Para unir y reforzar elementos en ángulo recto, es un refuerzo de pequeño escantillón. Los brazos son iguales, y tienen una longitud que oscila entre los 40 y ISO mm, y el espesor, entre 4 y 18 mm, respectivamente (Fig. 21, e).

En la unión que necesariamente tiene que hacerse entre el aluminio y el acero, se tienen que tomar precauciones por la acción galvánica.

Angulares de lados desiguales: Sus dimensiones oscilan entre 40 x 20 mm y un espesor de 4 mm, a 120 x 80 y un espesor de 12, (Fig. 21, f, j). Perfiles de bulbo: Es una llanta que uno de los extremos, va reforzado en el borde (llanta con nervio). Muy usado en las estructuras soldadas: longitudinales de cubierta, costado y fondo, etc. Sus dimensiones comerciales oscilan entre un alto de 200 mm y un espesor de 12, a 430 y 20 de espesor (Fig. 21, g, i).

El usado en la Construcción Naval es aleado, con magnesio, silicio y manganeso; para mejorar sus propiedades mecánicas.

4LUM INI O -

-

SEPARA DOR DE NE OPRE N O

ARANDELA DE ALUMIN I 0 ______________ _

PERNO

B A RR A, _ ----I-_ - I ES PECIAL

Ó

Perfil en «T»: Es un perfil de gran escantillón. Soldado invertido, forma una sección en «H» con la plancha que refuerza (Fig. 21, k).

TORNILLO -

Otros perfiles compuestos se fabrican en Astillero, con mezcla de los anteriores.

CASQUI LL O DE

ACERO FORJADO

· .

ARANDELA

- - ACERO

·BARR A DE

Y

ACER O

N E O PREN O

( bl

(al

Se obtiene machacando el acero dulce al rojo blanco. Con este tratamiento se obtiene un acero de mayor tenacidad. Salvo piezas pequeñas, poco usado. Fig. 22. Unión de acero y aluminio.

ACERO FUNDIDO Ha sustituido al forjado, menos en las pequeñas piezas. En la Construcción Naval se usa para los núcleos del codaste y timón, talones de codaste, soportes de timón, anclas, escobenes, etc. El acero se funde en modelos de arena especial, y después se le da un recocido de 850 o (C) a 900 o. A la pieza fundida se le deja los sobrantes necesarios para el posterior maquinado si fuera preciso (ajustar las formas previstas). La carga de rotura es de 41 a 45 Kg/mm 2. ACEROS DE ALTA RESISTENCIA A LA TRACCION El usado en Construcción Naval es de una estructura ferrítico-perlítica, que tiene una carga de rotura de 62 Kg/mm 2 y un límite elástico de 36 Kg/mm 2; el Carbono entre el 18 y 21 %, y el Manganeso y Sílice entre unos porcentajes determinados. Tienen una gran resistencia a la rotura frágil, necesitan menos espesor que los dulces, y por tanto usan un menor volumen de soldadura. Este tipo de aceros se usan en: Grandes Contenedores, Bulkcarriers, Supertanques, Gases licuados y otros. En estos buques se usan, en zonas del casco donde se necesite más resistencia, y por tanto habría que aumentar en demasía el espesor de los aceros dulces , con el consiguiente aumento del peso del casco en detrimento de la carga a transportar.

V _ _~·"'.r

_

En la (Fig. 22, a), vemos que se emplea un perno o tornillo de acero con arandela y casquillo de neopreno, con la cabeza por la parte del aluminio. Un separador entre la superficie de aluminio y de acero, de neopreno. La tuerca por la parte del acero. Es mejor que el acero sea galvanizado. Otro método (Fig. 22, b), es el uso de una barra especial, en la cual dos metales están juntos, formando una pieza bimetálica, que se suelda entre el acero y el aluminio. Se usa el aluminio en la moderna Construcción Naval para disminuir pesos por encima de la cubierta superior, y en general, para la fabricación de ciertas superestructuras Ycasetas.

· Capítulo III UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL BUQUE PROCEDIMIENTOS DE UNION Los sistemas de unión en Construcción Naval son mediante remaches Uuntas remachadas) o mediante cordón de soldadura Uunta soldada). El remachado ha sido eliminado hace años por la soldadura; tal es así, que los Reglamentos de las Compañías Clasificadoras, editados y en vigor desde 1971 (ejemplo, el Lloyd's) sólo hacen referencia a los buques totalmente soldados. A pesar de todo, algunas zonas del barco pueden aún ser remachadas, por ejemplo, la unión de trancaniles y tracas de cinta, etc.; también hay gran cantidad de buques remachados navegando. Por lo que en un principio, y por orden de antigüedad, haremos referencia a este sistema de unión de la Construcción Naval.

UNIONES REMACHADAS Se da el nombre de remachado o roblonado a la operación que tiene por objeto ensamblar o unir de una manera rígida dos o más planchas metálicas. En la zona de unión de las planchas que se van a ensamblar, se hacen los orificios correspondientes del diámetro adecuado a la «caña» de los remaches que se van a usar. Estas planchas se superponen luego de manera que coincidan los orificios correspondientes de una y otra, y a continuación se introducen en los orificios así superpuestos, LOS REMACHES, que son barras cilíndricas genera-lmente del mismo material que el de las planchas que se unen, de diámetro ligeramente inferior al de los orificios donde han de alojarse, y de longitud tal, que la caña o cuerpo del remache sobresalga respecto a la suma de espesores de las planchas en los orificios, la cantidad suficiente para formar luego la cabeza del remache, en la operación del REMACHADO. Las pruebas a que son sometidos normalmente los remaches son: a)

Prueba de rotura a la tracción , La carga unitaria de rotura aplicada, debe de ser cuando menos, seis veces superior a la carga unitaria de tracción de seguridad, según el material usado. Normalmente la carga de rotura es de 41 a 50 kglmm 2, y un Alargamiento del 26%. 41

42

CONSTRUCCION

N A V AL Y

SERVICIOS

b) Prueba de doblado de los remaches Se doblarán en frío, primero en un sentido y después en el otro, en ambos doblados, los dos troros de cafia del remache deben quedar paralelos y con una separación de 1/4 del diámetro de la cafia. La prueba se dará como satisfactoria, si no se producen agrietamientos de ninguna clase en la zona de máxima flexión de la cafia del remache, en particular en la zona correspondiente al segundo plegado o doblado.

11

G o

PRINCIPALES SISTEMAS DE JUNTAS REMACHADAS

O

O O

O

O

O O

O

O

O O

O

O

O O 11

SÍ.

Fig 25

Fig 27

Uniones en ángulo de planchas.

Los sistemas de juntas remachadas nacen naturalmente de las exigencias en la construcción de los buques, las principales son: Uniones planas de planchas entre

Estas uniones se hacen mediante angulares por una o por dos caras.

(Figs. 23 a 27).

Juntas a solape. o

Se superpone una plancha sobre otra en la cantidad suficiente para que la unión se verifique, con una, dos o tres filas o hileras de remaches (Figs. 23, 24 y 25).

o

o o

o o

o o o o o o

Fig 28

1 I I I I

I

I I

1

O O

O

l

I

I I I I I I

1

O O O O

O O O O

L

Fig23

I

I I I

I I I

O O O O

O O O O

O O O O

Uniones en ángulo de plancha con perfiles.

a) Mediante un angular (tojino). (Fig. 29). b) Mediante contrete y angular. (Fig. 30).

1

Fig2L.

(

O

c) Prueba del remachado. Con dos planchas barrenadas con los orificios y espesores apropiados, se efectúa el remachado en frío, haciendo en la extremidad virgen del remache una cabeza análoga a la que trae de fábrica en la extremidad opuesta. Hay otras pruebas reglamentadas en las distintas Sociedades de Clasificación.

43

UNIONES DE LOS PRIN C IPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Fig.25 Fig 29

Juntas a tope.

Los bordes de las planchas a unir, se tocan pero sin superponerse, uniéndose a través de una tercera pieza que se llama «cubrejuntas». a) Junta a tope con simple cubrejunta (Fig~ 26). b) Junta a tope con doble cubrejunta (Fig. 27).

Uniones planas de planchas con perfiles (Fig. 31). Uniones de barras a escarpe. (Fig. 32). Uniones en ángulo de perfiles. (Fig. 33).

Normalmente mediante consolas o cartelas.

Fig30

1

I

44

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

45

La disposición de una junta remachada a «tresbolillo» se puede observar en la (Fig. 33), puede verse cómo la unión de la consola al bao es a «tresbolillo» y, sin embargo, su unión a la cuaderna es en «cadena» con doble fila o hilera de remaches.

o

O

O O O O

O O O

CUBREJUNT AS .En las uniones remachadas a tope se usan las cubrejuntas como pieza de unión entre las piezas a ensamblar. Estas cubrejuntas se pueden usar por una sola cara o por ambas de la unión. (Figs. 26 y 27).

o '

EJECUCION y PRUEBAS DE LAS JUNTAS REMACHADAS Los principales tipos de remaches empleados en la Construcción Naval son: (Fig. 35).

Fig 31

a) o

o 100 000 00 o : o o " - - - - - - - - - - - 0 , - - - - - -1 o o

o o

o o o

io o 100

CONS OL A

Fig.32

:

o o

~oO

o o

o o

o o

o o

o o

o o

= 0,6. d

= 1,8. d

b)

Remache de cabeza avellanada, bombeada en su parte superior. (Fig. 36). h = Altura de la cabeza = 0,6 . d a = Anchura = 1,4. d

c)

Remache de cabeza avellanada y sin bombeo. (Fig. 37) h = Altura de la cabeza = 0,4 . d a = Anchura = 1,4. d La profundidad de la zona avellanada en la plancha es de 0,6 . e (e = espesor de la plancha).

Fig33

Uniones angulares de cara. (Fig. 34).

Remache de cabeza esférica. d = Diámetro caña del remache. h = Altura de la cabeza. l = Longitud de la caña. a = Anchura de la cabeza

oo~ 7

FIg3L.

DISPOSICION DE LOS REMACHES EN LAS JUNTAS Los remaches en las juntas van: En cadena y a tresbolillo o zig-zag. d

En cadena, uno a continuación de otro en línea recta, dejando un espacio entre cabezas, que recibe el nombre de «paso»; el valor lineal de este paso viene en función del diámetro del remache. Las juntas pueden estar formadas por una o varias filas de remaches en «cadena». (Figs. 23, 24 Y 25).

+--d_+

+ I

d

Fig. 35. Remache de cabeza esférica.

Fig. 36 Remache de cabeza avellanada bombeada.

Fig. J7. Remache de cabeza avellanada plana.

46

CONSTRUCClON

N A VAL Y

d)

Remache de cabeza troncocónica y cuello recto (Fig. 38). h = Altura de la cabeza = 0,6 . d = 1,8 . d a = Altura

e)

Remache de cabeza troncocónica y cuello cónico. (F ig. 39). = 0,5 . d h I = Altura del cuello cónico = 0,6 . d h = Altura de la cabeza al = Anchura del cuello cónico 1,2 . d = 1,8. d a = Anchura de la cabeza

S E RVIC IOS

UN IONES DE LOS PR INCIPALES E LEMENTOS ESTR UCTU RALES

Is d

Fig.40.

~'

18 d d

'~ ~

Oód

Is d rr- -- 12 d

/

t

l

~

'\

/

t

Remache introducido en la junta.

,d

05

d

Fig. 41.

I

d

Fig. 38 . Remache de cabeza cónica y cuello recto.

47

Fig. 39. Remache de cabeza troncocónica y cuello cónico.

Estos datos de los remaches están reglamentados en las Sociedades de Clasificación. Los remaches deben entrar en los orificios de las planchas que van a unir prácticamente sin ningún huelgo. Estos orificios se hacen en las planchas mediante brocado, punzonado y escariado, o soplete y escariado. El remache se introduce al rojo vivo (no siempre); por la cabeza de fábrica o principal se apoya la SUFRIDERA (pieza que tiene la misma forma de la cabeza del remache y sirve para hacer firme el extremo del remache mientras se remacha por el extremo opuesto), y por el otro extremo se remacha con una máquina hidráulica o neumática. Mediante la acción del remachado como el remache está al rojo vivo, la caña se ensancha rellenando los huelgos que quedan en los orificios, y a la vez se le forma otra cabeza al remache. (Figs. 40 y 41).

Junta remachada.

La caña del remache debe sobresalir de la suma de espesores de las planchas que une, una longitud igual al, 7 veces el diámetro «d» de la caña. Por la experiencia en cientos de buques construidos, las Compañías Clasificadoras con el transcurso del tiempo han demostrado que no se debe juzgar el valor de una junta remachada por la resistencia que sus remaches ofrecen a la cizalla, puesto que cuando se haya alcanzado el punto en que los remaches hayan de soportar el esfuerzo que actúa en la junta, ésta habrá sufrido ya una ligera deformación, y las dos planchas unidas se habrán deslizado una respecto a la otra, con el resultado que la costura retacada no será ya estanca, por lo que se producirá oxidación entre las dos planchas y la junta se deteriorará rápidamente. Por consiguiente, si los ensayos han de indicar la calidad de una unión remachada, no es de importancia determinar la carga bajo la que se rompe la junta, sino la carga a la que empieza a resultar visible el deslizamiento de las dos planchas. Diversos experimentos efectuados con juntas remachadas, han demostrado que el deslizamiento depende: a) Del número de filas de remaches. b) Del espesor de las planchas. c) De que la junta sea o no retacada. d) De la forma de la cabeza del remache. e) Método de remachado.

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

48

Se denomina EFICIENCIA DE UNA JUNTA REMACHADA a la relación entre la existencia de la plancha remachada y la intacta. Los valores de los COEFICIENTES DE TRABAJO empleados en la práctica son para los aceros dulces: a) Trabajo a la tensión b) Trabajo a la cizalla c) Trabajo al desgarramiento

9,50 Kgs/mm 2 8,00 Kgs/mm 2 16,00 Kgs/mm 2

Para aceros de calidad «D» son: a) Trabajo a la tensión b) Trabajo a la cizalla c) Trabajo al desgarramiento

= 14,00 Kgs/mm 2 = 12,50 Kgs/mm 2 = 25,00 Kgs/mm 2

La EFICIENCIA DE LA JUNTA REMACHADA en función del paso del remachado y del diámetro del remache es: a) Junta remachada estanca: Paso = 4 112 a 5 . d (d = diámetro caña remache). EFICIENCIA = 0,778. (La eficiencia ideal sería la unidad que correspondería a una resistencia de la junta remachada igual a la de la plancha intacta). b) Junta remachada estanca al petróleo: Paso = 4 a 4 1/2 . d EFICIENCIA = 0,750. c) Junta remachada no estanca: Paso = 7 . d EFICIENCIA = 0,855. d) Junta remachada en estructura resistente: Paso = 5 a 6 . d EFICIENCIA = 0,800. Comparando estos valores, se observa que debido a la estanqueidad no puede obtenerse una EFICIENCIA muy alta, siendo la máxima, la correspondiente al caso de remachado no estanco. El LLOYD'S indica un paso de 3 1/2 . d en los topes del forro exterior, siendo la e~iciencia para ese paso de 0,714. En la práctica esta EFICIENCIA se reduce algo, debIdo a que el diámetro del barreno con que se hace el orificio a la plancha es algo mayor que la caña del remache.

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

49

CUADRO DE VALORES PRACTICOS DE LA DISPOSICION DE LOS REMACHES EN LAS JUNTAS DE LAS PLANCHAS, EN FUNCION DEL ESPESOR DE LAS MISMAS e=espesor planCha mIni

6 a lOa 12 a 14 a 16 a 20 a 25 a 25 a 30 a Nota:

10 12 14 16 20 25 35 50 70

d=diámetro caña remache mlm 8 10 12 14 16 18 20 22 25

h=paso del remachado mlm

50 60 70 80 90 100 100 110 115

a a a a a a a a a

60 70 80 90 100 120 120 130 135

N. o remaches por metro de costura 20 17 15 13 12 10 10 9 8

a a a a a a a a a

17 15 13 12 10 9 9 8 7

v=gramil en mlm 9 a 11 a 13 a 15 a 16 a 18 a 20 a 22 a 23 a

' 8 13 15 16 18 20 22 23 25

«Gramil es la distancia que separa el borde del orificio donde entra el remache, del borde de la plancha. Esta distancia evita un posible desgarramiento de la plancha por hacer el remachado demasiado cerca del borde de la costura.

Siguiendo todas las normas anteriores, comprobadas por la experiencia, no cabe duda que está asegurada la resistencia de la junta remachada. No obstante, en la fase de armamento del buque se le hacen una serie de pruebas a las juntas remachadas que afectan tanto a la estanqueidad como a la resistencia de las mismas. En caso de mamparos estancos de compartimientos principales, basta con chorro de agua a presión con manguera; el valor de esta presión no debe ser inferior a la presión debida a la máxima altura de agua que tendría que soportar en caso de avería. En caso de tanques que deban contener líquidos, es obligatoria la prueba a presión por columna de agua; si debido a esta presión el tanque se deformara fuera de límites normales o perdiera líquido, se tendría que repetir el remachado de dichas juntas. RETACADO

Para asegurar la estanqueidad de las juntas y aumentar la resistencia al deslizamiento de las planchas en la junta, se someten éstas a la operación del RETACADO. Tiene por objeto rellenar el espacio que pueda existir entre plancha y plancha, en la línea externa de unión de las mismas, con el material de las mismas planchas, mediante un buril de filo romo, con el cual se verifica la incrustación del material del borde libre de la plancha, en el huelgo que queda entre ambas. El retacado también se aplica a los remaches con objeto de hacerlos estancos. Esta operación tiene por objeto trasladar cuidadosamente mediante un

50

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

martillo mecánico, el material de la plancha o del remache, para rellenar con él los poros que existan, corrigiendo así la falta de estanqueidad. UNIONES SOLDADAS Recibe el nombre de SOLDADURA en general la operación de unir o ensamblar los metales por efecto del calor y con o sin aportación de otro metal. Aunque la soldadura eléctrica puede ser hecha por «ARCO» o por «RESISTENCIA», perteneciendo la primera al grupo llamado «SOLDADURA POR FUSION» y la segunda al llamado «SOLDADURA POR PRESION», aquí solamente nos referiremos al método de la «SOLDADURA ELECTRICA POR ARCO» principal método empleado en Construcción Naval. El «ARCO ELECTRICO» es una de las formas que toma la corriente eléctrica al pasar a través de un gas y que se caracteriza principalmente como signos externos, por la producción de calor y luz. En la «SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO» el calor que se necesita para fundir el metal de aportación (electrodo) y los bordes de las partes a unir del metal base, procede del «ARCO ELECTRICO» que se produce entre las piezas a unir y el electrodo. La temperatura del arco varía con los materiales entre los que se origina éste, siendo en el caso del acero unos 3.000°. Para que se produzca el arco necesitamos una fuente de energía eléctrica la cual da lugar a una tensión «E» que se expresa en voltios y una intensidad «1» que se expresa en amperios. La corriente eléctrica circula a través del circuito de soldadura que presenta una resistencia «R» la cual se mide en Ohmios. Un circuito de soldadura (Fig. 42) se compone del generador de corriente (5), cable (4), pinza porta-electrodos (3), electrodo (2), arco eléctrico (1) y cable de masa (6). Se puede utilizar corriente continua y corriente alterna.

+

R Fig. 42.

Circuito de soldadura.

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

LA SOLDADURA GENERALIDADES

ELECTRICA

EN

LA

CONSTRUCCION

51

NA VAL.

Los equipos de soldadura, reciben de la red una corriente de tensión elevada y baja intensidad, y la transforma en una «Corriente de soldadura» de baja tensión y de elevada intensidad. La tensión para la soldadura, o sea, la tensión para el arco es de 20 a 40 voltios, y las intensidades llegan hasta 1.000 amperios. Todos los equipos de soldadura llevan lo necesario para regular la intensidad de la corriente y mantenerla fija en el valor elegido, de acuerdo con el diámetro del electrodo utilizado y sus características, además, del trabajo a realizar. Interesante también la «Tensión en vacío» que es la existente entre la pinza porta-electrodos y las piezas a unir, sin establecer el arco, o sea cuando el generador está funcionando en «Vacío». Esta tensión es de 60 a 100 voltios y «El cebado del electrodo» (acción inicial para la formación del arco) es tanto más fácil cuanto mayor es dicha tensión, pero hay que tener en cuenta que tensiones en vacío superiores a 80 voltios, pueden ser peligrosas para el que efectúa la soldadura. Corriente alterna y corriente continua Los equipos de soldadura utilizados pueden ser de corriente continua y alterna, pero ambos se usan en la red de corriente alterna; cuando necesiten continua se obtienen mediante rectificadores, que pueden ser de válvulas, células de selenio o de silicio. En todos estos rectificadores el circuito de entrada es de corriente alterna y el de salida de corriente continua. Algunas de las características interesantes de estos equipos son: a) Características estáticas: La tensión en arco depende de la longitud de éste, cuanto mayor es su longitud mayor es la tensión. Durante la soldadura, al pasar las gotas del metal del electrodo al cordón, está variando constantemente la longitud del arco. En un principio, se ceba el electrodo poniéndolo en cortocircuito con la pieza a soldar, y posteriormente al separar el electrodo se forma el arco, después, a cada gota de metal fundido que pasa por el arco, se establece un régimen que es casi de cortocircuito, que trae consigo aumentos en la intensidad de la corriente. Pues bien, se dice que las buenas características estáticas de un equipo de soldadura hacen que los inevitables cambios de longitud del arco, no produzcan variaciones muy elevadas de intensidad, así como que las tensiones en vacio no resulten demasiado bajas, ni que las intensidades de cortocircuito sean tan elevadas; resumiendo, que evita que estos efectos perturben en demasía el acto de soldar, reduciéndolos a valores normales para poder trabajar. b) Características dinámicas: Muy interesantes en los equipos, se refieren a la velocidad de recuperación de la tensión al pasar de un régimen de trabajo a otro. Por ejemplo: de marcha en vacio al corto-circuito de encendido, de éste a tensión en el arco al soldar, de tensión en el arco a casi corto-circuito al pasar la gota de metal, etc. Se dice que un equipo tiene buenas características dinámicas, cuando muy rápi-

52

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

damente y sin apenas variaciones en la intensidad y en la tensión, se puede pasar de un régimen de trabajo a otro. Modernamente en la elección del sistema el factor fundamental es el económico, y por una serie de razones los equipos de corriente alterna, son los únicos usados en Astilleros. Electrodos Los electrodos en la soldadura eléctrica por arco, constituyen uno de sus principales elementos, ya que son los conductores de la corriente eléctrica necesaria para la fusión, y del metal de aportación. Se pueden distinguir dos tipos de electrodos: Electrodos desnudos y revestidos. a) Electrodos desnudos: No se emplean en la actualidad por un gran número de inconvenientes, entre los que destacan los siguientes: a) Mal funcionamiento del arco. b) Características del metal-aportado. c) El arco no se establece con corriente alterna. b) Electrodos revestidos: Debido al uso exclusivo de estos electrodos en los sistemas de soldadura eléctrica por arco, los estudiaremos detalladamente: Estos eléctrodos constan de un alma metálica y de un recubrimiento que lo rodea de una composición química muy variada, según las características exigidas al electrodo. Cada uno de los elementos que integran el revestimiento tienen un fin determinado: Estabilizar el arco, producir la escoria, aportar elementos al metal fundido, etc. Por una parte, el revestimiento aisla el arco eléctrico y el baño de fusión de los gases de la atmósfera, nitrógeno y oxígeno; debido, en primer lugar, a los gases que desprende al soldar, que constituyen la atmósfera del arco, así como al hecho de que se produce una escoria fluida que envuelve la gota de metal en fusión que pasa del electrodo a la soldadura, y que después recibe el baño de fusión que se forma ascendiendo a la superficie por su menor densidad. Asegura una ionización suficiente del aire, o sea, vuelve al aire conductor para que el arco eléctrico sea estable, y el electrodo pueda utilizarse con corriente alterna. Desoxida y desnitrura convenientemente el baño de fusión, fijando el oxígeno y el nitrógeno que pudiera haber, a pesar de la protección que ejerce el revestimiento. Ofrece la posibilidad de compensar las pérdidas por combustión de los elementos del acero, y además la de incorporar los élementos de aleación precisos, que no lleva la varilla metálica del electrodo, al metal depositado. Moldea convenientemente, mediante la escoria, el metal fundido, y lo protege durante su enfriamiento retardando éste. Clases de revestimiento Los electrodos revestidos se clasifican por la composición química del revestimiento, distinguiendo principalmente: Oxidantes - Acidos - Neutros - Rutilas - Orgánicos - Básic~

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

53

Estos apelativos son debidos a que, aparte de los diversos elementos que contiene el revestimiento, hay siempre un componente que se incorpora en mayor proporción, y podemos considerar que es el que da carácter al electrodo y a la escoriá que éste deposita al soldar. CUADRO DE CARACTERISTICAS y APLICACIONES DE LOS ELECTRODOS REVESTIDOS

Tipo Oxidante

Acido

Neutro

Productos que le da carácter Oxidas de hierro

Aplicaciones Soldadura semiautomática de arrastre, en ángulo y rincón. Poca penetración. El metal depositado contiene muy poco carbono y manganeso, lo que dá lugar a una baja resistencia a la tracción. Sirve para cortar.

Sílice y sus Muy buena velocidad de fusión. derivados Buena penetración. Deposita el metal en forma de gotas finas y continuas (electrodo de gota caliente). En posiciones el manejo es bastante bueno. Muy sensible a las impurezas de los metales base. Escoria esponjosa dúctil.

Oxidas inestables (de hierro y de manganeso

Características económicas Rendimiento bajo

Tiene una fusión muy rápida y un rendimiento relativamente favorable, dando un coeficiente de depósito muy elevado. Soportan perfectamente fuertes intensidades de corriente, por lo que puede considerarse, junto con los orgánicos, los electrodos más rápidos.

Exclusivamente para posición hori- Tiene una fusión zontal. Fusión algo lenta y bajos lenta y un rendirendimientos de soldadura. Muy miento más bien buenas características mecánicas y bajo, dando coefigran resistencia a los metales base cientes de depósito impuros. Mal manejo en posiciones poco elevados. difíciles.

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

54 Ir

Tipo I1

Rutilo

Productos que le da carácter Rutilo

Orgánico

Celulosa

Básico

Carbonato cálcico o magnesio más espato fluor.

II

Características económicas

Aplicaciones Muy adecuado para soldar en posiciones difíciles. Aporta el metal en gotas gruesas que se solidifican rápidamente (electrodos de gota fría). Util para plancha fina.

El tipo de escoria es viscosa, su coeficiente de depósito y constante de fusión son relativamente elevados, rendimiento bueno y fluidez bastante alta

Muy poca escoria. Fusión muy rá- Rendimiento bajo, pida. Buena penetración. Las aguas pero tiene una fudel cordón quedan algo gruesas. Se sión muy rápida. debe emplear con corriente con elevada tensión en vacío. Adecuado para soldaduras en que haya que cambiar frecuentemente de posición. Construcciones soldadas en las que toma presencia de aceros de mala calidad o que por su excesiva rigidez puedan producir grietas. Especial para soldaduras que han de someterse a bajas temperaturas o a esfuerzos dinámicos. Elevada resiliencia.

Constante de fusión y coeficiente de depósito bastante elevado. La fluidez es relativamente baja.

En los electrodos de Rutilo hay dos tipos, los de escoria viscosa (R), adecuados para la soldadura en todas posiciones, de estructuras que no hayan de someterse a ensayos Radiográficos muy rigurosos, tienen una escoria muy viscosa que se solidifica rápidamente; los de escoria fluida (T), son adecuados para todas las posiciones, menos la vertical descendente, tiene menos inclusiones no metálicas que los (R), por lo que el cordón puede someterse a Pruebas Radiográficas normales. Los elementos Neutros son débilmente ácidos, al no poder ser completamente neutros. Para terminar este somero estudio sobre Revestimientos, diremos que los tipos anteriormente explicados constituyen las clases que se pueden considerar como «base». Todos ellos tienen sus buenas cualidades, pero junto a ellas tienen también algunas desventajas. Por esta razón los Revestimientos que se fabrican normalmente, en vez de tipos puros son mezcla de ellos, en los que predomina un tipo determinado, para que de esa forma, aún conservando al máximo las buenas

lJ ) . . ._ _ _ _ _ _ _ _ __

-==~

_____

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

55

propiedades y características de ese tipo, las cualidades adversas que puedan tener queden reducidas a un mínimo. ELECTRODOS DE GRAN RENDIMIENTO Aquellos electrodos que llevan adicionados al recubrimiento, hierro metálico en polvo en la cantidad suficiente, para que depositen más del 130% del peso de su propia varilla. Pueden ser: Acidos , de Rutilo o Básicos. Son empleados para la soldadura de planchas gruesas en pocas pasadas, y deben ser utilizados preferiblemente en posición horizontal. ELECTRODOS DE GRAN PENETRACION Estos electrodos tienen un recubrimiento o revestImIento grueso, que puede ser ácido, rutilo o básico, y que permite elevadas intensidades de soldadura con una gran energía de arco. Se utiliza para la soldadura sin achaflanar en dos pasadas, una por cada cara. Tiene una gran velocidad de fusión, y su empleo supone una economía, ya que es el propio metal base el que funde, sin necesidad de rellenar ningún chaflán. La potencia de penetración de los electrodos, se mide, por el diámetro del mismo, en relación con el espesor de las planchas a unir. Los electrodos revestidos para soldar aceros en general de resistencia superior a 55 kgs./mm 2, suelen tener un recubrimiento básico o débilmente ácido a base de manganeso, con proporciones elevadas de ferroaleaciones. Se emplean para la soldadura de aceros resistentes de hasta 0,5% de carbono. HA y NORMAS DEL INSTITUTO INTERNACIONAL DE LA SOLDADURA PARA LA DETERMINACION DE LAS CARACTERISTICAS MECANICAS DE LOS ELECTRODOS. HAY NORMAS DE CLASIFICACION y SIMBOLIZACION INTERNACIONALES Y EN LA MA YORIA DE LOS PAISES, LAS MAS CONOCIDAS SON LAS SIGUIENTES: Simbolización Internacional. - Normas Americanas AWS-ASTM. - Clasificación Inglesa BEAMA. - Clasificación Francesa AFNOR. - Normas Alemanas DIN. - Clasificación Suiza VSM. - Normas Italianas NUFE. - Clasificación española UN E. En general lo que se intenta con la simbolización, es definir el electrodo bajo el punto de vista de: a) Si sirve o no, el electrodo, para la soldadura eléctrica por arco. b) La resistencia a la tracción del metal depositado. c) El alargamiento. d) La resiliencia. e) La clase de revestimiento y escoria que puede eiaboí3r. f) La aplicación del electrodo para soldar en una o en vanas pOSICIones.

56

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

g)

La clase de corriente y tensión de encendido con que ha de ser utilizado el electrodo. h) Si el electrodo es de gran penetración, media, o completa, y asimismo, si es de gran rendimiento.

NORMAS GENERALES PARA UTILIZAR LOS ELECTRODOS El factor más importante para utilizar adecuadamente los electrodos, es saber elegir el más idóneo para el trabajo que se va a realizar. Para fijar el tipo de electrodo y el diámetro, para realizar determinado trabajo, son ' importantes las siguientes variables: CARACTERISTICAS MECANICAS y COMPOSICION QUIMICA DE LOS METALES A SOLDAR. Lo ideal en toda soldadura es conseguir una continuidad física, química y estructural, entre el metal que se suelda y el que se aporta, por lo que debe seleccionarse el electrodo que deposite un material de .características mecánicas similares a las del material a unir. Los metales base, cuando se trata de aceros, contienen impurezas que dificultan su soldadura, pudiendo dar lugar a la aparición de grietas o poros. Los electrodos que más favorablemente se comportan frente a las impurezas, son los de Revestido Básico, le siguen los neutros (débilmente ácidos), después los de Rutilo, y finalmente los Acidos y Orgánicos (Cel ulósicos). b) ESPESORES DE LAS PLANCHAS A SOLDAR Y FORMA Y DIMENSION DEL BLOQUE, RIGIDEZ DE ESTE Y PREPARACION DE LOS BORDES. Con el espesor de la plancha a soldar, aumenta la tendencia a la grieta, y asimismo, con la dimensión total del bloque y su rigidez. La escala del mejor al peor comportamiento, es la misma del punto anterior. Para bordes mal preparados con grandes separacioI1es, y para chaflanes abiertos, deben emplearse electrodos de «gota fría» (básicos y de rutilo). Para pequeñas separaciones y para chaflanes cerrados, electrodos de «gota caliente (ácidos y neutro). Para planchas finas se usan electrodos de «gota fría» especialmente de rutilo. c) POSICIONES EN QUE HA Y QUE · REALIZAR LA SOLDADURA Los electrodos más fácilmente manejables en posiciones difíciles, son los revestidos de rutilo, básicos, y orgánicos (celulósicos); más difíciles de manejar son los ácidos y peor los neutros. d) EQUIPOS DE SOLDADURA DE QUE SE DISPONE La intensidad máxima que puede dar, la tensión en vacío y el tipo de corriente, alterna o continua, del equipo de soldadura, influyen sobre el tipo y el diámetro del electrodo a emplear. Los electrodos básicos y celulósicos, precisan mayores tensiones en vacío para que fundan correctamente y sin interrupciones, especialmente los delgados. a)

U NION E S DE LOS PRIN CIP ALES ELE MENTO S ESTRUCTU R ALES

57

Los de rutilo, ácidos y neutros, funden bien con tensiones bajas. Los electrodos de gran penetración y gran rendimiento, necesitan intensidades bastante más elevadas que las normales de igual diámetro, y son precisas elevadas características dinámicas y grandes tensiones en vacío, para conseguir las mayores profundidades con los electrodos de gran penetración. En lo concerniente al diámetro de los electrodos a utilizar, depende del espesor de las planchas a unir, posición de la soldadura, la preparación de los bordes, y equipos de soldadura; pero siempre se emplearán los máximos diáI?etros compatibles con estos factores; con lo que se logra una menor deformación de la unión soldada, mejor unión del metal depositado, y ahorro de tiempo. No hay que olvidar el uso de la intensidad adecuada. En lo concerniente a la intensidad de la corriente para soldar, éstas se eligen de acuerdo con: El diámetro del electrodo. El tipo de recubrimiento. Posición de la soldadura. Espesor y dimensiones de las piezas a soldar y forma y posición de la junta. El emplear las tensiones adecuadas, trae consigo, que el metal aportado se una perfectamente al metal base, fundiéndole en la suficiente profundidad para que se consiga una penetración perfecta. Es muy importante pues, utilizar la intensidad adecuada y atenerse a los valores máximos y mínimos indicados por los fabricantes. Ligera idea sobre el manejo apropiado de los electrodos El manejo varía en función del tipo de revestido y la posición de la soldadura. A continuación se dan algunas normas teniendo en cuenta: a) Dirección de la soldadura. Normalmente se suelda de izquierda a derecha cuando se depositan los cordones en posición horizontal, bien sea sobre plano vertical (cornisa) y también posición techo. La soldadura en posición vertical puede ser ascendente o descendente. A medida que se va fundiendo el electrodo, es preciso aproximarlo a la pieza que se está soldando, para mantener un arco de longitud adecuada, que deberá ser lo más constante posible. b) Longitud del arco. Los electrodos de diámetro pequeilo o revestimiento delgado, la longitud del arco debe ser igual a una o dos veces el diámetro del electrodo. Para los electrodos de revestimiento grueso tipo rutilo, al diámetro del electrodo o menos. Para los electrodos de tipo básico el arco debe de ser muy corto. c) Posición y movimiento del electrodo. -Soldadura en posición horizontal. El electrodo debe mantenerse en el plano de simetría de la unión soldada y con una inclinación de 45 a 90° con relación a la supe:rficie de la plancha, en el sentido del avance no debiendo estar inclinado ni a derecha ni a izquierda. Es principio fundamental ¿ara casi todas clases de revestimiento, que la escoria cubra casi por completo el bailo de fusión, pero, dejando una parte libre. Esto lo consigue el soldador variando de avance precisamente en la gama de 45 a 90°, y variando la longitud del arco.

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CONSTR UCC ION NAVAL y S E RVI CIOS

En general los electrodos se mantienen inclinados entre 60 y 70°, excepto los de gran penetración que tendrán de 80 a 85° (Fig. 43). El aspecto del cordón depositado depende del movimiento correcto del electrooo. En general se le hace avanzar imprimiéndole un movimiento complementario de balance lateral, más o menos acentuado según la forma de la costura y la posición de soldadura. (Figs. 43, a, b).

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Fig. 43.

Posición y movimiento del electrodo.

Fig. 43, a.

Movimiento de balance del electrodo.

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UNI ONES DE LOS PRIN C IPA LE S EL E MENTOS ESTR UCT U R A LE S

59

Factores que más influyen en la penetración

a)

Velocidad de avance del arco. Para que la penetración sea correcta se lleva el electrodo con una gran velocidad de avance; cuando ésta es correcta, la penetración es grande, la línea de soldadura uniforme y el cordón más bien estrecho. b) Intensidad de corriente. Los electrodos de gran penetración deben utilizarse con intensidades elevadas, superiores al resto de los electrodos, de acuerdo con las indicaciones de los fabricantes . c) Longitud del arco. El arco debe ser corto, pero sin que roce la punta del electrodo el metal base que se está soldando. d) Posición del electrodo. Se colocará en sentido vertical con una pequeña inclinación en el sentido del avance. También influyen en la penetración los siguientes factores: - Con la corriente alterna se consigue mayor penetración que con la continua. - Si es continua, se consigue mayor penetración colocando el electrodo al polo negativo del generador. - Del equipo usado, principalmente de su tensión en vacío, y de sus características dinámicas. Estos electrodos se usan solamente para la soldadura de planchas sin necesidad de achaflanar, uniéndolas a tope con cordón por ambas bandas. El movimiento del electrodo en zig-zag con tramos circulares de radio más o menos cerrado. Cuando se precisa hacer cordones muy anchos como por ejemplo, si se trata de depositar la última capa de relleno, se avanza el electrodo haciendo lazos. Soldadura en posición vertical.

.....

.....

La soldadura en esta posición, el electrodo se mantiene en el plano perpendicular a las planchas, con un ángulo de 90 a 110° en el sentido de avance del electrodo en la soldadura ascendente, y de 100 a 130 ° en la descendente. (Figs. 44, a, b) . ......

)..

'----------------------------.-..::... . "' . .l,,' Fig. 43 , b.

Movimiento del electrodo y cordón.

Con este movimiento se logra repartir el material de aportación para llenar la costura y calentar adecuadamente el metal base, para que una perfectamente al metal depositado consiguiendo una buena penetración. En posición horizontal plana la amplitud del balanceo del electrodo debe ser de 2 a 3 veces el diámetro de éste, a excepción de los electrodos de gran penetración que se hacen avanzar sin ningún movimiento de vaivén . Por la importancia de los electrodos de gran penetración en «La soldadura en posición horizontal», vamos a hacer un breve comentario sobre las particularidades de su utilización.

Fig. 44 , a.

Posición del electrodo en soldadura vertical ascendente.

Fig. 44, b. Posición del electrodo en soldadura vertical descendente.

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CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Utilizando electrodos de recubrimiento básico o rutilo, se puede conseguir cordones muy uniformes manteniendo en el electrodo un movimiento de avance uniforme. La soldadura en vertical descendente es poco aconsejable, y sólo debe utilizarse con aquellos electrodos especialmente fabricados para ser empleados en esa posición.

Soldadura horizontal sobre plano vertical (cornisa). El electrodo se sitúa en el plano perpendicular a las planchas, y se desplaza horizontalmente con un ángulo de 50° a 70° en el sentido del avance. (Fig. 45).

UNIONES DE LOS PRINCIPAL ES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

61

Soldadura en ángulo En las soldaduras en ángulo tanto exterior como interiormente, se debe depositar un cordón o conjunto de cordones, cuya altura sea del mismo orden que el espesor de la chapa. (Fig. 47, a). El electrodo se coloca siempre en el plano bisectriz y con un ángulo variable según las pasadas de 30° a 45° en el avance para las pasadas de fondo, y 50° a 70 ° para las pasadas superiores. (Fig. 47, b).

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I

I

Fig. 47, a.

Fig. 45.

Soldadura en ángulo.

Fig. 47, b. Posición del electrodo en la soldadura vertical.

Posición del electrodo en soldadura horizontal sobre plano vertical.

Soldadura «A techo» Este tipo de soldadura exige un mayor entretemmIento del operario, y para obtener buenos resultados, hay que elegir electrodos apropiados, como son los de: Rutilo, Orgánicos y Básicos. Con estos electrodos se consiguen cordones anchos y uniformes a base de desplazar el electrodo en el plano vertical perpendicular a las planchas asoldar, con un ángulo de 70 a 90° en el sentido del avance del electrodo (Fig. 46).

Según la naturaleza del revestido la concavidad del cordón varía, lo que tiene importancia, ya que la forma del cordón juega un papel importante en las propiedades mecánicas, especialmente frente a los esfuerzos dinámicos.

Soldadura a Solape La soldadura ésta, se efectúa de manera semejante a la soldadura en ángulos. (Figs. 48, a, b).

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I

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I

~h~

Figs. 48, a, b. Soldadura a solape. Fig. 46.

Soldadura «A techo».

62

C O NST RU CC ION NAVAL y S E RVICIOS

Como después de este breve estudio de la SOLDADURA ELECTRICA POR ARCO, vamos a hacer otro, también breve, de SOLDADURA AUTOMATICA EN LA CONSTRUCCION NA VAL, Y estas máquinas llevan incorporados también equipos de OXICORTE, haremos una brevísima reseña sobre el funcionamiento del oxicorte. OXICORTE

Se llama oxicorte el proceso de seccionamiento de metales mediante un soplete alimentado con un gas combustible y oxígeno. El procedimiento se basa en la reacción muy exotérmica, de oxidación del hierro en presencia del oxígeno. Para que un metal pueda ser oxicortado, se precisan dos condiciones: a) que la reacción de oxidación sea exotérmica, y b) que el óxido formado tenga una tempemtura de fusión inferior a la del metal. Los aceros al carbono, el acero moldeado y la mayoría de los aceros débilmente aleados, pueden cortarse mediante los procedimientos normales de OXICORTE. Sopletes de corte Se componen de un soplete ordinario que permite el calentamiento a la temperatura de corte (1.200° a 1.300°), y de un conducto para el oxígeno a alta presión, necesario para producir la oxidación del hierro. A este oxígeno se le da el nombre de «Oxígeno de corte», y a la llama del soplete destinada a mantener la reacción «Llama de calentamiento». La temperatura que provoca esta llama no funde el metal. Operación de Oxicorte Se regula de forma adecuada y se dirige sobre el lugar donde se quiere empezar el corte. Una vez calentada esa zona, se abre el chorro de oxígeno que taladra el metal proyectando el óxido de hierro. Cebado de esta forma el corte, basta desplazar el soplete a una velocidad conveniente para que la operación prosiga regularmente. Para la llama de calentamiento se puede usar además del acetileno, butano, hidrógeno, etc., etc.

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

63

SOLDADURA ELECTRICA AUTOMATICA POR ARCO

Este es un procedimiento en el que el electrodo se dirige automáticamente a lo l~rgo de una unión, a una velocidad determinada, manteniendo constante la longItud del arco. El ·uso de grandes intensidades de corriente y las grandes penetraciones alcanzadas, requieren tipos especiales de preparación de bordes, y en algunos casos, el uso de una CONTRAPLACA, para evitar que el metal de aportación ' pase a través de la unión. Las ventajas más importantes del automatismo son las siguientes: a) La Máquina de soldadura automática la puede manejar un operario de experiencia limitada. b) Mejor aprovechamiento de la varilla de aportación (no hay desechos de puntas). c) Se obtiene una soldadura regular. d) Se obtiene una fusión mejor, por poder usar mayor intensidad de corriente. e) Mayor velocidad de soldadura. f) Soldadura más continua. g) La distorsión producida en las partes a soldar es mínima. h) Menos preparación de bordes ' y de metal de aportación por mayor ' penetración del proceso. PROCEDIMIENTOS USADOS

Soldadura por arco sumergido Este procedimiento se llama corrientemente SOLDADURA UNIONMELT y utiliza como metal de aportación una varilla desnuda contínua. El fundente, constituido por granos de tamaño adecuado, es adicionado sobre el baño de fusión, y tiene la misión de estabilizar y proteger el arco al mismo tiempo que aisla convenientemente el metal fundido, durante su enfriamiento. Observemos que en la (Fig. 49), lo único móvil son las planchas a unir, arrastradas por un carro móvil. CONTINUO

E LECTROD O TUBO

PARA

INTRODUCIR

EL

FUriOEHTE2 PLACAS

Oxicorte con máquina En este tipo, el soplete es conducido por un dispositivo impulsado por un motor que realiza el avance del soplete a velocidades regulables. El motor puede ser eléctrico o accionado por la misma presión del oxigeno de corte. Se consiguen cortes perfectos. Basta con introducirle a la máquina los datos en función del espesor a cortar. Estas máquinas van provistas de varios sopletes, muy útiles en la preparación de bordes para la soldadura, para no mover las planchas del carro móvil. En ocasiones, para el corte en serie de piezas, las máquinas de Oxicorte llevan un dispositivo que permite guiar el soplete mediante una plantilla, dando lugar a pantógrafos de oxicorte automáticos.

F"UNOf:Ntt;; GR4.NULADO

PLANCHA

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PARA

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fUNDf:NT~

A

UNI R PLANCHA

MOVIMIENTO EN

Fig. 49. Soldadura Unión-Melt.

CARRO

DE LAS MÓVIL

A

UNIR

PLANCHAS

64

CONSTRUCCION NAVAL y SERVI C IOS

Este fundente va contenido en una tolva, que es transportada con el resto del aparato por un carro móvil. La soldadura tiene lugar sin desprendimiento de gases, ni proyecciones, ni irradiaciones de luz; contribuyendo el polvo fundido en forma eficaz, a retener el calor y evitar un rápido enfriamiento. Procedimiento muy adecuado cuando hay que depositar cordones de gran longitud, sobre planchas de espesores medios y elevados. En este tipo de soldadura es muy importante la preparación de los bordes de las planchas, que se pueden hacer con máquinas de oxicorte.

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

b) FUSARC-C0 2:

El electrodo está constituido por un hilo, rodeado de un alambre en espiral que contiene el revestimiento; el CO 2 actúa como gas protector. La combinación de fundente y CO 2, permite obtener velocidades de soldadura considerables, comparadas con las alcanzadas por los fundentes solos, y además, el metal depositado es metalúrgicamente de alta calidad.

c)

En este procedimiento el fundente va colocado ,en el interior del electrodo, y el arco está protegido por una atmósfera de CO 2. Esta soldadura produce un arco muy potente y de gran penetración. Con electrodos de 4 mm. e intensidades de 600 amperios, se sueldan planchas de 12 mm por ambas caras a tope sin separación. Para más de 12 mm. habría que achaflanar.

ARCOSARC:

Soldadura FUSARC

Este procedimiento totalmente automático, utiliza un electrodo de revestido continuo de diseño especial, que va arrollado a un tambor. La Máquina FUSARC permite soldar sin preparación de bordes, planchas de 6 a 11 mm de espesor. Mediante preparación de bordes pueden soldarse sin dificultad mayores espesores. El electrodo se dirige al punto de fusión por un sistema de control electromagnético, que mantiene un constante y perfilado voltaje de arco. Este procedimiento de soldadura presenta bastante tolerancia, respecto a superficies suficientemente limpias, incrustaciones, oxidaciones y suciedad. Soldadura bajo atmósfera inerte de CO 2

En este tipo de soldadura, el calor necesario para fundir el metal base y el metal de aportación, se obtiene mediante un arco eléctrico que se hace saltar entre un electrodo y la pieza a soldar, al mismo tiempo que una corriente de gas inerte, protege al electrodo y al baño de fusión, de la oxidación por el aire atmosférico. Tiene la ventaja de que suprime el empleo de fundentes desoxidantes, así como revestimientos en los electrodos, por lo que no hay escorias que picar. Este procedimiento puede utilizarse en automático, semiautomático e incluso manual, y puede soldarse en posición horizontal, vertical y en ángulo. El arco es poco estable y hay que mantenerlo muy corto. Se emplea electrodo continuo como metal de aportación, de acero con contenido de carbono del 0,15 a 0,10%, con manganeso del I al 1,2 %, y silicio del 0,3 a 0,5 %. El diámetro de estos electrodos es de 1,5 a 2,5 mm. PROCEDIMIENTO MIXTO DE SOLDADURA CON CO 2

Son tres los más importantes procedimientos: a) . UNION ARC-C0 2 : El fundente, que es magnético, se sitúa alrededor del electrodo, que va protegido durante su fusión por este fundente, y al mismo tiempo por una corriente de CO 2.

65

SOLDADURA AUTOMATICA POR UN LADO Este tipo de soldadura está tomando gran incremento en los últimos años en la Construcción Naval. El principal motivo por lo que los Astilleros desean emplear este método de fabricación, es la de que permite una producción coI}tinuada, lo que influye positivamente en la planificación y control de la producción. Además de esta ventaja, pueden obtenerse las siguientes: a) Como no hay que dar vuelta a los paneles (podemos decir que el panel es la etapa más simple de la prefabricación) quedan eliminadas las máquinas de giro y otros equipos análogos. b) Se pueden construir las naves de soldadura con menos altura de techo. Todos estos factores influyen en una mayor economía de la Construcción Naval. MODERNOS PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA AUTOMATICA POR UN LADO, PARA ESPESORES DE PLANCHAS DE HASTA 40 M/M.

METODO F.CB.

La abreviatura F.C.B. significa FLUX-COPPER-BARCKING (soporte de cobre con fundente), y consiste en un respaldo de cobre de la soldadura (Fig. 28), enfriado por agua, con una canal poco profunda y relativamente ~ncha, don~e. se coloca el fundente. El respaldo de cobre es flexible y se le presIona neumatlca. , . . mente contra la parte posterior de la soldadura. La (Fig. 50) nos muestra esquemáticamente el Método F .C.B. Lo umco móvil son las planchas a unir, arrastradas por un carro. Por este procedimiento se obtiene una superficie lisa y uniforme en el lado inferior del cordón de soldadura.

CONSTRUCCION NAVAL y S ERVI CIOS

BORDES EN CHAFLAN

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METODO DE REFUERZO POR BARRA FUNDENTE CEMENTADA

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El fundente en polvo es mezclado con material aglutinante especial y fundido en canales en U de chapa metálica. La mezcla se cuece después en hornos para su cementación. Esta barra fundente cementada es comprimida contra el lado inferior de la costura a soldar, depositándose en ella la soldadura desde la parte superior. Esquema del proceso (Fig. 52).

PLACA .DE COBRE ~ANGi/ERA

Fig. 50.

67

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

CON A IRE !'RESION

Método F.C.B.

1. Plancha de acero. 2. Bordes en V. 3. Barra fundente cementada. 4. Material refractario. 5. Chapa metálica en forma de canal, para sostener al conjunto.

METODO DE REFUERZO POR FUNDENTE AGLUTINADO CON RESINA

PLANCHAS Dé ACEl?O

Un material de refuerzo especial, formado por una mezcla de fundente y plástico resinoso, es aplicado al fondo de la junta, del mismo modo que en el proceso de refuerzo fundente ordinario. El calor de la soldadura delante del arco, solidifica el material resinoso, que actúa a modo de soporte para el metal fundido que va encima. La elevada temperatura del acero hace que se consuma por combustión parte del fundente resinoso, formándose un entalle hueco, que da lugar a la producción de un cordón convexo uniforme en la parte inferior de la línea de soldadura. Esquema del proceso con fundente como refuerzo, aglutinado con resina. (Fig.51).

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Fig. 52. Método F.C.B. con refuerzo por barra fundente cementada.

PLANCHAS DE ACERO

FORMAS DE SOLDADURAS EMPLEADAS: INTERMITENTE EN CADENA, INTERMITENTE EN ZIG·ZAG. Como formas básicas de juntas soldadas en Construcción Naval tenemos: a)

Fig. 51.

Método F.C.B. con fundente aglutinado con resina como refuerzo.

Uniones a tope con los bordes de las planchas en chaflán, estando las planchas o los elementos a unir en un mismo plano. (Figs. 53, a, b). b) Uniones a solape. (Fig. 54). c) Uniones en T, continua por una o por las dos caras. (Fig. 55 Y Fig. 55, a). Intermitente en cadena (Fig. 55, a). Intermitente en zig-zag. (Fig. 55, a). 1 = longitud cordón de soldadura. t = Paso de la soldadura. z = Zig-zag.

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CONSTRUCCION

N AVAL Y

SERVICIOS

UNIONES D E LOS PRIN CI PALES ELEMENTOS ESTRU CTURALES

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CORDON DE SOLDADURA Y PENETRACION

PRE PARA,c.ió", DE r : N O X ICO RTE

Fig. 53 , a.

B OR DE S

SOL D .. D U R A

Preparación de bordes con oxicorte.

Fig. 54.

Fig. 53, b.

Cordón de soldadura es la huella dejada al paso del arco, resultante de la fusión de los bordes de las piezas a soldar y del metal de aportación (electrodo), dentro de la efectividad de la unión este cordón debe tener una cierta uniformidad, sobre todo en uniones al exterior. Parte de la superficie de los bordes de las piezas a soldar se funden, y se llama penetración de la soldadura, la mayor o menor profundidad por debajo de la superficie, hasta donde llega a fundirse el metal. La penetración será función del tipo de material y para un mismo material, de la intensidad del arco y su velocidad de avance. La intensidad del arco es función de la intensidad de la corriente y de la longitud del arco. En la (Fig. 55), unión en ángulo con penetración normal. En la (Fig. 56), unión en ángulo de total penetración. Zonas de responsabilidad o críticas, ejemplo, unión, trancaniles/cinta.

TER M I N A OA

Soldadura terminada.

Unión a solape.

L= P I E

DEL

C ORD ON

T=CUEl LO

Fig. 56.

Unión en ángulo de total penetración.

TIPOS DE JUNTAS SOLDADAS

Fig. 55.

Unión soldada en ángulo o «T».

PLANCHA

CONT INU A EN - ~~~-

IN TERM I TENTE

EN

Para obtener una buena soldadura es necesario que las superficies que han de unir estén limpias y exentas de todo vestigio de grasa o de barniz, y estén preparadas de modo de obtener la fusión de todo el espesor de la junta. A base de tal espesor o sección se fija el calibre del electrodo, mientras que el tipo de electrodo se determina con las características mecánicas del metal base. Establecido el tipo y diámetro del electrodo se determina la intensidad de corriente, de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Los principales tipos de juntas soldadas ya las hemos visto anteriormente, sólo referido a la unión de elementos simples. En el presente tema vamos a ver la forma usada modernamente en la unión de bloques.

CADE NA I NTERMITENTE EN

v.o...- ZAG REFUERZO lLA NTA

DE

Fig. 55, a.

Tipos de cordones en la unión RefuerzolPlancha.

Soldadura por un solo lado en la fase de montaje. Anteriormente hemos visto la unión por un solo lado de elementos, pero en la fase de montaje de bloques, a la pasada principal de soldadura automática, se le da encima varias capas de soldadura manual como refuerzo; sin embargo, haciendo con gran precisión la preparación de las juntas en los procesos vistos

70

CONST RUCC ION NAVAL y S E RVICIOS

se pueden eliminar los refuerzos soldados manualmente y así se hace ahora en modernos Astilleros. De este modo se sueldan juntas a tope longitudinales y transversales en planchas de cubierta, o costuras longitudinales en planchas de fondo, en espesores que oscilan entre los 20 y 40 mm.

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

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Con este proceso, ambos bordes de las planchas a soldar, se cortan a escuadra y se fijan con una separación de 25 mm. Este sistema para planchas con un espesor de 20 mm. en adelante. Este procedimiento tiene las siguientes ventajas: Debido a que el calor de soldadura es generado por la corriente que circula a través de la escoria fundida, las condiciones de soldadura son muy estables e insensibles a perturbaciones externas. Este proceso tiene una tolerancia mucho mayor a variaciones en las condiciones de soldadura, tales como preparación de los bordes, alineación y separación de las planchas y centrado del electrodo. 2) Debido a que no se emplea arco ni gas protector, este proceso es muy insensible al viento. 3) La soldadura puede ejecutarse por un período ilimitado de tiempo. Inconvenientes: 1) Que se usa para planchas de 20 mm. en adelante. 2) El consumo de electrodo es mayor y la velocidad de soldadura menor, que la de arco protegido. b) Soldadura vertical protegida con gas. Con este tipo de soldadura los bordes están a escuadra o chaflán en V, tiene ciertas ventajas sobre el anterior, que son sus inconvenientes, y tiene desventajas, que son las ventajas del anterior. c) Soldadura «Electroslag» empleando un tubo de guía consumible. Estos aparatos pesan unos 20 Kgs. y se usan en Costuras verticales cortas, que antes eran hechas manualmente. Entre diez y veinte máquinas de éstas son usadas en un Astillero. En un buque grande hay millares de soldaduras a tope de este tipo, hechas por estas máquinas. 1)

Máquinas de soldadura automática por arco sumergido de pequeño tamaño Debido a lo pesado de las máquinas de soldar por arco sumergido, sólo se usaban para costuras relativamente largas en planchas y mesas. Modernamente para aumentar la portabilidad de las máquinas (llegan a pesar sólo 25 ó 30 Kgs.) y ampliar la gama de aplicación del proceso de soldadura por arco sumergido, se han creado máquinas tipo miniatura; pudiendo soldarse en la fase de montaje, económicamente, planchas relativamente delgadas o juntas de reducida longitud. Debido al gran número de estas juntas a tope en el montaje de bloques, la automatización de estas soldaduras significa un gran ahorro de dinero y de tiempo de trabajo. También se emplean estas máquinas para soldar superficies curvas durante el montaje de secciones de proa o popa, ya que van equipadas con un sistema de impulsión de carro del tipo carril de cremallera; en este caso la primera pasada o cordón de fondo, puede depositarse por medios manuales o semiautomáticos, o bien puede soldarse toda la junta por arco sumergido, con una contraplaca de fundente cementado aplicado a la línea de fondo de la costura. Igualmente estas máquinas miniatura, se utilizan también extensamente para soldar piezas pequeñas, en la fase de subconjunto (montaje de paneles que forman los bloques), algunás de estas Juntas tienen una longitud de 500 mm. y un espesor de 10 mm. Un dato imporante del uso de estas pequeñas máquinas, es que gastan más electrodos diariamente que las grandes. Soldadura vertical automática En la fase de conjunto el procedimiento de trabajo debe de disponerse de tal manera, que se reduzca al mínimo la soldadura fuera de posición. En la fase de montaje, sin embargo, es inevitable la soldadura vertical, horizontal y a techo. La soldadura manual de estas juntas consume mucho tiempo, por lo que su automatización es sumamente deseable. La mayor parte de la soldadura a techo puede sustituirse por soldadura por un arco sumergido por un solo lado, empleando alguno de los procedimientos de refuerzo. Queda pues el problema de automatizar la soldadura vertical y horizontal. Soldadura de juntas a tope verticales largas. Durante el montaje, la soldadura a tope vertical de planchas de hasta 40 mm de espesor y hasta 20 mts. de altura, se realiza automáticamente por el proceso «electroslag» y por el proceso por arco protegido con gas, vertical. a) Soldadura «Electroslag» (Electro escoria).

Soldadura horizontal automática Este tipo de soldadura se usa en modernos Astilleros para la unión de costuras longitudinales en el casco lateral, en la fase de montaje de bloques. Se emplean los procesos de arco sumergido y arco protegido con CO 2. a) Soldadura horizontal por «arco sumergido». En comparación con el COl> tiene las siguientes ventajas: 1) Insensible al viento. 2) Mayor velocidad de soldadura. Desventajas: 1) Requiere el uso de una pasada de refuerzo manual inicial. b) La soldadura horizontal de «arco protegido con CO 2>> La única ventaja sobre el anterior método, que no necesita la pasada de refuerzo manual inicial, y además que el aparato es más sencillo debido a la falta de fundente y del sistema suministrador. EJECUCION y PRUEBAS DE LAS JUNTAS SOLDADAS

Las pruebas de las juntas soldadas, en que no es necesaria la rotura del material son:

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CONSTRUCCION

N A V AL Y SERVICIOS

a) Examen con Rayos X. b) Examen con Rayos Gamma. c) Examen con Ultrasonidos. EXAMEN CON RAYOS «X» El examen de los defectos de las uniones soldadas mediante Rayos X, está basado en que éstos al atravesar los cuerpos son parcialmente absorbidos por ellos, dependiendo el que sean más o menos absorbidos, principalmente aparte de otros factores, del espesor del material y la densidad del cuerpo de que se trate. Estos Rayos X son capaces de impresionar las placas fotográficas, ennegreciéndolas de manera similar a la luz, tanto más cuanto con mayor intensidad lleguen a ella. De esta forma si de dispone de un aparato emisor de Rayos X, que se hacen pasar a través, por ejemplo, de una costura soldada que tenga en su interior defectos como, sopladuras, faltas de penetración, inclusiones de escorias, mordeduras, etc., etc. Los Rayos X que coincidan con estos defectos, serán absorbidos con menos intensidad que los demás, y por tanto impresionarán más intensamente la placa fotográfica, obteniéndose una imagen de ellos, al proceder porteriormente al revelado de las placas. Las radiografías deben detectar todos los defectos que existan en el interior de la pieza, hasta un límite que viene marcado, por el tamaño del mencionado defecto, y por el espesor del material examinado. Para conocer las dimensiones del más pequeño defecto que se puede registrar, se emplea lo que se llama espesores tipos o penetrómetros, y se expresan en tanto por ciento del espesor de los materiales a ensayar, magnitud que recibe el nombre de «Sensibilidad». Se usan los Rayos X para espesores hasta de 100 mm. EXAMEN CON RAYOS GAMMA Los Rayos Gamma son las radiaciones originadas por los cuerpos radiactivos (radio isótopo radiactivo) al descomponerse. Tienen una naturaleza semejante a los Rayos X (son ondas electromagnéticas de idéntica naturaleza que las de la luz, de las que se diferencian por su longitud de onda), pero con longitud de onda menor. Se emplean de forma semejante a los Rayos X, con la ventaja de que no se nec;esita ningún aparato especial, sino solamente el cuerpo radiactivo, que va introducido en un recipiente especial, del que se saca en el momento de ser utilizado. Tienen más potencia que los Rayos X y se pueden emplear hasta espesores de 250 mm. No hace falta lizarlo.

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

potencia equivalente a una instalación de Rayos X de 400.000 voltios. DEFECTOS RADIOGRAFICOS La soldadura se ve en la radiografía, y nos referimos al negativo, como una zona clara, en la que destacan en forma de manchas oscuras, los defectos que puedan existir. Las zonas oscuras de las radiografías, tanto las obtenidas con Rayos X como con Rayos Gamma, corresponden a las partes menos densas o más transparentes del objeto, mientras que las zonas claras corresponden a las partes más densas u opacas. Estas zonas oscuras pueden ser debidas a huecos internos, tales como sopladura, o a diferencias de densidad, por ejemplo, inclusiones de escoria. Los defectos más frecuentes detectables en las radiografías, y que aparecen en las uniones soldadas, son las siguientes: 1) Inclusiones gaseosas. 2) Inclusiones de escoria. 3) Mordedura de bordes. 4) Falta de penetración. 5) Falta de fusión. 6) Grietas. Para determinar cuál de 'estos defectos corresponden con los observados en las radiografías obtenidas, existe una colección de radiografías tipo, preparada por el Instituto Internacional de la soldadura, con las cuales, al mismo tiempo se comparan para conocer la gravedad del defecto. La calificación de las uniones soldadas de dividen en cinco grupos, que se designan por número y color, y son los siguientes: Negro............. Uno ...................... Azul........... ... Dos ..... ..... ... .......... Verde ...... ...... Tres ...................... Marrón ......... Cuatro .................. Rojo ..... ...... .. Cinco ....................

Soldadura Soldadura Soldadura Soldadura Soldadura

perfecta. buena. regular. mala. muy mala.

En cada uno de estos grupos se incluye, la unión soldada, en cuya radiografía aparezcan defectos con arreglo a la siguiente distribución: l.

Soldadura perfecta

2.

Soldadura buena

3.

Soldadura regular

4.

Soldadura mala

ninguna fuente de energía eléctrica o de otra clase para uti-

Presentan el inconveniente de que para espesores mayores de 20 mm. necesitan varias horas de exposición, mientras que los Rayos X necesitan minutos. Una de las sustancias radiactivas más utilizadas para fines de control, es el Iridio-192, que tiene una vida media, o sea se descompone en 70 dlas, y tiene una

73

Soldadura homogénea totalmente, o con algunas inclusiones gaseosas muy pequeñas. Soldadura con débiles desviaciones de la homogeneidad, bajo la forma de uno o varios de los defectos siguientes: inclusiones gaseosas, inclusiones de escoria, y mordeduras de bordes. Soldadura con pequeñas desviaciones, bajo la forma de uno o varios de los defectos incluidos en el número anterior, más la falta de penetración. Soldadura con marcadas desviaciones, bajo la forma de uno o varios de los defectos siguientes: Inclu-

74

C O NSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

5.

Soldadura muy mala:

siones gaseosas, inclusiones de escoria, mordedura de bordes, faltas de penetración y de fusión. Soldadura con gran desviación de la homogeneidad, bajo la forma de uno o varios de los defectos señalados en la soldadura mala, y además, grietas.

EXAMEN CON ULTRASONIDOS Se puede conocer el estado de homogeneidad de un material aprovechando, la reflexión de las ondas ultrasónicas producidas por un emisor adecuado, y analizándolas mediante un oscilógrafo de rayos catódicos. Los sonidos que puede percibir el oído humano, tienen una frecuencia que oscila entre 16 y 20.000 vibraciones por segundo. Los ultrasonidos están por encima de las 20.000 vibraciones por segundo. Los ultrasonidos se propagan en línea recta y van atenuándose a medida que aumenta la distancia recorrida, se refractan y se reflejan cuando alcanzan alguna discontinuidad del material, lo que permite detectar el defecto correspondiente, al recibir las ondas en un oscilógrafo. Para la detención ultrasónica, es preciso en primer lugar un emisor de ultrasonidos, que se hace llegar a la pieza a ensayar, y se recogen después de haberla atravesado, mediante unos dispositivos que reciben el nombre de «sondas y palpadores», y se mide la intensidad del haz de ondas que atraviesan el material, o la del haz reflejado, o bien el tiempo empleado en el recorrido, mediante un sistema receptor que lleva incorporado el aparato de amplificación y lectura, junto con una pantalla de Rayos Catódicos. Cada defecto detectado produce la imagen correspondiente sobre la pantalla, y da una indicación de que existe tal defecto, pero sin precisar en la mayoría de los casos, su naturaleza ni su importancia. Para determinar éstas, es preciso acudir posteriormente a la radiografía o a la gammagrafía. TENSIONES RESIDUALES Y FORMAS DE COMBATIRLAS Cuando se suelda una pieza el calor producido durante la operación, da lugar a deformaciones de la misma, y que pueden ser momentáneas o permanentes. Durante el enfriamiento tiene lugar una contracción de la pieza que origina nuevas deformaciones o da lugar a tensiones residuales, cuando las deformaciones no pueden producirse. Las deformaciones y tensiones residuales, se originan por lo tanto, al calentarse y al enfriarse piezas, debido a dilataciones y a contracciones que sufren éstas. Las deformaciones y las tensiones residuales son, pues, completamente antagónicas. La magnitud de las dilataciones y contracciones del acero, producidas por variaciones de temperatura, depende de su coeficiente de dilatación lineal. Dicho coeficiente indica la variación de la longitud, por grado centígrado y milímetro de longitud. Varía con la temperatura entre Oo y 100 o, y vale 0,000011 mm. por milímetro y grado. Al soldar una pieza, la podemos considerar que se encuentra de una de las

U NIO NES D E LOS P RI NCIPALES ELE MENTOS ESTR UCTU RALES

75

siguientes formas: a) Totalmente embridada, o sea, que no permite que se produzcan deformaciones al soldar, a cambio de una acumulación de tensiones residuales. b) Totalmente libre, y por tanto permite cualquier deformación sin dejar tensiones residuales. c) Semiembridada, o sea, que permite algunas deformaciones acompañadas de algunas tensiones residuales. El problema del cordón de soldadura corresponde al caso c), en el que dicho cordón se encuentra semiembridado por el resto de la plancha. La aparición de las contracciones en las soldaduras, es por una parte debido a la disminución de volumen del metal de soldadura que se deposita en estado líquido, y por otra, a la disminución de volumen de la pieza a soldar calentada por el proceso de la soldadura. Este fenómeno de contracción, es el que produce deformaciones más o menos grandes, y tensiones residuales más o menos grandes , también, según el estado de fijación de las piezas a soldar. Vamos a enumerar algunos de los factores que disminuyen las contracciones debido a la soldadura, en las uniones a tope y en ángulo: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10)

Sección del cordón de soldadura, estrecho. No aumentar la aportación de calor. Aumentar la velocidad de soldadura. Dismimuir la separación de las piezas de la unión. Disminuir el ángulo del chaflán de la unión. Disminuir el número de pasadas al mínimo. Gran espesor de las piezas a unir. La mejor forma de chaflán en «X» (sólo soldadura a tope). Ejecutar la soldadura discontinua. El mejor tipo de electrodo, con poco revestimiento (para las contracciones angulares, electrodos con mucho diámetro). 11) El mejor procedimiento de soldadura, semiautomática con protección de CO 2 (para las contracciones angulares, con arco sumergido). 12) La mejor manera de realizar las pasadas con los electrodos es: Sin mover el electrodo transversalmente (con excepción de la contracción longitudinal que se siente perjudicada). 13) La mejor secuencia para soldar con varios soldadores es: Simultánea y simétricamente. Con estos principios establecidos, vamos a estudiar ligeramente algunas normas prácticas, para atenuar las deformaciones y tensiones residuales en la Construcción Naval. En un principio, según la responsabilidad, y el tipo de unión (si se trata de plancha fina o gruesa, si está o no muy reforzada, etc., etc.), se debe planear pretender limitar las deformaciones hasta el mínimo, manteniendo las tensiones residuales suficientemente débiles; o bien, pretender limitar las tensiones residuales hasta el mínimo, mantenien,do las deformaciones suficientemente débiles.

76

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Ambos objetivos, salvo en raras excepciones, no se pueden alcanzar a la vez, por lo que es importante en la planificación inicial. Si interesa obtener pequeñas deformaciones, se deben sujetar las piezas a soldar lo más rígidamente posible, mediante tensores, pesos, emparrillados, y mantener las tensiones residuales suficientemente débiles, por medio de una secuencia racionaL Estas secuencias las podemos clasificar en dos categorías: a) El orden de ejecución de una unión aislada. b) El orden de ejecución de las uniones pertenecientes a un bloque de prefabricación de un buque, o de las uniones de grandes bloques en grada. SOLDADURA DE UNA UNION AISLADA

Reglas generales de ejecución para mantener las tensiones residuales en unos valores mínimos. a)

Empleo simultáneo de varios soldadores.

Hay que tener en cuenta que las condiciones ideales de una unión soldada, es efectuar la soldadura simultáneamente a todo lo largo de dicha unión. b)

Preferencia los métodos que permitan soldar las dos caras simultáneamente

(Planchas de espesor superior a 10 mm.) c)

Se debe soldar con pocas pasadas.

La secuencia de «paso de peregrino» se aplicará en las primeras pasadas con tramos más cortos que en las últimas. d) Paso de Peregrino: (Fig. 56, a). Se usa al soldar longitudes considerables, y consiste en lo siguiente: Se comienza por puntear las dos planchas a unir a razón, de 4 a 6 puntos por metro de soldadura. Después, se empieza a soldar en el punto 1, en dirección a B; seguidamente se suelda del punto 2 al 1, a continuación del 3 al 2, y así se continúa hasta soldar toda la junta, menos el último trozo que se hace del 5 al 6. La longitud de los tramos en función del espesor de las planchas, para 12 mm. de espesor, tramos de 100 a 200 mm. de longitud.

A B ~+--~---m--~

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

77

En el caso de varias pasadas, ésta que hemos descrito sería la pasada de fondo, y las otras, se harían, la segunda pasada de una sola vez por soldadura continua, comenzando en B y terminando en A. Si hubiere necesidad de una tercera pasada, se haría desde B a A. e) Comenzando la soldadura de una costura, se debe procurar no interrumpirla. f) Se recomienda utilizar electrodos del mayor diámetro posible. Siempre y cuando el material aportado sea el mínimo posible. g) En soldadura manual, no conviene exagerar el vaivén transversal de los electrodos. No sobrepasar' en el balanceo una amplitud igual a tres veces el diámetro del electrodo. h) Se evitará el cebado del arco fuera de la soldadura. Porque originaría asimetría del régimen térmico que se produce durante la soldadura. i) Formas de chaflán para planchas delgadas, unión a escuadra, para mejorar espesores, unión en X. j) No realizar cordones con mucho sobreespesor. AumeRta la sección de la soldadura y desperdicia el metal de aportación. k) Son mejores los electrodos de gota fría (básicos y rutilo) que los llamados de gota caliente (ácidos). Los primeros aportan menos cantidad de calor. 1) Se preferirá los procedimientos de soldadura semiautomática para planchas finas (menos de 10 mm.), y a los procedimientos automáticos (Fusarc y Arco sumergido) para planchas gruesas. Los primeros por la poca aportación de calor y los segundos por las pocas pasadas. m) La velocidad de soldadura la mayor posible. n) Las velocidades de enfriamiento y calentamiento deben ser lentas. Será recomendable, por tanto, una soldadura de régimen caliente, o bien, precalentamiento de la unión. o) Soldar preferentemente en posición horizontal. p) Cuidar el corte de los chaflanes. Los puntos de soldadura para el ajuste de las planchas, deben ser lo más débiles posibles, según algunos técnicos, lo bastante débiles para que puedan romper, si las tensiones temporales de contracción resultaran excesivas. SOLDADURA DE LAS UNIONES DE UN BLOQUE DE PREFABRICACION y UNIONES DE BLOQUES EN GRADAS.

6

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~~-----rr------E3~ Fig. 56, a.

Paso del Peregrino

Vamos a dar una serie de Reglas generales: resumen de lo que se hace en los distintos astilleros: Regla I -Descomponer la estructura soldada en bloques. -Descomponer los bloques en subloques. -Descomponer los subloques, en paneles planos con perfiles y primeras prefabricaciones.

78

CONSTRUCCION NAVAL y SE R VICIOS

-Las uniones de los paneles se realizarán, formando subconjuntos de planchas parecidas, que al unirse forman el panel completo. Regla II - Disminuir las deformaciones sin producir tensiones internas peligrosas. Regla III -Procurar siempre que los metales depositados sobre las uniones a soldar, sean simétricos. Regla IV -La secuencia de soldadura, será siempre compatible con una buena ~alidad del metal depositado.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA SOLDADURA CON RELACION AL REMACHADO Vamos a estudiar en primer lugar, las ventajas de la soldadura con relación al remachado. VENTAJAS a) Aumento de la relación Peso Muerto/Desplazamiento, es decir, el buque pesa menos. Un buque de 5.000 toneladas, soldado, mejora su Peso Muerto en 600 ó 700 toneladas, con respecto al mismo remachado. b) La junta soldada, es automáticamente estanca, y no requiere posteriores operaciones para que cumpla esa condición, es decir, estanca al agua y a los derivados del petróleo. En la práctica se guardan ciertas normas, producto de la práctica. c) Eliminaeión de partes superpuestas en las juntas del casco, con el consiguiente ahorro de material. d) Mayor resistencia a la corrosión. e) Facilidad con la consiguiente economía, en la Construcción y Reparación de Buques: 1) La soldadura se puede efectuar de día y de noche, con la misma facilidad. 2) Un Astillero es mucho más silencioso con la soldadura, importancia en el rendimiento personal del trabajo. 3) Se puede hacer bajo el agua. 4) La ausencia de solapes, remaches, etc. , disminuye la Resistencia por Fricción del casco, aumentando, por tanto, la velocidad, o disminuyendo potencia de Máquina. 5) Simplificación de las uniones, y mucha facilidad en la prefabricación.

INCONVENIENTES a) El trabajar a bajas temperaturas, aumenta las contracciones en las juntas soldadas, y como ya sabemos, aumentan las deformaciones y tensiones residuales, y además las tensiones temporales. b) Necesidad de la preparación de los bordes para ciertos espesores de planchas. c) Aumento de las tensiones en los cascos de los buques, debido a las forzosas

UNION E S DE LO S PRI NC IPALES EL EM E NTOS EST R UCT UR A LES

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tensiones residuales, con riesgos de grietas y roturas. d) Escrupuloso y severo control de las uniones soldadas. e) Corrección de deformaciones. f ) Que las grietas no son detenidas por las uniones soldadas, como lo suelen hacer las remachadas.

EMPLEO DE LA SOLDADURA EN LA CONSTRUCCION DEL CASCO Y EN LAS REPARACIONES Ya sabemos que en las construcciones soldadas, el corte exige una preparación cuidadosa, para no modificar los espesores, de forma que si esta preparación se hubiera tenido que hacer por medio de cizallas normales y cepilladoras, es muy probable que la soldadura no hubiera podido ofrecer las ventajas que actualmente presenta en cuanto a ahorro en Horasrronelada. Por lo que el complemento de la soldadura, son las Máquinas Automáticas de Oxicorte. Se suelen usar modernamente la Rogatome, máquina de oxicorte que hace el corte con figura, y la Messer, que hace el corte rectilíneo. Por sup~esto, que la soldadura se emplea para todo lo que sea unión de elemmentos: paneles, subloques y bloques prefabricados, así como la unión de los bloques en la construcción del buque. Vamos a hacer un breve resumen sobre los Tipos de Soldadura usados en un moderno Astillero. 1) Por supuesto el Manual, tanto en construcción como en reparaciones. En los Astilleros además de la unión de elementos y de los bloques prefabricados, se usa también la soldadura manual, para dar calor y con él corregir deformaciones, así como suplementar con metal de aportación ciertas zonas desgastadas. 2) La soldadura automática en las siguientes versiones: a) Soldadura por Arco sumergido, conocida con el nombre de UNIONMELT. b) Soldadura FUSARG. c) Soldadura semiautomática o automática bajo atmósfera de CO 2. d) Procedimiento FUSARG CO 2. e) Procedimiento ARCOSARC. 3) Soldadura automática por una sola cara, planchas de gran espesor. a) Método F.C.B. (Flux-Copper-Barking). b) Método de refuerzo por fundente aglutinado con resina. c) Método de refuerzo por barra fundente cementada. d) Método «Electroslag» para costuras verticales largas (Forro exterior, etc., etc.). e) Método «Electroslag» empleando una guía consumible tubular, para costuras verticales cortas. Para terminar, hay preparaciones de bordes en «x» para soldar por ambas caras, en las siguientes partes del buque: Roda - Codaste - Timones - Planchas de fundamento del polín del motor principal y otros.

xo

CONSTR UCC ION N AVAL y SERVICIOS

LOS SIMBOLOS USADOS EN ASTILLEROS PARA LAS UNIONES SOLDADAS, EN LOS PLANOS DEL BUQUE, SE VEN CON SU SIGNIFICADO A CONTINUACION: SI M B OLOS

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DE LA SOLDADURA

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Fig 57

tope

un 10 n

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

81

ESFUERZOS ADMISIBLES EN LA SOLDADURA ELECTRICA y NORMAS EN LAS UNIONES SOLDADAS; VISTO POR LOS REGLAMENTOS DE LAS COMPAÑIAS CLASIFICADORAS

Con todo lo dicho hasta aquí de la soldadura, se puede afirmar que la unión soldada en la Construcción Naval es de total garantía, y lo que se seguirá vigilando y mejorando son los métodos de ejecución. En los métodos de ejecución y vigilancia, tiene gran importancia, (:\demás de la experiencia (Normas de las Compañías Clasificadoras), las pruebas o test a que se someten las juntas soldadas, tanto las destructivas como las no destructivas. Las primeras, son pruebas a nivel de laboratorio, consistente en rotura y plegado (tenacidad) de probetas (muestras de juntas soldadas en condiciones determinadas), para obtener valores de la junta soldada, de dureza y resistencia. Entre las no destructivas, las normales en Astilleros, el examen con Rayos X que ya hemos visto. La unión soldada es más rígida que la remachada, por tanto el valor de los esfuerzos longitudinales en olas, del buque, serán mayores; pero debido a la sencillez de las uniones soldadas, se pueden suavizar las Cargas, por diferencia de PesoEmpuje, y compensar algo ese defecto. Igual que en las pruebas que se hacen a los aceros, tracción, etc., lo que la Compañía Clasificadora investiga es un dato base, para que en función de él y de la experiencia (estadística), dar un «factor de seguridad» para los cálculos empíricos del escantillo nado de la estructura del buque; un sistema parecido sigue en las uniones soldadas. Se parte de la base inicial, que los «cuellos» de la soldadura sean iguales al espesor mínimo de las planchas a unir; y, por tanto, su resistencia es la misma que la del metal base a unir, un mínimo de 41 Kg/mm 2, comprobable con la prueba destructiva. Aplicando a esta resistencia factores de reducción, obtenemos primero la carga útil de trabajo teórica, y después a la realidad de la práctica. Estos factores de reducción se aplican por los siguientes conceptos: a) Tipo de carga a que se somete la soldadura (tracción, esfuerzo cortante). b) El tipo de soldadura (manual, automática, continua, en cadena, etc.). c) Calidad del trabajo (controles destructivos o no, hecho a uniones soldadas, efectuadas por los soldadores del Astillero). Una vez conceptualizado el tema, vamos a hacer un trabajo ordenado, con objeto de abarcar todos los términos que se usan en las tablas de soldaduras de los Reglamentos de las Compañías Clasificadoras. A) Partiendo de la resistencia mínima que debe tener el cordón soldado, 41 Kg/mm 2. Se le aplica una reducción de un 20% por envejecimiento. B) Otros tantos por ciento de reducción, por cargas estáticas y dinámicas, principalmente de la soldadura en ángulo. Con las reducciones A) y B) «por tipo de carga», se obtiene, la «carga útil» de trabajo de la soldadura. Después de las correcciones b) y c) por tipos de trabajo, tenemos la «carga de seguridad» de la soldadura. En las tablas con el factor soldadura de los Reglamentos del Lloyds, Bureau, etc., en lo que respecta a las uniones a tope, el «factor» es la unidad (no tienen ninguna reducción) siempre que se asegure la penetración del cordón. Para lo que

CONSTRUCC ION NA VAL y S ERV IC IOS

82

planchas superiores a 8 mm. se preparan los bordes con chaflanes, formando ángulos de más de 50° (ver Fig. 53, a). En las uniones en ángulo (Fig. 55), el factor reductor de soldadura (referido a su resistencia), es «el valor del cuello del cordón», que luego se relaciona el espesor de los elementos a unir y la zona del buque. Obtenido el definitivo cuello de soldadura, de la unión en ángulo, se vuelve a corregir para el definitivo cuello, en función de: a) Soldadura manual o automática continua. b) Soldadura automática de alta penetración. c) Soldadura intermitente en cadena y en zig-zag. En el caso de intermitentes, dan valores máximos de separación entre cordones, y en consecuencia sobre el espesor del cuello. Obligatoriedad de soldadura continua en las zonas siguientes: a) Mamparo del prensa y pique de popa. b) Cuando los longitudinales de fondo y cubierta, sean de mayor espesor que el forro. c) En los lugares coincidentes con refuerzos (contretes y cartabones), si éstos los llevan continuos.

83

UNIONES DE LOS PRIN C IPAL ES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

) ~ I¡!l¡ FA LTA

DE

PEN ETRACI O N

\ p OROS

(~

((1 )

)

~ ~ ~ ~ ~ !4 ~ , 1)

ESCORIA

PEGADURAS

( c)

Fig. 59.

(d)

Defectos internos de la soldadura.

DEFECTOS EN LA SOLDADURA POR SU EJECUCION En la soldadura manual, tenemos los posibles siguientes defectos: a) Defectos externos de la soldadura Falta de espesor en el cuello del cordón (Fig. 58, a). Mordeduras, surcos a los lados del cordón. Reduce su sección y, por tanto, su resistencia. Son zonas de iniciación de grietas (Fig. 58, b).

((1)

Debido a la rigidez del cordón soldado, y para evitar puntos de concentración de esfuerzos producidos por el mismo, los cortes en las planchas no se harán en ángulo recto, ni con rugosidades (Fig. 60); serán elípticos o parabólicos y los bordes bien lisos, y reforzados si se puede con «llanta de cara» (Fig. 61). Si se necesitan, como es el caso de las escotillas con tapas articuladas, en ángulo recto, la zona se reforzará bien con doble plancha, mejor con acero especial (Fig. 62).

( b)

Fig. 58.

b)

PRECAUCIONES GENERALES Y NORMAS EN LAS JUNTAS SOLDADAS PARA EVITAR, EN LO POSIBLE, ZONAS DE CONCENTRACION DE ESFUERZOS (BOTON DE SOLDADURA) PROPIO DE LAS MISMAS

Defectos externos de la soldadura.

Defectos internos de la soldadura - Falta de penetración; produce falta de resistencia, posible iniciación de grietas (Fig. 59, a). - Poros; depende de la cantidad y responsabilidad de la zona soldada (Fig. 59, b). Escorias, por mala conducción del baño de fusión (Fig. 59, c). - Pegaduras o fallo de fusión. El metal de aportación no ha fundido el metal base, en toda la superficie de unión, y no ha quedado totalmente hecho «un todo», sino que hay zonas en que ha quedado pegado. El defecto es grave, (Fig. 59, d).

ZONAS DE

Fig. 60.

D E F O RMA CION

GR I ETAS

Los cortes en las planchas no se harán así.

CO NSTRU CC ION NAVAL y SERVICIOS

84

H5

UNIO NES DE LOS P RI NC IP ALES ELEMENTOS ESTRUCTU RALES

soluciones colaboran con su experiencia (estadística) las normas de los Reglamen tos de las Compañías Clasificadoras.

DOBLE

PLANCHA O

_-/f-_-H-_ACERO ESPECIAL

RE F U E R Z "----+--_

DE

PLANCHA

Fig. 61 . Las esquinas con cortes elípticos o parabólicos, reforzadas a veces con llanta de cara.

Fig. 62.

Plancha de refuerzo en esquina de escotilla.

E X TRE MO RE F U ER ZO

Cuando el borde libre de una plancha está sometido a esfuerzos intensos, que le pueden hacer perder la rigidez, deformándolo, se le enfaldilla o dobla este borde para darle más resistencia a la posible deformación (Fig. 62, a). Igualmente la llanta se convierte en un perfil armado, al reforzarla con otra llanta de cara (Fig. 62, b), con la misma intención anterior, de reforzar el borde libre.

DE U N VERTICAL

PLANCHA

Fig. 63.

Detalle de la punta o extremo de un refuerzo vertical.

- - - + - CONSOLA

Fig. 62, a.

Plancha con borde afaldillado.

Fig. 62, b.

Perfil armado a base de llantas.

En las puntas de los refuerzos de estructuras, hay que evitar la rigidez, y dejar espacio para que los cordones sean continuos. En la (Fig. 63) vemos el detalle del extremo o punta de un refuerzo vertical, con escotadura (evitar rigidez) y sin llegar al final de la unión de planchas, para la continuidad del cordón en la punta. En la (Fig. 64) vemos el detalle del rebaje del extremo de una consola (evitación de discontinuidades) y el cordón soldado le da la vuelta a la punta de forma continua. En la (Fig. 65) se ve con todo detalle la unión de la punta o extremo de consola o cartabón, a la plancha que refuerza; con la continuidad del cordón en la punta, que es zona de posible formación de grietas. Cruce y encuentros de cordones soldados La soldadura es un proceso que produce contracciones, y si no hay material suficiente para contrarrestar este esfuerzo interno (depende de la dilatación lineal de los materiales), se producirán grietas. Este es el peligro de los «Botones de Soldadura» en la Construcción Naval. Vamos a ver someramente las soluciones de los Astilleros para evitarlos en los cruces y encuentros de cordones, y a cuyas

Fig. 64.

Detalle del rebaje de una consola, evita rigidez en la punta.

)m~~~~~_~_~_~_~_~_~_~_~ _ ~--ZONAS CARTABON

JUNTAS

GRANDES

ESFUERZOS

SOLDADAS

- - U - - PLANCHA

Fig. 65 .

Unión' de la punta del cartabón o consola a la plancha que refuerza.

86

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

En las uniones de planchas del forro, en un mismo plano, conviene interrumpir el cordón de la unión del tope (ancho de la plancha) y dejar continuo el de costura (largo de la plancha) '(Fig. 66). Se hace primero el cordón de la unión a «tope», hasta el chaflán de la unión de la costura (o hasta el borde si no lleva chaflán); con objeto de que el cordón de la costura quede correcto incluido el del tope; Así se evita la reducción del cordón de la costura por influencia del tope, con la consiguiente pérdida de resistencia. Otra situación típica es la de la (Fig. 67), en la que hay que hacer una escotadura en el rincón de unión de los elementos, con lo que los cordones siguen continuos e independientes, y por tanto sin pérdidas de resistencia en esas importantes zonas.

To PE

---+---...",

n---~-

Otra típica unión y cruce de cordones de costura, con refuerzos verticales (barraganetes de brazola de escotilla), (Fig. 70). Haciendo escotaduras redondeadas en los barraganetes, para el paso continuo del cordón de la costura, y a su vez para no interrumpir el suyo vertical.

--\\--- - B A R R A G A N E T E ~;;»--- 7'5~E

S COT A D U R A

PLANC HA AFAL DI LL

Fig. 69.

COSTURA

87

UNIONES DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Cruce de cordones de soldadura.

Fig. 70. Cruce de cordones en zona de escotilla.

Lo que explicamos para la (Fig. 69) es de aplicación para la (Fig. 71), paso de cordones verticales continuos en ángulo de las cuadernas con las planchas del costado, en zona de cruce con cordón de costura de planchas del forro. Fig. 66.

Encuentro de cordones de soldadura en el forro. Fig. 67.

Cruce de elementos con escotadura. CUADERNA

Cuando una junta en «T» o en ángulo, se cruza con una junta a «tope», veamos las soluciones: a) Siempre que lo necesite, para evitar cruces de cordones, hacerle escotaduras redondeadas al elemento vertical (Fig. 68).

CORDON VERTICA L COS TU R A

Fig. 71 . Cruce de cordón de cuaderna con cordón de costura de las planchas del forro.

ESLORA

Fig. 68.

Escotaduras en cruce de cordones de soldadura.

b) Otra solución es la de la (Fig. 69), en la que se haría primero la unión a tope, la zona sin pintar el cordón es la resanada (puesta plana y lisa); ya continuación se hace la unión del elemento vertical.

Fig. 72.

Refuerzo con «plancha diamante», cruce de bao y eslora.

F 88

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Para terminar, otra unión muy utilizada, en ciertas zonas de refuerzo especial, en el cruce de bao y eslora, y recibe el nombre de «plancha diamante». También se utiliza en esquina de escotilla, redondeando dicha esquina (Fig. 72).

ROTURAS EN LOS BUQUES Todas las Figs. desde la 53-a a la 72, van encaminadas desde un principio a evitar la Rotura en los buques, partiendo de la unión de los elementos simples en los paneles de construcción, que posteriormente formarán los Bloques y que después conformarán el buque, mediante la unión de ellos a través de un determinado orden, en la Grada o Dique. Toda la experiencia de las Compañías Clasificadoras, se han convertido en normas empíricas para la seguridad estructural, primero con los barcos remachados y modernamente con los soldados. Igualmente, responden a «Roturas en los buques» los párrafos anteriores de «Esfuerzos admisibles en la Soldadura eléctrica y normas en las uniones soldadas», estudiado por dichas Compañías, así como «Precauciones generales y normas en las juntas soldadas, para evitar en lo posible zonas de concentración de esfuerzos (botón de soldadura) propio de las mismas». Hasta aquí, en estos párrafos anteriores se ha estudiado la posibilidad de «Rotura» por esfuerzos locales, terminando en la Rotura de la estructura general del buque; a continuación veamos generalidades de Rotura por otro tipo de esfuerzos. En el Capítulo IV vamos a estudiar «Esfuerzos a que se ve sometido el casco de un buque»: Un buque de tendencia al «Quebranto»,buques de máquina en el centro, las planchas del fondo se ven sometidas a cargas por comprensión y, por tanto, la superficie metálica a efectos por «pandeo», para lo que habrá que disminuir «la clara» entre los refuerzos en esa zona. En un buque de máquina a popa, donde el esfuerzo general será por Arrufo, la carga por comprensión se presentará en la cubierta principal, aumentado por la separación o distancia de ella al eje neutro; igualmente habrá que disminuir la separación o clara, entre sus elementos de refuerzo (los de la cubierta principal), para evitar el riesgo de pandeo en sus planchas. Finalmente y para prevenir la «Rotura por fatiga» de la estructura de un buque, se determina como norma general, que las cargas máximas de «tracción y compresión» no pasen de 19 Kg/mm 2, siempre que el acero usado para la construcción del buque sea el acero al manganeso de calidad normal. En general y de acuerdo con lo dicho hasta aquí, se pueden añadir, que desde el punto de vista de Rotura por fatiga será peligrosa: a) Una carga que se pueda presentar de forma intermitente en cualquier zona del casco de 19 Kg/mm 2, bien por tracción o por compresión. b) Una carga alternativa en el sentido de la acción de la carga, de 9,5 Kglmm 2 en compresión o tracción.

Capítulo IV ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDA LA ESTRUCTURA DE UN BUQUE

NOCIONES DE RESISTENCIA DE MATERIALES Vamos a recordar y precisar, el significado de una serie de términos y expresiones necesarios para la comprensión del presente Capítulo. Carga. Es el término general que se usa para indicar la fuerza o peso que actúa sobre un cuerpo, sometiendo la estructura de éste a una condición de esfuerzQ que tiende a producir cambios de forma en el mismo. Se usa como unidad Tonela~ das x metro. Esfuerzo. Es el efecto de la carga sobre el cuerpo, o sea, la carga de trabajo de su estructura. Equivale a la medida de resistencia de un material a las fuerzas que tienden a producir su deformación. Se expresa en Kg/mm 2. ' Deformación. Es el efecto del esfuerzo, y es la medida de la alteración de las formas. Se expresa en tanto por ciento del largo original. Módulo de elasticidad o de Young. Es el valor del esfuerzo dividido por la deformación, dentro del límite elástico del material. Es una constante del mismo. Para el acero dulce su valor es de 20.000 Kg/mm 2 ó 2,10 6 Kg/cm 2. Resumamos en un pequeño experimento los anteriores conceptos: Supongamos una pieza de goma, en la que aplicamos una fuerza por tensión o. tracción. Esta ~uerza produce una deformación que es el Alargamiento, y dividIdo por la seCCIón transversal (perpendicular al sentido de la fuerza), nos da el Esfuerzo por Tensión o Tracción en Kg/mm 2, y equivale a la resistencia del material a dicho esfuerzo. Tensión o Tracción. La resistencia que un material ofrece a que lo estiren. A la barra de acero de la (Fig. 73), firme a la superficie A por el extremo P le aplicamos según el vector de la Fig., una carga de 40 Tm en el extremo libre: Esta carga o fuerza, causa un esfuerzo en la sección de 40.000 Kg/125 x 60 = 40.000 Kgl7.500 mm 2 = 5,33 Kg/mm 2• En este caso, por estar el acero dentro de su límite elástico, se extenderá en dirección proporcional al esfuerzo. Los aceros dulces en Construcción Naval tienen un límite elástico de 25 Kg/mm 2; en la práctica se procura, por seguridad, que los esfuerzos por tracción no sean superiores a 10 Kg/mm 2. En los Aceros de Alta Resistencia a la Tracción, usados actualmente en algunas zonas de ciertos buques, su límite elástico está comprendido entre 33 y 45 Kglmm 2; sin embargo, por seguridad, se procura que la tracción en los elemen. tos estructurales no pase de 15 Kg/mm 2. 89

90

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

A

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1.0 T M S

p

Fig. 73.

Barra de acero prismática sometida a esfuerzos por tracción.

Compresión. La resistencia que un material ofrece a las fuerzas o cargas que lo comprimen, se llama Resistencia a la Compresión. En general, se supone que el Acero dulce, tiene la misma resistencia a la tracción que a la compresión; pero normalmente la compresión está relacionada con la flexión, y reforzada localmente por el pandeo. Como vimos en el esquema general de los esfuerzos del casco, había una situación, que es la de «Arrufo», que la cubierta se comprime (localmente según la zona, más o menos); este fenómeno es aumentado porque los refuerzos transversales del casco, están separados por una «clara» (separación entre cuadernas de construcción), entre estos esfuerzos hay efectos de pandeo en la cubierta por la compresión general; y todavía más, por un aumento circunstancial de peso en la zona, por embarque de agua (peso y energía cinética) que acentúa el esfuerzo deformante por pandeo. En la (Fig. 74, a, b), deformación dentro del límite elástico por tracción y compresión. Esfuerzo cortante. El efecto de dos fuerzas actuando en sentido paralelo y direcciones opuestas. En la (Fig. 74, c) tiende a que una pieza se deslice sobre la otra. Cuando los barcos se remachaban, era el principal esfuerzo que aguantaba la caña del remache, ayudado por la compresión que ejercían las cabezas, para evitar el deslizamiento. Ya veremos la importancia de estos esfuerzos en el casco del buque, por fuerzas verticales de dirección opuesta, consideradas en cada sección. 1--- - --1

4~=====~----~j3__ ---1

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TRACCION

COMPRESION

(a)

( b)

Fig. 74.

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ESFUERZO

(e)

Deformaciones por tracción y compresión .

-.......

.

.

CORTANTE

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

91

Flexión. lJ na pieza experimenta esfuerzos por flexión, cuando está sometida a cargas o fuerzas que se ejercen en sentido transversal (normalmente perpendiculares a su eje longitudinal). Bajo la acción de estas cargas, la pieza se deforma; si era recta, se curva, acortándose las fibras de la parte cóncava y alargándose las de la convexa. Tiene una fibra neutra que no varía de longitud, y pasa por los centros de gravedad de la secciones de la pieza. Vamos a ver los efectos de un peso situado en medio de una viga, que tiene los extremos apoyados (Fig. 75, a). La carga producida en la viga por el peso P, se la reparten los dos extremos apoyados, que ejercerán una fuerza en dirección opuesta, llamada reacción de la viga. Naturalmente el peso P será igual a la suma de las reacciones (R + R ¡). Este reparto de cargas, intentarán flexionar la viga, como se ve en la (Fig. 75, a). Si la viga fuera completamente flexible, se curvaría y ya está; pero si es más o menos rígida (como sucede en la práctica), resistirá a la deformación por flexión. Las fuerzas entonces cortarán la viga, como en la (Fig. 75, b), o al menos lo intentarán. Obsérvese que las mismas cargas, intentan flexionar y cortar la viga, por lo que hay una relación entre estos dos efectos.

(a)

Fig. 75, a.

Viga apoyada y flexionada.

(b)

Fig. 75, b.

Viga cortada por rigidez y exceso de carga.

Se conoce con el nombre de «Esfuerzo cortante», la suma algebraica de todas las fuerzas (cargas y reacciones), que actúan a un lado de la viga, y que serán iguales a la del otro; pero actuando en dirección opuesta. En la (Fig. 76), el Esfuerzo Cortante a un lado del centro, por ejemplo, a la derecha, será (+ 3-2) = + 1 Tm de (E C); igualmente a la izquierda (+ 3-4) = -1 Tm de (E C). Los signos son para determinar la dirección de las fuerzas. En el centro de la viga al tener un esfuerzo cortante de 1 Tm. hacia arriba y 1 Tm. hacia abajo, ése es su valor.

p CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

92

El efecto de la flexión que depende (Fig. 77) del peso y donde lo situemos, viene dado por su Momento Flector, que es el producto del peso por la distancia a la sección que estamos considerando. La viga de la Fig. apoyada en uno de sus extremos y cargada en el otro, nos va a servir como caso más simple, para el cálculo del Momento flector. Si la carga es P en Tm, y la distancia a la sección considerada (S) es (x) en metros, el Momento flector (M) en la sección (S) =' P. x (Tonelada. metro). En la práctica no es tan fácil, porque dependen cómo estén los pesos, concentrados o diseminados, y cómo y dónde esté apoyada la viga. En el caso presente, el Momento flector (M), es igual a la suma algebraica de todos los momentos que actúan a un lado de la sección considerada, tanto a la derecha como a la izquierda de la misma, como ya veremos más adelante.

93

ESFU E RZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

resultados, solo que los (E C) cambiados de signo. En la sección «S», a su derecha, la viga intenta cortar hacia abajo, y a su izquierda, también en la sección «S», hacia arriba. (E C) en «S» (suma algebraica de fuerzas a su derecha) = = (-) P (+) P/2 = (-) P/2 Tonelada (M) en «S» (a su derecha) = (-) P(L/2 - x) + P/2 (L-x) = = (+) P. x/2 Tonelada x metro. Todo esto lo vemos en la (Fig. 78, a). Si trazamos ahora un eje de abscisa con la longitud (L) de la viga, a escala, en metros, y por los extremos dos ejes de ordenadas, uno con la escala en Toneladas y el otro en Tonelada x metro. Sobre estos ejes coordenados llevamos los valores de los (E. C) y (M) en las distintas secciones, tendremos los gráficos de la (Fig. 78, b). Donde observamos el valor constante del (E. C), pero con distinto signo en cada mitad; el mínimo en los apoyos, y el máximo en el centro de la viga de los (~ví).

ITM

R Fig.76.

f

I TM

L

I

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R1

Esfuerzo cortante a lo largo de la viga.

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R

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R

-P

(a)

Fig. 78 , a. Efectos de la concentración de la carga en una viga apoyada en los extremos.

Fig. 77 . Flexión en una viga apoyada en un extremo.

~

EFECTOS DE LA CONCENTRACION DE LA CARGA, EN UNA VIGA APOYADA EN LOS EXTREMOS (sin tener en cuenta el peso de la misma).

1,

"" - - - - - - - - - - - /

/

" "-

/

A las cargas le hemos puesto signo para poder actuar algebraicamente. Hacia arriba (+) y hacia abajo (-)1 (Fig. 78, a). Vamos a ver en estas condiciones el (E C) y el (M) en la sección «S». La única fuerza a la izquierda de la sección «S», es la reacción en «R» igual a (+) P/2, por lo tanto por definición (E C) en «S» = (+) P/2 Tonelada. El Momento flector (M) en «S» por definición = Fuerza en (R). distancia (x) = P/2. x = (+) P . x/2 (Tm. m). Si calculáramos el (E C) en todos los puntos a lo largo de la viga, sería siempre P/2 Tonelada; mientras que el (M) sería nulo en cada apoyo de la viga, para irse incrementando hasta el centro, donde tiene el valor máximo, P . L/4 (Tm. m). Porque en el centro x = L/2, y sustituyendo, (M) = P/2 . L/2 = P . L/4. Calculando lo (M) y (E C) al otro lado de la viga, obtenemos los mismos

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5

w

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P/2

/

/

R +-~~~~- L _Pi2

1_ - - -- - - - - --

j - --

- - -- --

~~-4R1

- ---'----------~ ESFUERZO

CORTANTE

(b)

Fig. 78, b.

Diagrama de Esfuerzos cortantes (E e) y Momentos flectores (M) a lo largo de la viga.

<)4

CON STR UCC ION

N AVAL Y S E RVI CIOS

EFECTOS DE LA DISTRIBUCION DE LA CARGA EN UNA VIGA APOYADA EN SUS EXTREMOS Observando la (Fig. 79, á). Cuando el peso «P» toneladas, se distribuye homogéneamente a lo iargo de una viga apoyada en sus extremos, de longitud (L); si llamamos al peso por metro de largo de la viga (p), el peso total (P) = p . L Toneladas. La reacción en los apoyos será como anteriormente de P/2. Veamos los (E.C) a la izquierda de la sección «S»: Valor de las fuerzas (reacción) = + P/2 = + p. L/2 Toneladas. Total fuerzas a la izquierda de (S) (suma algebraica) = reacción (+) carga p. L/2 - p. x = p(L/2 - x) Toneladas. En los apoyos el (E. C) es igual a la reacción, porque: En (R), x = 0, (E. C) = p(L/2-0) = (+) p . L/2 Toneladas. En (R¡), x = L, (E. C) = p(L/2-L) = (-) p . L/2 Toneladas. En el centro de la viga, como x = L/2, el Esfuerzo Cortante será (E . C) = p (L/2 - L/2) = (nulo) En la (Fig. 79, b) se hace gráficamente, -dando los anteriores valores en las distintas secciones de la viga.

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I

R

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E SFUE RZOS A Q UE ESTA SOM ETIDO LA E STR UCTURA D EL BUQU E

95

En R Y R l' X = 0, por lo que, (M) = 0, y en el centro de la viga x = L/2, por lo que el (M) = (p.L/2. L/2) - [(p/2 . (L/2)2)] = p.L2/4 - p.L2/8 = p.L2/8 = Momento fl~ctor en el centro de la viga en Toneladas. metro. Haciendo una representación gráfica, sobre ejes coordenados, tendríamos la (Fig. 80, b).

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L - -- - --

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o

+ R

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( a)

Fig. 80, a.

Efecto de la distribución de la carga sobre una viga.

~cnI MOM E N! '!

Rl

F L E C! O R

(b )

( a)

Fig. 80, b. Fig. 79, a.

Diagrama de Momentos [lectores (M).

Efectos de la distribución de la carga sobre una viga.

GRAFICO DE ESFUERZOS CORTANTES Y MOMENTOS FLECTORES '" oC(

a

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R

2

( b)

Fig. 79, b.

Diagrama de Esfuerzos Cortantes (E.C).

A continuación vamos a calcular el Momento flector (M), (Fig. 80, a, b). Suma algebraica de todos los Momentos a un lado de la sección (en este caso a la izquierda). Hasta (S), tenemos el Momento de la reacción (P/2 . x) y el de la carga (-p.x.x/2 = -p.x 2/2, sumando tenemos, M = p . L. x/2 - p.x 2/2=Momento flector (M) en la sección (S) en Toneladas x metro.

Merced a la posibilidad de poder construir gráficamente, y por tanto de calcular, los Esfuerzos cortantes y Momentos flectores de los buques, se simplifica el problema; que no son tan fáciles de hacer como el de la viga que estamos estudiando, aunque el sistema esquemáticamente sea el mismo, y sólo varía la complejidad. En la (Fig. 81) hemos añadido la «Curva de Cargas», o sea, el valor del peso (p) en Toneladas, por metro de largo (L), y como la viga es homogénea, su valor constante, queda representado por una recta paralela al eje de las abcisas, cuya ordenada es (p) toneladas x 1 (metro) = p Toneladas. Vamos a considerar la sección (S), y tenemos que: (E . C) en (S) = Ordenada (MS) en la Curva (E . C) = p (L/2-x) = p . OS. La zona rayada de la Curva de Cargas tiene por área = p. OS. Luego el valor de la ordenada MS = Al área de la Curva de Cargas entre la sección (S) y el centro O, que es un rectángulo. El Momento flector (M) en (S) = SN (Ordenada curva de Momentos flec-

C ONST RUCCION NAVAL y SERVICIOS

96

tores) p.L.x/2 - p.x 2/2, pero la zona rayada de la Curva (E . C) (TQMS) = x. (TQ + MS/2) (Area del trapecio) = x/2. (p.L/2 + P (L/2-x) = P.L.x/2 - p.x 2/2 = Al área de la Curva de Esfuerzos cortantes entre el apoyo (R) y la sección con-

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

97

el procedimiento de int«graciones aproximadas. Simpson, trapecio, etc., u otro cualquier procedimiento, que la experiencia o las normas dicten. ESFUERZOS LONGITUDINALES DEL BUQUE EN AGUAS TRANQUILAS

siderada (S).

+I

--

En la (Fig. 82) tenemos un tablón de sección rectangular, flotando libremente y en reposo en aguas tranquilas. En estas condiciones el peso total del tablón (P) al flotar, está equilibrado con el empuje (-P = Volumen sumergido x d~nsidad del líquido). Como sus secciones son de material uniforme y de la misma forma (rectangular), cada una de ellas tiene equilibrado su peso (p) con su empuje (-p). En estas condiciones, el tablón no está sometido a ningún tipo de esfuerzo. Vamos a considerar un buque, el de la (Fig. 83), flotando en aguas tranquilas, en reposo y en aguas iguales (el mismo calado a" proa que a popa).

Lo

p

TONELADAS

O

~~~

p ( -)

CU R V A

p (-)

-p

p ( -)

p (- )

ESFUERZOS

CORTANTES

Fig. 82.

Tablón de sección rectangular flotando.

--~ 2

CURVA

MOMENTOS .

FLECTORES

l

I Fig. 83.

Fig. 81.

3

~

Ff7-

Buque flotando en águas tranquilas.

Diagrama de Cargas, Esfuerzos Cortantes y Momentos Flectores de una viga.

Generalizando, tenemos: a) Se dibuja la Curva de cargas. Toneladas por metro de longitud. b) Se halla el punto en el cual el Esfuerzo cortante sea cero. Entonces se calcula el área de la Curva de Cargas, entre este punto y la sección considerada (S); el valor del área en Toneladas será el Esfuerzo cortante en (S). Repitiéndolo para una serie de secciones o puntos del eje de abscisas, se obtiene la Curva de Esfuerzos Cortantes. c) Hallar el punto en el cual el Momento Flector es cero (en los apoyos). Calcular el área de los Esfuerzos Cortantes entre este punto y (S), su valor en Toneladas por metro será el Momento Flector en (S). Se repite para varios puntos y tenemos la Curva de Momentos Flectores. d) Cuando en los diagramas nos salgan curvas, calcularemos sus áreas por

El peso total del buque es equilibrado por su empuje total (Volumen forma sumergida x densidad del agua = Desplazamiento); pero los pesos y empujes parciales que lo constituyen, no están repartidos uniformemente a lo largo de su eslora, como pasaba en el tablón. El barco de la (Fig. 83) está dividido en 5 secciones, que nosotros vamos a suponer cortadas (rebanadas de barco) y estancas, y que se pueden mover verticalmente con independencia una de otra. El peso de las secciones 1 y 5, exceden de sus propios empujes (recuerden que las zonas 1 y 5 se corresponden con los finos de proa y popa, y por su forma afinada tienen poco empuje), por lo que estas secciones se moverán verticalmente hacia abajo, hundiéndose, buscando su propio equilibrio, y siguiendo en el dibujo la dirección de la flecha. La sección 3, supuesto la de Máquinas, excede el peso a su empuje y también se hunde. Las secciones 2 y 4 son bodegas, ahora vacías, los empujes predominan sobre los

98

CONSTRUCClON NA VAL Y SERVI CIOS

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

99

pesos, ellas subirán verticalmente, siguiendo la dirección de las flechas. El resultado lo vemos en la (Fig. 84). TRACCION

EN

C O MPRESION

C U B I ERTA

EN

QUILLA

Fig. 86. Esfuerzos longitudinales en cubierta y quilla de un casco en la condición de «Quebranto». Fig. 84. Buque con sus secciones equilibradas.

R

Realmente las secciones 1, 2, 3, 4, 5, no pueden moverse verticalmente. Los Momentos flectores creados, y consecuentemente los esfuerzos longitudinales a que se ve sometido toda la estructura del casco, son debidos a la desigual distribución de pesos y empujes a lo largo del mismo; y deberán ser tenidos en cuenta en su construcción; así como los Esfuerzos Cortantes.

ESFUERZOS LONGITUDINALES DEL BUQUE EN OLAS Los esfuerzos del buque en olas, difieren de cuando está en aguas tranquilas. Son máximos, y por tanto críticos para el casco, cuando la longitud de la ola es igual a su eslora, y además la cresta o el seno esté en su mitad o cuaderna maestra (normalmente coincide la cuaderna maestra con la mitad de la eslora entre perpendiculares) . En la (Fig. 85) la cresta de la ola está en la mitad del buque, y los senos en los extremos de proa y popa. En este caso la distribución de pesos y empujes en las secciones del buque, dan lugar a un reparto de «cargas» (esfuerzos resultantes), representados por los vectores 1, 2 Y 3. Esta condición da lugar, a que los extremos de proa y popa tiendan a hundirse y el centro a elevarse, condición de «Quebranto».

p

p

Fig. 87. Esfuerzos en una viga apoyada en su centro y con los pesos concentrados en sus extremos.

Ahora consideremos que es el seno de la ola el que está en la mitad del buque. y la cresta en los extremos de proa y popa. En este caso, la distribución de «cargas» (resultante de los esfuerzos de pesoempuje), viene representado por los vectores 1, 2 y 3. Esta condición del buque, da lugar a que los extremos de proa y popa, tiendan a levantarse, y el centro a hundirse, condición de «Arrufü». Esta condición da lugar a esfuerzos longitudinales por compresión en la cubierta, y de tracción en la quilla y fondos del casco (Fig. 89).

Fig. 88. Buque sometido a esfuerzos por «Arrufo». Fig. 85. Buque sometido a esfuerzos por «Quebranto».

Esta condición daría luga.r a esfuerzos longitudinales por tracción en la cubierta, y de compresión en la quilla y fondo del casco (Fig. 86). Los esfuerzos del casco que estamos estudiando, son similares, a los de una viga apoyada en sus extremos, y con la carga concentrada en el centro. La vimos anteriormente en la (Fig. 78, a, b), y se puede representar como similares a los de la (Fig. 87).

TRACCION

EN

QUILLA

Fig. 89. Esfuerzos longitudinales en cubierta y quilla ce un casco en la condición de «Arrufo».

1 lOO

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

Los esfuerzos en esta condición, son similares a los de una viga apoyada en sus extremos, y con la carga distribuida de forma uniforme en su longitud, estudiada anteriormente en la (Fig. 79, a, b), y que podemos representar de una forma similar a los de la (Fig. 90).

R

CU RVA

DE

101

PESOS

R

PESO x MET RO (CON STANTE EN LA LONGITUD. 1)

p

I ) )

Fig. 90.

I

Esfuerzos en una viga apoyada en sus extremos, y con el peso concentrado en el centro.

I

CURV AS DE PESOS, EMPUJES Y CARGAS Fig. 91.

Breve resumen de lo estudiado hasta aquí. El peso del buque está equilibrado con su empuje, pero los pesos y empujes parciales que los constituyen, están desigualmente repartidos en la eslora del mismo, y sus consecuencias son que: a)

En aguas tranquilas hemos visto los esfuerzos en la (Fig. 83) por la falta de uniformidad longitudinal, tanto en los pesos como en las formas del casco. Esto se puede acentuar por un desigual reparto de carga, que puede dar lugar a importantes momentos flectores. Se tiene que cuidar la distribución longitudinal de carga y lastre, para reducirlos a valores aceptables.

b)

En olas se crean nuevos momentos (Figs. 85 y 88), por aumentar lo desigual del empuje a lo largo de la eslora del buque. Los máximos valores de dichos momentos, suceden, cuando el buque navega proa o popa a las olas, que tienen su misma longitud, y la cresta o seno en su cuaderna maestra.

Curva de pesos.

CURV AS DE BONJEAN

Las curvas de Bonjean, nos da el área transversal sumergida de cualquier sección, en cualquier calado; y se puede usar para calcular con precisión el volumen total sumergido del buque. En el caso que estamos, la utilizamos para determinar la distribución longitudinal del empuje, en toneladas por metro.

LI

FI

Para el cálculo de estos momentos flectores críticos y correspondientes esfuerzos cortantes, creados por las flexiones longitudinales, es necesario construir primero la curva de «cargas», para lo que se necesita, construir primero las curvas de la distribución longitudinal de pesos y empujes.

CALADO

CURVA

DE

BONJEAN

ARE A

( a)

( b)

CURV A DE PESOS Fig. 92, a.

La curva de pesos, señala gráficamente la distribución longitudinal de Toneladas por metro de longitud. Sobre una línea base se representa la longitud del buque, y se divide en un número de secciones, que tengan iguales ordenadas, o sea, iguales Toneladas por metro (Fig. 91). Calculado el valor de las ordenadas en las distintas secciones, con su escala adecuada, tenemos los puntos para el trazado de la «Curva de Pesos».

Sección transversal del buque, en dos calados distintos.

Fig. 92, b.

Curva de Bonjean.

En la (Fig. 92, a), el área sumergida limitada por la flotación LF, está representada por la abscisa de AB, en la Curva de Bonjean; la limitada por L 1F 1 por CD. En la ·(Fig. 93) están representadas las Curvas de Bonjean para las distintas secciones, que se ha considerado conveniente dividir el buque. La experiencia ha

102

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

marcado unas normas en lo que concierne a escalas, etc., para la exactitud de los cálculos, y que cumplen las Oficinas Técnicas de los Astilleros.

CURV A DE EMPUJE Esta curva muestra la distribución longitudinal de los empujes en toneladas por metro. Se calcula con las Curvas de Bonjean, que nos da el área sumergida de cada sección, teniendo en cuenta la separación entre ellas, tenemos el volumen, que multiplicado por la densidad del agua, nos da el empuje, para la longitud de casco considerada; se representa gráficamente como la curva de pesos en toneladas por metro, citada anteriormente. Para el trazado de la curva de empujes del buque en olas, se superpone ésta sobre las curvas de Bonjean (Fig. 93), y una vez ajustado que se corresponde Peso-Empuje, se calcula con dichas curvas, el nuevo reparto de empujes. En la (Fig. 94) tenemos las curvas de empuje en aguas tranquilas, y en olas (condición de quebranto y arrufo).

E SFUE RZOS A Q UE ESTA SOM ETIDO LA EST R UCT URA D E L B UQ UE

En la (Fig. 95), la curva de carga queda representada por una serie de rectángulos, porque la de pesos lo son; y la de empujes, aunque es una curva, para restarla con comodidad de la de pesos, el trozo de curva de una sección, se sustituye por una recta paralela a' la de pesos, en la sección considerada, y trazada por la parte media del rectángulo; así tenemos dos rectángulos para restar, que nos dará otro rectángulo, el de «cargas». En la curva de cargas, cuando predominan los pesos sobre los empujes se considera positivo (ordenadas por debajo de la línea de base), y a la inversa negativo.

URVA

DE MOMENTOS

FLECTORES

CURVA PP

103

DE ESF UERZ O S

CORT ANT ES

P

Fig. 95 . Curva de carga (aguas tranquilas), esfuerzos cortantes y momentos f1ectores. Fig. 93.

Curvas de Bonjean en las secciones del casco de un buque, con perfil de ola superpuesto.

CURVA DE ESFUERZO CORTANTE Y MOMENTO FLECTOR lURVA

EMP U JE EN"'Q U EBRANT O"

~RESTA OLA

~

...........

/~...--___ -_--,.._-c:.;~

CURVA AGUAS

CENTRO

}URVA

.... SENO

DEL BUQUE

EMPUJE EN OLA

CENTRO

ARRUFO DEL BUQ U E

EMPUJE EN T RANQU I L AS

Fig. 94. Curvas de empuje.

CURVA DE CARGA La curva de carga, muestra la diferencia entre peso y empuje por unidad de longitud, en la eslora del buque. Como los pesos y empujes vienen en Toneladas por metro, la de cargas igualmente.

El esfuerzo cortante y momento flector de cualquier sección de un buque, se determina en primer lugar, por el cálculo de la curva de carga. Se ha demostrado anteriormente, que el esfuerzo cortante de cualquier sección de una viga, es la suma algebraica de las cargas que actúan a uno u otro lado de la sección. También que el momento flector que actúa en cualquier sección de la viga, es la suma algebraica de los momentos que actúan a uno u otro lado de la sección. Igualmente se ha demostrado que el esfuerzo cortante en cualquier sección, también es igual al área bajo la curva de carga, desde uno de los extremos a la sección considerada. Así como que el momento flector de una sección, también es igual al área bajo la curva de esfuerzos cortantes del mismo extremo a dicha sección. En estas condiciones queda demostrado, que la curva de esfuerzos cortantes es una integral de primer orden de la curva de cargas. La de momentos flectores es una integral de primer orden de la de esfuerzos cortantes y de segundo orden de la de carga. Como la viga y el casco del buque para estos efectos, está más que demostrada su identidad, quiere decir, que el cálculo de todos estos elementos se hace exactamente igual que para la viga, y todo lo que hemos dicho para ella, se dice para el casco del buque.

104

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

En la (Fig. 95) tenemos las tres curvas representadas, en este caso, considerando que el buque flota en aguas tranquilas. Vamos a señalar algunos puntos importantes de estas curvas: a) Predomina el efecto negativo en la curva de carga, desde el origen hasta aproximadamente un cuarto de la eslora, donde cambia de signo y se hace positiva; sigue positiva durante media eslora (a lado y lado de la cuaderna maestra), y cuando falta otro cuarto .de eslora para llegar a su extremo, cambia de signo y se hace negativa otra vez. b) La curva de esfuerzo cortante tiene su máxima ordenada, cuando la de carga se anula, o sea, cuando cambia de signo. El esfuerzo cortante tiene su máximo valor sobre el casco, a un cuarto de eslora contada desde sus extremos. Se anula en la sección media o maestra. c) La curva de momentos flectores tiene su máxima ordenada cuando se anula la de esfuerzo cortante, o sea, en la sección media o maestra. Dibujadas las curvas anteriores en aguas tranquilas, se hacen los cambios en la distribución de los empujes por olas, y se trazan las nuevas curvas de carga, esfuerzo cortante y momento flector del buque, en sus condiciones de quebranto yarrufo.

I

1

I

152 TM 9

TONELADAS POR METRO

251 TM 9

16219=18 ______ _

10

I

I 215 TM 9

26119= 29

ESFU E RZOS A Q UE ESTA SOM ETIDO LA ESTRUCTU RA DE L B U QUE

105

Ejemplo: Una barcaza de forma prismática y construcción uniforme, tiene 36 metros de eslora, y un peso vacía de 360 toneladas. Está dividida en cuatro espacios de carga, mediante mamparos divisorios. Las bodegas están cargadas como sigue: Bodega núm. 1: 189 toneladas. Bodega núm. 2: 216 toneladas. Bodega núm. 3: 261 toneladas. Bodega núm. 4: 162 toneladas. Se pide: Construir los diagramas de carga y esfuerzos cortantes, calculando después los momentos flectores en los mamparos divisorios, y la abscisa de la sección transversal donde el momento flector tiene un valor máximo, supuesto hl barcaza flotando en aguas tranquilas. Comentario: Por tener forma prismática, todas la secciones transversales son iguales (rectángulos), por tanto, los empujes son constantes. La construcción uniforme, quiere decir que el peso de Tonelada por metro, cuando la barcaza está vacía, es constante, y también como los empujes, homogéneamente distribuidos. Por tanto, los esfuerzos sólo son producidos al cargar las bodegas, por el desigual reparto de pesos, y por tanto de empujes en las distintas secciones, apareciendo las cargas. Siguiendo con el ejercicio, tenemos que:

189 TM . g

Barcaza vacía (Toneladas por metro) = ~~O = 10 Ton. Total Peso Barcaza cargada = 360 + 189 + 216 + 261 + 162

18919=21

- - - - - - - - - ___________

1.188 Ton.

L-

Empuje por metro (Toneladas por metro) = 1. ~~8 = 33 Ton. I fuRVA

Con estos datos trazamos las curvas de Peso y Empuje. La sumamos algebraicamente, y obtenemos las ordenadas de la Curva de Carga. Calculamos el area de lo~ rectángulos, y tenemos las ordenadas de la Curva de Esfuerzos Cortantes. Ahora calculemos los Momentos Flectores en los mamparos divisorios, y la abscisa de la sección transversal donde el momento flector tiene un valor máximo.

DE CARGAS

TONELADAS

Primer momento flector (Mamparo 1. 0) = 9 218 = 81 Ton. m. TONELADAS POR METRO

Segundo momento flector (Mamparo 2.°) = 16 245 - 9 :2 2 = 351 Ton.m. Tercer momento flector (Mamparo 3.°) = 45 9 = 202, 5 Ton.m.

2

*

.*

AREA

RECTANGULO

= BASE x ALTURA = 5x 9 = 45 1'1 2

ARE A

TRIANGULO

=

112 BASE x ALTURA

= 1/2

(45x 9)

= 202.50 '1'l.

Fig. 96. Diagrama de Carga, Esfuerzos cortantes y Momentos Flectores, de una barcaza prismática y de construcción uniforme.

Máximo Momento flector, donde el esfuerzo cortante se anula, la abscisa como la línea base la tenemos a escala, es de 16 metros. Por tanto: 16 . 45 Max. Momento flector = - 2 - = 360 Ton.m.

106

CONSTRU CC ION NAVA L y SERVICIOS

FLEXIONES Y FUERZAS CORTANTES EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE FORMAN LA ESTRUCTURA DEL CASCO DE UN BUQUE

Hasta aquí hemos estudiado los esfuerzos cortantes y momentos flectores que actúan sobre una viga primero, y después sobre el buque; producidos por las cargas que tanto la viga como el buque soportan. Insistimos en la similitud de los cálculos. Ahora vamos a estudiar en particular, el efecto de la flexión y del esfuerzo cortante; sobre las fibras longitudinales o capas que conforman longitudinalmente la viga (flexión) y sobre el perfil transversal de cada una de estas fibras o capas (fuerza cortante). Calculados los esfuerzos longitudinales producidos por la flexión en las distintas fibras, y las fuerzas cortantes sobre la sección transversal de dichas fibras, obtendremos «los criterios de resistencia» y de trabajo de las mismas. Si lo pasamos al casco del buque, podemos obtener «el criterio de resistencia» de los elementos que conforman su estructura, así como su forma exterior, y en el sentido que tienen que hacer la resistencia a deformarse.

ES FUE RZ OS A QU E ESTA SOM ETIDO LA ESTR UCT UR A D EL B UQ UE

Vamos a estudiar la deformación por la flexión en las distintas fibras. Consideremos en la (Fig. 97) dos secciones (ab) y (cd), paralelas entre sÍ, perpendiculares al plano (AB), y separadas por una distancia longitudinal (dJ. Cuando se deforma la viga por los efectos de la flexión (Fig. 98), los planos de estas dos secciones, seguirán perpendiculares al (AB), pero ahora no están paralelos entre sÍ, sino formando un ángulo entre ellas (d:e) . Las fibras por encima del plano (AB) están sometidas a esfuerzos por compresión, y las de por debajo a tracción. La fibra o capa que coincide con el plano (AB), que no tiene ni tracción ni compresión, porque tiene la misma longitud que antes de flexionar, se llama «fibra neutra», y al plano que la contiene «Plano Neutro». En el caso de una viga de material homogéneo, este plano neutro pasa por su centro de figura porque coincide con su centro de gravedad. También cuando la viga está flexionada y en equilibrio, la suma algebraica de los esfuerzos por tracción a un lado del eje neutro, y los de compresión en el opuesto, será cero, o sea, nulo. En la (Fig. 98) supongamos que el radio de curvatura de la fibra o eje neutro (AB) sea (R). Consideremos la fibra situada a una distancia vertical (y) del eje neutro y un grosor (d). Largo inicial de la fibra (Fig. 97) = dx = R . d x

DEFORMACION POR FLEXION

Largo después de la flexión (Fig. 98) = (R + y) d 8

Aquí tenemos la viga de siempre (Fig. 97), simplemente apoyada en sus extremos, y con un peso (P) suspendido en su punto medio. Esta distribución de cargas, tenderá a flexionar la viga, de acuerdo con la (Fig. 98). P/2

PI2

' dx I

~ al IC

b

d

Deformación =

Alargamiento Long. original

(R

+

y) d e -

R .d a

R. de

E SF U ERZ O S M Áx I M O S DE COMPRES IO N

a

Viga apoyada en sus extremos y peso en su punto medio. I

I

I

I

!d0 ~ I

a'

-

R

I IC

F I BRA

NE UTRA

-~

b

=

y~ (1) R

La ecuación (1) indica, que la deformación varía directamente con la distancia a la fibra neutra (eje neutro). Para una flexión dada, la deformación es máxima en las fibras alta y baja, y mínima en las próximas al eje neutro; hasta nula en el mismo (y = O). Si el módulo de elasticidad de la viga es constante (E) Esfuerzo E = Deformación Esfuerzo = E . Deformación yEsfuerzo = E. (2)

R

Fig. 97.

107

d

b ESFUERZ O S MAX , MOS DE TRA CC IO N

Fig. 98. La viga de la (Fig. 97) flexionada. Fig. 99.

Diagrama de esfuerzos en la viga flexionada .

1 108

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

La ecuación (2) indica, que como (E) es una constante relacionada con el material de la viga, el esfuerzo en las distintas fibras, es directamente proporcional a la distancia al eje neutro. Para una flexión dada, el esfuerzo es máximo en las fibras alta y baja, y mínima en las próximas al eje neutro; hasta nulo en el mismo (y = O), (Fig. 99). Vemos, como es lógico, la correlación entre deformación y esfuerzo. En la (Fig. 100) tenemos la sección transversal de la viga de la (Fig. 97), en (ab), siendo (NA) el eje neutro de dicha sección. ~_______

dy " "

"

El momento flector que actúa sobre la viga que estamos estudiando (M), sabemos que tiene un valor determinado, en su sección (ab), en cuyo perfil transversal estamos. Es un dato. Por otra parte, el momento del esfuerzo (m) que actúa sobre (dA) a una distancia (y) del eje neutro, en la (Fig. 100), viene dado por la fórmula - E.y d m---¡r-'Y' A

(E) y (R) son constantes para 'una condición de equilibrio dada, tenemos que, como ¿ y2. dA = 1, que es el Momento de inercia de toda la superficie respecto a su eje neutro o Segundo momento del área de la sección al eje neutro; podemos poner que

a

"

109

por tanto el Momento flector(M)=:¿ E; . . y.d A =:¿+.y2. d A; como

b______~

1'- " " " " " '\. 't. "

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DE~ BUQUE

'\.

y1

M 1

A

E R

---

(1)

Si llamamos (S) al esfuerzo de una fibra, situada a la distancia (y) del eje neutro, tenemos que

b

S=~

Fig. 100. Sección transversal de la viga.

R

Vamos a considerar en la (Fig. 100) la zona rayada, que es el perfil transversal de una fibra o capa, cuyo espesor es (d y ), situada a una distancia vertical (y) del eje neutro. El área será dA = b. d y La fuerza total que se hace sobre (dA)' es el producto de los esfuerzos unitarios por (dA)' o sea " Y Esf uerzo umtano = E' ~ y

Fuerza sobre (d A) = E --¡r-

. dA

Naturalmente la fuerza resultante sobre toda la sección transversal será Fuerza sobre la Sección transversal =;¿

E

k . dA

Pero recordarán que las fuerzas resultantes (tracción y compresión) sobre la sección en la fibra neutra es cero, luego E'Y·d =0

R

ó

E

R

Como en (1), tenemos que, _S_ = ~

Y

1

=~ y

y

M S=--

S = Esfuerzo en la fibra situada a una distancia (y) del eje neutro. l/y = Módulo de resistencia de la sección, se le designa con (Z) M = Momento flector a que se ve sometida la sección Podemos decir ya, que en todo lo concerniente a flexiones el «módulo de resistencia de la sección» es (Z) = l/y. ' Observen que el mínimo valor del módulo, ocurre cuando (y) tiene el máxi~o. Quiere decir que las fibras alta y baja de la sección transversal, son las que tIenen un menor módulo de resistencia, y serán precisamente a estas fibras a las que se referirán cuando den datos de resistencia de una viga. Ejemplo: Una viga de acero de sección rectangular, de 50 cm. de alto y 6 de espesor (Fig. 101, a). El momento flector en su parte media es de 12 Ton.xm. ¿Cuál es el máximo esfuerzo de la viga de acero?

A

M

como (E) y (R) son constantes en una deformación dada, tenemos ~ y dA = O, dA -::j O, Y = O Demostración de que el eje neutro de la viga, debe pasar por el centro de gravedad de la sección. En este caso, por ser un rectángulo y el material uniformemente repartido, coincide con el centro de figura, y por tanto está en la mitad de la altura de la viga.

l/Y

M

S = I7Y=-I-' Y 1= S=

l.a 3 6.50 3 12 12 12. 1000.1 00 .25 = 480 Kg/cm 2 = 4,80 Kg/mm2 62.500

110

CONSTRUCCION NAVAL y SERVIC IOS

La distancia (y) como se pide el máximo esfuerzo, será la de la fibra alta o baja; como la viga es de sección rectangular y sólida, el centro de gravedad está en el centro de figura, y por tanto (y) = Altura / 2 = 50/2 = 25 cm.

I

1

100cm 2

N

E u o o

- r--9

25

33

300 cm 2

1

9 .5

16,5

1

I

r,

100 e m 2

25

Fig. 101, b. Viga de acero de sección en «H».

Fig, 101, a, Viga de acero de sección rectangular.

Las dos vigas de la (Fig. 101, a, b), tienen sus secciones de distinta forma pero sus áreas son equivalentes, 300 cm 2, por tanto el peso por unidad de longitud es la misma. Ahora vamos a calcular para esta viga en «H», equivalente de la anterior, en las mismas condiciones, su máximo esfuerzo. 1 = Lo calculamos supuesto toda la sección rectangular, y después le restamos los dos rectángulos laterales. 1

_ _ B. H - 2(b.h 3) 12

M

S =-I-' y

__

2(9,5 . 25 3) = 601.550 cm 4

25 . 33 3 -

12.000 . 100 . 12 601,550

12 165 .,

= 50 . 129 cm 4

12

395 kglcm7 = 3,95 kg/mm7

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

111

El módulo de resistencia de la sección, (Fig. 101, a), l/y será 62.500'25 = 2.500 cm 3; el de la sección equivalente en "H", l/y = 50.129/16,5 = 3.038 cm 3. Vemos la importancia de la sección del perfil y sus medidas. Como consecuencia de su mayor módulo de resistencia, la deformación para igual Momento flector, es menor, y por tanto menor el esfuerzo en su fibra alta o baja, donde ya sabemos son máximos los mismos. Efectivamente para un mismo momento flector (12 Ton. m.) la viga de sección rectangular, tiene que aguantar un máximo esfuerzo de 4,80 Kg/mm2 , mientras que la de sección en "H" solo aguanta 3,95 kg/mm 2• La consecuencia que obtenemos son dos importantísimas: a) Con elementos estructurales de momentos de inercia adecuados, así como que estén colocados, de la forma mas conveniente pa~a el esfuerzo mas importante que tengan que soportar; habrá un gran ahorro de peso en el casco, sin merma de su resistencia estructural. b) Elementos estructurales esbeltos, con lo que se puede obtener fácilmente uniones soldadas simples, exentas de rigideces peligrosas. Sabemos que el máximo 'momento flector sucede en la Cuaderna Maestra del buque. Su valor se conoce a través de la Curva de carga y de esfuerzos cortantes. También sabemos que el eje neutro del buque, pasa por el centro de gravedad de la Cuaderna Maestra. Con lo que podemos determinar la distancia (y) a la cubierta y quilla, máximos esfuerzos, en particular en la cubierta; porque en el casco del buque, el eje neutro está más cerca de la quilla y por tanto más lejos de la cubierta, con lo que en ésta, los esfuerzos son máximos. Si ahora calculamos los momentos de inercia, de todos los elementos estructurales longitudinales contínuos, sobre el eje neutro, tendremos el momento de inercia (1) de la Cuaderna Maestra, con lo que: Esfuerzo máximo en la fibra alta (Cubierta) de la Cuaderna Maestra = S = ~ M = Momento flector calculado, que será máximo si hemos incluido la condición de . "Quebranto" ó "Arrufo", el que sea mayor de los dos. 1 = Momento de inercia de la sección respecto al eje neutro. y = Distancia vertical de la cubierta, en este caso, al eje neutro. Siguiendo con el comentario de la fórmula, tenemos: Que el esfuerzo (S) máximo en la cubierta, es un dato estadístico para los constructores de barcos y sus Reglamentos, por lo que hay que encajar, el diseño (que influirá decisivamente en el máximo momento flector), con el módulo de resistencia de la sección. Naturalmente añadiendo a todo ello la característica del acero a usar. Con todo esto queda suficientemente claro, el camino que siguen los Reglamentos de las Compañías Clasificadoras con sus fórmulas empíricas, y la libertad de los Astilleros de los elementos estructurales a usar y el como, con tal que respondan en su conjunto, a los módulos de resistencia de dichas fórmulas. ESFUERZOS CORTANTES El esfuerzo cortante en cualquier sección del buque, se obtiene, dividiendo el calculado para aquella sección, como ya hemos visto, por el área del perfil transversal de dicha sección. Esfuerzo cortante (S) = (F) Fuerza vertical cortante (A) Area

112

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS'

P/ 2

113

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

A = Al = A2; 1 = 1 1 = 1 2

PI2

Esfuerzo cortante en la sección de perfil tranversal (A) =

P2 =

I --=--_M _M-L. . . . 2....... . Y . A =

dx.y.A dx

M2 : Por definición, la diferencia entre dos momentos flectores, partido por dx la serruacion (dx) entre las dos secciones, es la fuerza vertical en la sección de la viga (F).

MI b

d

P I _ P2 = F .

y. A . dx 1

PI - P 2 = En la (Fig. 102) esfuerzo cortante en la sección de longitud (dx), cuyo perfil transversal tiene el área (A), (Fig. 103).

w

Fig. 102.- Viga apoyada simplemente.

ab = alt ura t = eSPQsor

Si suponemos ahora, que (s) es el esfuerzo cortante por unidad de superficie, en el área (A), y (t) el espesor de la viga; el esfuerzo cortante será: (s. t . dx), porque t. dx = A. Esfuerzo Cortante

F. _ _Y_.A_._d_x_ = (s.t.dx) 1

Esfuerzo cortante por unidad de superficie (s)

=

F.A.y

Fig. 103.- Perfil transversal sección (ah).

En la (Fig. 102) vamos a considerar la zona rayada: a) De corta longitud (dx), comprendido entre los planos verticales (ab) y (cd) . b) De un mínimo espesor (dy), y situado a una distancia vertical (y) del eje neutro de la viga. Por la fórmula de momentos flectores, sabemos, que el esfuerzo (S) sobre una pequeña área (t. dy), del perfil transversal de la sección (ab), (Fig. 103), es: MI . y

SI = Esfuerzo longitudinal en la sección MI = Momento flector correspondiente a la sección (ab) I I = Momento de inercia de la sección respecto al eje neutro La fuerza total actuando sobre la sección (ab), PI' será: PI

=

M/II . ¿ y.d A

=

Esta fórmula merece un comentario, como la final de las flexiones. F: Depende de los momentos flectores exteriores (A . y): Depende del espesor del perfil (t), de la altura y del perfil transversal de la sección. Nos recuerda a las formas del perfil, como en el módulo de resistencia de la sección l/y. El valor de (A . y) alcanza su máximo valor en el eje neutro, porque es donde cambia de sentido la deformación por flexión (pasa de compresión a tracción o viceversa), y por tanto máximo el esfuerzo cortante. En las flexiones, el módulo de resistencia longitudinal, el elemento (Y), está referido al máximo esfuerzo, o sea al mayor valor del mismo, fibra mas alejada del neutro, la mas alta y la mas baja. En los esfuerzos cortantes sin embargo, el máximo valor sucede en el eje neutro. A esta fibra se referirán los datos de resistencia del perfil a los esfuerzos cortantes. Veamos un ejemplo de como suministrar los datos, en función del espesor (t) y la altura (d) de un perfil de sección rectangular, una llanta por ejemplo, aparte después de la constante por el tipo de material. En la (Fig. 104) tenemos un perfil de un espesor (t) y de una altura (d). '

M/I 1 • Y . Al

La fuerza total actuando sobre la sección (cd), P 2' será: P2 = M/12 . Y . A 2

como el valor dx es suficiente pequeño, para qué,

I.t

Recordemos y repitamos que el esfuerzo cortante por unidad de superficie es (s)

= F. A. y 11 . t.

Pero el que interesa es el máximo, como ya hémos dicho, o sea en la fibra del eje neutro, cuando (A . y) tiene un valor máximo (s) máximo = F. 1/2 t . d . 1/4 di td 3. 1/12 . t

3F/2td.

114

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Vemos como el esfuerzo cortante unitario, es directamente proporcional a 3F (F = Esfuerzo cortante exterior, dividido por, el área del perfil transversal de la sección), e inversamente proporcional al doble del espesor por la altura. Nota: En este tema de esfuerzos cortantes, siempre que nos hemos referido al área del perfil transversal de la sección, ni que decir tiene, que nos hemos referido al área a lado y lado del eje neutro. Por tanto "A" es la mitad del área total de la sección, como en la (Fig. 104) es un rectángulo, "A" = 1/2 t . d Como "y" ~s la distancia de su c. de g. al eje neutro, en función de la altura (d), 1/2 .l/2.d = d/4. La distribución de esfuerzos cortantes en una viga, que el perfil transversal de su sección es en "H", tiene la forma de la (Fig. 105).

EJE N~U~O

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

115

INFLUENCIA DEL REPARTO DE LA CARGA EN LOS DIAGRAMAS DE ESFUERZOS CORTANTES Y MOMENTOS FLECTORES. El buque está diseñado para soportar unos esfuerzos cortantes y momentos flectores máximos, siempre que se haga una distribución razonable (estiba) de los pesos en los espacios de carga (bodegas y entrepuentes), y de lastre y combustible, en los tanques correspondientes. En cuanto la distribución no sea razonable, como el empuje es una constante función del calado para un buque determinado; aumenta la curva de carga, y con ella la de esfuerzos cortantes y momentos flectores. Las Oficinas técnicas de los Astilleros, facilitan repartos de los pesos a transportar por el buque, tanto en lastre, como en diferentes condiciones de carga del mismo, así como todo o parte del combustible para el consumo del buque, con su distribución. El diseñador ha contado con todos estos datos, que el marino procura respetar siempre; pero surgen imprevistos por cualquier circunstancia, y entonces hay que tomar decisiones rápidas y eficaces, para los que la preparación técnica es imprescindible. Encontrará una gran ayuda con los aparatos de cálculo de los esfuerzos longitudinales.

d

FATIGAS DE UN BUQUE EN DIFERENTES CONDICIONES DE CARGA. A=~ 1 .~ 2

2

2

=JL 4

Fig. 104. Perfil transversal de la sección de una viga.

ESFUERZOS

CORTANTES

Fig. 105.- Esfuerzos cortantes en un perfil en "H".

Recordamos que en un buque cargado, con la cresta de la ola en la cuaderna maestra, los esfuerzos cortantes alcanzan su máximo valor, en las proximidades de su eje neutro, y en un 1/4 de su eslora, contado desde sus extremos. Los mínimos esfuerzos cortantes están sobre la quilla y cubierta.

Para un buque ya construido y listo para funcionar, que es lo que se va a encontrar el marino en su vida profesional, los Reglamentos de las Compañias Clasificadoras, han previsto el máximo momento flector, a que puede ser sometida su estructura, tanto en aguas tranquilas como en olas. Por ejemplo, un buque tanque de 260.000 Toneladas de desplazamiento en máxima carga, con 300 metros de eslora, su máximo momento flector en la Cuaderna Maestra sería de 551.300 Ton. metro. La Oficina Técnica da toda una serie de datos, no solo sobre la sección de la maestra, sino aquellas donde hay mamparos de subdivisión. Recuerden que la distribución de la carga, unido a los esfuerzos adicionales en olas (por quebranto y arrufo), pueden llevar al buque a condiciones críticas en lo que respecta a los valores de los Momentos flectores en su sección media. En la ecuación de la resistencia de la sección, momento flector es igual a (l/y. s). El valor de (s) es el esfuerzo a la tracción o compresión de la fibra longitudinal del buque en esa sección, como ya sabemos, y sus valores tendrá mucho que ver con el tipo de acero usado por el constructor; pero de todas maneras el valor del esfuerzo, estará muy por debajo del límite elástico del acero usado. Lo que nos dice, que la estructura del casco es elástica, o sea, que sufre deformaciones por flexión tanto por quebranto como por arrufo; estáticas en puerto y dinámicas en la mar por efectos de las olas. En el cálculo del desplazamiento por calado, habrá que tener en cuenta esta deformación longitudinal, que variará con la condición de carga; y la flecha de la curva en la sección maestra, será suministrada por la Oficina Técnica al buque, con su signo (en unos tipos de buque predominan los quebrantos y en otros los arrufos). Vamos hacer a continuación, un tipeo en un buque-tanque de 100.000 toneladas de desplazamiento, con la distribución ya hecha de pesos, y con los datos que nos suministra la Oficina técnica; para comprobar que nuestro momento flector está en un valor correcto, respecto a su valor máximo en la maestra o sección media.

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

116

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

NÚM.

COMPARTIMENTOS

TONELADAS/lOO

FACTOR

NUMERAL

ESFUERZOS AQUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

117

(E). La NUMERAL es el producto de "c" por "D", y un dato a manejar como convenga, según veremos a continuación. (12). En este espacio viene sumado todo el Peso Muerto de la zona de Proa del buque, naturalmente dividido por 100 (fpr.). y también en la columna (E) viene la suma de productos de esta zona de Proa (Mpr.).

Pique de Proa

(30). En este espacio viene sumado todo el Peso Muerto en Toneladas (columna "C"), dividido por 100 (fpp.). También en la Columna "E" viene la suma de productos de esta zona (Mpp.). 12

13

TOTAL ZONA PROA.

Tpr.

(31). En este espacio viene sumado el Peso Muerto de ambas zonas, en la Columna

.................. Mpr.

Tanques de Carga

1:::::::::::::::::::: :::::::.:.:::::::::.:.:: .... :: .. ::::::.::.: ...

... .......... , ........ ... .... ... .... ................... .... .......... .

r-----t------------+--:-:~-.··-+-T-pp-.-+.-·.·.-·. ·.- .· -M-~_P·_Pr. 30

TOTAL ZONA POPA

. -.....-.....-l..

31

32

TOT AL PESO MUERTO

BUQUE EN ROSCA.

33

DESPLAZAMIENTO (31 + 32)

34

CORRECCION AL DESPLAZAMIENTO

35

+ MPPll

NUMERAL DE CARGA (Aguas tranquilas)

de los pesos (Tpr. + Tpp.) en Toneladas. También viene sumada en la Columna "E" la; producta; correspondientes de la; espacia; (12) y (30) o sea (Mpr. + Mpp.), pero con una novedad, que tiene puesto un signo (-) por delante. Este signo nos indica, que en este caso el Momento Flector produce una flexión por QUEBRANTO (HOGGING), el signo (+) se deja para el ARRUFO (S AGGING). (32). En este espacio vienen los datos del buque en Rosca, que son constantes, tanto el Peso (Tr.), como el Factor de la Columna "D", y por tanto también el producto (MTr.) en la Columna "E", también tiene el signo (-) por delante, lo que quiere decir que con el buque en Rosca, las flexiones son por QUEBRANTO (HOGGING).

Tr.

-MTr.

(Tpr + Tpp) + Tr.

-(Mpr+Mpp) - MTr.

(33). En este espacio horizontal, se suman 31 y 32, y tenemos en la Columna "c" el Desplazamiento del buque, y en la "E" la suma de NUMERALES respectivas.

Corrección.

(34). En este espacio hay una corrección al Desplazamiento, se calcula en función de unas Tablas que suministra la Oficina Técnica del Astillero, puede tener signo + ó-.

(33

+ 34)

x

COMENTARIOS AL P RESENTE CUADRO: (A) (NUM.): Número de orden de las Secciones, y a la vez de divisiones verticales del cuadro, interesante como ya veremos para posteriores indicaciones.

(35). En este espacio viene la suma algebraica de 33 y 34, solo en la Columna de Numerales, y tenemos en el cuadro el valor "X". "X", es un número representativo del Momento Flector del buque en aguas tranquilas. En las instrucciones de este buque, por ejemplo, dice que éste valor debe ser menor de 100. Si así es, aquí termina todo, el reparto de carga y combustible está correcto desde el punto de vista "FATIGAS LONGITUDINALES DEL BUQUE", pero sino o sea, si es mayor de 100, se hace un tanteo entre los datos para reducirlo por debajo de 100.

(B). Nombre de los espacios o compartimientos. (C). Número de toneladas cargadas en el compartimiento correspondiente, para la condición de carga considerada, dividido por 100.

APARATOS MECANICOS PARA DETERMINACION DE ESFUERZOS LONGITUDINALES.

(D). Factor multiplicador, es un dato fijo suministrado por la Oficina Técnica del Astillero; es mayor para las Secciones extremas y menor para la Media.

Dijimos ya, que la experiencia de las Compañias Clasificadoras y la del personal de los Astilleros, hacen que los escantillones longitudinales de los buques construidos, tengan el margen adecuado de seguridad, según el servicio y zona del mundo

118

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQU E

PANEL

a que se destinen. También hemos dicho, que el control en la distribución de los pasos, es un factor muy importante en la seguridad del buque en la mar; porque la experiencia de los expertos en los cálculos de los escantillones longitudinales, parte de la suposición, que siempre la distribución de pesos en un buque "es razonable". Está demostrado que gran parte de las fracturas estructurales ocurridas en los buques durante la travesía, son debidas a imprudentes cargas longitudinales (decimos gran parte no todas). Suelen suceder en mal tiempo, en el que las variaciones del empuje por ola queda fuera de control; pero lo que sí está bajo control, es la distribución correcta de pesos en puerto (estiba de la carga, combustibles, lastres, etc.). Con los calculadores de esfuerzos longitudinales, se hace un plan de carga, rápido y seguro; y además se corrige cualquier exceso que se computa. Igualmente se obtiene el Calado y el asiento. Uno de los tipos usados, consiste en una caja portátil con tapa, según vemos en la (Fig. 106).

119

DE CARGA

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PANEL

•

DE LECTURA

Fig. 107. Tipo de Calculador de esfuerzos longitudinales,

•

•

•

@ Fig. 106. Tipo de calculador portátil de esfuerzos longitudinales.

Las dos esferas son usadas, para el plan de distribución de pesos, a proa y popa de la sección maestra. El botón central se usa para mover un indicador (sobre una bur?uja interior), a derecha e izquierda a lo largo del cuerpo horizontal, que está enCIma de las esferas. En este cuerpo horizontal van marcadas escalas de esfuerzos asiento y peso muerto. Propuesto el plan de carg~ en las esferas, mediante los botone~ infer.iores, la posición final de la burbuja indicadora en el interior del cuerpo horizontal (SIempre que la escala exterior esté ajustada); marca sobre ella, los esfuerzos longitudinales, etc. No hace falta ser exhaustivo en el manejo del aparato, solo como experiencia de la aplicación práctica, del tema teórico que hasta aquí hemos estudiado. Por otra parte, ellos ya llevan explicaciones exhaustivas con ejercicios prácticos, que lo hacen de muy fácil manejo. En la (Fig. 107) tenemos otro tipo de Calculador de esfuerzos longitudinales.

En el panel de lectura situado horizontalmente, tenemos: Tabla de correspondencia entre Calado y Peso Muerto. Tabla de capacidades. Lámparas testigos, derecha e izquierda, verde, blanca y roja. Galvanómetro. En su parte inferior lleva un botón, que actúa mientras se hace presión sobre él, para aumentar la sensibilidad del mismo instantáneamente. 5. Botón para introducir el peso muerto. 6. Interruptor principal. Desconectado y tres posiciones. De derecha a izquierda: Peso muerto, Asiento, y Esfuerzos. 7. Botón de calibración del asiento. 8. Botón de lectura de esfuerzos, con la indicación si es por quebranto o arrufo (quebranto: hogging, arrufo: sagging). 9. Tabla de zonas de esfuerzos. 10. Botón de lectura del asiento. 11. Botón de lectura del peso muerto. 12. Botón de contacto por presión instantánea. 1. 2. 3. 4.

Manejo del calculador: En el panel vertical están todos los compartimentos del buque, acondicionados para llevar pesos, con un botón, que gobierna a un potenciómetro; para que mediante su giro en una escala, introduzca el peso correspondiente para el cálculo de los esfuerzos en el plan de carga. Cuando el compartimento esté vacio, se pone en cero. Nos ayudamos conociendo la densidad de la carga, con la tabla de capacidades que lleva en (2). Terminado el plan de carga, girando los botones correspondientes, nos pasamos

120

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

al panel de lecturas de la caja. Giramos el interruptor principal (6), hacia la posición mas a la derecha (borde exterior de la caja), es la de peso muerto. La lámpara blanca se enciende. El galvanómetro marca. Con el botón (11) de lectura del peso muerto, deshacemos lo que marca el galvanómetro. A continuación apretamos el botón del mismo, para mayor precisión, y la aguja del galvanómetro vuelve a marcar, y se vuelve a poner a cero, con el botón (11) del peso muerto. La última posición del botón éste, nos da el valor del peso muerto ... Si giramos el interruptor principal, un salto hacia la izquierda del anterior, se enciende la luz verde (centro), y calculamos el asiento. El galvanómetro marca de nuevo, y ahora se deshace la lectura con el botón del asiento (10). Se aprieta el botón de mayor sensibilidad, y se reajusta el asiento en su botón. Giramos el interruptor principal otro salto a la izquierda, se enciende la lámpara roja (izquierda), vamos a calcular los esfuerzos. La aguja del galvanómetro marca de nuevo. La parte de fuera del botón de lectura de esfuerzos, permite mediante su giro, introducir el peso muerto. Una vez introducido se gira la parte interior del botón, a deshacer la lectura del galvanómetro, haciendo el ajuste de precisión posterior, obtenemos la lectura de esfuerzos máxi~os en aguas tranquilas, para ese plan de carga (potenciómetro de la tapa vertical), indicando además si es quebranto o arrufo. El botón de los esfuerzos tiene la banda graduada, y además con zonas de colores: Zona verde. Esfuerzos .máximos permitidos en la condición de salida para el plan de carga propuesto. Zona amarilla. Esfuerzos máximos permitidos en la condición de llegada, si nos es posible, procurar que quede en la verde (variando el plan inicial mediante los potenciómetros del panel vertical). Zona naranja. Esfuerzos solo aceptables en viajes cortos, y totalmente dentro de la zona tropical. Zona roja. Esfuerzos peligrosos. Para terminar y como podrán adivinar, conociendo las fórmulas que los aparatos utilizan, calcularemos con facilidad, la influencia de cada espacio de carga, para un peso muerto dado, en el asiento (la condición en rosca es una constante del aparato). También la redistribución de la carga, para quedar con un asiento dado, con la máxima rapidez. En la (Fig. 108) y (109) tenemos un último Calculador de esfuerzos, mas completo, de instalación fija.

•

•

Fig. 108. Calculador de Momentos flectores y esfuerzos cortantes.

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL B UQUE

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121

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Fig. 109. Esquema del Calculador.

El buque queda dividido en un . número de secciones transversales, en sentido longitudinal, y cada sección está representada en el instrumento por un equivalente eléctrico de la carga a que se ve sometida. Usualmente en los buques-tanques, cada sección comprende un tanque con otros dos laterales, mientras que en los bulkcarriers una sección comprende, tanques laterales, doblefondos, y bodegas o parte de ellas. El pique de proa y tanque profundo adyacente, así como el pique de popa con tanques adyacentes, forman secciones. La Máquina está dividida de una a tres secciones en función del largo del buque. Para cada sección del buque, el potenciómetro correspondiente produce un potencial eléctrico equivalente a la fuerza resultante vertical en aquella sección. (Esta fuerza es la suma algebraica del empuje de la sección que es función del calado y del asiento, del peso constante de la sección en rosca, y de la cantidad variable de carga contenida en esa sección). El Empuje y el Peso de construcción de cada sección, forman la parte fija del circuito eléctrico, mientras que la carga variable se controla, por el giro de los potenciómetros que tiene el instrumento. El Calculador suma todas las fuerzas resultantes que actúan desde la proa del buque, y normalmente nos la da para dos puntos, en un cuarto de la eslora a partir de los extremos de proa y popa, estos son los Esfuerzos Cortantes en dichos puntos (Shearing Force). El Calculador nos da el Calado Medio, cuando la suma algebraica de todas las fuerzas verticales es cero. El Calculador nos da el Asiento del buque, cuando la suma de todos los Momentos sobre el punto escogido, en este caso justamente en la popa, es · cero. El Calculador mide el Momento Flector (Bending Moment) en la Sección Media . El valor máximo permitido del Momento Flector (Bending Moment), en aguas tranquilas por quebranto o arrufo, es calculado por la Sociedad Clasificadora del buque, y se indica en el dial que marca Momentos Flectores en el instrumento. Igualmente los esfuerzos cortantes en un cuarto de la eslora, en el dial correspondiente. El límite calculado en los Momentos Flectores por las Sociedades Clasificadoras, cuenta con una razonable distribución del Peso Muerto. En buques tanques, por

122

CONSTR UCC ION NAVAL y S E RVICIOS

ejemplo, sería la carga llevada en tanques alternos (1, 3, 5, etc.), mientras que en los Bulkcarriers se llevarían en todas las bodegas, a menos que la Sociedad Clasificadora diera normas específicas para el reparto de la carga. MANEJO DEL APARATO.

Los botones de la parte baja del aparato; son potenciómetros que se giran de acuerdo con la carga en el compartimento correspondiente. Tinen una escala. En la parte alta izquierda tenemos un aparato de medida (1), un interruptor (3) dos botones (2 y 4). Esta parte la usamos para el cálculo de los Esfuerzos Cortantes en Toneladas (SHEARING FORCE) y el Calado Medio. En la parte alta derecha, igualmente tenemos un aparato de medida (5), un interruptor (7), y dos botones (6) y (8). Esta parte la usamos para el Cálculo de los Momentos Flectores (Bending Moment) y del Asiento. Para el cálculo de estos cuatro elementos, o sea, de los Esfuerzos Cortantes en Toneladas, del Calado Medio en metros, de los Momentos Flectores en Toneladas x metros, y del Asiento en metros; se giran los potenciómetros de acuerdo con el reparto del Peso Muerto del buque, en las distintas secciones. La aguja del medidor (1) se apartará de la posición central entonces, con el interruptor (3) que tiene debajo, selecciona el botón de la derecha (4); girando este botón llevamos la aguja del medidor a su centro, este botón de acuerdo con su escala y una marca fija que tiene arriba, nos señala el Esfuerzo Cortante en un cuarto de la eslora, para aquel reparto del peso muerto en toneladas. Giramos el interruptor (3) seleccionando el otro botón de la izquierda (2), 'que nos marcará en su escala el Calado Medio. Hacemos esta misma operación con los instrumentos de la parte derecha, y obtenemos en el botón (6), el Momento Flector en Toneladas x metro, y en el (8) el Asiento del buque. También se utiliza para el problema inverso, o sea, si se desea cargar el buque en un cierto calado y asiento; ponemos ese calado en el botón correspondiente (2), e igualmente el asiento en (8), y entonces con los potenciómetros de dos de los compartimentos seleccionados de antemano, se giran hasta llevar los aparatos medidores (1 Y 5) a cero. Asimismo nos indica, como debemos usar el combustible, para mantener constante nuestro asiento, o hacer las variaciones que necesitamos. Igualmente si queremos mantener inalterable durante el viaje los Momentos Flectores y Esfuerzos Cortantes. Este tipo de calculador ha sido utilizado en un buque de 51.000 Tms. de Peso Muerto para una reparación en la hélice, en el cálculo de reparto de lastres para que emergiera su núcleo, así como para saber si eran permisibles los Momentos Flectores y Esfuerzos Cortantes a que el buque iba a ser sometido. El Calado Medio y el Asiento se puede calcular con ese Aparato, dentro de una aproximación de 8 a 10 centímetros, y el Momento Flector y Esfuerzo Cortante con un error del 2% al 3% de su valor real. Si los Momentos Flectores y Esfuerzos Cortantes calculados, estuvieran fuera de los valores permisibles (Sector pintado de rojo en los botones 2 y 8), se girarían los potenciómetros de carga, cambiando así el reparto del Peso M uerto, para conseguir valores permisibles de los Momentos Flectores y de los Esfuerzos Cortantes. y

ESFU E RZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRU CT URA DE L B UQ UE

123

En la (Fig. 110, a) podemos observar las partes del buque que resisten en particular, los esfuerzos longitudinales por flexión (zonas de doble o triple trazo); y están formadas por todo el material contínuo, situados en las zonas mas alejadas del eje neutro, siendo los mas importantes: a) Traca de quilla y quilla vertical (triple trazo en la Fig.) b) Traca de cinta y de trancanil. c) Fondo del casco (tracas de aparaduras). d) Vagras. e) Tapa del doblefondo. f) Plancha margen. g) Tracas de planchas del costado. h) Tracas de planchas de la cubierta en la zona de escotilla. i) En el caso de buque de grandes esloras, mamparos y bulárcamas longitudinales. j) En el caso anterior, la traca de cinta se prolonga en la borda de forma redondeada , cinta alomada, formando simultáneamente parte del costado y de la cubierta; para dar la máxima continuidad en la zona, (Fig. 110, b). k) Esloras. /

TRANCANIL

I BOCA

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P L A N C :, A

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Fig. 110, a. Perfil transversal de la sección maestra , con los elementos estructurales de resistencia longitudinal a la flexión (zonas de dos y tres trazos). e ~===========n~~ LONG I TUDINAL CUBIERTA / /

TRACA DE CINTA REDONDEADA

LONGITUDINAL COSTADO

Fig. 110, b. Traca de cinta redondeada (alomada) formando la borda.

DE

COS TA DO

M A R GE N

• 124

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

FLEXIONES TRANSVERSALES.

La estructura transversal de un buque está sometida a tres diferentes tipos de carga: a) Fuerzas debidas a los pesos: estructura del buque, maquinaria, fuel, agua y carga~ b) Presión del agua. c) Fuerzas creadas por las flexiones longitudinales. Vamos a hacer un breve resumen sobre la resistencia transversal del buque: La cubierta debe estar diseñada para aguantar el peso de la superestructura y casetas, maquinillas y grúas para la manipulación de la carga, cubertada o contenedores, y agua embarcada o hielo, etc. etc. Las tracas o hiladas de planchas, que forman la superficie metálica de la cubierta, están reforzadas transversalmente por los baos, los cuales transmiten la carga a vigas longitudinales (esloras) por una parte; y por sus extremos a las cuadernas. De estas maneras las cargas se podría decir que se desparraman, por toda la estructura del buque, de la forma mas continuada posible. Cuando por cualquier circunstancia hay una zona de concentración de esfuerzos, también se refuerza localmente la zona, procurando que los elementos que dan la resistencia, estén perfectamente conectados con el resto de la estructura colindante. Las planchas verticales del costado, y sus refuerzos, las cuadernas, soportan verticalmente las cubi~rtas. Igualmente para soportar la carga de las bodegas, entre otras cosas, va la tapa del doblefondo, superficie metálica, que forma un doblefondo de seguridad en la parte baja del casco del buque. En el espacio de máquina, se deben tener en cuenta otros factores, entre los que se encuentra, las fuerzas de naturaleza pulsatoria, que se transmiten a través de la estructura, por las inercias generadas durante los balances por las masas de la maquinaria. Estas masas deben de estar perfectamente ancladas (sujetas) a la estructura del casco del buque. En la zona de máquinas, se ponen vagras y varengas adicionales en el espacio del doblefondo, aumentándose el espesor de la tapa, para que el conjunto tenga la suficiente rigidez. Todo ello para que el anclaje de la maquinaria sea lo mas perfecto posible, reduciendo al mínimo la posibilidad de movimiento, que traería como consecuencia, transmisión de severas vibraciones a la viga-casco. Por similares razones deben ir reforzadas las zonas de chumacera y eje propulsor. Todo lo anteriormente dicho forma el apartado: a) Fuerzas debida a los pesos. Para terminar añadiremos, que los tanques de líquidos si forman parte del doble fondo, la estructura por seguridad del buque está debidamente reforzada, pero si los tanques no están en esa zona, si habrá que reforzarlas especialmente. Los espacios de carga irán mas o menos reforzados, según la densidad del transporte y del tipo. b) Presión del agua: En la (Fig. 111) tenemos la presión de deformación a que el casco se ve sometido, por la presión del agua en su obra viva. Los vectores en su tamaño van proporcionales a la presión que soportan, y de línea de trazos el esfuerzo y la posible deformación del casco. Las varengas y cuadernas, aguantan estas fuerzas, mientras que el espesor del forro, evita que las planchas se ondulen entre la clara de cuaderna (separación longitudinal entre ellas). Estas fuerzas son d~ naturaleza pulsatoria, cuando el buque está entre olas, y dependen de la velocidad relativa y ángulo formado por la dirección buque-ola; aumentando además con al altura del perfil de la ola, y por la acción de "los golpes

125

ESFUERZOS A QUE ESTA SOMETIDO LA ESTRUCTURA DEL BUQUE

de mar" sobre la parte superior del casco. c) Cuando el buque gira transversalmente, los esfuerzos que se crean tienen tendencia a deformar su marco transversal, según observamos en la (Fig. 112). A esta deformación transversal se oponen directamente con su resistencia, la unión cabeza de cuaderna con el bao a través de la consola margen (esquinas altas del marco); la unión varenga con el pie de cuaderna a través de la consola margen correspondiente (esquinas bajas del marco).

Fig. 111. Presión del agua en la obra viva del casco.

r - - - - - - - -- - -"\ \ \

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\ \

\ \

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\

\

\ \ \

Fig. 112. Deformación por "golpes de mar" transversales (de través), Ó cargas dinámicas de la estructura originada por el balance.

Una gran resistencia a esta deformación, la ejercen los mamparos transversales, bulárcamas Y baos acartelados (bao con un alma de plancha cuyo borde libre tiene forma elíptica o parabólica). Los máximos esfuerzos de este tipo suceden, cuando en el balance se llega a una inclinación máxima a una banda, y se inicia el retorno. El ángulo formado entre el bao y la cuaderna a un lado, tiende a abrirse, y a cerrarse el opuesto; mientras que en el fondo, el formado por la varenga y el pie de cuaderna, es al contrario. Modernamente hay un esfuerzo que ha tomado mas importancia que en la construcción clásica, que es el de torsión del casco, alrededor de su eje longitudinal (cordones de filástica trenzados alrededor de la madre del cabo, eje longitudinal). Ha tomado valor, porque la cubierta superior tiene grandes bocas de escotilla, y además

r 126

CONSTRUCCION

N A V AL Y SERVICIOS

están dotados de potentes elementos para elevar pesos. Toman su mayor valor en las mares por la aleta (perfil longitudinal buque-ola = 45 ° ó 135 °). En general podemos decir, que la eficacia de la estructura del buque, en soportar las flexiones longitudinales, depende en gran parte, de la capacidad de la estructura transversal para prevenir colapsos en las tracas de plancha del forro y cubierta. Finalmente vamos a ver la deformación transversal por el efecto de la estancia en dique del buque: El barco entra en dique con un ligero asiento apopante. Así que cuando las bombas del mismo, echan fuera el agua parcialmente, el extremo de popa del buque es el primero que se apoya en la cama de varada. En el instante del apoyo la reacción es máxima, y la zona puede estar localmente reforzada (talón del codaste). La presión puede ser crítica por exceso de peso, unido a exceso de asiento. En la mayor parte de los buques, tanto la presión inicial de tocar, como la del resto cuando se apoya en la cama de picaderos, es soportado por: la quilla, quilla vertical y varengas. Si el buque lleva quilla de cajón, la veremos en el siguiente Capítulo, la anchura de ella no suele exceder de la anchura de los bloques de apoyo de los picaderos. En los grandes buques-tanques, la quilla vertical va reforzada para los esfuerzos durante la varada, por consolas o cartabones de su misma altura, apoyados en los longitudinales de fondo contiguos, que lo unen a la plancha de quilla, a intervalos de 1,5 metro, (Fig. 113).

ESFUERZOS A QUE ESTA S O METIDO LA ESTR UCTURA DE L BUQUE

127

Fig. 114. Buque en dique con sus apoyos. Línea de trazo, esfuerzos por deformación durante la varada.

ESFUERZOS LOCALES

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Fig. 113. Refuerzos en la quilla para la varada.

La cama en el dique está formada por una hilera de bloques, con su separación entre ellos. La hilera que está en su eje de simetria, es donde descansa la quilla (bloques de quilla). A veces hay otra hilera de bloques a lado y lado (bloques de pantoque), y puede ser sustituido por puntales. Entre el fondo del buque y los bloques, hay tacos y cuñas de madera. Para terminar, el buque es apuntalado lateralmente a las paredes del dique, excepto en los finos de proa y popa. Tan pronto como el extremo de mas a popa del buque toque en la cama, los puntales del costado se colocan apoyando y acuñándolos, centrando el buque con la cama, para evitar su deslizamiento fuera de ella. Cuando el buque se apoye en toda su eslora, los puntales ya están acuñados a ambos costados y a las paredes del dique, para prevenir el vuelco del mismo. En la (Fig. 114) vemos como el reparto de los apoyos evita que los esfuerzos tomen valores críticos.

Son los producidos en zonas restringidas del buque, sin afectar en general, una gran extensión de estructura. Esos esfuerzos, son unas veces producidos como consecuencia de los esfuerzos longitudinales y transversales, que por distintas razones pueden afectar una zona restringida, y otras por esfuerzos muy particulares e instantáneos. Vamos a ver en general los tipos de estos esfuerzos: a) Pantocazos. Cuando el buque encuentra mal tiempo de proa, comienza a cabecear, y circunstancialmente puede acentuarse el mismo, por efecto del sincronismo longitudinal (Igualación ó sus proximidades del período longitudinal relativo del buque y la ola). El extremo de proa en esas condiciones (roda-mamparo de colisión), entra y sale de la mar, sufriendo grandes golpes, que pueden producir averías en dicha zona (vías de agua etc.). Esta zona del buque va reforzada para soportar estos efectos. También ocurre en el extremo de popa, pero no tan acentuado. b) Vibraciones a proa producida por el paso de las olas. Produce unos cambios de presión sobre las planchas del forro, que cambia continuamente de dirección. Estos efectos son máximos en el extremo de proa, donde el casco es relativamente plano (comparado con el resto de las secciones). El mamparo de colisión y a proa de él, también va reforzado por estos efectos. c) Zonas del buque que soportan grandes pesos por metro de estructura, maquinaria, cargamento de mineral en bodega, etc. etc. La deformación local en el perfil transversal de la sección correspondiente, se puede ver en la (Fig. 115). d) Zona correspondiente a los extremos de la superestructura. Tienen que terminar de una forma gradual, y no súbitamente, porque se pueden producir "grietas", en la discontinuidad estructural. Ya mas adelante, veremos la unión en el costado con la traca de amurada.

128

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

e) También se ~rean grandes esfuerzos locales en las zonas de cubierta donde hay aberturas, escotillas, etc. Por la discontinuidad creada en la abertura. f) Por vibraciones debido a la propulsión. g) Esfuerzos en la zona próxima a escobenes y molinete. y en general todos los esfuerzos que actúan en zonas restringidas del casco.

Capítulo V - -- -- - í

VIBRACIONES

I I

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I

I I I \

'- ,

Fig. 115. Esfuerzo por cargas locales, línea de trazo. '

VIBRACIONES DE LOS CASCOS: SUS CLASES.

El buque es una estructura elástica y como tal es capaz de vibrar cuando está sometido a la acción de fuerzas periódicas. Si las fuerzas perturbadoras éstas, tienen una frecuencia que coincide con una de las frecuencias naturales del buque, se -produce el fenómeno de resonancia, existiendo una amplificación dinámica de las excitaciones, con el peligro de que se originen esfuerzos anormalmente elevados en la estructura, con riesgo de fractura del material o simplemente que se produzcan vibraciones muy molestas e incluso intolerables para pasajeros y tripulantes del buque. Vemos en consecuencia, que habrá que' estudiar en un principio la frecuencia natural del casco y después la frecuencia de las fuerzas perturbadoras, para así evitar su igualdad o sincronismo, con lo que se evitará los peligrosos fenómenos de resonancia, mencionados anteriormente. También, además, para reducir las vibraciones al mínimo para hacer el buque confortable, en esto hay diferencia de opiniones, pero frecuencias de 100 por minuto con una amplitud de 1 mm. aunque son facilmente perceptibles no son realmente molestas. Una vibración de frecuencia de 180 oscilaciones por minuto en adelante empieza ya a ser molesta. Resumiendo, el objeto del problema de la vibración es determinar la FRECUENCIA NATURAL DEL CASCO cuando se proyecta un buque, y evitar entonces el sincronismo con las fuerzas perturbadoras tanto interiores como exteriores del buque. Considerando el casco como conjunto, dado su forma peculiar y grado de libertad de los extremos de la viga casco, los tipos o clases de vibraciones que pueden presentarse en él son: a). Vibraciones verticales. En este estudio particular la hipótesis más aproximada cuando se trata del casco de un buque a flote, es considerarlo como una viga con los extremos libres y solamente apoyados en los nodos (zonas donde no hay vibraciones, porque la sinusoide de la oscilación corta al eje). Como la carga y la sección del casco viga en la práctica, varían a lo largo de su longitud, el problema se complica extraordinariamente, y el cálculo exacto de las frecuencias naturales llega a ser totalmente imposible, pero existen diversos métodos que dan una aproximación suficiente. La fórmula de Brown dice: Frecuencia vertical (Dos nodos) = N v = C y

V 129

M. p3 D. V . E3

r=

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

130

NV = Frecuencia vertical en ciclos por minuto. M = Manga de trazado. P = Puntal hasta la cubierta principal. D = Desplazamiento. V = Factor para la masa virtual (Masa virtual es la masa del casco aumentado en la masa de agua que circunda el barco). Cv = Constante para buques tipo. Las vibraciones verticales son producidas en sintesis por desequilibrios dinámicos, en sentido vertical, de partes rotativas y efectos de la hélice. b) Vibraciones horizontales. La teoría en que se basa el estudio de las vibraciones horizontales del casco es exactamente igual al de las vibraciones verticales. ' La fórmula empírica de Brown nos permite calcular la frecuencia natural horizontal de dos nodos: Frecuencia horizontal, Nh = Ch

V-M3. p3 D. V. E3

c) Vibraciones torsionales. Lo fundamental de este tipo de Vibraciones es la de un nodo, y su causa más normal es el efecto de la hélice sobre la popa, especialmente en los buques de dos ejes. La fórmula empírica de Horn, nos permite calcular la frecuencia natural de torsión para vibraciones de uno o de dos nodos. Nt = 60 . C

V

M = Manga del buque. P = Puntal hasta la cubierta contínua mas alta. Ci = Varía desde 0,285 a plena carga, hasta 0,306 para casco vacío y sin la maquinaria. CARACTERISTICAS DE LAS VIBRACIONES. Las Vibraciones son movimientos periódicos en los que variaciones bruscas de la dirección en que se efectúa el movimiento, se hace en cortos períodos. La distancia al eje de la oscilación en función del tiempo, x, es igual a: x = A . sen (W . t + f) en donde A, W, y f, son tres constantes. El paréntesis (W.t + f) se llama "Angula de fase". El valor máximo de "x" se obtendrá cuando el seno valga + I ó - 1, en este caso x = A. Luego A es la Amplitud de la oscilación, (Fig. 116). Período es el tiempo transcurrido en una oscilación o ciclo completo: T =

Nh = Frecuencia horizontal en ciclos por minuto. P = Puntal hasta la cubierta principal. V = Factor para la Masa virtual. Ch = Constante para buque tipo. Las vibraciones horizontales son producidas esencialmente, por desequilibrios dinámicos en sentido horizontal.

131

VIBRACIONES

2

1T

W Frecuencia es el número de oscilaciones o ciclos completos, comprendidos en la unidad de tiempo. 1 N - -T-

W

y-;rr-

La constante "W" se denomina "Pulsación" y está ligada al Periodo "T". W = ~2-",:11':..:-_ T La constante "f" se denomina "Angulo de fase inicial" o simplemente "Fase inicial". En la (Fig. 116) representamos la ecuación de, x =' A. sen (W.t + f) en función del tiempo "t".

g. G !torso D. e 2 . E

Para vibraciones de un nodo: C = 0,55 (Buques con carga) C = 0,475 (Buques sin carga) Para vibraciones de dos nodos: C = 0,856 (Buques con carga) C = 0,760 (Buques sin carga) g = 9,81 mts./seg. 2 G = Módulo de rigidez 8.200.000 Tns./m 2 E = Eslora total. D = Desplazamiento Itors. = Momento circunferencial de inercia de la Sección maestra en m4. e = Radio de giro de los pesos colectivos, se puede obtener por la fórmula: e = Ci

VM2 + p2

-¡A

-lo

Fig. 116. Curva sinusoide.

En las abcisas tomaremos tiempos o ángulos de fase. La curva correspondiente será una sinusoide que partirá del origen o no, según "f" sea igualo distinto de cero.

132

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

VIBRACIONES PRODUCIDAS POR LAS MAQUINAS PRINCIPALES, AUXILIARES Y POR LAS HELICES. Estas vibraciones las estudiaremos por separado, y de un modo ordenado son:

MAQUINAS PRINCIPALES Y AUXILIARES. a). Cuando el aparato propulsor está constituido por motores Diesel o Máquinas alternativas, la posibilidad de producir vibraciones, depende del valor de las fuerzas de inercia no equilibradas, tanto, los procentes de los elementos alternativos como de los rotativos, posición de la Máquina en el buque, y otros. b). Cuando el aparato propulsor está constituido por turbinas, aunque la transmisión del par motor se realiza de una forma regular, si los motores no están perfectamente equilibrados dinámicamente, se produce un par periódico perturbador, que se transmite al casco, a través de los polines, provocando la vibración de éste. c). Los aparatos auxiliares, si no están perfectamente equilibrados, pueden también ser origen de vibraciones del casco, si sus polines no están adaptados para absorberlas y evitar así su transmisión al casco.

VIBRACIONES POR LA HÉLICE. El efecto de la existencia de posibles fuerzas perturbadoras en la zona de la hélice, es muy perjudicial, por ser un lugar en el que la Amplitud de la vibración llega a ser varias veces superior a la de otras zonas, en las que pueden existir otras fuerzas perturbadoras (Zona Central). Por tanto a igualdad de magnitudes de esas fuerzas, el efecto será mucho mayor al serlo la energía suministrada a la vibración.

EFECTO DE LAS PALAS SOBRE EL AGUA La influencia de la hélice sobre el agua que la rodea, repercutirá en una variación periódica de presión sobre el casco, con un Período de "N x R. P. M.", siendo "N"el número de palas de la hélice y R.P.M. sus revoluciones por minuto. b)

DESIGUALDAD DE FUERZAS SOBRE EL NUCLEO. Las reacciones sobre las palas de la hélice, inducen esfuerzos correspondientes sobre el núcleo. Si éstos fuesen iguales, el vector suma de todos ellos sería axial. Pero como consecuencia de las formas del casco, la corriente que afluye a la hélice, no es uniforme, ni en dirección ni en velocidad, por lo que las reacciones no son iguales, y el vector suma tiene una resultante con su componente vertical y horizontal; las cuales son transmitidas al casco por intermedio de Arbotantes y cojinetes con una frecuencia también de "N x R. P. M.".

c)

EMPUJE DESIGUAL EN LAS PALAS. La desigualdad de paso o de otras caracteristicas geométricas, da lugar a que no sean iguales los empujes en las palas, con la consecuencia de un Vector suma asimétrico, que actuará sobre el Núcleo con la Frecuencia de las Revoluciones por Minuto (R. P. M.).

VIBRACIONES

d)

l33

DESEQUILIBRIO MECANICO. Este efecto es despreciable por las pequeñas tolerancias que se permiten en la elaboración de las hélices actuales.

VIBRACIONES LOCALES. Conviene indicar que en las Vibraciones del Casco, la frontera entre Vibraciones de conjunto y Vibraciones Locales, no están perfectamente delimitadas, ya que una Vibración Local coexiste normalmente con una Vibración de conjunto, aunque su amplitud en el resto de las zonas del buque, sean apenas perceptibles. La costumbre general es la de clasificar como Vibraciones de conjunto, aquellas Vibraciones que presentan Amplitudes notables simultáneamente en puntos aleja?os del buque, existiendo solo unas zonas perfectamente localizadas en las que no eXiste Vibración alguna (Nodos de Vibración). Por el contrario, se clasifica como Vibración Local, aquella que se manifiesta de forma notable en un elemento determinado del buque, sin que sea apenas perceptible en el resto. El origen de todas estas Vibraciones, es la Resonancia Local, es decir, la concordancia de una de las Frecuencias Naturales de la zona en que se encuentra el elemento en Vibración, con la Frecuencia de las Fuerzas perturbadoras o sus Armónicos, que actúan en dicha zona. Cuando la Vibración Local afecta a un elemento de la estructura, como en los ~iguientes casos: a). La Vibración que se produce en el piso del Puente de Gobierno, que normalmente cesa mediante la colocación de un puntal en un lugar adecuado. b). Vibraciones de palos, que cesan normalmente reforzando las zonas de empotración en el casco. Hay otro género de Vibraciones Locales de mayor importancia, que los señalados arriba, y que pueden no presentarse durante las Pruebas del buque, antes d~ ser entregado al Armador por el Astillero, y que aparecen posteriormente en determInadas condiciones de mar o de carga del buque, dando lugar a averías que pueden revestir un carácter grave. . Algunas de éstas son las siguientes: a). Las Vibraciones Locales que se producen en las estructuras donde se aSienta la Maquinaria Propulsora. b). En las superestructuras consideradas como conjunto. c). En las zonas de popa en voladizo, en los grandes buques pesqueros de arrastre por la popa. Las Vibraciünes del casco (a) pueden originar una peligrosa reacción en cadena, al vibrar con cierta amplitud los polines de asiento de la Máquina propulsora. _ Las Vibraciones del caso (b), puede ocasionar el mal funcionamiento de los Aparatos de Navegación e incomodidades para el pasaje y tripulantes. En cuanto el caso (c), puede producir grietas en el forro y en la estructura, originando importantes vías de agua. Aumentando en esa zona las Fuerzas Perturbadoras por lo~ golpes de mar de popa, y la tracción del cable de arrastre al cobrar la red.

134

CONSTRUCCION NAVAL y S E RVI C IOS

INTERPRETACION DEL GRAFICO DE VIBRACIONES. En la (Fig. 117)' representamos los "Modos de Vibración del Casco" como un conjunto. . En la. (Fig. 117, a) se muestra la curva de Amplitudes de Vibraciones VertIcales u hor~zontales con dos Nodos o "modo Vertical u Horizontal con dos Nodos". ~a (Flg. 117, b), muestra la curva de Amplitudes de Vibraciones Verticales u Honzont~les con tres Nodos o "Modo Vertical y Horizontal con tres Nodos". . La (Flg. 117, c), muestra la curva de Amplitudes de Vibraciones Verticales u Honzontales con cuatro Nodos o "Modo Vertical u Horizontal con cuatro Nodos" La (Fig. 117, d), muestra la curva de amplitudes de Vibraciones por TorsiÓn con un Nodo o "Modo por Torsión con un Nodo".

Fig. 117, a. Modo de Vibración del casco con dos nodos o puntos en re poso (V'b '. . . 1 raClon prImarIa).

Fig . 117 ,b. Modo de V'b '. d 1 raClon el casco con tres nodos o puntos en reposo (Vibración secundaria).

VIBRACIONES

135

Horizontal y Vertical de un buque, conviene representarlas de forma gráfica, en forma de carta. En la (Fig. 118) estos Modos de Vibración Horizontal y Vertical, vienen representados por las zonas rayadas. IE1 , número indica el número de Nodos, y NH = nodo Horizontal, NV = Nodo Vertical. En el diagrama vienen representados también los valores anteriores pero para distintos estados de carga y servicio del buque, pero se han omitido por claridad del dibujo. Para particularizar eLestudio, se delimita mediante dos rayas verticales, las Revoluciones normales en navegación, estas rayas verticales se trazan con una abscisa igual a las R. P. M. máximas y mínimas a las que se proyecte va a navegar el buque. Finalmente, sobre el mismo gráfico, se trazan unas líneas inclinadas correspondientes a las Frecuencias de las Fuerzas Perturbadoras, n, 2n, 3n, etc. etc ... Por ejemplo la frecuencia de la Hélice ó propulsor, con 4, 5 ó 6 palas. A continuación se localiza, dentro de la zona de navegación anterior, qué zonas horizontales representativas de las Frecuencias naturales del buque, son cortadas por las líneas inclinadas que representan las Fuerzas Perturbadoras. Todos los puntos y zonas de cruce, señalarán situaciones de Resonancia, siempre naturalmente, dentro de los límites de precisión de los Métodos empleados. Al encontrar un punto de Resonancia, debe de analizarse cuidadosamente el valor de la causa perturbadora , y a partir de él, estudiar el valor de la amplitud de la Vibración, para poder deducir si la Vibración puede ser o no aceptable. Los criterios actuales que definen si una Vibración es o no aceptable, están normalmente basados en la máxima aceleración del movimiento, que a su vez está relacionada con la Amplitud de la misma. Los valores vienen representados en diagramas, unidos, al grado de soportabilidad de la Vibración por los tripulantes y pasajeros. MODO DE COMBATIR LAS VIBRACIONES. Como ya hemos visto anteriormente, la Vibración se produce y mantiene, como consecuencia de la coexistencia de tres factores : - Unas Fuerzas Perturbadoras Periódicas. _ Una Frecuencia propia de Vibración del buque.

Fig. 117, c. Modo de Vibración del casco con cuatro nodos o puntos en reposo (Vibración terciaria).

Fig. 117, d. Modo de Vibración del casco Torsional con un nodo.

, ~tos conceptos son necesarios para la interpretación del gráfico de Vibra' o graflco de Frecuencias, de la (Fig. 118) Clones Una vez que se calculan las Frecuencias de los primeros ModDs de Vibración

- Posibilidad de Resonancia entre ambas. Por tanto para combatir la Vibración, habrá que conseguir eliminar uno cualquiera de los tres factores, mencionados arriba. La Frecuencia de Casco no se puede eliminar, ni practicamente variarla en grado apreciable; siendo factible, unicamente , calcularla con bastante aproximación. Los esfuerzos perturbadores, son factibles a veces, de ser anulados, pero en otras ocasiones es imposible o muy dificil. Lo que siempre es factible al principio del proyecto de un buque, es evitar la Resonancia, al menos en la zona de funcionamiento y para las críticas mas peligrosas, variando la Frecuencia de las Fuerzas perturbadoras. Ahora bien, para ello es necesario conocer con la mayor aproximación posible, la Frecuencia propia del casco, ya que las Fuerzas Perturbadoras pueden calcularse exactamente.

136

CONSTRUCCION NAVAL y S E RVICIOS

Por otra parte y en caso de dificultades, para evitar dicha Resonancia, sigue siendo muy conveniente conocer la Frecuencia del Casco, a fin de que, ante aquellas, prestar mas atención al equilibrado de la hélice y elegir el desequilibrio menos peligroso de la Máquina. Así mismo conociéndolas, puede preverse el cambio de situación dé la planta Propulsora, con objeto de disminuir o anular su efecto sobre la Vibración.

r

ZONA

DE NAVEGACI'ON

Capítulo VI

t

DESCRIPCION GENERAL DEL BUQUE 5 r,

600

SISTEMAS DE CONSTRUCCION 500

Existe en la actualidad una gran variedad, en lo que respecta al tamaño y tipo de buques; pero en cuanto a los sistemas de construcción, de sus estructuras fundamentales, responden a tres sistemas básicos de construcción, bien puros, bien mezclados: Sistema transversal, Sistema longitudinal Y Sistema mixto.

lR7JllíllJZlIl

SISTEMA TRANSVERSAL

1.00

Lo~ barcos de madera se construian con este sistema, porque para conseguir la estanqueidad de las costuras del forro exterior, mediante el calafateo, necesitan que el esqueleto transversal, esté estrechamente unido por los tablones del forro, y estos a su vez inmovilizados por el esqueleto; y que además estos anillos transversales que forman las cuadernas, estén muy poco separados. Igualmente, el sistema transversal, era idóneo para soportar los grandes esfuerzos por "pandeo" (esfuerzo tranversal desimétrico), que a aquellos barcos le producían, los grandes mástiles, con su aparejo y velamen. Durante muchos años este sistema también se usó para los barcos de acero. Modernamente se suele usar en partes del buque, pero no como conjunto. Ya lo veremos con detalle. En la (Fig. 119), solo se mencionan los elementos que intervienen básicamente, en el sistema de resistencia transversal.

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SISTEMA LONGITUDINAL FRECUENCIA

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120

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VERTICAL

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Fig. 118.- Gráfico de frecuencias propias de un buque

(V)

Con los barcos de acero y propulsión mecánica, disminuyen los ,esfuerzos por pandeo y su importancia. Con los aumentos de esloras, predominan los esfuerzos longitudinales, todo esto unido a otra serie de circunstacias, hace que se intente que la estructura básica, vaya de acuerdo con el esfuerzo principal, que ahora es ellongitudinal, manteniendo una cierta resistencia transversal. Entre los intentos iniciales, hubo uno que prosperó, que es el sistama Isherwood, que consiste en: Refuerzos longitudinales en el fondo, costados y cubierta; que se apoyan en anillos reforzados (bulárcama, bao reforzado y varenga) transversales. Este sistema con ciertas variantes, se usa en buques tanques y bulkcarriers. En los buques de carga seca, en el espacio de bodega, se suele usar el sistema transversal, 137

CONSTRUCCION NAVAL y S E RVI C IOS

138

porque las bulárcamas con sus esfuerzos y los longitudinales de costado, interfieren la estiba de la carga. En la (Fig. 120) solo se mencionan los elementos estructurales básicos del sistema longitudinal. PR INCIPAL

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139

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQ UE

SISTEMA MIXTO El sistema de construcción del casco del buque, una vez garantizada su resistencia estructural, se hace compatible, con la utilización comercial del mismo. La utilización comercial, está unido a los costes de explotación, y estos directamente a la estancia en puerto, con lo que llegamos a la rapidez de carga y descarga, con una rápida y segura estiba de las mercancias a bordo del buque. Esta última ,misión del buque, la estiba, está unida al diseño estructural de las bodegas; por lo que éstas lleva~ los elementos estructurales de la forma mas conveniente, al tipo de carga que en ellas se estiban. En la (Fig. 121) tenemos el perfil transversal de la sección maestra del casco de un buque, construido con el sistema mixto. Fondo, Tapa del doblefondo y Cubierta superior principal, con estructura longitudinal; mientras que la cubierta de entrepuente y costado, es de estructura transversal. Los reglamentos actuales de las Compañías Clasificadoras, obligan a los buques de eslora igualo más de 120 metros, a que su cubierta superior principal, fondo y doblefondo, lleven una estructura longitudinal, como el de la (Fig. 121).

CONS OL A PIE DE CUADERNA , TAPA

\ 1

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Fig. 119. Sistema transversal. E SL O RA

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LONG ITU DINALES DE CUBIERTA Y COSTADO

BULARCAMA

Fig. 121, Sistema mixto

LONGITUDINALES DE FONDO

Fig. 120. Sistema longitudinal.

En todos los modernos buques que lo han necesitado, se les ha dotado de grandes bocas de escotilla, para facilitar las operaciones de estiba, en rapidez y seguridad. Estas bocas de escotillas han quitado una gran superficie de cubierta resistente, en la zona de bodega, que por su posición en el casco, son zonas de flexión crítica, que traen como consecuencia, grandes esfuerzos por tracción y compresión, en los

140

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

pasillos de cubierta, en la zona de escotilla. Al casco le falta rigidez transversal, por la ausencia de la cubierta, baos correspondientes y puntales de apoyo vertical (Fig. 121). Debido a estos y otros razonamientos, aparece el nuevo sistema mixto, de la (Fig. 122), a base de baos acartelados o cantílever, en zona de bodega y entrepuente, a frecuentes intervalos lóngitudinales; que dan la suficiente rigidez al marco en la zona de escotilla, por la ausencia de la cubierta, a veces en casi toda la manga, como en los buques porta-contenedores. Las brazolas longitudinales o esloras de boca de escotilla, se apoyan en los cantilever o baos acartelados, y para acabar de reforzar la zona, la traca de planchas de la cubierta adyacente a la boca de escotilla, es de acero especial o de mayor espesor. Las brazolas transversales o baos reforzados de extremos de la boca de escotilla, hacen la consolidación suficiente en esa zona. Normalmente sobre estas brazolas, van un sistema articulado de tapas de escotilla. Cuando en vez de tapas articuladas, lleva un sistema de cierre lateral, con dos escotillas gemelas; el plano de crujía, va reforzado además, con una fuerte eslora, mamparo diafragma o medio mamparo longitudinal.

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BAO ACARTELADO

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DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

141

rectangular de la viga casco, con las aristas redondeadas y ciertos afinamientos a proa y popa; a la base del prisma, a las planchas del forro exterior, donde el buque recibe el empuje verticalmente. Además del Fondo, en esta parte del buque tenemos que distinguir: a) Tapa del doblefondo, que es como un segundo forro exterior en la parte inferior del casco (fondo); su misión es tanto por seguridad como por resistencia. b) Espacio del doblefondo ó Doblefondo, es la zona comprendida entre el doble forro, o sea, entre el fondo y la tapa del doblefondo. Nos interesa su estudio, tanto desde el punto de vista, resistencia estructural, como de su división celular; para contener combustible, lastre y líquidos residuales; además de todo el servicio de tuberías, válvulas y sondas. Ver (Fig. 123). FONDO Sus funciones en general son: a) Tener la estanqueidad necesaria al agua del mar. Tener la suficiente resistenci'l para soportar el empuje del agua, y transmitirla al resto de su estructura interna, para que resista como un todo homogéneo. Su estructura interna está formada por: Quilla vertical con sus refuerzos, longitudinales de fondo y sus contretes, vagras, varengas y tapa del doblefondo. b) Soportar los esfuerzos longitudinales dando la rigidez necesaria. c) Contribuye a los esfuerzos transversales. d) La quilla plana, la quilla vertical, y la traca central de la tapa del doblefondo~ forman una viga en doble "T", que constituyen algo así como la columna vertebral del buque. En la (Fig. 123) tenemos un esquema de la zona. La quilla vertical, también es una vagra que está en el plano de crujía o diametral del buque.

B UL ARCAMA DE BODEGA

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Fig. 122. Nuevo sistema mixto. Fig. 123. Fondo, Tapa y espacio del "Dob1efondo. -

DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA DEL BUQUE Una vez estudiado el casco como un todo, vamos a ver la estructura y refuerzos de cada una de sus partes, así como su ensamblaje. FONDO y DOBLEFONDO Recibe el nombre de Fondo, si recordamos, la forma mas o menos de prisma

El fondo está formado por tracas de planchas de anchura y espesor determinado, y que se mantienen en gran parte de la longitud del casco. El espesor según el Reglamento de las Compañias Clasificadoras, es forzoso mantenerlo en los 3/5 de su eslora, con reducción progresiva hacia los extremos de proa y popa. La traca de quilla tiene una normativa distinta al resto de las tracas del fondo; en un barco normal de carga

$

CONSTRUCCION NAVAL y S ERVICIOS

142

escantillón puede ser, de un ancho de 1.425 mm. y un espesor de 20 mm. La traca de quilla se une en los extremos de proa y popa, mediante unas planchas extremas de forma apropiada con la roda y el codaste. Las tracas adyacentes a la de quilla, se llaman de Aparadura, y se suelen numerar con letras mayúsculas del abecedario A, B, etc., hasta la del extremo superior del casco, llamada de Cinta. Otra traca, que aparte su letra de orden, se localiza por su nombre, es la de Pantoque. Traca curva, que sirve de unión del fondo con el costado. Recordamos que esta traca, y en particular la de cinta, está sometida a grandes esfuerzos por flexión transversal (pandeo), durante los balances.

SU

QUILLAS: SUS CLASES a) Quilla de barra (Fig. 124), su altura es de 3 a 6 veces su anchura. La forma una viga de sección rectangular, con largos de lOa 20 metros; la unión soldada se hace con bordes preparados en "X", con una separación mínima de 2 mm. para asegurar una penetración completa. . b) La Quilla plana, ya mencionada anteriormente como parte del forro. Va unida a la quilla vertical, y ésta unida a la traca central de la tapa del doblefondo, por cordón de soldadura contínuo, (Fig. 123).

143

D E SCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

unión con los longitudinales de la tapa del doblefondo. b) Contribuye con el fondo a soportar los esfuerzos de flexión longitudinal, dándole rigidez. c) Refuerza a las planchas del fondo contra el pandeo. Los refuerzos longitudinales del fondo son contínuos, y atraviesan las varengas que encuentran a través de escotaduras, con las que se unen a las mismas por cordón de soldadura. Todo lo dicho se puede observar en las (Figs. 126, a, b). Cuando son estancas las varengas, y la eslora del buque es menor de 215 m., se pueden cortar los longitudinales y reforzar la unión con consolas de transición (Fig. 126, c). Si es mayor de 215 m., los longitudinales tienen que ser contínuos, (Fig. 126, d). La estanqueidad se consigue, mediante un trozo corto de longitudinal que se acorbata a la varenga o mamparo, por ambas caras.

.lIO/JlE QUILLA VEIfTICAL

TRACA CENTRAL

QUILLA VERTICAL

o

Fig. 125. Quilla de cajón.

QUILLA DE BARRA

Fig. 124. Quilla de barra .

c) Quilla de cajón (Fig. 125), formada por una doble quilla vertical, como alma; y como alas, la quilla horizontal y la tapa del doblefondo. Este tipo de quilla es normal, entre el mamparo de proa de la máquina y el de colisión; sirviendo la zona, de protección y paso de toda la tuberia de los tanques (achique, lastre, etc.). De la Máquina hacia popa no se necesita porque las tuberias pueden ir por el Túnel de la Hélice. Las quillas verticales van unidas y reforzadas a la plana y a la tapa del doblefondo, por las varengas, y en el intermedio por contretes de llanta y consolas o cartabones. El fondo va reforzado interiormente por los "longitudinales de fondo" constipladcha. La mlSlon de estos longitudinales son: . . a) Aumentar la resistencia del fondo, a la presión del agua durante el empuje, dlstnbuyendo los esfuerzos que recibe del fondo a las varengas y a los 'contretes de

tu!~~s por perfiles laminados de bulbo, del escantillón adecuado al de la

CONTRETE DE LLANTA

Fig. 126, a. Cruce de longitudinales con varengas no estancas.

Fig. 126, b. Detalle del cruce con la soldadura de unión a la varenga.

Veamos lo del acorbatamiento. En la (Fig. 127, a ) tenemos la corbata, que no es mas que un trozo de plancha con una escotadura, igual, que la sección transversal del perfil que lo atraviesa. Tenemos dos iguales, una por cada lado de la varenga estanca. Con el trozo corto de longitudinal de la (Fig. 126, d) atravesamos la escotadura de la varenga, y después por los dos extremos libres del trozo corto de longitudinal, le pasamos cada una de las corbatas, hasta apoyarlas en ambas caras de la

p

C O NSTRUCCIO N

144

N AVAL Y

S E RVICIOS

varenga (Fig. 127, b). Queda nada mas, que soldar el longitudinal a la varenga, y las corbatas a solape a la varenga, en todo su perímetro exterior, y por el interior al longitudinal que la atraviesan. VARENGA CONSOL.A BE TRANS/CION

Fig. 126, c. Longitudinal discont inuo, reforzada la zona por consolas de transición.

ESCOTADURA llE IGUAL FORHA QUE EL PERFIL

TROZO CORTO llE LONfilTUIlINAL

Fig. 126, d. Longitudinal contínuo en varengas o mamparo estanco.

E5COTABURA LINEA .lIE TRAZO

145

combustible y de agua dulce, para evitar la contaminación, va un espacio estrecho separador, llamado cofferdam. Recuerdan cuando hablamos de la quilla de cajón, por la que pasaba la tuberia de combustible, etc. en zona de bodega, también ésta hace como de cofferdam de la tuberia, para evitar la contaminación de la carga en bodega. Los tanques del doblefondo son probados por presión hidráulica, hasta su rebosadero. Los tubos de rebose normalmente están en la cubierta superior a la intemperie, por lo que el techo del tanque (tapa del doblefondo) aguanta una gran presión por columna de agua, que suele ser superior a la que aguanta por carga en bodega. La tapa del doblefondo debe tener el escantillón suficiente para aguantar estos esfuerzos deformantes. Si está previsto que la descarga del buque se haga con cucharas o carretillas, la tapa del doble fondo se forrará de madera, o aurpentará el espesor de las planchas en la zona de escotilla de las bodegas. En la sala de máquina se aumentará el espesor en un 10%. La tapa del dob1efondo se une al costado del buque, de dos formas distintas; o bien continúa paralela al fondo hasta el final, o antes del final termina el tanque lateral con la "plancha margen", que forma 45° con la tapa del doblefondo, a la que se une cerrando el tanque en esa zona, y a la vez es perpendicular al pantoque al que también se une. Este último sistema fue originalmente usado en los buques remachados, para conseguir una eficiente estanqueidad en la zona de unión de la tapa del doblefondo y el forro. El espacio lateral que queda entre la plancha margen y el forro, queda como espacio de sentina, donde van a parar las aguas sucias y otros resíduos, para posteriormente ser achicados al exterior. En los buques que no haya plancha margen del tanque, sino que ésta continúa hasta el forro, las sentina~ no son corridas de proa a popa, sino que cada compartimento tiene en su extremo de más a popa, y en el doblefondo, su propio pozo de sentina.

Estructura interna

CORBATA

Fig. 127, a. Corbata con la sección transversal del perfil recortada .

D E SCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

Fig. 127, b. Longitudinal acorbatado en varenga o mamparo estanco.

DOBLEFONDO Todos los buques en general, excepto los tanques, llevan un doble forro en el fondo, que recibe el nombre de doblefondo. Se extiende desde el mamparo del pique de proa, hasta casi al del pique de popa. La tapa del doblefondo está situada a 1 m y 1,5 m. por encima de la quilla, es contínua, incrementa la resistencia longitudinal y actúa como una plataforma de apoyo, para la carga en bodega y para la maquinaria del buque. El espacio del doblefORdo tiene gran cantidad de material de refuerzo, y usualmente no se utiliza para espacio de carga. Normalmente lleva el combustible, agua dulce y de lastre. Va subdividido longitudinal y transversalmente en grandes tanques, para llevar los líquidos mencionados anteriormente, con los que puede corregir escoras y cambiar el asiento. A estos tanques se tiene un fácil acceso a través de sus puertas de registro, ovaladas y atornilladas, por las que puede pasar un hombre. En la mayoría· de los buques, el doblefondo está dividido en dos partes, por la quilla vertical que es estanca; sin embargo en los grandes buques, con una vagra estanca mas a lado y lado, tienen cuatro tanques transversales. Entre tanques de

Todos los buques llevan estanca la quilla vertical, que se extiende desde el mamparo del pique de proa al de popa. Es estanca hasta próxima a los extremos de proa y popa, donde el buque se estrecha, y los tanques son corridos transversalmente. Hay casos en que la quilla vertical, no hace de cierre de tanques, y entonces no es estanca. Dependiendo de la manga del buque van otras piezas longitudinales, llamadas VAGRAS, que le pasa como a la quilla vertical, que son estancas o no, según hagan o no de cierre de tanques; en este último caso, llevan aligeramientos elípticos, que además pueden ser para paso de hombres, a través del doblefondo, en funciones de inspección y de reparaciones. Todo esto se puede ir viendo en la (Fig. 128, a). Los tanques están divididos a lo largo del buque, por elementos transversales, llamados VARENGAS estancas, las cuales en la mayor parte de los buques van reforzadas por las dos caras, por contretes y consolas, cartabones o cartelas, para soportar la presión de los líquidos. En los buques de menos de 120 m. de eslora, el fondo y la tapa del doblefondo están apoyados a intervalos que no excedan de 3 m., por varengas llenas (varengas con alma de plancha) (Fig. 128, b). Llevan vanos de aligeramientos Y además para paso de hombfe, así como otros pequeños orificios, los de la parte baja "groeras", para facilitar el achique de los líquidos, y los de la parte alta para facilitar la aireación. La varenga llena es normalmente continua desde la quilla vertical hasta la plancha margen. La vagra por tanto es discontinua entre la varenga, Y recibe el nombre de "intercostal".

146

CONSTR UCCIÓN

N AVAL Y S E RVI CIOS

La varenga es llena en todas las claras del espacio de máquina, en la zona situada a un cuarto de la eslora desde la proa, y en todas las zonas que en general haya que aguantar pesadas cargas, como mamparos de subdivisión y asiento de las calderas. Los elementos de refuerzo del doblefondo, pueden ser de dos formas : a) Estructura transversal, b) Estructura longitudinal. La estructura transversal ha sido usada para la mayoría de los barcos remachados. y para muchos de los soldados, (Fig. 128, a). Consiste en que el espacio longitudinal entre las varengas llenas, el fondo y la tapa del doblefondo son reforzados por la llamada "varenga abierta", (Fig. 128, c), que está formada por perfiles de bulbo horizontales, reforzando la tapa del doblefondo y fondo, desde la quilla vertical a la plancha margen; apoyados en la vagra, y en el intermedio con consolas de faldilla y contretes.

TAPA

.DOBLEFON.110

CONSOLÁ

VAIlrENGA

d t::~~ ¡'iI~",

147

DESCRIPCIÓN GEN E RAL D E L B UQU E

V.AGIIr.A

QUILLA VElfTlCAL

FALlJILLA

Fig. 128, c. Varenga abierta (estructura transversal del doblefondo).

En los buques soldados se observaba que los fondos se ondulaban, debido a la deformación por la soldadura y por Jas flexiones longitudinales; a pesar de no haber accidentes por estas circunstancias, a los buques se le fué exigiendo corto refuerzos longitudinales, para evitar dichas ondulaciones. Este problema ha sido superado, por el uso de refuerzos longitudinales en el doblefondo de los buques soldados, en particular para los buques de más de 120 m. de eslora. La estructura longitudinal del doblefondo, está formado por perfiles de bulbo sobre el fondo y bajo la tapa del doblefondo, con una separación de 760 mm. Se apoyan en las varengas llenas mencionadas anteriormente, pero que ahora están algo más separadas, 3,7 m. Tienen contretes intermedios de apoyo entre ellos, cuya separación longitudinal no excede de 2,5 m. También como en el transversal, usan consola o cartela en la zona contigua a la quilla vertical y plancha margen. El refuerzo de la quilla vertical recordaremos que es importante por la varada en dique, (Fig. 129). Cuando la manga excede de 14 m., lleva una vagra intercostal a lado y lado de la quilla vertical; si excede de 21 m., dos. El perfil de llanta usado para los contretes, será de una anchura al menos de 150 mm. Los longitudinales deberán ir en línea con las vagras adicionales que se necesiten como refuerzo, en la Sala de Máquina.

QUILLA

Fig. 128, a. Doblefondo.

CYJN~OLA

.JIE' PIE DE C'U.4JJE~N.A

QUILLA YElfTICAL

Fig. 128, b. Varenga llena.

Fig. 129. Doblefondo con estructura longitudinal.

148

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

En la (Fig. 130) se puede ver el cierre por la plancha margen del espacio del doblefondo, así como zona del pantoque, con estructura de resistencia transversal. En la (Fig. 131), la prolongación de la tapa del doblefondo hasta el costado, con una estructura longitudinal de resistencia.

149

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

La altura del doblefondo en la Sala de Máquinas es superior al normal, y para no crear discontinuidades estructurales, habrá una zona inclinada en la tapa del doblefondo. En la (Fig. 132) tenemos los registros para la inspección de los tanques del doblefondo, sus dimensiones mínimas son: 350 x 450 mm. y ovalados. Cada tanque con un mínimo de dos registros, para la entrada y salida, además de la ventilación necesaria durante la estancia en el mismo. En la (Fig. 131, a) vista horizontal de la tapa del doblefondo con los registros. REGISTRO

DE TANQUE

C'iI.lDElrN..l CONSClLA PIE DE C'LlA.DERNA CON FAL.DILL A

CONSOLA PfE DE CilAOElrA CON FALDILLA

j

j

T~ACAS

.DE FClN.DO L ONG'/TlIDINAL TAPA DCllU.EFON.lJO

Fig. 130. Plancha margen de cierre de los tanques del doblefondo con estructura de resistencia transversal.

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TANOUE N~ Sr

Fig. 131. Tanques del doblefondo corrido's hasta el

Fig. 132. Registro del doblefondo con su tapa.

costado con estructura de resistencia longitudinal.

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Fig. 132, a. Doblefondo y dispositivo de anclaje del motor.

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O íAN Q U E Nó' E r

O Fig. 131, a. Distribución de registros en la tapa del doblefondo.

En el espacio de máquina, el doblefondo tiene que responder que la máquina principal y las auxiliares tengan el apoyo adecuado. Un apoyo débil puede causar averías a la máquina, y un panel sin el debido apoyo, puede crear vibraciones en la

150

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

estructura del casco. La bancada de la máquina principal se fija mediante pernos, a la tapa del doblefondo, que tiene un espesor aquÍ, de unos 40 mm., y continúa hasta el apoyo de la chumacera de empuje. A cada lado de la bancada, lleva una vagra adicional, unida a la tapa del doblefondo con una llanta de cara intermedia, y de forma que el perno de fijación de la bancada, abarque a la llanta de cara y a la tapa del doblefondo. Igualmente se usarán vagras adicionales, para la maquinaria auxiliar que lo necesite, por ejemplo generadores. En los motores marinos que necesitan un tanque de drenaje, debajo del mismo; llevan un cofferdam de acceso a los dispositivos de a'nclaje, aislándolos del tanque de drenaje, así como del resto de los tanques del doblefondo. ( CUADERNAS Los costados del buque son reforzados por las cuadernas, las cuales se extienden verticalmente desde la consola margen, en la zona de Pjlntoque, hasta la cubierta superior resistente. Cuando los costados del buque, llevan el tipo de resistencia transversal, éstas lo consolidan verticalmente, a la vez que forman el anillo transversal típico de esta estructura. Los perfiles laminados usados normalmente en los buques soldados, son de bulbo y angulares de lados desiguales, (Fig. 133).

roRRO

co.sr.ADO

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

151

Clasificadoras, establecen unas máximas separaciones. Por ejemplo en las zonas de proa y popa. En la (Fig. 133) tenemos una cuaderna reforzada o bulárcama, usada en las secciones en las que se necesita mayor consolidación transversal, por ejemplo en la zona de máquina, conectada a un fuerte bao o puntal, con objeto de reducir vibraciones. El escantillón suele ser de unos 600 mm. reforzada en el borde libre por llanta de cara. En la zona de máquina suelen llevar tres bulárcamas de este tipo, y otras de menor escantillón en la zona de entrepuente. El largo de las cuadernas se suele interrumpir al cruzar las cubiertas o plataformas (pequeñas superficies de cubiertas en zonas del buque). El escantillón en la lxxlega es el máximo (300 mm. en perfiles de bulbo), y disminuye en los entrepuentes. Las cuadernas de construcción se numeran desde la perpendicular de popa (mecha del timón), que es la cero, hacia proa. Las que hay a popa de la mecha del timón se señalan con letras, siguiendo la secuencia alfabética, A, B, etc. Resumiendo podemos decir, que en los costados del forro, que usen el tipo de resistencia transversal, la misión de las cuadernas serán: 'a) Reforzar la plancha del costado, para lo que su separación longitudinal o clara, no será mayor de 1.000 mm. en la zona central del buque (unas 3/5 partes de su eSlora). b) Soportan verticalmente a los baos de la cubierta en los costados. c) Resisten esfuerzos por vibración en los cabeceos pronunciados del buque. La clara de cuaderna, en las zonas a proa del mamparo de colisión y a popa del mamparo del prensa (mamparo del pique de popa), no excederá de 610 mm.; mientras que la zona comprendida entre l/5 de la eslora y el mamparo de colisión, no excederá de 700 mm. COSTADOS DEL FORRO QUE UTILICEN EL TIPO DE RESISTENCIA LONGITUDINAL.

LL.ÁNTÁ DE CARÁ 8ULÁRCÁI'fÁ

El apoyo que da la cuaderna en cada clara al costado en el sistema transversal, lo da ahora los llamados "longitudinales de costado" en el sistema longitudinal. La separación entre ellos depende del módulo de la sección, y del tipo del perfii, de bulbo, angular invertido, etc. Estos longitudinales se apoyan a su vez, en mamparos transversales y bulárcamas con baos reforzados, con una separación longitudinal que no excederá de 3,7 m. si la eslora del buque no pasa de 185 m. Si pasa, la separación no excederá de la eslora del buque dividido por 50. Los longitudinales serán contínuos a través de bulárcamas y mamparos. En la (Fig. 134) tenemos un buque tanque, con el tipo de resistencia tr'a nsversal en el costado (Cuadernas), y en la (Fig. 135) otro con el tipo de resistencia longitudinal (longitudinales de costado). BULARCAMA

Fig. 133. Cuaderna y Cuaderna reforzada (bulárcama).

La clara o separación longitudinal entre las cuadernas, es de unos 760 mm., que se mantiene constante en la mayor parte del casco, habiendo zonas que por aumento de determinados tipos de esfuerzos, los Reglamentos de las Compañias

Este elemento es común a todos los sistemas de construcción, tanto el transversal, como el longitudinal y mixto. En el sistema transversal ya hemos visto, como refuerza la acción de las cuadernas en zonas del buque. En el sistema longitudinal, conforman con el costado y cubierta (trancaniles),

152

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

el marco transversal para la rigidez necesaria. Soportan verticalmente a los baos reforzados en el costado, unidos modernamente mediante cartelas o consolas, formando un anillo de gran resistencia transversal. Cuando son medios baos, forman el tipo "cantílever" (baos acartelados).

DESCRIPCIÓN G ENE RAL DEL BUQUE

153

En estas bulárcamas se apoyan los longitudinales de costado, y en la parte alta del anillo (bao reforzado) los longitudinales de cubierta. El fuerte anillo transversal queda completado en el fondo por la varenga. En las (Figs. 134 y 135) una típica estructura de buque-tanque con bulárcama transversal, y en la (Fig. 136) con bulárcama longitudinal. CON TRArufRTE

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REFUERZO ARoMADO

o

REFUER ZO DE

DE

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'TRAVll!.A

VERTICAL

MAMPARO

~IMPlE

->l E F UE P Z u (SIMPl E) '- -

CONSOLA

LONGITUDINALES

DE

FONDO

/lE lU(;/JJE Z

y APOYO

BUlARCAMA

TRANSVERSAL (VARE~úA)

Fig. 136. Estructura buque tanque con mamparo y bulárcama longitudinal. Fig. 134. Costado con estructura de resistencia transversal. LLANTA JJE CARA JJE REFUERZO

La bulárcama longitudinal, está situada en el interior del casco, dando una grari rigidez interior a la 'viga-casco, siendo a la vez un gran elemento de consolidación vertical. Forman con la eslora en la cubierta, contrafuerte vertical y la vagra en el fondo, un fuerte anillo longitudinal de resistencia. Cuando coincide con subdivisiones estancas, le pasa como a las transversales, que son sustituidas por mamparos, en este caso por mamparos longitudinales, como se puede ver en la (Fig. 136). i BAOS, ESLORAS Y PUNTALES

Fig. 135. Costado con estructura de resistencia longitudinal.

Antes de seguir y para no perdernos didácticamente, recordaremos que la línea escogida en este aspecto, es ir explicando la parte, para además de estructurarla, articularla con el todo; el todo es el casco, constituido por el forro exterior con toda su estructura interna, y la parte, son los bloques o trozos didácticos de casco, que vamos considerando; o sea, de forro exterior con toda su estructura interna. Por eso, siempre que explicamos cualquier elemento de refuerzo, lo ensamblamos con la parte de forro exterior, para que no olvidemos cual es su misión última, reforzar el forro exterior ó casco del buque. Hasta aquí y dentro del presente Capítulo, hemos visto, el fondo del forro exterior con su doblefondo y elementos estructurales; así como sus diferentes sistemas de construcción. A continuación el costado del forro exterior, con sus refuerzos según el tipo de construcción. Ahora, y para cerrar el casco por arriba, vamos a hacer referencia a la cubierta,

/ 154

l55 CONSTRUCCIÓN

N A V AL Y

DESCRIPCIÓI\ GENERAL DEL B U QUE S E RVI CIOS

la cara alta del prisma, con sus tracas de plancha y sus refuerzos. Como siempre una visión general del todo, para al explicar la parte, poderla articular con él sin discontinuidades, Y justificar así su tipo de estructura. En el sistema de construcción transversal, dijimos, que el costado y la cuaderna, daban consolidación vertical a la cubierta o cubiertas. Pero no cabe duda, que estas necesitan otro tipo de consolidación intermedia (toda la manga del buque), y que también como la cuaderna sea lo más contínua posible de arriba abajo. En este sistema de construcción, se usan tres piezas clásicas para este cometido que son: bao, eslora y puntal. Con los que se consigue la suficiente rigidez en los anillos tansversales, a la vez que se enlazan entre ellos, en la parte interior del casco, (Fig. 9). Como la cuaderna le sirve de apoyo al costado con su clara adecuada, el bao le sirve de apoyo a la cubierta, con su misma clara. Igual que a veces hay secciones que necesitan mas resistencia, y se pone la bulárcama en el costado, lo mismo se hace con la cubierta, y se recurre al bao reforzado, dándole una continuidad máxima en su sistema de unión con la bulárcama en el costado, a base de cartabones o cartelas cuyo borde libre tiene forma elíptica o parabólica. En la clara que coincida mamparo transversal, el hace los efectos y más, de estos anillos transversales reforzados. Tenemos una primera consolidación de la cubierta, con el bao, de una forma directa, ya que va soldada a ella, y a la cabeza de cuaderna empotrada mediante la "consola margen". Pero al bao le pasa como a la cubierta, que necesita de costado a costado de apoyos intermedios; que le den por un lado la necesaria rigidez local, y por otro la necesaria rigidez vertical a la sección. Esto se consigue a través de la eslora y el puntal. Igual que la vagra consolidaba longitudinalmente el doblefondo, Y en función de la manga del buque, llevaba una ó más, a lado y lado de la quilla vertical; la eslora va, a lado y lado del plano de crujía, en sentido longitudinal. Apoya a la cubierta a través de su unión con el bao, y ella a su vez se apoya en los puntales y mamparos transversales que se encuentre. Este sistema de apoyo vertical de la cubierta, está sometido a grandes discontinuidades, debido a las grandes aberturas que lleva la cubierta, con sus correspondientes grandes esfuerzos en esas zonas. En este tipo de construcción que estamos comentando, si se necesita una eslora a cada lado de consolidación, se alinea incluso formando parte de ella, con el borde de la boca de escotilla (brazola longitudinal), y como en esa zona de bodega no hay apoyo de mamparo, a la eslora se le pone puntales de consolidación vertical. Los extremos de proa y popa de la escotilla, van reforzados por baos, llamados de "fin de escotilla". En el cruce de estos baos, con las esloras que refuerzan el borde longitudinal de la boca de escotilla (a lado y lado), que son cuatro, en cada una de las esquinas o cruces de bao eslora, lleva un puntal de consolidación vertical. Estos se apoyarán en la misma zona de la cubierta siguiente, y los de la siguiente, en la tapa del doblefondo, en cruce de varenga con vagra. Igual que dijimos que donde haya mamparo transversal, hace el efecto de cuaderna y bao, añadimos ahora, que también de consolidación vertical en toda la manga, o sea no se ponen puntales. En la (Fig. 137) tenemos una típica construcción transversal de la cubierta, reforzada por: baos, eslora y puntales. En la (Fig. 138, a) estamos situados fuera de la boca de escotilla, y mirando para una de las esquinas comentandas anteriormente; donde vemos la cabeza del

puntal, apoyando el cruce de eslora con bao. . En la" (Fig. 138, b), igualmente vemos, el apoyo del pie del puntal, en la tapa del doblefondo, en el cruce de varenga con bao.

BAO

8AOS, ESLOIi!AS y PUNTALES EN LA CONSTRUCCION

TRANSVERSÁL

Fig. 137. Resistencia transversal de la cubierta. por baos. eslora ~ puntale~

PUNTAL

Fig. 138. a. Puntal de refuerzo en esquina de escotilla. cruce de bao y eslora .

Fig. 138, b. Apoyo de puntal en la tapa doblefondo. en el cruce varenga Y vagra .

/ \56

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

En la (Fig. 139) vemos una estructura de tipo longitudinal, representado por una fuerte eslora-víga , y sin embargo la estructura de la cubierta es del tipo transversal, representado por sus baos transversales continuos apoyados en la eslora, que a su vez también es continua. La unión entre ellos se hace a través de fuertes consolas antitorsión, que es el esfuerzo deformante en esa zona, llamadas consolas de arriostramiento, y se alternan con las llantas de arriostramiento.

\)7

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

cruce bao-eslora, siendo el refuerzo de consola en la esquina de escotilla, donde apoya el puntal, y en el siguiente bao el refuerzo es un contrete. Como estamos en zona de escotilla, son medios baos. TRACA .1Jf TRANCAN/L

BAO

B.AO

¿¿.ANTA .DE .ARIfIOSTRA~ CONSOLA .1JE

J1.ARGEIV

Fig. \40, a. Cubierta de resistencia transversal.

LLANTA .DE CAltA

Fig. 139. Estructura longitudinal del casco Y transversal de la cubierta. Debido a la eslora viga prescinde de puntales de apoyo vertical.

BAOS

Como en nuestro comentario anterior hemos dicho, prescindiendo inicialmente de los puntales en general, en el sistema transversal moderno, los elementos de apoyo de la cubierta son: los baos y esloras. En las construcciones soldadas los baos están formados, por perfiles de bulbo y angulares invertidos, como los de las cuadernas. Los reforzados, que forman la parte alta del anillo bulárcama, son perfiles compuestos, a base de llantas comerciales, con su borde doblado en faldilla, o llanta de cara de refuerzo. En baos alternos, se refuerza su unión a la eslora en la que se apoya, mediante consolas que prolongan el apoyo del bao en la eslora, disminuyendo su "luz" (espacio del bao en voladizo o sin apoyo). En la zona de escotillas, por interrumpirse la cubierta, se interrumpen los baos correspondientes, y quedan los llamados "medios baos", a banda y banda, que se extienden desde el costado hasta el borde de la escotilla (apoyándose en la brazola). En la (Fig. 140, a) una típica estructura transversal. En la (Fig. 138, a) se puede observar en la zona de escotilla, el refuerzo del

Resumiendo podemos decir, que las principales misiones de los baos en el sistema transversal son: a) Refuerzan a la cubierta dándole rigidez b) Hacen de viga transversal, soportando a la cubierta en sentido vertical. Tienen una curva llamada "brusca", cuya flecha en la sección media es de 1/50 de la manga, es decir, 2 centímetros de peralte por cada metro de longitud del bao. c) Refuerza el pasillo de cubierta en la zona de escotilla de la cubierta superior y en las cubiertas inferiores, además de esta zona, toda la de la bodega, por los pesos que gravitan sobre dichas cubiertas. Como recordarán, hemos dicho que todos los buques en general, y desde luego los que su eslora exceda de 120 metros, llevarán estructura de resistencia longitudinal, en cubierta y doblefondo; mientras que en el costado se puede llevar longitudinal o transversal, porque el esfuerzo de flexión actúa sobre las tracas de plancha de canto, y se oponen a él, con toda su anchura, que es bastante. Cuando la estructura de la cubierta es longitudinal, lleva "longitudinales de cubierta" que corren de proa a popa, en toda la manga del buque. Están formados por perfiles de bulbo, en los que se apoya la cubierta, y ellos a su vez se apoyan en baos reforzados, coincidiendo con las bulárcamas, o bien en mamparos transversales. En la estructura longitudinal de la cubierta, la separación entre baos reforzados, es entre 2,50 y 4,00 metros, (Fig. 140, b). La unión con los longitudinales de la cubierta, es soldada directamente, o con contretes de refuerzo. Los longitudinales de cubierta (baos longitudinales) pueden ser discontinuos, en el cruce con mamparo transversal, con la precaución de asegurar debidamente la discontinuidad longitudinal creada. En los buques de mas de 215 metros de eslora, serán continuos (uniones acorbatadas). Tambien en este tipo de estructura, se lleva la eslora, que es un longitudinal muy reforzado, formando las brazolas longitudinales de la boca de escotilla, que corren de proa a popa del casco, y también en la abertura del guardacalor en la sección

15R

CONSTRUCCIÓN

~ SERVICIOS

de Máquina. El pasillo de cubierta (trancanil) en la zona de escotilla, puede llevar longitudinales de cubierta, o medios baos, pero de una forma u otra, no tiene influencia como elemento de resistencia longitudinal del casco.

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

159

nales, en la zona. Los aumentos de cargas en general, puede ser debido a los asentamientos, de molinete, cabrestante, y maquinillas; 'junto con los esfuerzos de arrancamiento cuando trabajan. Encima de la cubierta, llevan su polín de apoyo, que junto con los refuerzos mencionados anteriormente, reducen las vibraciones que le puedan transmitir al casco, dichas máquinas, al mínimo.

TRACA

eLlS/ERTA

1JE

CWTA CONSOLA

LON~/TU.oINALE.s

1JE

DE C'U8IE!fr:.t

I1ARGEN

CONSOLÁ

8!fA20L.A LONGITUDINAL

Fig. 141, c. Estructura longitudinal de la cubierta en zona de escotilla. Eslora (brazola longitudinal) reforzada con consolas o cartabones de rigidez.

Fig. 140, b. Cubierta de estructura longitudinal.

En la (Fig. 141, a), vemos como se cortan los longitudinales de cubierta, en la zona de escotilla; y como se unen a los baos reforzados (brazolas transversales de fin de escotilla), por consolas de unión y apoyo. En la (Fig. 141, b), vemos la unión de los medios baos con la eslora (que hace de brazola longitudinal), a través de consolas de unión y apoyo. En la (Fig. 141, c), podemos observar, cuando la cubierta en la zona de escotilla, lleva estructura longitudinal. En este caso la eslora por ser de forma desimétrica, (le hace falta el trozo de ala interior, que no lo lleva porque hace de brazola longitudinal) se le da mayor rigidez a través de consolas, que a su vez se apoyan en el longitudinal adyacente.

Fig. 141, a. Unión de longitudinales de cubierta con brazola transversal de fin de escotilla (bao reforzado).

Fig. 141, b. Unión de medios baos con la brazola longitudinal-lateral (eslora).

En la cubierta o cubiertas, hay puntos de concentración de cargas, que necesitan un mayor refuerzo de la misma, localmente. Se hace a base de esloras y baos adicio-

CONSOLA MARGEN La consola o cartabón, es una pieza de unión y apoyo, con la misma altura que vuelo; es decir, un triángulo rectángulo isósceles, catetos iguales, no hace falta que la punta contenga los vértices; el apoyo, en la altura y en el vuelo, lo hace con los catetos. El borde libre, podiamos decir que hace de hipotenusa, puede ir doblado formando faldilla, o con llanta de cara; de una manera u otra, es mas resistente, que el borde de la hipotenusa limpio sin nada. También se sigue -llamando así, aunque tenga los catetos desiguales, siendo normalmente el cateto mayor de apoyo al vuelo, y el menor de apoyo a la altura. Insistimos que los vértices los tiene matados, para evitar grietas en las uniones soldadas, como recordaremos. En las (Figs. 140, a; 142 y 143) podemos observar tipos de consola o cartabón. Por su situación, unión de bao y cabeza de cuaderna, recibe el nombre especial de "consola margen". La principal misión de esta consola margen, es la transmisión de esfuerzos entre bao y cuaderna, consolidando el marco transversal. La consola margen si tiene su borde con faldilla, tendrá al menos una anchura de 50 mm. (Fig. 142). En la (Fig. 143), cuando la cubierta lleve el sistema longitudinal de resistencia, y el costado el transversal; la consola margen unirá la cabeza de cuaderna, al longitudinal de la cubierta contiguo, claro está, donde no vaya bao reforzado, que la llevará normal, como se puede ver en la (Fig. 140, b). Los reglamentos de las Compañias Clasificadoras, dan normas acerca de la longitud del solape de la consola margen, con la cuaderna y bao, área de soldadura, anchura de faldilla, tamaño y espesor. Cuando la hipotenusa del cartabón es curva, recibe el nombre de cartela. Normalmente en la cartela, el apoyo vertical es mayor que el de vuelo. En la (Fig. 122) la unión del bao con la bulárcama, es a través de cartela, por lo que también se le llama "bao acartelado", y a la estructura "ménsula o cantílever", porque no lleva

160

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

161

D ESCRIPCIÓN GENERAL DEL B UQUE

apoyo vertical (ni puntal ni eslora) por ir en zona de escotilla; normalmente la estructura ménsula o cantílever, es cuando el apoyo vertical es menor que el de vuelo. También se llaman "cartelas" cuando la pieza en vez de triangular es cuadrangular (trapezoidal o romboidal). roa/ERrA

CONSOLAS DE -ÁRTi'/OSTRAH/E/./TO PERFI L COJ1PUESTO

PERFIL COJ1PUESTO

EN(T)

EN(LJ ESLORAS

Y BA OS

LONGITUDINA LES

Figs. 144 Esloras y longitudinales.

Fig. 142. Consola margen con faldilla en su borde libre.

Fig. 143. Consola margen cuando la cubierta lleva estructura longitudinal.

CONSOLA DE PIE DE CUADERNA O DE PANTOQUE En el sistema de estructura transversal, es la consola que une la cuaderna a la varenga, a través de la plancha margen . La parte podiamos decir de la hipotenusa, es redondeada, porque es lo que se apoya en el pantoque que tiene esa forma . Refuerza en esta zona el marco transversal del casco del buque. Como en este sistema de construcción, se usa para sentina esta zona, todas las consolas llevan aligeramientos o vanos, para el paso de los líquidos, con un cierto dintel (separación vertical entre el borde inferior del vano y el fondo), con lo que evita el paso de los sedimentos y facilita que se depositen en el fondo, entre consola y consola. (Fig. 130). En la (Fig. 133) cuando se corresponde con bulárcama. En la (Fig. 131) su hipotenusa es recta , reforzada con faldilla; la unión de la cuaderna a la varenga, es a través de la traca lateral de la tapa del doblefondo; observamos que ahora el sistema estructural del doblefondo es longitudinal. En la zona del sistema longitudinal, que no hay varenga, el refuerzo estará formado por los longitudinales que van en la zona del pantoque. ESLORAS En el sistema de construcción transversal, sirven de apoyo vertical a los baos de la cubierta; apoyándose ellas en los puntales y mamparos transversales. Para usar los menos puntales posibles, se aumenta su escantillón, utilizando perfiles compuestos en "T" y en "L". En la zona de apoyo en los mamparos, éstos llevan refuerzos verticales (Fig. 137), (Fig. 138, a), (Fig. 139), y (Fig. 149). En la eslora desimétrica de la (Fig. 139), vemos los refuerzos en los cruces con baos, contretes y consolas de rigidez, alternándose. Este tipo de eslora es la normal, cuando a la vez hace de brazola lateral en la boca de escotilla. Cuando va adyacente sin formar la brazola, tiene una sección simétrica, como el de la (Fig. 144, c). También formarán las brazolas de la abertura del tronco del guardacalor de la sala de máquina.

En la cubierta del castillo, las esloras soportarán a los baos, con una separación entre ellos máximo, de 3,70 m. Se usarán asimismo para reforzamientos locales de la cubierta. . , . En el sistema longitudinal de la cubierta, las cosas cambIan, porque los umcos baos son los reforzados y se suelen cortar con ellas en el mismo plano, reforzan~o la unión con "plancha diamante" (Fig. -72). Las secciones típi~as son las de la (F lg. 144, a, b, c), soldadas directamente como apoyo de la cubIerta. (refuerzo de los longitudinales), a lo largo del borde lateral-longitudinal de las escotIllas. Las c~nsolas que dan rigidez a la eslora, se unen a los longitudinales adyacentes, con la ml.sma o parecida secuencia que se unian a los baos, en cada clara de cuaderna en el sIstema transversal. La eslora no debe terminar bruscamente, porque crearía discontin u id~des estructurales no aconsejables; por lo que se prolongará mas allá de donde. ,sirve de apoyo a la cubierta, dos claras de cuaderna al menos, disminuyendo d~ seCClon, P?CO a poco. El valor de la clara de cuaderna siempre se tiene com? parametro baslco, tanto en el sistema transversal, como en el longitudinal y en el mIxto. Las esloras si se cortan al llegar a los mamparos transversales, cosa que ocurre normalmente, están muy reforzadas por un gran cartabón longitudinal o cart~l,a, reforzada en el borde libre por llanta de cara. El mamparo en esa zona tamblen va reforzado por un perfil vertical, (Fig. 139). . Resumiendo, podemos decir que para efectos de la eslora, en el sls~em~ transversal soporta la cubierta a través de los baos; mientras que en el longltudmal, lo hace directamente en colaboración con los longitudinales de cubierta y con los baos reforzados que hay a cierto intervalo. En una ~onstrucci~? y e~. o~,ra, p.ueden ~? formar parte de la boca de escotilla, si forman tIenen secclon en L , y smo, de. T . Sirven de consolidación longitudinal, para reforzar zonas locales de la cubIerta, mediante esloras adicionales.

?

PUNTALES Los puntales como ya hemos dicho anteriormente, sirven de apoyo a las esloras, transmitiendo su esfuerzo verticalmente, a la cubierta inferior o chapa de la tapa del

162

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

doblefondo; procurando que en general, estén en la misma vertical en la zona de bodega y entrepuente. Distintas secciones de puntales se pueden ver en la (Fig. 145, a, b, c, d). SECCIONES

DE PUNT:AL.ES

HOOO

163

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

En la (Fig. 146) tenemos una zona típica del casco, en la que colabora los palmejares a su reforzamiento; debido a las fatigas del casco en esta zona, por las vibraciones de las olas. A partir de 0,15 de la eslora del buque y hasta el mamparo de colisión, (zona a popa .del mismo), el palmejar tiene la misma profundidad que la cuaderna, siendo reforzado en el canto libre, por llanta de cara. A proa del mamparo de colisión y hasta la roda, aumenta el escantillón de los palmejares, Como se puede ver en la (Fig. 147). Este aumento trae como consecuencia, que los baos sean mas cortos y por tanto mas efectivos en esta zona, siendo también reforzada la unión bao-palmejar mediante consola de cara.

(el)

Fig. 145. Secciones de puntales. CON$OO

En la construcción actual su uso ha quedado reducido al mínimo. En la (Fig. ~ 38, a, b) se observan las formas de apoyo, en la cabeza y pie de un puntal. En el pie se usa una doble plancha o una de acero especial, procurando además que coincida con cruce de varenga y vagra; sino se refuerza según que circunstancia, el doblefondo, con varenga y vagra intercostal. CLlA,OE RH-A

PALMEJARES Son elementos que refuerzan al forro longitudinalmente,. en las zonas que son usados. Son en general perfiles laminados compuestos. Pueden ser contínuos, teniendo escotaduras para el paso de las cuadernas, a las cuales se unen; yendo también soldados directamente al forro exterior en el costado, sirviéndole de apoyo en la clara de cuaderna.

Fig. 147. Refuerzos a proa del mamparo de colisión.

Este tipo en general también se usa para la estructura de los tanques profundos. MAMPAROS

/'1A11 P.A RO DE COLlS/ON

Fig. 146. Refuerzos del casco a popa del mamparo de colisión.

La división o compartimentación del casco del buque en sentido transversal y longitudinal, se hace mediante superficies metálicas normalmente verticales y a veces inclinadas, llamadas mamparos. Aunque mas adelante entremos eh los detalles específicos de cada uno de ellos, en los distintos tipos de buques; los comunes a todos los cascos, clásicos en la construcción naval, y a los que se refieren específicamente los Reglamentos de las Compañias Clasificadoras y Convenio de la Seguridad de la Vida Humana en el Mar; son los Mamparos Estancos Transversales. En general cumplen las siguientes misiones: a) Dividen al buque en compartimientos estancos, restringiendo el volumen de agua que pueda entrar en el mismo, en el caso de avería en su forro exterior. En los buques de pasaje, mediante el cálculo de las esloras inundables, previene que en el caso de averias solo se sumerja una cantidad razonable. En los buques de carga, el cálculo solo da una ligera idea de lo que se sumerge, en función del volumen ocupado por la carga y el tipo de la misma. b) Dan una gran consolidación transversal a la viga-casco, a la vez que vertical. c) Protege contra la extensión de un incendio. Todos los buques tienen un cierto número de mamparos transversales estancos,

164

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

repartidos de la siguiente manera: a) Un mamparo de colisión, situado entre el 5% y el 8% de la eslora del buque, contado desde la proa (perpendicular de proa), sobre la línea de máxima carga en el centro del disco. b) Un mamparo en cada extremo de la sala de máquina. c) Un mamparo de cierre~n popa, llamado mamparo del "prensa" o del pique de popa (los "piques" también son llamados "raseles"); y que encierra a la bocina en un compartimento estanco, cerrado por arriba por su correspondiente plataforma, que forma la cubierta del "servo" (máquina de la potencia necesaria para mover la pala del timón), (la bocina es un tubo de acero fundido, que pasa a modo de casquillo, por un orificio que lleva el codaste, y que a través de él, sale al exterior el eje portahélice). d) Los buques de esloras superiores a los 90 m., deben llevar mamparos adicionales a intervalos razonables. Así por ejemplo, un buque de eslora igual a 140 m., llevará 7 mamparos si la máquina la lleva en el centro, 6 si la lleva a popa; mientras que uno de 180 m. llevará 9 y 8 respectivamente, (Fig. 148, a, b). Los mamparos transversales estancos para tener la debida resistencia, van reforzados en sentido vertical, con perfiles laminados, de llanta, de bulbo y angular inve~tido. Reforzando la cabeza y pie de estos perfiles con cartabones, a la cubierta de francobordo, entrepuente y tapa del doblefondo. Se corresponde en el espacio del doblefondo con una varenga estanca, (Fig. 149).

165

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

CUBIERTA ~\-

-

- -

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IfA HPA RO TRANSVERSAL

CUBIERTA DI!' ENTltE PUENTE

REFUERZO VEltTlCAL :

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TRACA

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PLANCHA

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VARENGA

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Fig. 149. Detalle estructural de un mamparo transversal estanco. M;'/fPAAO HAQIHNM

Y DEL l'fQ.rJlf Pi! PoPA

11",./',4110 PRQA MAtfJlJlNAS

HAH~A"'S EsrANCas rIfAIISY~IfJALES

TANQVE DE ,,/fIJA

~/QVE

Fig. 148, a, b. Mamparos transversales.

Estos mamparos sustituyen donde van, al anillo transversal de resistencia, en cualquier tipo de sistema de construcción. Observando la (Fig. 149) .~emos como, es discontinuo entre cubiertas; éstas son continuas, y los mamparos se fIjan por bloques, el de entrepuente o el de bodega. Si no hay tapa de doblefondo, se une al fondo. Las tracas de plancha que forman los mamparos, la parte del entrepuente, e~ de un escantillón menor que la de bodega, por aguantar menor esfuerzo. La maXIma separación de los refuerzos verticales, en este tipo de m.amparos, será de 750 mm., y se reducirá en el mamparo de colisión (mamparo del pIque de proa) y mamparo del . pique de popa, a 610 mm. , . De acuerdo con estos refuerzos verticales, el espesor mlmmo de las planchas a usar, son de 5,5 mm., y en los buques mineraleros, un mínimo de .10. En general, el mamparo de colisión y el de pique de popa, son un 25% mas resIstentes que los mamparos estancos normales.

166

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

En los buques tanques, mineraleros y otros, se usa a veces mamparos de sección troquelada, que no llevan refuerzos verticales (Fig. 150). En los mamparos transversales, la sección troquelada irá vertical u horizontal (transversal), pero en los mamparos longitudinales siempre horizontal (longitudinal), por el tipo de resistencia a la flexión que soportan en el casco. El espesor de estos mamparos están en función ' de la medida de la parte plana del troquel y de su puntal. ' En el mamparo del prensa, donde se afirma la bocina, debe ir una plancha de acero especial o doble plancha, para resistir los esfuerzos por vibración.

167

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

cos están formando tanques, la prueba es con presión hidráulica. Las condicio~es y los valores de estas pruebas, se verá con todo detalle, en el Capítulo correspondiente a la Inspección del buque durante su construcción.

I'1At1P.,4RO

.I1.,4I1PARO

lfEFUE!?ZO

REFUERZO

70 -lJOlJLEFONlJO P.,450 lJE TU8ER/A

EN t1AI'1!'AROS EST-4NC05

LLANTA DE llEFLJEl?ZO

Fig. 153. Paso de tuberia en mamparo estanco.

VARENGA ESTANCA

""-- ,j/~

' VARENGA ALIGERADA

V"-""L- V'-""

J1.,4t1PAHO

Fig. 151. Perfil de refuerzo de mamparo en entrepuente.

V

crJHRLJ~.ADO

Fig. 152. Refuerzo vertical de mamparo en bodega.

Fig. 150. Mamparo troquelado o corrugado.

En la (Fig. 151) vemos con detalle la unión de los refuerzos verticales, del bloque de entrepuente del mamparo, a éste y a la cubierta. Vemos los detalles, como que el cordón es discontínuo, la escotadura del perfil de bulbo en su pie, tanto para la limpieza de unión a la cubierta, como para que pase limpiamente el cordón contínuo de unión del mamparo a la cubierta. Igualmente la escotadura del perfil, en la parte superior del dibujo, para la limpieza de la costura de plancha soldada. En la (Fig. 152) detalle de la unión, del perfil y de su pie, en la bodega y tapa del doblefondo. Vemos como el escantillón del refuerzo vertical es mayor; el fuerte cartabón con faldilla que le sirve de unión y apoyo a la tapa del doblefondo; así como el reforza~iento de éste, que en la vertical del mamparo tiene una varenga es~anca, y ap~oxlmadamente donde termina la punta del cartabón, lleva una varenga alIgerada, (Flg. 149). Asimismo y siguiendo con la (Fig. 152), vemos como en la zona de la tapa del doblefondo donde se apoya el mamparo, lleva un refuerzo de llanta. Como siempre las escotaduras en la base del refuerzo, para limpieza de los cordones, así como en la parte alta del dibujo, para el paso de los cordones de las costuras de las planchas del mamparo. Donde los mamparos estancos son atravesados por las tuberias de los distintos servicios, llevan orificios encasquillados, como se puede observar en la (Fig. 153). Los mamparos estancos son probados por presión de manguera, en un momento dado de la construcción del buque, que lo marca el Reglamento correspondiente de la Inspección, ó de la Compañia clasificadora que sea. Cuando los mamparo5;;~iestan-

Los mamparos en general, y desde.el punto de vista de su funcionalidad en el casco, pueden ser: a) Mamparos resistentes b) Mamparos de Subdivisión. Normalmente los mamparos de los buques reunen las dos condiciones. ~xcePto los de superestructura, para alojamientos, pañoles y otros. Dentro de ser resistentes y subdividir, pueden ser además: a) Estancos (agua, cargas líquid~s o gaseosas), o aligerados, b) Superficies metálicas planas, o troquelados, c) VertIc~les. transversales o longitudinales, d) No verticales o inclinados, transversales o lo~gltudmales. En la (Fig. 154, a) una sección típica de buque tanque peq~en~, con ~amparo vertical longitudinal en el plano de crujía; mamparo vertical 10ngIt~dmal resistente y estanco. En la (Fig. 154, b), mamparo vertical longitudinal, resistente. y estanco; con unos mamparos parciales o medios mamparos, que junto con la cubierta y unas plataformas, forman tanques laterales. Otro tipo, es el de la (Fig. 154, c), dos mamparos verticales longitudinales, que dividen al buque en tres tanques; centro, babor y estribor. Al central por tener normalmente bastante manga, se le pone en el plan?~e crujía, un medio mamparo o mamparo diafragma, norma~mente aligerado, c~~a mlSlon primordial es disminuir las Superficies libres. En la (Flg. 154, d) la seCClon de un buque con mamparos autoestibantes, para cargamento de grano a granel; son m~I?­ paros inclinados longitudinales. Se forman tanques de "ala" en la zona, en colaboraclon con la cubierta y el costado. En los buques mineraleros que usan mamparos troquelados en bodega, la

CONSTRUCCIÚN NAVAL y S E RVICIOS

168

sección troquelada irá transversalmente, o sea que el acanalamiento va verticalmente, para que el mineral resbale y no tenga zonas de retención; que luego son nido de corrosiones. Igualmente cuando llevan este tipo de mamparos los bulkcarriers, para evitar la pudrición del grano, con la contaminación de la siguiente carga. . En los mamparos planos los refuerzos verticales van por una sola cara. Resumiendo las misiones de los mamparos, podemos decir que necesitan tener: factor resistencia, factor estanqueidad, factor subdivisión, factor división simple y factor estiba. Predominando unos factores sobre otros según los casos, y a veces haciéndolos compatible.

169

DESCRIPCIÚN GENERAL DEL BUQUE

CUBIERTA

+--4--MAM PARO

PRINCIPAL

LON61TUOINAL

TANQuE

TANQUE

EST~IBOR

BABOR TANQuE CENTRAL

--+--FONOO

TANQUE LATERAL

TANQ U E L ATERA L

Fig. 154, c. Mamparos longitudinales y medio mamparo en crujía.

M AM PARO

LONGITUD INAL

EN PLANO

CENTRAL

DE

CUBIERTA

O

PRINCIPAL

CRUJIA .__ TANQUES

_

",

_ _ ___ MAMPAROS /

LOS NO

BUG.UES LLEVAN

TANQUES

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DE

ALA

LONGITUDINALES AUTOESTIBANTE

I MAMPARO

RESISTENT

I

y o I S 1011 N U C 1'0 N

Fig. 154, a. Buque tanque con mamparo longitudinal en crujía.

LIBRES

- - I - + - - C U BIERTA

PRINCIPAL OOBLEFONOO

Fig. 154, d. Mamparos inclinados longitudinales. - + - + - T A N QU ES

LATERALES

CUBIERTAS ~--+-- TANQUE

CENTRAL

CORRIDO EN P ARTE BAJA

- - 1 - - F O NDO

~AMPAR O

L ONG I T UDI NAL

Fig. 154, b. Mamparo longitudinal en crujía y medios mamparos laterales.

LA

La cubierta o envuelta superior estanca de la viga-casco, soporta en gran medida, los esfuerzos debidos a los momentos flectores longitudinales del buque. En la zona de escotilla, la cubierta debe ser reforzada, por la disminución de superficie y pérdida de resistencia longitudinal. El espesor de' las planchas que forman la cubierta, depende en gran parte de la eslora del buque, y de la anchura de la cubierta a lo largo de las escotillas. En barcos de poca manga, o en buques de grandes escotillas el espesor se incrementa. Se puede reducir el espesor, en los extremos de proa y popa del buque, porque también se reducen los momentos flectores.

~ '

---------------------------

170

CONSTR UCCI6N NAVAL y S E RVI CIOS

Después de estas generalidades, de las que ya teníamos noticias, veamos con detalle el tema. En el supuesto que la viga-casco, fuera exactamente un prisma rectangular; se llama cubierta, la superficie que lo cierra por arriba, en oposición del fondo, que lo hace por debajo. En el buque a la cubierta corrida de proa a popa, y que constituye la envuelta estanca del casco, se la puede llamar fisicamente "Cubierta de Intemperie"; lleva sus aberturas o bocas de escotilla,' enormemente protegidas, tanto por las brazolas como por las tapas. Si esta cubierta además es la resistente, o sea la que hace las misiones citadas al principio del tema, se la llama "Cubierta principal". Si el casco se compara ' con una viga o prisma rectangular, desde el punto de vista resistencia, esta. cubierta principal no es más que la cara alta del prisma. Puede pasar y de hecho pasa, que la cubierta a la intemperie no siempre es la principal, entonces cumpliría normas de estanqueidad mas o menos exhaustivos según los Reglamentos, pero ya no sería tan resistente; porque la cubierta de cierre de la viga casco, desde el punto de vista resistencia, sería la segunda, la que va por debajo de la cubierta de intemperie, y también llamada usualmente de entrepuente. Modernamente y en general, los buques mercantes solo llevan una o dos cubiertas. En cada reglamento que concierne a la estanqueidad, resistencia y seguridad del buque, viene una definición sobre la cubierta, a la que se le pone un apellido que coincide con el nombre del reglamento. Esta cubierta con su apellido, hace creer a los profanos del buque, que éste tiene muchas cubiertas, y llegan a confundirla con los simples pisos de superestructura, que también por llamarlas de alguna manera, se les da el nombre de cubierta. No hay tal, ya hemos dicho que los modernos buques mercantes, tienen solo una o dos cubiertas. Lo que pasa es que la cubierta de intemperie, si cumple con las especificaciones de estanqueidad, seguridad, aberturas, protección de las mismas, etc. será simultáneamente, la cubierta con todos los apellidos que le pongan los reglamentos. Si además, es por resistencia la cara alta de la viga-casco, es la cubierta principal, de escantillonado, de cierre, de compartimentado, ,etc. etc. o sea, una sola cubierta, se puede llamar de mil maneras distintas. Si la segunda cubierta fuera la principal, llevaría todos estos apelativos; pero desde el punto de vista estiba, el marino la llamaría también "Cubierta de Entrepuente".

CUBIERTA SUPERIOR RESISTENTE (PRINCIPAL). Colabora como un todo con el forro en las siguientes misiones: a) Resistencia longitudinal. b) Resistencia transversal. c) Estanqueidad. d) Junto con los mamparos transversales y longitudinales, un todo resistente y estanco. e) Soporta esfuerzos locales tales como: : palos y puntales de carga, grúas normales, grúas de pórtico, maquinillas, superestructuras y casetas, etc. En las (Figs. 155, a, b) vemos la curvatura longitudinal de la cubierta o arrufo, y la curvatura transversal o brusca. En general la curvatura longitudinal, depende en gran parte que el buque tenga, y tiene casi siempre, superestructuras de castillo' y

171

DLS C I{[I'([ ()i\ GI .N II{ A I . [)II B l U l l

toldilla. Sin embargo la transversal , la lleva siempre, además de ser un factor resistente, ayuda a la expulsión del agua embarcada al exterior, bien directamente por la borda o a través de tubo de los imbornales. La brusca puede ser trapezoidal o parabólica, y su valor viene en función de la manga. Los reglamentos de las Compañias Clasificadoras exigen , bien l/50 de la manga como flecha de la brusca en el plano de crujía , ó del 1 al 2% de la manga. Las tracas o hiladas de plancha que forman la cubierta, van siempre en el sentido del largo de la plancha. En la (Fig. 156) vemos como se ordenan las tracas por letras del alfabeto, desde la traca central hacia el costado, la central no lleva letra. Un sub, Índice indica el número de orden de la plancha en la traca de popa a proa. POPA ~. """liFO

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C'ENTHAL

A RRUFO Y BRUSCA DE LA CUBIERTA SUPERIOR RESISTENTE

Fig. 155. Arrufo y brusca de la cubierta.

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Fig. 156. Cubierta superior resistente (principal).

Las tracas laterales que limitan la cubierta, reciben el nombre de trancaniles, y se unen a la traca de cinta del forro, según vemos en las (Figs. 157, a, b) , con una unión a tope en ángulo soldada de penetración total. Por los esfuerzos a que está sometida esta zona del buque (por un lado la cubierta superior está muy alejada del eje neutro de la viga-casco, y además se aleja aún más durante los balances), está propensa a formación de grietas; por lo que se usa aceros especiales, D y E, en traca de cinta y trancanil. La anchura de las planchas que forman las tracas de la cubierta, en milímetros, no será menor de 150 veces el puntal del buque en metros, sin necesidad de ser mayor de 2.135 mm. Cuando la traca de cinta se redondea , su radio no será mayor de 15 veces el espesor de la plancha (cinta alomada). Las planchas de la zona de aberturas de escotilla, se aconseja, sean de aceros D o E, o aumentadas de espesor.

172

CONSTRUCCIÓN

PERFIL DI LLANTA

N AVAL Y SERVICIOS

T"RA C.Á lJE rRANCANIL

CONSOLA I1E I1ARCEN

Fig. 157, a. Unión cubierta-forro en ángulo.

Fig. 157, b. Unión cubierta-forro redondeada.

La cubierta de entrepuente, segunda cubierta, siendo la primera la resistente; será de menor escantillón. En la (Fig. · 158) unión de la cubierta de entrepuente al costado; para hacer estanco el paso de la cuaderna, a través de la cubierta, se sueldan dos llantas de cara, abrazando el perfil de la cuaderna.

COSTAI10

CUAllERNÁ

CUB/ERTA. ENTREPUENTE

Fig. 158. Unión cubierta de entrepuente al costado.

La superficie ó área de la cubierta superior resistente tiene que tener un valor mínimo, según los Reglamentos. Las demás cubiertas responden a fines comerciales y de estiba, así como otras de poca extensión, llamadas "plataformas". La cubierta de la superestructura del castillo, también está muy reforzada: Impactos de olas, puntos de amarre, escobenes con las maniobras de anclas, molinetes con su polines de apoyo etc. Igualmente la cubierta de la superestructura de la toldilla. FORRO tracas

La envuelta estanca que forma el casco del buque. Está constituido por las o hiladas de plancha, que dan forma a la proa, JX)pa, fondo y oostado, del mismo. Las

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

173

tracas o hiladas, están formadas por planchas de acero laminado unidas por sus extremas ó topes. Las tracas a su vez están unidas entre sí, mediante las costuras. Se usan planchas lo más grandes y anchas posibles, para reducir las superficies de soldadura, pero este tamaño está restringido por las dificultades del transporte, y las limitaciones del Astillero en lo que respecta a sus instalaciones. El casco constituido por su forro, que está formado a su vez por el fondo y costados, contribuyen principalmente a la resistencia longitudinal del buque. La parte mas reforzada es el fondo, por lo que es la que ofrece mayor resistencia. Las tracas del fondo tienen algo mas espesor que las de costado. Las planchas de la traca de quilla, tienen un 30% aproximadamente más, que las del resto del fondo, de espesor; para los esfuerzos por varada en los picaderos del dique. Las planchas de las tracas adyacentes a la de quilla, se llaman de "aparadura", y tienen el espesor de las del fondo. La traca de planchas de mayor importancia en el costado, se llama de "cinta", y tiene entre un 10% y un 20% de más espesor que el resto de las del costado, rematando la zona superior del casco-cubierta. El mínimo espesor de las planchas que forman las tracas del forro, depende de la eslora del buque, variando entre 10 mm. para una eslora de 60 m., a 20 mm. para 150 m., etc. etc. En este espesor también cuenta, el puntal del casco, el máximo calado y la clara entre cuadernas. Si el puntal se incrementa, se puede reducir el espesor de las planchas que forman las tracas del forro. En las zonas del casco, que se fijan largas superestructuras, se aumenta o incrementa el puntal en dicha zona, por lo que se puede reducir al mínimo de espesor las planchas localmente. Para evitar peligrosas discontinuidades estructurales, los extremos de proa y popa de superestructuras se rebajan suavemente, hasta quedar unidas a la cubierta principal correspondiente. Igualmente el espesor del costado en esas zonas tendrá algo más espesor. Si el calado máximo del buque se incrementa en el proyecto, las planchas de las tracas del fondo se incrementarán. En un buque cuya cubierta de francobordo es la primera o superior, tendrán las planchas de las tracas del forro, mayor espesor que las de un buque similar, cuya cubierta de fancobordo sea la segunda. Si la clara o separación longitudinal entre cuadernas se incrementa, también se incrementa el espesor de las planchas del forro. Sabemos que el máximo momento flector del casco de un buque, ocurre en o cerca de la sección media o maestra . Razonablemente el casco se construye mas resistente en esta zona que en los extremos, para estos esfuerzos. El mínimo espesor de las planchas de las tracas del forro, se mantiene en un 40% del largo del buque en su zona central; reduciéndose de una forma gradual hasta otro mínimo espesor en los extremos de proa y popa. Mientras que la resistencia longitudinal del forro, es de capital importancia, no se pueden olvidar otras de bastante importancia. Hay que cuidar su estanqueidad, antes que considerar su resistencia, y al mismo tiempo que sea capaz de soportar las cargas estáticas y dinámicas del agua. El forro junto con las varengas y cuadernas, resisten la presión del agua, mientras que el escantillón de dichos elementos, es el . suficiente, para evitar las deformaciones entre las cuadernas y varengas. A veces el buque navega entre hielos, por lo que la zona de proa a la altura de la flotación será reforzada, o sea, aumentada de espesor en su forro, así como se reduce la anchura de las planchas, y se disminuye la clara de las cuadernas, y la de otros refuerzos interiores que se hacen más tupidos. Al fondo del buque en la zona de proa, se le incre-

174

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

D ESCRIPCIÓN G ENE RAL DEL BUQUE

175

menta su espesor mínimo, para reforzarlo , con vista a los posibles efectos por "pantocazo".

El costado del forro reforzado por las cuadernas, sirven de apoyo vertical a la cubierta o cubiertas, así como al peso del cargamento. El cálculo de la resistencia a la presión del agua, de estos elementos, es suficiente para soportar los mencionados aquí; pero si por cualquier circunstancia no llegara, se incrementaría su resistencia, aunque ahora sobrara, para soportar el esfuerzo por la presión del agua. El forro en su costado sobresale, o puede sobresalir de la cubierta superior, bien para prevenir accidentes o para refuerzos adicionales. Unos buques llevan la llamada "falsa amurada", constituida por candeleros y tubos horizontales fijos que los unen, típico de los buques tanques. Otros llevan una traca de planchas de un metro de altura llamada "amurada", cerrada en su borde libre por un perfil de llanta, o de bulbo, soportado por barraganetes a la cubierta superior. Normalmente el intervalo de los refuerzos o barraganetes, no excede de 1,83 m. La traca de amurada no va unida directamente a la de cinta, especialmente -en la zona central, porquele transmitiría grandes esfuerzos, que darían causa a que se produjeran grietas, que pasarían a la traca de cinta. La traca de amurada lleva grandes aligeramientos, entre refuerzo y refuerzo, para el desagüe del agua embarcada. Otras veces lleva aberturas con sus puertas, llamadas "falucheras" o "portas" (no en la actualidad). Después de ver en general, las funcionalidades del forro, vamos a estudiar otros aspectos que nos ayuden a atrapar esta realidad. . El casco del buque, es simétrico respecto su plano vertical longitudinal, y por tanto si queremos representar todas las planchas que forman el forro, basta con que representemos su mitad. A través de los Planos de Formas, sabemos como van variando los contornos del casco en sus distintas secciones con total continuidad; a través de sus secciones verticales (cuadernas de trazado), de sus secciones horizontales longitudinales (líneas de agua) y de sus secciones verticales longitudinales. Finalmente para conseguir una correspondencia exacta, entre estas curvas, se hace uso de planos oblicuos longitudinales. También recordamos que en el Plano de Curvas Hidrostáticas y en función del calado, tenemos los Coeficientes Superficiales, Cúbico, Prismático y de la Cuaderna Maestra; que nos indican las formas de las distintas secciones del forro, con respecto, al rectángulo, prisma y cilindro, circunscrito a la forma del mismo. Todo esto nos indica, que el marino no solo tiene que tener ideas de las técnicas proyectivas, sinó además de la normativa de representación usada por la Oficina Técnica del Departamento Astillero de una Factoría y de sus usos y costumbres. El plano donde se representa las planchas del forro, dibujadas a escala (una escala por ejemplo, en un barco de eslora 110 m., usa 1175), recibe el nombre de "Desarrollo del Forro exterior". En la (Fig. 159) tenemos una parte del mismo, en la que vamos a hacer varias observaciones. Es costumbre de las Oficinas Técnicas, en éste como en todos los planos de representaciones longitudinales, que la proa esté mirando hacia la derecha y la popa hacia la izquierda del observador. Si los planos son verticales transversales, la derecha del observador es la del buque, así como la izquierda, o sea, su estribor y babor respectivamente. Como consecuencia de ello, la proa estará hacia dentro del plano de representación, y la popa hacia fuera, o sea, hacia nosotros que estamos mirando.

Fig. 159. Desarrollo del forro exterior.

. Con el Plano del desarrollo del forro, hacen un presupuesto previo, que pueden varIarlo en ese momento, con el lápiz del dibujante; acerca de las anchuras mínimas de las planchas que forman las tracas del forro. Cuando esto sucede, o sea, en el plano se .?r~vea que la anchura de la plancha roza su valor mínimo, ejemplo las tracas "c" y D, desaparece en este caso la "D", y la anchura de "C" sustituye a las dos juntas Ig~~lmente pasará en las siguientes, pero llegando al codaste también con la anchur~ mmIma reglamentada . , Las tracas del forro exterior menos la quilla, se identifican a través de las letras mayusculas ~el alfabeto, empezando naturalmente por la "A", que es la traca adyacente a la de qUl,lla,. hasta terminar en la mas alta del costado. Dentro de cada traca se le pone un submdIce a la letra, que se corresponde con el número de la plancha en la t~aca, contada desde proa a popa. Además de la identificación por letras, hay tracas que tIenen su nombre particular, y son: a) Traca de quilla. Su eje de simetria es el del casco. No lleva letra. Es la Traca cero. b) Traca de aparadura. Traca adyacente a la de quilla. Traca "A". c) Traca de pantoque. Traca curva de unión entre el costado y el fondo del forro . . Traca "D". d) Traca de cinta. La última traca del costado que forma parte del forro. Cuando se curva formando la borda, llega a formar parte directamente de la cubierta principal Traca "H". . e) Traca de amurada. Traca sobresaliendo de la cubierta, en el costado, pero que no forma parte como forro del casco. Traca "J". . En la (Fig. 16~) ten~mos l~ ,traca de amurada, con aligeramiento longitudinal para la lIbre cIrculacIon del agua sobre la cubierta' y otro tipo mas antiguo con "portas" o "falucheras". ' ~ntmuado,

. Entre las dist~ntas no:m~s de las Compañias Clasificadoras respecto al forro podemos cItar las SIgUientes: La anchura de la traca de quilla en milímetro, no sera menor que 70 veces la manga de trazado del buque en metros, sin tener que ser mayor de 1.800 mm.; y su espesor, no será menor de (6 + 0,1 L) mm. (L = Eslora del buque en metros). La anchura del resto de las tracas, nunca serán menores de 1.500 mm., excepto la de pantoque que no bajará de 1.800 mm. Recordamos que los exten~r,

176

CONST RUCC IÚN N AVAL y S E RV IC IOS

espesores del forro en la Cuaderna Maestra, se mantienen en un 40 ó 50% de la eslora, en la zona central del buque, a lado y lado de maestra. En los extremos pueden disminuir, pero también dan unos mínimos respecto al espesor y ancho de las planchas. Así mismo y de acuerdo con la eslora, los aceros "D" y "E" se utilizan , en la quilla, pantoque y cinta.

177

D ESC RIPC IÚN G E NE RAL D E L B U QU E

En los barcos remachados, las Normas de las Compañias Clasificadoras establecían, que en el forro exterior, no se debian de corresponder los topes de las tracas adyacentes; por ser ésta una zona debilitada de material, por la cantidad de orificios que se hacían para los remaches; por tanto no convenía que estuvieran en la misma vertical ó sección. Era típico de esta construcción, el reparto de topes previamente en las tracas del forro. Lo anterior no ocurre en los cascos soldados, y los topes irán de acuerdo con las necesidades de la construcción y su estética. En la actualida<J y debido a la prefabricación, están los topes normalmente en la misma vertical ó sección, excepto quizás los to~s de la traca de pantoque, como se puede ver en la traca "D" de la (Fig. 159).

REFUERZO DI INTERVAL05

(/;) FONDO TA PA IJl: REGALA

BARRAGANETE

Fig. 161. Quillas de Balance.

~Aé4~==~~==================~­ FORHANlJO ~L A lJORllA"

QUILLAS DE BALANCE

TRACA IJE AHURAIJA

ABERTURA

TIi'ACA IlE CINTA

TRACA

.IJE TRANCA.N/L

TKAc4 lJE CINTA

Fig. 160. Traca de amurada .

Todas las aberturas del forro serán redondeados. Si son grandes, toda la sección será reforzada, la plancha será de acero especial, y el contorno de la abertura siempre que se pueda, reforzada por llanta de cara. La plancha de la amura, donde va hecho firme el escobén, y donde va estibada y apoyada las uñas y cruz del ancla, también será de acero especial, o de un 50% mas de espesor que las contiguas. Igualmente la plancha que conecta, la quilla plana a la roda, y la que lo hace al codaste. También la plancha que se une al codaste, en el orificio donde se apoya la bocina, y sale el eje portahélice al exterior. Usar el término plancha o planchas, es lo mismo, porque o nos referimos a medio barco (singular) o al barco entero (plural), porque ya sabemos lo de la simetria, con respecto a su plano longitudinal ó de crujía.

Reciben el nombre de quilla, en recuerdo a la antigua quilla de barra que sobresalía del fondo plano; y de balance, porque lo contrarresta. En la (Fig. 161, a) podemos ver la situación de ellas en la zona del pantoque. En la (Fig. 161, b) el perfil transversal de una sección, en una quilla de balance de un buque de gran tonelaje. En la (Fig. 162) tenemos una quilla de balance de plancha, soldada al forro en la zona del pantoque. Se observa la doble plancha en el forro, o trozo de plancha de refuerzo en el extremos de la unión, para evitar la formación de grietas. En la punta como en todas, cordón soldado continuo sin interrupción. También se procura para que la zona quede reforzada, que coincida el extremo de la quilla de balance y la doble plancha, con cartabón de pie de cuaderna por dentro. También los constructores procuran que actúen con independencia del forro, para que en caso de averías de las mismas, éste queda intacto en la zona.

CORlJON CONTINUO

lJOBLE PLAM::HA

Fig. 162. Quilla de balance soldada.

PAN ToaUE

178

CONSTRUCCI6N NAVAL y S E RVICIOS

DESCRIPCI()N GINIRAL IJ II

B UOll l

179

RODA Es el conjunto de elementos, que formando una unidad resistente, se coloca en la misma proa, para terminar y cerrar el forro por su extremo delantero en el sentido de la marcha. Tiene que ser muy resistente y estar perfectamente unido al forro, para que haya una buena transmisión de esfuerzos. Unidad resistente apta, para soportar los grandes esfuerzos que el buque sufre en la zona, debido a: Impactos de mares de proa con mal tiempo, vibraciones por cabeceo, hielos, roce con obstáculos de todo tipo, etc. etc. Unido a la roda, vamos a estudiar toda la estructura a proa del mamparo de colisión, con sus muchas peculiaridades. En la (Fig. 163, a) tenemos el perfil longitudinal del bloque de proa, su longitud aproximada es de (0,15. L), siendo L la eslora del buque. La roda cierra a este bloque por delante. Veamos su forma de arriba abajo, o sea, desde su capitel hasta el pie. La sección A-A es la de la roda de barra fundida y plancha contigua, por encima de la flotación, su escantillón con respecto al resto se reduce en un 25%. La sección B-B es la de la flotación. La sección C-C es la de unión, quilla plana con la roda de barra, a través de la plancha de transición. CAPITEL ROllA

,

Fig . 163, c. Unión bao, palmejar y cuaderna.

Fig. 163, d. Unión palmejar cuaderna.

En la (Fig. 163, b) tenemos una sección horizontal, que abarca la misma zona longitudinal, que la de la (Fig. 163, a). En ella tenemos todos los refuerzos por delante y por detrás del mamparo de colisión. En la (Fig. 163, c) vemos la unión en la zona, del bao, cuaderna, palmejar y consola margen; así como en la (Fig. 163, d) la misma unión donde no coincida bao, observando como la anchura de la consola, tiene que dar apoyo al palmejar al menos en la mitad de su anchura (d). La roda de barra ha quedado reducida para pequeñas embarcaciones, modernamente se usan la de perfiles laminados, o mezcla de perfiles laminados con un alma de fundición de refuerzo, desde el pie de roda a la flotación.

.HAf1PARO .l1E

COLlS/ON

Fig. 164, a . Perfil longitudinal de roda de perfiles laminados.

--8

e

RaIU ACEI('()

Fl/ND/DO

I~---

Fig. 163, a. Perfil longitudinal del bloque de proa.

CUAIJERNA PALI'1EJAI?

t1Atfl'ARO .l1E .

H,4HPAI?O

DE

COL/S/ON

BUZA RIJA REFORZADA .f1AHPARO .l1E

VARENGA

VAGRA ALIGERADA

BAO

COL/S/ON HAt1 PA RO

IJ/An?AGI'1A

RO.l1A

Fig . 163, b. Vista horizontal del bloque de proa.

PLANCHA .DE 77?ANS/C/ON FN77?E LA QU/LU PLANA y LA PL,4NCI'¡,4 .l1E I?O.l1A

En la (Fig. 164, a) tenemos una roda de perfiles laminados, reforzada en toda la parte éurva de transición, por varengas y vagra intercostal de gran altura. En su parte recta va reforzada, donde no coincide cubierta, por buzardas y palmejares.

CONSTR UCC I6N

180

N AVAL Y

S ERVI CIOS

En la (Fig. 164, b) vemos con detalle la zona reforzada de transición entre la quilla plana y la roda de plancha. En la (Fig . 164, c) vemos la parte que llega hasta la cubierta, a partir de la cual empieza la superestructura del castillo. En la (Fig. 164, d) vemos las secciones de la roda, de arriba abajo (Fig. 164, a) . En ella se observan los topes de unión así como los refuerzos interiores. La "buzarda" es la pieza estruc: tur.al que cierra el casco por el extremo de proa. Sirviendo de apoyo a la roda, y uméndose a los palmejares, (Fig. 164, c). Por similitud se llama también igual a los refuerzos de la roda.

1~1

DESCRIPCI 6N GENERA L D EL BU QUE

En la (Fig. 166) Y como visión de conjunto, vemos el perfil longitudinal de la zona de proa de un moderno buque contenedor, rápido y de mediano tonelaje. VARENGA

VAGRA

BUZARDAS J1A!1PARO .DE

CUAIJERNA

FORRO

COLlS/ON BLlZAJWAS

0°00°

LLANT.A .DE CARA

I

VAGRA INTERCOSTAL

L.....A RODA DE PLANOl4

SECCION A-A

Fig. 165. Proa de bulbo.

Fig. 164, b. Unión Quilla plana con la roda de perfiles laminados.

CAPITEL

_ _ _ _ _ _ _ CJ{!!(KTA,9ST/Ll!!.. _

" CASTILLO

¿;.,.-_.::.K-",01J"",'Á:..-

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É~_~BJ>-4 _-­ DE. i
SECCIONES

DE LA RODA DE PLANCHA

Fig . 164, d. Sxciones de la' roda de perfiles laminados.

8L1LBO

"

Fig. 164, c. Zona de la flotación con la roda de perfiles laminados.

La buzarda es la pieza que cierra en la proa, el anillo de resistencia creado por los palmejares en los costados. En los buques actuales, los constructores por combinación entre su velocidad eslora y coeficiente de afinamiento cúbico, el pie de\ roda se convierte en «bulbo»'. En la (Fig. 165) podemos ver el perfil longitudinal y transversal de una sección del bulbo, en la que se aprecia el conjunto de refuerzos formados, por los horizontales o buzardas, vertical longitudinal o vagra, y los verticales transversales o varengas.

IA/TEXCOSTAL HéLICE: DE: PROA EN Sil TIJA/EL IJé TRANJ'YE/eSAL ,

t 2 7S Irlfll.

Fig. 166. Disposición a proa de un moderno buque.

N AVAL Y

CONSTRUCCIÓN

S E RVI CIOS

ESCOBENES Son tubos de acero fundido , con anillos de refuerzo (regola) en los extremos, que se apoyan en la cubierta del castillo y en la plancha de la traca de amura del forro ex terior. Su diámetro interior, no será menor de nueve veces que el de la caña del ancla. Su inclinación desde la vertical no será mayor de 45°. Por ser mayor el rozamiento en sus extremos llevan las regolas de protección. La zona de apoyo del mismo va reforzada, así como la plancha del castillo y la de la amura. En la (Fig . 167, a) vemos con detalle todo lo explicado hasta aquí. En la (Fig. 167, b) la unión con su regola de refuerzo a la cubierta de castillo; lleva una tapa para cerrar el tubo del escobén, dejando pasar a su través la cadena. En la (Fig. 167, c) la unión a la plancha de la amura del forro exterior. En la (Fig. 167, d) la sección del tubo, de mayor escantillón en su mitad inferior, por aguantar mayores esfuerzos, en particular de rozamiento, durante los fondeos del ancla. En la (Fig. 167, e) vista del escobén con el ancla de patente estibada en él.

183

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

CUADERNA

Fig. 167, d. Detalle de la sección del escobén.

PLANCHA FORRO

Fig . 167, c. Unión plancha de la amura y escobén. REGOLA

CADENA

REFUERZO LONGITU.lJINAL

UÑA

REFUERZOS LONGITU.lJINALES

Fig. 167, e. Escobén con el ancla estibada.

Fig. 167, a. Castillo y tubo del escobén. TAPA

CU.BIERTA

PARA

CUBRIRLO

BAO

Fig. 167, b. Unión Cubierta castillo y escobén.

HELICE DE PROA Modernamente para facilitar la maniobra del buque parado o casi parado, se instala a popa del mamparo de colisión un túnel con una unidad propulsora, que actúa en sentido transversal, llevando la proa hacia babor o estribor, y que se conoce vulgarmente con el nombre genérico de "hélice de proa". En la (Fig. 166) podemos ver su situación en el bloque de proa. En la (Fig. 168) podemos ver esquemáticamente la zona, en un perfil longitudinal y otro transversal. El túnel protegido por rejas, atraviesa la zona de babor a estribor, y a una altura de la quilla que le permite ser efectivo, tanto en lastre como cargado. Suele estar comprendida entre 1,25 y 3,50 m. de altura. La hélice puede ser sus tituida, por un eyector o tobera de alta velocidad.

184

CONSTRU CCIÓN NAVAL y S E RVI C IOS

/'fA!1/'ARO 1JE COLlStON

VAGRA

INTERCOSTAL

VAGRA INTERCOSTAL

Fig . 168. Túnel con unidad propulsora.

CODASTE La estructura del codaste cierra la envuelta estanca del casco (forro) por popa. Esta estructura se extiende verticalmente de abajo arriba, desde la quilla, a la que se une por una plancha de transición, hasta la flotación; donde se continúa con el bloque del coronamiento de popa. Esta estructura como antes la de proa, está sometida a grandes esfuerzos locales, a los que responde muy bien el sistema transversal de resistencia. Entre los mas importantes esfuerzos locales tenemos: a) Peso de la pala del timón con su mecha b) Esfuerzos por torsión al meter el timón a una banda y otra con rapidez c) El conjunto eje de cola, bocina y hélice, como peso; aumentado por las vibraciones, etc. d) Golpes de mar en malos tiempos de popa. e) El talón del codaste es punto de apoyo inicial en la varada, o en el muelle varando con asiento apopante, o por circunstancias imprevistas. A los factores que determinan la resistencia de la estructura del codaste, tienen que ir unidos, los de su ensamblamiento a la estructura del casco en la zona; para la debida transmisión de esfuerzos con las mínimas discontinuidades, y lo más esparcido posible, con los problemas de estrechez o falta de manga en esa zona. Ahora, el margen de su resistencia, veamos que pasa con su diseño longitudinal. El perfil longitudinal del codaste tiene que responder en su diseño, a tres factores mínimos: a) Clase de timón que va a instalar el buque (compensado o no), así como sus apoyos fuera del casco. b) Situación de la hélice y diámetro. c) Perfil longitudinal del codaste hasta la mecha del timón. La sección horizontal del codaste, tiene que tener forma currentiforme en el sentido de la marcha avante. Los codastes pueden ser de acero fundido, forjado y laminado. Con mucha frecuencia en la actualidad, se usa el codaste armado, formado por una estructura de perfiles laminados con alma de fundición, en la zona del talón y orificio de salida del eje portahélice. Un codaste fundido puede ser de una o de varias piezas (según tamaño), los de varias se sueldan, a escarpe y con termita.

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

185

En la (Fig. 169, a) y recordando los factores que influyen en sus formas, tenemos: a) Un codaste popel que soporta la pala del timón, con sus hembras, para alojar los casquillos y pernos, que afirman dicha pala al codaste. La pala del timón por la forma del codaste popel, tiene el eje de giro en su canto de proa. En la (Fig. 169, b) podemos ver los tres alojamientos o hembras que hemos citado, el superior, con el detalle de la unión del brazo de la pala del timón, al alojamiento del codaste popel, con su casquillo y pinzote. El pinzote en. su parte inferior tiene una forma adecuada, para que la pala quede inmovilizada en el sentido de que no se pueda mover verticalmente. En la (Fig. 169, c) tenemos el sistema de unión intermedio, con un pinzote normal. En la (Fig. 169, d) vemos el talón del codaste con su alojamiento para "la lenteja de pinzote", que le sirve de apoyo a la base del pinzote inferior de unión, codaste popel y pala del timón. En la (Fig. 169, e) tenemos una vista de la sección del codaste popel, con un refuerzo horizontal y plancha de cierre. En la (Fig. 169, f) tenemos la sección horizontal del conjunto currentiforme, codaste popel y pala del timón. UNtON A VARENGA HUY REFORZADA (YARE NErA .DRAGANTE)

UN/ON VAGRA

UNtON PUNOIA FORRO

HEI1BRA T/110N

C01JA5 TE PoPEL

UNION CUAllERNA REFORZAllA LENTEJA VE C/RO

d VARENIA

RAHA HOR/ZO!VTAL UNION PLANCHAS FORRO UNlON EXTREt10 VACRA UNION PLANO/A TRANSICION QUILLA PLANA

Fig. 169, a. Codaste fundido de una sola hélice.

Podemos observar en ella, como el canto de proa de la pala va con una mínima separación de la plancha de salida del codaste popel, y la sección horizontallongitudinal del conjunto con el timón a la via (pala del timón en el plano de simetria o longitudinal del buque) es un todo currentiforme, o sea la sección de la pala se acopla a la del codaste popel. b) Un codaste proel que cierra el casco en esa zona, también con sección currentiforme, como se puede ver en la (Fig. 169, a), y que en su zona media lleva el núcleo del codaste, donde se aloja el núcleo de la hélice. Este codaste

186

CONSTRU CCIÚN NAVA L y S E RVICIOS

sirve de apoyo vertical final, al conjunto eje de cola, bocina y hélice; por eso, este codaste también recibe el nombre de "codaste de la hélice". En la (Fig. 169, g) tenemos el perfil longitudinal, en la zona de ensamblaje, del codaste a la estructura del buque. La rama o brazo vertical del codaste popel, se une a una fuerte varenga (varenga dragante), que hace como un efecto de "yugo" (fuerte unión de la estructura en sentido transversal); y que transmite a través de ella, así como verticalmente toda la unión del codaste, al resto de la estructura del casco. En la Fig. vemos como la rama horizontal del talón del codaste, se une a tres varengas reforzadas, así como al extremo de una fuerte vagra. Vemos en la parte superior la unión también, a tres varengas ademas de la dragante.

DESCRIPCIÚN GENERAL DEL BUQUE

187

J?EFL/ERZOS

HORI ZONTALES

CAIr'TO PE PROA

SEC'C/ON HORIZONTAL

CA1rA PE POPA

conASTE-Tlt10N

Fig. 169, f. Sección horizontal codaste popel·pala timón.

Fig. 169, e. Sección del codaste popel de la (Fig. 169, aj. conASTE VAJ?EMJA P!U$'AIr'TE

L/N/ON

BRAZO PALA T//'10N

V VARENGAS ' J?E.r:-OJ?ZÁIJÁS

HE.t1B!?A DEL TI.t10N

VA~RA

CASQUILLO

l'EFORZAIJA

I1ACHO lJE RETEN/lJA

Fig , 169, g . Perfil longitudinal de la zona de unión codaste. Fig. 169, b. Pinzote superior o de cierre.

conASTE

PALA TI/'10N

En la (Fig. 170, a) tenemos la unión del codaste a la varenga dragante o reforzada , así como el bloque del coro!lamiento de popa que va por encima, visto desde dentro, en el caso de que el buque tenga el perfil correspondiente a "popa de crucero", (Fig. 170, b). BÁOS

.t1ACIIO

CASQUILLO

HACHO

GUIA CUADERNA

Fig. 169, c. Pinzote intermedio. TUERCA

conASTE VAGRA

PALÁ TIMaN

HACIIO

CASQUILLO

VAKENcrA DKA~NTE

VARENGAS

o' REFORZAIJA

VAGRA CENTRAL COIJASTE

TALON COlJASTE:

HACHO DE APOYO Y PIYOTEO Fig. 169, d. Pinzote inferior con lenteja de apoyo en el codaste.

C'ONIJUCTO DE LA LlHERA UN/ON CO.IJASTE-VARENGA

CANTO L/N¡fJN PLANCHA-FORRO

Fig. 170, a. Bloque del coronamiento de popa de crucero con la zona de unión al codaste.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

lR9

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

ESTAHPA ~------------~,

n~H~

COIJASTE

CODASTE

BOVEIJILLA

PE RFIL DE POPA PLANA

Fig. 170, b. Perfil longitudinal de la popa de crucero.

Fig. 171, b. Perfil longitudinal de la popa con estampa plana.

En la (Fig. 170, a) podemos observar en primer lugar, la sección de la pieza que forma el codaste, que tiene una estructura un tanto peculiar, y cumple los siguientes cometidos: a) El escantillón de la pieza, zona rayada, para darle la resistencia necesaria. b) Los nervios laterales que ofrecen un borde exterior, para que se suelden las planchas del forro exterior, que constituyen el extremo final de los "finos de popa". c) El nervio vertical superior, que por una parte, apoya a la parte plana en la que termina el codaste, en su unión a la varenga dragante; y por otra (canto exterior en la figura) continúa la resistencia longitudinal hacia el interior del casco, de la vagra central del coronamiento, vean de nuevo la (Fig. 169, g); a este nervio va unido, en toda su extensión, la varenga y vagra de la zona. d) Por debajo de la varenga dragante, y apoyándose en el canto de unión, que ya tienen la curvatura adecuada, de los nervios laterales de la sección del codaste, se suelda la primera plancha en voladizo del coronamiento de popa. e) El codaste sigue hacia la izquierda de la (Fig. 170, a), constituyendo el perfil longitudinal en los finos de popa, que muestra la (Fig. 170, b). La zona del forro que cierra el casco por el coronamiento de popa, y que está situado verticalmente por encima del codaste, se llama "estampa;'. A la zona curva donde va la "limera" y mecha del timón, zona de transición del codaste al coronamiento, se le llama "bovedilla". La varenga dragante en la zona de unión al codaste, junto con la varenga contigua y dos vagras intercostales, forman el conducto de la limera, por donde entra la mecha del timón al interior del casco. En la (Fig. 171, a) estructura interna del coronamiento cuando la "estampa" es plana vista desde dentro. En la (Fig. 171, b) vemos el perfil longitudinal correspondiente. BAO

En la (Fig. 172, a) tenemos el perfil longitudinal, de un codaste de acero fundido en un b,uque de dos hélices, que no es atravesado por el eje portahélice o de cola y bocina, y que tampoco tiene que soportar directamente el peso de la hélice. Observando la Figura poco podemos añadir. Su única misión es cerrar el casco en la zona, uniéndose por su estructura interior a los refuerzos horizontales y verticales correspondientes, y por sus bordes exteriores a las planchas del forro que constituyen los finos de popa. Igual que en la (Fig. 169, f) la sección horizontal longitudinal del codaste y pala del timón, forman un todo currentiforme. Entre el talón del codaste y la hembra inferior del timón, lleva un arqueamiento peculiar, por las formas de los timones semicompensados, que ya veremos en el Capítulo de timones. En. la (Fig. 172, b) tenemos el perfil longitudinal del codaste, en buques de dos hélIces, donde se puede apreciar como complemento, la unión del mismo a la estructura del casco en la zona. L/N/ON Á VAKENGA IJllAGÁNTE VA..fDIGA .Il..fAGANTE UN/ON REFUEKZOS LONGITUDINALES VERTICALES

VARENGAS REFORZAIJAS

FONNO POPA

VAG'..fA llEFORZA.IlA_ CO.IlASTE UN/ON llEFUENZOS LONG'ITUIJINALES J.lORIZONTALES

HEt1.BRAS TIt10N

JJ01WE UN/ON PUNCHAS DEL FlJRRO (FINOS.lIé POPA)

PERFIL POPA IJOS HEL ICES

Fig. 172, b. Perfil longitudinal del codaste en su unión con la estructura del casco, buques de dos hélices.

CARTABONES

ESTAHPA REFUERZOS VERTICALES

roRRO

VARENGA

TALaN aJ.lIASTE

U.NION aUILLA

VAtiRA

INTERCOSTAL

Fig. 171, a. Estructura del coronamiento con "estampa" plana, cerrando el casco por encima de la flotación a popa del codaste.

Fig. 172, a. Codaste fundido en buque de dos hélices.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y S E RVICIOS

190

En la (Fig. 173) tenemos un codaste armado, formado por perfiles laminados y alma de fundición con el talón y núcleo para la hélice. También tenemos un timón compensado (parte de la superficie de la pala está a proa del eje de giro), con su madre y mecha. Como en dicha figura tenemos el perfil longitudinal, nos ayudamos con dos secciones horizontales a distinta altura de la quilla, para intuizar mejor las formas de este codaste. El perfil horizontal que vemos en el detalle A-A de la F ig., nos indica los refuerzos horizontales que lleva coincidiendo con las claras de cuaderna, y que van numeradas; también el refuerzo vertical de cierre para apoyar la soldadura y proteger la estanqueidad con eficacia. Podemos observar su forma currentiforme. En el detalle de la sección B-B por encima del núcleo, podemos ver que no es tan acentuada la estrechez transversal del codaste. Aproximadamente en la cuaderna 15 vemos la unión del talón del codaste a la quilla, o la plancha de transición. También tenemos la numeración de las cuadernas desde el canto de proa del codaste popel, y hacia popa de él, orden alfabético. Del resto de la F ig., observándola poco hay que decir que no se haya dicho.

191

D ESC RIPCIÓN G E NE RAL DEL BUQ UE

(c) para reforzar la soldadura y proteger la estanqueidad. En (d) tenemos un refuerzo horizontal intermedio de los que vemos en (b), con sus aligeramientos. Los refuerzos horizontales son los contínuos y los verticales los intermitentes o discontínuos . En este sistema de codaste popel y timón compensado, varía el sistema de sujeción y forma de giro. La madre de la pala del timón es un tubo de acero, que es atravesado por el codaste popel, con sus cojinetes de giro en sus partes alta y baja. Este sistema vale como esquema, pero el sistema es incómodo para poner y quitar la pala, y se suele usar otro sistema, que ya veremos.

1'?EFUERZO VERTICAL 1'?EFUERZO HORIZONTAL

ESTAMPA

SECCIONES TlHON COHPENSAno

~

roRli'O

Fig. 174. Refuerzos verticales y horizontales de un timón compensado.

1 1

TltfON COtfPENSAIlO UN/ON HECHA REFUERZOS TRANSVERSALES

CANTO SAL/IlA NUCLEO ACERO

I

REFUE1'?ZO VERTICAL

I

1- - - FUN.IlIZJO 1

ALOJAHIENTO 1-- - BOCINA I

1

I?EFUERZO HOKIZONTAL

1- - 1

vANO HEL ICE

TALON

ACE1'?O FUN.IlI.IlO

Fig. 173. Codaste armado y timón compensado.

En la (Fig . 174) tenemos secciones del timón compensado de la (Fig. 173). En la (a) tenemos el perfil horizontal longitudinal de su cara alta o de cierre, con una sección especialmente reforzada en toda la vertical de lª pala, que es la "madre". También la palma o copIe de unión a la "mecha", a través de la cual se le imprime a la pala el movimiento giratorio. En (b) tenemos el detalle de los refuerzos verticales interiores de la pala del timón. La cara alta naturalmente es estanca, y por su forma currentiforme, hay que reforzar el canto de salida, por un nervio vertical

En la (Fig. 175) vamos a estudiar con detalle los perfiles transversales, correspondientes a las distintas cuadernas del perfil longitudinal de los finos de popa y codaste, de la (Fig. 173). En (a) tenemos la correspondiente a la cuaderna 12, que sirve como' las contiguas , para dar paso y apoyo, a la bocina y eje de cola de la hélice, con sus refuerzos verticales longitudinales y transversales; en su parte inferior la sección del talón del codaste de acero fundido, con el detalle de su nervio vertical, que se corresponde con refuerzo vertical de la estructura. En (b) tenemos la correspondiente a la cuaderna 6, con su refuerzo vertical y transversal interior, y el perfil de las planchas de los finos de popa, terminados en la sección del codaste armado que cierra el casco. En (c) la cuaderna 3, varenga de unión del codaste de la hélice, o sea donde se hace firme a la estructura la parte alta del codaste de la hélice. En (d) la cuaderna O, varenga donde se une a la estructura la rama alta del codaste popel, que forma por otra parte, la cara de proa del conducto de la "limera". Tanto en (c) como en (d) como ya dijimos para (b), en su contorno exterior las planchas de los finos de popa, terminando en la pieza del codaste como cierre del casco. En la cuaderna (c) del detalle (e), tenemos el conducto de la limera con su cara de más a popa, terminado lateralmente por dos vagras intercostales, que ya vienen contínuas desde la cuaderna 3, como se ve en la Fig. por su trazo contínuo en (c) (d) y (e).

En la (Fig. 176) tenemos el perfil longitudinal de un moderno codaste, con el detalle del tipo de codaste popel, que es muy cómodo para quitar y poner la pala del timón, como ya hemos comentado. También podemos ver toda la disposición general de la popa del buque.

2 CONSTRU CCIÓN

192

N AVAL Y S E RVICIOS

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

193

BOCINA

VAREN~A

CUAIJERNA

'6·

(b)

CUAIJERNA

CODASTE VAREN(;A CUAJJERNA

TALaN caIJASrE

~'/AIJERNA

"12·

"3·

(e)

ORIFICIO PASO BOCINA Y EJE PORTAHELlCE

CUADERNA

(CJ../ )

"¡¡f"

(d) CONDUCTO . Ll I1ERA PRENSA

VARENGA CUAIJERNA

"e"

(e) Fig , 175. Perfil transversal de distintas secciones del codaste.

------- -- ------- r- -- -- -- --- -- --- -I PLA TA FORI1A I J1AOUIN/LLA 1JE POPA I

ESTA!1PA

CUBIERTA

SUPERIOR

------T --- --- - -------I

PALA IJEL T/!1oÍl

* Fig . 176. Perfil longitudinal de la sección de popa.

LO SO!1lJREADO ES EL COIJASTE AR/'fAIJO FORI'fAIJO POR FERFILES LAI'1INAIJOS EL TALaN, EJE, NUCLEO HELlCE, llE ACERO FLlAIZ1IIJO.

Es un tubo de acero, que introduciéndose por el orificio del mam paro del pique de popa, al que se emperna, mediante una brida que lleva en su extremo; atraviesa todas las varengas que se encuentra, que le dan su apoyo, hasta llegar al núcleo del codaste, en el que se apoyan por su cara interna, mediante un reborde fundido; y por la parte de fuera del codaste, al extremo final del tubo de la bocina lleva un hilo de rosca, donde entra y enrosca una arandela de fijación, (F ig. 177). Mediante este sistema, el tubo de la bocina queda estructuralmente unido al casco en es ta zona. La misión de este tubo de acero en los buques es: Darle apoyo y salida al eje de cola, entre el mamparo del pique de popa y el núcleo del codaste, haciendo dicha salida estanca. El apoyo al eje de cola, se lo da un cojinete de bronce, que lleva la bocina en su interior; pero como el eje de cola gira, y además normalmente lleva una camisa de bronce, el apoyo tiene que ser, no directamente sobre la superficie del cojinete, sinó a través de un material intermedio, que no le dañe, sea facilmente accesible a su inspección y se pueda cambiar. Para todo esto y como se puede ver en la (F ig. 177) en su detalle (a), el cojinete de bronce lleva unas muescas longitudinales, entre las que se introducen de popa a proa (por fuera del casco del buque), unas tiras de guayacán, que tienen la longitud del cojinete, y que sobresalen bastante de las muescas (vean la Fig.). La camisa de bronce del eje de cola, roza en su giro, en la cara interna de estas tiras de guayacán. Las tiras tienen un perfil transversal trapezoidal, cuya base menor está en la parte interna del cojinete, dejando entre las contiguas un canal longitudinal, por donde circula el agua del mar, para lubricar y refrigerar la superficie de rozamiento. Las tiras de guayacán, cuando la hélice no está, se pueden sacar y meter por la popa del buque, a través de la arandela de fijación que afirma el tubo de la bocina al casco; así como inspeccionar ' huelgos, etc. durante las varadas reglamentarias . El agua que circula en el interior del cojinete, que proviene de la parte de popa, para que no entre en el interior del buque, a través de la bocina, lleva ésta un prensa en el mamparo del pique de popa, con algún testigo de que el agua circula por el interior de ella. Desde el núcleo del codaste, el diámetro del eje de cola se va reduciendo, hasta 1/12 de su valor inicial, para recibir el núcleo de la hélice, cuyo diámetro interior irá naturalmente de menor a mayor. En el detalle (b) de la (Fig. 177), vemos como antes que encaje la hélice en el rebaje del eje de cola; se introduce en un canal que ésta tiene, una chaveta de seguridad a medio paño; en el medio paño que sobresale de la superficie del eje, se introduce deslizándose el canal de la hélice correspondiente; con lo que la hélice gira al unísono con su eje. Finalmente y asegurando en sentido longitudinal, la chaveta y el conjunto, una tuerca de seguridad; el paso de esta tuerca será a la izquierda en hélices de paso a la derecha (giro en avance a la derecha) y viceversa. Si el cojinete en vez de guayacán para la fricción del eje de cola, lleva metal blanco, entonces la lubricación es a base de aceite, con un sistema de bomba y válvulas determinados, para mantener la presión necesaria. En la (Fig. 178) podemos ver el paso de la bocina a través de las últimas varengas, muy reforzadas, debido a las vibraciones que el eje de cola transmite a la misma.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

194

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

195

la zona de popa, tiene que variar sensiblemente con respecto a los de una sola hélice. En la (Fig. 179, a) tenemos el perfil longitudinal de la sección de popa, de un buque con dos hélices, donde el eje de cola de la hélice va en el interior del casco. En la (Fig. 179, b) tenemos el perfil horizontal de la sección de popa, de un buque . con dos hélices, donde los ejes de cola van fuera del casco. PASAlJOR

J1At1PARO POPA

Fig. 179, a. Perfil longitudinal en buque de dos hélices con el eje de cola en el interior del casco .

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Fig. 179, b. Perfil horizontal con los ejes de cola fuera del casco. (a) SECClON

TRANSVERSAL

Fig. 177. Perfil longitudinal de la sección: bocina, eje de cola y hélice.

PASO IJELA BOCINA

Fig. 178. Paso de la bocina con el eje de cola, última varenga.

ZONA DE LOS FINOS DE POPA EN BUQUES DE DOS HÉLICES. Hemos visto, como el codaste en buques de dos hélices, cierra el casco del buque por el extremo de popa y soporta el timón, no teniendo nada que ver con los ejes de colas de las mismas. En este tipo de buques por tanto, la estructura interior y el forro exterior de

En el casco de la (Fig. 179, a) la estructura interior, puede ser vista en la (Fig. 180, a). Las cuadernas y el forro dan mediante una forma especial y muy particular, cuaderna y forro con henchimiento, apoyo a los ejes de cola en todo el interior de la estructura. También las cuadernas reciben el nombre de "cuadernas de gafas". Al final los ejes de cola se apoyan en una estructura, normalmente de doble arbotante, que hacen de bocina como en los barcos de una sola hélice. En la (Fig.180, b) vemos con detalle la estructura de un doble arbotante. En un buque de menos tonelaje, el arbotante se puede reducir al de la (Fig. 180, c), el eje de cola va fuera del casco y el arbotante ofrece solo apoyo. La bocina o bocinas irán a la salida del eje del casco, para conseguir la debida estanqueidad. Los henchimientos del forro en los finos de popa, disminuyen la resistencia a la marcha, y sus formas se determinan en los Canales de Experiencia Hidrodinámicas. Los arbotantes en su misión de codaste, en lo que respecta al apoyo del eje de cola, absorben también las vibraciones que la hélice le comunica al mismo. La hélice por otra parte, está algo mas separada de! arbotante, que lo está del codaste en los buques de una sola hélice. Esto es debido, a la necesidad de buscar un equilibrio entre el rendimiento de la hélice, y las vibraciones que ésta le tr.ansmite al casco, a través del eje de cola; además se encuentra con cierta libertad el proyectista, al no tener que contar con la pala del timón por detrás, con todos sus efectos evolutivos.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

196

/fA!1PARO DEL PIQUE DE POPA

ESTRUCTJ RA DE L FINA !.. DEL DOBLE ARBOTANTE

VARENGA HENCH/tfIENTO

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ZONA .DE POPA

Fig. 180, a. Estructura de la sección de popa con dos hélices.

CUADERNAS

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REFUERZO

VAGRA INTERCOSTAL

197

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

también se ensancha en la parte de popa, para llevar un trozo de eje de respeto, así como para tener espacio para su cambio. En la (Fig. 181, c) vemos una sección del túnel con sus refuerzos, así como el forro de plancha que constituye su envuelta estanca, que cumple varias misiones, entre las que están como mas importantes: a) Evita la entrada de agua al interior del casco en caso de fallo del prensa de la bocina en el mamparo del pique de popa. b) Proporciona una salida de emergencia al personal de máquina. Como se puede observar en la Fig. la línea de ejes no va en el centro del túnel, sino a un lado, habiendo al otro un pasillo de plancha enrejada, de quita y pon, para el acceso cómodo a la inspección del eje. Debajo del pasillo va aprovechado el hueco, para paso de tuberias de servicio, lastre, combustible, agua dulce, etc. etc. Cuando la Sala de Máquina va en la Sección media, o sin ir en ella, el túnel atraviesa una bodega, hay que reforzarlo, en especial debajo de la zona de escotilla. El túnel lleva su pozo de sentina, próximo al mamparo del pique de popa, abarcando 4 ó 5 claras de cuaderna antes de llegar a él, donde queda interrumpido la tapa del doblefondo. Este pozo naturalmente está conectado al servicio de achique del buque. El eje se apoya a través del túnel en cojinetes, que van alojados en las chumaceras, que van hechas firme como se ve en la (Fig. 181, c), al túnel del eje y a la tapa del doblefondo que coincidirá en la zona de apoyo, con elementos resistentes. La chumacera donde se apoya el "eje de empuje", recibe el nombre de chumacera de empuje, cuyo apoyo a la estructura, tiene características especiales, por ser el empuje de la hélice de naturaleza pulsatoria. El apoyo de esta chumacera será en contra de la oscilación en sentido longitudinal, para lo que tendrá un polín de apoyo de una mayor extensión en este sentido. En la (Fig. 181, d) podemos observar los detalles de uno de los túneles que llevan los buques de dos hélices.

ARBOTAIv'TE

I1At1PARO lJE I1AfJ.U/NA PALtfEJAR

PE REFUERZO

Fig. 180. b. Estructura del doble arbotante final.

/'fAt1pARO

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P/Q1JE nEPORlt

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Fig. 180, c. Estructura de simple arbotante de apoyo.

L/NEA .1JE EJES

TUNEL DE LA LINEA DE EJES El movimiento de giro se lo transmite la máquina a la hélice, a través de la línea de ejes. La longitud de esta línea, depende de la sección en que vaya situada la Máquina. Modernamente y en general, va en la sección de popa,. coincidiendo el mamparo del pique de popa con el de la máquina. La línea está formada por trozos de ejes unidos, recibiendo de proa a popa, el primero, el nombre de "eje de empuje"; los siguientes intermedios; Y el último eje de cola o portahélice. En la (Fig. 181, a) podemos ver la línea de ejes, que según su longitud, se puede prescindir de los intermedios. Para tener acceso en todo momento a esta línea por el personal de máquina, lleva un túnel, que partiendo del mamparo de subdivisión de popa de la Sala de máquina, cerrado con puerta estanca de dispositivo vertical, llega hasta el mamparo del pique de popa, con un conducto de salida, lo podemos observar en la (Fig. 181, b);

Fig. 181, a. Línea de ejes.

CONDUCTO DE SALIDA

HA HpAJ?O PfQuE DE PO

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PUERTA

Fig. 181, b. Perfil longitudinal de la sección del túnel.

ES TA NCA

C ONSTR UCC IÓ N

198

N A V AL Y S E RVICI OS

199

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

Se hacen en las cubiertas del buque para introducir la carga en su interior en unos espacios llamados "bodega", siendo conveniente que en general, sean lo mas amplia posible estas aberturas, para la rapidez en la carga, descarga y estiba. Rita amplitud trae consigo el problema de la pérdida de resistencia, de la sección afectada por las aberturas, particularmente la correspondiente a la cubierta de francobordo, normalmente la superior a la intemperie, (Fig. 182).

CUBIERTA

B O CA

DE ESCOTILLA

Fig. 182. Vista horizontal de la Cubierta en la zona de Escotilla. TUNEL UNA HELlCE

Fig. 181 , c. Estructura del túnel.

Estas aberturas se corresponden verticalmente en las distintas cubiertas, para tener acceso a los distintos entrepuentes y bodega. Los espacios destinados a estibar la carga, ya sabemos que reciben el nombre de "bodega", que están divididos verticalmente por las cubiertas y limitadas en sentido longitudinal por mamparos transversales. Aunque bodega es todo el espacio, dividido o no verticalmente, es norma en el mundo de la mar, dejar el nombre de bodega para el espacio mas profundo, y para los de por arriba, "entrepuente"; si hay varios, de arriba abajo, primero, segundo, etc. Normalmente los buques actuales, son todo bodega, o entrepuente y bodega, (Fig. 183). MAMFAR O

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Fig. 183. Perfil longitudinal del buque en la zona de escotilla. Fig. 181 , d. Estructura del túnel en buque de dos hélices .

ESCOTILLAS Son aberturas rectangulares con las esquinas en forma elíptica, parabólica, o simplemente redondeadas, para evitar concentración de esfuerzos en las mismas .

Recordando los esfuerzos por quebranto y arrufo del casco del buque, que se traducen en la cubierta superior resistente, en unos serios refuerzos por tracción y compresión, debido a ser la fibra mas alejada del eje neutro. Por este motivo los reglamentos de las Compañias Clasificadoras, exigen una superficie determinada a dicha cubierta, para que el acero no rebase los límites de seguridad. No cabe duda

CONSTRUCCIÓN

200

abarca una clara de cuaderna a proa y popa de la esquina de la abertura, teniendo su máxima anchura en la esquina, y disminuyendo después, con lo que se consigue disminuir la discontinuidad estructural, con la resistencia debida donde verdaderamente se necesita. También vemos como la máxima anchura de la plancha de diamante es de una clara de cuaderna. En este caso también se ha supuesto que el perfil de la abertura es redondo, por lo que se especifica el valor del radio (R) correspondiente. Esta minuciosidad solo es para indicar al marino las zonas críticas y como se solucionan, a nivel informativo. Los Reglamentos de las Compañias Clasificadoras ofrecen un abanico de posibilidades a los diseñadores y constructores. En la (Fig. 187) tenemos el perfil longitudinal de la esquina de la boca de escotilla.

que en la zona de escotilla los pasillos de cubierta son zonas que de alguna manera hay que reforzar, creando las mínimas discontinuidades estructurales. Las Sociedades de Clasificación dedican a las escotillas una minuciosa reglamentación, que podemos resumir en los siguientes tres puntos: a) Las esquinas de las aberturas o "bocas de escotilla", van de acuerdo por ejemplo, como la de las (Figs. 184 y 185). En la 184 se puede ver la minuciosidad del trazado parabólico o elíptico de la esquina, en función de (b) anchura de la escotilla. Es normal en Construcción Naval que las silas coinciden con la inicial de la palabra inglesa y no la española correspondiente, porque las fórmulas empíricas vienen con dichas silas, inclusive la versión en lengua española de los Reglamentos. En la (Fig. 185) el trazado redondeado de la esquina, con un radio u otro, según la zona del buque (recordemos que los esfuerzos por tracción y compresión debido a las flexiones, son máximos en la zona media del buque a lado y lado de la maestra).

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DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

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Fig. 184. Esquina elíptica o parabólica.

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Fig. 186. Sección horizontal de una esquina de boca de escotilla reforzada por plancha de diamante.

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Fig. 185. Esquina redondeada reforzada con doble plancha o plancha insertada de acero especial. REFUERZO CRUCE ESLORA REFORZ~

b) Para disminuir la concentración de esfuerzos, disminuyendo las discontinuidades estructurales, se ponen planchas de diamante, en las esquinas de las aberturas de "bocas de escotilla", particularmente en la cubierta superior resistente o principal. En la (Fig. 186) tenemos una vista horizontal de la esquina de escotilla con refuerzo de plancha de diamante. Las brazolas de boca de escotilla es tán formadas por la eslora del casco y por el bao de fin de escotilla. Vemos como la plancha de diamante

ESLORA REFORZADA BORDE LATERAL ESCOTILLA

Fig. 187. Perfil longitudinal de una esquina de boca de escotilla.

c) La sección de cubierta que lleva "boca de escotilla" evidentemente tiene que ser reforzada. Las planchas de la cubierta se aumentan en 5 mm. su espesor, y se

2

202

CONSTRUCCIÓN

N A V AL Y SERVICIOS

puede disminuir su anchura. La falta de baos en la abertura, se compensa con fuertes medios baos apoyados en vigas-esloras, que corren a lo largo de la abertura a lado y lado, así como baos muy reforzados de fin de escotilla. Para terminar de reforzar la "boca de escotilla", así como conseguir el cierre estanco necesario, para convertir esta cubierta resistente, por Reglamento, en cubierta de Francobordo, llevan a manera de dintel de un pozo, las brazolas en todo el perímetro de la abertura, (Fig. 188 Y 188, a). Según las zonas del buque (normalmente a proa y popa mayor altura), la altura mínima de las brazolas oscila entre 450 y 600 mm., aunque en general se le da una altura standard de 7-60 mm., siendo su espesor-mínimo de 11 mm. Estas brazolas van reforzadas próximas a su canto alto, por llanta o perfil de bulbo horizontal, donde se apoyan por su canto alto los barraganetes o refuerzos de apoyo vertical, que por su parte baja lo hacen en la cubierta, y tienen una separación entre ellos mayor de 3 metros. R EFUERZ O ,vER TICA L

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CUBIERTA

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

203

Los cantos altos y bajos de las brazolas van protegidos por medios redondos, para los roces de cables y cadenas, en las faenas de carga, descarga y estiba. Naturalmente si la parte baja de la brazola va unida a la eslora, como ésta lleva una ala horizontal, el codillo hace de canto redondeado. Finalmente y siguiendo con la observación de las (Figs. 188 y 188, a), añadiremos, que aunque la esquina de la abertura de la escotilla en la cubierta superior no es en ángulo recto, la unión de las brazolas en la zona sí lo es por motivo del cierre estanco de las tapas de escotilla.

CIERRE DE ESCOTILLAS El sistema de cierre de escotillas que ha llegado hasta nuestros días, y que es el antecesor de los modernos sistemas mecanizados, vamos a verlo a continuación con todo detalle. En las (Figs. 189 y 190) tenemos una vista de la boca de escotilla, en la cual podemos observar una especie de baos de quita y pon (a veces se deslizan), que reciben el nombre de "galeota". Esta galeota alternativamente tiene una pestaña, que le sirve de soporte y apoyo longitudinal a una pieza de madera llamada "cuartel", que tiene la longitud de dos claras de galeota y se apoyan en la intermedia. Para el manejo del quita y pon de los cuarteles, llevan unos vaciados en sus extremos atravesados por un perno. Los extremos de las galeotas tienen una altura mínima de 150 mm., y tienen además que introducirse en los alojamientos de las brazolas para su inmovilización, un mínimo de 75 mm. El espesor de la madera de los cuarteles, depende de la separación de las galeotas, cuando por ejemplo es de 1,5 a 2 metros, el espesor oscila de 60 a 82 mm. Los extremos de los cuarteles llevan una protección metálica de acero galvanizado, de 65 mm. de anchura y un espesor mínimo de 3 mm. Las galeotas llevan aligeramientos o vanos, que se aprovechan para su manejo por puntales o grúas.

Fig . 188. Esquina de escotilla con abertura redondeada y brazola en ángulo recto. 180 m

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BRAZaL A

BARRAGANETE CUBIERTA

ESLORA I?Ero~ZAIJA

REFUERZO CE UN/ON

Fig. 188, a . Perfil vertical transversal con refuerzo de brazola por encima de la cubierta, y por debajo, apoyo del medio bao con refuerzo en la eslora; en la zona de escotilla.

Fig. 189. Sistema de cierre de escotilla con galeotas y cuarteles.

GRAI1PA BOCA ESCOTILLA

Fig. 190. Detalle de la brazola con galeota deslizante.

CONSTR UCCl6N NAVAL y S E RVICIOS

204

Una vez puestos los cuarteles en la boca de escotilla, apoyados en sus galeotas, se cubren con un tejido impermeable, llamado "encerado", que se afirman a la boca de escotilla y a las brazolas. Observando las (Figs. 191 y 192) podemos ver, que en el refuerz9 horizontal de la brazola van hecha firme unas pi~zas llamadas grampas o galápagos, que se utilizan para acuñar una barra metálIca plana que muerde el encerado contra la brazola haciendo estanco todo el cierre de la boca de escotilla. Estas grampas forman ángulo con la brazola, y deben tener una altura mínima de 65 mm. y una separación máxima de 600 mm.; situadas de las esquinas a no mas de 150 mm. Las cuñas de madera que entran entre las grampas y las brazolas, deben tener al menos 200 mm. de largo y 50 de ancho, en el extremo su espesor mínimo será de 13 mm. Según donde esté situada la escotilla y en función del francobordo, se usan uno o varios encerados. Afirmados los encerados en todo el perímetro de la escotilla sobre las brazolas, se pasan varias barras metálicas de babor a estribor sobre la boca de escotilla, afirmando los encerados contra los cuarteles. . Todos los detalles acerca del asegurar el encerado a la boca de escotIlla es importante, porque no tiene que olvidarse el viento, que es el peor enemigo en este tipo de cierre para asegurar la estanqueidad, junto con los "golpes de mar".

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Fig. 191. Sistema de hacer firme el encerado a la boca de escotilla.

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Fig . 192. Vista horizontal de la boca de escotilla con galeotas y cuarteles .

Todos los buques llevan cierres de escotillas de tapas de acero, de distintas patentes internacionales, de las que vamos a describir a continuación las mas representativas. En general estos tipos de cierres responden a cuatro parámetros fundamentales:

DESCRIPCI6N GENERAL DEL BUQUE

205

a) Estanqueidad segura. b) Seguridad mecánica. c) Reducción o eliminación de operaciones manuales. d) Reducción o eliminación del mantenimiento. Para cumplir los anteriores parámetros, los Reglamentos de las Compañías Clasificadoras les exigen a las distintas patentes, y como norma general, los siguientes requisitos mínimos: a) Las trincas de seguridad estarán separadas unos 2 metros, con un mínimo de 2 por panel en cada banda. Próximo a las esquinas habrá una trinca por cada lado. Estas trincas hacen firme el panel a la brazola, reforzando a la vez la estanqueidad por su presión sobre el mismo. b) Una vez los paneles horizontales y en reposo, quedan firme unos con otros formando un todo, mediante pestillos acuñados (u otro procedimiento debidamente homologado). Estos pestillos estarán separados 1,5 metros aproximadamente. En la (Fig. 193, a) tenemos una vista general de un cierre de escotilla muy usado modernamente. En dicha Fig. la escotilla está cerrada, con los paneles que son seis en este caso acuñados unos con otros, formando una superficie horizontal contínua. Los paneles de la Fig. llevan 7 pestillos, en función de la manga de la boca de escotilla. En la (Fig. 193, b) se ve el detalle del pestillo y su cuña de dos paneles contiguos. Una vez los paneles horizontales, con un golpe de martillo el pestillo se pone sobre la cuña del panel siguiente, y en sentido contrario se desacuña. Observen también que al acuñarse los paneles, se ajustan mejor a la brazola de la boca de escotilla, misión que complementan las trincas de seguridad, (Fig. 193, d). Siguiendo con la (Fig. 193, a) tenemos el cable de tracción que actúa a través de alguna maquinilla de cubierta; tirando del cable hacia la izquierda del lector, y una vez quitados las trincas y pestillos, vemos en la (Fig. 193, b) lo que van haciendo los paneles camino de su estiba. Los paneles van girando cuando llegan al borde de la boca de escotilla, porque un rodillo que llevan firme en su parte alta entra en contacto con una pista inclinada (Fig. 193, c), a la vez que en la (Fig. 193, e) el rodillo inferior que está montado sobre un cojinete de eje excéntrico se apoya en la pista y ayuda a este giro (cosa que no hace en su posición de elevado). Este mecanismo también se ve observando las (Figs. 193, f, g). Los rodillos altos van unidos por cable o cadena, para ser arrastrados uno detrás de otro, por sus paneles respectivos (cada panel lleva un rodillo), que a su vez se tiran de ellos por el cable que se enrolla en el tambor de la maquinilla. El conjunto de la tapa de escotilla queda estanca mediante la junta de goma (Figs. 193, f, g), que es apretada a la brazola mediante las trincas. La junta de los paneles entre sí queda estanca también, mediante la frisa de goma que se aprieta en la articulación o unión de los paneles, con los pestillos debidamente acuñados. No cabe duda que la puesta al día de los cierres de escotilla, ha sido un factor decisivo en los costes de explotación del buque, puesto que ha reducido el tiempo de carga, descarga y estiba; tanto que en lo que concierne al cierre en sí, como que ha permitido aumentar el tamaño de las bocas de escotillas con todo lo que trae consigo. Dijimos anteriormente que hay varias patentes de CIerres metálicos con bocas de escotilla, añadiendo ahora que la elección depende del tipo de buque, del espacio para la estiba de los paneles, así como de la altura de los mismos. El tipo de cierre explicado en la (Fig. 193) con pequeñas variantes, puede ser por tracción de cable o autopropulsado; es muy usado en buques dedicados a la carga general y graneles, estibando los paneles en uno o en ambos extremos de la

CON STR UCC I6 N NAVAL y SERVICIOS

206

DESCRIPCI6N GENERAL D EL BUQUE

207

escotilla. En el sistema autopropulsado de esta versión, uno de los paneles es motriz (uno de los extremos), llevando en ambas bandas unos motorreductores que accionan una rueda dentada, que a su vez engrana en una cremallera dispuesta a lo largo de la brazola, arras trando por tracción a los demás paneles.

PISTAS PARA LOS .-!!O.l} / LLOS SUPERIORES

PESTI LLOS .l}E ACU NAt1IENTO

PANELES

Fig. 193, e. Posición rodillo inferior: 1) Apoyado en la pista, panel girando. 2) Elevado de la pista, panel horizontal apoyado en la brazola.

CAB L E APERTU RA

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Figs. 193, a. Cierre de escotilla con paneles metálicos. RO.l}ILLO

APoYADO

Fig. 193, f. Panel girando, cerrando o abriendo la escotilla.

Fig. 193, g. Panel horizontal.

Fig. 193,b. Sistema de apertura y estiba .

EL RQLJILLO SUPERIOR SE APOYA ENLA PISTA(P4RTE INCLINADA). EL PANEL GI RA A 'lUDADa POR EL ROlllLLO INFERIOR APOYADO

JUNTA DE (lO/"fA

UNION ESTANCA ENTRE PANELES

Fig. 193, h. Paneles acuñados mediante los pestillos.

Fig. 193,c. Rodillo superior en la pista inclinada y rodillo inferior a¡x>yado en su pista. Panel girando.

Fig. 193. d. Trinca de seguridad.

Cuando la estiba en el extremo de la boca de escotilla sea un problema de espacio, y además no haya restricción de altura, se puede usar el cierre de la (Fig. 194). El cierre consta de dos paneles articulados, y si la boca de escotilla tiene una gran longitud, dos paneles a cada lado. Cada par de paneles como vemos en la Fig. van accionados por dos cilindros de maniobra en los costados (también puede

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

20R

ir uno solo en el centro); el distribuidor hidráulico para su manejo puede ser accionado manualmente o por medio de electroválvula. El trincado a la brazola por un método parecido al anterior , así como los sistemas de estanqueidad con la brazola y de los paneles entre sí. Todas las partes giratorias van provistas de casquillos de bronce y puntos de engrase. Los grandes buques para transporte de mercancía a granel, se le pueden presentar problema de espacio de estiba para los paneles y a la vez de altura. El problema puede ser debido porque el buque necesita llevar escotillas de gran longitud, y por tanto estar juntas con poco espacio entre ellas . De altura, porque sea un buque de gran puntal, que unido al posible estado de la marea, cree problemas a los sistemas de carga y descarga del muelle. Por estas u otras razones, vamos a ver el tipo de cierre de la (Fig. 195).

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

209

En este tipo de cierre el deslizamiento de las tapas es lateral. Cada boca de escotilla es cerrada por dos grandes paneles, que al abrirse la escotilla, se deslizan desde el plano de crujía hacia babor o estribor respectivamente. Con frecuencia este tipo de cierre los llevan los buques mineraleros de grandes esloras con muchas escotillas, que para la rapidez de carga y descarga, necesitan la cubierta libre de obstáculos, para los desplazamientos de las tolvas de las cintas que transportan el mineral. En la (Fig. 195) tenemos el perfil transversal de una sección, con las mordazas puestas en el cierre de escotilla, que cuando se quiten para abrirla, la dejan en libertad para deslizarse con sus rodillos sobre la pista lateral que se apoya en la cubierta. En la (Fig. 196) se ve con detalle el sistema de la mordaza, que inmoviliza y trinca la tapa de escotilla en posición de cerrado. Todo el sistema de cierre y apertura es con mando a dis tancia.

FRISA

CIL/NORO DE .I1ANIOBRA

AHORr¡sUAOOR ACEITE "

POLIN

BRAZOlA

Fig. 194. Cierre autopropulsado sin restricción de altura . Fig. 196. Sistema de trinca de cierre lateral.

CIERRE .DE ESCOTILLA PISTA IJE , ROIJAHIENTO

BRAZOLA

BARRAGANETE Fig. 195. Cierre de escotilla lateral.

Si las bocas de escotilla fueran pequeñas con espacio entre ellas y a la vez hubiera limitación de altura, se podría usar el sistema de cierre de la (Fig. 197). Donde el panel rayado es el motriz, que tiene a cada lado para su accionamiento motores hidráulicos de baja velocidad, montados con rueda dentada en la parte exterior de la brazola. Una cremallera resistente y sencilla se enlaza por debajo del panel en su línea central. Tiene interruptores de final de carrera para las maniobras de apertura y cierre. El panel sin rayar es arrastrado por el motriz, para lo que tiene

CONSTR UCCI Ó N NAVAL y S E RVI CIOS

210

dos ruedas para su deslizamiento en el sentido de la flecha. Sistema de trinca y seguridad parecido a los de la (Fig. 194).

APERTURA

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CuBIERTA

Fig . 197. Sistema de cierre de deslizamiento longitudinal o transversal.

Un modernísimo y flexible tipo de cierre de escotilla, especialmente destinado a las grandes escotillas de los buques portacontenedores, es el de la (Fig. 198). Este tipo de cierre tiene dispositivo de elevación de algún panel, y además de rodamiento longitudinal o transversal. el de la Fig. es longitudinal.

CIERRE: EL EVAClON RODAf1 /E NTO LATERAL o' L ONC'ITUDI NAL

HOTOR PARA ELEVACION DE PANELES

Fig . 198. Cierre de escotilla con elevación de panel y rodamiento lateral o longitudinal.

La maniobra de apertura se realiza de la siguiente forma. Una vez sueltas las trincas que en número de tres, cuatro o cinco, tienen cada panel con la brazola correspondiente; el panel "A" se eleva mediante gatos hidráulicos, a continuación

D ESCRIPCIÓN G ENE RAL DE L BUQUE

211

el panel "B" se desliza · horizontalmente mediante motorreductores instalados en dicho panel, hasta situarse debajo del panel "A". El panel "A" baja hasta apoyarse en el "B", y ambos se trasladan a cualquier posición. El panel "A" solo sube o baja, y el "B" es el motriz. Las piezas rotatorias tienen todas casquillos de bronce con puntos de engrase. Sistemas de trinca como los anteriores y de estanqueidad con frisa de goma o barra de compresión. Los buques portacontenedores tienen unas bodegas cuya capacidad es función exacta de los contenedores que lleva, e igualmente las tapas de escotilla sobre la que pueden ir hasta tres contenedores uno encima de otro. Coincidiendo en la misma vertical los de encima de la escotilla con los que van debajo. Nos damos entonces cuenta, de lo cómodo de este tipo de cierre para la carga y descarga, sin tener que hacer ninguna remoción de contenedores. Hasta aquí hemos hecho referencia siempre a cierre de bocas de escotilla de la cubierta superior a la intemperie, que según el Reglamento de Francobordo tienen que cumplir unas normas muy severas acerca de seguridad y estanqueidad. Hay otras bocas de escotilla que se corresponden en la misma vertical con las anteriores, que van en los entrepuentes; cuyo sistemas de cierre pueden ser parecidos, pero que cumplirán los siguientes requisitos generales: a) El espacio de estiba de los paneles y su altura (de lo cuál dependerán su número) será de acuerdo con el espacio que haya. b) Presentarán una vez cerrado, una superficie metálica plana en prolongación a ras con la cubierta de estrepuente. c) Los sistemas de estanqueidad serán de acuerdo con las mercancías que vayan a separar. Otro tipo de cierre muy usado modernamente para los buques portacontenedores, es el llamado "tipo Pontón". Están formados por pontones o módulos, que son como paneles independientes sin ningún tipo de unión, solo que encajan uno con otro de una forma estanca y después se pueden trincar juntos. La quita y pon de estos pontones se hacen con las grúas de los muelles, poniéndolos unos encima de otros, dejando libre la estiba vertical con la que se vaya a trabajar. En los grandes buques portacontenedores que usan este sistema de cierre, va una grúa de pórtico con movimiento longitudinal en todas las bocas de escotilla, que se usa para estos menesteres, así como también para la carga y descarga del buque, si el muelle no está adecuado para dicho tráfico. Cuando este tipo de cierre en estos grandes buques, también se usa para las escotillas de los entrepuentes, la manipulación de los pontones del cierre se hace a través de un puentegrúa instalado en el cierre de la cubierta a la intemperie y en su misma vertical. El cierré de escotilla "tipo Pontón" es parecido y de hecho así va, al de deslizamiento lateral, solo que no se desliza, sino que es de quita y pon. Los contenedores no tienen manga suficiente para el deslizamiento lateral, porque prácticamente toda la cubierta es escotilla. Tampoco tienen espacio para el deslizamiento longitudinal, porque han buscado la manera que toda la cubierta es escotilla en sentido longitudinal, luego vemos que el sistema "Pontón" es el ideal. Como la bodega está dividida celularmente para la estiba de los contenedores, y los pontones son función de sus medidas, los apoyos verticales de la estiba también le sirven a los pontones.

PUERTAS DE CARGA Hay un tráfico especializado, en el cual van de acuerdo como siempre mooer-

212

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

namente, las instalaciones portuarias y los buques, en el sentido de hacerlo todo lo mas rápido y seguro posible, en lo que concierne a la carga, descarga y estiba de las mercancias. Se necesita para ello que la carretilla con ufias de deslizamiento vertical, que manipula la carga en lo~ muelles por bloques de un volumen determinado (porque es carga que normalmente el parámetro básico es el volumen), entre directamente en el entrepuente del buque, y desde allí se traslade a cualquier zona del entrepuente o bodega, estibando directamente el bloque de mercancia que lleva, o sea un traslado de almacén (puerto) a almacén (buque). Estas puertas en los costados, van siempre por encima de la flotación en máxima carga y deben quedar con el mínimo de desnivel sobre el muelle, siempre habrá, dependiendo naturalmente del calado del buque y estado de la marea. En un principio, la puerta de costado puede ser la de la (Fig. 199), puerta de fuertes bisagras verticales, cierre estanco mediante pernos y empaquetadura, como se puede ver en el detalle (a) de la Fig. La abertura del costado, tanto en el dintel como en las proximidades, va reforzado con doble plancha o plancha insertada. de acero especial antientalla, con las esquinas redondeadas. Poniendo una plataforma que haga de rampa de acceso, entre el muelle y la cubierta de entrepuente, está el problema de la autointrodución de la carretilla elevadora solucionado. Naturalmente todo el sistema sería manual. Con este sistema como referencia y con la técnica actual, se han hecho sistemas de lo más sotisficado, que todos tienen en común, rapidez y seguridad para la mercancia, y seguridad y estanqueidad para el buque en la mar. REFUERZO

fo° :

213

apertur~ se hace ~Qrque la puerta lleva un rodillo solidario, y el obligar le a seg uir u~ cammo determmado (parte curva) por una guía fija al buque, arrastra a la puerta,

gIrando ésta a la vez sobre sus dos articulaciones. P OS/ClON

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CU AD ERNA

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Fig . 200. Puerta de costado de cierre deslizante.

En la (Fig. 201) tenemos una puerta de costado manejada por energía hidráulica de tipo de cierre de volteo vertical, normalmente irá acompafiada por rampa d~ acceso de manejo hidráulico independiente. Este tipo de cierre y apertura, es usado en buques de transporte de vehículos, que entran y salen rodando.

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DESCRipCIÓN G E NERAL DEL BUQUE

PUERTA

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Fig. 199. Puerta de costado para carga.

En la (Fig. 200) tenemos una puerta de costado, manejada por energía hidráulica, de tipo de cierre deslizante paralelo al costado. En el detalle (a) la puerta está cerrada, y en la (b) abierta. Con la simple observación de la Fig. vemos, como la

EI1PAQUETAOURA c/ERRE ESTANCO

Fig. 201. Puerta de costado de volteo vertical.

COl\iSTR UCC I()N NAVAL y S E RVI C IOS

214

En la (Fig. 202) tenemos una compuerta-rampa de proa, de buques donde los vehículos entran y salen rodando. La maniobra de apertura y cierre y trincado es de accionamiento hidráulico. El sistema de trincado es doble, ya que tanto la compuerta como la rampa, poseen dispositivos de trincado hidráulico independiente. La rampa dispone en su extremo de proa, de un sistema de cuñas abatibles para su adaptación al muelle. En la (Fig. 202) detalle (a) tenemos la proa de un buque con este sistema de acceso a su interior, en la que la compuerta está en posición abierta, y la rampa en las dos posiciones, vertical de estiba, y horizontal abatida sobre el muelle. En el detalle (b) vemos las bisagras horizontales de la compuerta, firmes en la cubierta superior a la intemperie. En el detalle (c) la articulación de la rampa con la cubierta, con una especie de lengüeta firme a la cubierta, en este caso de entrepuente, en la que se apoya la rampa, quedando a ras de dicha cubierta. En el detalle (d) la unión estanca en el forro de la compuerta.

En la (Fig. 203) tenemos un portalón-rampa de popa, este sistema permite cerrar y hacer estanco el hueco de popa, y una vez abatido permite el acceso al buque desde turismos a camiones de gran tonelaje. El portalón en su extremo de popa, dispone de un sistema de cuñas abatibles hidráulicamente, que le permite una adecuada adaptación al muelle. En el detalle (a) de la Fig. tenemos el portalón abatido (línea de trazos) y en posición cerrado. En el detalle (b) vista de frente del portalón con los detalles de los refuerzos y bisagras de giro y sujeción. En el detalle (c) vista de perfil del portalón abatido, haciendo de rampa de acceso, con el detalle de la lengüeta de apoyo firme a la cubierta de entrepuente. Detalle (d) cierre estanco con el forro del coronamiento de popa, cuando el portalón está en posición cerrado.

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215

DESCRIPCIÓN G E NE RAL D E L BUQU E

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REFUERZOS HORIZONTALES

Y VERTICALES

NAt1PA

EN PORrA LON

PORTALON

INTERPERIE BISAGRA

(e) REFUE'RZO

FORRO

EtfPAQUETAOURA CIEP.,1?E ESTANCO

ENPA QUE TADO CIERRE ESTANCO

(d) Fig. 202. Compuerta-rampa de proa.

Fig. 203. Portalón-rampa de popa.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

216

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

217

acuerdo con el Convenio Internacional de la Seguridad de la Vida Humana en el Mar.

PUERTAS ESTANCAS Recibe el nombre de línea margen, una línea sobre el costado cuya distancia vertical mínima y por debajo de la cubierta superior resistente, es de 75 mm. La importancia de esta línea en lo que respecta al tema pr~sente, es ~ue las puertas estancas que vayan por encima de ella podrán ser de bIsagras, mIentras las que vayan por debajo de corredera. . En la (Fig. 204) tenemos una puerta de bisagra reforzada por su cara mterna, una vista de frente y otra de perfil. Lleva en todo su contorno un canal, donde van empotradas tiras de caucho u otro material compresible, .que al apoyarse en el contorno fijo de la abertura, y presionada la puerta sobre dICho contorno: por pernos giratorios y cuñas, quede estanco el cierre. Los pernos se pueden m~mobrar desde ambas bandas. Cuando la frisa pierde elasticidad a juicio de la InspecCIón de buques, se cambia. Su accionamiento es manual. CUÑA

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TORNILLO

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HARCO DE .oESL/ZA/'1/ENTO Fig. 205 . Puerta estanca de corredera vertical.

FRISA

ESTANCA

CUÑA

APOYO FRISA

Fig. 204. Puerta estanca de bisagra .

En la (Fig. 205) tenemos una puerta estanca de corredera vertical, con cier~e de tornillo sinfín, las hay también de cierre hidráulico; pero siempre tendrán l.n dISpositivo para accionarla de forma ma!1ual aunque tengan cierre con telemando. Accionado un volante se desplaza verticalmente. Las puertas estancas de corredera vertical , llevan una cremallera accionada por piñones, o sistema hidráulico, que las abre y las cierra. Los funcionamientos e instalaciones relativas a las puertas estancas, irán de

En los modernos buques, se accionan por medio de cilindros hidráulicos, bien a través de válvulas solenoides telemandadas desde la unidad de control instalada en el puente de gobierno, bien desde el mismo lugar de la puerta, a través de una válvula manual. Dada la capacidad de maniobra del sistema hidráulico, todas las puertas estancas se podrán cerrar en 60 segundos. El control por medio de la válvula manual en cada puerta estanca, tiene prelación sobre el telemandado desde el puente, y se puede accionar desde ambas caras del mamparo donde esté instalada la puerta. La palanca de la válvula lleva incorporado un dispositivo de seguridad mediante el cual, la puerta se podrá mantener cerrada permanentemente. Para maniobra de emergencia, al lado de cada puerta, accionable desde ambas caras del mamparo, hay también dispuesta una bomba manual para abrir y cerrar. En la cubierta de cierre o de compartimentación, existe otra bomba manual por cada puerta de corredera, que sirve en caso de emergencia sólo para cerrar. Las puertas estancas de corredera como ya sabemos están destinadas a impedir el paso del agua del mar a través de ellas, en zonas vitales del buque, que sin embargo se necesitan para circular a través de ellas el personal del buque, en su servicio de mantenimiento, etc. etc. El cierre de la puerta para conseguir esta estanqueidad, en el caso de la de corredera y a diferencia de la de bisagra, es de metal, cerrando a presión mediante un sistema de cuña.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

218

TAPAS DE CIERRE DE TANQUES DEL DOBLEFONDO, PROFUNDO y PIQUES. En los piques y doblefondo van tapas de registro similares a los de la (Fig. 206) detalle (a) y (b), cuyas medidas aproximadas son: el eje mayor 600 mm. y el menor 450. Van empernadas a la cubierta correspondiente o tapa del doblefondo, mediante ~rnos roscados, con una frisa estanca intermedia en todo su perímetro, cun un asa pira su manejo. El cierre de los tanques profundos lo podemos ver en el detalle (c) y (d) de la misma Fig.; en uno de ellos la tapa se fija a la brazola o dintel de la abertura mediante perno con tuerca, el otro extremo de la tapa lleva bisagra horizontal, que le permite girar sobre la hrazola. En el detalle (d) el sistema de fijación de la tapa a la brazo la es con cierre de palometa. TAPA

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lJE REGISTRO

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DESCRIPCIÓN G ENE RAL DEL B UQUE

219

tanque. En la (Fig. 208) tenemos un sistema, que el mismo tubo de respiro sirve de relleno. En la (Fig. 209) tenemos un tubo sonda, normalmente para tanques del cbblefondo y sentina, terminados en la cubierta con tapa y casquillo rosca de bronce. En el fondo del tanque que es en este caso el del buque, en la zona donde termina el tubo de sonda, lleva una plancha de refuerzo para golpeadero de la plomada de la cinta métrica. El diámetro del tubo sonda no será menor de 32 mm. y si atraviesa cnmpartimentos refrigerados no será menor de 65 mm. (para evitar congelaciones fortuitas). En los tanques profundos que llevan el cierre de la (Fig. 206), se abre la tapa y se sonda (en las tablas de calibración del tanque las sondas van con referencia al borde alto de su brazola o dintel). En la misma tapa suelen tener una pequeña ventana o abertura especialmente para la sonda, depende del tamaño de la tapa. La sonda es una cinta métrica terminada en plomada, empezando la numeración desde la base de la misma. La calibración de los tanques vienen en funciónde su parte vacía.

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TAPA

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REFUERZO

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DE PALOJ1ETA BRAZOLA

Fig. 207. Tubo de respiro de tanque terminado en cuello de cisne.

(d) Fig. -206.- Tapas de cierre de tanques del doblefondo, profundo, combustible y piques o raseles.

Recordamos que los tanques se prueban por presión de una columna de agua, igual a la máxima que tienen que soportar en servicio, pero que según los Reglamentos de ciertas Compañias Clasificadoras no será menor nunca de 2,44 metros de altura sobre el techo del tanque.

TAPA Y CASQUILLO ROSCA BRONCE

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TUBO SON.lJA

RESPIROS TANQUES Y TUBOS DE SONDA Los tanques tienen tubos de respiro que partiendo de su tapa alta o techo del tanque, terminan sobre la cubierta, bien de francobordo O de superestructura, con una altura determinada sobre ella y su parte final en cuello de cisne, como se puede ver en la (Fig. 207). La altura "H" no será menor de 760 mm, cuando la cubierta sea la de francobordo, y no será menor de 450 mm. en la de superestructura. Los respiros deben estar situados además de en el techo del tanque como deciamos anteriormente, en el extremo opuesto de la tuberia de relleno, mediante la cual se llena y vacia el

FONDO

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TECHO

TANQUE

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Fig. 208. Tubo de respiro y de relleno de tanque.

PLANCHA REFUERZO

Fig. 209. Tubo sonda para tanques del doblefondo, sentina, lastre o combustible.

CONSTRU CCIÓN NAVAL y SERVICIOS

220

PALOS MASTILES y PUNTALES El escantillón del palo y su aparejo depende de su longitud, del número de puntales que soporte, así como de la carg~ de seguridad de trab~j,o de dichos puntales. Su material de construcción es acero lammado, soldado de seCClon redonda, for~ado ¡nr dos o tres planchas en su perímetro circular. Las planchas deben ser .dobles msertadas, o aumentadas de espesor, en las siguientes zonas de los palos mástIles: a) Zona de apoyo o base del palo. b) En las fogonaduras donde pasa el palo a través de la cubierta o cubiertas. c) Zona de apoyo de los puntales. d) Zona alta del palo donde trabajan el aparejo de los puntales. Los grandes (lilos mástiles son reforzados interiormente por un "alma", que puede constar de un ~rfil laminado en ángulo o en "T". .' ._ Los palos ejercen una gran presión de arrIba abaJO, en una pequena zona, por lo que la sección del buque debe ir debidamente reforzada. REFUERZO

VERTICAL

H.4HPARO TRÁNSVERSAL DE .sUB.DIVISION

D ESCRIPC IÓN G ENE RA L DEL B UQUE

221

y además los puntales que se apoyan en él, atienden a los entrepuentes y bodegas adyacentes), en el que se a¡x>ya junto con la cubierta de entrepuente un fuerte cartabón o consola, uno de cuyos brazos queda debajo de la base de apoyo del palo, con lo que transmite los esfuerzos verticales al mamparo. Si por necesidades de otra índole no se usara este tipo constructivo, se recurriría al refuerzo en la zona de la cubierta re entrepuente. En el caso que el palo mástil vaya a popa de la cámara de máquina, podemos ver su sistema de apoyo sobre el túnel del eje, en la (Fig. 211). En la (Fig. 212) unión del palo en la tapa del doblefondo, formando la cajera o carlinga del palo a base de cartabones, como puede verse en dicha Fig. Esta misma construcción se puede hacer en la cubierta a la intemperie, cuando entre las bocas de escotillas va una caseta, que le sirve de apoyo vertical al palo, para después hacerlo firme en dicha cubierta, y el techo de dicha caseta se usa para la instalación de los chigres de carga, y manejo de todo el conjunto, así como sistemas de trinca y laboreo del aparejo de los. puntales. Sea en la cubierta a la intemperie, sea en la tapa del doblefondo, la cajera o carlinga se hace en cruce de bao-eslora o vagra-varenga, o un sistema de refuerzo similar. '

ESTRUCTURA lJE

TUNEL

EJE

SOPORTE

PALO

TAPA IJOBLEFONDO Fig.-211.- Detalle del refuerzo. palo mástil-túnel del eje .

Fig. -210.- Detalle del refuerzo de la zona cuando el palo mástil se hace fIrme a la cubierta de entrepuente.

En gran cantidad de modernos buques, los palos mástiles atraviesan la cubierta a la intemperie, apoyándose en la de entrepuente, (Fig. 210). En este cas?,. ~~ palo se hace firme en una zona próxima, muy próxima, a un mamparo de subdlvlslon (se aprovecha la fuerte consolidación vertical y transversal que le da al buque en la sección,

CAJERA O' CARLINGA Fig. -212.- Detalle del refuerzo unión palo-tapa doblefondo o cubierta a la intemperie cuando ella tiene caseta.

222

CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

En la zona donde el palo mástil atraviesa la cubierta a la intemperie, la plancha es doble, insertada, o aumentada de espesor. La abertura lleva un collar soldado a la cubierta y al palo (acorbatamiento del palo), para hacer estanco el paso del mismo. La abertura de la cubierta por donde pasa el palo al interior del casco se llama "fogonadura". En la (Fig. 213) en el detalle (a) vemos el acorbatamiento del palo a la cubierta a la intemperie. En el detalle (b) vemos el refuerzo interior de la cubierta en la zona de paso del palo, que junto con los baos contiguos lleva dos cortos refuerzos longitudinales, que reciben el nombre de "marco de la fogonadura".

DESCRIPCI6N GENERAL DEL BUQU E

223

ronstruidos y reforzados para soportar los esfuerzos producidos por los puntales en su laboreo. . En la (Fig. 214) podemos ver un (típico palo mástil sin puntales, que suelen llevar a proa buques petroleros, mineraleros, etc. para la luz blanca de situación, apoyo de estay para la señal de fondeo a proa, etc. etc. En dicha Fig. vemos el perfil vertical longitudinal del palo, así romo el detalle de los distintos refuerzos a diferentes alturas, que consolidan el acero de plancha laminada que constituye el palo. Este palo va unido directamente a la cubierta.

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AC'ORBATAJ1/ENTO bEL PÁLO EN PLANCHA VERTICAL

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Fig. 214. Palo mástil firme a la cubierta solo para soporte de luces y estay de señales.

hARCO 1JE

FOr;ONAJJL1RA

Fig.-2l3.- Detalle de la estanqueidad de la fogonadura y marco de refuerzo de la misma.

Los palos mástiles para afirmarlos al casco en su parte aérea, llevan unos cables en dirección proa-popa llamados estays; otros en dirección babor-estribor llamados obenques. Los modernos buques no llevan estos cables, y los palos mástiles deben ser

Los puntales son perchas apoyadas generalmente en número de cuatro en los palos mástiles, para trabajar dos en cada bodega de las contiguas. Se pueden situar mediante un cable llamado amantillo en la inclinación deseada, con respecto al palo mástil, y después fijarlas en sentido horizontal al costado, mediante las ostas. Una posición normal de trabajo es la que vemos en la (Fig. 215), en la que un puntal está sobre la vertical de la boca de escotilla y el otro sobre el muelle. Los dos puntales están inmovilizados por sus amantillos y astas respectivos, y solo corren por sus roldanas sus amantes. Si la faena es de descarga vira del amante el puntal que está sobre la escotilla, dejando en banda el cable del amante que está sobre el muelle. Cuando la carga izada está libre de los obstáculos de cubierta, vira el que está sobre el muelle, y va lascando el que está sobre la escotilla. Cuando está en la vertical del muelle, larga en banda el que está sobre la escotilla, y va desvirando poco a poco el que está sobre

CONSTRUCCIÓN

224

N A VAL Y SERVICIOS

el muelle, hasta dejar la mercancia sobre un camión, etc. etc. Estos puntales suelen tener una carga de seguridad de 5 tm., y para trabajar así, las izadas no pasan de las 3 tm. Cuando se trabaja con puntal único en caso de descarga, se pone el puntal en una inclinación fija sobre la escotilla Y se fija en sentido de giro horizontal con sus ostas, una vez la carga izada, entrando de una asta Y lascando de la otra, se va abanicando el puntal, hasta poner su penol sobre el muelle, en ese momento se arria la carga poco a poco, hasta depositarla en el muelle, en un vagón del ferrocarril, etc. etc. El anterior sistema de puntales, ha sido sustituido por el sistema de la (Fig. 216).

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detalles (a) Y (b).

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

225

A su vez estas modernas instalaciones, han sido sustituidas por gran variedad de grúas, una de ellas está representada esquemáticamente en la (Fig. 217). Desde la cabina de control, el brazo de la grúa es manejado en sentido vertical, mientras que la plataforma base gira en orientación. Una vez situado el braw adecuadamente, los cables que laborean por él, izan o arrían la mercancía, bien mediante ganchos o cucharas metálicas en caso de mercancia a granel. Estas grúas si lo necesitan tienen railes para desplazarse sobre la cubierta.

IZAR BRAZO

CABINA CONTROL

PUNTAL

Fig.-215.- Faena de carga o descarga con dos puntales.

BASE Fig. 217. Grúa de cubierta para carga y descarga.

ELEMENTOS DE AMARRE EN CUBIERTA

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Fig.-216.- Moderna instalacion de palo y puntal

Estos elementos forman un conjunto que sirve primeramente para guiar los cabos a través de la traca de amurada, a los tambores de las máquinas que los viran (molinete, maquinillas de cubierta y cabrestante), Y una vez 'virados los hacen firme en puntos de amarre. En las zonas de cubierta donde van estos puntos de amarre, así como en la traca de amurada donde van los elementos que sirven de guía, se producen esfuerzos locales, por lo que tienen que ir debidamente reforzados. En la (Fig. 218) tenemos las bitas de amarre donde se hacen firme los cabos una vez virados. Van situadas aproximadamente a una distancia del costado de un metro. Llevan un anillo metálico o arganeo soldado en la mitad de la altura de la bita, para abozar el cabo, o sea hacerlo parcialmente firme, mientras se le da una serie de ochos alrededor de ambas bitas. Hace unos años se hacian fundidas huecas, modernamente

CONSTRUCCIÓN NAVAL y S E RVI CIOS

226

son soldadas, y van fijas a la cubierta, empernadas o soldadas. H/TAS IJE A/'1AKKE .IJE FUN.llICI(JN

AT?GANEO PAliA ABOZÁIl CABO

227

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

Es un orificio cerrado circular o elíptico, con un tubo ó bocina de fundición unido a su perímetro, para que laboree el cabo sin bordes cortantes que lo estropeen, ya que en esas como en todas las zonas de guía-cabos, los cabos trabajan con mucha tensión, en las maniobras de amarre y desamarre. La guía Panamá por definición es una gatera. En la (Fig. 221) tenemos una vista de frente del Panamá, con su corona de refuerzo en la traca de amurada, y una vista seccional con el detalle del relleno de la bocina.

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SOLIJADO O EI1PERNAIJO A CUBIERTA

t:'UBIERTA

Fig. 218. Bitas de amarre.

En la (Fig. 219) tenemos un guía-cabo doble con rodillos, que puede ir en la cubierta del castillo y toldilla o en la traca de amurada, y recibe el nombre de "alavante". Otras veces van sin rodillo (Fig. 220).

Fig. 221. Guía-cabos Panamá.

El nombre de Panamá le viene, porque se hizo preceptivo en los buques que cruza ran el Canal de Panamá. Otro tipo de guía-cabos cerrado y con rodillos verticales y horizontales, es el de la (Fig. 222). En la Fig. se ve la vista de frente y horizontal. El rodillo gira con el cabo en cualquier postura que este tome, con respecto a él, suavizando el roce al mínimo. Este tipo es requerido en las esclusas del Rio San Lorenzo (Canadá) camino de los Grandes Lagos. GUIA

CABOS

CON HaO/LLOS (¡tRATORIOS TRACA A.I1URADA

Fig. 219. Guía-cabos con rodillos o alavante, en la parte superior de la traca de amurada.

!i'(JJ)/LLO

RClIJtLLO HORIZONTAL

ROD/LLO VERTICAL

Fig. 220. Guía-cabo sin rodillo.

En la (Fig. 221) tenemos el tipo de guia Panamá o simplemente "Panamá", que es un orificio hecho bien a la altura de la cubierta, o en la traca de amurada, pero lUlO a proa y otro a popa, precisamente en el plano de crujía o de simetría del buque.

SEC'C/ON A-A

Fig. 222. Guía-cabos con rodillos verticales y horizontales.

22X

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

Una vez el cabo a bordo pasado a través de la guía, tiene que ir al t~mbor .de la maquinilla que va a virar de él, donde tiene que .llegar p~r~endicula: al eje de gIro del tambor, y en su mismo plano. A popa lo consIgue caSI sIempr.e dIrectamente d~ los guía-cabos del costado, a veces pasando entre algún par de bIta.s, quedando a,sI preparado para ser abozado y amarrado a continu.ación. E? el castIllo es algo mas complicado y hay en su cubierta unos guía-cabos mtermedIos, que se puede ver en la (Fig. 223: a) con su chumacera de apoyo y rodillo giratorio, para que el cabo entre , . con el ángulo y altura adecuado al tambor de la m~quinilla. En la (Fig. 223) tenemos la cubierta del castIllo, con un reparto tIpICO de estos elementos de amarre. Igualmente iría a popa y algunos puntos de amarre en el costado.

A!AVA7

@UIACABDS CON Ro.DILLOS

{RATORIOS o' CUBIERT..A CASTILLO

CAV/RDN.

t10LlNETE

+ BARBOTlN ~U/ACABOS

CON

PEDESTAL

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE·

229

ELEMENTOS DE FONDEO En el punto anterior hemos visto los elementos necesarios para las faenas de amarre de un buque, con los que se queda inmovilizado en el muelle. Ahora vamos a ver como se consigue otro tipo de inmovilización fuera del muelle, haciéndolo firme al fondo, mediante el procedimiento de hincamiento del ancla en el mismo. Para todo ello, necesitamos conocer el ancla, la cadena que le une y afirma al buque, como sale y vuelve a su estiba a bordo, como y porqué se hinca en el fondo, como y donde se estiba la cadena a bordo, y finalmente que máquina pone la potencia para este tipo de trabajo. Todos estos elementos son de primera necesidad para el manejo de los buques y por tanto para los marinos; naturalmente los Reglamentos de las Compañías Clasificadoras, disponen de fórmulas para calcular el Numeral de Armamento, a partir rel cual, se le señala a cada buque, el número de anclas, peso de las mismas, diámetro de la cadena, longitud de la misma, etc. etc. En los elementos que intervienen en la maniobra de fondeo, hay unos elementos rrnviles, como son las anclas y las cadenas, y otros fijos, que enumerados de fuera adentro son: Regola del escoben, tubo del escobén, placa de escobén, estopor, boza o trinca de mar (para que las uñas del ancla queden bien estibadas y no dé golpes navegando), molinete (máquina de eje horizontal para trabajar con las anclas y cabos de amarre del castillo), gatera y bocina de la cadena, y finalmente la caja de cadena. Este conjunto se observa en la (Fig. 224).

PANAHA _ HOLlNETE

BARBOTlN

FRENO GATERA

ROblllO

~/R.ArORIO

Fig. 223 . Distribución de elementos de amarre

REGOLA ESCOBEN

TUBO.

ESCOBEN

en la cubierta del castillo. CAJA DE CADENAS

Fig. 224. Elementos de fondeo situados en el castillo.

A continuación vamos a ver los elementos móviles de fondeo, ancla y cadena.

ANCLAS

Fig. 223, a. Guiacabo con rolete y pedestal.

El peso de un ancla es función de su Numeral de Equipo, oscila desde 180 kg. a 30 Tm. El eslabón de la cadena puede ser de hierro forjado (no usado actualmente) o acero dulce, ambos con carga de rotura a la tracción entre 31 y 41 kg/mm 2; acero de calidad especial con una carga de rotura entre 50 y 65 kg/mm 2; y acero de calidad

230

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

D ESC RIPCIÓN G ENERAL DEL BUQUE

231

kglmm L•

extra es peóa1 por encima de los 70 Las anclas actualmente se hacen de acero fundido. En la (Fig. 225) tenemos un tipo de ancla llamado del Almirantazgo, con un cepo que está en un plano perpendicular a los brazos con uñas. El peso de este cepo es de un cuarto del total del ancla y ayuda a que las uñas se hinquen con mayor facilidad. Este tipo de anclas tienen muy buenas propiedades de hincamiento en el fondo con el correspondiente agarre, pero por tener una maniobra complicada de izamiento y estiba a bordo, solo ha quedado para pequeñas embarcaciones.

En la (Fig. 227) tenemos representado como trabaja el ancla en la maniobra de fondeo y desfondeo. En el detalle (a) el ancla cae por su peso en el fondo arras-

trando una cierta cantidad de cadena, la articulación que tiene en la cruz, permiten Ixmerse a los brazos con sus uñas y caña, en el plano del fondo. En el detalle (b), hemos supuesto que el buque llevaba una cierta arranca avante al dejar caer el ancla, y cuando han salido aproximadamente uno o dos grilletes frenamos la salida de cadena, con lo que el buque tira del ancla, esta acción o tracción está representada por

LJÑA

HAN/OBRA BRAZO

DE

¡::OIVDEO

CEPO

eRlllETE UN/ON

CRUZ

ANCLA

(a)

EL ANCLA DESCANSA EN El. FON.1JO EN El HOHENTO .DEl. FONDEO

IJE ALMIRANTAZGO

Fig. 225. Ancla tiPJ del Almirantazgo.

En la (Fig. 226) tenemos el ancla de patente actual, que es del tipo HALL uno de los mas usados. Ancla sin cepo y con los brazos articulados, que pueden formar

u~ á~gulo de unos 30°, a lado y lado con respecto a la Caña. La cabeza o bloque prmcIpal del ancla de patente, tiene un peso que es las tres quintas partes del total del ancla. Por ser ésta la usada en la actualidad con ligeras variantes en sus distintas patentes, vamos a observar con detenimiento su sistema de agarre al fondo cuando se deja caer, y como después se deshinca del fondo, en la maniobra de virarla a bordo.

(h)

BlOQUE PRINCIPAL

(e)

ART/CULAIJO " .A .30· .A L~IJO y LAlJO IJE LA CAÑA

CANTO · O SUPERFICIE

aUE HiJERIJE EL FONIJO

EL ANCLA COHIENZÁ A ENTERRAliSE CUAN.1JO HACE POll ELl~ El. BUQUE

CAÑA

ANCLA ENTE/flf.4JJA Y ,At;AllJiAIJA COHO RESUl. rAIJO .DE LA THAC'CION EJEHC/.oA EN LA CUJENA

Fíg. 226. Ancla de patente.

Fig. 227.- Acción del ancla en las distintas fases del fondeo y desfondeo.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

232

J1ANIOBRA

DE

partir del detalle (e) el ancla queda inmovilizada en el sentido del arrastre, y solo se desliza en la dirección de las uñas, hundiéndose en el fondo. Para ello el maniobrista que lo sabe, tiene ya su buque prácticamente parado, o ha dejado caer la suficiente cadena, para que el efecto sea el mismo, reducir al mínimo la tracción en los momentos de hincamiento definitivo del ancla. Sino se hiciera así, y el buque llevara demasiada arrancada, entre los detalles (c) y (d), el ancla arrancaría el trozo de fondo en el que está hundida, y solo sujetaría al buque por su peso, y a la menor acción de viento o corriente garrearía por el fondo.

FONJ)eO

(d)

HAN/OBRA ANCLA

233

D ESC RIPC iÓN GEN E R AL DEL B UQUE

DE

FON.oEO

ENTERRADA

Y HECHA F/RI1E EN POS/ClaN NOHHAL

!

.o/RECCION BE LA TRACC/ON

(a) UNA DE L.AS UÑ.AS CHOCA CON UNA ROCA Y EL ANCL.A COHIENZA A G/RAR

(e) EL. ANCLA triNA A /1ED/JJA QUE SE COBRA LA CADENA Y SE PONE A PIQUE ROTACION ANCLA

l

D ' REC'CION DE LA TNACC/ON

¿

(f

I1EIJIDA QUE L.A CADENA L.LAHA VERTICALMENTE A PIQUE, ESTA CO/'1IENZA A ZA~P.AR

(6) EL. GIRO CONTINUA Y EL ANCLA COHIENZA .A ])ESENTERI?ARSE

DIJfECC/ON UÑAS

el vector sobre la cadena. Por el desigual reparto de peso del ancla, ésta tiende a enterrarse por su cabeza o cruz y a levantar el extremo de la caña, en cuanto el buque tira de ella, así como los braws tienden a girar por su propio peso, hasta formar el máximo ángulo que su sistema constructivo le permita (aproximadamente 30°). A partir del detalle (b) conforme el buque va tirando (no lo hace seguido, sino que a la vez va soltando cadena), el ancla ya no solo se desliza por la superficie del fondo como en los primeros momentos de la fondeada, sino que por la acción del vector de deslizamiento creado por la acción de las uñas, va hundiéndose progresivamente. Con 10 que llegamos al detalle (c), en la que tiene el ancla la cruz hundida en el fondo. A

/

l

e

)

ANCLA AL REYE'S.. SE 1JESENrE-

·~}fRAJU COHPLETAJ1ENrE IJESPUES QUE C'OJ1IENCE A API.ICAlf TEN-SIOÑ I.A CADENA.

Fig. 227 (A). Una falsa maniobra de fondeo' por no agarrar el ancla en el fondo.

CONSTRUCCIÚN

234

N AV AL Y

SERVICIOS

Vamos a ver a continuación la maniobra de desfondeo. La cadena se vira a bordo mediante el molinete, y al ir virando el buque se aproxima al lugar donde esta hecha firme el ancla, que todavía no se ha movido. Al principio de virar la tracción la ejerce la cadena, (detalle d), en la prolongación de la caña, pero a medida que el buque se aproxima a la vertical del ancla, la cadena llama también en la misma dirección, arrastrando primeramente a la caña, y posteriormente haciendo girar sobre sí misma a la cabeza con los brazos y uñas, (detalle e). En ese momento el molinete hace el máximo de esfuerzo, según los fondos, Y el marino dice que el ancla está ha pique", o sea que está en la vertical de la cadena. En el detalle (f) Y continuando el giro de la cabeza del ancla, las uñas están hacia arriba; desde este momento el ancla se desprende del fondo sin ninguna dificultad, a bordo se nota, porque el molinete gira con rapidez en comparación con la lentitud anterior (cuando hacía girar a la cabeza sobre sí misma). El ancla se baldea para la próxima fondeada. En la (Fig. 227 (A)-) viene representada lo que sucede, cuando antes de llegar a la última fase de la maniobra de fondeo, las uñas del ancla tropiezan con una roca suelta en el fondo o cualquier otro obstáculo, (detalle a). En ese momento el bloque formado por los brazos y uña, por la acción de la uña en la roca, tiende a girar alrededor de un eje que pasa por la caña, y ésta mediante el arganeo hace girar a la cadena. En el detalle (b) el giro continúa, y por la posición de las uñas el ancla empieza a zarpar (marcharse del fondo). Una vez en la posición del (detalle c), en cuanto a la cadena se le aplique tracción a bordo, o sea que el buque haga por la cadena, el ancla se desentierra del fondo, Y el barco empieza a garrear.

235

DESCRIPCIÚN GEN ERAL D EL B UQU E

entre dos eslabones consecutivos, mediante una barra que se sitúa entre ellos (los eslabones consecutivos van en distinto plano), tropezando en ella el eslabón de canto o situado verticalmente. El objeto del estopor es que la tracción de la cadena no se haga directamente sobre el barbotín del molinete, cuando el buque está fondeado. El molinete es una máquina de eje horizontal situado en la cubierta del castillo (los modernos buques a partir de 15.000 Toneladas de registro bruto suelen llevar d?s, uno para cada cadena), que lleva solidario o no con el giro de la máquina medIante embrague, una pieza especial llamada barbotén o barbotín. En la (Fig. 224) se puede observar una vista del molinete, y en la (Fig. 228) la forma del barbotín y como trabaja con los eslabones de la cadena. Cuando se fondea el ancla cae por su peso, y el barbotín gira loco desembragado previamente, la salida de la cadena solo es controlada por un freno que trabaja sobre un tambor con eje solidario con el bar~otín. Si por alguna razón el ancla no sale en las anteriores condiciones y una vez aflOjado el freno, se embraga el barbotín y se desvira la cadena del ancla. La faena de virar es la misma solo que invirtiendo el giro de la máquina. El molinete lleva solidario con el eje de la máquina, unos tambores para virar de los cabos que necesita el buque para su amarre por la parte del castillo. Hubo una época cuando el ancla del Almirantazgo, que para estas maniobras se usó una máquina de eje vertical también .con su barbotín, que se llamaba "cabrestante", máquina que por su form~ de trabajo ocupa muy poco espacio. A eso es debido que modernamente se siga usando, solo que sin barbotín en la maniobra de popa en los modernos buques. La posición del barbotín del molinete con respecto a los escobenes y gatera del tubo de la bocina para la caja de cadena, debe ser de forma que produzca las mínima fricciones a la cadena.

CADENAS Están formadas por eslabones, reforzados por una pieza empotrada en ellos para fortalecerlos contra la deformación a la tracción y que se llama "contrete". El uso de esta pieza permite un menor diámetro en la cabilla de acero que forma el eslabón, haciéndolo menos pesado, y a la cadena mas manejable, tanto en las faenas de fondeo para laborear en el barbotén o barbotÍn, como posteriormente su estiba a bordo en la caja de cadena. También parece ser que el contrete, o bien evita, o desde luego reduce, el que la cadena al salir en la maniobra de fondeo desde la caja de cadena haya tomado vueltas que la impidan ser arrastrada por el peso del ancla. Desde luego el contrete rigidiza la cadena lo suficiente para permitir su maniobra. En la Fig. 224) podemos ver unos cuantos eslabones con su correspondiente contrete. , El largo de las cadenas se miden por ramales empalmados por grilletes de unión, que tienen 25 metros; a esta longitud en recuerdo del elemento que los une, se le da el nombre también de grillete. Unica medida usada internacionalmente en todo 10 concerniente a la maniobre de anclas y cadenas. El largo de las cadenas en total, son dos, oscila entre 9 y 30 grilletes, dependiendo de su numeral de equipo. El diámetro oscila desde 14 a 132 mm. en acero dulce, en acero especial de 12,5 a 152 mm. y en los extraespeciales desde 40 a 132 mm. La cadena por su extremo exterior va firme al ancla y por el interior a la parte alta de la caja de cadena. Entre los elementos fijos que colaboran con las anclas y cadena para que cumplan su cometido tenemos los siguientes: Estopor o Mordaza: Como vemos en la (Fig. 224) van firme en la cubierta del castillo, ~ntre el molinete y la tapa del escobén, y su misión es trincar a la cadena

HUESCA

RUEDA DEL

BARBOTEN CUBIERTA

6'ATE R A

Y BOCINA

QUE C'ON.1JUCE'.A LA

CAJA DE CAlJrNAS Fig. 228. Barbotín de molinete.

Caja de cadenas: En la (Fig ..166) que representa la zona de proa de un moderno buque, vemos la situación de la caja de cadenas, a proa del mamparo de colisión y dentro de la zona

CONSTRUCCIÓN

236

N A V AL Y SERVICIOS

DESCRIPCIÚN GENERAL DEL BUQUE

237

del tanque pique de proa, estando por su parte alta limitada por la cubierta superior. Entre la cubierta superior y la del castillo, vertical o casi vertical van los tubos de bocina de las gateras, por donde laborean las cadenas a través del barbotín del molinete, y desde allí por la cubierta del castillo, el estopor, escobén y ancla, (Fig. 229). El parámetro básico de la caja de cadenas es la altura, el resto de las medidas es el suficiente para que la cadena puede ser estibada en su interior. La cadena se hace firme a la misma, bien a un lado o en su parte alta, con lo que se puede inspeccionar y desengrilletar en caso necesario. En el detalle (a) de la Fig. tenemos el perfil transversal de la sección de la caja de cadena, en la que vemos como el espacio queda dividido en dos estibas, una para cada cadena, mediante mamparo divisorio terminado en su parte alta por un redondo, así como los palmejares, y las cuadernas con medios redondos mas grandes, todo ello para refuerzos por la fricción de la cadena entrando y saliendo, así como para evitar enganches. En el fondo va una plataforma perforada a modo de doblefondo y después otra plataforma ya sin perforar.

IfAIfP.J.RO DIYISORIO

HA HPAIfO POPA

HAHPAHO PHOA

.I"~~~~~~~-

•• • • • • •• • • •

PLA rA FOIi'IfA

REFORZADA

SECCION

HORIZONTAL

(h)

(;ATER.A

GATEKA

•• •• •

ESLOHA FOHRO

ESCALA .1JE PASOS HEFUERZOS PÁU1E'.TAKES

HAH PA Ka DIVISORIO

CAJA .DE CAIJENAS

HEO/OS l(E.OONOOS OE PIé'OTE'CCION EN LAS CUADERNAS

HAI1PAIlO JJIVISOKIO CA.TA .DE CAIJENAS PISO HEFOlfZAOO

PISO Ji'E'FOI?ZAOO

FON.DO CAJ'A JJé CAJJENAS

SECCIOJl LONf3/rUDINAL

re) Fig. 229. Caja de cadenas.

SECCION

TRANSVERSAL

(a.) Fig. 229. Caja de cadenas.

E:n este ~pacio va una bomba par~ achique de la caja de cadena. En el detalle (b) una VIsta hOrIzontal de la sección, donde podemos ver la plataforma perforada dividida por el mamparo vertical longitudinal, y los mamparos que limitan a proa y popa la

r 238

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

caja. En el detalle (c) el mamparo divisorio con sus refuerzos verticales, abertura común a las dos estibas de acceso, y escala de pasos a banda y banda, hasta el fondo de la caja. SUPERESTRUCTURAS y CASETAS

Una superestructura ~s una construcción que abarca un determinado espacio, situada sobre la cubierta superior resistente. Se extiende de costado a costado del buque, de forma que el costado de la superestructura es prolongac~ón del mismo del buque y suelen abarcar solo una planta, entrepuente o espacio vertical. En general un buque suele tener tres típicas superestructuras, que le han dado esa silueta tan particular, y que son: Superestructura de proa o Castillo, Superestructura de popa o Toldilla, y en el centro entre las dos, la Superestructura del Puente o Ciudadela. Modernamente y con bastante frecuencia se han reducido a dos las superestructuras del buque: A proa el Castillo y a popa se han unido verticalmente la Ciudadela y la Toldilla. El marino le llama a estos buques "de puente a popa", para diferenciarlos de los anteriores que lo tenían en el "centro". La superestructura ya existe en la navegación a vela, con objeto de que el volumen interior del casco sea aprovechado al máximo para el transporte de las mercancías. El Castillo hace marinero al buque, sirve de estiba en su cubierta a la maniobra de anclas, y por debajo lleva los alojamientos de la tripulación y pañoles. La Toldilla o Superestructura de popa, lleva varias cubiertas, donde van los camarotes de la tripulación, en la parte alta el puente de navegación. Cuando aparece la Máquina de Vapor, se rompe la tradición que el volumen del casco sea solo para las mercancías, ésta tiene que ir en su interior quitándole espacio y por tanto reduciendo el volumen de carga a transportar. Además, esta máquina, la energia que necesita es carbón, que irá estibado en las Carboneras, también situadas en el interior del casco. El carbón se quema en las Calderas, otra instalación más, que además necesita agua dulce de alimentación. Como resumen el volumen disponible en el interior del casco queda sensiblemente reducido. . El buque necesita navegar con un determinado asiento apopante por sl1: SIStema de gobierno, además de un mínimo calado a proa para mantener .u~a cierta estabilidad de rumbo, tanto en lastre como cargado. Al romperse la tradlclon de la vela, se tuvo que introducir a bordo pesos considerables (máquina alternativa, calderas, carboneras yagua de alimentación calderas), unos fijos pero otros variables durante el viaje (carbón yagua), teniendo en cuenta además que el buque tendría que navegar en lastre. La solución que se encontró y que rápidamente se generalizó, fué que todos estos pesos fueran en el centro del buque, que es ·donde menos podrian influir en el asiento. Ya tenemos el Castillo para hacer el buque marinero, capear temporales, faenas de fondeo y amarre, pañoles y caja de cadenas, y finalmente los al~jamientos de la tripulación de cubierta. La Máquina con todos los elementos necesanos en el centro, necesita protección del exterior además de luz y ventilación, junto con una chimenea de cierta altura vertical que produzca "tiro" y expulsa los gases creados en el interior, al exterior. A su vez hay todo un personal nuevo a bordo, que antes no existía, que va desde el Maquinista Jefe hasta los Fogoneros que palean el carbón al interior de las calderas. Para cumplir todos estos cometidos y más, se hace en medio del buque abarcando toda la sección de máquina y calderas, la superestructura llamada Ciudadela.

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

Ll~va

239

también las Cocinas y los alojamientos para el personal del cuerpo de fonda, la ga~buza para almacenar los víveres. El puente de gobierno en la naveg~~I~~ a vela Iba a popa, pero ahora no puede ser porque le han quitado toda la vIsibilIdad, por lo tanto se pasa como "caseta" encima de la superestructura de la "ciudadela". Por eso la superestructura del centro del buque se llama Puente o Ciudadela. La.Toldilla ya existía en la navegación a vela, sigue ahora pero sin el puente de navegación, y allí se quedan los alojamientos del Capitán y los Oficiales de Puente. El gobierno del buque siempre se ha hecho a través de la pala del timón, y , este se mueve desde el puente de gobierno mediante la llamada "rueda del timón". En la navegación a vela se procuraba que esta rueda fuera en el sitio mas adecuado para efectuar su misió~, y naturalmente por eso el puente de gobierno iba a popa: mas o menos en la vertical de la pala del timón. Cuando el buque se pasa a la propulsión mecánica, por lo explicado anteriormente, hay que cambiar de sitio el puente.de navegación, y ya hemos visto como se pasa a una "caseta" situada encima de la superestructura de la Ciudadela. Para hacer eso tiene que tener solucionado el sistema de transmisión del movimiento de la rueda del timón en el puente de gobierno, a la pala del timón. Efectivamente se tiene solucionado porque al mover la rueda se mueve un piñón, que verticalmente transmite el mo~ v~iento a través de todos los espacios de la Ciudadela, hasta llegar a la cubierta a la mtemperie, donde a través de barras que corren a lado y lado de las brazo las de las escotillas, llegan hasta la toldilla, donde en su interior y protegido por la superestructura pero en la misma cubierta, va un sector dentado, cuyo eje de giro es el de la p.ala del timón, y moviendo el sector dentado a través de la rueda del puente de gobierno, se mueve la pala del timón. Como posteriormente y debido a que la guardia de los Oficiales de Puente así co~o l~ vigilancia .~el Capit~n en el Puente de Gobierno es contínua, se le pasa~ los alOjamientos tamblen a la CIUdadela, un piso por debajo de dicho Puente. La toldilla queda entonces para protección del Servicio de Gobierno del buque en lo que respecta al sector del timón, además de un gobierno auxiliar con su rueda que se instala allí para caso de fallo de transmisión. Junto con el sector va una máquina entonces d~ vapor, llam~d~ Servomotor, que la pone en marcha las señales mecánicas producidas por el mOVlffilento de la rueda del puente, y ésta pone la potencia necesaria para mover la pala del timón. El servomotor posteriormente se sitúa en la cubierta de ent~epuentes, y la parte alta de la toldilla queda libre, y se aprovecha para duchas y alOjamiento de fogoneros. .Esta es la mo~ivación aproximada de las típicas superestructuras que han dado una Silueta tan particular a los buques de propulsión mecánica, como en su día dieron otra a los propulsados por el viento o navegación a vela. Nos queda ahora por analizar la motivación de la desaparición de la superestructura del centro del buque o Ciudadela, en los modernos buques. Un cambio importante vino con el cambio de combustible sólido a líquido. El buque se hizo algo más flexible en lo que respecta al asiento, ya que los tanques de combustible aparte de ir en el doblefondo, para evitar contaminación en las mercancías iban estratégicamente repartido en toda la eslora del buque. Además los buques fuero~ aumen~ando en tonelaje, que trajo consigo el aumento de la eslora, con problemas de fleXiones según el reparto longitudinal de la carga; este problema incidía en los aSI

~mo

CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

240

ejes del propulsor, que tenían que ir desde el centro del buque hasta el codaste. Con el motor la instalación se hizo mas ligera, menos problema de asiento, junto con el reparto de tanques de lastre y combustible. Unido a la rapidez de los sistemas de carga y descarga, así como las instalaciones específicas de Jos ,muelles y cargaderos, que exigen cubiertas limpias de obstáculos; unido a que el espacio de máquina se independiza definitivamente de todos los espacios de carga, con menos riesgo de contaminarla, y una mayor eficacia contraincendio. Recordando lo del eje de cola, que va directamente del motor al propulsor sin ejes intermedios, hace que en gran proporción los modernos buques, las únicas superestructuras que llevan son, el Castillo y la Toldilla o Puente. En este caso la superestructura de popa tiene varios entrepuentes, que además de proporcionar un cómodo alojamiento a la tripulación, que ahora es mucho menor, le -da una enorme visibilidad al Puente de Gobierno en cualquier asiento. Cuando estudiamos los momentos flectores, vimos como el buque necesita una determinada resistencia longitudinal, que se consigue mediante el material (acero) y estructura adecuada del casco. Los Reglamentos de las Compaftias Clasificadoras admiten en determinadas condiciones que la Superestructura colabora con esta resistencia del casco. Unas lo hacen si tienen una longitud al menos del 15% de la eslora del buque, otras a partir del 10%. En la Ciudadela son máximo los momentos flectores, por estar en el centro del buque y además muy alejada del eje neutro, se tendrá que vigilar cuidadosamente dicha superestructura, en particular la discontinuidad estructural producida en los extremos de proa y popa de la misma.

DESCRIPCI6N GENERAL DEL BUQUE

241

y cintas se incrementan en su espesor, en la rona de discontinuidad estructural en un 10% u 30% re~pecti~amente. Cuando la superestructura es larga, y va incl~ida en el cálculo de reSIstenCIa del casco, por ser su longitud superior al 15% de la eslora del ~uque, el espes~r de trancaniles y cintas se incrementan en un 250/0 y 50% res~ctIvament.e, en dIcha zona de discontinuidad. Además, la superestructura de la ClU.dadela tIene. que soportar y distribuir todos los esfuerros con la mayor fluidez posI~le, para e~Itar C?ncentracio~e~ y discontinuidades bruscas, entre ellas, costados y cubIerta ~upenor reSIstente. ASlmISm?, su mamparo frontal debe ir algo reforzado, ~ara . los Impacto~ del mar en mal tIempo, para lo que llevan refuerros verticales m.tenor~s de pe.rfil de bulbo, separados unos 70 cm., y reforzados por cartabones en las esqumas, (Flg. 232). CUBIERTA DE SLlPENEST!?UCTLlRA

PLANCHA DE TRANS/CION

CONSOLA

TRANCAN/L CUBIERTA SUPERESTRUCTURA DE LA CIULlADELA

TRACA Fig. 231. Unión de la Ciudadela al casco con traca de amurada.

REFUéRi!O / ,

TRANCANIL CUBIERTA SUPERIOR

Fig. 230. Unión de la Ciudadela al casco en su zona de mas a proa, sin traca de amurada.

En las (Fig. 230 y 231) tenemos la rona de proa de principio de la superestructura de la Ciudadela, con y sin traca de amurada. En un Reglamento por ejemplo, si la longitud es menor o igual del 15% de la eslora del buque, es una superestructura corta, no interviene en el cálcl:llo de resistencia longitudinal del casco, y los trancaniles

, ~n el cost~do y. en. la zona de principio y fin de superestructura; para reducir al. mmImo la dIscontInUIdad estructural, por la desaparición sobre el casco de la ~Isma, y para ~ue haya un cambio suave de formas, bien con la traca de amurada, bIen con la de cInta, van unas "planchas de transición" que podemos ver en las (Figs. 230 y 23,1). Esta plancha va reforzada en su borde superior por llanta de cara y en su apoyo el trancanil con fuertes cartabones separados a menos de 1,5 m. La ~ltura s~andard de la superestructura del centro o ciudadela depende de la eslora del buque; ~Ila eslora es de 75 m., la altura es de 1,80 m., y si de 125 m. de 2,30 m. Los valores Intermedios se proporcionalizan. T~dos los buq~es que navegan por alta mar llevan la superestructura a proa del CastIllo, o llevan Incrementado el quebranto de la cubierta superior resistente en proa. ~ flecha del quebranto sobre el calado en el centro del disco, contado sobre la perpendIcular de proa, no serán menor que las marcadas por el Reglamento de Francobordo. La superestructura del castillo se extiende del capitel de la roda, al menos ~asta el 7% de la eslora del buque a popa de la perpendicular de proa. Si es por el mcremento del quebranto en la zona de proa, porque el buque no lleva castillo, este

CONSTRU CC iÓN NAVAL y SERVI CIOS

242

incremento se extenderá al menos hasta el 150/0 de la eslora a popa de perpendicular de proa. Las planchas del extremo de proa y amuras, irán aumentadas de espesor en un mínimo de 6,5 mm. ESQUINA SUPERESTRUCTURA

PUENTE

CUBIERTA SUPERIOR

TRACA CINTA

CUADERNA

Fig. 232. Parte interna frontal de proa de la superestructura del Puente o Ciudadela.

243

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

En lo que respecta a la superestructura de popa o toldilla, si como pasa modernamente suele cubrir el espacio de máquina, o si tiene un largo de mas del 40% de la eslora del buque, el mamparo frontal de la toldilla debe ser construido como el de la Ciudadela. A veces se suaviza la discontinuidad estructural, incrementando sólo muy ligeramente el espesor de las planchas y reforzando interiormente por perfiles verticales de llanta. Las Casetas son construcciones efectuadas sobre la cubierta superior resistente, en ese caso, no van de costado a costado del buque. Igualmente son casetas las construcciones efectuadas encima de la superestructura de la Ciudadela y Toldilla, o si modernamente no abunda la Ciudadela, las efectuadas sobre la Toldilla que son las mas corrientes actualmente, hasta cinco y seis en los grandes buques. En este caso aunque abarquen la manga del buque en la sección, sus costados son independientes del costado del casco, y su estructura está destinada a tener una resistencia transversal adecuada para los efectos de balance y viento de través, por medio de mamparos reforzados por cartabones y llantas verticales, (Fig. 233). Según que la caseta limite un solo espacio, o tenga varias cubiertas limitando varios espacios, que es lo normal, irán más o menos reforzadas, y de abajo arriba. Todas las aberturas redondeadas en las esquinas y reforzadas. La sección de cubierta que soporta la caseta, irá reforzada con puntales, esloras y consolas, principalmente en las esquinas, ejemplo, en la cubierta de botes. A veces la cubierta superior resistente tiene una elevación de l a 1,5 m., para ya seguir contínua con este nuevo puntal de construcción. Esta discontinuidad estructural, que modernamente puede presentarse con frecuencia en la rona donde termina el espacio de bodega y empieza el de máquina, se compensa de la forma que se ve en la (Fig.234). PLANCHA

CUBIERTA SUPERIOR AUtfENTADA DE PUNTAL

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TRANCANIL

2'" CUBIERTA DE SUPERESTRUCTURA

REFUERZO

REFUERZOS DE PLANCHA f~ CUBIERTA PE SUPERESTRUCTURA

ENTRE EL SOLAPé OE LAS IJOS CUBIERTAS

Fig. 234. Refuerzo zona de discontinuidad estructural por elevación de la cubierta superior resistente. Fig. 233. Zona lateral interna de una caseta.

244

CONSTRU CCIÓN NAVA L y S E RVI CIOS

En esta Fig. vemos que el trancanil de la cubierta superior resistente, se debe prolongar hacia popa de la zona de discontinuidad, tres o cuatro claras de cuaderna, y el trancanil de la cubierta con su nuevo puntal se prolongará hacia proa de la zona de discontinuidad estructural una distancia similar. Las dos cubiertas en esa zona irán solapadas y separadas por refuerzos de plancha aligerados en tres o mas claras de cuaderna. La traca de cinta del forro también va incrementada de espesor en la zona, si esto coincide como suele suceder con principio de superestructura de toldilla (buque de máquina a popa), los trancaniles de la cubierta que va en el interior de la superestructura, también van incrementados no solo en la zona de discontinuidad, sino también en toda la superestructura.

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Fig. 235. Superestructuras y casetas en un moderno buque.

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DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

245

Son también casetas las construidas sobre la cubierta a la intemperie, entre escotillas, que sirven de apoyo a los palos mástiles, y en su plataforma superior llevan los chigres de carga y descarga, así como toda la maniobra de puntales de las bodegas contiguas. El espacio interior se usa para pañ.oles. En la (Fig. 235) vemos un modernísimo buque con un reparto típico de superestructuras y casetas, de acuerdo con todo lo explicado. En la (Fig. 236) vemos con detalle las casetas que van encima de la toldilla del buque de la Fig. anterior.

LUMBRERAS Anteriormente hemos visto que en las cubiertas del buque, hay unas aberturas llamadas escotillas, cuya misión es permitir la carga, descarga y estiba de las mercancias, y que se corresponden en las distintas cubiertas, están en la misma vertical, para un fácil acceso a cualquier zona del entrepuente o bodega. En la sección de Máquina del buque hay también una correspondencia vertical similar, aprovechando la estructura del buque. En el fondo va la planta propulsora y auxiliares; en los pasillos correspondiente a la cubierta de entrepuente van auxiliares independientes de la planta propulsora, pañ.oles, servicio de control, etc. etc .. Al llegar a la cubierta superior, mejor dicho a su altura, el espacio vertical de la Sala de Máquina sigue como tronco aislado del resto del buque mediante mamparos, atravesando la zona de estructuras y casetas. En el caso del buque de la (Fig. 235) atraviesa la toldilla y todas las cubiertas de los distintos pisos de casetas. Este tronco hay que protegerlo de la intemperie, cerrándolo por su parte alta con la cubierta de la caseta correspondiente, y que recibe el nombre particular de "techo del guardacalor" .. Con bastante frecuencia esta cubierta es la que forma el piso del puente de gobierno, en su prolongación hacia popa.

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Fig. 236, l. Techo del guardacalor con las aberturas para lumbrera y chimenea. CU B I ERTA

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Fig. 236. Estructura de las casetas que forman el puente y alojamientos de los buques de puente a popa.

En este techo van dos aberturas, (Fig. 236.1), a la de mas a popa, se hace firme una estructura llamada "lumbrera", de protección y cierre, formada por un marco de cuatro brazolas, (Fig. 237, a, b), con una tapa formando bloque con las brazolas, (las

246

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL BUQUE

247 brazolas forman el dintel de la abertura y la tapa del marco para soportar las puertas de cierre) y en esta tapa un número de aberturas repartidas de forma simétrica de dos en dos, con trampillas de apertura y cierre; estas trampillas a su vez en su tapa llevan ojos de buey. A través de la abertura de la "lumbrera" la sala de máquina recibe ventilación natural e iluminación. La estructura de la lumbrera como conjunto, va empernada a la cubierta de la caseta correspondiente, y así en las reparaciones hay una abertura natural en la vertical de la Sala de Máquinas, necesaria para el trabajo y trasiego de grandes piezas.

TAPA

PIEZA PARA HEG'L/LAR LA APERTURA

(a)

Este sistema de aireación e iluminación natural y protegido de la intemperie a través de los escotillones de las lumbreras, lo llevan otros compartimentos situados en superestructuras y casetas, como son cocinas, gambuzas, etc. CHIMENEA En la abertura de proa del techo del guardacalor (Fig. 236), y como una especie de gran brazola prolongada hacia arriba, con formas aerodinámicas, pintada por fuera con colores muy particulares y con la contraseña de la Empresa a que pertenece el buque, va la chimenea, (Fig. 23t81.

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(C)

(b) Fig. 237. En el detalle (a) perfil transversal yen el (b) horizontal, de la lumbrera .

Fig. 238. Estructura de la chimenea.

GUARDACALOR

248

CONSTRUCCIÓN

N A V AL Y

SERVICIOS

Elemento típico y estético del buque, que interviene en gran medida en lo que se llama hoy dia "dar la imagen". Dentro del espacio que abarca, van los conductos o tubos de evacuación, de motores principales y auxiliares, calderas, cocinas y otros; también ' llevan pequefios aparatos auxiliares. En el detalle (a) de la Fig. podemos ver el perfIl longitudinal, en el (b) el horizontal con detalle de los refuerzos, y en el (c) la unión de la chimenea al techo del guardacalor, a través de una pieza intermedia. Modernamente el sistema de ventilación e iluminación de la Sala de Máquina, a través del hueco de la lumbrera, va escaseando. Los motivos, porque aumentando la calidad de la habitabilidad en los buques, se aumenta como consecuencia el número de cubiertas de las casetas sobre la superestructura de la toldilla, y con ello el puntal del tronco de la Sala de Máquina a través de ellas, por lo que la iluminación poca puede ser ya. Se sustituye por la luz natural producida por los tubos fluoresce~tes. En cuánto a la ventilación se hace a través de dos troncos, con motores eléctncos interiores, que según giren hacen de extractores o de inyectores. En el Capítulo de Servicios veremos algo de esto. En cuanto a las posibilidades en las reparaciones, de manipular piezas de la máquina, basta con un equipo de oxicorte, cortar un tr~zo de-techo del guardacalor con chimenea incluida, y una vez terminada la reparacIón se vuelve a poner. ' , En espacios interiores, bien del casco por encima de la flotación en máxima carga a una distancia vertical determinada, en superestructuras Y casetas, como pueden ser camarotes, comedores, etc. etc.; para recibir luz y ventilación natural, se usan en el casco aberturas redondas cerradas por portillos, que son una especie de ventanas con el marco metálico y un fortísimo cristal, la forma se puede ver en la (Fig. 237). En las superestructuras y casetas, modernamente se han sustituído los portillos por ventanas, como se pueden ver en la (Fig. 236). Tanto los portillos como las ventanas, el marco es metálico, con frisa de goma, y un sistema de cierre a presión con palometas.

Capítulo VII DIVERSOS TIPOS DE BUQUES: SU CUADERNA MAESTRA, PERFIL LONGITUDINAL Y CUBIERTAS.

Para tener una idea concreta de la resistencia estructural, así como del tipo de construcción usado en el buque, o mejor' 4lcho, en las distintas partes del mismo, el marino tiene a bordo tres planos básicos que son: Cuaderna Maestra, PerfIl longitudinal, y Cubiertas. Estos planos son hechos en la Oficina Técnica del Astillero por su Sección de Acero. El presente Capítulo tiene como fin primordial, aparte de la información técnica estadística que el marino sin duda necesita en las modernas unidades usadas en el tráfico marítimo actual, que se familiarice con estos planos, obteniendo de ellos toda la información que necesita, merced a una correcta interpretación de los mismos, fruto del entendimiento y conocimiento de las normas aplicadas por las distintas Oficinas Técnicas en su Sección de Acero, del Astillero constructor del buque. PLANO DE LA CUADERNA MAESTRA El plano de la Cuaderna Maestra mostrará el perfil transversal de una sección del casco, escogida entre la mas representativa de su estructura, y que normalmente coincide con la sección media o Sección tomada en la mitad de la eslora entre perpendiculares del buque. En la (Fig. 239) observando el plano de la Cuaderna Maestra, es como si estuviéramos a bordo del buque mirando hacia la proa, con lo que tendríamos por qetrás la popa, por nuestra derecha estribor y por la izquierda babor. En la mitad de la derecha de dicho plano, van representadas las Cuadernas de construcción, y en la mitad de la izquierda las Bulárcamas. Recordamos que el casco en un 500/0 ó 60% de su eslora es de sección constante, la sección de la Cuaderna Maestra, y que por simetria del casco con respecto a su plano vertical longitudinal, basta con representar la mitad de cada sección transversal. Pero como también sabemos que tanto en la construcción transversal, longitudinal ó mixta, para reforzamiento de uno y otro sistema, se intercala entre cada serie de cuadernas de construcción una reforzada que se llama bulárcama, pues esa es la que se representa en la

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CONSTRUCCI6N

N AV AL Y SERVICIOS

parte de la izquierda. Elemento básico de la construcción del casco es la cuaderna de construcción y su "clara", ó sea la separación longitudinal entre ellas, constante en gran parte de la eslora del buque, para después disminuirla hacia los extremos de proa y popa. En el plano de la Cuaderna maestra van todos los datos relativos a sus elementos estructurales, como son: Espesores de planchas del forro (traca de quilla, traca de aparadura, traca de pantoque, tracas de costado y cinta), espesores de planchas de las cubiertas, espesores de las planchas del doblefondo, y en general de todos los elementos que refuerzan dichas planchas. En este plano vienen los espesores de los elementos y sus alturas, el resto de los datos se complementan con el Plano del desarrollo del forro y cubiertas y Plano de hierros. Este último nosotros lo sustituimos por el plano de disposiciones generales, que nos representan todas las secciones del buque de interés para su correcto utilizamiento, y que será el que estudiemos con detalle. También el plano de la Cuaderna Maestra es usado por la Sección de Acero, entre otras cosas, para calcular su centro de gravedad por el cual pasa el eje neutro del casco, necesario para el cálculo del momento de inercia, a través del cual se obtiene el valor del esfuerzo que soporta el material en dicha sección. También la Sección de Acero sobre el plano de la cuaderna maestra, hace los retoques necesarios par obtener un área efectiva de la misma, necesario para que el valor de los esfuerzos por unidad de superficie, no ponga al material fuera de cargas de trabajo inadmisibles para su límite de resistencia. Anteriormente hemos indicado, como este plano especifica los espesores, dé todas las tracas de. forro y las cubiertas. Además lo hace con todos los elementos estructurales: Cuadernas, Baos, Longitudinales de cubierta, Longitudinales de costado, Longitudinales de fondo, Esloras, Palmejares, y refuerzos en general. En los refuerzos de plataformas, diafragmas y mamparos, según su situación geométrica con respecto a los planos de referencia del buque, también a dichos refuerzos se le da un nombre relacionado con los elementos estructurales del casco. Por ejemplo, el palmejar en el casco refuerza la zona del casco entre clara de cuaderna, sin necesidad de aumentar el escantillón de las planchas, y en general colaborando a evitar la deformación por pandeo. Esta misma misión la puede tener un refuerzo en un mamparo, Y si geométricamente ocupa la misma posición se le puede llamar en vez de palmejar "traviesa", y si es vertical "contrafuerte". Lo citamos a título informativo, porque esta costumbre se ha extendido mucho con la prefabricación de paneles, sub-bloques, bloques, etc. en la construcción del casco. Igualmente en dicho plano se indicarán el espesor, así como la medida de los catetos de cartabones, cartelas y consolas. También de otro tipo de refuerzo como son los contretes, de los que dará espesor Y altura. Tanto en las consolas en general (entendiendo además cartabones Y cartelas) como en los contretes, se afiade el detalle si tiene reforzado su borde libre, además de la anchura del refuerzo, así como, si es por doblado o por llanta de cara. Todos estos detalles son ayudados por signo, con ánimo de no recargar la Fig., y cuyos signos los hemos incluído con su significado en dicho plano de la (Fig. 239). Se incluye también en dicho plano, el radio de curvatura del pantoque y trancanil, así como el uso de aceros especiales en ciertas tracas. También a través de dicho plano, se calcula el peso del buque por unidad de longitud, con lo que se traza la Curva de Peso del buque en rosca.

DIVERSOS TIPOS DE BUQ UES

251

Al margen del plano y según las costumbres de la Sección de Acero se afiaden serie de datos y características generales del buque, como son: Co~pafiía ClaSIfIcadora y Numeral del equipo; con los detalles sobre número de anclas, peso de cada una, cable de remolque, su longitud y carga de rotura, cabos de amarre mínimos con su longitud y carga de rotura; y en grupo aparte, Eslora entre perpendiculares, Manga, Puntal, Calado de escantillonado (Puntal de la cubierta principal) y Coeficiente bloque. Vamos a aplicar todo lo explicado hasta aquí, sobre la (Fig. 239), que nos representa la Cuaderna Maestra de un buque portacontenedores celular, construído en un Astillero espafiol, y que nos va a servir de modelo básico para la interpretación de cualquier tipo de Cuaderna Maestra. Para mayor claridad, al final del Capítulo, pondremos varios tipos de Cuaderna maestra, acompafiados de su correspondiente perfil longitudinal y planos de cubiertas, de tipos de buques de los mas representativos del tráfico actual, comentando las diferencias y particularidades, así como la carga a transportar (influye en el tipo de estructura, para una estiba buena, segura y rápida). Vamos a interpretar el plano de la Cuaderna Maestra de la (Fig. 239). Por tener la clasificación del Germanisher Lloyd (Compafiía Clasificadora) de Buque contenedor o portacontenedor (Containership), podemos deducir de una forma inmediata, el tipo de barco que vamos a estudiar, en lo que respecta a sus características estructurales. Será un buque de los llamado "abierto", o sea, con un área efectiva de cubierta mínimo, porque toda ella es abertura de escotilla y naturalmente esto va a condicionar bastante, las zonas de unión de la brazola, tra~canil y cinta, de cada una de las partes altas del costado-cubierta del casco. Efectivamente vemos como la brazola de escotilla, es una pieza estructural (viga longitudinal) más del buque que recibe cargas y las distribuye. La zona entre ellas y el costado, sea de cuadern~ normal o reforzada, va muy fortalecida, siendo el tipo de construcción longitudinal entre las dos cubiertas, superior y principal, porque lleva en el pasillo de cubierta superior un longitudinal de cubierta, y en el costado también dos longitudinales de costado. Este buque no lleva cuaderna por encima de la cubierta principal, pero sí cada cuatro claras de cuaderna, cuando lleva bulárcama, como se puede ver en la mitad izquierda de dicho plano. Por debajo de la cubierta principal resistente, el tipo de construcción es transversal, a base de cuadernas, reforzadas cada 4 claras (bulárcama). El fondo es de construcción longitudinal, con varenga cada 4 claras, coincidiendo con la bulárcama, con lo que se completa el anillo transversal reforzado en todo el perímetro del casco, exceptuando claro está la boca de escotilla, pero sí incluido el pasillo de la cubierta. En la clara que no hay varenga, hay cartelas de quilla y consolas de pie de cuaderna, para cuando el buque hace la varada reglamentaria, quede reforzada en toda su longitud la zona que repose en los picaderos de la cama de varada del dique. Siguiendo con esta observación general del plano que estamos haciendo, vemos como las varengas llevan agujeros de hombre (vanos) en su zona media y no en las adyacentes a la quilla y pantoque, donde los agujeros si los hay son mas pequefios y solo porque se necesite para paso de tuberias de servicio del buque. También las varengas irán sin ningún aligeramiento en secciones que tengan que SOIX>Itar por alguna razón esfuerzos locales especiales, tales como, polines de maquinaria, mástiles etc. etc. El buque es totalmente abierto 'de proa a popa en zona de bodega, y la tapa

~n.a

252

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

del cierre de escotilla es de tipo Pontón, o sea, módulos que ensamblan unos con otros, y como no lleva grúas a bordo para su manipulación, se cuenta con las grúas de los muelles donde el buque esté atracado. Las bodegas llevan unas divisiones celulares para estiba de los contenedores. En el centro del plano se observa algo así como dos cortos lápices con la punta hacia arriba; representan dos vigas longitudinales que se apoyan en la estructura transversal celular, y también sirven de apoyo a las tapas del cierre. La terminación en chaflán por ambos lados de estas vigas, como la de los cantos superiores interiores de las brazolas, sirven de guía a los contenedores a sus estibas celulares, donde quedan inmovilizados al ser estibados. La bodega de este buque lleva estibado de babor a estribor, cinco contenedores, uno en el centro entre las vigas longitudinales mencionadas anteriormente, y otros dos a cada lado. Terminada esta observación general (un vistazo al todo) entremos en el detalle de la parte, para la debida coordinación entre "la parte y el todo". Vamos a dividir el plano de la (Fig. 239) en zonas o bloques de estudio para la fácil localización de lo explicado.

En la (Fig. 239) detalles de la Zona "A".

Empezamos de arriba abajo. Debidamente indicado la brazola está formada por chapa de acero de un espesor de 16 mm., reforzada por perfiles compuestos (perfiles soldados fabricados en el taller de aceros del Astillero a base de llantas comerciales de distintas medidas). Este perfil compuesto así fabricado forma el canto alto o perfil de cierre de la brazola, angular de lados iguales de 250 mm. y un espesor de 40 mm. El perfil compuesto que forma los refuerzos horizontales longitudinales de la brazola, está formado por un alma de llanta de 366 X 18 mm. (366 mm. de altura o profundidad de la llanta y 18 mm. de espesor), y un ala también de llanta o llanta de cara, de 200 x 18 (200 mm. de altura o profundidad de la llanta, de 18 mm. de espesor). Los dos refuerzos horizontales longitudinales de la brazola, en cada espacio de cuaderna van reforzados, a la vez que refuerzan verticalmente a la brazola, por un perfil de llanta de 366 mm. con llanta de cara en su borde libre vertical de 11 mm. (que lleva llanta de cara lo indica el dibujo, con una doble línea vertical en el borde libre del refuerzo). Terminando el costado físicamente y por encima de la cubierta superior, está la traca de planchas de la amurada, que parece en el plano como si fuera en el aire, porque el plano de la Cuaderna Maestra coincide con la escotadura que ,tiene dicha traca a la altura de la cubierta, para el rápido. desagüe de la misma por embarque de golpes de mar. El borde superior de dicha traca o borde libre, lleva un perfil de bulbo de cierre que forma la tapa de regala en la borda. La unión del trancanil de la cubierta superior a la traca más alta del costado, está marcada por un circulito para llamar la atención, que se ve en detalle aparte, en la cual se observa la soldadura de total penetración, sobresaliendo la traca de costado unos 50 mm. de la de trancanil de cubierta, para seguridad y apoyo del cordón. Se continúa el refuerzo vertical de la brazola por debajo de la cubierta superior, unido a una consola con llanta de cara que refuerza la unión de la brazo la y la cubierta én cada clara de cuaderna, esta consola se apoya en los longitudinales contiguos de la brazola y el costado, las medidas de los catetos de la misma es de 700 mm., o sea la separación entre la esquina de unión y los longitudinales, y la hipotenusa de 100

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

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mm. así como su espesor de 7,5 mm., va reforzado su borde libre con llanta de cara de 100 x 10 mm. Obsérvese en el plano el signo usado para indicar perfil de llanta. Tanto la brazo la que como vemos es una gran viga longitudinal que hace la misión de la eslora, como el costado sin la clásica cuaderna en esta zona, llevan longitudinales de llanta de 150 mm. de profundidad y 16 de espesor. La separación entre los longitudinales de la zona, es de 750 mm. Las tracas del costado y cubierta de esta zona, son las de mayor espesor del casco, 16 mm. Encima de la cubierta principal va un perfil de bulbo o llanta con nervio señalado con un signo característico, de 100 mm. de profundidad o altura y 10 de espesor, que la refuerza estructuralmente en cada clara de cuaderna. Este espacio limitado por la cubierta superior, principal y brazola, va ocupado por los equipos frigorígenos para el servicio de los contenedores. Podemos añadir como observación de esta zona y para todo el plano, que lo dibujado con trazo fuerte, es continuo en gran parte de la longitud o eslora del buque, como sería: a) La brazola-con sus Cinco longitudinales de llanta de refuerzo. b) La traca de amurada. c) La cubierta superior con sus longitudinales de refuerzo. d) La traca superior del costado con sus dos longitudinales. e) La cubierta principal. Todo lo marcado en su borde libre con linea suave indica en general que no es continuo en sentido longitudinal, y solo está en cada clara de cuaderna, como por ejemplo: a) El refuerzo vertical de la bulárcama. b) La consola de refuerzo de la unión brazo la-cubierta superior. c) El perfil de bulbo de la cubierta principal. Además cuando la línea en su borde libre, sea doble, indica que va reforzado por faldilla, llanta de cara o bulbo. Línea de trazo que el refuerzo es intermitente. Como comentario resumen, llamar la atención sobre el bloque enormemente resistente de la zona "A", particularmente en sentido longitudinal, ya que al buque le falta cubierta en toda su eslora, y lo tiene que compensar de esta manera. La consolidación transversal la consigue con la bulárcama cada 4 claras de cuaderna, además de los elementos de apoyo que llevan los longitudinales como son las consolas en cada clara, etc. etc. Detalles de la Zona "B".

En esta zona empieza la estructura transversal del costado. Este buque por tanto está construido s~gún el sistema mixto. Sistema longitudinal por encima de la cubierta principal, transversal por debajo y sistema longitudinal en el fondo y tapa del doblefondo. Por encima de la cubierta principal está la fibra mas alejada del casco, de su eje neutro, por tanto son máximos los esfuerzos longitudinales por flexión, se usa el sístema longitudinal. A partir de la cubierta principal es zona próxima al eje neutro, los esfuerzos longitudinales son menores, y por otra parte, la estiba del buque no presenta inconvenientes para el sistema transversal. La cuaderna está formada por un perfil de bulbo, que lo señala con su signo el plano, que tiene una profundidad o altura de 220 mm. y 10 de espesor. La cuaderna termina por debajo de la cubierta principal, pero tiene un refuerzo por encima como se ve en detalle aparte, de 7 mm. de espesor. También la esquina de unión de la cubierta principal y cuaderna. Lo dibujado con trazo fuerte, el costado y la cubierta, es continuo longitudinalmente, no por supuesto la cuaderna, que va en el canto libre con suave línea, indicando que es continua solo en el plano transversal.

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C O NST RUCC I6N NAVAL y S E RVICIOS

El espacio entre las cubiertas cuando no hay tanques, va ocupado por equipo frigorígeno para el servicio de los contenedores.

Detalles de la Zona "C". En la parte alta de la zona va una plataforma continua (cubierta inferior) con plancha de 8,5 mm. de espesor, reforzada por un perfil de bulbo, marcado en el plano con el símbolo correspondiente, de 100 x 8 (100 de profundidad o altura y 8 de espesor) en milímetros, es un medio bao. El espacio de est~ zona e.stá ?estinad? a tanques, por lo que la cubierta va unida a un mamparo verttcallong¡tudmal corndo de 8,5 mm. de espesor y altura de 2.600 mm., reforzado por perfil de bulbo en cada clara de cuaderna (cada 4 no porque va la bulárcama) de 180 x 9 (180 mm. de profundidad o altura y 9 de espesor). El marco transversal del tanque va reforzado en las esquinas por cartabones que unen la cuaderna al medio bao y a la tapa del doblefondo, al medio bao con el refuerzo vertical del mamparo longitudinal, y al refuerzo éste con la tapa del doble fondo. Este marco se repite cada clara de cuaderna menos cuando hay bulárcama que se observa en la parte de la izquierda. Las consolas del marco son de 8 mm. de espesor, menos la del pie de cuaderna que tiene además faldilla de 75 mm. de refuerzo. La consola del pantoque tiene 9,5 mm. de espesor con llanta de cara de 100 x 10 mm. La zona del pantoque tiene una altura de 1.350 mm. y una anchura de 1.410, así como el espacio del doblefondo tiene una altura de 1.000 mm. Lo dibujado con trazo fuerte y por tanto continuo longitudinalmente son: Costado y pantoque, mamparo longitudinal estanco, cubierta inferior estanca y varenga lateral o plancha margen no estanca. Los elementos que están en cada clara de cuaderna son: Refuerzo vertical del mamparo longitudinal, la cuaderna o refuerzo vertical del costado, el medio bao o refuerzo horizontal de la cubierta inferior, las cuatro consolas de apoyo del marco formado por los mencionados refuerzos y la consola de pantoque (transición entre la cuaderna y la varenga). La zona "C" con la "D" forma tanques de lastre y fuel corridos. El mamparo vertical longitudinal que se apoya en el plan, forma con el de la brazo la una línea de resistencia estructural, aunque le falta el trozo de entrepuente, pero recordando que la zona que falta va reforzada cada 4 cuadernas por la bulárcama, que sí es continua verticalmente.

Detalles de la Zona 'V" Dijimos anteriormente que la altura del espacio del doblefondo es de 1.000 mm. La chapa de la tapa del doblefondo es de 9 mm. de espesor y las del fondo de 11. Sobre la tapa hay un boceto sobre el doblefondo entre el plano de crujía y el costado, indicando que caben dos contenedores y medio, o sea, cinco en toda la manga de la bodega. La estructura del fondo del buque es longitudinal. Los longitudinales de la tapa del doblefondo son de perfil de bulbo de 180 x 8 mm. Los del fondo SOn tam?ién pero de 220 x 10 mm. La separación entre ellos ,es de 660 mm. en la zona vertIcal, mientras que en la zona lateral es de 625. En la zona de transición de 660 a 625 mm., hay una vagra de 8 mm. de espesor, la profundidad o altura es la misma que la del espacio del doblefondo, reforzada en cada clara de cuaderna en sentido transversal, y hacia el interior del buque por una llanta de cara o pletina que hace de contrete (aumenta la rigidez de la vagra por el refuerzo en cada clara de cuaderna). Este con-

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

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trete tiene 100 mm. de profundidad y 8 de espesor. Todos los contretes cuya profundidad, o sea los 100 mm., esten en el plano transversal o sea en el de la Fig., están presentados en el dibujo de esta forma, para diferenciarlos de los otros, que unen a los longitudinales, y por lo tanto tienen la profundidad en el sentido longitudinal, y en este plano se nos presenta solo el espesor, observen bien como lo representan. Al unirse los longitudinales del fondo y doblefondo a través de los contretes en cada clara de cuaderna, forman la varenga armada en dicho espacio, para dar rigidez en dicho espacio. La sección del contrete es en "U" de modelo normalizado (UPN 18), y así lo indica la línea de trazos entre dos continuas; que están situados solo en la clara de cuaderna lo indica la suavidad del trazo. Estos tipos de perfiles laminados están normalizados para construcciones metálicas y están debidamente codificados en la sección de Aceros de la Oficina Técnica. En la (Figs 128,a y 129) se pueden ver los detalles de la unión de los longitudinales de fondo, a través de los contretes, para darle rigidez al doblefondo en el espacio entre varengas, creando las llamadas varengas abiertas o armadas.

Detalles de la Zona "E". Es la zona de quilla, formada por una traca cuyo eje de simetría es el del buque, que tiene una anchura especialmente especificada de 1.480 mm. y 12 de espesor, en una longitud a lado y lado de la maestra que abarca el 70% de la eslora del buque. El plano sefiala que el espesor de esta traca disminuye hacia los extremos en u~ milímetro, o sea, que su espesor es de 11 mm. en el 15% de la eslora, contado a partIr de la perpendicular de proa y popa respectivamente. En el plano de crujía del buque, y perpendicular a la quilla plana horizontal, que se puede considerar como una traca mas del fondo limitada en anchura, va la quilla vertical o vagra central, que tiene la altura del doblefondo y el largo el que tenga por costumbre trabajar el Taller de Aceros (en este caso particular es un Astillero con medios reducidos que usa unos largos de perfiles de 10 m.), su espesor de 11,5 mm. Encima de la quilla vertical y como una traca mas de la tapa del doblefondo, solo que su plano de crujía coincide con el del buque, va la traca que junto con la quilla plana (alas) y la quilla vertical (alma) forman un perfil compuesto en doble "T", a todo lo largo del buque. El conjunto quilla va reforzado cada 4 claras, en sentido transversal por la varenga, y en las claras intermedias por cartelas de quilla, que se apoyan también en los longitudinales contiguos del fondo y doblefondo, y su espesor es de 9,5 mm. Lleva un agujero o vano para paso de tuberia de servicio de 250 mm. de diámetro, tanto si es varenga como si es cartela de quilla, y en este último caso, la cartela va reforzada en su borde libre, por una faldilla de 80 mm. de ancho. Observemos que la doble línea indica algún tipo de refuerzo en el borde libre de la chapa, indicando a continuación que tipo es: a) Si faldilla, al lado de la doble raya (FL.) con la anchura. b) Si llanta de cara, el signo correspondiente con su anchura. c) Si es perfil de bulbo, el signo correspondiente, etc. etc. Los elementos longitudinales continuos de trazo mas negro en el dibujo son: Tracas del fondo y doblefondo con sus longitudinales, vagras y quilla vertical. Los elementos de trazo suave que solo van en cada clara de cuaderna son: cartelas de quilla y los contretes de perfil.

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CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

Detalles de /a Zona "F". Las tracas de aparadura y el resto de las del fondo, tienen un espesor de 11 mm. La longitud de las chapas o planchas, así como la anchura, en el plano del desarrollo del forro. Las tracas de la tapa del doblefondo tiene un espesor de 9 mm. La parte izquierda del plano representa una cuaderna reforzada o bulárcama que se corresponde en el fondo con una varenga llena, que la lleva el casco cada 4 claras. Como la construcción del fondo es longitudinal, la varenga lleva escotaduras en su borde superior e inferior, para el paso de los longitudinales. En la (Fig. 126,a) se ve con todo detalle como es la escotadura y el paso del perfil a través de ella. El espesor de la varenga es de 9,5 mm. y la altura la del doblefondo. Para darle rigidez lleva contrete de pletina o llanta (de perfil en el plano representado por una sola línea vertical de trazo suave) uniendo los longitudinales entre sí, de 150 x 9,5 mm. (150 de profundidad y 9,5 mm. de espesor). En el sexto hueco de longitudinales de fondo, desde el plano de crujía, los longitudinales son sustituidos por una vagra de 8 mm. de espesor, y altura, la del doblefondo, similar a la de la otra banda (estribor). Próximo a la vagra lateral o margen, las dos escotaduras altas y las tres bajas de la varenga, llevan unos refuerzos que unen el perfil con la varenga en la escotadura. En esta zona "F" las varengas llevan vanos para paso de hombre, en forma elíptica con el eje mayor en sentido vertical de 500 mm. y el menor horizontal de 350. El trozo de varenga contiguo a la plancha margen o vaya lateral, va sin orificios, y los otros dos espacios entre longitudinales, va con orificios redondos para paso de tuberia de servicio, de 250 y 350 mm. de diámetro respectivamente. Se recuerda, que tanto la zOna de quilla como la del pantoque, tiene que soportar el peso de todo el buque, en la cama de picadero del dique durante la varada . . En la zona "F" los detalles pintados de trazo fuerte son los mismos que los de la zona "D", así como los pintados de suave. También la doble línea en el borde libre significa fin de la plancha o perfil, que puede ir sin ningún refuerzo sino se indica, o el que lleva indicándola con el oportuno signo.

Detalles de /a Zona "G". Empieza de abajo arriba la zona con la consola margen del pan toque, de las mismas características que la del otro lado, pero que en este caso es la zona de transición entre la bulárcama y la varenga. En .la mitad derecha del plano, todo lo que se representa con trazo suave, es intermitente en sentido longitudinal y va en cada clara de cuaderna que no es bulárcama; ahora en la mitad izquierda del plano, 'todo lo que lleva trazo suave aparece solo cada cuatro claras de cuaderna. Cuando no se cumplan estas reglas se avisará especialmente, y si los cambios a lo largo del buque en algunas secciones (principalmente el 15% de la eslora a contar de la perpendicular de proa y popa) son fundamentales, se representan las nuevas secciones, en la que se seguirán las mismas pautas explicadas hasta aquí. En esta zona por fuera de la línea del forro .van dos flechas, una vertical y otra horizontal, indican posición de la costuras de la traca de pantoque, así como la cabeza de la flecha nos indica la preparación de bordes de las planchas para después ser soldada. También nos indica que el espesor de la plancha a usar es de 11 mm. Por encima de la consola va una estructura de plancha de 7,5 mm. de espesor

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DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

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y una anchura de 1.410 mm., hasta' la cubierta inferior. Esta estructura lleva un aligeramiento de forma rectangular, con las esquinas redondeadas de 1.000 x 700 mm. el reforzamiento de este aligeramiento se hace con llanta de cara de 80 x 10 mm. (80 de profundidad o altura y 10 mm. de espesor) con su signo correspondiente, y abarca desde la tapa del doblefondo a la cubierta inferior, muy cerca del aligeramiento y por supuesto verticalmente. Para terminar de reforzar el perímetro del aligeramiento, se pone llanta de cara transversal horizontal cerca del borde y entre los refuerzos verticales, desde luego con la misma medida. Va en la zona de trazo lleno y por tanto continuo en sentido longitudinal: Traca de pantoque y costado, plancha margen, tapa del doblefondo, mamparo vertical longitudinal en línea de resistencia estructural con la brazola, y cubierta inferior. Va de trazo suave: la consola, intermitente en cada clara de cuaderna incluida la bulárcama y el diafragma que constituye parte de la bulárcama que es intermitente cada 4 claras de cuaderna. El espesor de la traca del pantoque y costado es de 11 mm. y la del mamparo vertical longitudinal de 8,5 mm. En el plano de disposiciones generales comprobaremos que en esta zona van los tanques de lastre y fuel corridos como en la zona "F".

Detalles de la Zona ''H''. Esta zona de la bulárcama abarca desde la cubierta inferior hasta la principal. En la mayor parte de la eslora del buque como se verá en el plano de disposiciones generales, lleva tanques de lastre, fuel yagua dulce, y entre estos tanques llevan unos espacios para la instalación de frigorígenos para los servicios de los contenedores. Toda la zona lleva diafragma de plancha o chapa de refuerzo de 7,5 mm. de espesor, con dos aligeramientos. Van reforzados como en el caso anterior por llanta de 80 x 10 mm. situada de perfil, por ir representada por una línea en el plano. Estos refuerzos van de cubierta a cubierta, y el transversal va entre los verticales. El diafragma de plancha termina en línea con el mamparo longitudinal y brazola, y está sefialado el fin con doble línea, que además está reforzado el borde libre, porque está sefialado con el oportuno signo, por llanta de cara de 200 x 14 mm. Las planchas del cosÚldo en la zona tienen un espesor de 11 mm. y las de la cubierta principal de 10 mm. Los trazos llenos o elementos contínuos en esta zona son: Tracas del costado, Cubierta inferior y principal. Los trazos suaves, el diafragma de plancha que forma la bulárcama con sus refuerzos, que es intermitente en sentido longitudinal y es cada 4 claras de cuaderna.

Detalles de la Zona "1". En la zona "G" vimos que la costura en el costado de la traca de pantoque, debe estar a una altura mínima de la quilla, en esta caso 1.840 mm.; en esta Zona pasa igual con la traca superior del costado que debe tener una anchura mínima, en este caso se le ha puesto 1.750 mm., marcando con una flecha en el costado la posición de la costura, así como indicando la preparación de borde de las planchas, el espesor es de 16 mm. Abarca esta Zona la parte superior de la bUlárcama, la brazola de la escotilla, la traca de amurada con su refuerzo cada 2 claras (cuando en un elemento no se hace ninguna indicación, sigue la normativa del plano, trazo lleno continuo longitudinal,

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CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

trazo suave, si es en la parte de la derecha, intermitente solo en cada clara, y si es la izquierda cada 4 claras) especificamente señalado en el plano, y también el perfil longitudinal de una sección de la brazola lateral, con el detalle (línea de punto), del refuerzo vertical en cada clara de cuaderna. Las zonas "G" y "H" son de construcción transversal y la "1" lo es longitudinal, con lo que en esta zona sigue el diagrama de refuerzo de 7,5 mm. que forma la bulárcama o cuaderna reforzada, pero con escotaduras por donde pasan dos longitudinales de llanta del costado y de la prolongación de la brazo la, así como otro en la parte media del pasillo de cubierta superior. El escantillón de estos perfiles de llanta es de 100 x 10 mm. Lleva la bulárcama un gran aligeramiento en esta zona. Las medidas si bien no lo dan directamente, si necesitamos la altura o la anchura las deducimos facilmente, por ejemplo: La distancia vertical entre las dos cubiertas es de 2.200 mm., le restamos la distancia del borde superior del aligeramiento a la cubierta superior que es 300 mm., y queda que la altura es 1.900 mm. La anchura es 800 mm., porque en la parte inferior de la escotadura viene acotada la mitad de la anchura del aligeramiento. El aligeramiento va reforzado como los demás de la bulárcama, en las proximidades del borde por llanta, menos en su parte inferior que termina en la cubierta principal, la llanta de 100 x 10 mm. La traca de amurada tiene un espesor de 7 mm. y una altura mínima de 1.000 mm. aunque esto no consta en el plano, reforzada en su borde libre a la vez que forma la tapa de regala en la borda por un perfil de bulbo de 140 x 7 mm. Esta traca lleva un refuerzo vertical o barraganete, cada dos claras de cuaderna, apoyado en la parte superior en la tapa de regala y en la inferior en la cubierta superior, sus medidas son 1.110 mm. de altura vertical (por lo tanto esa es la altura de la traca de amurada), 70 mm. de ancho del borde libre doblado, 8 mm. de espesor, y la profundidad o altura de la llanta la misma que la del perfil del bulbo de la tapa de regala, o sea 140 mm. El pie del refuerzo aumenta de profundidad de la llanta, así como la anchura de la faldilla a 80 mm. El borde de la escotadura de desagüe de la traca de amurada lleva un redondo de protección. La brazola ya la vimos con detalle en la Zona "A", sólo que aquí se añade un perfil longitudinal de la misma. Vemos el perfil en ángulo de lados iguales de 250 x 40 mm. que forma su canto alto, así como los perfiles compuestos que refuerzan su estructura vertical a lo largo de la brazola, de 366 x 200 x 18 mm. (perftl compuesto en "T"). El refuerzo vertical une en cada clara de cuaderna a los tres perfiles longitudinales consolidándolos; ahora pasamos a observar el perftl longitudinal de la brazola; el borde libre del refuerzo vertical va reforzado con llanta de cara, que empieza. con 100 ó 150 mm. en el borde la brazola, según lleve sobre la tapa de escotilla una fila o dos de contenedores, y termine en la parte inferior en una anchura de 200 ó 300 mm. al apoyarse en la cubierta superior, según la misma razón. El espesor de llanta de cara es de 16 mm. Debajo de la cubierta superior, un par de consolas aseguran la continuidad estructural del refuerzo. Los trazos discontinuos del dibujo, el vertical representa el alma de la llanta de perfil que va tapado por la llanta cara; y los horizontales son las almas de los perfiles compuestos tapados por su ala de 200 x 18 mm. Los elementos de trazo lleno que representan elementos longitudinales continuos de esta zona son: Traca superior de costado, pasillo de la cubierta superior, traca de amurada; longitudinales de costado, cubierta y brazola; mamparo de la brazo la con sus tres refuerzos longitudinales por encima de la cubierta superior. Los elementos de

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

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trazo suave. intermitentes, bien en cada clara, cada dos claras o cada 4 claras, son: Refuerzo vertI~1 de la ~razola (Barraganete), refuerzo vertical de la amurada (barraganete), y el dIafragma o refuerzo de la bulárcama. DETALLES DE LA ZONA "J" ,

Esta ~na abar.ca el detalle de los apoyos de los pontones de la tapa de cierre de las escotIllas, por Ir de trazo grueso indican que son contínuos longitudinalmente. La bodega lleva unas divisiones celulares transversales para la estiba de los contenedores, y sirven de apo~o ve~tical a esos elementos longitudinales. Recordamos que t~ansyersalmente se estIban cmco contenedores, dos entre los respectivos apoyos longItudmales y los costados, y uno entre ambos apoyos. También se puede observar los chaflanes en los extremos superiores de los apoyos verticales longitudinales, así como en las brazolas en su parte interna superior, para guía del contenedor en su estiba celular.

PLANO DE PERFIL LONGITUDINAL Y CUBIERTAS DEL BUQUE El plano del perfil longitudinal representa la sección del buque por su plano diametral o de simetría desde proa a popa. Con lo que nos queda representado todas l~s longitud~s y distancias verticales en su escala adecuada. Las longitudes o abscisas tIenen su' orIgen en la cuaderna cero, que coincide con el canto de popa del falso codast~ o, pope!, o eje de ~iro del timón compensado, donde se poya en su giro la pala del tImon, aSI que las umdades son .claras de cuaderna. Las distancias verticales u orde~adas en el plano, tienen su origen en el plano base, plano que coincide con la superficie mterna de la traca de planchas de la quilla. ~mo el buque no tiene plano de simetría horizontal, hay que representarlo por las secCIones mas representativas del perfil longitudinal vertical, que son las cubiertas y ta~a del doblefondo, en estos planos nos queda representado el largo y el ancho (en la ~msma escala del perfil longitudinal) de todos los elementos interesantes. También se ~cluye .en l~ práctica los bloques de superestructuras, que aquí por simplicidad de la FIg. no mcluImos, pero que se puede facilmente extrapolar el sistema representativo. La Sección de Acero de la Oficina Técnica del Astillero, representa en ellos todo lo que crea conveniente para la perfecta oonsecución del trabajo, y que siempre estará en general: F~nd~, doblefon?o, costado, cubiertas, roda, codaste, mamparos transversales y 10ngItudmales, mástiles y puntales, brazolas, esootillas, palmejares, cuadernas, bulárcamas, superestructuras y casetas, etc. etc. Este plano sirve como conjunto y elemento coordinador, después es despiezado para representación de bloques con lo que se consigue una escala adecuada para la construcción según el tamafio. . En los extremos de proa y popa van los detalles longitudinales del bloque correspondIente, con los detalles del perfil de la roda y codaste; en este último podemos destacar, el henchimiento ó núcleo para alojamiento de la bocina y el apoyo exterior de la pala del timón. En los planos de cubierta se representan las tracas con topes y costuras, así como baos, esloras, mamparos transversales y longitudinales, escotillas, así como en general ,to.dos los detalles constructivos necesarios. Finalmente este plano incluye caractenstIcas del buque, como son: Eslora entre perpendiculares, manga, puntal, y

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calado de escantillonado. Este plano recordamos es confeccionado por la Sección de Acero de la Oficina Técnica, pero otras secciones de dicha Oficina hacen otras versiones de este plano (perfil longitudinal y cubiertas), en la que se hace menos hincapié en detalles estructurales, y mas en las disposiciones generales del buque para su utilización por el marino. Este otro tipo de plano es el que estudiaremos aquí como modelo, porque no podemos olvidar que somos marinos y estudiamos el buque para utilizarlo, y por tanto es el que se maneja normalmente a bordo. En la (Fig. 240) tenemos dicho plano, correspondiente a un buque portacontenedor cuya Cuaderna Maestra es la de la (Fig. 239). En el detalle (A) de la Fig. tenemos el perfil longitudinal del buque, como es costumbre con la proa apuntando hacia la derecha y la popa a la izquierda. Sobre la tapa de escotilla lleva tres pisos de contenedores. El plano está esquematizado al máximo por claridad. En la realidad estos planos son bastante grandes de tamaño, con lo que la escala usada es la suficiente para un correcto manejo de los datos, en la práctica del buque. En este perfil longitudinal vienen presentados todos los espacios que tengan dimensión longitudinal y vertical, mientras que en los horizontales o de cubiertas vienen la anchura de dichos espacios. Entre otras cosas viene en dicho plano, la clara de cuaderna, medidas verticales y longitudinales, de tanques de lastre, agua dulce, combustible, aceite, tanques profundos, piques de proa y popa y bodega o bodegas. La simplificación del plano del perfil longitudinal, es con objeto que veamos la coordinación con los planos horizontales, de los distintos elementos del buque, en particular tanques y bodegas. Viendo la representación e interpretación en el plano de lo simple, se extrapola facilmente a lo complejo. El detalle (B) representa el plano de la cubierta superior, así como el perfil horizontal longitudinal del casco en esta sección. Lo que va de trazo fino en la proa por fuera del trazo lleno, es el perfil horizontal del costado en el castillo, por encima de la cubierta de dicha superestructura. Se ve el cambio de manga del buque entre la cubierta superior y la del castiÍlo. Se representan vistas horizontales coincidiendo con cubiertas, hasta llegar a representar la parte superior del perfil longitudinal, y todo lo que esté en dicho plano con trazo lleno, lo que no con trazo fino, enlazando una vista horizontal con otra y coordinando verticalmente el perfil longitudinal. Para cualquier aclaración ayudará mucho también las secciones transversales, el buque que por su complejidad las necesite las lleva. En este detalle se ve las tapas del cierre de escotilla, tipo Pontón, que mediante las grúas se quitan y se ponen en el muelle o bien sobre las tapas contiguas en el buque, durante las operaciones de carga y descarga. El detalle (C) representa el plano de la cubierta principal, de trazo lleno. El trazo fino representa el lleno del plano de la cubierta superior, y de cualquiér forma representa lo que no está en el plano de la cubierta principal. De todas maneras en cualquier tipo de estos planos la interpretación es fácil, si se mira con la debida atención. Por ser la cubierta principal la cubierta de cierre de este buque, el pasillo de esta cubierta que queda entre la boca de escotilla y el costado, hace de techo de muchos tanques bien de lastre o de combustible, que son corridos o no desde el doblefondo. Vienen representados los contenedores, viendo como caben cinco de costado a costado, menos en la estiba celular de proa, que caben tres y dos, de acuerdo con la manga del

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

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buque en la sección. En el perfil longitudinal suelen incluir también la estiba vertical como en este caso se ha representado 'los que van por encima de la tapa de escotilla: pero en la bodega, como siempre, se ha omitido por simplicidad de la representación; de todas maneras en la bodega este buque lleva cuatro pisos de contenedores. El detalle (D) representa el plano correspondiente a la tapa del doblefondo o plan de la bodega. De trazo fino la forma del costado por encima de ella hasta la cubierta principal. También podría ir de trazo fino por fuera del trazo lleno del plano, el perfil horizontal de un tanque cuya cubierta de cierre estuviera por d~bajo de la principal, u otro cualquier elemento que se quisiera representar, y que rápidamente se identificaría por el perfil longitudinal (coordenada vertical), ya que la abscisa viene representada en todos los planos a través de las claras de cuaderna numeradas de popa a proa. De la observación del perfil longitudinal, detalle (A), del (C) y del (D), vemos que el buque lleva como una envuelta de líquido alrededor de los contenedores, con lo que se obtiene una buena estabilidad en cualquier condición de carga.

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Fig. 240 Perfil longitudinal y cubiertas. 1) Pique de proa (normalmente tanque de lastre). 2) Caja de Cadena. 3) hasta el 11) estiba celular de contenedores. 12) hasta el 17) tanques de lastre y combustible. 18) Sala de máquina. 19) Pique de popa (tanque de lastre). 20) Superestructura de toldilla o puente. 21) hasta 24) casetas. 25) Contenedor. 26) Tapa del cierre de escotilla tipo "Pontón". 27) Cubierta superior. 28) Cubierta principal. 29) Cubierta del Castillo, 30) Hélice de proa y túnel donde va. 3I) Superestructura del castillo.

PERFILES DE TIPOS DE BUQUES Vamos a ver a continuación los perfiles más usados en la moderna construcción de buques, que sin querer decir son los únicos, si son lo suficiente para hacer refe-

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CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

rencia a ellos, cuando hablemos de tipos de barco en particular. A veces y debido al reparto de superestructuras sobre el casco, la apariencia puede variar, pero el tipo estructural de escantillonado permanece si lo analizamos. Por ejemplo, un buque que tenga cubierta de abrigo (shelter), y sobre ella lleve tres superestructuras (castillo, puente o ciudadela y toldilla), nos dará la apariencia de un buque, en lo que respecta a tipo de escantillonado, de "tres islas", pero sin embargo será del tipo "shelter", buque con cubierta de abrigo. El casco del buque de la (Fig. 241) tiene una sola cubierta sin superestructura. Este tipo se usa para la construcción de barcos pequefios en general, que hacen rutas y servicios limitados en lo que respecta a navegación. En el caso de no tener limitaciones, llevan castillo o aumento del arrufo de la cubierta en la zona de proa, a menos que el calado en máxima carga, sea menor que el 700/0 del puntal del buque. Fue el tipo original, en el cual la cubierta superior a la intemperie era también la de francobordo.

l~_ _ _ _5 Fig. 241. Tipo de casco con "una sola cubierta"

El casco del buque de la (Fig. 242) tiene también una sola cubierta, pero tiene una elevación, saltillo, o cambio brusco de puntal en la misma, desde la mitad del buque hacia popa. Es una variación del tipo anterior (Fig. 241), debido a que estos buques costeros cuando tenían la máquina en su sección media, el túnel de la hélice quitaba espacio a la bodega de popa y el barco a plena carga quedaba aproado. Para evitarlo, se aumenta el volumen de carga de esta bodega, mediante el "saltillo", con lo que no hay aproamiento. La discontinuidad estructural no tiene importancia (bajo valor de la eslora), pero de todas maneras se refuerza la zona con el solape de las cubiertas en tres o cuatro claras de cuaderna. Se usa en buques costeros con castillo a proa.

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DIV E RSOS TIPOS DE BUQUES

Fig. 243. Tipo de casco con "cubierta con saltillo", superestructura de ciudadela o puente y castillo.

En el perfil de la (Fig. 244) tenemos un buque con dos cubiertas, que es una variante de los anteriores, y como los anteriores puede llevar o no castillo según la relación calado/puntal. El escantillonado de la cubierta superior que es la de francobordo, tiene que ser el necesario para la contribución a la resistencia del ala superior de la viga-casco. El de la segunda cubierta por estar muy cerca del eje neutro, basta con que su superficie efectiva sea aproximadamente el 50% de la superior. En el caso de una tercera cubierta, se puede tomar como una plataforma y reducir por tanto en mucho su escantillón, en el caso que no, como estará muy próxima al eje neutro, los Reglamentos permiten disminuir en un 10% con respecto a la superficie efectiva de la segunda.

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Fig. 244. Tipo de casco con "dos o tres cubiertas".

En el perfil de hi (Fig. 245) tenemos el casco de un buque con dos cubiertas, al que se le han añadido tres superestructuras, castillo, puente o ciudadela y toldilla. Cuando estas superestructuras son menores del 150/0 de la eslora del buque, no influyen en la resistencia del casco, pero sí en la disminución del francobordo. Este tipo de buque también se le conoce con el nombre de "tres islas". CASTILLO TOLDILLA

PUENTE

Fig. 242. Tipo de casco con "cubierta con saltillo" y castillo. Fig. 245. Buque del tipo "Tres islas".

El buque de la (Fig. 243) difiere del anterior (Fig. 242), que en la zona del saltillo, lleva una superestructura corta (no son efectivas para el escantillonado del casco). Aumenta el espacio habitable por encima de la cubierta superior, con respecto al tipo anterior.

En el perfil de la (Fig. 246) se prescinde de la superestructura de la ciudadela, prolongando la de la toldilla donde va el puente. En este tipo de buque la máquina va a popa.

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CONSTRUCCI6N NAVAL Y SERVICIOS

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DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

Un tipo de buque de pequefío t.onelaje para hacer una navegación de gran capor su gran francobordo, es el de la (Fig. 248). Buque de una sola cubierta, con cubierta de abrigo, con castillo y toldilla corto sobre ella. botaje~

DETALLES ESTRUCTURALES ESPECIFICOS DE DISTINTOS BUQUES MERCANTES (CARGA Y PASAJE) Y DE PESCA. Fig. 246. Perfil de casco de buque con dos cubiertas, toldilla prolongada y castillo.

El perfil del buque de la (Fig. 247) es debido a que la superestructura va corrida de proa a popa, y el techo de esta superestructura es la cubierta de "abrigo" o "shelter"; de menos escantillón que la principal, que en este caso no es la cubierta superior a la intemperie. Hay dos versiones de este tipo de buque: a) El "Shelter abierto", cuya cubierta de superestructura no cumple el Reglamento de Francobordo, y por tanto el franco bordo se mide desde la segunda cubierta, siendo por tanto mayor que otro buque de su tamafío y puntal, que no fuera "shelter". Son buques para transportar mercancias de poca densidad y por tanto ocupan mucho volumen. b) El "Shelter cerrado", cuya cubierta de superestructura está algo mas reforzada, cumple con el Reglamento de francobordo, y por tanto se le permite un menor francobordo que el anterior. Lo importante de ellos es que a veces se usan para mercancias de densidad media y son rentables por su mayor francobordo, cosa que no pasa con el "shelter abierto". Se podría decir que es un buque más flexible en el transporte de mercancías. También se le permite un doble tonelaje de registro bruto, con lo que los gastos de puerto, etc. pueden ir de acuerdo según el estado de carga del buque. Los modernos buques que transportan tanto los gases licuables del petróleo (G. L.P.) como los del gas natural (G.L.N.), con sus complejos sistemas de refrigeración, son del tipo de la (Fig. 247).

La Construcción Naval actual, es lo suficientemente flexible para suministrar a los Armadores, buques especialmente disefíados para tráficos determinados, debido a lo cual, han proliferado todo tipo de ellos. Aquí vamos a estudiar los más representativos, a través de su perfil longitudinal, el horizontal cuando lo necesitemos, y la Cuaderna Maestra. Los no estudiados específicamente, los podremos deducir por una fácil interpolación entre ellos, como siempre haciendo compatible el tipo de resistencia estructural con la carga a transportar. Pasemos a la descripción detallada de dichos tipos representativos, con sus disposiciones generales mas características, desde el punto de vista de los hombres que los van a manejar, los marinos. BUQUE DE CARGA GENERAL. En las (Figs. 249 y 250) tenemos el perfil longitudinal y la Cuaderna Maestra de este tipo de buque. De la observación de las mismas deducimos, que por llevar longitudinales en la cubierta superior a la intemperie, en la de entrepuentes, y en el techo o tapa del doblefondo así como en los fondos; el tipo de resistencia en estas zonas es el "longitudinal". Siguiendo con la Cuaderna Maestra, la mitad derecha nos muestra con detalle, la resistencia estructural en cada clara de cuaderna con varenga armada en el doblefondo; y la mitad izquierda, la resistencia cada 4 claras de cuaderna, donde va una sección transversal reforzada con varenga llena en el doblefondo. El tipo de refuerzo escogido para el costado del forro exterior, es la cuaderna, por lo que el tipo de resistencia es el transversal, en este caso particular, por conveniencia de la carga a transportar en bodega. En conjunto el tipo de construcción de este tipo de buque es el "Mixto". c,/~/nfr;4

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Fig. 247. Buque tipo "Shelter". Cubierta de Superestructura prolongada en toda la eslora del buque.

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Fig. 249. Perfil longitudinal del plano de disposiciones generales de un buque de Carga General. Fig. 248. Buque tipo "shelter" con castillo y toldilla cortos.

CONSTRUCCIÓN

266

N A V AL Y

SERVICIOS

ESLORA LON6'nLJIJ/NAL

CONSOLA ENTREPLJENTE

rC//AIJERN-A

roA/SOLA DE PANrOQUE

Fig. 250. Cuaderna Maestra de un buque de Carga General.

Comentarios deducidos de la simple observación del perfil longitudinal del buque de la (Fig. 249): a) El castillo es corto, no llega al 15% de s~ eslora, ~r lo que no interviene en el cálculo de la resistencia del casco. b) La máquma. ~stá slt~ada en el tercio de popa del buque, junto con la superestructura de protecclon (toldilla), con varias cubiertas de alojamientos y rematado en su parte alta por el puente de gobierno. c) La bodega uno y entrepuente se corresponden verticalmente. El doblefondo como en todos los buques va muy reforzado en esta zona, entre otras cosas por los esfuerzos locales por "pantocazos", así como en la zona debajo de la máquina y del eje de la hélice. d) El entrepuente núm. 2 abarca el espacio de la bodega. 2, además de una pequefia bodega refrigerada y un tanque profundo doble en sentIdo transversal, para alguna carga específica que necesite de estas características; ejemplo carne para la bodega refrigerada, y aceites vegetales para los tanques profundos. e) El entrepuente Y bodega núm. 4 se corresponden verticalmente en su totalidad. O A popa de la superestructura que lleva en su parte alta el puente de gobierno, este buque lleva entrepuente y bodega núm. 5. g) Finalmente en el extremo de popa, la cubierta del Servo y debajo el pique o rasel de popa. h) Tiene seis mamparos transversales de subdivisión hasta la cubierta superior, y ocho en la cubierta principal, contando los de la bodega refrigerada y tanques profundos. La soldadura directa de la cuaderna al costado del forro exterior, en este tipo

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

267

de buques, pueden dar lugar a que entre las dos cubiertas, las tracas del costado se ondulen. Este efecto se reduce al mínimo, siguiendo una secuencia determinada del cordón de soldadura en las distintas uniones y haciendo escotaduras a la cuaderna, con lo que quedaría unida al costado, por una soldadura en ángulo del tipo en cadena o en zig-zag. La resistencia transversal la consigue el buque, con la estructura transversal específica en cada clara de cuaderna, con la reforzada cada 4 claras, y los 8 mamparos transversales. En la varenga armada que hay en el fondo del buque en cada clara de cuaderna (mitad derecha del Plano de la Cuaderna Maestra), los contretes son perfIles en "U", que le dan rigidez a los longitudinales de la tapa del doblefondo y fondo del buque, en cada clara de cuaderna, a la vez que constituyen transversalmente la varenga armada. La varenga llena en el fondo (mitad izquierda del Plano de la Cuaderna Maestra), lleva contretes de llanta de cara, para reforzar la escotadura de la varenga por paso de los longitudinales de fondo y tapa del doblefondo, a la vez que los une y le dan rigidez en la correspondiente clara de cuaderna. Las vagras van reforzadas transversalmente por las varengas llenas cuando las hay, y en cada clara, por un contrete, el cual se observa en la mitad derecha del Plano de la Cuaderna Maestra (varenga armada). Este buque que estamos estudiando como prototipo, además de Carga General, está di se fiado para Carga seca o granel de distintas densidades; es por lo que se usa el sistema transversal en el costado, en la zona de bodegas y entrepuentes, para que no ofrezca obstáculo, como pasaría con el longitudinal en general, donde en el caso del grano, quedarían restos que se pudrirían contaminando el siguiente cargamento, a no ser que se limpiara la bodega, etc." etc. Los mamparos transversales igualmente llevarán los refuerzos verticales con el mismo objetivo. En otros tipos de buques que veremos mas adelante, se usará el sistema longitudinal, y se solucionará el problema, poniendo inclinado con la pendiente hacia dentro de la lx>dega, el refuerzo longitudinal. El plan de bodega lleva forro, que se extiende a la sentina y bajo la boca de escotilla. La parte que va sobre la sentina se puede remover facilmente, para la limpieza de las mismas. En la zona del plan de bodega que no vaya forro, el espesor de las planchas de la tapa o techo del doblefondo se incrementará en 2 mm. al menos. Cuando como en el caso del buque que estamos estudiando, el techo del doblefondo se extiende hasta el costado horizontalmente y las clásicas sentinas horizontales no existan, y en cambio si lleven pozos de sentina, éstas tendrán al menos una capacidad de 0,17 m 3. S~iguiendo con el forro del plan de la bodega, en la zona de debajo de la boca de escotilla tendrá un espesor no menor de 65 mm., perfectamente unido a las planchas de la tapa del doblefondo, y una separación las tablas o listones de madera de al menos 12,5 mm., para usar una composición adecuada de unión y estanqueidad entre ellas (especie de calafateo). Las serretas iran fijadas a los cantos internos de las cuadernas, en el espacio de bodega, aislando la carga de las tracas del costado (por supuesto la que no sea a granel), con lo que se protege las tuberias verticales de sonda de los tanques del doblefondo y sentina. Las serretas pueden ser metálicas, pero cuando sean de madera tendrán un mínimo espesor de 50 mm. y el espacio entre ellas no excederá de 230 mm. El buque que estamos estudiando, es muy flexible, en lo que respecta al tipo de carga a transportar. No lleva por eso mamparo autoestibante longitudinal inclinado

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

268

debajo de la cubierta superior, para la carga de grano a granel, y sí en cambio, un mamparo vertical longitudinal estanco al grano, de quita y pon (arcadas), que verticalmente se extiende desde el plan de bodega a la boca de escotilla, y longitudinalmente entre los mamparos estancos transversales que limitan la bodega. Este mamparo permite al buque el transportar eventualmente grano a granel, y cuando no lo hace se quita para evitar los inconvenientes de estiba para otro tipo de carga. Estos buques también suelen estar disefiados, para la carga, descarga y estiba de "palIet", sistema muy usado actualmente en el transporte de la "carga general". En la (Fig. 251) podemos ver la sección transversal en zona de bodega, con puertas de acero en los costados para el acceso directo de las carretillas al interior del buque, que mediante sus ufias elevadoras estiban los "palIets". TAPA IJE ESCOTILLA

BOCA DE ESCOTILLA

BOCA lJE ESCOTILLA

269

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

nas (Figs. 253 y 254) que llevan elaisiante según el tipo de perfil usado, además del revestimiento de madera o chapa galvanizada. En la (Fig. 255) vemos el aislamiento de los cierres de escotillas, en 'los que tiene una cámara de aire de al menos 50 mm. por encima del aislamiento. En dicha Fig. ¡xxlemos ver el forrado de elementos estructurales, así como tapones aislantes que se encajan entre ellos, en zona de escotilla; igualmente se aislan troncos de ventilación, mástiles, etc. NETUER¿~ THACA lJl: CINTA

T7(ANCANlL

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PUERTA IJE COSTAIJO

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ENTREPUENTE

.I1UELLE

CON

Fig. 251. Buque de carga general disefiado para la carga, descarga y estiba de mercancías, en pallets.

No lleva elementos propios (ni puntales ni grúas) de carga y descarga. La cubierta superior y tapas de escotillas están reforzadas, para llevar contenedores en estiba vertical doble o peso similar.

VARéN6IA

llENA

V4RENO,A

Alrf1AIlA

Fig. 252. Sección transversal de un buque frigorífico en zona de bodega.

BUQUES FRIGORIFICOS. Estos buques bien pueden ser para el transporte específico de carnes congeladas, o como el buque de la (Fig. 249 y 250), de carga general, que lleva una o varias bodegas frigoríficas. En la (Fig. 252) tenemos la sección transversal de un buque frigorífico, en la zona de bodegas, en la que podemos observar lo siguiente: El sistema de construcción usado en costados y cubiertas, es el transversal, a base de cuadernas y baos, completado en el doblefondo con varengas abiertas o intercaladas varengas llenas. El sistema usado en costados y cubiertas, es el más idóneo para la fijación del aislamiento que lleva este tipo de buques. El sistema longitudinal queda sólo para el doblefondo, representado por los longitudinales del fondo y tapa del doblefondo. Las bodegas y entrepuentes están aislados por empaquetadura de material aislante (fibra de vidrio, lana mineral o corcho en plancha o granulado), entre las cuader-

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Fig. 253. Sección horizontal del costado y cuaderna con perfil de bulbo, además del aislante.

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CHAPA 6Ai.YAN/ZAlJA

Fig. 254. Sección horizontal del costado y cuaderna con perfil angular, además del aislante.

271

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES CONSTRUCCI 6N N AVAL y S ERV IC IOS

270

7:4PA PE H.AJJé/fA

.f1A{JUINA

ANTILEVERS Ó BAOS .A DARTE L AIJOS

Fig. 255. Sección longitudinal de una boca de escotilla, con baos aislados y tapones aislantes entre ellos.

Fig. 257. Perfil longitudinal de un buque mixto de líneas oceánicas.

Los desagües de los compartimentos aislados, se harán a través de sifones de salmuera. El tubo del compartimiento mas bajo, debe estar dotado de un sifón sin retorno. Estos sifones evitan los malos olores provenientes de las sentinas de los espacios de carga, Y a su vez que las sentinas se congelen por el líquido del desagüe

ESCOTILLA

ESCOTlL LA

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(Fig. 256). llESJJE El ESPACIO .IE CAlltM

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Fig. 258. Perfil horizontal o planta y distribución de escotillas en la cubierta a la intemperie (principal).

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Fig. 256. Sifón de salmuera.

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Para enfriar los espacios de bodega, se introduce aire helado suministrado por unos ventiladores. Este aire frío se consigue, haciendo pasar aire a través de unos espacios con salmuera medio congelada, cuyo frío lo recibe de unos grandes serpentines por cuyo interior circula un gas frigorígeno (freon 12, 22, anhídrido carbónico, Argón 6, etc.). Antes de efectuar la carga en estos espacios, se hace la inspección necesaria acerca de la limpieza Y temperatura adecuada.

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BUQUE MIXTO DE LINEAS OCEANICAS (CARGA SECA A GRANEL-GENERAL Y CONTENEDORES ADEMAS DE PALLETS). El buque de las (Figs. 257, 258 Y 259) es capaz de transportar carga seca a granel, carga general, y carga general en contenedores Y pallets. Además lleva una bodega frigorífica Y un tanque profundo dividido transversalmente para aceites vegetales. Lleva alojamientos Y servicios para transportar hasta 12 pasajeros. Está provisto de medios propios de carga Y descarga, bien de puntales como es este caso, o bien de grúas de distintas patentes.

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Fig. 259. Sección transversal en zona de bodega.

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272

CONSTRU CCIÓN NAVAL y SERVICIOS

La cubierta principal está muy reforzada, así como la tapa de los cierres de escotilla, para llevar dos estibas verticales de contenedores sobre las mismas, u otro peso similar. Su sección transversal está diseñada, para la carga y manipulación de pallets con carretillas de uñ.as elevadoras. El puntal de este buque ha sido cuidadosamente diseñado, para que en función de las medidas standard de los contenedores, lleve una determinada estiba vertical, igualmente en lo que respecta a su manga. Necesita una gran consolidación en toda su manga, por lo que además de llevar las secciones reforzadas con cantílever y los mamparos transversales de subdivisión, lleva en el plano de crujía una serie de robustos puntales de apoyo, afirmados a la quilla de cajón en su parte inferior, y en su extremo superior le sirve de consolidación vertical a una gran viga longitudinal o eslora. El puntal está en el plano de simetria del buque, después en el dibujo se ha trasladado un poco hacia la izquierda, para representar los cierre de escotillas, o sea que hay un trozo de sección transversal repetido próximo al plano de crujía. Este tipo de buque, es conocido con el nombre de "abierto", porque prácticamente no tienen cubiertas, su sección reforzada transversal consta, en el costado y pasillo de cubierta, de cantílever o bao acartelado, y del puntal en el plano de crujía. Esta sección reforzada se puede ver, en la parte derecha de la (Fig. 259), que como sabemos y vemos en el perfil longitudinal del plano de disposiciones generales (Fig. 257), va intercalada entre varias de las secciones normales, representadas en la mitad izquierda. La sección reforzada en el doblefondo lleva varenga llena, mientras que la normal la lleva "abierta" o "armada". Para dar mayor rigidez a los cantílever o baos acartalados, llevan refuerzos, contretes o cartabones, representado en la Fig. de líneas de trazo, sobre ellos. En algunos casos, estos refuerzos llevan los bordes libres afaldillados o con llantas de cara, con lo que se consigue aumentar su eficacia. Las escotillas están dotadas de tapas de cierre electro hidráulico, y se estiban los paneles articulados en sus extremos de proa y popa, para lo que tienen el hueco necesario, tanto en longitud como en altura. En el caso que fueran las tapas del tipo "Pontón", se estiban una encima de otra, bien a bordo, bien en el muelle, durante las operaciones de carga y descarga. El pasillo de la cubierta principal está muy reforzada, por tres longitudinales de gran escantillón, de perfil de llanta, por lo que su resistencia es del tipo longitudinal, que es lo reglamentario en los buques de esta eslora. El doblefondo también es del tipo longitudinal, siendo el perfil de los longitudinales angular, estando unidos por contrete en la clara de varenga abierta, e igualmente en la "llena" que atraviesa. El doblefondo va reforzado por vagras intercostales, que se hacen estancas para ctividir tanques en sentido transversal. Estas vagras llevan contretes en cada clara de cuaderna donde no haya varenga. El espacio de la quilla de cajón que es un cofferdam, se aprovecha para paso de tuberia de achique, lastre o combustible. BUQUE ESPECIALMENTE DISEÑADO PARA EL TRANSPORTE DE MERCANCIA A GRANEL (BULKCARRIER). Un bulkcarrier o buque de carga de mercancía a granel, está diseñado en general , para cargar lo máximo de acuerdo con su tonelaje, de cualquier tipo de carga a granel, desde el pesado mineral hasta el grano ligero. Igualmente que en el buque de carga general transoceánico, como en el mixto

273

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

de línea oceánica, para hacerlo más ,pexible y disminuir con ello las posibilidades de hacer viajes en lastre, que aumentan mucho los costes de explotación; se le han ido añadiendo bodegas frigoríficas, pallets, contenedores, etc.; lo mismo se hace con el bulkcarrier . Se puede hacer un buque de carga general, mas flexible o mas rígido; e igualmente un bulkcarrier. Aquí el significado de rígido, es el de diseñar el buque para un tráfico determinado, con lo que con sus bodegas repletas, y su autonomía de combustible al máximo, su calado en el centro es el del disco de máxima carga y el asiento razonable. Siempre hay una cierta flexibilidad por aquello de la autonomía (todos los viajes no son de la misma duración) y por las líneas de máxima carga, según zona de la tierra y época del año. Veamos el buque de las (Figs. 260, 26 1 y 262) que es un bulkcarrier, que ha sido diseñado especialmente para el transporte de azúcar a granel, es decir, que el volumen de la bodega va de acuerdo con la densidad del azúcar, para que al quedar llenas o abarrotadas, junto con el resto del peso muerto en servicios, el calado del buque sea el del disco de máxima carga. Para darle cierta flexibilidad, porque siempre no va a poder llevar azúcar, se diseña la sección transversal en la zona de bodega de la (Fig. 262). De esta manera el azúcar se puede llevar en la parte central, en la navegación en lastre se pueden usar algunos tanques laterales, y cuando transporte grano de menor densidad que el azúcar, como se necesita mas volumen de carga para llevar al buque a su calado máximo, se carga lo que falte en los tanques laterales. El sistema de construcción del buque es el mixto. Sistema longitudinal en el doblefondo, tanques laterales (cubierta y fondo) y cubierta principal. Sistema transversal (cuadernas) en los costados, para que por ser verticales los refuerzos en los costados y mamparos longitudinales de las bodegas, evita que quede resto de carga, que al pudrirse contamina el siguiente cargamento, al no ser que se evite limpiando la bodega, con lo que aumentan los costes de explotación. Los refuerzos longitudinales (palmejares) del costado son inclinados con esa intención. La bulárcama también

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Fig. 260. Perfií longitudinal de un buque bulkcarrier.

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Fig. 261 . Perfil horizontal o planta de la cubierta principal.

274

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

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DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

275

refuerzo vertical, corrido desde e}"'mamparo de colisión al de la máquina. También vemos los refuerzos longitudinales inclinados de dicho mamparo. En el fondo varenga armada bastante reforzada. En la mitad izquierda de la Fig. vemos la estructura reforzada, con varenga llena en el fondo. El disefío de este buque, hace que el doblefondo tenga menos extensión, por lo que para compensarlo en lo que respecta a capacidad, se le da mayor puntal o altura. Este buque por su construcción de doble casco y fuerte escantillón, podemos suponer que está disefíado para llevar el mínimo francobordo, del que le corresponde a este tipo de buques. Recuerden que el francobordo, dejando a un lado la seguridad en la navegación, desde el punto de vista de la forma del casco que emerge; lo que lo limita, es el máximo peso que la viga casco puede soportar con seguridad. Vamos a seguir con otro bulkcarrier, pero con disefío distinto, dedicado especialmente a otro determinado transporte de mercancía a granel. BULKCARRIER DISEÑADO ESPECIALMENTE PARA EL TRANSPORTE DE CARBON

CADA .3,4 l1~nros (4 CLAlf'A lJE Q/AlJEKNA)

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Fig. 262. Sección transversal del bulkcarrier en zona de bodega.

lleva refuerzos longitudinales inclinados de linea de trazos en la Fig., indicando con ello que están en su plano transversal. Las secciones transversales reforzadas o bulárcamas, van a intervalos de 3,40 m. Los palmejares van situados (contado desde el fondo), a 1/3 y 2/3 del puntal del buque. Va provisto de dos mamparos verticales longitudinales, con los que consigue el volumen de bodega adecuado para el transporte del azúcar, y además aprovecha los tanques laterales, unas veces para lastre, para hundir por lo menos la hélice dentro de un asiento razonable; y otras para transportar carga a granel, que sea de menos densidad que el azúcar, y necesita por tanto para su estiba, un mayor volumen de bodega disponible. . En el perfil longitudinal, vemos lo clásico en este tipo de buque, que es llevar 5 grandes bodegas, con sus correspondientes mamparos transversales de subdivisión y el de colisión. En el plano horizontal de cubierta, se ve, además de los mamparos de subdivisión, otras divisiones parciales de los tanques laterales (líneas de trazo) que no se corresponden con las de la bodega central. Los paneles de los cierres de escotilla, se estiban en los huecos que se pueden ver en dicha Fig., y cuyas dimensiones serán las adecuadas. Van normalmente estibados debajo de las casetas, que ayudan a soportar el conjunto de .mástiles y puntales de carga. este bulkcarrier lleva sus propios medios de carga y descarga, en este caso puntales. En la sección transversal de la (Fig. 262), en su mitad derecha, tenemos la estructura en cada clara de cuaderna, así como los -mamparos longitudinales con su

Estos buques son de gran tonelaje, para no exagerar el puntal y con ello el calado (para que la limitación de puertos debido a este concepto sean los mínimos), tienen que ser buques de grandes esloras, sobre 240 m. El resto del disefío responde en general, a una cubierta con pocos obstáculos en altura, para no poner obstáculo a los rápidos sistemas de carga y descarga de las modernas instalaciones portuarias. En las (Figs. 263, 264 Y 265) tenemos un moderno bulkcarrier, especialmente disefíado para el transporte de carbón. Veamos los detalles que nos muestra el perfil longitudinal. Tiene 4 grandes bodegas, que repletas de carbón, junto con el resto del peso muerto dedicado a servicios, nos ponen al buque con el calado del disco de máxima carga. En el reparto de tanques de lastre de la (Fig. 265), vemos la flexibilidad que tiene el buque, para un eventual cambio de transporte de mercancia a granel. Aprovechando los mamparos longitudinales inclinados, de los tanques de lastre laterales altos, como mamparo autoestibante para grano a granel. Los mamparos longitudinales inclinados, de los tanques laterales bajos, hacen de tolva, para facilitar las operaciones de descarga, además de aumentar la capacidad de lastre del buque. En el perfil longitudinal de la (Fig. \263), observamos como el puntal de la cubierta, aumenta de la sección media hacia popa, creando un entrepuente en esta zona, con lo que aumenta el volumen de carga. Su objeto, que con las bodegas repletas de carbón, el trimado o asiento sea razonable, quitándole la tendencia a aproarse que tienen estos buques a plena carga. Aprovechando el "saltillo" de la cubierta y para darle mas refuerzo, a la vez de no dar mas altura sobre la cubierta, que la indispensable para la visibilidad desde el puente de gobierno; se situa en esa zona la superestructura de alojamientos y puente de gobierno. En la (Fig. 264) tenemos la cuaderna maestra de este tipo de buque, en la que en la mitad derecha, se representa la sección reforzada cada 4 claras de cuaderna, y la de la izquierda es la normal. La sección reforzada lleva varenga llena en el doblefondo, mientas que la normal es una varenga abierta o armada. La boca de escotilla abarca casi toda la manga del buque, para una fácil y rápida estiba del carbón. El marco de unión de la cubierta con el costado tiene que estar muy reforzado, formando

27fl

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

la brazo la parte del conjunto, y por supuesto haciendo de eslora. El robusto barraganete que lleva la brazola en la parte superior derecha de la Fig. se corresponde con la sección reforzada. Los cierres de escotillas son tapas de acero con cierres de seguridad. De la observación del perfil longitudinal, vemos que este tipo de bulkcarrier no tiene medios propios de carga y descarga. No necesitan por tanto, un apuntalamiento intermedio entre costado y costado, le basta con la consolidación vertical de las cuadernas y mamparos transversales de subdivisión. Veamos a continuación otro bulkcarrier, en este caso, dedicado al transporte de mineral (Mineralero).

277

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Fig. 263. Bulkcarrier para el transporte de carbón .

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Fig. 265. Sección transversal esquematizada, con detalle del espacio de bodega y reparto de tanques, de un moderno buque carbonero. F5'COTI L LA IJE TAPAS DE .ACERO

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Fig. 264. Sección maestra de un bulkcarrier carbonero.

BUQUE MINERAL ERO (BULKCARRIER DISEÑADO ESPECIALMENTE PARA EL TRANSPORTE DE MINERAL). Son buques de grandes escantillones y poco francobordo, para el transporte de mercancía a granel de gran densidad (mineral), y normalmente de muchas bodegas con escotillas de menores dimensiones que los anteriores tipos de bulkcarrier. El perfil longitudinal, Cuaderna maestra, y sección transversal esquematizada con bodega y tanques de lastre, los tenemos en la (Fig. 266, 267 Y 268) de este tipo de buque. De la observación de la sección transversal esquematizada, que es una variante de diseño de la Cuaderna maestra representada en la (Fig. 267), vemos lo pequeño del volumen de bodega en comparación con las medidas del buque. Igualmente la gran altura del doblefondo, que junto con los tanques laterales, nos dan idea de la enorme capacidad de lastre que tienen, o también lo flexible que son en un momento dado, para adaptarse a otro tipo de tráfico. Todo este disefto va encaminado, entre otras cosas, a que el centro de gravedad no quede demasiado bajo, evitando un excesivo GM (altura metacéntrica) con el buque cargado (balances bruscos, rígido de estabilidad); además de que cuando navegue en lastre, lleve la hélice sumergida dentro de un asiento razonable. Esta sección transversal esquematizada, corresponde a los modernos buques mineraleros, de más de 50.000 de Peso Muerto. Los que están algo por debajo de estos tonelajes, y con motivo de hacerlos más polivalentes, responden a la Cuaderna maestra de la (Fig. 267), porque el perfil longi-

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

278 .

279

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

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tudinal mas o menos es el mismo. En el perfil longitudinal (Fig. 266) vemos que tiene 6 bodegas, alguna mas que los bulkcarrier estudiados anteriormente, y además las bodegas son más pequeñas. Este buque con objeto de hacerlo más flexible, tiene el escantillón suficiente para el transporte de mineral, y las bodegas adecuadas en su tamaño, pero también por otra parte, está preparado para el transporte de otras mercancias a granel, por ejemplo grano, con mamparos autoestibantes sin necesidad de alimentadores. Con una gran capacidad de lastre a proa y en el doblefondo (para poder navegar en lastre en condiciones razonables). Para seguridad del buque en cuanto condiciones marineras, la bodega 3 está homologada, es decir construída con la resistencia necesaria para hacer de "tanque profundo", donde puede llevar hasta 10.000 Tm. de lastre.

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Fig. 266. Perfil longitudinal de un bulkcarrier mineralero.

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Fig. 268. Sección transversal de mineraleros con mas de 40.000 T.P.M.

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Fig. 267. Sección transversal en zona de bodega.

La Cuaderna maestra de la (Fig. 267) es la de un buque, cuyo tipo de construcción es la mixta, longitudinal en cubierta y doblefondo, transversal (cuaderna) en el costado. Lleva tanques laterales altos, debajo de la cubierta, que pueden dedicarse al lastre o al transporte de mercancías líquidas, por ejemplo aceites vegetales, soja, etc. En el plan de bodega, en la unión con el costado, lleva "tolvas", que como ya sabemos, por un lado aumenta la capacidad del doblefondo, y por otra, facilita la última etapa de la descarga, evitando rincones en esa zona, además de la limpieza si fuera necesaria. Igual que el buque de carga general, este también lleva una instalación que permite montar un mamparo longitudinal en su plano de crujía (arcadas) para caso de transportar grano a granel. En la mitad izquierda de la cuaderna maestra, tenemos representada la sección reforzada, cada 4 claras de cuaderna, con varenga llena en el doblefondo. En la mitad derecha, una sección normal cada clara, con varenga abierta o armada en el doblefondo. Los buques para el transporte de mineral y grano, para evitar limpieza de bodega, etc., con sus correspondientes demoras, se diseñan de forma, que alternativamente una bodega sea para grano a granel (impares), y la siguiente para mineral (pares). Las de grano serán mayores y las de mineral menores. El diseñador tendrá en cuenta, que

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

280

las flexiones tengan unos valores aceptab~es, tant? .cxm carga ~e grano y las de mineral vacías, como al contrario. Las CompañIas ClaSIfIcadoras aSI lo ~ceptan y por tanto extienden el certificado oportuno, a este tipo de buques. En la (FIg. 268,a) vemos un cierre y trinca de tapa de escotillas, típica de estos buques.

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Fig. 268,a, Tipo de cierre y trinca de tapa de escotilla de buque con más de 25.000 T.P.M.

BUQUES PETROLEROS O TANQUES (BUQUES DISEÑADOS PARA EL TRANSPORTE DE MERCANCIA LIQUIDA A GRANEL·PETROLEO). Buques especialmente diseñados para el transporte de petróleo a gran~l. El nombre de tanque le viene, porque en los buques clásicos, los espacios que contIe~en líquidos tienen que tener una estanqueidad determinada, y por tanto unas espeCIficaciones distintas a las bodegas, y se le llaman tanques. En los buques petroleros o buques tanques, estas especificaciones se extienden a todos los compartimientos del casco, de ahí su nombre. Son buques de una sola cubierta, sin doblefondo, máquina y alojamientos a popa, y con mamparos verticales longitudinales que lo dividen en sentido transversal, además de los transversales de subdivisión que lo dividen en sentido longitudinal. Los tanques de carga, están formados por estos mamparos y lbs costados del buque, así como naturalmente, la cubierta y fondo del casco. El tipo de resistencia en cubierta y fondo es el longitudinal, quedando el transversal para los costados. Cuando la eslora del petrolero excede de 200 m., también se usará el sistema longitudinal en los costados y en los mamparos longitudinales. El largo o eslora de los tanques que transportan el petróleo crudo o refinado, no excederá del 200/0 de la eslora del buque (0,2 L). Cuando el largo del tanque excede del 1% de su eslora o 15 m., el que tenga mayor valor, lleva en su mitad longitudinal un mamparo transversal, para dismi~uir el movimiento d~ la superfici~ libre líquida por cabeceo (generalmente son medIOS mamparos a partIr de la cubIerta). Cuando la anchura o manga del tanque central, excede de 18,30 m. (manga del buque menor de 35,05 m.), llevará un mamparo vertical longitudinal perforado en el plano

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

281

de crujia (mamparo de balance). 'Si el tanque tiene una anchura, mayor de 11,29 m. + 2% de la manga del buque, cuando la de éste es mayor de 35,05 m., también llevará el mamparo vertical longitudinal de balance. El buque petrolero o buque tanque, irá provisto de cofferdams a proa y popa, aislando los tanques de carga, del mamparo de colisión y de la sala de máquina, teniendo al menos una longitud o eslora de 750 mm. Podrán llevar en lugar de ellos, tanques de lastre y cuarto de bomba. Los Reglamentos de las Compañías Clasificadoras, en cuánto a tracas de cubierta y forro del buque, son similares a los demás tipos vistos hasta aquí. Se respeta en toda la estructura la continuidad de la resistencia longitudinal. La separación longitudinal de los refuerzos transversales, tanto en el fondo, como cubierta y costado, no será mayor de 3,60 m. La altura o profundidad de los elementos transversales, serán al menos 2,5 veces de la escotadura, por donde las atraviesan los longitudinales. La quilla vertical tiene la misma altura que la profundidad de las varengas. Cuando el sistema es mixto de construcción, se usa el transversal en el costado, debe ir reforzado con fuertes palmejares, el número de ellos depende del puntal del buque. Para reforzar el conjunto, se conectan entre sí los anillos de las bulárcamas transversales, no solo con los mamparos longitudinales, palmejares y quilla vertical; sino con vigas longitudinales, que se corresponden en la cubierta (horizontal), (vertical) en la bulárcama y horizontal en el fondo, formando especie de anillos longitudinales de resistencia, en posición intermedia entre mamparos longitudinales y costados. Los mamparos estancos que forman los tanques, pueden ser planos, lisos y corrugados (troquelados). En los buques de construcción longitudinal, en el costado, llevan el mismo tipo de resistencia que en los mamparos longitudinales. En los mamparos transversales troquelados, el troquel puede ser vertical u horizontal; mientras que en los mamparos longitudinales será siempre horizontal. Las bocas de los escotillones de los tanques, serán de esquinas redondeadas, con un minimo de altura de brazola de 250 mm. La separación de los elementos de cierre de la tapa, no será mayor de 457 mm. en las brazolas redondas o de 380 mm. en las rectangulares, y a no mas de 230 mm. de sus esquinas. La resistencia de los tanques se probará a presión hidráulica, con una columna de agua de altura 2,45 mm., excluyendo la altura de la escotilla. La prueba de estanqueidad de los tanques, se hace, llenando sus paredes de una solución jabonosa, mientras se le somete a una presión de aire de 0,14 kg/cm 2• Se . recomienda que la presión inicial sea de 0,21 kg/cm 2, para que con las pérdidas, quede en 0,14 durante la inspección. Estas ideas generales sobre la estructura de buques petroleros, vamos a particularizarlas a continuación, sobre tres modelos básicos actuales, en todo lo concerniente a su resistencia estructural y el modo como lo consigue. El buque petrolero de las (Figs. 269, 270 y 271) tiene menos de 200 m. de eslora. Sus 11 tanques de carga, están separados del castillo mediante cofferdam, y de la Sala de máquina por el Cuarto de Bombas. El pequeño mástil de proa, tiene como misión, mantener a una altura reglamentaria sobre la cubierta, la luz blanca de navegación; además de darle visibilidad en todo el horizonte a las luces y marca de fondeos; también llevar una de las sirenas de niebla. El mástil del puente, en general, soporta

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

282

la luz blanca de navegación, tiene driza para sefiales de bandera, antenas, etc. El mástil central, soporta los puntales para el manejo de las mangueras durante las operaciones de conexión, para la carga o descarga del producto.

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o Fig. 271. Cuaderna maestra de un petrolero de menos de 200 m. de eslora.

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

283

En la (Fig. 270) tenemos la vista horizontal del plan de la cubierta. En ella entre otras cosas podemos observar, que si bien hay 11 tanques centrales, los laterales son solo 6. Mediante estos tanques laterales, se pone el buque en su línea de máxima carga, según época del afio y zona de la tierra por donde vaya a navegar. Con el 1 y 11 se pone al buque en un asiento razonable. Resumiendo que los tanques de carga van llenos a rebosar, para evitar las superficies libres, y solo algunos de ellos le llevan por necesidades de asiento. También podemos observar las líneas de tubería sobre cubierta, que van desde el cuarto de bombas hasta la sección media (5 líneas longitudinales), donde está la estación de carga y descarga, con varias tomas y sus válvulas correspondientes a babor y estribor (5 líneas transversales). El cuarto de bombas está conectado a todos los tanques del buque, además de tener cada uno de ellos su propia válvula de cierre, así como las distintas líneas de comunicación entre tanques, que tienen sus válvulas de cierre, para obligar a los líquidos a seguir determinados circuitos. En resumen con este sistema de tuberías, válvulas y bombas, lo que se hace, es cargar uno o varios productos previniendo su descarga, para evitar la posible contaminación por usar circuitos que no estén limpios de antemano. Durante la navegación en lastre, los tanques de carga llevan el lastre, como siempre el suficiente para hundir la hélice por completo y llevar un asiento razonable. Durante la navegación en estas condiciones, se procede a la limpieza de tanques. Los lastres contaminados se descargan en la factoría de carga a la llegada. En la (Fig. 271) tenemos la cuaderna maestra del petrolero de menos de 200 m. de eslora, en la que se puede usar el sistema transversal en el costado. En la mitad izquierda tenemos representados los elementos estructurales en cada clara de cuaderna, longitudinales contínuos en cubierta y fondo, así como la cuaderna en el costado; el mamparo longitudinal se corresponde con el costado, en el refuerzo vertical y palmejares. En la mitad derecha, cada 4 claras, tenemos la sección reforzada o bulárcama, que se prolonga en el fondo y cubierta, constituyendo un anillo de resistencia cerrado. Los mamparos de división de tanques son lisos. Las vigas de refuerzo de mamparo que son continuas transversalmente y ayudan a soportar los refuerzos verticales simples, se llaman "traviesas". Las vigas de refuerzo vertical de mamparo, que son continuas verticalmente y ayudan a soportar los refuerzos simples horizontales transversales, se llaman "contrafuertes". El buque petrolero de las (Figs. 272 y 273) tiene una eslora de mas de 200 m., y su peso muerto oscila sobre 100.000 Tm. En esta serie, se usa el sistema de construcción longitudinal, en toda la estructura del buque. En su perfil longitudinal podemos ver, que solo tiene 5 grandes tanques centrales, con sus correspondientes laterales. Suelen tener a proa un tanque profundo para fuel-oil, dividido en dos transversales, dejando entre ellos un espacio, donde va el cuarto de bombas de proa. Observando la cuaderna maestra, mitad izquierda, tenemos representada la estructura resistente en cada clara de cuaderna, que en este caso, es toda longitudinal, siendo la distancia entre longitudinales, menor que en la maestra de la (Fig. 271). La mitad derecha nos representa la sección reforzada, cuya separación longitudinal no será mayor de 3,6 m. Estas bulárcamas transversales son sustituidas por los mamparos de subdivisión de tanques, cuando coincidan en la misma clara de cuaderna. Constituyen los grandes marcos de consolidación transversal, que necesitan estos sistemas de construcción longitudinal. Es bueno recordar aquí y ahora, que estos buques cons-

2H4

CONST RUCC IÓN NAVAL y S E RVICIOS

tituyen las mas grandes masas en movimiento, que hasta la fecha, la humanidad ha fabricado. En el detalle (1) de la (Fig. 273), vemos una vista horizontal del conjunto, costado y bulárcama, con el longitudinal de costado, llanta de cara que refuerza el borde libre de la bUlárcama, así como cartabón de rigidez que la une al longitudinal.

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Fig. 272. Perfil longitudinal borde petrolero de aproximadamente 100.000 T.P.M.

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Fig. 273. Cuaderna maestra buque petrolero de 100.000 T.P.M.

DIVERSOS TIPOS DE BUQ UES

285

Los mamparos longitudinale~ usados en este tipo de buque son troquelados (troquel horizontal longitudinal), mientras que los transversales estancos de subdivisión entre tanques, pueden ser planos o troquelados (troquel vertical u horizontal). En el fondo, además de los mamparos longitudinales y la quilla vertical, lleva dos grandes llantones intercalados simétricamente entre ellos, a cada lado del plano de crujía, que hacen de vagras, reforzando los longitudinales de fondo. Igualmente sucede en cubierta, donde ser refuerza con esloras intermedias, pero coincidiendo en la misma vertical que las vagras, y son llantones de menor profundidad o altura. Estos refuerzos longitudinales, unas veces tienen la profundidad de las bulárcamas que atraviesan y otras algo menos. Los buques petroleros construídos con estos sistemas, pueden tener grandes tanques, porque como cada 3,6 m. llevan las bulárcamas transversales, acompañadas a veces de bulárcamas longitudinales en el plano de crujía; se aprovechan desde el punto de vista forma, para controlar el movimiento de los líquidos, en lo que afecta a las inercias, y no tienen que llevar mamparos adicionales, que supondrían exceso de peso. El buque petrolero de la (Figs. 274 y 275), además de ser de una eslora de mas de 200 m., su peso muerto oscila entre 100.000 Y 500.000 Tm. Estos gigantes de la mar, son conocidos internacionalmente con las silas V.L.C.C. (Very Large Crude Carrier), buques gigantes o muy grandes que transportan petróleo crudo. En lo que respecta a los anteriores tipos, a igualdad de manga tienen menos puntal, produce menos fatiga a los materiales, por alejarse menos del eje neutro. Por supuesto se aumenta su escantillón. El perfil longitudinal de la (Fig. 274), corresponde a uno de los más grandes de este tipo. Tiene una Eslora = 360 m., Manga = 62 m., Puntal = 36 m., Calado = 28 m., Peso muerto = 500.000 Tm. Toneladas por centímetro (TPC) = 215, y un Momento para cambio de asiento por centímetro (MCT) = 5.700 Tm. X m. En la (Fig. 274) tenemos el perfil longitudinal de este tipo de buque, en el que se repite el reparto de tanques, menos en el tanque número 5, que los transversales de su parte de popa pueden llevar lastre sucio, transportando el crudo solo en el centro. La vertical de puntos indica, que la división transversal es parcial, o sea que solo abarca a los tanques transversales, siendo corrido en el centro. Los tanques de carga van aislados, tanto por la proa como por la popa, por cofferdams. Suelen llevar bulbo a popa, para doble timón detrás de sendas hélices . . En la (Fig. 275) tenemos su cuaderna maestra, en su mitad izquierda, tenemos representada la sección normal en cada clara de cuaderna, con una menor separación entre los longitudinales de cubierta, fondo y costado, que en la de la (Fig. 273). Mas vigas longitudinales intermedias (esloras y vagras) también. En la mitad derecha tenemos la sección reforzada, con la bulárcama con mas refuerzos adicionales, para darle mayor rigidez, así como sus elementos en general son de mayor profundidad. Los mamparos verticales longitudinales, son lisos, fotmando como un doble forro, con sus longitudinales de refuerzo al igual que el costado, haciendo un todo homogéneo y resistente. Los mamparos longitudinales, están a una distancia del plano del crujía de 10,35 m. Tiene 5 tanques centrales, y según una norma general pueden llevar, 9 laterales a cada lado, además de dos tanques laterales para lastre sucio, haciendo un total de 25 tanques. Para lastre solo, lleva dos tanques laterales en la

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CONSTRUCC IÓ N N AVA L y S E RVICIOS

sección media. Los únicos tanques del centro, que pueden llevar crudo y lastre alternativamente, son los tanques 2 y 4. FFEfiIlAI'1

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Fig. 274. Perfil longitudinal de un buque petrolero gigante.

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Fig. 275. Cuaderna maestra de un V.L.c.c. (buque petrolero gigante).

El buque petrolero, tiene sus bodegas o tanques diseñadas para transportar a granel, y es estanco precisamente para la densidad de estos cargamentos; mIentras que las bodegas de los bulkcarriers, se diseñarán para la densidad de los cargamentos secos a granel que transportan. Hasta aquí hemos visto, los bulkcarriers disefiados para un transporte en particular, pero lo suficientemente flexibles para hacerlo con una amplia gama de mercancías a granel. Modernamente se da un paso mas atrevido, en 10 que concierne a la flexibilidad, dado el gran standard que se ha conseguido en la Construcción Naval, que es construir barcos que puedan transportar mercancias a granel sólidas (mineral, carbón, grano, fosfato, y otros), alternativamente con cargas líquidas a granel, petróleo crudo. Este es el buque que estudiaremos a continuación.

287

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

BUQUE DISEÑ"ADO PARA EL TRANSPORTE DE MINERAL (ORE), GRANEL SECO (BULlO Y GRANEL LIQUIDO (OIL); BUQUE "OBO" (ORE-BULK-OIL). Si unimos las silas de las palabras iniciales inglesas, Ore-Bulk-Oil, tenemos OBO, así son conocidos estos modernos buques en el transporte marítimo. En las (Figs. 276, 277, 278, 279 y 280), tenemos todos los detalles estructurales y reparto de tanques de lastre, laterales (alto, costado y bajo) y del doblefondo, de este tipo de buque. Para hacerlo flexible a todos los tipos de transporte a granel, tiene inconvenientes comparados con los bulkcarriers especializados y petroleros. Por ejemplo, con respecto a éstos, tiene que llevar doble fondo, con la pérdida de volumen de carga y consiguiente aumento del peso en rosca. En 10 que respecta a los bulkcarriers de carga seca, por ejemplo grano, el doble costado junto con el mas fuerte escantillonado, trae como consecuencia pérdida de volumen de carga y exceso de peso en rosca. En comparación con el buque mineralero (quizás con el que presente menos inconvenientes), el llevar bodegas con demasiada manga (modernamente se puede evitar con la serie OBO, que lleva un cofferdam longitudiñal en crujía, (Fig. 280), el inconveniente como recordarán es un "G" demasiado bajo; también habrá un exceso de estanqueidad en bodega, que el mineral no necesita. El doble forro que lleva el buque OBO tiene las siguientes misiones: a) Permite una mayor rapidez de limpieza de bodega, ofreciendo una superficie totalmente lisa, a la vez que tiene la resistencia necesaria para soportar las inercias de los líquidos y del mineral. b) Este doble forro reduce las superficies libres. En otros disefios de OBO, a la cuaderna maestra de la (Fig. 279), se le afiade un cofferdam longitudinal en el plano de crujía, como se puede observar en la (Fig. 280), y desaparecen los cofferdams transversales de las (Figs. 276 y 277). Soluciona el problema de las superficies libres, reduciéndolas a valores normales, además de tener una gran capacidad de lastre, repartido de forma homogénea a lo largo del buque. c) Incrementa la capacidad de lastre limpio, a la vez que se disponen de tanques exclusivamente para lastre sucio, procedente de la limpieza de bodega, cuando han transportado petróleo crudo, y van navegando en lastre y limpiando tanques durante el viaje. Las tapas de cierre de las escotillas, suelen ser de cierre por deslizamiento lateral (side rolling), y son estancas al petróleo; van dotadas de dispositivos automáticos con mando a distancia para su cierre, así como de trincas de seguridad homolo~~da.

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Fig. 276. Perfil longitudinal de un buque OBO.

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CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

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289

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

el cofferdam longitudinal, llevan su correspondiente inclinación, tanto sobre el plan de bodega formando la tolva, como debajo de la cubierta el mamparo de autotrimado. Bli'AZOLA

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Fig. 278. Cuaderna maestra de un tiJX> de buque OBO.

Los OBO son buques hechos en general para un tráfico determinado entre c.iertos puertos, para navegar lo menos posible en lastre, y ya cuando se construyen tIe~en contrato para una serie de años. Naturalmente salen preparados para su navegacIón en lastre, con estabilidad adecuada, y un calado que le sumerja totalmente el disco de la hélice, dentro de un asiento razonable. La superficie inclinada del plan de bodega (Fig. 279) Y las tolvas laterales facilita en mucho, la limpieza y la descarga o achique final de los espacios de carga.' En el detalle de la (Fig. 280) también los mamparos longitudinales, que forman

Observando el perfil longitudinal del buque aBO, de la (Fig. 276), vemos que tiene 9 bodegas, en este diseño, separadas por cofferdams, que llevan tolvas en sentido transversal sobre el plan de bodega. Igualmente el gran volumen para lastre y combustible, que ofrecen los 18 tanques del doblefondo, 9 a babor y 9 a estribor, separados por otro cofferdam, que en este caso es la quilla de cajón; por donde pasarán toda la tubería de servicio del buque. Las líneas de trazo, superior e inferior, indican hasta que altura del costado llegan los mamparos inclinados longitudinales, y entre ambas líneas el doble forro vertical en el costado. En la vista horizontal (Fig. 277), tenemos el doble forro en el espacio de bodega, así como las tapas del cierre lateral de las bocas de escotilla. También los cofferdams que separan las bodegas. La bodega primera no cargará petróleo, por no estar aislada del mamparo de colisión como es preceptivo por un cofferdam, sí las demás. La anchura de la boca de escotilla, es aproximadamente el 50% de la manga del buque. La cuaderna maestra la tenemos en la (Fig. 278). En el plano de crujía la quilla de cajón, que aparte de cumplir su fin estructural de ser mas resistente que otros tipos, hace de cofferdam, permitiendo el aislamiento de toda la tubería de servicio, obteniendo asi mayor seguridad. La mitad derecha representa la sección normal en cada clara, donde todo tiene continuidad longitudinal, menos el refuerzo del pantoque representado por línea de trazo, situado entre el longitudinal de fondo mas lateral y la tapa del doblefondo, siguiendo una línea de resistencia paralela a la pendiente de la tolva. El refuerzo situado entre el mamparo inclinado y la parte superior del costado, es longitudinal si bien intercostal (entre las secciones reforzadas de chapa, por no tener representación este refuerzo, en la parte correspondiente de la mitad izquierda), se nota que es intercostal, porque la línea representativa queda aislada en sus extremos. La inclinación de la brazola también ayuda a la reducción de la superficie libre, cuando en los balances el nivel del petróleo se salga del nivel de la

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CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

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cubierta. Las tapas de escotilla son estancas al gas. En la mitad izquierda está representada la sección reforzada en zona de bodegas, que no tendrá una separación longitudinal entre ellas mayor de 3,6 m., que será sustituida por mamparo transversal, cuando coincidan en la misma clara. Es toda de chapa, con vanos cuando no se necesite estanqueidad. Para dar la máxima rigidez y mayor apoyo transversal, los contretes se unen a la chapa a la vez que a los longitudinales, que forman todo el doble casco del buque. Estos refuerzos van de línea de trazo, indicando con ello que están en el plano transversal de la sección, y que no tienen ninguna continuidad longitudinal; ya sabemos que cuando la tiene sin interrupción es de trazo lleno continuo, y que cuando sus extremos se quedan aislados sin tocar las líneas contiguas, tiene continuidad longitudinal pero intercostal, o sea, solo entre los elementos transversales en los que se apoya y une. En el detalle (A) de la Fig. podemos ver el paso ininterrumpido, de los longitudinales y vagras a través de las varengas. Cuando no hay vagra, en la clara de varenga llena, los longitudinales se unen entre sí (el de la tapa del doblefondo con el del fondo) mediante contretes, cosa que sucede en todo el contorno de la sección reforzada.

291

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

14,8 kg/cm 2 y para el Amoníaco dé- 17,2 kg/cm 2• La capacidad de carga efectiva era escasa, unos 3.000 metros cúbicos.

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Fig. 280. Variante de sección transversal con cofferdam longitudinal.

BUQUES DISEÑADOS PARA EL TRANSPORTE DE GASES LICUABLES DEL PETROLEO G.L.P. O L.P.G. (Liquid Petroleum Gas). Los buques dedicados a este tráfico, al principio, desde el año 1931 en los Estados Unidos y desde 1950 en Europa, eran buques transformados, a partir de mercantes clásicos de aquella época, a los que se colocaban tanques esféricos o cilíndricos verticales, aPoyados en fuertes polines. No tienen ningún interés desde el punto de vista de su estructura. La carga en los tanques iba a presión, hasta 18 kglcm 2• No llevaban ningún sistema de refrigeración, se transportaba pues a la "temperatura ambiente". El gas licuaba cuando llegaba a su presión de saturación, que para el Butano a 45°C es de 4,4 kglcm 2, para el Propano a la misma temperatura es de

Fig. 280, a. Sección transversal de un buque GLP presurizado o semirrefrigerado.

Posteriormente y como fase intermedia en este transporte, y con objeto de hacer los tanques más ligeros, para soportar menos presión, aparece el buque "semirrefrigerado" , que es como el anterior, pero ya no va el cargamento a temperatura ambiente, sino a una temperatura aproximada de 1O°C., con lo que la temperatura de saturación del butano, es sqlo de 1,5 kg/cm 2; la del propano es de 5,5 kg/cm 2 y la del amoníaco de 5,3 kg/cm 2• Tampoco estos buques tienen ningún interés en lo que respecta a su estructura resistente. Los modernos buques dedicados a este transporte, son "refrigerados", sus tanques están disefiados y construidos, para una temperatura de servicio de -50° C y una presión de 0,28 kg/cm 2• El producto se transporta a su temperatura de "abullición". Así por ejemplo: Butano a-2° C su presión de saturación es de 0° kglcm 2. Propano a -42° C su presión de saturación es nula y Amoniaco a-33° C igualmente. Prescindiendo ya del amoníaco, se entiende en general por transporte de buque (GLP), el que transporta Butano, Propano o mezcla de ambos. Los tanques son de una aleación de acero y níquel, y por las bajas temperaturas que toman, tienen que ir perfectamente aislados del casco, a la vez que sea fácil la inspección periódica de los mismos. En general llevan tres tipos de tanques, que efectúan cambios en la estructura de estos buques, que podemos resumir de la forma siguiente: a) La sección transversal del tipo de buque de la (Fig. 280 b), muestra una estructura, que envuelve a la del tanque, incluido su tronco de expansión, y esta sección es continua en toda la eslora del buque, dedicada a tanques de carga. Los tanques laterales de lastre abarcan todo el costado, o sea, desde la cubierta a la tapa del doblefondo. El buque tiene doble forro en todo el contorno del tanque, con una barrera aislante interior, y entre ella y el tanque, gas inerte. En su interior el tanque, va provisto en su plano de crujía de un mamparo de balance no estanco. Otro tipo de buque lo vemos en la (Fig. 281).

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

292

b) La sección transversal del tipo de buque de la (Fig. 281), nos muestra como diferencia esencial, que tiene un gran domo o cilindro de eje horizontal de expansión, en la sección de mas a popa de la zona de carga. No necesitan los tanques troncos de expansión, ni tampoco por tanto la cubierta superior que los envuelve, llevando así su forma clásica. c) La sección transversal del buque de la (Fig. 283), nos muestra como diferencia, que no lleva doble forro de protección en el costado, con lo que el peso del casco disminuye sensiblemente (el tipo de 80.000 metros cúbicos de capacidad tiene una eslora de 220 m.), aumentando además la capacidad de los tanques. Los tanques de lastre que necesita, para navegar en las condiciones marineras debidas, los lleva en la parte alta y baja de los costados, además del doblefondo. El aislamiento de los tanques de carga, la constituye una barrera de espuma rígida de poliuretano pulverizado. Las planchas del casco son de acero calidad E. Otro tipo de buque lo vemos en la (Fig. 282). Los modernos buque oceánicos, dedicados a este tráfico, tienen las siguientes características: Eslora = 235 m., Manga = 40 m., Puntal = 25 m., Calado = 13 m., Peso Muerto = 62.500 Tm. con una capacidad de carga de 98.500 metros cúbicos.

TRONCO .lJE EXPANSION

GAS INERTE

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PRISHATIC'O

Fig. 280,b. Sección de buque GLP Etileno con tanque prismático flexible (self·supporting) .

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T;#NQUE

FLEXIBLE

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Fig. 28l. Sección transversal de buque GLP con tanque flexible (self.supporting).

293

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

ÁISLAHIENTO TANQUE ESFéRICO FLEXIBLE Y SEGUNDA BARRERA PARCIAL

GAS INERTE TANQUE DE LASTRE Fig. 282. Sección transversal de buque GLN con tanque esférico flexible (self·supporting).

BUQUES DISEÑADOS PARA EL TRANSPORTE DE GAS NATURAL LICUABLE DEL PETROLEO (G. L. N.). El gas natural del petróleo consiste en una mezcla de metano, propano, butano y parafinas, correspondiendo la mayor proporción de la mezcla, al metano. El transporte G.L.P. se refiere al propano y butano, mientras que el G.L.N. lo hace al metano. Para el transporte del gas metano licuado, prácticamente sin ninguna presión, se necesitan temperaturas de -146° C por lo que el problema primordial de este tipo de buques, es el material de los tanques de carga y su aislamiento del casco. En función de estos dos elementos se decidirá la estructura del buque. Los tanques de carga los podemos clasificar en: a) Tanques de carga construidos de aleaciones de aluminio, de forma prismática en general, (Fig. 283); tienen la resistencia, de acuerdo con la carga que van a soportar; pueden ser de doble o simple barrera. La primera barrera de seguridad, la constituye la pared del tanque junto con su capa de aislamiento, a base de paneles de madera chapada recubierta con fibra de vidrio. La segunda barrera, está constituida por el agua de lastre entre el doble forro y el casco. La estructura del buque en la zona de tanques, será la adecuada, para el total apoyo del tanque en toda su superficie (self-supporting). b) Tanques de carga de membrana, constituida por una superficie delgada metálica, estanca al gas metano. Van apoyados en unos calzos o polines, totalmente aislados de la estructura del buque. Hay dos tipos de tanques, con un solo forro metálico y con doble forro separado por material aislante. Este último tipo es el de la (Fig. 284). En la (Fig. 285) tenemos con detalle una sección transversal, formada por la bulárcama, que está separada de la superficie del tanque, por dos barreras de aislamiento; también vemos la estructura resistente del tipo longitudinal, en la cara interior del buque. En la (Fig. 286) tenemos el detalle transversal de la sección, con otro tipo de aislamiento, en la que las dos barreras se sujetan y apoyan mutuamente, a través de calzos o polines. En las (Figs. 288 y 289), tenemos una vista transversal y longitudinal de los calzos o polines de un tanque.

294

CONSTRU CCIÓN NAVAL y S E RVI CIOS

DIV E RS OS TIPOS DE B UQ UES

295

GAS INéRTE E"HBlUNA

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SEGUNDA B.ARRERA I1AI1PARO BALANCE TANQUE PRISHATICO FLEXIBLE SOPORTE Y .APOYO DEL

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Fig. 283. Sección transversal buque para el transporte G .L.N. con tanque prismático flexible (self-supporting).

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Fig. 286. Detalle del aislamiento en los tanques, distinto de la (Fig. 285) . CALZOS -ÁNTlBALANCé

TANOUE JJE LASTRE Fig. 284. Sección transversal buque para el transporte G .L.N. con tanque del tipo de membrana. PlflHEIlA

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Fig. 288. Vista transversal de los calzos de apoyo de un tanque.

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Fig. 285. Detalle del aislamiento en los tanques.

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Fig. 289. Vista longitudinal de los calzos de apoyo de un tanque .

296

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

297

recuerda mas a los bulkcarrier de carga seca, de grandes bodegas y pocos mamparos, que a los de mineral, de muchas bodegas y mamparos. En el perfil longitudinal, vemos, como la cubierta no tiene ningún tronco longitudinal, su forma es la normal y corriente de cualquier tipo de buque, y el domo o cilindro de expansión de eje horizontal, lo lleva en la sección de proa a estribor. En el perfil transversal de la sección maestra (Fig. 291), tenemos en la mitad derecha, los elementos que constituyen la resistencia estructural en cada clara de cuaderna, con doble forro en el costado, y con un detalle del costado sin doble forro y con resistencia del tipo longitudinal. La forma interior de la sección en zona de bodega, será la adecuada para el tipo de tanque que se adopte. En la mitad izquierda de la Fig., tenemos la sección reforzada que va intercalada cada varias normales, y que cuando coincide con mamparo de subdivisión es sustituida por él.

En la (Fig. 287) tenemos la representación con detalles estructurales de un tanque, como el de la (Fig. 284); en el que tenemos una bulárcama como resistencia trªnsversal, para aumentar su rigidez, unos tirantes verticales reforzados en su unión con la misma por consolas. La resistencia a lo largo del buque, se la dan los longitudinales que lleva en todo su perímetro, con la separación debida entre ellos. LON(:/TUl'lJv'ALES JlE REFUt7?ZO

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Fig. 287. Detalle estructural de un tanque de doble membrana.

c) Tanques de semimembranas, en las que el forro del mismo, está libre de apoyarse en la esquina del marco transversal del buque, y cuyo tipo recibe el nombre de "bridgestone", se ve en la (Fig. 281). El uso de los tanques de membrana, la iniciaron los constructores noruegos, con lo que se simplifica la estructura de este tipo de buque. La membrana está formada por dos hojas delgadas, de una patente que tiene un 36% de aleación de acero níquel, destinada a presentarle una barrera estanca al cargamento. El casco por el interior, en zona de tanques, lleva un embono o forro formado por madera chapada forrada de dos capas de perlita, para protegerlo del posible contacto con las bajas temperaturas del metano licuado. . En la (Fig. 290) tenemos el perfil longitudinal de un moderno buque "refrigerado", dedIcado al transporte de gases licuados. En la (Fig. 291) su sección maestra, con el detalle del costado cuando no lleva dobleforro, y solamente ofrece la estructura de apoyo al tanque. La construcción del casco es similar a la de los buques bulkcarriers para mineral, con fuertes marcos transversales, y resistencia del tipo longitudinal, en fondo, cubierta y costado. También en lo que respecta, al reparto de los tanques de lastre del fondo, costado, lateral alto y bajo. Sin embargo, en el reparto de los mamparos de subdivisión,

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(BLlLARCAHA) Fig. 291. Sección maestra de buque G.L.P. o G.L.N.

298

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

BUQUES DISEÑADOS PARA EL TRANSPORTE DE CARGA EN CONTE· NEDOR. BUQUES CONTENEDORES O PORTACONTENEDORES. El primer buque se construyó en el año 1956, y desde entonces este tipo de tráfico ha revolucionado de tal manera el transporte marítimo, como la rueda lo hizo en su día con el terrestre. Un contenedor es un cajón o prisma rectangular de medidas homologadas, y hay tres tipos de las siguientes medidas: Módulo (1 A): Largo 12,19 m., ancho 2,43 m. y alto 2,43 m. Módulo (1 B): Largo 9,12 m., ancho 2,43 m. y alto 2,43 m. Módulo (1 C): Largo 6,05 m., ancho 2,43 m. y alto 2,43 m. El buque contenedor está diseñado para llevar el máximo de ellos, de acuerdo por supuesto con sus parámetros básicos, eslora, manga y puntal; por lo que tendrán un diseño estructural peculiar, teniendo en cuenta además, que los hay refrigerados, y el buque tiene que tener los servicios correspondientes. Estos buques son del tipo "abierto", teniendo muy poca superficie de cubierta (pasillos o pasarela), y por tanto están dotados de grandes aberturas de bocas de escotilla, por lo que su resistencia estructural tiene que estar muy cuidada, principalmente en los de gran tonelaje; que son buques de gran eslora, y un calado muy ajustado, con objeto de hacerlo flexible, en lo que respecta a puertos importantes que tengan ciertas limitaciones de calados. La estructura de estos buques es completamente longitudinal, apoyada en fuertes marcos transversales . Se construyen de forma que tengan una estructura celular en todo su costado, parecida a la del doblefondo. Fuertes esloras-vigas, reforzadas por grandes cartabones, recorren todo el largo del buque en la línea de las brazolas, y a veces según el valor de ancho o manga, en espacios intermedios. Tienen un doble forro tanto en el fondo como en gran parte del costado. Podemos ir observando estos detalles, en el perfil longitudinal y transversal del buque de las (Figs. 292 y 293). En la mitad izquierda de la Sección Maestra, tenemos la estructura longitudinal y de la Cuaderna, y en la mitad derecha (cada 4 claras de cuaderna) tenemos la de una Sección reforzada o Bulárcama, que a su vez es sustituida por el correspondiente Mamparo de Subdivisión · cuando coinciden. Este buque tiene 12 mamparos de subdivisión. Podemos observar el gran escantillonado de estos buques, particularmente y en comparación con otros tipos de sus mismas dimensiones, principalmente en los costados. Recordar que este tipo de buque prácticamente carece de superficie de cubierta. Los compartimentos que se forman entre el doble forro en el costado y las distintas plataformas o cubiertas, se suelen utilizar para el servicio de los grupos frigorígenos de los contenedores, y también para tanques de lastre o fuel-oil. El compartimento superior de entrepuente para via de paso del personal, por uno o por ambos costados. Según observamos en el perfil longitudinal, no lleva medios de carga y descarga propios, cuando los llevan, son del tipo "Pórtico" (gran marco metálico, cuyos pies se deslizan por unas guías fijas en los trancaniles de la cubierta superior intemperie de proa a popa, y un carro-grúa se mueve de babor a estribor, en la parte superior horizontal del marco). Los cierres de escotillas suelen ser del tipo Pontón, como los de la (Fig. 293). Sobre la tapa de escotilla, este tipo de buques lleva 3 pisos de contenedores, con una altura de 3 x 2,43 m. Las esloras de escotillas que hacen de brazola, son continuas

DIV ERSOS TIPOS DE B UQ UES

299

de proa a popa, ocupando un lugar. importante en la resistencia longitudinal a la flexión y compresión del casco. Las tapas de estas escotillas tienen que ir reforzadas por el peso extra de los contenedores que tienen que soportar.

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Fig. 293 . Cuaderna Maestra de buque portacontenedor.

A intervalos longitudinales de 14,70 m. lleva mamparos transversales con unas guías verticales, donde entran unas pletinas que lleva el contenedor. desplazándose verticalmente hasta su estiba , donde queda inmovilizado. Esquemáticamente :::.t' puede ver en la vista horizontal de la (Fig. 294). Todo este conjunto tiene que ir perfectamente reforzado, por ia aceleración

300

CONSTRU CCIÓN NAVAL y SERVICIOS

que se proouce en los balances y cabeceos bruscos. Las guías verticales de los mampa.ros transversales donde entran y se deslizan las pletinas de los contenedores, son perfIles en ángulo d~ 150 x 150 mm. y 14 de espesor, unidos a un refuerzo vertical del propio mamparo, que le da una máxima rigidez y resistencia, teniendo una separación transversal entre ellos de 2,60 m. La unión a la tapa del doblefondo se hace a través de cartabones de 15 mm. de espesor, soldados con doble plancha a dicha tapa, y por supuesto al ángulo recto del cartabón en sentido longitudinal.

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

301

Tiene 8 bodegas a proa de la Cámara de Máquina y dos a popa, además de una estiba para 3 pisos de contenedores medianos. Los contenedores bajo cubierta son 6 de babor a estribor. La capacidad total del tamaño standard de un Largo = 6,10 m. es de 200 contenedores y 220 del largo 12,20 m., bajo cubierta. Sobre cubierta con dos pisos del largo 6,10 m. caben 364 contenedores, o 174 de 12,20 m. y 8 de 6,10 m. Cuando se lleva el máximo de su capacidad, que son tres pisos, son 564 contenedores de 6,10 m. ó 261 con 12,20 m. y 12 de 6,10 m. Un último comentario, es que pueden llevar mayor cantidad de contenedores sobre que bajo cubierta, por lo que el cubicaje sobre cubierta solo existe en función de los contenedores. Esto sólo sucede en este tipo de buque y no en los clásicos.

BUQUES ESPECIALMENTE DISEÑADOS PARA EL TRANSPORTE DE PASAJEROS Y EQUIPAJES.

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Fig. 294. Vista horizontal de la bodega. Detalle del enganche del contenedor al mamparo transversal.

En la (Fig. 295) tenemos el perfil longitudinal del plano de disposiciones generales, de un tipo de buque portacontenedor transoceánico modernísimo, cuyas principales características: Eslora entre perpendiculares = 205 m., Manga = 26 m., Puntal 15,5 m., Calado en el centro del disco = 9,5 m., Desplazamiento máxima carga 32,500 Tm. El diseño de estos buques les permite llevar una enorme cantidad de contenedores sobre cubierta, recordando que el cúbico de los mismos no va incluido en el Tonelaje de Registro Bruto, ni por tanto en el Neto, reduciendo bastante los gastos y con ello los costes de explotación. Por su poco calado en máxima carga, comparado con su tonelaje (se consigue aumentando la eslora y la manga del diseño), pueden ir prácticamente a cualquier puerto. No suelen tener medios propios de carga y descarga. La planta propulsora es turbina de vapor que le imprime una velocidad de servicio entre 20 y 25 nudos. , --TAPA N

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Fig. 295. Moderno buque portacontenedor.

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Un barco de pasaje puede ser un buque mercante para llevar hasta 12 pasajeros, pero no es a estos al que nos referimos, porque ya los conocimos con el nombre de buques de carga general de línea mas o menos fija y transoceánico o no. El buque a que nos referimos aquí, ha sido diseñado especialmente para el transporte de personas y sus equipajes, como motivo principal. Para la construcción de los mismos, los Astilleros tienen en cuenta todas las regulaciones del Convenio de la Seguridad de la Vida humana en el mar y normas IMCO. Son en general buques de muchas cubiertas, con superestructura y casetas de aleaciones de aluminio, para evitar los pesos altos. Suelen llevar estabilizadores para comooidad del pasaje y propulsor a proa para las maniobras de puerto. Las numerosas cubiertas características de estos buques, son necesarias para los distintos servicios que se ofrecen al pasaje. CUBlrRTA \

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Fig. 295, 1. Buque de pasaje.

En la (Fig. 295-1) tenemos el perfil longitudinal de uno de estos buques; en la (Fig. 296) tenemos la Sección Maestra; en la (Fig. 297) la Cuaderna de Trazado o Sección transversal de la Sala de Máquina y la (Fig. 298) la correspondiente a la zona de popa muy próxima al codaste. Observando simultáneamente las (Figs. 295 y 296), vemos como la cubierta principal es corrida de proa a popa, también cubierta de compartimentado, porque

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVIC IOS

302

los mamparos transversales de subdivisión llegan hasta ella. La cubierta superior es la cubierta a la intemperie, tan corrida como la principal, y en los extremos de proa y popa, sobre ella, va el molinete y el cabrestante u otras maquinillas de amarre. La cubierta de paseo ya es cubierta de superestructura, no cubierta estructural del casco. La cubierta de botes y solarium, son todas distintas cubiertas de superestructura. El sistema de construcción es Mixto, longitudinal para todas las cubiertas, transversal para fondos y costado, reforzando el conjunto los mamparos de subdivisión transversal. La construcción y resistencia tiene que atender a dos parámetros básicos: a) La comodidad del mayor número posible de pasajeros y equipajes durante el viaje. b) Las normas de seguridad (una estanqueidad muy severa desde la cubierta principal a la quilla). El diseño tiene que acomodarse a estas exigencias, o sea, tiene que ser altamente especializado. El sistema transversal de fondos y costados es idóneo, para conseguir la estanqueidad exigida.

DIVE RSOS TIPOS DE BUQUES

303

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Fig. 297. Sección Máquina.

Fig. 298. Sección que corresponde a la Cuaderna de Trazado O.

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Los modernos buques diseñados especialmente para este transporte tienen las siguien tes características: cue

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Velocidad de servicio de 22 nudos, impuls~do por dos hélices, conectadas cada una de ellas a dos motores diesel, con lo que el buque lleva 4 motores, conectados a pares con cada eje de la hélice (mas seguridad de propulsión).

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Fig. 296. Sección en la Maestra.

La sección de la (Fig. 297) está muy reforzada, particularmente en la zona del anclaje del motor, con vagras intercostales adicionales y cartabones de apoyo, con lo que se consigue una mayor rigidez en esta zona. La sección de la (Fig. 298) es la típica del buque con dos hélices, con lo que nos remitimos el estudio que hicimos de este tipo de codaste, (Figs. 179 y 180).

'BUQUE TRANSBORDADOR (FERRY) DISENADO PARA EL TRANSPORTE DE PERSONAS Y SUS VEHICULOS EN CORTAS TRAVESIAS.LOS VEHICULOS SE ESTIBAN POR SUS PROPIOS MEDIOS (ROLL ON-ROLL OFF). BUQUE TRANSBORDADOR RO - RO.

Estos buques son también de un diseño altamente especializado, basta para confirmarlo las observaciones que vamos hacer del perfil longitudinal y la Cuaderna Maestra de las (Figs. 299 y 300). Los vehículos entran al interior rodando por sus propios medios, por las rampas de proa o popa (según como esté atracado) del buque, que están a la altura de la cubierta de entrepuente. A través de esta cubierta pasa a las demás mediante rampas,

304

CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

combinadas con ascensores especiales. Los turismos se estiban en las cubiertas inferiores, que tienen bodegas de puntal adecuado al tamaño de ellos, mientras que las superiores (principal y entrepuente) tienen mayor puntal para poder estibar vehículos pesados y trailers.

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Fig. 299. Buque Transbordador Ro-Ro.

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Fig. 300. Cuaderna Maestra d~ buque Ro-Ro.

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Fig. 303. Cuaderna Maestra del buque de la (Fig. 301)

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DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

305

En la Cuaderna Maestra de la (Fig. 300) podemos ver como el sistema de construcción es del tipo Mixto. Sistema transversal en los costados y fondos , y Sistema longitudinal en las cubiertas. En la mitad izquierda la cuaderna con los refuerzos longitudinales, mientras que en la derecha la cuaderna reforzada o bulárcama, cada 3 claras de cuaderna; completando el anillo resistente un fuerte bao por arriba y por debajo una varenga llena. Los elementos transversales (baos) son atravesados por los longitudinales de cubierta y las varengas llenas por los longitudinales de fondo. En el plano de crujía lleva una serie de robustos puntales, que se corresponden en la misma vertical, que completan la rigidez de la cubierta entre los mamparos de subdivisión. BUQUE DE PESCA DE ALTURA PROVISTO CON ARTE DE PESCA DE CERCO, ESPECIALMENTE DISEÑADO PARA LA PESCA DEL ATUN (BUQUE ATUNERO). Todo lo que se ha estudiado hasta aquí de Construcción Naval, es aplicable a la estructura de un buque de pesca de altura, pero dado que ciertas Compañías Clasificadoras tienen Reglamentos especializados en este tipo de buques, nosotros con este modelo como pretexto vamos a hacer una síntesis de la Construcción Naval especialmente dedicado a este tipo de buques. El estudio lo vamos hacer sobre dos modernísimos buques de pesca de altura, uno dedicado a la pesca de cerco y otro a la de arrastre.

Generalidades Los aceros que se usan para el casco son de las calidades A, B, D, Y E. La carga unitaria de rotura de estos aceros está comprendida entre 41 y 50 kg/mm 2 y el límite 2 elástico mínimo para los cálculos puede considerarse igual a 24 kg/mm . Para los elementos estructurales básicos del casco que tengan más de 20 mm. de espesor, en general, deben utilizarse aceros de calidad B y D. Cuando la cubierta principal o resistente, separe dos ,cámaras frías, tanto ella, como las esloras-vigas, la traca del trancanil y cinta, se construirán con aceros de calidad D si la temperatura oscila entre O y-10° C, cuando sea entre -10° y-20° C. se usará la calidad E. También en general se pueden utilizar aceros de alta resistencia. Las elecciones de Aluminio se usan en general para construir: Superestructuras cortas, casetas, mamparos no básicos de la estructura, tapas y galeotas de escotillas, pasarelas, manguerotas de ventilación, portillos y ventanas de casetas, accesorios para bodegas (puntales, soleras, protección del aislamiento, etc.), botes salvavidas, etc. También se usan otros materiales como aceros inoxidables, aleaciones de cobre y materiales plásticos. La unión de chapas y perftles a "tope" mediante soldadura, se hará según el espesor de las mismas, mediante bordes sin preparar, bordes preparados en "V" y bordes preparados en "X", para lo que se pondrá el correspondiente signo en los planos. En general hasta el espesor de chapa de 5,5 mm. se suelda sin preparar los bordes, pero a partir de 6 y siempre desde 7,5 mm. se preparan en "V"; a veces de 12 mm. en adelante se preparan en "X". Como en los topes y costuras del forro, las planchas suelen ser como mínimo de 11 mm. de espesor, la indicación que llevan de Soldadura a tope es la de con bordes preparados en "V". La separación entre los bordes de las planchas a unir es de 1 a 2 mm. en los bordes sin preparar, de 3 a 4 mm. en los bordes preparados en "V" y de

CONSTRUCCI6N

N A V AL Y

SERVICIOS

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

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4 a 5 mm. en los preparados en "X". El control de las soldaduras exigido por los Reglamentos de las Compañías Clasificadoras comprenden: a) Examen de aspecto: Se controla la superficie del cordón, su uniformidad y espesor, así como la evitación de mordedura en los bordes apreciables. b) Examen Radiográfico: Este control no destructivo, se usa en general, en los topes de las planchas del forro y cubierta principal o resistente, así como la de los elementos que contribuyan a la resistencia longitudinal. c) Examen por Ultrasonido: Puede sustituir a los radiográficos o gammagráficos. Las Pruebas Hidráulicas de los compartimientos del doble fondo, se probarán con una presión igual a la mayor de las alturas de carga siguientes: Por rebosamiento o por la flotación del buque en máxima carga, sin que nunca la altura de la columna de agua de la prueba, sea inferior a 2,40 m. Igualmente se probarán también los colectores que forman parte de la estructura del doblefondo. Los tanques de combustible para consumo también se probarán con una altura de columna de carga, correspondiente a la de rebosamiento, sin que sea menor de 2,40 m. por encima del techo del tanque al que se le hace la prueba hidráulica. Los tanques del pique de proa y popa se probarán como los del doblefondo. El túnel del eje de la hélice se prueba con presión de manguera. Los timones lo harán también con presión hidráulica, con una altura de columna de carga correspondiente al calado de escantillonado del buque (puntal de la cubierta principal o resistente). Esta prueba puede ser sustituida por la de aire a presión de 0,20 kg/cm 2. Las puertas de los mamparos estancos se probarán con presión hidráulica o presión de manguera. Las tapas de escotilla en la cubierta a la intemperie se probarán con presión de manguera, así como las aberturas del forro exterior por encima de dicha cubierta. Los Reglamentos de las Compañlas Clasificadoras especifican en general, que sus prescripciones para buques de pesca serán, cuando después de su símbolo de clasificación, ponga "Servicio de Pesca"; en este caso las especificaciones hacen referencia a los buques entre 15 y 90 m., costeros o de alta mar, con sistema transversal o longitudinal, con una o dos cubiertas continuas, en las que no existan mas que aberturas de pequeñas dimensiones. Su calado será superior al 7% de la eslora del buque. Para el cálculo del escantillonado se divide al buque en tres partes, donde en ellas sus valores son constantes: Primera parte, la zona central, que abarca desde el 30% de la eslora entre perpendiculares contada desde la perpendicular de proa, hasta el 30% de la misma contada desde la perpendicular de popa; Segunda parte, el extremo de proa que abarca el 10% de la eslora contada hacia popa desde la perpendicular de proa; Tercera parte, el extremo de popa, que abarca el 10% de la eslora hacia proa, contada desde la perpendicular de popa. Los escantillones variarán gradualmente en las secciones de transición entre zonas. La clara entre cuadernas y entre longitudinales en las ronas definidas anteriormente, están calculadas en función de su extensión. En el caso que las cubiertas lleven revestimiento de madera, el espesor no será inferior de 63 mm. si es madera de pino, 50 mm. si es madera de teca. Este forro de madera deberá fijarse a las planchas de la cubierta, cada dos cuadernas, por medio de espárragos soldados cuyo diámetro no será menor de 12 mm. La anchura de los tableros no sera superior a dos veces su espesor.

La estructura del doblefondo si es del sistema tran todas las claras de cuaderna como mínl'm 1 C sversal, llevará varengas en e 1 d ' o, en a ámara de M . . n .a zona e proa que abarca el 200/0 de la eslora aq~ma; Igualmente hacIa popa desde la perpendicular de proa E 1 entre perpendIculares contada llena,s, la separación entre estas no será su . eri~re caso que lleve varengas armadas y contmuas entre la quilla vertical y la Plan~h a 5 claras. ~as varengas llenas serán pales y auxiliares las varengas irán reforzad a m~rge~ DebajO de los motores princisea del sistema longitudinal la separación a~. uan o la estructura del doblefondo quina y de una clara bajo l~s motores prin~~~:Svare~~as será de 5 ~laras en la Máen el cruce con cada longitudinal llevará f y cOJInete de empuJe. Las varengas debe~ colocarse llantas verticales (contre~:s)r~:~~fue~~rtical (contrete). En las vagras pondlentes a las cuadernas en que no exist o en todos los puntos corresfondo o doblefondo se interrumpan 1 an varengas. Cuando los longitudinales de ' . por as varengas su cont' .dad med10 de cartelas rectangulares que unan lo .'. mUI se asegurara por También se pondrán cartelas afaldilladas en ~aIO~:~~~~nales de fondo y doblefondo. P las unan respectIvamente a los longitud' 1 d ~ margen y qUIlla vertIcal, que Conviene recordar que estos refuerzos s~~a e~ ~ onda y doblefondo más próximos. locales producidos -durante la varada da dPlrmcllPalmente para ~o?Ortar los esfuerzos , n o e a a zona mayor ngldez Las cartelas que refuerzan la plancha m . . . nas respectivas. Cuando las varengas estén arg~n, Irán umdas a solape a las cuaderzona media (quilla vertical) por cartel C es~acladas tres claras, se reforzarán en su reforzarán igualmente pero adema's ea. duanl o estén separadas 4 claras también se . ' n ca a c ara de cuade l' . rna, a qUIlla vertIcal lleva un refuerzo vertIcal (contrete) para la d b'd "d L f d e l a ngI ez de la zona . os on os del buque en la zona ent eslora a popa de la perpendicular de ~e e1 mamparo de colisión y el 250/0 de la que reforzarse contra los pantocazos proa 1zona plana de los fondos de proa) tienen ra o longitudinales no será superior a o .q~e la clara o separación entre varengas costales con una separación transversal ~:~~ e~ando además la ,zona, vagras inter1 dmales de fondo serán de mayor escantillón. penar a 2, 0 m., aSI como los longitu-

7Óo

. La estructura en el costado estará for da soportadas por palmejares que a su ma por cuadernas (SIstema transversal) el sistema sea longitudinal: la por las bulárcamas. por amllos o mamparos transversales El dada por 10ngItudmal de costado, fondos planos de proa (entre el mam~aro ~sta l~ .estará reforzado en la zona de los dicular de proa). La continuidad de la . t e c~ ISlón y el 25% a popa de la perpenprolongación, (barraganete de la traca r~~ISa~Cla:e la ,cuaderna, co~ la situada en su asegurará por medio de consolas, cartela ura a) aSI como s~ umó.n a los baos, se cuando el buque de pesca tenga una 1 o cart~bones. Estas pIezas Irán afaldilladas anchura de 10 veces el espesor de 1 es .ora supenor a los 40 m., la faldilla tendrá una en su borde libre. a pIeza, o una llanta de cara soldada equivalente

estruct:~! ~~~:fo;:dOS

Cuand~

La estructura de la cubierta princi a l ' . llanada de las planchas que la ~ p o reSIstente, dejando a un lado el escanti estructura longitudinal, los 10ngit~::~~ p~ede ~~r trans~ersal o longitudinal. En la paros de subdivisión y por baos reforzados s e cu lerta estan soportados por los mamsistentes de este tipo de construcción o bie~ue fo~an parte de los anillos transversales reapoyan oobre esloras que a su vez se ~poyan ~ en a estructura transve~l por baos que se n mamparos y puntales mtermedios. La eslo-

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DIVERSOS TIPOS DE BUQUES CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

308

ra formada }X)r perfil compuesto, en L, o sea, un alma de chapa o planc~~ Y un ala d~imé­ trica o taPa deben llevar una cartela de apoyo cada tres claras para la ngtdez necesana; en el caso de ~rfil compuesto en T, o sea un alma de chapa y ~ simé~ca o tapa, la cartela se colocará cada 4 claras. En general las esloras deben estar umdas solidamente a los mamparos }X)r medio de cartelas afaldilladas, que tengan una altura doble que la de la eslora y un espesor igual que ella. En general la distrib~~ión ~e los mampar~s tra~sversales estancos es la siguiente: a) Un mamparo de ColIsIón sItuado a una dIs~ancIa de ~a perpendicular de proa, entre un 5% y 100/0 de la eslora entre perpendIcu~ares, SIn, ~ue esta distancia sea menor de 2 m. b.) Un mamparo en el prensaestopa del eje portahehce: cuando esté a una distancia de la perpendicular de popa inferior al 25% de la eslora entre perpendiculares, puede sustituir al de popa de la Cámara de Máquina. c) Mamparos estancos en cada extremo de la Cámara de Máquina. Los mamparos en general llegarán hasta la cubierta de francobordo, excepto el de colisión que a veces puede llegar hasta la cubierta del castillo. Los mamparos van dotados de refuerzos verticales y horizontales, así como de cartabones en los extremos de los refuerzos en su continuidad con el doblefondo, fondo y cubierta. La altura de estos cartabo~es es función de la altura del refuerzo y la anchura no será inferior, como mínimo a la altura, para asegurar la rigidez de la unió~. Los tanques de combustible cuya anchura sea mayor de la mItad de la manga del buque, deberán llevar un mamparo estanco en su línea de crujía. Sí están adyacentes a tanques destinados a contener agua, deberán existir cofferdams separadores convenientemente ventilados. . Una superestructura es una construcción provista de cubierta, situada i~m~diatamente encima de la cubierta de francobordo, cuyos mamparos laterales esta n SItuados bien en prolongación del forro del costado, bien a una distancia de dicho forro como máximo del 4% de la manga de la sección transversal. En general, los refuerws de los mamparos laterales de la superestructuras y casetas deberán estar situados a la misma distancia que las cuadernas y baos de la cubierta situada inmediatamente debajo de ellas. Igualmente cuando los mamparos extremos de las superestructuras y casetas (de proa y popa) coincidan con los mamparos transversales que lleguen hasta

mo. se ma?tendrá desde ~l pie del codaste hasta por encima del henchimiento donde se alOja ~l nueleo de la héhce. Despues puede disminuir la sección progresivamente hasta su umón con el codaste popel. El codaste popel es una pieza, maciza o no, currentiforme o no que cierra por completo por la popa.el vano ?e la hélice. Se le da el nombre de "t~lón" a la rama del codaste que se extIende honwntalmente hacia popa, y debe elevarse en la vertical del codaste popel, tanto como lo permita la disposición del vano de la hélice. . Se le da el nOI?bre de "pie del oodas~e", a la rama que se extiende horizontalmente haCIa proa, para umrse a escarpe a la qUIlla, no es necesario que se extienda más allá del mamparo del prensa. El espesor del pie decrecerá hasta llegar a ser igual a la quilla de bar~a a la que se une. En el caso de quilla horizontal, la unión se hace a través de una "pIeza de transición" de forma apropiada (teja de la quilla). La unión del codaste a la estructura de popa se hace a una varenga llamada de "bovedilla" o "dragante". La quilla vertical se prolongará dentro del pique o rasel de p~pa, tanto como lo permita la estrechez del buque en la rona para dar una mayor ngldez. Las cuadernas llevarán v~rengas de un espesor mínimo de 6 mm., y en el pique de popa se prolongarán por encIma de la bocina; sirviendo estas varengas de apoyo y guía al tubo de la bocina, (Fig. 178). F.inalmente en las zonas donde el costado deja de ser una pared vertical para convertIrse en amura o aleta, las cuadernas disminuyen su elara y pueden ir reforzadas por bul.árcamas. En los piques de proa y popa próximos a estas ronas, el costado del buque Irá reforzado P?r. palmejares separados verticalmente un máximo de 2,15 m. y con u~os espesores mmlmos reglamentados. La relacion entre su alto y su ancho (del palmejar) debe d~ estar. entre 64 y 100. La anchura no será inferior a 2,5 veces la ane.hura de los ahgeramlentos que se practiquen para el paso de las cuadernas. El palmeJar debe estar soportado por cartabones unidos a la cuaderna (Fig. 163-b). . Veamos ahora un moderno buque atunero, con su perfil longitudinal en la (Flg. 302) Y su Cuaderna Maestra en la (Fig. 303).

la cubierta. La altura de los guardacalores en la zona a la intemperie de la cubierta de francobordo no será menor de 900 mm. La roda puede ser maciza de acero forjado o laminado, con un mínimo de espesor reglamentado y podrá disminuir gradualmente su secci~n desde la flotación hasta el extremo superior o capitel de la roda, en la que puede ser Igual a los 213 de su valor inicial. La parte inferior o pie de roda puede ser una pieza de acero moldeado que lleve un nervio vertical en su cara inferior, para su unión a la quilla vertical. El espesor de la roda de plancha también tiene un mínimo reglamentado en la flotación, Y puede ir disminuyendo hacia arriba, hasta alcanzar el espesor del forro en las amuras. La a~­ chura de la roda desarrollada, debe ser por lo menos igual a la anchura reglamentana de la quilla horizontal. Deberá reforzarse la zona con buzardas horizontales o perpendiculares al contorno, con una separación vertical máxima de un metro (1 m.). Esta distancia será menor en el pie de roda. También la sección del codaste proel maciw de acero forjado o moldeado, tiene un espesor minimo reglamentado. En los de forma currentifo~me no macizos, se ,r~­ forzarán con cartabones Y nervios en número Y espesor apropIados. El espesor mIm-

Fig. 30l. Buque atunero

r CO NSTR UCC iÓN NAVAL y SERVICIOS

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Fig. 302. Secciones horizontales de buque atunero.

Este buque tiene las siguientes características: Eslora 65 m., Manga 13 m. Puntal a la cubierta superior 8,34 m., Puntal a la cubierta principal 5,99 m., Calado 5,86 m. y Desplazamiento 3.300 Tm. . . . La cubierta superior es la de francobordo y la mfenor la de escantIllonado. Tiene una falsa quilla de barra o "zapata" que se extiende desde el pie d~ roda hasta el pie del codaste, ademas de quilla horizontal y vertical, y dos vagras mtercostales una a cada lado de la quilla vertical a 750 mm. La quilla no es horizontal sino que está inclinada, recibiendo el nombre de "Quilla de arrastre". . . La estructura del buque es mixta, transversal en los costados y 10ngItudmal en cubiertas y fondos. La clara de cuaderna es de 600 mm. que se mantiene constante en toda la eslora, excepto en los extremos de proa y popa que se hace menor. Tod~s los tanques del doblefondo, profundo y piques o raseles, están preparados para combustIble o lastre, por la necesidad de autonomía que tiene este tipo de buque. Tiene a proa un pro~ul­ sor de maniobra. Entre la cubierta superior y principal va el "parque de pesca" todo comdo de proa a popa. Entre la tapa del doblefondo y la cubie~ pri?cipalllev~ 18 c~~ de ~n­ gelación por salmuera a cada banda. El pescado entero sm nmguna marupulacIon va drrectamente desde el saco del arte de pesca, al parque de pesca del buque, de donde por unos conductos resbalan a las distintas cubas de congelación. Sobre la cubierta superior lleva una superestructura con 3 cubiertas, para alojamientos, puente de gobierno y pista de vuelo para el helicóptero, 9ue ayuda a localizar las manadas de atunes. En la parte de popa va una construccIón con una cabina en la parte superior, con la misma misión de localización de la pesca. Esta construcción por su parte de popa soporta a los puntales, uno de ellos, el mayor, lleva en su penol el virador del arte de pesca, y los otros dos para mani~ular el saco en su maniobra de metida a bordo. Sobre la rampa de popa lleva estIbada una potente embarcación auxiliar de acero, cuya misión es colaborar en la extensión del arte de cerco en la maniobra de pesca. En la (Fig. 302) tenemos la sección horizontal de la compartimentación bajo la cubierta principal, y solo de trazos la forma de proa entre la cubierta principal y la superior. Las líneas llenas interiores nos indican el contorno exterior del casco en la sección horizontal del fondo las exteriores el contorno a la altura de la tapa del doblefondo y que en la secciÓn central, ya se continuan hasta la cubierta principal y superior, si bien en la zona de proa a partir de la cubierta principal varía de forma, como se ve en la Fig. en línea de trazo.

D IV E RSOS TIPOS D E B UQ UES

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En la (Fig. 303) tenemos fin~lmente la Cuaderna Maestra. En la mitad derecha, como siempre, los elementos estructurales en cada cuaderna y en la clara; en la izquierda la cuaderna reforzada por varenga. Vamos a hacer un breve comentario, empezando por la mitad derecha y de arriba abajo: Tenemos la cubierta superior con una brusca de 254 mm., un espesor de plancha o chapa de 8 mm., que en la traca del trancanil es de 9 mm. Los longitudinales son perfiles de bulbo de una profundidad o altura de 180 mm. y un espesor de 8, la separación entre ellos es de 635 mm.; lleva también una eslora-viga simétrica en T. En el costado tenemos la traca de cinta que sobresale de la cubierta 50 mm. donde lleva un medio redondo de protección, tiene 10 mm. de espesor. La cuaderna en esta zona (entre las dos cubiertas, zona de entrepuente) es un perfil plano angular de 90 x 90 mm. y 8 de espesor. La unión de la cabeza o parte superior de la cuaderna a la cubierta superior y a su longitudinal mas próximo, se hace con una consola de 250 mm . de anchura y un espesor de 9. La cubierta principal es plana sin brusca, con la abertura (protegida por brazola) de las cubas de congelación. Los longitudinales son de perfil plano angular 90 x 90 mm. y 9 de espesor; el espesor de las planchas de la cubierta principal es de 7 mm. Las cubas van aisladas del casco y además las chapas son de 6 mm. A la altura de la cubierta principal, por fuera, el costado lleva un embono. La cuaderna aumenta en esta zona de escantillón, el perfil es plano angular de 150 x 150 mm. y 10 de espesor. Las tracas del costado son de un espesor de 10 mm. El doblefondo tiene una altura de 1.110 mm. y el fondo una astilla muerta de 500 mm. Las tracas de aparadura son de 11 mm. y la de quilla de 14 mm. Los longitudinales del fondo son perfil de bulbo de 180 x 8 mm. La plancha margen tiene 10 mm. de espesor y un cartabón de pie de cuaderna con un espesor de 9, terminando su borde libre con llanta de cara de 100 mm. de ancho y 10 de espesor. En cada cuaderna normal, la quilla vertical y la plancha margen, va reforzada por una cartela, así como la vagra intercostal, que llevará faldilla de 65 mm. Siguiendo con la mitad de la izquierda y también de arriba abajo tenemos: Que no todos los elementos estructurales en él representados tienen la misma secuencia longitudinal, por ejemplo, que los longitudinales de la cubierta superior se apoyan en un fuerte bao (perfil compuesto en T invertida de ala o tapa simétrica, su alma tiene 250 mm. y 10 de espesor, su ala o tapa 200 mm. de ancho y 15 de espesor) cada 6 claras de cuaderna, mientras que las varengas llenas del fondo son cada 3 claras. Las cuadernas de entrepuente (parque de pesca) reforzada cada 6 claras también. Coincidiendo con la eslora lleva un puntal de refuerzo vertical cada 12 claras. Para la _ separación longitudinal de las cubas, cada 6 claras lleva un mamparo estanco transversal con chapa de 7 mm. y refuerzos verticales de perfil plano angular de 150 x 150 mm. y 10 de espesor; con la misma separación que los longitudinales de la cubierta. El mamparo longitudinal que separa las cubas también es de chapa de 7 mm., así como las del túnel. Las varengas son de chapa de 8 mm. reforzada en su borde libre por llanta de cara de 150 de ancho y 8 de espesor. Las varengas estancas que forman la división de tanques en el doblefondo serán de chapa de 10 mm. Los contretes que unen los longitudinales verticalmente, para darles rigidez, se corresponden con los refuerzos verticales de los mamparos. Las quillas de balance no van unidas directamente a las planchas del forro, sino a una llanta que hace de polín de apoyo, para evitar que las averías de las mismas se transmitan a la plancha del casco. El tipo de cons-

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

· 312

trucción de este buque es mixto, transversal en el costado y longitudinal en la cubierta y fondo. BUQUE DE PESCA DE ALTURA CONGELADOR, ESPECIALMENTE DISEÑADO PARA LA PESCA DE ARRASTRE POR POPA. Este buque es el de la (Fig. 304) en la que vemos su perfil longitudinal, en la (Fig. 305) su plano horizontal y en la (Fig. 306) su Cuaderna Maestra.

DIVERSOS TIPOS DE BUQUES

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viga-casco una gran rigidez longitudinal. La línea de quilla inclinada como es costumbre generalizada en todos los modernos buques de pesca. La estructura es transversal, tanto en cubierta como costado y fondo. La clara de cuaderna es de 500 mm. constante de proa a popa, recurriendo en los extremos del casco para aumentar su escantillonado, a darle mayores dimensiones a los elementos que forman el entramado estructural y el espesor de las chapas del forro. Todos los tanques del doblefondo, profundo y piques, están homologados para combustible o lastre, por necesidades de autonomía y condiciones de navegación. Tiene una sola ancla a estribor de 550 kg. Y otra estibada de respeto, con 5 grilletes de cadena (125 m.) y un diámetro (la cabilla que forma el eslabón) de 20,5 mm. ¡---- :5 "'1m ---

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Sus características son las siguientes: Eslora entre perpendiculares 33,50 mm., Manga de trazado 9 m., . Puntal cubierta superior 6,25 m., Puntal cubierta principal y de francobordo 4,15 m., Calado 3,60 m., Tonelaje de Registro Bruto 340, Volumen bodegas 380 m 3, Capacidad de combustible 175 Tm. y Agua dulce 25 Tm. El buque va provisto de una quilla de barra que se extiende desde el pie de roda al del codaste, con una altura de 140 mm. y una anchura de 40, que le da a la

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Fig. 306. Cuaderna Maestra de buque de pesca de arrastre.

314

CONSTRU CC IÓN NAVAL y S E RVICIOS

De la simple observación de la (Fig. 304) vemos las disposiciones generales del buque. La numeración en la línea de quilla, corresponde a las claras de cuaderna que es, repetimos, de 500 mm. y a la vez nos sirve de eje de abscisa para localización longitudinal de puntos del buque, asímismo vemos como la Cuaderna cero coincide con el eje de simetría de la mecha del timón compensado. En la (Fig. 305) tenemos el perfil horizontal o contorno de la cubierta superior, cubierta principal y doblefondo, así como el reparto en lo que concierne principalmente a tanques de agua, combustible, aceite, y Cámara de Máquina. También la distribución horizontal longitudinal por cubiertas, que se corresponde con la distribución del perfil longitudinal, complementandolo en la dimensión anchura. En la (Fig. 306) tenemos la Cuaderna Maestra, en la que vienen representados todos los elementos estructurales del buque, así como sus dimensiones Y formas, mediante los sistemas de representación que ya hemos estudiado. Se aprovecha dada la simetría del buque respecto al plano longitudinal que lo divide en dos partes iguales, el pintar como siempre todas las secciones transversales iguales a un lado y las distintas a otro. Igualmente las de trazo lleno son las que tienen continuidad longitudinal, mientras que las de trazo fino la tienen transversal. Las de trazo lleno (caso de las vagras) son continuas solo entre elementos transversales, cuando no llega la línea de representación gráfica (línea vertical) entre las dos líneas que marcan la altura de la varenga, hasta tocarla, son vagras intercostales; cuando la toca, son continuas las vagras. En el caso de los contretes de refuerzo bien de perfil de llanta o de ángulo, como son de trazo fino van en el plano transversal de la cuaderna para darle mayor rigidez local a la varenga correspondiente. No obstante lo anterior, hagamos un breve y ordenado comentario, empezando desde arriba abajo y por la derecha del dibujo (Fig. 306). En la parte alta tenemos las superestructuras, ya sabemos que es una construcción encima de la cubierta superior y que abarca la manga de la sección en la que se encuentra. Su estructura es similar a la del resto del casco. Lo único que podemos observar en particular, es que el refuerzo en el costado de la superestructura, está en línea con la cuaderna del costado del casco, pero dividido por la cubierta superior que es contínua en la zona. También la chapa de la cubierta y costado de la misma, es algo mas fina. En la sección transversal que no haya superestructura (entre las claras de cuaderna 12 y 39 del perfil longitudinal) irá la traca de amurada, con todos los detalles representados en la mitad de la izquierda parte superior. El bao y cubierta del puente tienen brusca, la misma que se señala para la cubierta superior. Las chapas de las tracas del costado son de 7,5 mm., en el pan toque de 8 mm., en el fondo de 8,5 y en la aparadura de 9,5 mm. Las chapas de la cubierta superior y principal es de 6 mm., pero la del trancanil de la cubierta superior es de 8 mm. La cubierta principal no tiene brusca, las chapas de sus tracas y sus esloras, son de aceros calidad "D", en la zona de separación de bodegas de baja temperatura. La cuaderna de entrepuente es de menor escantillo nado que la de bodega, aunque las dos ramas son continuas, o sea, que atraviesan la cubierta principal. También la consola margen de bodega es de mayores dimensiones que las del entrepuente. Los puntales del entrepuente se apoyan en la cubierta principal en la zona que hay debajo esloras-vigas, y a continuación en la misma línea vertical van los puntales de bodega de mayor robustez, que a su vez, y para evitar discontinuidades de resistencia estruc-

DIVE RSOS TIPOS DE BUQUES

315

tural, se apoyan en el techo del doblefondo, en la zona de cruce de vagras intercostales con varengas. Estas dos líneas de resistencia vertical dan la suficiente rigidez a la~ c~biertas, a .t;avés de las esloras y baos, entre los mamparos transversales. La contInUIdad de umon del pantoque entre cuadernas y varengas, a través de la plancha margen, se hace con los cartabones de pie de cuaderna o de pantoque de chapa de 7 mm., reforzado en su borde libre con llanta de cara de 70 mm. de ~ncho y 7 de espesor. En todas las claras van varengas llenas, cuando no tienen que ser estancas para formar tanques en el doblefondo, llevan vanos, el mas cercano a la quilla con pa~o d~ hombre. Los refuerzos de las varengas estancas se pueden ver en la parte de la IzqUierda. . Este buque es del tipo de construcción transversal totalmente, es decir, la cubIerta se apoya en baos, ~ue a su vez lo hacen en las esloras y puntales; el costado se apoya en cuadernas; y fmalmente en el doblefondo las vagras son intercostales llevando todas las cuadernas varengas. '

Capítulo VIII TIMONES

GENERALIDADES Para mantener el rumbo del buque durante la navegación, así como en los canales de acceso a los puertos y en la evoluciones necesarias durante las maniobras de atraque y desatraque; se utiliza un apéndice o timón, situado verticalmente en la popa del buque. Estos apéndices son superficies metálicas de formas diversas, que girando sobre un eje vertical, producen una variación de la corriente hidrodinámica del agua, durante la marcha del buque, que crea la fuerza necesaria para girar el mismo, en un plano horizontal alrededor del eje vertical que pasa por el centro de gravedad de dicho buque. Para la acción eficaz del timón, que es el gobierno del buque en todo momento, necesita que su superficie tenga un área determinada, función de su plano de deriva (eslora entre perpendiculares x calado). Para que nos sirva de ejemplo de referencia, tenemos que los buques pesqueros y remolcadores, que necesitan estar dotados de una gran maniobrabilidad, el área de la superficie de la pala del timón será de un 5 a un 7%; buques costeros en un 3% y buques mercantes en general de un 2%. El timón sin duda, es uno de los elementos vitales del buque y los Reglamentos de las Compaiíías Clasificadoras le dedican un Capítulo especiahr.~nte a su proyecto y construcción. En la fase de proyecto teorizan sobre las cargas que actuarán sobre toda la estructura del timón y que son las siguientes: a) Una fuerza transversal (P n) normal a la pala, por la presión hidrodinámica del agua. b) Un Momento flector durante el giro. c) Fuerzas dinámicas por impactos de olas. Estas tres se sintetizan, en una única fuerza perpendicular a la pala y cuyo valor empírico es igual a 12 A (V + 2)2, en la que "A" es el área del timón en m 2 y V la velocidad de proyecto en nudos, no será en cualquier caso menor de 8. Con estos datos y el punto de apoyo de dicha fuerza, que se supone a una distancia del 34% del ancho de la pala, a contar desde su canto de proa, se proyecta la estructura del 317

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C O NSTRUCC I6 N N AVAL y S ERV ICIOS

319

TIMONES

318

timón, teniendo en cuenta que la resistencia mínima del acero que se usa es de 41 kg/mm 2.

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Observando la (Fig. 307), vemos que esquemáticamente el timón consta de una robusta pala de plancha sencilla o doble, instalada en la popa del buque, al cual se une mediante un acoplamiento articulado. La posición de equilibrio de esta pala, es la de su plano coincidiendo con el diametral o de simetría del buque. Esta pila puede girarse desde el interior del buque, a través de la "Mecha" que actúa mediante los copIes o palmas de unión, sobre la misma. El eje de la mecha y el del giro de la pala están en una misma vertical. La pala lleva un alma o pieza principal que se llama "Madre". La mecha del timón entra en el interior del casco, mediante un orificio o bocina llamado "limera", con chumacera de apoyo y prensa estanco. En la cubierta del servo (la que normalmente cierra por arriba el pique de popa), la mecha recibe de una máquina (el servomotor) el movimiento de giro, y lo transmite a través de los copIes o palmas, a la madre y a toda la estructura de la pala.

TIPOS DE TIMONES Los tipos de timones los podemos clasificar, según su estructura, su tipo de montaje y la distribución de la superficie de la pala con respecto a su eje de giro.

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Fig. 307. Timón ordinario de doble plancha, con su eje de giro en el canto de proa de la pala (timón no compensadO) .

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Fig. 308. Tipos de timones.

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Con respecto a su estructura pueden ser, timones de sencilla o doble plancha, huecos y currentiformes. En la actualidad estos últimos son los únicos usados. De acuerdo con su tipo de montaje los podemos clasificar en: Timones soportados, semi suspendidos y suspendidos o colgantes. En lo que respecta a la distribución de la superficie de la pala con respecto a su eje de giro, los podemos dividir en: Timones sin compensar, compensados y semicompensados.

TIMONES DE PLANCHA SENCILLA No se usan en la actualidad, pero por su simplicidad de estructura los vamos a estudiar, para introducirnos de una forma didáctica en la estructura más compleja de los currentiformes. La pala del timón consiste en una simple plancha o chapa. con brazos de apoyo remachados en cada cara de forma alternativa. (Fig. 309), que terminan en su extremo de proa en el correspondiente perno o macho, formando parte a su vez de la estructura resistente de la "madre". Esta se prolonga verticalmente a través de la mecha, al interior del casco, por la limera hasta la cubierta del servo, donde la máquina suministra la potencia para el giro correspondiente. La unión de la mecha a la pala del timón, se hace a través de platos horizontales o verticales llamados "palmas o copIes" y que son acoplamientos empernados. Tiene que ir montado de forma que se pueda desmontar el conjunto de la pala sin remover la mecha. Hay que hacer notar que el eje de giro, o eje de simetría de los "machos", está en la misma vertical que el de la "mecha", para facilitar· el giro de la pala. Los machos intermedios sirven de guía en el movimiento de giro de la pala, detalle b) de la (Fig. 309). El macho del detalle a), se llama de "retenida", evita el movimiento vertical ascendente. El macho del detalle c) es el que pivotea sobre un disco duro de acero alojado en el talón del codaste llamado "lenteja del timón". Es cambiable cuando se desgasta. No hace falta añadir, que además de plancha sencilla este timón es sin compensar y con más de dos machos de unión al codaste.

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HACHO DE APOYO Y PIVOTEO Fig. 309. Timón de plancha sencilla.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

322

TIMONES DE PLANCHA DOBLE, HUECOS Y CURRENTIFORMES. Estos timones han sido diseñados por la necesidad de ofrecer una mínima resistencia a la marcha. Están formados por doble plancha que envuelve un armazón resistente interior. Todos los timones de la (Fig. 308) son de este tipo. LL,4NTÁ fJE cA.RÁ

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BO TONES lJt!" .$OL lJ40LA.f!4 Fig. 310. Timón de plancha doble currentiforme.

El del detalle a) es sin compensar y con varios machos que lo une al codaste, uno de este tipo lo vemos con todo detalle en la (Fig. 307). El armazón interior hecho

T IMON ES

323

con refuerzos horizontales continuos y verticales discontinuos, menos el vertical que constituye la "madre del timón" y está situado en las proximidades del canto de proa de la pala. En la (Fig. 310) vemos una parte de un timón hueco soldado; los refuerzos verticales y horizontales terminan en su borde libre con llanta o pletina de cara, donde se sueldan las chapas del forro de la pala, bien con soldadura a tope, detalle b), o bien con ojales de soldadura detalle a). La superficie interior es cubierta con brea o algo similar y el volumen relleno con corcho o espuma. Deberán ir provistos de imbornales o agujeros de desagüe, así como los cáncamos de montaje y desmontaje. Igualmente llevarán registro de acceso a los machos y la plancha envolvente se reforzará en estas aberturas. Llevan dispositivos eficaces para impedir que los timones puedan elevarse por causas accidentales, algo parecido al macho de retenida.

TIMONES COMPENSADOS. En la (Fig. 308) los timones que son de doble plancha y currentiformes, además de compensados son: El b) con dos machos de soporte exterior; el c) llamado "Simple" con dos cojinetes de apoyo, en la parte superior e inferior, del tubo laminado que hace en este caso de madre de la pala del timón; zona rayada del dibujo son los cojinetes y de trazo el tubo de acero laminado. El d) igualmente, pero con un solo soporte exterior, el del talón del codaste y el superior en el interior del casco. El f) es un timón colgante o suspendido, además de compensado y currentiforme (usado en buques de dos hélices). Al meter la pala del timón a una banda, bien a babor o estribor, la presión hidrodinámica del agua actúa sobre ella y en un timón ordinario sin compensar, intenta llevarlo a la via (en prolongación del plano diametral del buque); como no puede por la acción de la potencia de la máquina del "servo"; la presión hidrodinámica del agua, somete a la pala y a la mecha a considerables esfuerzos por torsión. Cuando el timón es del tipo compensado, la presión hidrodinámica que actúa en la parte de la pala que queda a proa de la mecha, equilibra parte de la que queda a popa; siendo el esfuerzo a que se ve sometida la mecha menor; también será menor el momento necesario para hacerlo girar y con ello menor la potencia del "servo". El mayor rendimiento del timón compensado se obtiene para un determinado ángulo de giro, ya que la posición del centro de presión de la pala varía con dicho ángulo. Aumentando el área de la superficie a proa de la mecha~ la compensación será mayor para pequeños ángulos (lo normal navegando todo avante), evitando que se haga negativa para grandes ángulos (tendencia a atravesarse la pala). En la marcha atrás todos los timones .están muy compensados. La mayor parte de los timones de este tipo, están compensados para un ángulo de giro de 15° teniendo un 20 ó 25% del área de la superficie de la pala a proa de la mecha. En los timones semicompensados este valor es de un 10 a un 15%. Los timones semicompensados e) y g) se suelen usar en buques de dos hélices. El timón semicompensado con un solo soporte en el codaste h)se usa con mucha frecuencia en la actualidad para buques de una sola hélice. En la (Fig. 311) tenemos un timón semicompensado de los usados en buques de dos hélices. En la (Fig. 312) otro tipo de timón semicompensado, en este caso de acero fundido, con dos machos, el de cierre arriba y el de pivoteo abajo.

v CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

324

325

TIMONES

En la (Fig. 313) podemos ver la estructura interior con detalle de un timón semicompensado de acero fundido.

Fig. 313. Estructura interior del timón de la Fig. 311 .

Fig. 311. Timón semicompensado usado en buques de dos hélices .

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Fig. 312. Timón semicompensado de acero fundido.

NORMAS GENERALES ACERCA DE LA CONSTRUCCION DE LOS TIMONES. En general la mecha se construye de acero forjado. Su diámetro lo define una fórmula empírica en función del área de la superficie de la pala del timón en m 2, de la longitud de la mecha en metros y de la velocidad del buque en nudos. La mecha esta formada por trozos, unidos entre si por palmas o copIes. El trozo inferior que se une a la pala, es de diámetro constante, en los demás va disminuyendo gradualmente. . Cuando el timón está fuera de la acción de la hélice, se puede disminuir el diámetro de la parte superior e inferior de la mecha en un 4%. El plato, palma o copIe, de unión de la mecha a la pala, debe estar forjado como una sola pieza de la mecha y tener un espesor de al menos 1/4 del diámetro de la misma. Se puede unir por soldadura el copIe a la mecha pero en este caso habría que aumentar su espesor en un 10%. La cara superior de cierre de la pala, llevará otra palma de acoplamiento del mismo espesor que el de la mecha. La unión de ambos copIes se hará con bulones o pernos de ajuste, cuyo número no será menor de 6 y sus diámetros serán función del número de ellos y del diámetro del trozo de la mecha que se une a la pala. Las tuercas de los bulones o pernos deben ir provistas de dispositivos de seguridad, chavetas etc. La distancia entre el centro del perno y el borde del copIe o palma, no será inferior al diámetro de dicho bulón por seguridad. En la (Fig. 314) tenemos una chumacera o cojinete de apoyo .del timón, de lo más esquemático, con objeto como siempre de que nos sirva de introducción didáctica sobre el conjunto. El espesor de las camisas de los "machos" (Fig. 315), en la zona del cojinete, no será menor de 10 mm. en general y cuando sea de guayacán no menor de 20 mm. La longitud de empotramiento de los machos del timón en la hembra del codaste, será

r 327

TIMONES CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

326

por lo menos igual al diámetro de los mismos. La presión ejercida por los machos del timón sobre las hembras del codaste, en kg/cm 2, será función directa del área de la superficie de la pala y de la velocidad del buque, e inversa, del diámetro. del macho, y de su longitud de apoyo en la correspondiente hembra. Cuando los tlffiones est~n situados fuera de la acción de la hélice, el valor de la fórmula empírica se puede dISminuir en un 120/0. La presión calculada no será superior: a) C~ando los cojinet.es sean metálicos de 75 kg/cm 2. b) Cuando los cojinetes están recubIertos con matenal 2 sintético de 60 kg/cm 2. c) Recubiertos de guayacán de 50 kg/cm .

de la chapa, sea menor de 18 mm., se aumentará el espesor de la barra del canto de ataque (el de proa de la pala) en 2 mm. El espesor de las chapas horizontales, que forman la cara superior e inferior de la pala del timón, serán al menos 1,5 y 1,8 veces, el calculado por la fórmula para el forrado de la pala. En los timones semisuspendidos se reforzará esta chapa en la zona del macho inferior, al menos 1,6 veces el espesor general del forrado de la pala. El espesor de los refuerzos interiores, no será inferior a los del forro de la pala, (Fig. 315). ' P45AOOR f f

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Fig. 314. Chumacera de apoyo y encasquillado de la limera.

En lo que respecta a los cojinetes de la mecha, siguiendo C?n l~ (Fig. 314~, la longitud de apoyo de la mecha del timón en el buque, no será mfenor .en los tImones colgados o suspendidos de 1,5 veces su diámetro, y en los demás tImones el mismo. .. ., d' d 1á La presión ejercida por la mecha sobre el cOJInete, e~ funclOn Irecta .e rea de la superficie de la pala y de la velocidad del buq.ue, ~ mversa, ~e la l~n~Itud de apoyo y diámetro de la mecha. El valor de esta preSIón tIene los mIsmos llffiItes que en los cojinetes de los machos. Terminado con la mecha y sus cojinetes, así como con los machos de la pala del timón, que son como una prolongación de la línea resistente de la misma~ vamos a ver las normas generales acerca de la construcción de las palas de los tImones, empezando por los currentiformes. . El espesor de las chapas que lo forran, es función directa del diámetro superIor de la mecha. Cuando el resultado de la fórmula empírica para el cálculo del espesor

Fig. 315. Cojinete de apoyo y giro en el codaste para el timón.

La estructura de estos timones currentiformes deben permitir una fluida transmisión de esfuerzos a su mecha, madre y machos, sin discontinuidades, y después naturalmente a toda la pala. Para ello (Fig. 316) en las proximidades del eje del copIe debe llevar una estructura tubular, madre del timón o alma del mismo, cuya resistencia a la flexión y torsión, al nivel de la cara superior de la pala (circunferencia de trazos en la Fig.), no será inferior a la de la mecha. Si este elemento resistente fuera una pieza maciza, su diámetro sería el de la mecha, aunque después disminuyera hacia la parte inferior de la pala. Los refuerzos horizontales tendrán una separación entre 0,6 y 1,2 m., y deben de coincidir en altura con la de los machos, o sea al mismo nivel horizontal. Los refuerzos verticales son discontínuos, los horizontales son los contínuos, y su separación no será superior a 2 veces la separación de los horizontales. Cuando la superficie de la pala excede de 6 m 2 como es el caso de la Fig., las chapas del forro de la pala con el "canto de salida", deberá efectuarse sobre una pieza de acero forjado o moldeado, llanta o redondo. Finalmente podemos afiadir, que una vez terminados los timones currentiformes

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CC:>NSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

328

T IMON ES

de construcción estanca, serán sometidos a una prueba hidráuli~a, con una altura de carga (altura de la columna de agua) igual al calado de escantl~onado y no será nunca menor de 2,40 m. Esta prueba se puede sustituír por una con aIre a 0,20 kglcm 2.

329

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Fig, 317, Esquema de funcionamiento del Servicio de Gobierno de un buque, 8ÁPeA

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Fig. 316. Vista horizontal de. la parte superior de la pala del timón, con la palma de unión al trozo infenor de la mecha.

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DE UN/ON

PALA DEL TIIfON

Fig. 316, l. Unión de la mecha a la pala del timón.

SERVICIO DE GOBIERNO DEL BUQUE. En la (Fig. 317) tenemos esquemáticamente el Servicio de gobierno de un buque.

El accionamiento de la rueda de gobierno, girándola, hace girar también en el mismo sentido por tener un eje común, un piñón que engrana con unas cremalleras verticales, que hacen en su parte inferior de pistones, dentro de unos cilindros (Telemotor) que bombean aceite a otro cilindro, que está en la cámara del servo, según bombee una cremallera o la otra, el émbolo de este cilindro se desplazará en un sentido u otro (hacia arriba o hacia abajo). Este movimiento hará que mediante la barra y conexión se ponga en marcha la bomba de gasto variable, bombeando aceite en el circuito del Servo en un sentido u otro, que moverá los pistones al cambiar la presión en los cilindros, formando estos pistones parte de la cruceta que es solidaria a la mecha del timón, la pala se moverá repitiendo el ángulo que le marcó la rueda del timón en el puente. Simultáneamente a esta orden mediante la barra de respuesta va deshaciendo la orden también a través de la conexión de respuesta, dejando de funcionar la bomba, al llegar al ángulo que le marcó como orden la rueda de gobierno en el puente. En una palabra esto es lo que se conoce como un servo de posición electrohidráulico. En caso de avería de la transmisión del telemotor desde el puente de gobierno a la cámara del Servo, se puede poner un gobierno auxiliar en la popa, en la vertical del servo, donde como se ve en la Fig. se actúa directamente sobre el émbolo a través de una cremallera, que está accionada por una rueda y un sistema helicoidal; si la averia solo es de telemotor, mediante el gobierno a mano se actúa sobre el servo que pone la potencia, solo ha cambiado el sistema de transmisión de la orden a distancia; pero en el caso que haya fallo de telemotor y de servo o sólo de servo, entonces habrá un sistema de conexiones y desconexiones, que mediante la palanca correspondiente, se moverá directamente la pala del timón, y en este caso al no haber potencia del servo será el gobierno totalmente manual, con el inconveniente de la fuerza que hay que hacer, por eso en el sistema a mano, la cremallera es atacada por un helicoide, porque de esta manera el movimiento no es reversible, y el que tenga la rueda en la mano no aguanta el esfuerzo que tiende a poner a la pala en prolongación del plano diametral del buque, que a su vez en función de la velocidad del buque. Seguramente en estas condiciones de emergencia habrá que reducir la velocidad del buque, para reducir los esfuerzos que hemos mencionado anteriormente.

Capítulo IX EQUIPOS Y SERVICIOS DE UN BUQUE

GENERALIDADES Los buques necesitan para tener en todo momento, tanto en puerto como en la mar, de una estabilidad y asiento adecuado; de unos tanques repartidos por el casco, en sentido longitudinal, transversal y vertical. Estos tanques excepto cuando su centro geométrico coincide con el plano diametral del buque, irán duplicados, o sea uno a babor y otro a estribor, y por supuesto serán de la estanqueidad necesaria para contener agua del mar, y son llamados Tanques de lastre. Para tener la autonomía necesaria el buque tiene que ir dotado de tanques de almacenamiento de combustible, sedimentación etc., algunos de ellos por necesidades de estabilidad y calado, cuando se vacían se lastran o sea se rellenan con agua del mar. Tambien lleva el buque, tanques de agua de alimentación de caldera, tanques de agua potable, tanques de aceite lubricante, etc. Todos los líquidos de desecho del buque, contaminados o no, y que no se pueden evacuar directamente a la mar, por cualquier razón, van a la parte inferior del casco, bien a sentinas o pozos, donde se almacenan para su posterior eliminación. Vemos pues que los modernos buques tienen repartido por todo el casco una serie de tanques que contienen líquidos o no, para su Servicio; también hay otros que además de su servicio constituyen su cargamento, petroleros, químicos, gases licuados, etc., etc. Estos líquidos o fluidos necesitan tanto para ser cargados, como descargados o manipularlos a bordo, además de los tanques donde se almacenan, de bombas, válvulas, grifos, pianos de válvula, red de tuberías, etc. que constituyen los Servicios y Equipos de un buque. Vamos a estudiarlos con independencia para después coordinarlos entre ellos.

BREVE DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS QUE INTERVIENEN EN LOS DISTINTOS SERVICIOS DEL CASCO EN GENERAL. Los Servicios generales del casco mas imp6rtantes son: a) Servicios de agua salada, lastre, sentina y contraincendio. b) Servicios sanitarios, agua salada y dulce, fria o caliente. c) Trasiego de combustble. 331

332

CONSTRUCCIÓN NAVAL y S E RVICIOS

d) Servicios especiales de contraincendio. Como en tantas otras cosas del casco, en los Servicios se intenta ahorrar al máximo peso Y volumen, disminuyendo los diámetros de las tuberías, como consecuencia, para mantener los caudales de circulación necesarios, hay que aumentar la velocidad de circulación de los líquidos y potencia de las bombas, que es el camino escogido por la actual Construcción Naval, sin naturalmente sobrepasar las velocidades de los líquidos productoras de ruidos. La elaboración de los sistemas de tuberías se comienza con un esquema sencillo, en los que conocidas las necesidades y funciones a realizar, se pueden solucionar éstas con los tramos mínimos de las mismas. De los volúmenes de líquidos a manejar por unidad de tiempo, se deducirán las capacidades de las bombas y los diámetros de la tubería principal. Con los diámetros de tubería y conexiones, se dibujan los planos de servicios que tendrán que ajustarse á los puntos de paso o anclaje propios del casco, teniendo que adaptarse en su camino a los costados, mamparos y cubiertas del buque. Como la mayoría de las bombas de servicio del casco, están en la Cámara de Máquina, en la que además están las propias de la misma; se situarán de forma que las tuberías salgan lo mejor distribuidas posible, a través del mamparo de subdivisión correspondiente, al resto del buque. Los materiales usados en las tuberías de agua dulce son de acero y acero galvanizado. En los de agua salada se usaba el acero, pero modernamente se usan las aleaciones de latón-aluminio y las de cupro-níquel. Las uniones de los tramos se hacen mediante "bridas", que para su estanqueidad irán dotadas de frisa de goma u otro material conveniente. Las bridas se unen entre si por varios pernos roscados. A veces se necesita independizar un tramo de tubería, y se hace mediante una "brida ciega", con lo que el líquido no puede pasar a través de ella una vez puesta. Los tipos de válvulas usados en general en estos servicios son: a) Válvula de paso, la podemos observar en la (Fig. 318) en posición cerrada, también se llama de "globo o cierre". El asiento del obturador es de distintos materiales según el servicio. Comparando el diámetro de entrada y salida, con el del obturador, vemos que hay un estrangulamiento de la vena líquida que fluye a través del mismo, que trae como consecuencia un aumento de resistencia a su paso por la válvula en posición de abierta. El obturador se mueve por la acción del volante, husillo y tuerca; apreciándose a simple vista si la válvula está en posición abierta o cerrada. Para presiones altas y pasos grandes, conviene disponer una válvula derivada (by-pass) al objeto de facilitar el accionamiento. b) Válvula de compuerta, la podemos observar en la (Fig. 318(A)) posición cerrada. El obturador consiste en una simple cuña que se desliza entre dos asientos, moviéndose de abajo arriba, en posición abierto, y al contrario cerrado. Este tipo de válvula también es de paso y cierre. Estas válvulas se usan para circuitos de presión alta y pasos grandes, por ejemplO en buques petroleros en las tuberias de los tanques de carga. En posición cerrada hacen muy buen cierre, mejor que las de globo, y en posición abierta la pérdida de oorga es muy pequefia, porque no hay estrangulamiento de la vena líquida. Su accionamiento es mas lento que la de asiento, á través del volante, husillo y tuerca.

EQUIPOS y S E RVICIOS DE UN BUQUE

333

~) Válvula de, r~tención, permiten la circulación del líquido en una sola dirección y se CIerran automatIcamente cuando éste intenta retroceder . El obturador puede ser d (d' ., . ascen ente IreCCIon perpendIcular al plano del asiento) o giratorio (alrededor de una charnela). La apertura del o~turador se hace por la presión dinámica del líquido. . Otra válvula, para paso y CIerre, es la de mariposa; y otra para evitar sobrepreSIones en .las tubenas es una válvula de seguridad, que están cargadas con un resorte que permIte ~u apertura automática y se emplean en todos los circuitos. Para circuitos de poca preSIón se emplean los "grifos" de 2 ó 3 vias en vez de válvulas.

Fig. 318, A. Válvula de compuerta.

334

CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

Fig. 318. Válvula de paso

SERVICIO DE AGUA SALADA En el buque hay numerosos servicios alimentados por agua sala.da. (A. S.) que estan interconectados entre sí; vamos a proceder a una I?~nuciosa .descnpcIón de ellos, así como algunos que tengan que cumplir con los reqUlsItos de CIertos Reglamentos, hacer mención de los mismos. A) SERVICIO DE ACHIQUE Y SENTINAS . Este Servicio está perfectamente reglamentado por SOLAS (Saf~ty Of Life At Sea), y en España por las Normas de aplicación de SEVIMAR (Segundad Vida humana en el Mar). . Aunque el Reglamento está referido al buque de pasaje, en genera~ ~os mercantes se construyen con las mismas disposiciones. Vamos a hacer un brevIsImo resumen inicial. . l · , d bo bas El Servicio de Achique de un buque esta provisto de una msta aClon e ~ , que permita achicar y agotar cualquier comparti~ient? ~tanco, que no esté dedIcado de una manera permanente, a contener combustl~~e hqUld? o agua (los q~e estén dedicados permanentemente tendrán su propio serVICIO específICO). Est~ ac~~ue lo efectuarán aunque el buque esté escorado, para ~o que se to~~rán las dI~posIcIones necesarias en los ramales de aspiración. La segundad del SerVICIO de Achique concretando depende:

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1) Del número de bombas 2) De la distribución de las mismas 3) Del diámetro de la tubería. Naturalmente el Reglamento atiende en primer lugar al número de bombas y a su fuente de energía, mediante el "Criterio de Servicio", que se calcula con una fórmula empírica, función de la eslora y volumen de los espacios interiores del casco. El número mínimo de bombas que se deduce de este "Criterio de Servicio" es de 3. Una ,de ellas tiene que ser movida por la máquina principal del buque o es una bomba independiente. Como el Servicio de agua salada (A. S.), comprende una serie de ellos, como son, sanitarios, lastre y servicios generales; las bombas de estos servicios, hacen de independiente para el concepto de "Criterio de Servicio", en lo que respecta al Servicio de Achique. Todas las bombas de sentina, imprimirán al agua a través del colector principal, una velocidad no inferior a 122 metros minuto (2 ó 3 metros por segundo). En el espacio de Máquina las bombas de sentina, tendrán dos aspiraciones, una de cada banda. Además, habrá una aspiración directa desde el nivel mas bajo con válvula de retención, desde la bomba de circulación principal. El diámetro de la tubería, será el mismo que el del orificio de aspiración de la bomba, en los buques de motor. Si no se puede conectar a la bomba de circulación principal, se conecta en las mismas condiciones expuestas, a la mayor bomba de sentina independiente. Las tuberías de achique serán distintas de las de los tanques de agua y combustible. El diámetro del colector general, tiene su fórmula empírica, que es función de la eslora, manga y puntal del buque; no será menor de 63 mm. y el de los ramales que salen de él no menor de 50 mm. En la (Fig. 319) tenemos un esquema muy simplificado de lastre y achique con ramales independientes. A estas normas minimas de seguridad que marcan los Reglamentos, las Compañias Clasificadoras añaden algunas "puntualizaciones para este importante servicio y que los podemos resumir así: a) El servicio de achique cumplirá su misión aunque el buque esté escorado 5°, para lo que dictan normas ace'rca de la situación de los chupones de achique de los compartimentos. b) Los espacios que desaguan por imbornales al espacio de máquina, lo harán a un robusto tanque que tendrá la aspiración con válvula de retención. e) En el caso de Cámara de Máquina autOlratizada, habrá sistema de alarmas de niveles de sentina. d) Se exige que haya por lo menos 2 bombas en el espacio de máquina, una de ellas movida por la máquina principal, que le den al agua una velocidad mínima de 122 metros/minuto. Puede una de las bombas ser sustituida por eyector de sentinas, en combinación con una bomba de agua de mar de alta presión (del circuito de contraincendio), (Figs. 321 y 322). Todas las bombas de sentina serán autocebantes o tener un sistema central de cebado. e) Las aspiraciones de "Sentinas del espacio de máquina" tendrán "cajas de fango", accesibles y fáciles de abrir, la distancia entre la parte baja de los ramales de sentinas y pozos, y el fondo de estos, será adecuado para que el agua circule bien y para la limpieza de las mismas. f) En la parte del casco correspondiente a "tanques profundos" para lastre, agua dulce o combustible, la tubería de achique irá por el túnel de tuberías; irá dotada de curvas de expansión (no juntas) y la aspiración de bodegas con válvulas de retención (para por error no inundarlas).

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Fig. 320. Esquema del servicio de contraincendio en cubierta . .5ÁU1U A L.4 HA/? PROFUNIJO

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Fig. 319. Esquema del servicio de lastre, achique con ramales independientes.

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Fig. 321. Esquema de achique con eyector y la colaboración de una bomba de alta presión del Servicio de Contraincendios.

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Fig. 323. Esquema de los Servicios de Lastre, Sentina y Contra incendio, de un moderno buque.

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EQUIPOS y SERVICIOS DE UN BUQUE

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PtJ2t7 Fig. 322. Eyector fijo de achique de un pozo de sentina.

g) Los tanques del pique de proa y popa tendrán aspiración por una bomba, el mamparo de colisión no será atravesado por debajo de la cubierta de compartimentado por mas de dos tubos (por seguridad) y tendrá válvula de cierre operada por encima de la cubierta. h) Los tanques profundos que pueden usarse alternativamente para lastre o carga seca, tendrán medios para cerrar con "bridas ciegas" las descargas y aspiraciones, según su empleo. i) Recordar finalmente que el Servicio de Achique tiene dos funciones perfectamente diferenciadas: Una, es su misión normal a lo largo de la vida del buque, achicar sentinas, para lo que será suficiente un caudal relativamente pequefio, poca presión de descarga y aspiración positiva (se emplean para esta misión bombas alternativas cuya boca de aspiración está por debajo de los chupones de sentina). La otra misión, que en caso de varada, colisión o cualquier tipo de emergencia, que produzca inundación por averías, achicar los compartimentos inundados, para lo que este Servicio necesita, caudal grande, -poca presión de descarga y aspiración normal. El servicio deberá estar dotado de alguna bomba dé emergencia sumegible, por si algún compartimento quedara aislado e inundado por avería de ia tubería de acceso. B) SERVICIO DE CONTRAINCENDIO (C.I.) y BALDEO GENERALIDADES Modernamente se le presta al contraincendio una gran atención, y sus insta-

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laciones así como su mantenimiento, son vitales para la seguridad del buque. El Convenio de la Seguridad de la Vida Humana en el Mar (SEVIMAR), Safety of Life At Sea (SOLAS), del 1960, y las enmiendas de 1966, 1967, 1968, 1969, 1971, 1973 Y 1974, además de otras, ponen al día estas instalaciones. Los Reglamentos de las Sociedades de Clasificación, igualmente aumentan sus exigencias, de acuerdo con las "recomendaciones" de la IMCO (Intergubernamental Maritime Consultive Organization), que periódicamente expiden normas y consejos. Existen variados procedimientos para sofocar los incendios, teniendo en cuenta el lugar donde se produce y el tipo del mismo; pero lo común en su efectividad, es la prontitud de actuar sobre los mismos. Para que un incendio tenga lugar y posteriormente se desarrolle, se tienen que unir imprescindiblemente tres elementos que son: a) El Combustible. b) El ,Oxígeno y c) La Temperatura o fuente de ignición. Si representamos los elementos por lados de una Figura, no habrá fuego, como no habrá triángulo, hasta que no se unan los tres lados o los tres elementos, por eso se le llama el triángulo del fuego. Igual que separando un lado cualquiera ya no hay triángulo, si eliminamos un elemento tampoco hay fuego. El sofocar el fuego dependerá del elemento que aislemos o eliminemos. Prescindiendo del lugar donde se produzca y atendiendo solo al tipo de incendio, se han clasificado en las siguientes clases: CLASE A): Combustible sólido, en ellos arde la masa del cuerpo, propagándose de sólido a sólido y desprendiendo humo y gases, algunos de ellos combustibles, como el CO, etc. Son combustibles sólidos, la madera, el corcho, fibras vegetales y sintéticas, plásticos, pinturas, etc. etc. CLASE B) Líquidos, semiliquidos y algunos plásticos, solo arde de ellos la "capa superficial" y el resto permanece relativamente frio, desprendiendose gases combustibles y humos, que a su vez arden y éJ veces explotan. A esta clase pertenecen el petróleo, aceites, gasolina, grasas, gases licuados, etc. CLASE C): Aparatos electricos con corriente, arden la envuelta de los cables, pinturas, piezas de los cuadros eléctricos; desprendiendo gases y humos. En general el método de extinción, está dirigido contra los tres lados o elementos que representan el llamado el triángulo de fuego. Uno de ellos, el combustible no es posible eliminarlo aunque si disminuirlo (usando materiales ignífugos); la extinción hay que efectuarla eliminando los otros dos, mediante los siguientes métodos: a) Enfriamiento (elimina la temperatura de ignición). b) Sofocación (elimina el oxígeno). Para enfriamiento se usa el agua de las siguientes formas: a) Por inundación. b) Chorro con manguera. c) Niebla de alta velocidad (un repartidor metálico en la boca de la manguera, que según la posición produce chorro, o agua pulverizada, niebla de alta velocidad). d) Niebla de baja velocidad (a manera de lluvia por medio de rociadores, lanzaderas). La presión exigida en los circuitos de agua es como mínimo de 7 Kg/cm 2, para obtener estas nieblas. A veces se necesita agua dulce en el circuito de contraincendio para producir "niebla espuma" (mezcla de agua y líquido espumógeno). Por sofocación se usan los siguientes métodos: a) Extinción por CO 2• Es una instalación fija, formada por una batería de botellas de CO 2, que a través de una red de tubería apropiada, lo distribuye por todo el buque, en los puntos donde se necesitan. Una vez detectado el incendio, se abren manual o automaticamente uno o varios grupos de botellas, el CO 2 va al colector ge-

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neral y después mediante caja de válvulas al compartimento incendiado. El CO 2 se evapora. y como es 1,5 veces más pesado que el aire se introduce por todos los rincones con concentración del 15% se apagan las llamas. El contenido de la botella, se comprueba periódicamente por su peso. El peligro del empleo del CO 2 es que es tóxico, y se emplea solo en locales sin personal; a pesar de su densidad no penetra en el interior de elementos cerrados que pueden estar en combustión incompleta interna (lo que una vez aparentemente sofocado el incendio puede volver otra vez a reproducirse por quedar ciertos focos). b) Extinción por vapor de agua. El sistema es parecido al de CO 2. Lo llevan los buques que pueden producir gran cantidad de vapor, que mediante una linea de suministro y mediante caja de válvulas de donde salen tubos de 30 mm. de diámetro, lo llevan o distribuyen a los distintos puntos del buque. El vapor como CO 2 tampoco penetra en elementos cerrados, tiene la ventaja sobre él, que además de sofocar igual, enfria al condensarse. c) Gases inertes. El generalmente empleado es el obtenido de los gases de la combustión de la caldera. La IMCO lo recomienda para buques petroleros y graneles de 50.000 Tm de Peso Muerto en adelante. d) Espuma. La usada actualmente es la llamada "espuma mecánica" que la hay de tres tipos: 1) Espuma de baja expansión o pesada, con factor de expansión de 5 á la (el agua se expande de 5 a 10 veces su volumen). 2) Media expansión, factor de expansión de 50 a 400. 3) Alta expansión, factor de 500 a 1000. La de media y alta expansión se genera soplando una corriente de aire a través de una rejilla mojada con el agente productor, igual que para conseguir pompas de jabón. La de baja expansión se usa dirigiendo la espuma contra un mamparo, para que al ir cayendo se extienda sobre la capa líquida. En conjunto, la espuma mecánica de media y alta expansión es uno de los mejores procedimientos de extinción de incendios. Es recomendado su uso en bodegas (graneleros), en los pasillos de alojamiento en buques de pasaje, etc. .~) Polv.o seco. ~ emplea en extintores portátiles para aparatos eléctricos, pero tamblen ~n slste~as fiJOS de tuberías, por las que se envía gran volumen de polvo a la zona del m~endlo, por medi~ de nitróg~no a presión o CO 2• El polvo puede ser bicarbonato SódiCO u otro matenal polvonento no denso e ignífugo. Este polvo se descompone por el fuego y lo aisla del contacto con el aire. f) Arena. Se usa donde haya derrama de petróleo o aceite, por ejemplo, en el frente de caldera, y otros. Los buques de carga y pesca según SEVIMAR llevarán la siguiente instalación de contraincendio: 1) Timbre de alarma manejado desde el puente de mando. 2) Bocas de contraincendio repartidas de tal manera, que con mangueras enchufadas se llegue a cualquier punto. . 3) Una manguera por cada 30 m. de eslora del buque, con 5 de respeto al menos. 4) Boquillas de diámetro entre 12 y 20 mm. de diámetro. 5) Bombas de contraincendio. Pueden proporcionar un caudal mayor de 2/3 de cada una de las de achique independiente. Presión en boca por encima de 26 Kg/cm 2• La bomba ~e contraincendio puede ser la de lastre, sanitaria, sentina y la de servicios generales, siempre que no se emplee para aspirar combustible. En buques de pesca

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que la bomba de contraincendio sea capaz de proporcionar un chorro de 12 m. de longitud con una boquilla de 12 mm. de diámetro. 6) Instalaciones sofocadoras o de sofocación. Espacios de carga con gas inerte o vapor, en buques tanques puede llevar espuma. Si las bodegas tienen cierres estancos y se pueden cerrar los conductos de ventilación, pueden no llevar esta instalación; los que siempre' la llevarán serán los buques tanques. En los espacios de Máquina, la instalación podrá ser de agua a presión, gas inerte o espuma. 7) Extintores de polvo o CO 2• 8) Uno o dos equipos de bombeo. C) SERVICIO DE LA LASTRE No reglamentado, tendrá dos bombas, de , ~an capacidad y poca presión de descarga. D) SERVICIO SANITARIO DE AGUA SALADA Necesita 2 ó 3 bombas de relativa poca capacidad y presión. En general y para que sirva de referencia, el Servicio de agua salada de un moderno buque bulkcarrier de 25.000 Tm de carga seca, podría llevar las siguientes bombas: 1 bomba de contraincendio y baldeo (Centrífuga autocebada) 1 bomba de servicios generales (Centrífuga autocebada) 2 bomba de lastre (Centrífuga autocebada) 1 bomba de sentina alternativa o de pistón, vapor o motor eléctrico. 1 ó 2 bombas sanitarias centrífugas de agua salada. 1 eyector fijo para achique del castillo y caja de cadena. FUNCIONAMIENTO DEL SERVICIO DE LASTRE En la (Fig. 323) tenemos los Servicios de Lastre, Achique y Contraincendio, además_ de baldeo. El Servicio de Lastre lo componen: a) 2 bombas de lastre autocebadas y centrífugas. b) Válvulas de mariposa con mando a distancia. c) Los tanques de lastre. Las bombas de lastre pueden aspirar de los siguientes tanques del buque: a) 4 tanques de combustible pesado (fuel) yagua de lastre, situados en el doblefondo. b) 10 tanques de agua de lastre en el dobl~Jondo. c) 2 tanques, piques ó rase les de proa y popa. d) del mar e) de la tubería principal de sentina. Las bombas de lastre pueden descargar a: Ademas de todos los lugares mencionados anteriormente, de donde aspiran, a los 10 tanques laterales altos (tanques de ala). Loa tanques de lastre y los de combustiblenastre, situados a popa de la Cámara de Máquina, se manejan por válvulas de accionamiento manual, directamente desde este espacio. Los demás tanques del doblefondo y el pique de proa, están conectados a un tubo común, del que pueden aspirar ambas bombas de lastre. Las válvulas situadas entre este tubo común y cada tanque, se accionan a distancia desde la Cámara

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de Máquina. El llenado de los tanques del fondo, pueden realizarse bien por gravedad (~l agua s~lada penetra desde el mar por sí misma por el principio de los vasos comumcantes) o bombeándola mediante las bombas de lastre. El pique ?e popa puede ~aciarse con las bombas de lastre, las de sentina y el e.yector de sentma. Para el achIque total de este tanque, lleva un espiche de vaciado sItua?o en el fond~ del pocete ~e sentina situado más a popa del buque. El espacio pr~xImo a este espI~he va recubIerto de cemento, con objeto de darle el peralte necesano para el escurndo total, cuando así se necesita durante la varada del buque en el dique del Astillero. Las conexiones de aspiración de los 'tanques, van situadas en el punto mas bajo ~esul~ante de tener en cuenta el asiento del buque. Las escotaduras de los refuerzos mtenores de los. tanques y las groeras de las varengas llenas no estancas, además de l~s. vanos, permIte que el agua afluya hacia el chupón de aspiración del tanque sin dIfIcultad. La capacidad de las bombas de lastre, depende de la capacidad de los tanques de lastre, esta capacidad es suficiente para que el buque pueda navegar en lastre con el ~alado correspondiente a la hélice totalmente sumergida y el asiento adecuado' para mejor gobernar. Normalmente las bombas de lastre tardan unas 10 horas en descargar al mar todo el agua de lastre. . En el esquema de la (Fig. 319) tenemos un Servicio de lastre, lo mas sintetizado posIble, después veremos el de la (Fig. 323). Un ejemplo del funcionamiento del esquema de la (Fig. 319), sería el lastrar el pique de proa con la bomba de estribor. Cerraríamos la válvula "C", la bomba aspiraría del mar y descargaría a través de "A" que estará ab~erta. igualmente estará la "B", también la del piano de Válvula que corresponde al pIque. Se ~anda parar cuando el. agua rebosa por el tubo suspiro del pique. En el caso que necesItemos deslastrar el pIque con babor por ejemplo abriríamos la correspondiente válvula del piano, la "B" y cerraríamos la "A". La bo~ba aspiraría del pique y descargaría al mar. Aspiran del colector general de sentinas, cuyos chupones ya hemos mencionado y descargan al mar. También tienen las dos aspiraciones reglamentarias a las Senti~ nas de Máquina, con su Caja de fango correspondiente. Las aspiraciones de ambas están conectadas al colector de "Tomas de mar", con lo que con ellas se puede efectuar el lastrado de los tanques. Ya hemos hecho mención de que el Sistema de Achique va provisto de un eyector de sentina, que es una pieza de acero o fundición (Fig. 322). En las (Figs. 321 y. 32~) vemos su instalación con una vista general del sistema en funcionamiento. El C!rcUlto que se usa es el mismo de baldeo de cubierta y lleva para cada pocete de sentma .2 vál~ulas en cubierta, ~na para entrada de agua "A" y otra para salida "B". Su fu~c~onamIento .será: 1°) AVIsar a Máquina para que el baldeo a cubierta con presión sufI~ente lo aCCIonen. 2°) Cuando el agua circule en la línea de baldeo (se tiene abierta prevIamente una válvula en cubierta de este circuito). 3°) Abrimos la válvula "B" del eyec~or .(~escarga) y después poco a poco la entrada "A", con 10 que el agua entrará al prmcIpIO con mayor presión e inmediatamente veremos salir el chorro al exterior a través. de la vál~ula "B", el color negruzco o grisáceo, nos indica que el agua del pocete está sIendo achIcada. Cuando el agua salga como al principio, clara y espumante, los pocetes estarán secos; se manda parar baldeo, cerrando "A" y después "B". Este sistema se monta a veces en los pocetes de la Cámara de Máquina.

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FUNOONAMIENTO DEL SERVICIO DE SENTINA Seguimos de nuevo con el esquema de la (Fig. 323). El servicio de Sentina lo componen: a) 1 bomba de sentina (de pistones, también llamada alternativa). b) Un eyector de sentina. c) Una separadora de agua de sentina. d) Varias válvulas con mando "a distancia. El eyector descarga a la mar. La bomba puede descargar directamente a la mar, o a través de una separadora de sentina, por aquello de la polución; también puede descargar al Servicio de Lastre. La bomba y el eyector de sentina pueden aspirar del mar y del sistema principal de sentina. Este sistema principal está conectado a los siguientes espacios: a) Pocetes de sentina de la Cámara de Máquina. b) Pocete del Motor principal. c) Cofferdams del doblefondo. d) Túnel de Tuberías y e) Bodegas. Las aguas de sentina de bode&as, se conducen por un tubo común a través del túnel de tuberías (por la quilla de cajón), y las válvulas de los diferentes pocetes se manejan a distancia desde la Cámara de Máquina o bien se accionan directamente. Los órganos de accionamiento de las válvulas de Sentina y Lastre, van en la Cámara de Máquinas en el mismo panel de mando. La cubierta del espacio del servo, descarga por imbornal al pocete de sentina de popa de la Máquina. Los cofferdams de la Cámara de Máquina descargan en los pocetes mas cercanos. La cubierta de plataforma de dicha Cámara va provista de pocetes en todas las zonas que se necesiten y estan conectados a su vez con los situados en los techos de los tanques laterales, o sea los más bajos (Obsérvese la sección transversal de la Cámara de Máquina, en la parte alta y en el centro del esquema de la Fig. 323). Las tuberías de sentina de la parte de la chimenea salen a cubierta. Las cajas de cadena se achican mediante bombillos de mano y están conectadas entre sí. FUNCIONAMIENTO DEL SERVICIO DE CONTRAINCENDIO y BALDEO. Seguimos con la (Fig. 323). El servicio lo componen: a) 2 bombas de contraincendio centrifugas. b) 1 bomba de contraincendio de emergencia. Las bombas aspiran de una válvula de toma de mar y descargan a las tuberias del Servicio de Contraincendio de la Cámara de Máquina, y desde alli a las distintas instalaciones y a cubierta. . Las bombas de contra incendio suministran la presión de agua necesaria, que le son reglamentaria por una parte, y por la otra la necesaria para el funcionamiento del eyector de sentinas. También tienen un ramal que va a los escobenes para la limpieza de la cadena y anclas, mientras se vira en la maniobra de desfondeo. La bomba de contraincendio de emergencia está situada en el pique de proa lo mas baja posible. Aspira desde una caja de mar situada en el mismo pique y la válvula se acciona desde la cubierta, donde está colocado el motor de accionamiento de dicha bomba contraincendio de emergencia. Esta bomba descarga a la tubería contraincendio de la cubierta superior. Normalmente la presión en la tubería de contraincendio durante la operación de baldeo, es de 2 á 3 Kg/cm 2, pero se puede elevar en caso necesario hasta 20 Kg/cm 2• Las tomas estarán situadas estratégicamente y próximos a ellas estarán situadas cajas con mangueras y lanzaderas (niebla de baja), así como llaves de ajuste para el extremo

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de la manguera en su conexión a la toma (Fig. 320). Las bombas de contraincendio van situadas por debajo de la flotación en lastre y pueden efectuar el "Servicio de Lastre", aspirando de dichos tanques y descargando al mar o al contrario. En las (Figs. 320 y 323) tenemos esquemas del Servicio de Contraincendio, interconexionado con el de Lastre y con la línea de cubierta, en la 323 están todos los circuitos completos, y pronto los pondremos en funcionamiento. OPERACION DE LASTRADO EN UN MODERNO BUQUE BULKCARRIER En este bulkcarrier tenemos 5 tanques laterales altos (Tanques de ala) a babor y otros 5 a estribor; los piques de proa y popa; los tanques laterales bajos y doblefondos corridos, 1, 2, Y 3, babor y estribor, y los tanques laterales bajos 4 y 5, babor y estribor. Los tanques del doblefondo 4 y 5, babor y estribor, llevan combustible (fuel) y posteriormente se pueden lastrar con agua del mar. Vamos a suponer un viaje largo en lastre (bodegas de carga vacías), con el combustible al máximo de su capacidad, y necesitamos dejar al buque con un calado (hélice sumergida) y un asiento adecuado (buen gobierno), además de estabilidad correcta. Los bulkcarrier son buques de puente a popa, con todas sus instalaciones y Cámaras de Máquina, así que el buque vacío y con el combustible al máximo estará bastante apopado. Empezaremos por corregir este apopamiento, llenando por ejemplo a rebosar, el pique de proa y los tanques 1 babor y estribor. Lo haremos con las dos bombas de lastre autocebadas centrífugas "A" y "B". Tenemos la válvula de toma de mar abierta (macho de fondo), abrimos la válvula de paso 7, que deja pasar el agua del mar a través de la caja paralelepipédica o cónica (toma de mar) y la rejilla (filtro), hacia la aspiración de la bomba "A", cerramos la válvula 5, abrimos la 10 (descarga bomba) y cerramos la 15 y 9. También tenemos cerradas las 1, 2, 3, Y 4. Así tenemos conectada la descarga de la bomba "A" a través de la válvula 11 (abierta) y la 12 (cerrada) con la línea general de lastre que está instalada en el túnel de tuberías del doblefondo (quilla de cajón). Abriendo las válvulas de los tanques 1 babor y estribor y pique de proa, estamos listo para empezar a lastrar. La bomba "B" se conecta al circuito, abriéndole su admisión 8 y su descarga 13, con lo que tenemos a las dos bombas lastrando los tanques previstos. Observando los tanques, vemos que tienen "suspiros o respiraderos", para que el aire salga a medida que el agua entra en los mismos. Estos suspiros son unos tubos verticales conectados a los orificios que llevan los tanques en su parte alta o techo, y que se prolongan normalmente hasta la cubierta superior donde desaguan, y a través de los imbornales de la cubierta devuelven el agua al mar, indicando que el tanque está completamente lleno (en evitación de las Superficies Libres que disminuyen la estabilidad transversal del buque). Estos tubos en el trozo que sobresalen de la cubierta superior, son verticales y terminan como se puede ver en el esquema de la (Fig. 323) en cuello de cisne, o sea curvados hacia abajo de forma que la boca de descarga del "suspiro" está dirigida hacia la cubierta (con esto se evita que accidentalmente entre agua procedente del mar al tanque por el "suspiro;. Continuemos con el lastrado, rellenando los tanques 2 y 3, babor y estribor, del doblefondo, por "gravedad" y simultaneamente los laterales altos con bomba. Abriendo la válvula 9 y teniendo abierta la de cada par de tanques que vamos

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a lastrar, empezando por las de los 1 babor y estribor altos, podemos cerrar las válvulas de los tanques ya lastrados (Pique de proa y 1 Br. y Er. del doblefondo). En este disefio de Servicio, las tuberías de estos tanques de lastre, están instaladas en cubierta. Estamos lastrando los tanques altos por bombas y los del doblefondo por gravedad, para lo que en el circuito de lastre haremos lo siguiente: Una de las bombas de lastre la paramos, por ejemplo la "A", abrimos 7 y 5, conectamos con las tomas de mar la linea general de lastre del doblefondo, con lo que abriendo la válvula de los tanques 2 y 3, Br. y Er., se llenan por gravedad (principio de los vasos comunicantes y el nivel del mar esta mas alto que los tanques del doblefondo). Si durante estas operaciones de lastrado del buque, éste estuviera con asiento nulo o ligeramente apopado, también se puede ir llenando por gravedad el pique de popa. El circuito quedaría en las siguientes condiciones: La válvula 15 abierta y la 16 cerrada. OPERACIONES PARA EL DESLASTRE. Los tanques laterales altos no tienen servicio de deslastre a través de tuberías y bombas, en este tipo de bulkcarrier. Van dotados dichos tanques de desagües con válvulas manejadas por un volante desde cubierta, y deslastran directamente por el costado al exterior por gravedad, todos estos tanques en su extremo de popa llevan un tubo sonda con tapines roscados de cierre; mediante la sonda se mide la altura del liquido, y con este dato se entra en las tablas de calibración (se corrigen por asiento) y se obtiene el número de Toneladas que hay en su interior. Vamos a seguir deslastrando el resto de los tanques para lo que: La línea de lastre que va situada en el túnel de tuberías (en el doblefondo en la quilla de cajón), la conectamos con las aspiraciones de las bombas de lastre "A" y "B"; para lo que abrimos las valvulas 5 y 6 (aspiración bombas), cerrando las 7 y 8 (aspiración de la mar); para desconectar la descarga de las bombas con la mar, abrimos las válvulas 10 y 13, además de la 14, y cerramos las 11, 12 Y 15; finalmente abrimos las válvulas de los tanques que vayamos a deslastrar y ponemos en marcha las bombas; cada uno de los tanques del doblefondo, piques de proa y popa,- van provistos de sus respectivos tubos de sonda con tapines de cierre (en el esquema de la Fig. 323 el tubo sonda va sefialado con una línea vertical llena o de trazos terminado en su parte superior en el tapín, pequefio rectángulo). Estos buques en lastre siempre tienden a tener un exagerado asiento apopante por tener todos los Servicios a popa; por tanto los tubos de sonda y embudos de aspiración (en el esquema en forma de V), van en la parte de popa de los tanques y en las proximidades del plano de crujía (parte mas baja). Siguiendo con el deslastrado, tenemos, que los embudos de aspiración y llenado de los tanques laterales bajos 5 Br. y Er., que tienen servicio de tuberías directo, dichas tuberías van a un piano de válvulas en la Cámara de Máquina y se lastran y deslastran a través de las bombas. Los piques de proa y popa, resumiendo, se lastran y deslastran mediante las bombas (el pique de popa en algunos casos se puede lastrar por gravedad); los tanques del doblefondo se lastran y deslastran mediante bombas, además de lastrar por gravedad. El achique de los tanques del doblefondo, se hace mediante el servicio de sentina. Igualmente cuando se hace el achique diario de pocetes de sentina, se le da un repaso a los tanques del doblefondo de lastre que vayan vacíos, como es el caso

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cuando el buque va navegando a plena carga. Después de deslastrar los tanques del doblefondo, vamos a achicarlos totalmente con la bomba de pistones (alternativa) y el eyector, ambos pertenecientes al Servicio de Sentina. Como ya sabemos esta bomba tiene aspiración positiva (la aspiración está por debajo de los tanques de donde aspira), y el eyector teniendo presión de circulación de agua salada a su través, mediante la bomba de contraincendio, aspira también del circuito de achique. Vamos a poner el circuito de lastre en comunicación con estos dos elementos (bomba de pistón y eyector): Bombas de lastres paradas, la línea general lastre-deslastre que va por el túnel de tubería (en el doblefondo por la quilla de cajón), cerrando las válvulas 5, 6, 11 Y 16, queda wnectado con la aspiración de la bomba de pistones y eyector de sentinas; en estas condiciones para achicar de los 4 tanques número 5, basta con abrir sus válvulas respectivas. El deslastre del pique de popa, se hace abriendo la válvula 16, cerrando la 15, 11 Y 7, abriendo la 5 y 6 (aspiración bomba) y la 10 Y 13 (descarga bomba), así como la 14 de descarga al mar. El achique del pique de popa con eyector y bomba alternativa del servicio de sentina, se efectúa cerrando las válvulas 15 y 12, abriendo la 16 queda conectado al circuito de achique de sentina. Por necesidades posibles de reparación en Astilleros, el pique de popa (como se observa en la Fig. 323) tiene un espiche de vaciado total, y el desagüe lo hace al pocete de sentina más próximo. OPERACIONES PARA EL ACHIQUE DE SENTINA Seguimos con el esquema de (Fig. 323). En el túnel de tubería instalado en el doblefondo por la quilla de cajón, va una línea general de sentina, conectada con todos los pocetes, dos por cada bodega, a Br. y Er.; en la sección transversal situada en el centro y parte alta del esquema, se puede observar la posición de estos pocetes, en el interior del espacio del doblefondo. Los pocetes van provistos de campana de aspiración y válvula de cierre y retención (para que solo se pueda aspirar). Los pocetes de la bodega 5 tienen línea independiente de la general. El eyector de sentina puede aspirar del mar y de la línea principal de sentina, la descarga siempre al mar. La bomba alternativa o de pistones puede aspirar del mar y de la línea principal de sentina, sin embargo, puede descargar al mar directamente o a través de una separadora de agua sucia y contaminada, y también al sistema de lastre. El achique de todas las cubiertas de superestructuras y casetas del buque, se efectua a través de imbornales con rejillas de filtraje, desaguando a la cubierta superior (intemperie), donde van al mar por el costado a través de sus propios imbornales o grandes aberturas en la traca de amurada (faluchera). Todos los compartimientos, entrepuentes y cualquier zona del buque, por debajo de la cubierta_superior, que no tenga un servicio particular, tendrá un desagüe con su tubo, que irá al pocete de sentina mas próximo hacia donde resbalará el líquido por gravedad. En general los pocetes repartidos por el doblefondo del buque y conectados al servicio principal de sentina serán: a) Los pocetes de las bodegas, dos por cada bodega (Br. y Er.). b) El pocete del motor principal. c) Los cofferdams del doblefondo.

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CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

d) El túnel de tuberías. e) Los pocetes de la Cámara de Máquina. Todas las partes del buque en general, que no tengan servicio propio, ni comunicación con el exterior, estarán comunicados con estos pocetes y por gravedad descargarán sus líquidos en ellos. Todas las líneas de sentina van dotadas de válvulas de cierre y retención. La línea principal en el doblefondo observando la (Fig. 323), va dotada de dos válvulas con cierre manual. A través de las válvulas de retención 31, 32 Y 33, se achica de todos los pocetes de las bodegas, así como tambíen de los pocetes de la Cámara de Máquina, a través de la 30 y 38 (Br. y Er.), 28 "Caja de filtro" y 27 válvula de paso (Aspiración bomba de pistones). La descarga de la bomba al mar, se hace a través del separador de agua, abriendo las válvulas de paso 24 y 21, o cerrando la 24 y descargando por la 20. El eyector aspira del circuito de achique, desde el filtro de la bomba, válvula de paso 26 abierta y descarga por la 19 y 20, al mar. El pocete de sentina de la Cámara de Máquina de babor, tiene otra aspiración conectada a la bomba de pistones y al eyector. Estos pocetes llevan ""Cajas de fango" y una alarma para un determinado nivel de sonda. También y siguiendo con el circuito de achique de sentina, tenemos que, el eyector y la bomba de, pistones aspiran a través de las válvulas 28 y 37 de un pocete de la Cámara de Máquina, a través de la 36 de otro, de la 35 de otro igualmente, y finalmente del pocete de popa de la Cámara de Máquina, con caja de fango y nivel con alarma, a través de !p válvula 34. El eyector puede aspirar del mar a través de la válvula 26, y descargar por la 20. La bomba de sentina aspira de la toma de mar a través del filtro y de la 27, cerrando las válvulas 20, 19, 24, 26; abre la 25 y a través de la 12, descarga agua en el Servicio de Lastre del doblefondo. En una emergencia las bombas de lastre aspiran de la tubería del Servicio de Sentina. Para ello se cierran las válvulas 15 y 16, se abren las 12, 5 Y 6 (aspiración de las bombas), descargando por la 10 Y 13, Y al mar por la 14. El circuito de Achique lleva otra aspiración de emergencia, conectado a la bomba de circulación del motor principal o a una bomba independiente.

OPERACIONES DE CONTRAINCENDIO y BALDEO Siguiendo con la (Fig. 323). Este Servicio en el bulkcarrier que estamos estudiando, lleva dos bombas centrífugas la "C" y la "D", que aspiran de la toma de mar, mediante las válvulas de paso, 41 y 42, descargando a la tubería del Servicio de contraincendio de la Cámara de Máquina, mediante la válvula 40 y a las instalaciones de cubierta mediante la 43. A través de las 39, 17, 19 Y 20, le da presión de circulación de agua al eyector para que pueda aspirar por la 18, del servicio de achique de sentina. También vemos repartidas las válvulas de paso y cierre, con conexiones rápidas para mangueras, bien de baldeo o de contraincendio. Las válvulas 44 y 45 dan servicio a las zonas de proa o popa, de la cubierta del buque, cerrando o abriendo la línea general de baldeo y contraincendio de la cubierta. A través de las válvulas 47 y 48, tenemos agua de baldeo para las cadenas y anclas, cuando las viramos a bordo en la maniobra de fondeo. El Servicio de contraincendio tiene una bomba de emergencia independiente a proa, que está instalado lo mas baja

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posible y que aspira de una toma de mar de fondo y descarga en el circuito de contraincendio. En la parte alta derecha del esquema (Fig. 323), en la sección de proa, tenemos un bombillo manual que aspira del pocete de la caja de cadena para su achique. Con la bomba de contraincendio también se achica, porque en cuanto pasa agua a presión por el eyector, automáticamente éste aspira de la tubería principal de sentina, achicando. El servicio de lastre achica directamente en caso necesario, y el de contraincendio a través del eyector.

SERVICIO SANITARIO Observamos la (Fig. 324). Los componentes de este Servicio son los siguientes: a) 2 bombas hidróforas. b) 2 flltros. c) 1 calentador de agua. d) 1 generador de agua dulce. e) 2 tanques de agua dulce. O 1 tanque de aprovisionamiento de agua de alimentación. g) 1 lavabo en la Cámara de Máquina. h) 3 separadoras. i) 1 tanque de presión para separadoras. Las bombas del servicio son la "A" y "B", centrífugas hidróforas, una de ellas actúa automáticamente de reserva de la otra. Observando el circuito de tubería, vemos como estas bombas pueden aspirar de los dos tanques de agua dulce o del tanque de almacenamiento de agua de alimentación. Normalmente los dos tanques de agua dulce van situados en la prolongación de la cubierta del servo, por encima del pique de popa y contiguos el mamparo del prensa, van abarcando la manga de la sección en la zona, uno a Br. y otro a Er., separados por un pasillo de acceso a la Cámara del servo; la capacidad total de estos tanques, para un buque de 20.000 Tm. de Peso Muerto, es de unas 100 Tm. El tanque de almacenamiento de agua de alimentación va en el doblefondo, por delante y contiguo al pique de popa. Mas adelante veremos la situación de todos los tanques de la Cámara de Máquina. Las bombas hidróforas van en la planta de la tapa del doblefondo. El generador de agua dulce alimenta a ambos tanques A. D., pelO normalmente se cierra la válvula de paso de uno de ellos, y se mantiene abierta la del tanque, por donde, lateral y aproximadamente en 1/3 de su puntal, aspira la bomba hidrófora; también tiene aspiración por el fondo (bomba hidrófora es una bomba que se pone en marcha y para, de acuerdo con la presión hidráulica qll:e haya en el circuito). Si la producción de agua dulce es superior al consumo, el citado tanque de agua dulce (el que está en la cubierta del servo) se llenará y rebosará en el otro, que a su vez lo hará en el de almacenamiento que está en el doblefondo por delante del pique de popa. Las bombas hidróforas descargan a todos los puntos de consumo del buque, bien directamente o a través de calentadores de agua. La bomba hidrófora que esté fun' cionando, manda agua al tanque de expansión para refrigeración de motores, chumaceras, etc., y tiene además un retorno al tanque que está en la cubierta del servo, a través de un diafragma de estrangulación. Como emergencia una de las bombas puede aspirar del mar. Para evitar accidentes, en la tubería conectada a la toma de mar, lleva una doble brida (dos platos o superficies circulares con dos orificios en cada uno de ellos), si estos coinciden hay circulación de agua, en caso contrario no la hay, haría el efecto de una brida ciega. Las bridas con estos orificios se llaman "bridas en gafa", y están abiertas o cerradas según que los orificios coincidan o no. En el caso que por emergencia

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CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

se abra la de aspiración de la bomba, se cerrarán las dos doble bridas que hay entre las bombas, con lo que se obtienen dos sistemas independientes, uno con agua salada y otro con agua dulce. CON.JU!'-1fOORé5

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EQUIPOS y SERVICIOS DE UN BUQUE

En este caso el Sistema Sanitario manda agua dulce al Sistema de Alimentación (Servicio de Vapor), precisamente al tanque -de donde aspira la bomba de Alimentación de dicho Servicio. También manda agua dulce al Servicio de refrigeración del Motor Principal, auxiliares etc. Como en el servicio de agua fria dulce sanitaria (es la que en caso de emergencia puede ser salada), la conexión de refrigeración tiene que ser dulce, pues se hará a través del circuito de agua caliente. Este sistema tiene una bomba de circulación "D" para tener agua caliente siempre en la tubería de alimentación. INTERRUPTOR DE PRESION BO/'1BA

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Fig. 325. Servicio Sanitario con bomba tanque hidróforo.

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Fig. 324. Esquema del Servicio Sanitario.

Esquema de la (Fig. 325). En los buques pequeftos y otros no tan pequeftos de tiempos ya pasados, el agua de lavabos y otros sanitarios, llegaba a los puntos de consumo por gravedad, desde unos tanques que estaban lo mas alto posible, y se llenaban una o mas veces al día, a través de la bomba correspondiente. Modernamente el esquema es el de la Fig. arriba mencionada, que funciona por un sistema de bomba-tanque hidróforo. Este tanque es cilindrico de eje yertical que tiene las bases alta y baja en forma ligeramente esférica, contiene una cantidad de agua sobre la que actúa una presión de aire (7 kg. por cm 3), que ocupa su parte alta. Cuando los consumidores (lavabos etc.) toman agua del tanque, el nivel baja hasta llegar a un mínimo; en el que el prensostato arranca a la bomba hidrófora, que vuelve a restablecer el nivel de agua y la presión de aire (nivel máximo). Volveremos al esquema de la (Fig. 324). Los tanques de agua dulce van dotados de "suspiros" que terminan en la cubierta de toldilla, en cuello de cisne, para aireación y rebosamiento, también van provistos de tubo de llenado con tapín exterior de cierre. Para llenar los tanques de agua dulce y el de almacenamiento del doblefondo, con

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CONSTRUCCIÓN

N AVAL Y

SERVICIOS

agua procedente del exterior, se hace lo siguiente: a) Se abren los tapines roscados de llenado, de uno de los tanques, Br. o Er. que van en la cubierta superior de la toldilla, y se introduce la manguera (procedente de buque aljibe o de la toma de puerto). Si por ejemplo vamos a hacer agua por Br., abrimos la válvula 5 y 3, e irá directamente al tanque de almacenamiento, por sonda sabremos la cantidad que se carga en él (en la Fig. falta la línea de sonda). Una vez lleno se cierra la válvula 5, se cierra la 2, y por la línea de rebose mutua de los dos tanques, cuando se llene el de Br. sigue después Er.; tienen también una línea de rebose al tanque de almacenamiento. Toda esta operación la hace también el generador de agua dulce a través de su bomba "C"; de una manera o de la otra, ya tenemos el agua dulce en los tanques para ser utilizada, tanto en los de la cubierta del servo como en el doblefondo, intercomunicados entre ellos. Una de las bombas "A" o "B" mandan el agua dulce a los distintos puntos de consumo. A través del circuito de agua caliente, manda agua dulce al tanque de alimentación y al de refrigeración; en este circuito el flujo es continuo por la acción de la bomba de circulación "D". Las válvulas de paso con bridas dobles en gafa, 7 y 8, permiten usar la bomba "A" para agua salada; para lo que se abre el macho de fondo de la Caja de mar, la brida doble en gafa 9, y se cierran 7 y 8, y ya tenemos conectada el agua salada con los puntos de consumo. Para terminar con el servicio de agua dulce, vamos a describir brevemente el servicio de agua potable. Consta de un tanque de servicio diario situado a una altura conveniente (2 a cubierta) y en el interior del buque (evitación de filtraciones). Este tanque va provisto de un flotador, que cuando el nivel de agua desciende aproximadamente a 1/3 de' su puntal, pone en marcha una bomba eléctrica, que aspirando del tanque de almacenamiento de agua potable, repone el nivel en el de servicio diario, parando la bomba al alcanzarlo. El tanque o tanques de agua potable, lleva una capa de cemento, que va recubierta por lechada de cal, que se la hace circular por tanque y tubería del servicIo, dejándola 24 horas en reposo. El tanque es debidamente enjuagado después. Cuando haya alguna duda acerca de la pureza del agua del tanque, se le añade una cucharada de tintura de yodo por cada 250 litros que contenga. SERVICIO DE COMBUSTIBLE (TRASIEGO DE COMBUSTIBLE). Aquí vamos a estudiar el trasiego de combustible y en el siguiente Capítulo dedicado a los Servicios exclusivos de la Camara de máquina, lo completaremos con el Servicio de combustible. En las (Figs. 326, 327, 328, 329, 330, 331 y 332) tenemos una serie de vistas longitudinales, horizontales y transversales del buque, en la zona correspondiente a su Cámara de Máquina, para saber la ubicación de todos los tanques de servicio, así como todos los elementos relacionados con los mismos; y que habrá que consultar continuamente, con el ánimo de conseguir el debido enlace con los esquemas. En el esquema de la (Fig. 333) tenemos completo el circuito de trasiego de combustible. En todas estas Figs. seguimos teniendo como buque tipo, un moderno bulkcarrier de 20.000 Tm de Peso Muerto. Esta-parte del Servicio de Combustible que estamos estudiando, es el de Trasvase de combustible que consta de los siguientes elementos:

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EQUIPOS y SERVICIOS DE UN BUQUE

a) 6 Tanques d.e reserva de fuel-oil en el doblefondo (4 en el espacio de bodegas y 2 en el de Máquma), 3 a babor y 3 a estribor; 4 de ellos van contiguos y por delante del mamparo de subdivisión de la .Máquina (son tanques de combustible y lastre), y los ot~os dos van por la popa de dicho mamparo, por tanto debajo de la Cámara de Máquma y en su parte delantera o de mas a proa (son tanques solo de fuel-oil). Estos tanques pueden ser llenados desde el exterior, por la toma de combustible de cubierta (Fig. 333), y van dotados de tubos para la sonda y de suspiros. A través de un piano de válvula y bomba de trasvase se trasiega combustible donde convenga. b) Un tanque de fuel-oil (almacén), situado a la altura aproximada de la cámara del servo y a babor, contiguo y por delante del mamparo del prensa; está separado de los tanques de agua dulce (A.D.), que van por la popa del mamparo del prensa, por 'un cofferdam en evitación de filtraciones contaminantes y porque así está reglamentado (Figs. 326, 328, 329, 330 y 331). ' c) El tanque de Sedim~ntación y. Servicio Diario de Fuel-oil, van juntos, (Fig. 326 y detalles), ~ntre la cubierta supenor (techo) y la 2 a cubierta de plataforma (base del tanque), Situado por delante y contiguo del tanque de fuel (almacén), y por tanto a babor. El tanque de Servicio Diario tendrá una capacidad mínima de 36 horas de consum? .del ~o~or principal; el de Sedimentación tendrá el doble de la capacidad del de ServIcIo Dlano; supuesto un consumo del motor principal de 30 metros cúbicos diarios, la bomba de trasvase de 35 m 3/hora, tanque diario de fuel una capacidad de 50 m3, y Sedimentación 120 m3. v/sU -'<'AcU /'o/'''/

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Fig. 326. Bloque de popa, con la distribución longitudinal y vertical de los tanques de combustible, ac~ite yagua dulce.

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CONSTRUCCI6N N AVAL y S E RVICIOS

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Fig. 327. Planta doblefondo, detalle (a) de la Fig. 326. Distribución en dicha planta, longitudinal y transversal de los tanques de combustible, aceite y agua dulce.

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Fig. 328. Planta de la 3 a cubierta de plataforma, detalle (b) de la Fig. 326. Distribución sobre dicha planta, longitudinal y transversal, de los tanques de combustible, aceite yagua dulce.

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Fig. 333. Esquema de parte del Servicio de Combustible (en el Capo. siguiente lo veremos completo), en lo que concierne al trasvase entre los distintos buques.

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EQUIPOS y SERVICIOS DE UN BUQUE

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Fig. 329. Planta de la 2 a cubierta de plataforma, detalle (c) de la Fig. 326. Distribución sobre dicha planta, longitudinal y transversal, de los tanques de combustible, aceite yagua dulce.

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Fig. 330. Planta de la cubierta principal, detalle (d) de la Fig. 326. Distribución sobre dicha planta, que coincide con la del servo (o sea es léi misma cubierta), de los tanques de combustible, aceite yagua dulce, longitudinal y transversalmente.

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CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

EQUIPOS y SERVICIOS DE UN BUQUE

d) El motor principal y la caldera consumen fuel, pero los auxiliares diesel. El tanque almacén y de Servicio diario, van simétricamente situados con respecto a los de fuel, en el costado de estribor, (Figs. 326 y siguientes). El de almacén va provisto de tubos de llenado, sonda y suspiro; el de servicio diario solo de estos dos últimos. La capacidad de este tanque tendrá un mínimo de 10 horas del consumo del motor principal. La del tanque almacén según los servicios que se prevean para el buque, unos 15 ó 20 m 3. e) Dos bombas de trasvase, una para fuel y otra para diesel, que pueden ser del tipo "tornillo", aislándose los circuitos con doble brida. Su capacidad será de 20 veces el consumo máximo del motor principal, de unos 35 m 3/hora. f) Tanque de rebose de combustible. Su capacidad aproximada de 5 veces el consumo horario del motor, de 8 á 10m 3.

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Fig. 332. Sección transversal, detalle (O de la Fig. 326. Distribución sobre dicha sección vertical hacia proa, de los tanques de combustible, aceite y agua dulce.

g) Tanque de lodos para las separadoras. Su capacidad aproximada, 10 veces el consumo horario del motor, que se corresponde con la cantidad de lodo, que produce la separadora de combustible pesado, en un tiempo aproximado de 17 días; de 15 á 20 m 3. La bomba de lodos vacía dicho tanque en unas 10 horas. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE TRASVASE DE COMBUSTIBLE.

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Fig. 331. Sección transversal, detalle (e) de la Fig. 326. Distribución sobre dicha sección vertical hacia popa, de los tanques de combustible, aceite y agua dulce.

Esquema de la (Fig. 333). La bomba de trasvase de combustible pesado (fuel), aspira y descarga a través de una caja de válvulas que tiene conexiones con todos los tanques de fuel y con el de sedimentación. Por tanto la bomba de trasvase (o bombas) puede aspirar de cualquier tanque almacén (alto o bajo) y del de sedimentación, descargando a cualquiera de los tanques citados. La tubería de llenado de combustible pesado desde cubierta, penetra en la caja de válvulas, de forma que todos los tanques de combustible pueden llenarse a través de esta. La bomba de trasvase puede aspirar también del tanque de rebose de combustible, teniendo la posibilidad de descargar al mar, aunque la descarga va provista de brida ciega. El tanque de sedimentación se llena a través de rebose del tanque de servicio diario, y la separadora o depuradora de combustible, aspira del tanque de sedimentación y descarga al tanque de servicio diario. Para el vaciado del tanque de Servicio Diario, hay dispuestas JInas tuberías conexionadas con bridas dobles (en gafa), entre el tubo de salida del tanque de Servicio Diario y el tubo del tanque de Sedimentación. La capacidad de la separadora centrífuga no será inferior al consumo máximo del motor principal. El exceso de combustible tratado por la separadora retorna al tanque de sedimentación, por una tubería de rebose con mirilla del tanque de Servicio Diario.

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Esta tubería de rebose se dimensionará en función de la capacidad total de la separadora, que puede purificar combustible en forma continua, mientras el motor principal esté en servicio. La separadora va dotada de precalentadores. El lodo procedente de la separadora es conducido a un tanque de lodo, desde donde puede ser descargado al mar, después de calentarlo para poder manipularlo como fluido; naturalmente se usa bomba de tornillo. Para el vaciado del tanque de rebose de combustible, además del tubo de aspiración de la bomba de trasvase, se ha dispuesto un tubo de aspiración en la separadora. Veamos varias posibilidades de este Servicio, como ejemplo de funcionamiento: a) Tomar combustible en puerto. La manguera mediante acople se une a la toma de combustible del buque. A través de la caja de válvulas conectamos los tanques del doblefondo (D.F.) por pares (Br. y Er. para evitar escoras innecesarias). El llenado se controla con la sonda de cada tanque, y cuando van terminando cada par, se van cerrando sus válvulas poco a poco, y despegando las del par siguiente de tanques. Durante esta operación se taponan los imbornales de cubierta por si sale algún combustible por los suspiros, no vaya al mar contaminándolo. Después y terminado con el doblefondo, se llena el tanque almacén alto de fuel, abriendo la correspondiente válvula. b) La bomba de trasvase de engranaje tiene su propio circuito, que conecta su descarga con su aspiración, para evitar sobrepresiones en la tubería en caso de alguna avería. c) La separadora mediante su bomba centrífuga, aspira del tanque de sedimentación y descarga en el de Servicio Diario. De ese tanque aspiran las bombas de alimentación de combustible, del motor principal y caldera, mediante una válvula de tres pasos. El lodo de la separadora va a un tanque de lodo con calefacción, donde una bomba lo descarga al mar por el costado.

COMENT ARIOS GENERALES DE LOS SERVICIOS EN LOS BUQUES DE PESCA DE ACERO, HACIENDO REFERENCIA A LOS "CAPITULOS DE SERVICIOS" DE LOS REGLAMENTOS DE LAS COMPAÑIAS CLASIFI· CADORAS. Los Servicios que el Marino debe conocer de su buque son los siguientes: a) Esquema de Sentina y Lastre, b) Circuito de aireación, sonda y rebosamiento. c) Esquema de ventilación. d) Distribución de tanques de combustible, aceite yagua. e) Esquema de circulación y refrigeración de los motores. f) Circuito de aire. g) Circuito de lubricación.

Generalidades de los Servicios Pruebas de Tuberías: Se hará con 1,5 veces su presión de cálculo. Las de combustible líquido y calefacción de tanques, después de montadas a bordo, se probarán con una presión hidráulica de al menos 2 veces la de cálculo. Las tuberías de achique y lastre a la máxima de servicio. Protección de las Tuberías: En las tuberías del Servicio de agua salada (A.S.) de acero galvanizado, la velocidad de circulación no será superior a 3 m. por seg. y las de cobre a 2 m. por seg. El trazado y tendido de las tuberías se hace de forma, que no haya cambios bruscos en la sección ni en la orientación, ni haya estancamientos. La superficie interior de las tuberías es muy lisa (en evitación de pérdidas de cargas), especialmente en las juntas. Se aislarán para evitar la formación de hielos.

EQUIPOS y SERVICIOS DE UN BUQUE

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Válvulas y grifos: Irán colocados en lugares visibles y accesibles, para su maniobra, control y observación. En la Cámara de Máquina, Caldera y Túneles, se colocarán: a) Encima del piso, b) Si no es posible, en zona de fácil acceso. Las válvulas y grifos se cierran mediante volantes u otro sistema, rotando en el sentido de las agujas del reloj. Tanto el circuito como las válvulas llevarán rótulos que indiquen los aparatos y circuitos al que pertenecen. Tomas de Mar: Van fijadas directamente al forro, tanto para aspiración como para descarga; sobre cajas de acero adosadas al forro, sobre manguitos cortos soldados al mismo. La parte final del seccionamiento de la tubería es troncocónico, y se cierra mediante los llamados "Machos de Fondo", cuyo volante de maniobra estará por lo menos a 45 cm. de altura sobre el piso inferior, para comodidad de accionamiento. Los materiales son de acero. Las Tomas de Mar llevan rejillas de aspiración. El área de paso a través de ella, no será inferior, al doble de la sección total de todos los tubos de aspiración conectados a dicha Toma de mar. Los tomillos de fijación llevarán dispositivos de frenado y anticorrosión, llevarán un dispositivo de limpieza con aire comprimido o vapor; éste último es muy importante en el caso de navegación entre hielos. Las Tomas de mar llevarán zines de protección. Irán lejos de las turbulencias de la hélice y en la medida de lo posible, se evitarán las entradas de aire especialmente bajo el efecto de los movimientos del buque. Para evitar este aire en la aspiración, las tomas suelen ir situadas por debajo del Calado del Buque en Rosca. Tuberfa de Rebosamiento Este circuito evita sobrecargas en el tanque durante la operaCión de carga. Tendrán salida al exterior directamente cuando no sea contaminante sino a través de separadores. También tendrán salida a otro circuito preparado pr~cisa~ente para hacer un reciclaje del rebosamiento. Caso del circuito de trasvase de combustible estudiado anteriormente. En general y siguiendo con el tema podemos particularizar lo siguiente: a) En el caso de tanque de combutible, el rebosamiento se hará a otro tanque de capacidad apropiada. b) En el caso del tanque de Servicio diario se hace el rebosamiento al tanque de sedimentación. c) En la tubería de rebosamiento va un dispositivo de aviso o tanque de observación, para indicar que se ha alcanzado el nivel de llenado. Su diámetro interior no será mayor de 50 mm., se refiere naturalmente a la tubería de rebosamiento. d) En el caso que el compartimento sea llenado por bomba, la sección total de los tubos de rebosamiento, no será inferior a 1,25 veces la sección de los tubos de llenado.

Tuberías de Sonda Los extremos superiores de los tubos de sonda, acaban en general por encima de la Cubierta de Francobordo, con dispositivos eficaces de cierre. En Máquina y Túneles terminarán por encima del piso, en lugare~ accesibles, y con medios de cierre automático. Los tubos serán rectilíneos y tendrán--la menos curvatura posible, para el paso fácil de la sonda. Generalmente no atraviesan otros tanques, y si lo hacen serán cofferdams o tanques del mismo líquido. El diámetro interior de los tubos de sonda no será inferior a 32 mm. Llevan chapas dobles, en la vertical y por debajo de la terminación del tubo sonda, el piso del tanque. En otras instalaciones se llevan indicadores de nivel.

Capítulo X EQUIPOS Y SERVICIOS DE LAS INSTALACIONES DE LA PLANTA PROPULSORA DEL BUQUE Y SUS AUXILIARES.

Generalidades Vamos a estudiar todos los equipos y servicios de la planta de propulsión y auxiliares, enlazándolos con el Capítulo anterior. Bombas de los distintos Servicios y su manejo: En los esquemas hay ciertas bombas para las que se propone el arranque automático. Los impulsos de arranque se dan mediante un presostato que produce el arranque por baja presión. Cuando esto no puede producirse, se pone en marcha la bomba de reserva cuando la- de servicio se para. Los arrancadores situados en cada motor se suponen equipados con un selector con las posiciones "Servicio", "Parada" y "Reserva", de forma que al manipularlo se puede elegir en cualquier momento cual de las dos unidades estará en servicio y cual de reserva. Cuando una bomba de reserva se pone en marcha, la instalación de alarma dará la señal correspondiente. Para las bombas más importantes se dispondrá el arranque programado, el cual se pondrá en funcionamiento tras un apagón. Podrán utilizarse relés temporizados que irán situados en los arrancadores y se ajustarán de forma que las grandes bombas se pongan en marcha según un orden previamente establecido. Además, los arrancadores deben estar equipados con un relé temporizado que, después de la emergencia, retrase el arranque de la bomba de reserva de manera que la que previamente estuviera en servicio tenga tiempo de arrancar y subir la presión hasta que ésta sea la necesaria en el sistema. Las bombas que tienen arranque automático estando la reserva son las siguientes: Bomba

Impulso de arranque

Bomba pral. de agua salada de refrig. Bomba aux. de agua salada de refrig. Bomba pr~l. de agua dulce de refrig. Bomba de aceite lub. del motor pral. Bomba de aceite lub. del arbol de levas Bomba de aceite lub. de la turbosoplante

Baja presión " "

Parada de la bomba que estaba en servicio. 359

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CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

Bomba de agua de alimentación Baja presión Bomba de circulación de la caldera de gases de exhaustación. Parada de la bomba que estaba en servicio. Bomba hidrófora Baja presión Bomba de alimentación de combustible del motor principal Parada de la bomba que estaba en servicio. Bomba de refrigeración de inyectores Baja presión

. La bombas con arranque programado son las siguientes y el arranque se prodUCIrá en el orden que se indica: 1. Bomba principal de agua dulce de refrigeración. 2. Bomba auxiliar de agua salada de refrigeración. 3. Bomba principal de agua salada de refrigeración. 4. Bomba de aceite lub. del motor principal. 5. Bomba de alimentación de combustible del motor principal. 6. Bomba de refrigeración de inyectores. Bomba de aceite lub. del arbol de levas. Bomba de aceite lub. de turbosoplante. SISTEMA DE COMBUSTIBLE Ver esquema de la (Fig. 334). Componentes

En el siste~a ~e combustible se incluyen los siguientes componentes: 1 motor prmclpal 1 viscosfmetro 2 filtros para combustible 2 precalentado~es para .combustible del motor principal 2 bombas de ahmentac~ón de combustible a motor principal 1 contador de combustIble a motor principal 1 tanque de purgas 1 quemador para caldera de vapor 1 contador del combustible a la caldera de vapor 2 bombas para refrigeración de inyectoras 1 enfriador de inyectores . 3 motores auxiliares 1 contador para motores auxiliares 1 separadora de agua de sentina 1 bomba de trasvase para combustible pesado 1 bomba de trasvase para diesel-oil 1 separadora para combustible pesado 1 precalentador para la separadora de combustible pesado 1 separadora para diesel-oil 1 precalentador para la separadora de diesel-oil 1 bomba de lodos 1 tanque de reboses de combustible

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

361

tanq ue de lodos para las separadoras tanque de refrigeración de inyectores tanque de servicio diario de diesel-oil tanque de servicio diario de combustible pesado tanque de sedimentación de combustible pesado tanque almacén de diesel-oil (tanque alto) tanque almacén de combustible pesado (tanque alto) 6 tanques de combustible pesado (doble fondo) 1 caja de válvulas de 8 pasos Uuntos o en cajas separadas) Sistema de combustible del motor principal

Ver esquema de la (Fig. 334). Dispone de dos bombas de alimentación de combustible, una bomba en servicio y una bomba de reserva. Las bombas citadas están equipadas para su arranque automático en caso de parada de la que estuviera en marcha y se ha previsto el arranque programado de las bombas después de un fallo de corriente. . Las bombas de aJimentación de combustible aspiran del .tanque de servicio diario de combustible pesado o del de diesel-oil, y cualquiera que sea el tanque del que aspiren, lo harán a través de una válvula de 3 pasos. Después de esta válvula hay dispuesto un contador que indica el consumo total de combustible del motor principal. Las bombas de alimentación, que van unidas cada una a su filtro, descargan en dos precalentadores que están acoplados en serie. En estos se calentará el combustible hasta alcanzar la temperatura correcta y una válvula de regulación controlará la admisión de vapor a los calentadores. Después de los calentadores el combustible entra en un viscosimetro en el que se indica su viscosidad. Desde el viscosímetro el combustible es conducido a las bombas de alta del motor principal que nuevamente bombean el combustible a los cilindros. El retorno de las bombas de alta es conducido a un tanque de purgas y desde este tanque el combustible retoma alIado de aspiración de las bombas de alimentación de combustible, después del contador. Dentro del tanque de purgas hay una válvula de flotador que deja escapar el aire para su retorno al tanque de servicio diario de combustible pesado, pero que retiene el combustible. El tanque tiene by-passes para caso de emergencia. Para mantener la presión en el sistema de combustible, se ha dispuesto después del tanque de purgas una válvula de regulación mandada por un regulador de presión. En condiciones normales de servicio la presión se mantiene constante, pero al pararse el motor principal la válvula de regulación se abre automáticamente para reducir la presión de circulación. Mientras, el motor esté parado, es recomendable que el combustible circule por el sistema a fin de mantener la viscosidad adecuada. De esta forma el motor está siempre dispuesto para ponerse en marcha. Sistema de combustible para motores auxiliares

Los motores auxiliares se han supuesto para servicios con diesel-oil y el combustible conducido a las bombas de los motores a través de un contador que indica el consumo total de los motores diesel.

362

CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

Las bombas dispuestas en los motores llevan filtro de combustible incorporado. El nivel en el tanque de servicio diario debe estar a una altura tal que exista la presión suficiente en el combustible suministrado a los motores auxiliares. El nivel necesario es indicado por los suministradores.

Sistema de refrigeración de inyectores del motor principal El sistema de refrigeración de inyectores es independiente y el medio refrigerante es diesel-oil. Ver esquema de la (Fig. 334). Dispone este sistema de dos bombas de refrigeración de inyectores, una de ellas actuando como reserva de la otra. El arranque automático de la bomba de reserva se produce por baja presión y las bombas forman parte del programa para arranque después de un fallo de corriente. Las bombas tienen tubos de aspiración independientes con filtros desde el tanque de refrigeración de inyectores y descargan a través de los canales de refrigeración de las válvulas de inyección. El diesel-oil retorna al tanque a través de un enfriador. El tanque tiene tubo de llenado desde el tanque de servicio diario de diesel-oil y se vacia en el tanque de reboses de combustible. Hay además un tubo de rebose al mismo tanque.

Combustible para la caldera El quemador está conectado tanto al tanque de servicio diario de diesel-oil como al de combustible pesado y el combustible es suministrado a la caldera a través de un contador. La disposición debe ser tal que el combustible sea conducido a la bomba de combustible. En el esquema se ha supuesto que los filtros necesarios van montados dentro del quemador. Ver esquema de la (Fig. 334).

Sistema de trasvase Se han dispuesto dos bombas de trasvase, una para diesel-oil Y.otra para combustible pesado. Las bombas actuan una como de reserva de la otra y por lo tanto están conectadas al mismo tubo de aspiración y de descarga. Los sistemas se aislan mediante bridas dobles. Se ha dispuesto un tanque almacén de diesel-oil y un tanque de servicio diario de combustible pesado. La bomba de trasvase de diesel-oil aspira del tanque almacén y descarga al tanque de servicio diario. Normalmente no será necesario utilizar esta bomba, pues la separadora de diesel-oil tendrá la misma función. El tanque almacén de diesel-oil se llena directamente desde cubierta. Ver esquema de las (Figs. 333 y 334). La bomba de trasvase de combustible pesado aspira y descarga a través de una caja de válvulas de aspiración/descarga que tiene conexiones con todos los tanques de combustible pesado y con el tanque de sedimentación de combustible pesado. Por lo tanto las bombas de trasvase pueden aspirar de cualquier tanque almacén y del de sedimentación y descarga a cualquiera de los tanques citados. La tubería de llenado de combustible pesado desde cubierta penetra en la caja de válvulas de forma que todos los tanques de combustible pesado pueden llenarse a través de ésta, y además se ha previsto el llenado directo del tanque de servicio diario de combustible pesado. La disposición que se indica brinda también la posibilidad de

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

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aspirar combustible pesado desde cualquier tanque y descargarlo a cubierta si fuera necesario achicar alguno de los tanques. La bomba de trasvase de combustible pesado puede aspirar también del tanque de rebose de combustible y tiene además la posibilidad de descargar al mar a través de una válvula dispuesta en el costado del buque. Esta válvula está asegurada con una brida ciega. Para el vaciado de los tanques de servicio diario de combustible pesado y de diesel-oil hay dispuestas tuberías de conexión con bridas dobles entre el tubo de salida del tanque de servicio diario y los tubos de aspiración/llenado para el tanque almacén de diesel-oil y el tanque de sedimentación de combustible pesado respectivamente.

Disposición de separadoras. Las separadoras están equipadas cada una de ellas con su precalentador a vapor en el que la temperatura de salida del combustible es controlada mediante una válvula termostática situada en la tubería de admisión de vapor. El precalentador está conectado, por el lado del combustible, directamente a la separadora, sin válvulas ni by-pass. El precalentador está equipado de válvula de seguridad para cierre del lado del combustible. Ver esquema de las (Figs. 333 y 334). La separadora de diesel-oil aspira del tanque almacén de diesel-oil y descarga al tanque de servicio diario de diesel-oil. Si la separadora no se para cuando el tanque de servicio diario se llena, el diesel-oil retomará al tanque almacén por la tubería de rebose. La tubería de rebose dispone de mirilla. La separadora de combustible pesado aspira del tanque de sedimentación de combustible pesado y descarga al tanque de servicio diario de combustible pesado. La capacidad de la separadora de combustible pesado no debe ser inferior al consumo máximo del motor principal. La superproducción de aceite tratado por la separadora retorna al tanque de sedimentación por una tubería de rebose con mirilla entre el tanque de servicio diario y el tanque almacén. La tubería de rebose se dimensionará para la capacidad total de la separadora. La separadora de combustible pesado tratará combustible pesado de forma continua mientras el motor principal esté en servicio. Como reserva para la separadora de combustible pesado se utiliza la separadora de diesel-oil y por lo tanto ésta debe tener la misma capacidad que la separadora de combustible pesado. También los precalentadores deben ser iguales para ambas separadoras. Las conexiones entre las separadoras están normalmente cerradas con bridas dobles. El lodo procedente de las separadoras es conducido a un tanque de lodos y desde éste, el lodo puede ser descargado al mar después de ser calentado con un calentador a vapor. La bomba para esta descarga debe ser adecuada para bombear lodo procedente de las separadoras. Para el vaciado del tanque de reboses de combustible, además del tubo de aspi- . ración de la bomba de trasvase, se ha dispuesto un tubo de aspiración en la separadora de combustible pesado.

Dimensionado Cada una de las dos bombas de alimentación de combustible deberá tener como

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CONSTRUCCIÓN

N AVAL Y

S E RVICIOS

mínimo una capacidad igual a dos veces el consumo máximo del motor principal, y la capacidad de los filtros deberá ser análoga a las de las bombas de alimentación. Los dos precalentadores de combustible acoplados en serie deben ser de dimensiones tales que la temperatura del combustible después de los precalentadores se mantenga a 135°C con plena carga en el motor principal y con un grado de limpieza de los in tercambiadores de calor del 80%. A este respecto se supone que el combustible existente en el tanque de servicio diario se ha calentado a 60°C. Ver esquema de la (Fig. 334). Para evitar pérdidas de calor en el sistema de combustible, deberán estar bien aislados térmicamente los siguientes tubos y accesorios: Tanque de purgas. Tubería entre tanques de purgas y bomba de alimentación. Tubería entre dicha bomba y las de alta del motor principal. Precalentadores. Filtros. Viscosímetro. Tubería de retorno desde las bombas de alta al tanque de purgas. Se aislarán también los tubos de by-pass para el viscosímetro y los precalentadores. Tanto la presión y capacidad de las bombas de refrigeración de inyectores como los enfriadores de inyectores se dimensionarán de forma que las temperaturas de entrada y salida recomendadas por el fabricante del motor pueden mantenerse. La cap<.lcidad de la separadora de combustible pesado será como mínimo 25% superior al consumo máximo de motor principal. La capacidad se establecerá la base de un combusÚble con viscosidad 3.500 seco R.1. a 100° F. La separadora de diesel-oil tendrá la misma capacidad y demás características que la separadora de combustible pesado. La bomba de trasvase de combustible pesado estará dimensionada para aproximadamente 20 veces el consumo máximo de combustible del motor principal, y la de la bomba de trasvase para diesel-oil será aproximadamente dos veces el consumo del motor principal. Al proyectar la instalación se tendrá en cuenta que las siguientes bombas sean idénticas: 2 bombas de alimentación de combustible del motor principal 2 bombas de refrigeración de inyectores. 1 bomba de trasvase de diesel-oil.

Tanques La capacidad de los tanques almacén se ajustará según la ruta que el buque haya de cubrir y demás circunstancias que puedan ser favorables para el servicio del buque. Esquema de las (Figs. 333 y 334). Los demás tanques se dimensionarán para las siguientes condiciones: Tanque de servicio diario de combustible pesado: Min. 36 horas de consumo del motor principal. Tanque de sedimentación de combustible pesado: Aproximadamente el doble del volumen del tanque de servicio diario de combustible pesado (o mayor si se considera práctico).

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

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Tanque de servicio diario de diesel-oil: Min. lO horas de consumo del motor principal. Tanque de refrigeración de inyectores: Aprox. 1,5 m 3 para motores de menos de 10.000 HP. Aprox. 2,5 m 3 para motores entre 10.000 y 18.000 HP. Aprox. 3,5 m 3 para motores entre 18.000 y 26.000 HP. Aprox. 4,5 m 3 para motores de más de 26.000 HP. Tanque de reboses de combustible: Aprox. 5 veces el consumo horario del motor. Tanque de lodos para separadores: Para motores que consuman combustible pesado con viscosidad aproximada de 3.500 seco Red. 1, aproximadamente 10 veces el consumo horario del motor, que corresponde a la cantidad del lodo que producirá la separadora de combustible pesado en el transcurso de aprox. 17 días con un contenido de lodo en el combustible pesado de aprox. 2,5%. La bomba de lodos se dimensionará de forma que pueda vaciar el tanque en el espacio de aproximadamente 10 h()ras. Tanque de purgas: Aprox. 0,3 m 3 para motores de más de 10.000 HP. Aprox. 0,15 m 3 para motores de menos de 10.000 HP. El tanque se dimensionará para la presión de la bomba de alimentación del motor. SISTEMA DE ACEITE LUBRICANTE Ver esquema de la (Fig. 335).

Componentes En el sistema de aceite lubricante se incluyen los siguientes componentes: 1 Motor principal con turbosoplante 1 chumacera de empuje 3 motores auxiliares con enfriadores de aceite 2 bombas de aceite lubricante para el motor principal 2 filtros de aceite lubricante para el motor principal 2 enfriadores de aceite 1 separadora de aceite lubricante 1 precalentador para la separadora 1 tanque de aceite lubricante para el motor principal I tanque almacén para aceite de alta densidad para auxiliares 1 tanque almacén para aceite "limpio" 1 tanque almacén para aceite "sucio" 1 tanque de reserva para aceite del sistema de lubricación 1 tanque almacén para aceite de cilindros I tanque de servicio diario para aceite de cilindros 1 tanque de nivel para lubricación de camisas I tanque de reboses para aceite lubricante 2 tanques portátiles

CONSTRU CCION NAVAL y S ERVICIOS

366

Si el motor principal tiene sistema independiente de lubricación para el arbol de levas, se dispondrá el siguiente equipo adicional: 2 bombas de aceite lubricante para arbol de levas 2 filtros de aceite lubricante 1 tanque de aceite lubricante Si el motor principal tiene turbosoplante con cojinetes deslizantes, se dispondrá el siguiente equipo adicional: 2 bombas de aceite lubricante para turbosoplante 2 filtros finos para aceite lubricante 1 enfriador de aceite lubricante 1 tanque colector de aceite lubricante de turbosoplante 1 tanque de gravedad para aceite lubricante 1 tanque almacén para aceite lubricante de la turbina

Sistema de aceite lubricante del motor principal El sistema de aceite lubricante tiene dos bombas de aceite iguales, y una de ellas actúa automáticamente como reserva de la otra. Las bombas de este sistema están comprendidas en el programa de arranque después de fallo de la corriente. Como bombas de aceite lubricante se han previsto bombas de tornillo autocebadas con depresión regulable para el lado de la aspiración a fin de limitar la presión máxima. Las bombas aspiran del tanque de aceite del sistema situado debajo del motor principal y descargan a los filtros de aceite lubricante que hay situados después de las bombas. Un filtro en servicio y un filtro como reserva. En ciertos casos sería una solución satisfactoria instalar 3 bombas de aceite lubricante, de las cuales dos estarían en servicio mientras la tercera permanece como de reserva automática. También puede ser conveniente utilizar varios filtros. En tal caso deberá haber un filtro más de los requeridos para cubrir la capacidad necesaria. Entonces un filtro puede limpiarse mientras que los restantes están prestando servicio. Desde el filtro el aceite lubricante pasa a los dos enfriadores de aceite acoplados en paralelo. Después de los enfriadores el aceite pasa por una válvula de regulación de paso triple que mantiene constante la temperatura del aceite en el motor principal al mezclar aceite frío procedente del enfriador con aceite caliente procedente del by-pass. Posteriormente el aceite entra en el motor principal, donde el aceite del sistema una vez enfriados los pistones se divide en dos circuitos. Un circuito se destina directamente a la refrigeración de pistones y después de haber pasado por los pistones circula a través de una mirilla y retorna al tanque de aceite del sistema. En el retorno de cada pistón hay un termómetro que permite la lectura de la temperatura del aceite. El otro circuito de aceite lubricante se destina, a través de una válvula reductora a los siguientes puntos de lubricación: • cojinetes de bancada • cojinetes de biela • cojinetes de cruceta • cadena con rueda y tensores • chumacera de empuje (arbol de levas, si éste es lubricado por el sistema de aceite lubricante del motor principal)

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

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Después de haber pasado por los cojinetes, el aceite lubricante se recoge en el colector del doble fondo de donde es conducido al tanque de aceite del sistema en una tubería común con el aceite de refrigeración de pistones. Al colocar los filtros de aceite lubricante después de la bomba debe cuidarse que no haya suciedad en el sistema que pueda dafiar las bombas:> lo cual es particularmente importante al poner en servicio el sistema en un buque nuevo. Para evitar que las bombas se averíen, se recomienda colocar un filtro fino antes de las bombas con anterioridad a la puesta en servicio de la instalación y este filtro fino debe colocarse en una tubería antes de que el buque salga del astillero después de terminadas las pruebas de mar. En el lado del aceite del enfriador de aceite se han dibujado unas válvulas con acoplamiento rápido para mangueras. Estas conexiones pueden utilizarse para la limpieza de los enfriadores con productos químiCoS y se supone que se ha previsto tal instalación a bordo. Esta instalación de limpieza se combina con la limpieza de otros precalentadores existentes a bordo. Las piezas menores de máquinas pueden limpiarse por inmersión en el tanque de limpieza.

Sistema de aceite lubricante de motores auxiliares Los motores auxiliares están equipados con un sistema de aceite lubricante independiente para cada motor. La bomba de aceite lubricante es accionada directamente por el motor auxiliar y el enfriador de aceite se supone también incorporado a los motores auxiliares. En el esquema hemos indicado una válvula de paso triple para regulación automática de la temperatura del motor. Con ello se simplificará considerablemente el servicio de los motores auxiliares y, en el caso de que el buque tenga servicio de cámara de máquina sin guardia, tal disposición es necesaria. Además de lo que se indica en el esquema, ordinariamente es necesario bombear el aceite lubricante por todo el sistema con un bombillo de mano antes del arranque, si el motor ha estado mucho tiempo sin funcionar. En caso de que el motor auxiliar tenga arranque automático, se supone que estará provisto del prebombeo necesario automático. Lo que se requiere para este equipo depende del tipo de motor y deberán aprovecharse las recomendaciones de los fabricantes de los motores.

Sistema de aceite lubricante para el arbol de levas (Para motores con lubricación independiente del arbol de levas). El sistema de aceite lubricante para el arbol de levas tiene dos bombas de aceite, ·de las cuales una actúa como reserva automática de la otra. Las bombas están comprendidas en el programa para arranque después de fallo de corriente. Para este servicio se han previsto bombas de tornillo autocebadas con válvula de retención incorporada en el lado de aspiración de la bomba. Las bombas tienen tubos independientes de aspiración desde el tanque y filtro montado en el lado de descarga. Las bombas descargan al sistema de aceite lubricante para el arbol de levas y después de los puntos de lubricación retorna el tanque de retorno. El aceite lubricante para el arbol de levas sucesivamente se mezclará con combustible y por tanto puede cam~iarse regularrriente. El aceite se vacia pues al tanque

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C O NSTRUCCI6 N NAVAL y SERVICIOS

de reboses de aceite lubricante y el aceite nuevo se vacia directamente desde la tubería de aceite del sistema del motor principal.

Sistema de aceite lubricante para turbosoplante (Para motores que tienen turbosoplante con cojinetes deslizantes) El sistema de aceite. lubricante para turbosoplante tiene dos bombas iguales, una de las cuales actúa de reserva automática de la otra. Las bombas están comprendidas en el programa para arranque después de fallo de la corriente. Como tales bombas se ha ,previsto el uso de bombas de tornillos autocebadas con válvula de sobrecarga regulable en el lado de aspiración de la bomba. Las bombas aspiran directamente desde el tanque de retorno mediante tubos independientes y descargan al enfriador de aceite a través del filtro de aceite lubricante. Desde el enfriador el aceite pasa al tanque de gravedad. Desde este el aceite llega a los cojinetes de las turbosoplantes y vuelve luego al tanque de retorno. Después de cada cojinete hay dispuesta una mirilla para poder controlar si los cojinetes reciben una cantidad de aceite adecuada. La capacidad de las bombas será tal que suministren más aceite que el máximo que haya de circular por los cojinetes de las turbosoplantes. El tanque de gravedad por tanto deberá estar siempre lleno y parte del aceite pasará por el tubo de rebose para volver al tanque de retorno a través de una mirilla. De esta forma se advierte si el nivel del tanque de gravedad desciende por debajo de la salida del tubo de rebose. Para el relleno de aceite de turbos en el tanque de retorno hay un tubo de llenado desde el tanque almacén de aceite de turbina. Las turbosoplantes con cojinetes de rodillos tienen sistema de lubricación incorporado en cada cojinete y por lo tanto no requieren la instalación de lubricación de cojinetes que se indica.

Separadora de aceite lubricante La separadora para aceite lubricante se representa con precalentador a vapor. Este está acoplado directamente a la separadora sin válvula ni tubo de by-pass. Ver (Fig. 335). La separadora puede aspirar de o descargar a los siguientes lugares: a) Tanque de aceite del sistema del motor principal. b) Tanque de reserva de aceite del sistema. c) Tanque almacén para el aceite del sistema, sucio. d) Motores auxiliares. También se ha dispuesto la posibilidad de purificación del aceite de los motores auxiliares, pero si se utiliza aceite de alta densidad, los aditivos que haya en el aceite se separarán. La instalación de tubería está por lo tanto concebida de forma que el aceite lubricante procedente de los motores auxiliares pueda vaciarse en el tanque de reboses de aceite lubricante y el aceite nuevo se llene desde el tanque almacén, para aceite de alta densidad. El tubo de descarga que va desde la separadora al motor auxiliar puede ocasionalmente cerrarse si los motores auxiliares solamente hubieran de utilizar aceite de alta densidad. Como reserva existe la tubería de conexión con la separadora de diesel-oil a través de brida doble. La finalidad de esta conexión es que la separadora de diesel-oil

L Y SERVICIOS

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Fig. 334. Servicio de Combustible.

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

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pueda utilizarse como reserva de la separadora de aceite lubricante cuando esta se encuentre fuera de servicio. (La separadora de diesel-oil actuará también como reserva de la de combustible pesado. Véase la descripción dada en el apartado correspondiente al esquema de combustible). Tub~r[as

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de conexiones diversas

Ver esquema de la (Fig. 335). Hay una tubería de llenado desde cubierta para el relleno de aceite det sistema en el tanque de almacén correspondiente y desde este el aceite puede descender al tanque de aceite del sistema que hay debajo del motor principal. Los tanques almacén para aceite de alta densidad, aceite para cilindros y aceite para turbinas tiene también tubos de llenado independientes. Además se ha dispuesto un tubo desde el lado de descarga de las bombas de aceite lubricante del motor principal al tubo de llenado desde cubierta para el sistema de lubricación de forma que el aceite pueda descargarse a cubierta desde los tanques siguientes: a) Tanque de aceite del sistema para el motor principal. b) Tanque de reserva de aceite del sistema . . c) Tanque almacén para el aceite del sistema "sucio". d) Tanque almacén para aceite del sistema "limpio". (Esta posibilidad no se utilizará normalmente). Además se han dispuesto grifos de vaciado pa::-a el aceite del sistema y el aceite de cilindros. La separadora puede también utilizarse para calentar el aceite lubricante de los tanques del sistema para el motor principal si estos están demasiado fríos para que las bombas de aceite lubricante puedan funcionar satisfactoriamente. La separadora aspira del tanque del sistema y después de que el aceite lubricante ha pasado el precalentador y la separadora es conducido de nuevo al tanque del sistema.

Sistema de lubricación de la bocina Ver esquema de la (Fig. 335) en el detalle superior izquierda. Si la bocina está equipada con cojinetes lubricados con aceite se dispone un tanque de nivel que se situará a una altura determinada sobre la línea de flotación de acuerdo con las instrucciones del suministrador. Desde el tanque se instala un tubo hasta el extremo de proa de la bocina. Desde la parte superior de la bocina en el extremo de proa se instala un atmosférico con cuello de cisne más alto que el tanque de presión. En el borde inferior se dispone liI1 tubo de drenaje que sirve para tomar muestras de aceite y vaciar la bocina. Como las muestras deben tomarse del extremo de popa de la bocina (penetrando a veces agua por ~quí), se' instala un tubo interior desde el extremo de popa del cojinete de popa de la bocina hasta la válvula de drenaje del extremo de proa de la bocina. Para el llenado de la bocina se ha montado una válvula en el tubo de descarga procedente del tanque. El tanque se rellena a mano y se ha dispuesto un orificio de desaireación en el tapón de llenado.

Tubos de drenaje Debajo de todas las bombas, filtros, etc., y delante de los tanques en válvulas y

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

370

registros, etc., se han dispuesto bandejas para recoger el aceite que pueda gotear. Desde las bandejas de goteo se lleva un tubo hasta el tanque de rebose. Los tubos de drenaje disponen de válvulas de retención para evitar que el áceite vuelva a las bandejas situadas a bajo nivel cuando el tanque de reboses está lleno. Si los tubos de drenaje de diferentes cubiertas se llevan a uno común, deben igualmente equiparse con válvulas de retención antes de su conexión común. El drenaje de aceite lubricante de los motores principal y auxiliares se conduce también al tanque de reboses de aceite lubricante.

Dimensionado Ver esquema de la (Fig. 335). La capacidad de las bombas de aceite lubricante del motor principal, arbol de levas y turbosoplantes será dada por los fabricantes del motor, pero las presiones de tuberías, enfriadores, filtros, accesorios, etc., deberán calcularse para prevenir que no sean excesivas. Para el filtraje del aceite lubricante pudiera ser conveniente extraer parte del aceite lubricante después de las bombas del motor principal y conducirlo a través de un filtro y de nuevo al tanque d~ aceite del sistema. La cantidad de aceite puede estimarse en aproximadamente el 100/0 del consumo del motor y en tal caso las bombas de aceite lubricante deben tener una capacidad suficiente también para cubrir el que circula a través de los filtros. Al dimensionar los motores eléctricos para las bombas de tornillo de aceite lubricante debe tenerse en cuenta que la viscosidad del aceite aumentará cuando el aceite esté frío. Por lo tanto, los motores deben dimensionarse de forma que no se sobrecarguen cuando se arranquen las bombas con aceite frío. La capacidad y tipo de la separadora deben coincidir con las de las separadoras de diesel-oil y de combustible pesado. Los tanques deben colocarse en la cámara de máquina de tal forma que el aceite pueda alcanzar los diferentes consumidores con ·una sencilla distribución de tubos y economizando bombas, etc.

Tanques Propuesta de capacidades para tanques de aceite lubricante: Tanque

Volumen

División de la escala

Tanque almacén aceite AD.

Mitad del consumo anual normal.

en 100 l.

Tanque almacén aceite cilindros.

Mitad del consumo anual normal.

en 100 1.

Tanque almacén aceite turbinas.

Mitad del consumo anual normal.

en 100 1.

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

371

Volumen

Di visión de la escala

Tanque

Tanque D.F. de aceite del sistema.

Aprox. 1/7 de la capacidad de las bombas principales de aceite. El tanque estará lleno en servicio 3/4.

Tanque almacén aceite limpio.

Aprox. 1/ 1O de la capacidad de la bomba pral. de aceite lubricante.

en 100 1.

Tanque almacén aceite sucio.

Aprox. 1/10 de la capacidad de la bomba pral. de aceite lubricante.

en 100 1.

Tanque reserva D.F. aceite del sistema.

Aprox. 1/10 de la capacidad de la bomba pral. de aceite lubricante.

Tanque serv. diario aceite cilindros.

36 horas de servicio normal.

Tanque reboses aceite lub.

1 semana de pérdida normal desde los presas-estopas de pistones.

Tanque aceite lub. arbol de levas.

A facilitar por el fabricante.

Tanque retorno aceite turbinas.

A facilitar por el fabricante.

Tanque de gravedad aceite turbinas.

A facilitar por el fabricante.

Tanque a presión aceite bocina.

200 litros.

en 5 1.

Las. escal~ que van junto a las mirillas se dividirán con marcas en forma de columnas haCIa arrIba.

CONSTRUCCIÓN

372

N AVAL Y

SERVICIOS

SISTEMA DE AIRE DE ARRANQUE Ver esquema de la (Fig. 336).

Componentes 1 3 2 1 1 2 1 2

motor principal motores auxiliares compresores principales compresor de emergencia separadora de agua aceitosa tanques de aire de arranque botella de aire de arranque dispositivos de limpieza y secado

Instalación de compresores y tanques Se montan dos compresores de igual tamaño que descargan a una separadora de aceite yagua. Entre el separador y el compresor va montada una válvula de retención de primera calidad. Después del separador de agua y aceite el aire es conducido mediante tuberías de presión individuales a los tanques de aire de arranque. Estas conducciones de entrada están provistas de una válvula de seguridad que se abrirá si la presión aumenta demasiado. Además de montar estas válvulas de seguridad, cada tanque de aire de arranque debe equiparse con un tapón fusible. Además los tanques aparecen con dos salidas de drenaje. Si los tanques de aire de arranque se colocan verticalmente o con una marcada inclinación hacia un extremo es suficiente un drenaje en el punto más bajo. Desde los tanques de aire de arranque el tubo llega hasta la válvula de arranque del motor principal y otro tubo independiente es conducido a los 3 motores auxiliares. Para hacer posible el arranque del "buque fuera de servicio" se ha montado un compresor de emergencia que descarga a una botella de aire de arranque. Desde ésta salen conexiones para el tubo de aire de arranque de los motores auxiliares. Desde los tanques de aire de arranque se ha instalado un tubo separado hasta el tifón situado en la chimenea en cumplimiento de las reglas de la Inspección de Buques.

Aire para servicios Para aire de servicios e instrumentos hay una salida separada desde los tanques de aire de arranque. La presión del aire para servicios se disminuye en una válvula reductora a 7,5 kp/cm 2• Después de la válvula reductora va montada una válvula de seguridad. El aire para servicios es circulado por todo el buque hasta todos los puntos en que pueda ser necesario su uso. Las válvulas para aire de servicios están equipadas con acoplamientos rápidos para mangueras y estos accesorios deben ser de primera calidad para evitar--grandes pérdidas de aire.

Aire para instrumentos Para buques con instrumentos neumáticos y equipo de regulación se montan

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

373

dos dispositivos de limpieza y secado de aire para instrumentos. Una de estas instalaciones actuará como reserva de la otra. La presión del aire se reduce a 7 kp/cm 2 antes de entrar en el dispositivo de limpieza. Desde aquí el aire es conducido a un circuito situado debajo de una plataforma en torno al motor principal. Desde este circuito se toma el aire a través de válvulas reductoras colocadas "in situ" en cada diferente consumidor. En cuanto sea posible la presión del aire para instrumentos deberá ser de 20 psi (1,4 kp/cm 2). Ver esquema de la (Fig. 336).

Dimensionado La capacidad de los tanques y compresores de aire de arranque se determina en las reglas de clasificación. Tanto la capacidad del sistema de aire para servicios como la del de instrumentos deben ser adecuadas al equipo del buque. La botella de aire de arranque se dimensiona para permitir el arranque de un motor auxiliar 6 veces. Si el buque tiene un consumo muy elevado de aire para servicios debe aconsejarse instalar un compresor de aire para servicios independiente. Esto se recomienda particularmente cuando el suministro de energía eléctrica se produce desde grupos electrógenos con motores diesel. SISTEMA DE AGUA DE REFRIGERACION Ver esquema de la (Fig. 337).

Componentes· En el sistema de agua de refrigeración se incluyen los siguientes componentes: 1 motor principal con enfriadores de aire . 3 motores auxiliares con enfriadores de aceite lubricante 2 bombas de agua salada de refrigeración (centrífugas) 2 bombas de agua dulce de refrigeración " 2 bombas auxiliares de agua salada de refrig. 1 bomba eyectora para generador de agua dulce " 1 generador de agua dulce 2 enfriadores de aceite lubricante para motor principal 2 enfriadores de agua dulce para motores principal y auxiliares 1 enfriador de inyectoras del motor principal 2 compresores de aire de arranque 2 chumaceras de apoyo 1 tanque de inspección 1 condensador de pérdidas de vapor para caldera de gases de exhaustación 3 enfriadores para gambuza refrigerada 1 enfriador para aire acondicionado l' tanque de expansión para agua dulce 2 filtros de tomas de mar 1 válvula de regulación de temperatura de agua dulce

Sistema principal de agua salada de refrigeración El sistema de agua salada de refrigeración tiene dos bombas iguales, una de las cuales actúa como reserva de la otra automáticamente. Las bombas están com-

J CONSTRUCCIÓN

N A V AL Y

SERVICIOS

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

375

374

prendidas en el programa para arranque después de fallo de la corriente. Las bombas aspiran de la toma común de mar, o de una caja de mar en el doble fondo de una aspiración elevada en el costado del buque por debajo de la línea de flotación del buque en rosca. Para conseguir tanta agua fría como sea posible para los condensadores del generador de agua dulce, el agua de mar se conduce primeramente a estos. Como solamente parte del agua pasará por el generador de agua dulce, la cantidad se regula estrangulando en la válvula de by-pass hasta que se consigue la diferencia de temperatura adecuada. Desde el generador de agua dulce el agua es conducida a los enfriadores de aire del motor principal. Estos están dimensionados de forma que el caudal total de agua salada pase por ellos. Desde los enfriadores de aire todo el caudal de agua de refrigeración va primero a los enfriadores de aceite lubricante y luego a los enfriadores de agua dulce antes de ser descargado al mar. Al fm de poder regular la temperatura del agua salada dentro de los enfriadores de aire hay una tubería de retorno desde el tubo que hay después de los enfriadores de agua dulce alIado de aspiración de las bombas. Si la temperatura del agua salada desciende tanto que haya peligro de que se forme rocío en los enfriadores de aire, una parte del agua salada de refrigeración se recircula manualmente mediante una válvula dispuesta en el tubo de by-pass de la bomba más inmediata al mismo tiempo Que se estrangula la válvula de descarga al mar hasta que alcanza la temperatura deseada. Como se deduce del esquema, se propone dos enfriadores de aceite lubricante y dos de agua dulce. Se ha hecho así por razones de seguridad, ya que la maquinaria principal y auxiliar en caso de limpieza o de avería de un enfriador puede funcionar con el otro enfriador, con lo que se reducen los riesgos. Los efectos que puedan reducirse dependen de la temperatura del agua salada. Los enfriadores están acoplados en paralelo y cualquiera de ellos prestará servicio individualmente cuando un enfriador sea desacoplado. Cuando uno de los intercambiadores de calor se cierra, la presión aumenta. La bomba centrífuga por lo tanto trabajará a una presión superior y debido a sus características su capacidad se reducirá. En el enfriador que se supone en servicio aumentará entretanto la velocidad y habrá gran peligro de que se pro duzca cavitación en los tubos del enfriador. Por ello es necesario reducir al mínimo la posibilidad de que se dé esta condición en servicio. Debido a la mayor seguridad que se consigue con el empleo de los enfriadores para aceite lubricante yagua dulce no se ha dispuesto refrigeración de emergencia del sistema de agua dulce con agua de mar.

Sistema de agua dulce de refrigeración El sistema de agua dulce de refrigeración tiene dos bombas iguales, de las cuales una actúa como reserva automática de la otra. Las bombas están comprendidas en el programa para arranque después de fallo de la corriente. Las bombas aspiran de los motores principal y auxiliares y descargan primero al generador de agua dulce. Como solo una parte del agua pasa por el generador de agua dulce, el caudal se regulará estrangulando válvulas de by-pass hasta conseguir la diferencia de temperatura adecuada.

Desde e~ generador de agua dulce, ésta se conduce a los enfriadores de agua dulce .. Los enfrIadores están acoplados en paralelo y en la salida de los enfriadores hay sItuada una válvula mezcladora termostática de paso triple que se encargará de I?antener constante la temperatura del agua dentro de los motores principal y auxlhares. . Después ~e que el agua ha pasado por los motores, retoma a los tubos nuevamente y .es conduc~da al lado de aspiración de las bombas. Para mantener una presión estátIca en el sIstema de agua dulce, que es superior a la presión del agua salada se ha conectado ~l.tubo de aspiración de la bomba un tanque de expansión y presió~ a una altu~a sufICIente. Al tanque se le ha acoplado también un tubo para agua procedente sIstema de agua dulce. El agua de relleno se toma de la instalación hidrófora. Para calentar el motor principal cuando está parado, se han dispuesto válvulas de. fo~ma que el agua dulce de los motores auxiliares pueda circularse por el motor prmclpal antes de entrar en el lado de aspiración de la bomba. Además, antes del motor hay una conexión con el sistema de vapor para que pueda conducirse vapor al sistema de agua dulce para calentar el motor principal. La bomba de agua dulce debe estar funcionando cuando el motor principal se calienta con vapor. Ver esquema de la (Fig. 337).

Sistema auxiliar de agua salada de refrigeración El sistema auxiliar de agua salada de refrigeración tiene dos bombas de las cuales una actúa automáticamente como reserva de la otra. ' ~as bombas están comprendidas en el programa para arranque después de fallo de corrIente. '. Las b?mbas auxili~~es de agua de refrigeración aspiran de la tubería de aspiraclon. co~un con conexlon ya sea desde la caja de mar en el doble fondo o desde ~a ~splraclOn .elevada. Las bombas descargan al equipo conectado el paralelo que se mdlca a contmuación: 3 motores auxiliares 2 compresores 1 enfriador de inyectoras 2 chumaceras de apoyo 1 tanque de inspección de condensaciones 3 enfriadores para la gambuza refrigerada 1 enfriador para aire acondicionad2 El ~gua d~ refrigeración procedente de las chumaceras y de los enfriadores para las mstalaclones de gambuza refrigerada y aire acondicionado es descargada al mar por un tubo aparte. El agua procedente de la maquinaria auxiliar citada es descargada al mar toda directamente o parte de ella a través de un condensador de vapor. . Debid~ a las"'-?i~erentes presio~es a lo largo de toda la maquinaria auxiliar y tambIén de~ldo al .d~stmto emplazaml~nto en altura, debe cuidarse de que cada componente recIbe sufICIente agua de refrIgeración. Si alguno de los componentes no es refrigerado suficientemente su condición puede mejorarse reduciendo el caudal de agua a los restantes. '

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

376

Ver esquema de la (Fig. 337).

Bomba para generador de agua dulce. La bomba eyectora para el generador de agua dulce aspira de la tubería de aspiración común con entrada en la caja de mar del doble fondo o desde la aspiración elevada y descarga el eyector de vacio que hay en el generador de agua dulce. Desde el eyector el agua es descargada al mar por su propia tubería. Para los tipos sencillos de generadores más pequeños el agua es conducida desde los eyectores y después de pasar por el condensador al generador, por lo que el generador es independiente del agua de refrigeración del sistema principal de agua salada de refrigeración. Esta disposición es preferible aún cuando la bomba eyectora debe ser algo mayor que para el servicio de eyección.

Dimensionado Es importante dimensionar correctamente las bombas centrifugas del sistema de agua de refrigeración. La caida de presión a lo largo del sistema debe por tanto controlarse siempre de forma que se tenga seguridad de que el caudal descargado por la bomba es suficiente después de tenido en cuenta: a) la caida de presión en la longitud total de la tubería b) la caida de presión causada por todos los accesorios c) la caida de presión en el equipo por el que pasa el agua d) la altura manométrica estática del agua En relación con la altura manométrica, esta debe tenerse en cuenta para el equipo y no para la situación de las válvulas de descarga al mar. Para poder determinar la capacidad de la bomba una vez montada a bordo, debe facilitarse a todas las bombas centrífugas una placa de características con el número de r.p.m. normales de la bomba. Con la ayuda de esta característica será posible hallar el caudal de descarga mediante la lectura de la presión que actúa sobre la bomba. Las capacidade de las bombas de agua de refrigeración son dadas por los fabricantes del motor principal, pero tales datos deben comprobarse de forma que exista la seguridad de que se suministrará suficiente agua para el enfriamiento de los componentes del sistema. Cada uno de los enfriadores de aceite lubricante y de agua dulce está dimensionada para cubrir la mitad del calor que haya de recibir. Los enfriadores están dimensionados para un grado de limpieza del 85% y con una temperatura del agua salada a su entrada a las bombas de 37° C para buques sin limitación de áreas de navegación. Para buques con notación EO se requiere relleno automático del agua del tanque de expansión. La capacidad de relleno no debe ser superior a las pérdidas máximas permitidas para el sistema. Ver esquema de la (Fig. 337). SISTEMA DE VAPOR Ver esquema de la (Fig. 338).

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

377

Componentes 1 caldera de vapor con quemador de aceite 1 caldera de gases de exhaustación 2 bombas de agua de alimentación 2 bombas de circulación para la bomba de gases de exhaustación 1 tanque de inspección de condensaciones 1 tanque de filtraje y de agua de alimentación 1 condensador pérdidas de vapor 1 intercambiador de calor para servicio de calefacción 1 calentador de agua 2 precalentadores para combustible del motor principal 1 precalentador de la separadora de aceite lubricante 1 precalentador de la separadora de diesel-oil 1 precalentador de la separadora de combustible pesado 1 separadora de agua de sentinas 1 tanque de lodo para las separadoras 1 tanque de reboses de combustible 11 serpentines de calefacción en 9 tanques almacén de combustible pesado.

Sistema principal de vapor Se han indicado dos bombas centrífugas de agua de alimentación, de las cuales una actúa automáticamente como reserva de la otra. Las bombas tienen tubería de aspiración común desde el tanque de filtraje yagua de alimentación, y desde el tanque de aprovisionamiento de agua de alimentación. Este tanque estará ordinariamente situado en el doble fondo y para que las bombas de agua de alimentación puedan aspirar de él, deben colocarse en el techo del tanque. Antes de conectarse las bombas al tanque de aprovisionamiento de agua de alimentación, deberán cebarse con agua para que tengan suficiente capacidad de aspiración. La caldera de vapor tiene dos tuberías independientes de agua de alimentación. Una requiere control manual, pero la otra se regula automáticamente. Si las bombas de agua de alimentación se arrancan sin consumo de vapor y también en condiciones de servicio con poca carga, las bombas se verán obligadas a trabajar con la válvula cerrada. Para que la bomba no se caliente se ha dispuesto_ un retorno al tanque de filtraje y de agua de alimentación. Este retorno está equipado con un diafragma de estrangulación. Este diafragma está dimensionado para un caudal que pueda enfriar la bomba suficientemente. El vapor es conducido desde la caldera directamente a los distintos consumidores. Tales son los precalentadores de aceite, serpentines de calefacción en tanques de combustible, etc. Para esta disposición sería adecuada una presión en el sistema de aproximadamente 7 kp/cm 2 la cual proporciona una temperatura razonable del vapor para los intercambiadores de calor. Para conseguir un vapor lo más seco posible, la caldera debe llevar incorporado antes de la salida de vapor un separador de agua eficaz que elimine la mayoría de las gotas de agua que pueda haber en el vapor dentro de la caldera. Ver esquema de la (Fig. 338).

378

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

Sistema de la caldera de gases de exhaustación La caldera de gases de exhaustación que aparece en el esquema es del tipo de tubos de agua con circulación forzada. Las bombas de circulación aspiran de la caldera de vapor y una de ellas actúa automáticamente de reserva de la otra. Las bombas descargan a la caldera de gases de exhaustación y después de calentada en ella la mezcla agua/vapor es conducida nuevamente a la caldera de vapor. El retorno procedente de la caldera de gases de exhaustación penetra en la de vapor tanto por la parte superior como por la inferior de esta. La entrada por el fondo de la caldera se ha dispuesto para conseguir una buena circulación del agua y así nivelar la temperatura, a fin de evitar pérdida de calor en la caldera al par que se consigue acumular más calor en el agua. Esto puede tener importancia en caso de un aumento repentino del consumo. La entrada por la parte superior de la caldera debe efectuarse de forma que el agua y el vapor se separen lo mejor posible al producirse su retorno. Cuando se halla en servicio solamente la caldera de gases de exhaustación se extrae todo el vapor de la caldera de vapor y se está también la que suministra el agua de alimentación. La producción de vapor de la caldera de gases de exhaustación depende de la carga que soporte el motor principal y por lo tanto debe disponerse de una regulación de la presión del vapor de forma que ésta no aumente demasiado en la válvula de seguridad de abertura de la caldera. Esta regulación se efectúa mediante una válvula reguladora de presión que desvía el exceso de vapor a un condensador atmosférico de vapor. Desde este las condensaciones le conducen de nuevo al tanque de agua de alimentación. Para conseguir un servicio económico del sistema de vapor y un mínimo posible de aperturas de las válvulas de seguridad de las calderas, recomendamos que las válvulas' de regulación y las de seguridad se ajusten a las presiones siguientes, sobre la base de 7 kp/cm 2 de presión de servicio en la caldera: a) El automático del quemador apaga la llama a 7,1 kp/cm 2 b) El punto de ajuste de regulación de presión para desviar el vapor al condensador de vapor se situa a 7,3 kp/cm 2. c) La válvula de seguridad de la caldera se abre 7,6 kp/cm 2 d) La válvula de seguridad de la caldera de gases de exhaustación se abre a 8,0 kp/cm 2• Además de la propuesta anterior para presiones de apertura de las válvulas de seguridad, la caldera de vapor y todo el equipo que trabajo a plena presión del vapor se dimensiona para una presión mínima de servicio de 7,4 kp/cm 2 y la caldera de gases de exhaustación para una presión mínima de 7,8 kp/cm 2. Ver esquema de la (Fig. 338).

Sistema de vapor de baja presión Desde la tubería principal de vapor sale un ramal para vapor a baja presión. La válvula reductora se monta con válvula de cierre antes y después y se dispone una tubería de by-pass que en caso de emergencia puede utilizarse para reducir la presión. Después de la válvula reductora se monta la válvula de seguridad. El vapor a baja presión se suministra a los consumidores que se indican en el esquema.

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

379

Sistema de condensado Las condensaciones de todos los serpentines de calefacción de los tanques de combustible y de los intercambiadores de calor se conducen conjuntamente en una tubería que va al tanque de observación. En este hay dispuestos una amplia ventana de inspección y una luz, para controlar si se produce el retorno de aceite con condensaciones. También se ha dispuesto la posibilidad de espumado, de forma que el aceite que pueda haber en el tanque pueda vaciarse y descargarse al tanque de reboses de combustible. Después de todos los consumidores e intercambiadores de calor van montados filtros y recipientes de condensación independientes, así como grifo de purga. En este puede comprobarse si salen condensaciones de los componentes y además si estas están limpias y desprovistas de aceite. Desde el tanque de inspección, las condensaciones se conducen al tanque de filtraje yagua de alimentación, en el cual se limpiará el aceite en el filtro de virutas, carbonillas, escorias o impurezas parecidas. Las condensaciones del condensador de vapor se conducen directamente al tanque de alimentación, sin filtrar. El suministro de agua al sistema de alimentación se efectúa desde el sistema sanitario y penetra en el tanque después de filtrada. Si se monta equipo para relleno automático de agua de alimentación, este puede disponerse con una vál~la magnética de nivel montada según se indica en el esquema (Fig. 338) y que para buques de carga a granel debe tener una capacidad correspondiente a aproximadamente.·el 25% de la producción normal de la caldera. Para los dispositivos de regulación importantes se han dibujado antes y después de las válvulas reguladores, válvulas de cierre y by-pass, con lo que la regulación puede efectuarse a mano, mientras las válvulas reguladoras están desmontadas para su reparación. Los dispositivos de regulación que solo disponen de una válvula de cierre antes de la válvula reguladora pueden cerrarse en caso de reparación o sustitución. Si la reparación no puede efectuarse de una vez, se ajusta la válvula reguladora en la posición de abierta y la regulación se efectúa a mano con las válvulas de cierre. Para el recipiente de condensaciones existe también la opinión de que los componentes se desconecten cuando haya de efectuarse una reparación o una sustitución. Si la reparación no puede efectuarse de una vez, se toma la alimentación del recipiente de condensaciones y se regula a mano mediante el ajuste de la válvula que hay después del recipiente. Ver esquema de la (Fig. 338).

Dimensionado Para dimensionar la caldera de vapor, se debe preparar un balance de vapor en el que los consumidores que se hallarán simultáneamente en servicio son determinados para las diferentes ·condiciones del buque. La caldera se dimensiona de forma que pueda cubrir el consumo máximo con cierto margen. La caldera de gases de exhaustación para buques de carga a granel se dimensiona para que pueda cubrir el consumo máximo de vapor necesario durante la navegación en aguas frías en invierno. El condensador de vapor se dimensiona para la produción máxima d~ !ª-caldera

380

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

de gases de exhaustación y un temperatura del agua del mar de 35°. Los precalentadores deben dimensionarse de manera que puedan cubrir sus funciones después de algún tiempo de servicio con las superficies de calefacción sucias. Las tuberías de calefacción de los tanques de combustible pesado se calculan teniendo en cuenta que el aceite pesado que haya en los tanques puede calentarse en un periodo de tiempo razonable y que mantengan el calor constante al par que cuidando que la longitud de tales tuberías sea lo más adecuada posible para conseguir lo anterior. El condensador de vapor se dimensiona para la producción máxima de la caldera de gases de exhaustación y una temperatura del agua del mar de 35. 0. Los precalentadores deben dimensionarse de manera que puedan cubrir sus funciones después de algún tiempo de servicio con las superficies de calefacción sucias. Las tuberías de calefacción de los tanques de combustible pesado se calculan teniendo en cuenta que el aceite pesado que haya en los tanques pueda calentarse en un periodo de tiempo razonable y que mantengan el calor constante al par que cuidando que la longitud de tales tuberías sea lo más adecuada posible para conseguir lo anterior. La capacidad de las bombas de alimentación debe ser la correspondiente a la producción normal de la caldera más el caudal de agua que retorna al tanque de agua de alimentación. A la suma de estos caudales se le afiade un 10%. La presión de las bombas de agua de alimentación debe ser igual a la presión de la caldera más la resistencia de la tubería más la resistencia opuesta por accesorios y válvulas. La caida de presión en la válvula de agua de alimentación debe ser de magnitud proporcional y como mínimo 1,5 kp/cm 2• En el esquema de la (Fig. 338, a) tenemos el Servicio de Vapor condensación y agua de alimentación en un moderno buque petrolero.

ELECCION DE MATERIAL Ver esquema de la (Fig. 335).

Tubos para aceites Para diesel-oil, combustible pesado, aceite lubricante o aceite para sistemas hidráulicos se utilizan tubos de acero. Los tubos de acero tienen para este objeto una posición predominante y ningún otro material parece apropiado como alternativa.

Tubos para aire comprimido Ver esquema de la (Fig. 336).

Propuesta para elección de material Fluído

Uso a que se destina

Material

Aire Aire Aire

Presión 7-30 atm. Presión 0-7 atm. Salidas de válvulas de seguridad de alta presión.

Acero Cobre Cobre

381

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

Comentarios Para alta presión hay que utilizar necesariamente acero. Para presiones inferiores a 7 atm. se recomienda cobre. La razón es que, como consecuencia del agua de condensación, en las tuberías de acero para aire comprimido pueden producirse oxidaciones graves; daños estos que llevan consigo el ensuciamiento del aire contenido.

Tubos para agua dulce Ver esquema de las (Figs. 323, 337 Y 338).

Propuesta para elección de material Fluído

Uso a que se destina

Agua dulce

Sistema hidróforo y demás Cobre tuberías de agua dulce. Acero Sistema de A.D. de refrig. Lado de aspiración de bombas Acero de alimentación.

Agua dulce Agua aliment.

Material

Agua alimen t.

Tubos en los que el agua de Acero aliment. no está bajo presión.

Condensación

Desde serpentines

Acero (en su caso como en serpent.)

Agua dulce

Tubería de llenado desde cubierta a tanques de A.D.

Acero galv.

Agua dulce

Drenajes desde tanques de agua dulce.

Acero galv.

Agua aliment.

Bajo presión

Acero

Comentarios Para tuberías de agua de alimentación y de condensaciones, se recomienda acero, pues las tuberías formarán parte de sistemas en los que las demás piezas son de acero. Lo indicado anteriormente sobre tuberías de cobre en sistemas parecidos, puede estimular el uso del acero. (Ver comentarios sobre tuberías de vapor). Por la misma razón, se recomienda acero para el sistema de agua dulce de refrigeración, aunque en todo caso pueden existir en este tuberías de cobre, por ejemplo, en los intercambiadores de calor. El sistema hidróforo se recomienda que sea de cobre, pues se admite que el acero en este caso podría oxidarse. Para las tuberías de llenado y de drenaje de los tanques de agua dulce, se ha recomendado acero galvanizado, pues hay razones para creer que el galvanizado tendrá en este caso duración suficiente.

CONSTRUCCIÓN NAVAL y SERVICIOS

382

Tubos para agua salada Ver esquema de las (Figs. 323, 337 y 338). Propuesta para elección de material Fluído

Uso a que se destina

Material

Agua salada

Todos los tubos del sistema de agua salada

Latón alum. Cuproníquel 90: 10 70:30

Agua salada

Tubería de asp. para bomba transfer.

Cuproníquel 70:30

Agua salada

Tubería de asp. para bombas sentina y lastre

Agua salada

Tubería de asp. bomba C.1. emerg.

Agua salada

Tubería de asp. para bomba baldeo y C.1.

Agua salada

Tubería de asp. para bombas seco agua salada refrig.

Agua salada

Tub. limpieza desde calentamiento Butterwoeth

Agua salada

De la bomba excitatriz a a bomba C.1. emergencia

Agua salada

De bomba CJ. emergencia a cubierta.

Agua salada

Tubería a bocas C.1.

Agua salada

Restantes tuberías C.1. y y baldeo.

Agua salada

Refrig. motor diesel de emergencia.

Agua sentina

Tubería presión desde bomba lastre y sentina.

Agua sentina

Todas las tuberías de sentina.

Cuproníquel 70:30 Latón-Alum.

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

383

Comentarios Para los tubos que conducen agua salada hemos hallado dificultades para indicar los materiales apropiados. Los tubos por los que constantemente;o la mayoría del tiempo circula un fluído deben ser de material resistente a la corrosión. Las aleaciones elegidas en este caso han sido latón-aluminio, cuproniquel 90:10 y cuproniquel 70:30. El latón-aluminio es la aleación que ha hallado mayor uso para estos fines desde que se empezó a abandonar materiales más simples, tales como el cobre y el latón ordinario. Las experiencias no han sido siempre satisfactorias. Por ello en los últimos aftas se ha cambiado a emplear cada vez más aleaciones de cuproniquel. En los buques de guerra esta evolución ha llegado a tal punto que el cuproniquel es el material dominante para las tuberías que conducen agua de mar. En los buques mercantes, sin embargo, este cambio está solamente empezando. Debe admitirse que los tubos para conducciones de agua salada hechos de cuproniquel 70:30 y 90: lOse verán menos afectados por la corrosión que los de latón-aluminio. No obstante, hay que hacer notar que las aleaciones de cuproniquel tienen una gran tendencia a estimular la corrosión de otras aleaciones en accesorios, etc., que forman parte del sistema de tuberías, por lo demás esta situación se considera provisionalmente y no aclarada satisfactoriamente. Las aleaciones de cuproniquel son además algo más c!}ras que el latón-aluminio. Los diversos astilleros tienen relativamente poca experiencia en el uso del cuproniquel. Una excepción es el Astillero Central de la Marina de Guerra que tiene la experiencia adquirida en los buques de guerra (Noruega). Ante esta situación, nos parece dificil recomendar una elección determinada entre las aleaciones. El momento apenas es propicio para requerir solamente cupronique!. Por otra parte hay razones para creer que especificar solamente latón-aluminio puede ser causa de un retraso de un desarrollo que en cierto modo marcha en dirección positiva. Es importante obtener diferentes experiencias comparativas sobre las treas aleaciones que nos ocupan. Por lo tanto, el SFI por ahora explicará lo más detalladamente posible las ventajas e inConvenientes de las aleaciones y dejará abierta la elección. Cuando se trata de tuberías que prestan servicio sólo periódicamente por ejemplo, tuberías de lastre, sentinas, contra incendios, etc., la mayoría de los astilleros emplean el tubo de acero galvanizado. Hay noticias de varios armadores sobre daños detectados después de un par de años de servicio y de sustituciones necesarias pasados 3 Ó 4 años. Dadas estas circunstancias sería económico e importante hacer inversiones adicionales para conseguir una vida más larga. En algunos casos las experiencias han sido mejores, llegando la duración a ser hasta de 12 años. Se han indicado ciertos factores que tienen importancia en los resultados, como por ejemplo, la temperatura y otros aspectos de las condiciones de servicio, pero su dependencia con la causa de tal alargamiento de vida no está del todo clara. Vistas las circunstancias, hemos llegado con dudas a la conclusión de que de momento no se pueden recomendar tuberías de acero galvanizado para agua salada

CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVICIOS

384

en ningún caso, pero somos conscientes de que esta opinión puede hallar objecciones, tanto por parte del astillero, como del armador, las cuales merecerían nuestra atención.

Tubos para vapor Ver esquema de la (Fig. 338).

Propuesta para elección de material Fluído

Uso a que se destina

Material

Vapor

Tubería pral. de vapor

Acero

Vapor

Baja presión

Acero

Vapor

Vapor a bombas de alta

Acero

Vapor

Vapor a calentador combustibIe

Acero

Vapor

De válvula de estrangulación a condensador atm.

Acero

Vapor

De turbinas a condensador de vacío

Acero

Vapor

De válvula de seguridad para vapor a calefacción

Acero

Vapor

De válvula de seguridad para vapor a calderas primaria y secundaria

Acero

Vapor

De válvula de seguridad para vapor a recalentador

Acero

Vapor

Demás tubos de salida de vapor

Cobre

Vapor

Todas las tuberías de vapor sobre cubierta.

Acero

Comentarios Los materiales para este servicio son el acero y el cobre. Según las reglas de Veritas IV, párrafo 3 A 7, no se admite el cobre para presiones superiores a 12,5 kp/cm2 cuando el diámetro exterior del tubo sobrepasa de 125 mm. En este caso sérecomienda que se utilice acero en todas las tuberías, excepto en las de salida que desembocan en la atmósfera. Lo que nos induce a adoptar esta decisión son las indicaciones de que los tubos de cobre de este sistema pueden ser causa de grandes corrosiones en el acero. Para tubos de salida a la atmósfera estas consideraciones no son válidas. Estos tubos estarán frecuentemente húmedos con condensaciones Y la abundante afluencia

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Fig. 336. Servicio de aire de un moderno buque.

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Fig. 338, a. Servicio de vapor condensación yagua alimentación en un moderno buque petrolero.

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQU E

385

de aire hacen inadecuado el tubo de acero a causa de la oxidación interna que se produciría. Por todo ello se recomienda el cobre para estos tubos de salida.

Tubos de escape Para los tubos de escape del motor principal, los motores auxiliares y el diesel de emergencia, se recomienda el uso de tubo de acero.

Especificaciones de las distintas calidades de material l. Acero Los tubos se especifican de acuerdo con la regla X, párrafo 7 y regla IV, párrafo 9B de Det Norske Veritas.

2. Cobre Los tubos de cobre exentos de oxígeno, por ejemplo, según norma NS 165B o DIN 1785. Además los tubos deberán cumplir la regla IV, párrafo 9A, de Det Norske Veritas.

3. Latón-aluminio El material de estos tubos deberá estar de acuerdo con las normas NS 2502, SIS 145217 o BS 2871 CZ 110. Las tolerancias para la composición química es algo más amplia en las normas DIN 1785 Y ASTM BIII-62. Se ha tenido en cuenta que pueden haber importantes diferencias de calidad en los tubos de latón-aluminio por exigencias de mercado, y por ello deben evitarse tolerancias .mayores. Además los tubos deben cumplir los requisitos contenidos en la regla IV, párrafo 9A, de Det Norske Veritas.

CuproniqueI90:1.0 El material deberá estar de acuerdo con las normas NVS F307, SIS 145667, BS 2871, CN 102 o DIN 1785. Además debe satisfacer los requisitos de la Regla IV, párrafo 9A de Det Norske Veritas.

Cuproniquel 70:30 La composición del material estará de acuerdo con las normas NVS F 308, SIS 145682, BS2871, CN 107 o DIN 1785. Además los tubos deben satisfacer los requisitos de la regla IV, párrafo 9A de Det Norske Veritas.

DISPOSICION DE MAQUINAS Ver esquema de las (Figs. 326, 327, 328, 329, 330, 331 Y 332). La disposición de máquinas está basada en un buque de carga a granel de aproximadamente 35.000 T.P.M. con máquina a popa.

Tanques, cubierta plataforma, pocetes de sentina, etc. Los tanques de cámara de máquinas están situados en el extremo de popa por considerarse éste el mejor emplazamiento, aunque por otra parte esto quizás dé lugar

3

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

386

a algunos problemas para conseguir un trimado satisfactorio del buque. Los tanques de aceite lubricante se dispondrán de forma que el aceite procedente de estos pueda descender a los diversos consumidores, lo que quiere decir que el tanque de aceite de cilindros debe colocarse en el buque a tal altura que el aceite pueda descender a los engrasadores del motor principal a través del tanque de servicio diario de aceite de cilindros. Las cubiertas plataformas de cámara de máquinas se situan de manera que estén lo más a nivel posible con los tecles del motor principal. Deberá cuidarse siempre que una cubierta esté a nivel con el tecle superior del motor principal Y que tenga la misma altura a ambos lados del motor. La cubierta plataforma inferior debe también estar a nivel con uno de los tecles del motor principal. Sin embargo, es importante en este caso que la altura entre el fondo Y la cubierta plataforma sea adecuada al equipo. Los tecles del motor y las cubiertas de plataformas no deberán tener bordes. En todos los lugares en que haya un paso o abertura entre la cubierta y el motor, se cubrirán de forma que non se impida el transporte de piezas con carretillas o medios similares. Para evitar que el agua o aceite sucius se salgan de los bordes de las cubiertas, éstas estarán colocadas con una pequeña inclinación (aproximadamente 1°) al costado en el tercio más exterior de la manga del buque. Los pocetes de sentina se situan en todos los puntos en que el agua se acumula sobre cubierta y principalmente en los extremos de proa y de popa de la cámara de máquinas. El techo de los tanques debe colocarse también con la misma pendiente que las cubiertas de plataforma. Sobre el techo del tanque hemos propuesto colocar tecles solamente alrededor del motor principal. Desde este salen pasarelas a los distintos puntos de servicio. Por tanto, el equipo se situará sobre el techo del tanque, de forma que estas pasarelas sean pocas y sencillas. Al distribuir el equipo a bordo debe cuidarse al máximo la disposición de tuberías, a fin de que los grandes tubos sean lo más cortos posibles, particularmente en lo que respecta a los tubos que conducen agua salada. Es decir, que las bOmbas de agua salada, intercambiadores de calor, bombas de aceite lubricante Y generador de agua dulce deben estar situados tan cerca unos de otros como sea prácticamente posible. En nuestra propuesta este equipo está situado en el techo del tanque y tecle inferior de estribor, como es práctica normal en la mayoría de los grandes buques.

Escalas y accesos Entre las cubiertas de plataforma deben colocarse 3 escalas, una a cada lado de la zona central del motor principal Y una en el extremo de la popa de la cámara de máquinas. Desde cámara de máquinas debe haber dos accesos al guardacalor, uno en el extremo de proa y otro en el de popa, pero la disposición de estos dependerá de la forma del guardacalor. Además, en el extremo de proa habrá una salida a cubierta principal y en el de popa una salida directa a cubierta de botes o a una cubierta superior en que tal salida pueda disponerse. La salida de emergencia aislada contra el fuego desde el techo del tanque, se dirige lo más recta posible hasta la cubierta principal. Las salidas desde el tronco se situan ya sea dando al guardacalor o a cubiertas exteriores o a la cubierta en que pueda disponerse más convenientemente.

EQUIPOS y S ERVICIOS PLANTA PROPULSORA B U QUE

387

Transporte P~ra el transporte de piezas pesadas dentro y fuera de la cámara de ' . se ha dIspuesto un "tronco" vertical que desde la cubierta superior descie~~~u~na:, techo del tanq,ue. "tronco", que atraviesa las cubiertas de plataforma ~Isponer de escotIllas abIsagradas que se montan enrasadas con la b' L' tIllas debe b' f"l cu lerta. as esco. . n a nrse aCI mente, en su caso con su cierre fijo. La escotilla de cubierta mtempene debe ser estanca y, en su caso, provista de una brazola baja. Para 'el transporte dentr~ y fuera de la cámara de máquinas se monta una pluma que d la escotIlla y que se dimensiona para que pueda admitir la carga que necesan~. Eventualmente puede montarse un aparejo con puente grúa que pueda sobresahr de ambos C?stados del buque y tomar las piezas directamente desde tierra o desde gabarras y bajarlas a la cámara de máquinas. La grúa citada debe ser tamb" adecuada para,otras t areas, ta1es como embargue de provisiones, etc. Dentro de len , . la camara de maqumas, la grúa allí dispuesta deberá ser capaz de alcanzar las piezas que se hagan descender hasta allí y ponerla directamente en el lugar en que hayan de almacenarse. . Para. piezas demasiado pesadas deben disponerse medios de fijación para el eqUIpo de Izado y ade~ás deben disponerse las vías para grúa que sean necesarias p~ra transpo~tar el. eq.UIp? que haya de desmontarse con frecuencia para su limple~a. Las mIsmas mdlcacIOnes hechas respecto al transporte de piezas pesadas son aphcables para el montaje de piezas de respeto.

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Piezas de respeto La~ piezas de respeto más pesadas deben estibarse cerca del lugar donde hayan de ser utlh~das . El .lugar de estiba debe ser tal que sea fácil la limpieza de las piezas de respeto, mcluso SI están ancladas al polín. ~a .disposici~n para la extracción del eje de cola, debe ser bien estudiada. El pr~edlII~l1ento segun el cual debe efectuarse este trabajo se atendrá a la advertencia escnta dIspuesta a bordo.

Chimenea La chi~enea está . situada bien a popa y separada del guardacalor. Se ha aSI para redUCIr los ruidos de la chimenea, tanto como sea posible en la hablhtaclon y en el puente. La chimenea se hará lo más estrecha posible para reducir las corrientes turbulentas en tomo a ella, así como la caída del humo sobre la cubierta. Además la chImenea se hace descender a la. cámara de máquinas a través de la cubierta de forma qu~ la entrada no sea necesanamente por la cubierta en que está situada. Debe cUIdar~e que haya buena ventilación en la chimenea de manera que no se caliente demaSIado. pro~~est~

Equipo de alarma y control . El cuadro eléctrico y el pupitre de control se sitúan en el lado de babor de la cubIerta platafo~a tercera. En el pupitre de control están colocados las instalación de alarmas y otr?s ~nstrumentos que se centralizarán, además de los organos de maniobra . del motor prmcIP.al. Los arrancadores se sitúan cada uno directamente junto a su motor correspondIente.

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

389

388

Amortiguación de ruidos El taller y la zona de control están dispuestos como una zona en la que han de amortiguarse los ruidos que puedan llegar directamente del guardacalor. Por ello las escalas procedentes del guardacalor descienden directamente al taller y luego desde este a la cámara de control. Los mamparos que limitan el taller y la cámara de control están hechos de chapa de acero Y todas las aberturas alrededor de tubos, cuadernas, etc., deben estar completamente cerradas con chapa. Las puertas deben cerrar per~ fectamente sobre sus marcos y estar provistas de frisas de goma, Y las ventanas, SI las hubiera, deben ser dobles y ejecutadas de forma que se evita al máximo el paso del sonido a través de ellas.

Ventilación del tal/er y de la cámara de control Para evitar que el ruido de la cámara de máquinas entre en el taller y en la cámara de control, se ha dispuesto un ventilador independiente para la ventilación de estos locales, así como conducto de ventilación separado. Tanto los conductos de alimentación como de extracción deben atravesar el guardacalor. La capacidad del ventilador para el taller y la cámara de control debe ser tal que proporcione 25 renovaciones por hora.

Ventilación de la cámara de máquinas

La cámara de máquinas está dispuesta sin lumbrera y el aire sobrante sal~ por la parte de popa de la cámara de máquinas a la cubierta inmedia~mente ~ebaJo de la cubierta superior. Deben disponerse aberturas en el mamparo con perSIanas que . . puedan cerrarse en caso de incendio. Los conductos de ventilación, con los ventiladores situados en su mtenor, se disponen dentro de la cámara de máquinas. Las aspiraciones se efectúan a través de aberturas situadas en el guardacalor en cubierta superior y tales aberturas deben ten~r una amplia área para reducir el ruido. Además las entradas deben forrarse con mate':lal absorbente de sonido. El caudal mayor se dirige a las turbosoplantes del motor prmcipal, pero también se han previsto conductos para el quemador, los motores auxilia~es, el techo del tanque y entre las cubiertas de plataforma, de forma que se conSIga una circulación de aire satisfactoria en todos los lugares. Los espacios cerrados de cámara de máquinas deben recibir también suficiente aire fresco. Sobr~ las sepa!adoras se ha dispuesto un extractor. Los ventiladores de cámara de máqumas se dunensionan de forma que la capacidad total dé un sobrante de aire del 30-50% cuando todos los ~onsumidores: motores, extractores, etc., estén a pleno servicio. Todos los ventiladores de inyección para cámara de máquinas deben ser del mismo tamaño y tipo. . . . En lugar de ventiladores situadoo dentro de lo; conducto; de ventilaCl6~, pueden disponerse ventiladores centrífugos, pero estos se situarían en su correspondIente cámara

aumento de potencia lumínica ha correspondido un aumento de la producción. Se recomienda que las condiciones de iluminación sean las siguientes: Cámara de máquinas ISO lux 300 lux Taller y puesto de maniobra Esta propuesta está basada en las recomendaciones de la Sociedad para la Técnica de la Iluminación, de Julio de 1962, para instalaciones terrestres similares. SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA Ver esquema de las (Figs. 339, 340 y 341).

Introducción En nuestro trabajo relativo al suministro de energía eléctrica para el buque objeto de este proyecto nos hemos dedicado mayormente al cuadro principal. Ello se ha debido al poco tiempo disponible y también a que los planos de instalación de los fabricantes que han colaborado con nosotros ha habido que adaptarlos convenientemente. Hemos indicado la construcción típica de un cuadro principal en nuestro buque y describimos detalles susceptibles de ser normalizados en cuanto a la construcción del cuadro y a la colocación del equipo que va situado en la parte frontal del mismo. En un esquema principal se ha representado toda la instalación eléctrica, cuyo embarrado, cuadros secundarios y consumidores se han distribuido de forma que den la mejor idea posible de la disposición de la instalación. Damos un número de recomendaciones acerca de las modificaciones y describimos un sistema para el mercado de salidas y cables correspondientes. Las distintas partes de la propuesta están particularmente asociadas al buque objeto del proyecto, condición ésta que las hace depender del número de generadores y del tipo de motor que los acciona, por solo citar este ejemplo. La mayor parte de nuestras observaciones pretenden ser ordinariamente útiles y las excepciones serán dictadas por las condiciones especiales, en cuyo examen detallado no hemos podido entrar.

Suposiciones generales El buque proyectado tiene tres generadores idénticos, todos movidos por motores diesel idénticos. La corriente suministrada es trifásica, a 440 voltios, 60 Hz., con transformadores para corriente trifásica a 220 voltios. La corriente a 440 V. se utilizará en la mayor extensión posible, incluso para la instalación de lavandería y otro equipo doméstico, de forma que la corriente a 220 V. se emplea principalmente para alumbrado e instrumentos de navegación y control. De esta forma no habrá disparo de la carga de 220 V. para alcanzar el límite de carga.

de ventiladores.

Generadores

Alumbrado

Hemos supuesto que para las condiciones de servicio existentes es ventajoso que el generador sea de ejecución totalmente cerrada, con sistema de refrigeración cerrado. No obstante, sería necesario un análisis de los gastos de mantenimiento de

Es de gran importancia que la tripulación tenga buena luz durante las operaciones de mantenimiento y reparaciones. En las explotaciones industriales terrestres, a cada

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

390

los generadores para determinar si estos verdaderamente suponen un coste adicional. Se utiliza equipo de excitación automática que se situará en el panel del cuadro correspondiente a cada generador. El generador tiene protección normal contra sobrecarga de intensidad y cortocircuito, además de desconexión en caso de inversión de corriente. Deberá considerarse la necesidad de emplear protección diferencial para el equipo situado entre el n,eutro del generador y la conexión de salida del generador al embarrado del cuadro principal. El elemento calefactor de los generadores deberá actuar cada vez que se desconecta el automático. La desconexión de este elemento, necesaria para operaciones de mantenimiento, puede efectuarse por medio de fusibles.

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE

391

de alimentación desde cada lado del cuadro y este va provisto de conectores de forma que medio cuadro pueda quedar sin tensión para su mantenimiento o reparación. Las salidas duplicadas se disponen de la misma forma en los dos paneles a fin de facilitar el servicio (en este caso los paneles 3 y 8 son completamente iguales). En principio el equipo de servicio y vigilancia está distribuido de forma que la interdependencia entre los diferentes equipos se infiera directamente de su situación en el cuadro.

Paneles de generadores Todos los paneles de generadores deberán ser iguales. Ver esquema de las (Figs. 340 y 341).

Transformadores

Instrumentación

Deben disponerse dos transformadores con alimentación desde cada lado del embarrado del cuadro principal. Las condiciones de ajuste de los transformadores serán 440/380/220 V., 50-60 Hz. De esta forma se hace posible el suministro de corriente a 220 V. incluso al conectar 380 v. desde tierra. Ambos transformadores pueden utilizarse simultáneamente, pero cada transformador deberá estar dimensionado para soportar él solo la carga total de corriente a 220 V.

Habrá amperímetro en cada una de las 3 fases. De esta forma se consigue una mejor vigilancia que con un solo amperímetro y se evitan dificultades con el conmutador del amperímetro. Habrá un voltímetro con mando de ajuste para tensiones entre fases, y entre fase y tierra. Cada panel de generador estará equipado con con· tador de KW y amperímetro para corriente de excitación. Para esta instalación hemos previsto que el contador de kV A o de coseno fi es innecesaria. (Cuando se instalen generadores de tamaños diferentes será algo difícil distribuir la carga activa y la reactiva, y uno de los dos instrumentos citados puede ser decisivo. Debe montarse en el lugar en que ahora va colocado el instrumento medidor de corriente de excitación, que entonces se colocaría en el panel de más abajo y en una ejecución más pequeña). En el panel ·se monta un indicador de horas de servicio del generador de tal forma que solo se vea la abertura con las cifras. El número de horas servirá de base par los períodos de 'mantenimiento.

Cuadro principal Ver esquema de la (Fig. 339).

Generalidades En la parte frontal del cuadro no debe montarse ningún equipo bajo tensión. Cada panel del cuadro está dividido horiwntalmente en cuatro secciones. La sección superior está reservada a instrumentos indicadores y, en su caso, también a los mandos de éstos. Deberá tener cabida para dos filas de instrumentos Y si se emplean instrumentos de 144 x 144 mm. la altura de la sección será 350-400 mm. La sección inferior del cuadro tendrá la misma altura que la superior, pero en aquella normalmente no debe montarse ningún equipo, ya que su servicio y mantenimiento serían incómodos. La zona media del panel se divide en dos secciones de igual altura mediante un pasamanos. Para un panel del generador..,2. el automático se situará en la sección de abajo y todos los organos de servicio en la sección de arriba. Para los paneles de distribución, la utilización de las secciones intermedias será según la práctica del fabricante del cuadro. Los paneles de generadores y de conexión a tierra se situan en el centro del cuadro. El equipo de sincronización se monta en el lado superior del panel para conexión a tierra. Este panel está situado en el centro si el número de generadores es par, y a la izquierda del centro si el número de generadores es impar, como en este caso. Con tal disposición se facilita la vigilancia de la sincronización. Un sencillo diagrama mínimo va dispuesto en el frente del cuadro, en el que se representan los paneles citados. . El panel para corriente a 220 V. se sitúa lo más alto posible dentro del cuadro. Para asegurar un servicio ininterrumpido se han previsto unidades duplicadas

Mandos Los mandos de los voltímetros se colocan inmediatamente debajo del instrumento correspondiente. El mando de ajuste de tensión se coloca inmediatamente debajo de los amperímetros para corriente de excitación de forma que la relación entre ambos se deduzca claramente. Para el control del automático del generador se utilizan interruptores de respuesta. De este modo se consigue una fácil visión del cuadro y tiene la ventaja de una rápida puesta fuera de servicio antes de un fallo de corriente, por ejemplo. Los mandos para selección de ajuste de fases semiautomática o manual, se colocan a la izquierda de los interruptores de respuesta. La instalación de enganche se coloca a la derecha y en alto para el símbolo del generador de diagrama mímico.

Lámparas indicadoras Dos lámparas de sincronización para cada generador. Deberán tener cristal de color amarillo-blanco. Una lámpara verde se enciende cuando el elemento calefactor del generador está conectado.

Automáticos Los automáticos de los generadores tendrán posibilidad de desconectar las

392

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

barras colectoras para fines de mantenimiento. Si el automático no es de tipo desenchufable, deberá instalarse fusible o seccionador.

Conexión con tierra La conexión con tierra deberá equiparse con indicador de secuencia de fases que se coloca en el lugar en que se efectúe la cone,xión. En el panel del cuadro. se instalarán el correspondiente voltímetro Y el ampenmetro. Recomendamos. tambIén instalar un contador de K W. La conexión con tierra es controlada medIante un interruptor de respuesta.

Sincronización Recomendamos que la sincronización sea normalmente semiautomática, con posibilidad de ajuste de fases manual mediante lámp~ras. , La instrumentación consiste en sincronoscoplO; frencuenclmetro doble y voltímetro doble. Para el servicio se monta un conmutador de sincronización y un interruptor de conexión y desconexión para el dispositivo de sincronización semiautomático. Hay lugar reservado en el panel para el montaje del equipo de alarmas para los circuitos de fuerza.

Panel para salidas Los interruptores de salidas se colocan en las dos secciones intermedias de los paneles. En nuestro ejemplo hemos indicado dos filas verti~ales ~n interrupt?res, sin embargo los detalles de construcción dependen. de las dImensIones de lo~ Il!t~­ rruptores y en el posible agrupamiento de las sahdas. Creemos que. un prmcIpIo de módulos flexible sería apropiado para este fin e instamos a los fabncantes a que trabajen en este sentido. . Re.comendamos que los paneles se dispongan de forma que las sahdas de las barras colectoras puedan abrirse mediante fusibles y que se disponga un apantallado aislante para las barras colectoras de forma que pueda trabajarse en el panel en condiciones de sin tensión y sin peligro de ponerse en contacto con las barras que se hallen bajo tensión. , . Se prevé que ningún panel se alimente nada más que a traves de sahdas desde las barras colectoras, a excepción de la tensión de control. ., Se montarán amperímetros en los paneles para las salidas en la extenslOn. que se considere deseable para controlar la carga en los circuitos esenciales medIante el conmutador del amperímetro.

Panel de corriente a 220 V. El panel se alimenta desde dos transformadores que a su vez se alimenta~ cada uno de un lado del cuadro. Para evitar corrientes circulantes se debe conSIderar la necesidad de instalar un conmutador para que los transformadores solo sean alimentados desde un lado del cuadro de uno en uno. ' Los circuitos de salida se forman de la misma manera que en los paneles de 440V. _ La instrumentación está formada por un voltímetro con conmutador y un amperímetro también con conmutador en cada una de las sal~das de los transformadores ..

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EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROP ULSORA B U Q UE

393

Medición de aislamiento Un ohmímetro para medir derivaciones va montado en uno de los paneles para circuitos de salida. El instrumento tiene conmutador para poder elegir entre barras colectoras de 440 V. y 220 V.

Disparo Para protección contra sobrecarga de los motores diesel y posible fallo de corriente consiguiente, se ha dispuesto el disparo de la carga menos esencial escalonadamente. Todos los circuitos de una fila vertical del panel 1 se disparan mediante un interruptor común. Al mismo tiempo se desconectan los compresores de aire de arranque y de servicios, pues estos son los que con frecuencia son causa de la sobrecarga.

Tensión de control Las tensiones de control en la instalación se normalizarán en cuanto sea posible. En caso de que se produzcan tensiones de control de más de 220 V., estos circuitos deberán marcarse claramente.

Motores Recomendamos para todos los casos el uso de motores sólidamente blindados para reducir el número de reparaciones. Proponemos la reducción del número de tipos de motores diferentes a un mínimo económico. Un aumento de los gastos de instalación puede redundar en una economía de respetos y aumenta la posibilidad de sustitución y reconstrucción de motores.

Arrancadores Los arrancadores para motores se instalarán localmente, es decir, junto a los motores. Los arrancado"tes deben estar provistos de dispositivo seccionador para la alimentación, así como para los dispositivos de seguridad en funcionamiento en el motor y el equipo. Las unidades mayores, por ejemplo, a partir de 25 Amp. de intensidad a plena carga deben estar provistas de amperímetros en sus arrancadores. Todos los arrancadores están provistos de lámpara indicadora de "en servicio".

Alumbrado El equipo de alumbrado se dimensionará y situará de forma que la iluminación de las distintas zonas satisfaga determinados requisitos mínimos que estimemos deben establecerse. La potencia lumínica se controla mediante el corresponiente instrumento de medición a la entrega del buque.

Planos y descripciones Los planos se ejecutarán tecnológicamente y según un sistema que pueda identificarse y del que exista descripción. En todo caso, también mediante el uso de las normas DIN se dibujarán la lista de símbolos y demás aclaraciones necesarias.

394

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Todo el equipo, tanto los componentes como el sistema, se describirán ampliamente. Como norma puede utilizarse la especificación M-79 del SFI para materiales de instrumentación. Nuestra propuesta de esquema principal consiste en un esquema unifilar en el que se representa la instalación eléctrica completa con posibilidades de conexión y dimensiones, excepto los consumidores de menor importancia. Este esquema se ' supone ha de modificarse según las necesidades que predominen en las distintas instalaciones.

EQUIPOS y SERVICIOS PLANTA PROPULSORA BUQUE ·

395

del mar y el aceite en forma líquida o disueltos en la atmósfera destruyen transcurrido algún tiempo, el pegamento de la cinta. Además el número de código ~rabado en la cinta queda ilegible después de un repintado. SIMBOLOS EMPLEADOS EN LOS PLANOS DE LOS CAPITULOS IX y X

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Válvula, grifo (no se especifica tipo)

Identificación y marcas Cuadro principal En general el equipo del cuadro principal tendrá placas de identificación. Las placas rótulos estarán grabadas claramente Y se fijarán mediante tornillos. Las placas-rótulos para los circuitos de salida deben contener las inscripciones siguientes, en el mismo orden indicado: -Número del circuito. -Nombre del equipo o circuito. -Carga del circuito en amperes Y ajuste del automático o intensidad nominal del fusible. La numeración de los circuitos se efectúa según la situación de los interruptores en el cuadro. La primera cifra indica el número del panel, la segunda cifra indica el número de la fila (1 ó 2) dentro del panel y la tercera cifra indica el número del circuito dentro de la fila. Si hay más de 9 circuitos en cada fila, las dos últimas cifras deben utilizarse para designar el número del circuito dentro de la fila.

Cuadros secundarios de distribución Los cuadros secundarios deben tener una placa descriptiva exterior del mismo tipo que las utilizadas en el cuadro principal. La placa contendrá la siguiente información, en el mismo orden que se indica: - Nombre del equipo o espacio que alimenta. -Número del cable de alimentación. La numeración de los circuitos de salida desde los cuadros secundarios es consecutiva y cada uno de estos circuitos se identifica mediante el número del circuito de alimentación del cuadro y el número consecutivo de orden, separado por un guión.

Cables Todo cable instalado de forma permanente deberá marcarse lo más cerca posible de su punto de conexión y a ambos lados de las cubiertas y mamparos estancos, excepto en los casos en que el cable atraviese un local, en que una sola marca será suficiente. Los cables se marcan con el número del circuito, según se explica más arriba. Las chapitas de identificación serán de aluminio maleable resistente al agua del mar y se fijarán a los cables con clips del mismo material. Las cifras de identificación sobresaldrán como mínimo 0,4 mm. de la superficie de la chapita. Los argumentos para utilizar chapa de aluminio en vez de cinta son que el agua

Válvula angular (no se especifica tipo) Válvula de regulación

Válvula de retención (Las valvulas que figuran en los esquemas son todas de cierre. No se especifica tipo) Válvula de seguridad

Válvula reductora

Válvula de acoplamiento rápido para manguera

Válvula de regulación

Válvula de cierre con mando a distancia, con muelle

Válvula de cambio (de tres pasos) Filtro

Caja de fango

Tanque de condensaciones

C ONSTR UCC ION NAV AL y S E RVICIOS

396

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Tubo de llenado con cierre

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Atmosférico

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Sonda con cierre

Sonda con grifo

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EQU IPOS y S E RVI CIOS PLA NTA PROPULSORA B UQ UE

Señalacustica

Intercambiador de calor

397

Capítulo XI CONSTRUCCION DEL BUQUE

DESCRIPCION GENERAL DE UN ASTILLERO. Un Astillero es una Factoría que construye barcos, para lo que de acuerdo con el esquema de la (Fig. 344), tiene que proveerse de una serie de MATERIALES, y mediante la TECNICA, MANO DE OBRA y ENERGIA, por un lado; y por el otro, mediante MAQUINARIA, EQUIPOS y ACCESORIOS; lo consiguen. En el esquema de la (Fig. 345), tenemos la estructura de un Astillero, definida como "el camino del mínimo esfuerzo", que tienen que seguir los materiales, su elaboración, y el montaje de los mismos. Siempre que el espacio del Astillero lo permita, el flujo de material será en línea recta, empezando en el Parque de Aceros y terminando en la Grada o Dique. /'1ATERIALES

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Fig. 344. Esquema de los Elementos que usa un Astillero para hacer un buque.

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CONSTRUCCION

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Fig. 345 . Esquema de la estructura de un Astillero.

a) Parque de Aceros Es el principio de la cadena de producción, donde se recibe, se ordena y se almacena el acero recibido. Debe ser el suficiente para la construcción de los buques, de acuerdo con la cartera de pedidos del Astillero.

b) Taller de Herreros de Ribera Es el lugar donde se transforman las planchas Y perfiles, para darles las formas adecuadas y que van a constituir la estructura del buque. Estos elementos suelen necesitar 4 ó 5 tipos de elaboración, para los que el Taller estará constituido por 4 ó 5 fajas paralelas (tantas como tipos de elaboración), Y de forma que no produzcan discontinuidades en el flujo productivo. De acuerdo con el tonelaje de las piezas a elaborar, tendrá la maquinaria necesaria. Antes de entrar las planchas y perfiles de acero en el Taller, pasan si lo necesitan, por las Máquinas Aplanadoras, Granalladoras e Imprimidoras. Igualmente cuando se utiliza el Trazado Optico, la Torre de Proyección irá a la entrada del Taller de Herreros de Ribera; así como la Sala de Gálibo irá lo mas cerca posible también de este Taller. c)

Zona de Almacenamiento Intermedio

Seguimos observando el esquema de la (Fig. 345). Las planchas y perfiles que salen de las 4 ó 5 fajas de elaboración del Taller de Herreros de Ribera, han de clasificarse y agruparse por lotes, que constituyen los conjuntos de elementos que han de formar cada uno de los bloques, que a su vez conformarán la estructura completa del buque.

d) Taller de Soldadura En este Taller y partiendo de los elementos simples, se van formando los paneles, y a partir de estos los bloques de estructura del buque. Es una zona de gran complejidad,

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CONSTRUCCION DEL BUQUE

401

y en la que siempre se intentará, hacer los bloques lo mas grande posible, así como su terminación, para lo que, tendrán que adaptarse las mesas de soldadura a las grúas (para el volteo de los bloques), etc.

e) Zona de Prefabricación De acuerdo con el tamafio ' de la Grada o Dique, irá la superficie de esta zona, así como también del ritmo de producción del Astillero; porque cuanto menor sea el tiempo que el buque vaya a estar en grada, mayor tiene que ser su superficie porque habrá que acumular mas material. Esta zona consta de dos partes: La primera en el sentido del flujo productivo (ver esquema de la Fig. 345), es aquella donde se hacen bloques mayores tridimensionales, de acuerdo con los que han salido del Taller de Soldadura; la segunda parte es para almacenar estos grandes bloques, Piques de proa y popa, Doblefondo, etc.

Fig. 346. Montaje de los bloques en la Grada o Dique.

402

CONSTRUCCI6N NAVAL y SERVI CIOS

f) Gradas o Diques En los mismos se montan dichos bl<Xlues y completan los cascos de acero, pira terminar botándolos o flotándolos. La Grada o Dique tiene un tamafio función del tonelaje de los buques que se tiene proyectado construir en ellas. En esta rona se unen los bloques almacenados en la zona de prefabricación, por lo que en ella están las grúas más grandes del Astillero. Ver esquema de la (Fig. 346). g) Zona de Armamento

Está constituida por los Talleres y Muelles de Armamento. La longitud de esta zona es importante, para lo que, si el Astillero no tiene frente de costa suficiente, se hacen espigones perpendiculares a dicho frente, con lo que se aumenta artificialmente la longitud de costa y con ella la de los atraques. En los modernos Astilleros con diques secos de construcción, se utilizan los laterales el antedique, para mediante duques de alba, hacer muelles de Armamento. Los Talleres de Armamento están compuestos por las siguientes clases de talleres: Taller de montura de maquinaria, Tuberos, Electricistas, Carpintería, Aceros y chapa fina, Marineros y Pintores, así como los Almacenes. La disposición de estos talleres, tiene que estar orientada a la proximidad de la Grada o Dique y a la Zona de Prefabricación, con objeto de conseguir una máxima terminación de los bloques en lo que concierne a su Armamento, para reducir al máximo el tiempo de entrega del buque por el Astillero a la Empresa Armadora. Esto es debido a que el flujo productivo es más rápido cuando los bloques van mas terminados a la Grada o Dique para su montaje. SALA DE GALIBOS Esta sala va situada en las proximidades del Taller de Herreros de Ribera (ver Fig. 345). En esta sala se trazan y fabrican las plantillas que después utiliza el Taller de Herreros de Ribera, para darles las formas adecuadas a las planchas y perfiles que lo necesiten, para su ensamblaje posterior en el Taller de Soldadura, formando los paneles, que después se convertirán en subloques, y bloques en la Zona de Prefabricación, para posteriormente ser montados en la Grada o Dique, conformando el buque. Cuando se utiliza esta Sala, va próxima al Taller de Herreros de Ribera, como ya decíamos anteriormente, para facilitar el transporte de las "plantillas" que se construyen en la misma, a dicho Taller. La Oficina Técnica del Astillero prepara la Cartilla de Trazado, que se envía a dicha Sala de Gálibo, para que se proceda al "Alisado y Armonizado de sus Formas". Conviene para darse una idea completa de lo que vamos a explicar a continuación, ver el Capítulo II de la obra Teoría del buque, del mismo autor. No obstante para recordar de lo que estamos hablando, en la (Fig. 347) tenemos una síntesis de los planos de proyección utilizados para la representación de las Formas del Buque. Para ejecutar su trabajo, en la Sala de Gálibo se reproduce el Plano de Formas con la Cartilla de Trazado./a escala natural. Como no siempre se puede hacer, por falta de espacio, solo se hace la del Plano de Formas transversal (Cuadernas de trazado) a escala natural; así como las mitades horizontales y longitudinales de proa y popa.

CONSTRUCCION DEL BUQUE

403

La Ofi~ina Técnica suministra los Planos de Formas y Cartilla de Trazado a la Sala de GálIbos a una escala de 1:50 para que esta la "alise y armonice". Modernamente no .se necesita trabajar a escala natural, para la armonización de las fo~as del buque, smo que basta con una escala de 1: 10. Este método se ha impuesto ~eb.ld~, a que con ~sta escala .basta p~~a. tener una suficiente precisión en el "trazad~ optICO y las. máquma~ de oXlcorte dirIgidas por plantillas electrónicamente. En la act~hdad este sistema está siendo sustituído, por la "armonización matemáf1 " de la CartIlla de Trazado inicial; en el que una vez definidas matematicamente :s formas del buque, se obtendrá en los ordenadores los desarrollos al tamafio natural de los ele~entos de. la estructura, sobre cintas magnéticas que dirigirán posteriormente las máqumas de oXlcorte. Este sistema está desplazando la clásica Sala de Gálibos, que en los Astilleros actuales presenta entre otras, las siguientes desventajas: a) Necesita mucho espacio y mucha mano de ob~a . .b) La .armonización de las formas del buque, no depende de criterios absolutos obJetiVOs, sm.o. de ~~ subjetividad del trazador. c) Errores en el montaje con m~yore ~~~t?S por rectificacion de las formas de las plantillas. d) Los datos obtenidos aSI, son ulflctles de convertir y cocificar para las máquinas de oxicorte automáticas. PLANO TRANSVERSAL ORIGEN COORlJENAIJAS LONGITUD/NALES (x) CUADERNA TRAZA./JO CERQ

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Fig. 347. Planos proyectivos de las Formas del buque.

La Sala de Gálibos clásica de un Astillero clásico, era de piso de madera y éste pintado

de negr?, reforzado de tal manera con objeto de hacerlo lo más indeformable posible, evitar los errores. en . el trazado de las formas y en las plantillas. En este piso pmtado de negro, se dibUjaba con una tiza- dura, en forma de disco como la de los

p~ra

CONST RUCCION NAVAL y SERVI CIOS

404

sastres, para poder trazar líneas finas durante mas tiempo, sin necesida.d de afilarla. El trazado en la Sala de Gálibos a partir de las semimangas de la Cartilla de Trazado (Ver la Teoría del Buque, Capítulo 11, punto .14), se ha~e co~o el Plano de Formas del buque en la asignatura de Dibujo. Se conocen las dlmenslOnes de la care?a y la separación entre Cuadernas de trazado, 20 normalmente. Igu~lmente la semIm~nga de cada cuaderna, en las distintas líneas de agua o sobre las dIagonales, que defmen mejor los puntos en el plano transversal. También contiene la Cartilla de Trazado, las proyecciones longitudinales de la Roda y el Codaste, as~ ~omo la Ast~lla Muerta. Con todos estos datos y las dimensiones de la Sala de Gahbos, se decIde que es lo que va a ir a escala natural, o si puede ir algo en función de su tamaño, o se decide la escala de 1: 10. Las líneas fundamentales que se han de trazar, una vez pintados en el piso los puntos que nos definen las semimangas, con ayuda de listones flexib~es, son: a) Los contornos de las intersecciones con los planos transversales correspondIentes a las Cuadernas de trazado. b) Los contornos de las líneas de agua. c) Los contornos de las Secciones longitudinales (las proyecciones de las formas del buque sobre plano~ .~aralel?s al diametral). d) Los contornos de las "diagonales que dan una mayor preClSIon de mtersección, procurando que su trazado sea lo más normal posible a la superficie del casco. TRAZADO Y DESARROLLO DEL CASCO CON ORDENADOR Todos los conocimientos adquiridos en los distintos Capítulos de la presente obra, tienen un claro protagonista que es el buque. Pues bien, todos estos conocimientos debidamente codificados van a un ordenador, que nos da respuestas, para la construcción de un moderno' buque en lo que respecta a todos sus parámetros básicos. Vamos a estudIar con detalle algunos de ellos y lo mismo se puede prorratear para el resto. Entre otros nos soluciona los siguientes cálculos típicos: a) Armonización del plano de forma!; que le suministramos, así como la representación gráfica del mismo. b) Cálculo de los escantillones del casco. c) Cálculo de Momentos flectores y esfuerzos cortantes. d) Las Curvas hidrostáticas de la carena. e) Las Carenas inclinadas para los distintos calados. f) Estabilidad en caso de averías. g) Capacidad de tanques, y otros. Veamos por ejemplo el cálculo que concierne a la sustitución del cálculo de la Sala de Gálibos por el Ordenador.

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CONSTRU CCIO N D EL BUQ UE

405

Ya en el párrafo anterior enumeramos las ventajas del nuevo sistema. CONSIDERACIONES GENERALES P ARA EL PROYECTO DE UN BUQUE. Un Armador que necesita un nuevo buque para su Flota, se dirige a la Factoría correspondiente encargándolo; ésta mediante el Departamento Astillero donde radican las Oficinas de Proyecto y Delineación, efectúa el Proyecto del buque encargado. El Armador para este Proyecto de nuevo buque, tiene que aportar una serie de datos indispensables, tales como: Tipo de buque, Volumen de Carga, Medios propios de carga y descarga, Velocidad, Peso Muerto, Potencia, Calado Máximo, etc. etc. Las Oficinas de Proyecto ejecutan el trabajo de acuerdo con estos datos que suministra el Armador; en este Proyecto y debido a la Clasificación del buque en una determinada Sociedad, hay lo que se llama UNIFORMIDAD EN LOS PROYECTOS. Este es el resultado, de que los buques se construyen, para que cumplan las Reglas y requerimientos de las distintas Sociedades de Clasificación. Podemos afladir por ejemplo, que er las Reglas del AMERICAN BUREA U, no se le da al proyectista demasiado margen para la determinación de los escantillones. Cada una de las principales dimensiones del buque (Eslora, Manga, Puntal y Francobordo) han sido establecidas y las Tablas de Escantillones indican exactamente que dimensiones, pesos y espacios, etc. etc., debe haber entre sus distintos elementos estructurales. A veces se permite un pequeño margen para el proyectista, por ejemplo, un aumento de "clara" entre Cuadernas, que se puede compensar por un incremento de los escantillones de las planchas del forro exterior. Otras veces los proyectistas pueden someter planes, a la consideración del American Bureau, y estos reciben una especial consideración. En general las Reglas son seguidas, con el resultado de una Uniformidad, que existe en la mayor parte de los buques, con lo que la experiencia en la eficacia de estas estructuras pueden ser seguidas facilmente, a lo largo de la vida de los distintos tipos de buques. Aparte de esta influencia de la Sociedad Clasificadora en el Proyecto del buque, vamos a ver ordenadamente como se incluye en este Proyecto, los datos que el Armador necesita para su futura unidad. Conocido el Servicio que el buque ha de prestar, y por lo tanto, las cualidades que debe reunir, se determina el Peso Total o desplazamiento, para lo cual es necesario conocer detalladamente, el Peso de la Carga y del Combustible. El valor del ,Desplazamiento, determina el Volumen que debe tener la parte sumergida, y basándose en datos experimentales y por consideraciones teóricas, puede determinarse "las formas" que ha de darse a la misma. Con las Tablas de Escantillones de la Sociedad de Clasificación, se obtiene el espesor de estructuras y planchas, de donde se deduce el Peso del casco, que ya se procura sea el mínimo, dentro por supuesto de la solidez del mismo. Cuando menor sea el Peso del Casco, mayor será el destinado al resto de las cualidades· del buque. . El peso del personal, de las provisiones, y de todo el material necesario para la navegación, representa un tanto por ciento, generalmente constante del peso total del buque.

406

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Después de los Pesos enumerados, quedan por determinar el destinado a la Carga y Propulsión. Resumiendo, el problema está en la utilización de la mejor manera posible, de la parte de peso asignada a cada Servicio, y en dar al buque las formas exteriores apropiadas, para lograr entre otras, velocidad y buenas condiciones marineras dentro de la coyuntura del Proyecto, desde el punto de vista de la utilización comercial, que del buque, necesita el Armador. Una vez trazados los Planos de Formas, se mandan al Canal de Experiencias, para su comprobación y corrección si hubiere necesidad. Con los Planos de Formas corregidos, se trazan los Planos de Hierros, Planos de disposiciones generales, Plano de la Cuaderna Maestra y de las Secciones extremas (aproximadamente las que pasan por los Mamparos de colisión y del Prensa), Planos del desarrollo del Forro exterior, Planos de Curvas Hidrostáticas, Cuadros de Pesos con las Coordenadas del C. de G., Curvas Pantocarenas, Y otras. El tiempo invertido pues en la Planificación del proceso del Proyector del buque, queda dividido en: a) Tiempo del anteproyecto (Proyecto inicial de acuerdo con lo que se va a contratar con el Armador). b) Tiempo de Planificación del Proyecto ya aprobado y contratado. c) Tiempo de Planificación de pedido de materiales, maquinaria, etc. d) Tiempo de delineación de formas. e) Tiempo de aprobación de Planos. f) Tiempo de Comandancia de Marina, Primas a la Construcción, etc. etc. Las Oficinas de Proyecto y Planificación, mandan respectivamente al Centro de Cálculo de la Factoría: a) La Oficina de Proyecto: 1) Contrato con el Armador y sus especificaciones. 2) Planos del buque. 3) Esquemas de Servicios. 4) Disposiciones generales. b) La Oficina de Planificación: 1) Despieza el buque en unidades de control de Planificación (Macroactividades). 2) Define las relaciones entre estas unidades de Control (Procedencias). 3) Define la capacidad de los Talleres (Recursos). 4) Define las Listas de elementos. 5) Asigna tiempos estadísticamente, de acuerdo con la fecha de entrega contratada. Con todos estos datos procedentes de las Oficinas de Proyecto y Planificación, el Centro de Cálculo de la Factoría desempeña las-siguientes misiones: a) Misiones Administrativas. b) Misiones de planificación. c) Misiones de Control. d) Misiones de Procesos de Producción.

Misiones administrativas: La base de datos para el Centro de Cálculo es: Bonos de trabajo, vale de materiales,

a)

y partes de recepción. El Centro de CálculO con esto, halla: Nómina, Cálculo de

CONSTRUCCION DEL BUQUE

407

incentivos, amortizaciones, inventarios de almacén, material necesario para mantener el stock, Costes y Contabilidad.

Misiones de Planificación: La base de datos para el Centro de Cálculo es: Fichero de actividades, Fichero de

b)

materiales clasificados por actividades, y Fichero de Pedidos. Con estos datos el Centro de Cálculo halla: Planificaciones, Programaciones periódicas, Seguimiento de Pedidos, Control de mano de obra, y Control de materiales. De estos elementos de Cálculo conseguidos, se obtiene la siguiente información: Fechas de ejecución de las Actividades Planificadas, Ocupación de Recursos (para no llegar a un colapso de trabajo, de acuerdo con los medios de la Factoría). Estados de los Pedidos, Vales de materiales, Informes estadísticos de consumo de materiales e Inversión de mano de obra. ' c)

Misiones de Control:

SCAR.-Sistema de control y asignación de recursos (un equilibrio eficaz, entre el trabajo asignado, recursos de la Factoría coste y economía). d)

Misiones de Proceso y Producción.

AUTOKON .-Proceso de Producción (es una automatización de la Construcción del buque completo, desde el almacenamiento de planchas para el mismo, hasta su salida a Pruebas de Mar). ORDEN DE LOS DISTINTOS TRABAJOS EN LA CONSTRUCCION DE UN BUQUE. Una vez hecho el Proyecto y Aprobado por la Dirección General de Industrias Navales, se procede a la construcción del mismo. Al conjunto de Departamentos que interviene en todo lo relacionado con el buque, se le da el nombre de Factoría. En el Departamento de Astillero de la Factoría, se hace, tanto el proyecto como la construcción del casco. Este Departamento consta de: Las Oficinas de Proyecto y Delineación, Gradas de construcción, Talleres de Herreros de ribera, Parques de acero, Parque de prefabricación, etc. etc. Cuando se hacían los buques remachados, con los datos de los Planos de Formas, se hacía. un semimodelo del casco pintado- de blanco, que daba a la Oficina Técnica, una Idea exacta de sus formas. Sobre este semimodelo, dicha Oficina trazaba los contornos de las planchas, sus topes y costuras (topes = uniones verticales, costuras = uniones longitudinales), según tres normas fundamentales, y que eran: a) Cumplimentar todas las exigencias de la Sociedad Clasificadora, y del Proyecto del buque, respecto al ancho y longitud de las tracas, en particular las de Cinta y Quilla. b) Conseguir un ancho lo mayor posible de cada plancha. c) Cumplimentar las exigencias sobre el reparto longitudinal de topes en las distintas tracas. Modernamente, esta fase acabada de mencionar, ha sido abandonada por completo.

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En la Sala de Gálibo, se trazan las formas del buque a tamaño natural, mediante la Cartilla de Trazado, donde constan los valores de las Semimangas en la intersección de las Cuadernas de Trazado con las Líneas de Agua, para su debida corrección. Del trazado de las Formas del buque a tamaño natural, se obtienen plantillas de madera, que posteriormente se utilizan para modelo de corte y curvados de planchas y perfiles, en los Talleres de Herreros de ribera. En la actualidad este trabajo, sólo se efectúa para alguna pieza de forma muy especial. Modernamente la Sala de Gálibos ha sido completamente sustituida por el "Trazado óptico", y este a su vez por el Trazado Numérico con Ordenadores. El Trazado óptico sobre las planchas, se hace en los Talleres de Herreros de Ribera; o bien el plano de trazado a escala de 1/10 va directamente a las Máquinas de Oxicorte.

TALLER DE ACEROS DEL DEPARTAMENTO ASTILLERO. Está formado por: a) Parque de material bruto. b) Taller de corte. c) Taller de doblado, Submontaje y soldadura. d) Taller de armado. e) Nave de armado de los bloques de proa y popa, y de gran curvatura. f) Gradas. g) Aparcamientos intermedios entre los Parques y Talleres anteriores. Normalmente en Astilleros hay dos Parques de Material bruto. Uno para el Material que llega, y otro, para el Material clasificado con destino a buque o buques de inmediata construcción. Las planchas estarán en pilas cuando estén normalizadas, de acuerdo con sus espesores, teniendo cuidado que descansen sobre calzos. &tos Parques de Materiales están equipados, con gruas magnéticas de unas diecisiete Toneladas (para utilizarlas necesitamos las planchas completamente planas), caminos de rodillos electrodirigidos (carros de chapas), dos máquinas aplanadoras, Máquina para chorreando con circuito cerrado, y Máquina de Pintado automático. Las Planchas después de aplanadas son chorreadas con arena o granalla de hierro, que elimina completamente la capa de oxido de hierro; la principal misión de este chorreado, es quitar la laminilla de laminación que trae de la Acería. Para terminar esta primera etapa, podemos puntualizar que la Máquina aplanadora está a la entrada del Parque de Aceros, y que la Máquina de Chorreado y pintado, está a la entrada del Taller de Herreros de Ribera. La Plancha ha salido del Parque de Material bruto, ha sido aplanada (a las que le haga falta, no a todas), chorreada y pintada (es posible que no sea necesario hacerlo por las dos caras de la plancha). Algunas planchas pasan por la Torre de Trazado Optico (las de figura mas complicada) y otras van directamente a lós Equipos automáticos de Oxicorte.

Taller de Corte. Los Equipos de Oxicorte automáticos, mediante los clichés de la Torre trazadora y un piloto incorporado con o sin mando a distancia, cortan las planchas con su forma

CONSTRUCCION DEL BUQUE

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apropiada, tanto en tamaño como en figura. Las Máquinas de Oxicorte actúan, bien por Célula fotoeléctrica que lo hacen a una escala cualquier~, normalmente a 1/ 1O, o bien por cintas perforadas, preparadas por un calculador, ejemplo la Máquina de Oxicorte automática Rogatome. Mediante "el cilindro de volteo~' y "prensa" de 2.000 Toneladas, por ejemplo, se curvan las planchas que lo neceSiten, y que tengan una generatriz recta.

Taller de Doblado, Submontaje,

y

Soldadura.

Las planchas que no tengan generatriz recta, y por tanto la curva de paso variable, se curvaran con calor de soplete y acolladores, si las líneas no son muy bruscas se acude a los "prensas"; modernamente hay Máquinas curvadoras de aproximadam~nte 600 Toneladas. Los Perfiles han seguido caminos paralelos a las planchas, y en el mismo orden de mecanización que hemos visto hasta aquí, para las mismas. !odas las piezas de formas muy especiales, Roda, Proa de Bulbo, y Codaste; se forJarán y darán forma, mediante plantillas de madera hechas en la Sala de Gálibo. Una vez el labrado de planchas, perfiles, y angulares; terminados, se pasan a un Almacenamiento intermedio, para su posterior montaje. Después se pasan al Taller de Armado, donde hay varias fases de Prefabricación. Posteriormente se pasan al "Parque de los Bloques terminados" donde se deben pintar, verificar, y modernamente hacer el montaje de los tubos, cables, etc. etc., y desde allí finalmente a la Grada. Estos pasos que hemos enumerado aquí para planchas y perfiles, paneles, subloques, bloques, y montaje de Grada; deben seguir un camino en línea recta, o formando "L" o "U", según las últimas Investigaciones sobre Planificación de la Producción en un moderno Astillero.

Un taller de prefabricación necesita imprescindiblemente. a) Mesa nivelad~, formada por angulares de acero, que sirven de base, para la elaboración de los' bloques y montaje, para sujetarlos con grapas que eviten su deformación durante la soldadura de ellos. En los buques grandes, se hacen directamente en el piso de cemento del Astillero, y las grapas de sujeción van embutidos en él. También otros medios para hacer "camas" adecuadas para los bloques que se elaboran con un quebranto o arrufo determinado. b) Gruas de trabajo, adecuadas a lo que se quiere realizar (de 20 a 25 Toneladas). c) Instalaciones de Equipos de Soldadura automático y multiplaza. Para plazas de 100 a 200 Toneladas, se necesitan Gruas de Pórtico de 125 Toneladas, y una grua Puente de 20 Toneladas. Un orden en la construcción de los Bloques puede ser: Doblefondo, Mamparos principales, Cubiertas intermedias, Forro exterior, Cubierta principal, y Superestructuras. Hay bloques muy particulares por su dificultad en la Construcción como son: 1)

Pique de Popa. Este bloque con el Codaste debe de estar montado y terminado su acople en la grada, no menos de un mes antes de la Botadura, para que la Sección de Ma-

410

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

quinaria pueda terminar la línea de Ejes y el Timón. Este bloque es elmás difícil de prefabricar y se tarda relativamente bastante tiempo. 2) Pique de Proa. Suele llevar consigo el Mamparo de Colisión. 3) Bloque del Timón. Complicado, Soldadura muy cuidadosa, y difícil de ejecutar por la falta de espacio. 4) Puente de Navegación. Cuidados especiales por sus formas y el poco espesor de las planchas.

Orden de montaje de los bloques en grada. Empieza la ejecución, construyendo "la cama de construcción" en grada, que se hace con el tiempo justo, para empezar a montar y unir los bloques prefabricados. La primera fase está dedicada a la situación exacta del lugar que va a ocupar el bloque de fondo correspondiente a la Cámara de Máquinas, la Cuaderna Maestra, y tambien el lugar de la "Retenida" (aquí se asegura el buque, durante el trasiego de éste, de la "cama de construcción" a la "cama de lanzamiento", y mientras reposa sobre esta, momentos antes de la Botadura). Se comprueba la alineación de la Línea de Picaderos centrales (bloques de quilla), formados por: Un picadero base, dos cuñones, otro picadero, una caja de arena, y un taco de madera llamado "Solera". Se empieza montando los bloques del doblefondo, posteriormente el mamparo de proa de la Máquina, con lo que se consigue trabajar en dos direcciones, o sea "que se tiene dos frentes de trabajo. Cuando tenemos dos mamparos transversales, Bulárcamas intermedias y Mamparos longitudinales si los hay, se puede empezar a montar el forro y las Cubiertas. Una vez la cubierta colocada, se puede seguir con los Trancaniles, y una vez colocado el Forro, se sigue con los Pantoques (se observa que las zonas de transición entre cubierta-rostado y fondo, se montan las últimas; su motivo, el ser zonas de continuidad dificil por las deformaciones producidas por la soldadura). La popa se montará lo antes posible, para trabajar en su Armamento, en el supuesto que la Máquina vaya en esa zona. El Bloque de Proa no necesita de esa atención, por lo que puede ser el último bloque que llegue a la Grada. Las Superestructuras se construirán en Bloques lo mas grande posible. En las gradas de construcción se tienen Gruas de Pórtico de 200 a 500 Toneladas, y para otros pesos, Gruas de Puente de 15 Toneladas. Finalmente los elementos sueltos que se montan en Grada son: -Planchas de Pantoque. -Quillas de Balance. - Escobenes. - Trancaniles. - Arbotantes. RECEPCION y TRABAJO DE LOS MATERIALES EN EL ASTILLERO. Las Planchas y Perfiles de acero que se reciben procedentes de los Centros de producción "Acerías", con certificados de las Sociedades de Clasificación que pueden ser

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múltiples, dimensiones y espesores . Traen las caractenstIcas ' . mecánicas . 1 das son1deE distintas ~~~t~ . por a ntIdad que los suministra. Son almacenadas en el Parque de Material Asimismo todas las piezas de fundición se encargan a Firmas especializadas en e t soo . El trabajo para su montaje en el buque ya lo hemos visto en la . de las distintas Secciones con en m~~~~.

~t~q~~:~~el~c;a~~~r~~:mbres

su;~~:t~~:~s at~;~~j~

1) Casco estructural:

El trabajo desde la quilla hasta la superestructura. 2) Energía y su distribución: Calderas, Auxiliares, Red de vapor y Red de Fuerza. 3) Propulsión: Motor JJI?ncipal, Línea de ejes, Servicios de agua, aceites combustIbles, y escape. ' 4) Gobierno y Maniobra: Aparatos de navegación, Radio, Telemotor y Servo TImón y Mecha. ' 5) Servicios Varios:

Polines, Sondas, Tomas y Descargas Ventilación , Cámara de Máquinas y Calderas.'

6) Carga y Descarga:

Esp~cios de Carga, Cierres y Escotillas, Arboladura y JarcIa, Aparatos de Carga, Limpieza y Calefacción de Tanques.

7) Habilitación:

Escala.s, P~sos, Puertas, Muebles, Alumbrado, Mamparos mtenores y accesos. 8) Servicios de Habilitación: Sa' . Aire acondicionado, Frigorífica Gambuza mtanos, Télefonos interiores y Altavoces. ' , 9) Servicios de seguridad:

Lastre, Sentina, Baldeo Contraincendio y Abandono de buque.

10) Utilización y Mantenimiento:

Pintura, Chorreado, Toldos, Cargos y respetos Pafioles y Techos. '

MET~DOS ACTUALES EMPLEADOS EN LA CONSTRUCCION DE BUQUES. Los metodd~s 'dactuales en lo que se refiere al Sistema Estructural' de Refuerzos del buque, se IVI en en: a) Método Transversal. b) Método Longitudinal. c) Método Mixto. Vamos a hacer un análisis de estos Métodos.

~~~~~~TOS BASICOS DEL BUQUE; COMUN PARA TODOS LOS MEEstos elementos básicos que for~an el casco son: a) Forro del buque.

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Este Anillo está formado por:

b) Fondo del buque. c) Cubierta principal del buque. d b·d Resistencia, bien a base de escantillonado, d 1 buque Con estos elementos, dándoles la e 1 a o bien por aceros especiales, tenemos el Casco .e des de· compartimentado se divide . ,. t · rmente por neceSIda , 1 El efecto de estos mamparos Este caso hIpotetICO, pos e n o , en sentido longitudinal mediante m~mp~ros transversa es. sobre la resistencia estructural es t~Iple. or averías e inundaciones. a) Soportan esfuerzos locales o~~sIonados p fondo cubierta, soporta en parte los b) Junto con los elementos basIcos, forro, ha~e~ el casco más difícil de deformar esfuerzos longitudinales, porque cooperan a en este sentido. . refuerza e1 buq ue contra los esfuerzos transversales. . ., eométnca d. c) Por su posIcIon g , d ecesitar dividir el buque me Iante Por necesidades. de .compartimentad~~sserJ~~a~ ~onsideraciones que para los transresistencia longitudinal. mamparos 10ngItudmales. Se hace~. versales, o sea, que le da al ~as~ ~IgIde~ y ue le vamos añadiendo elementos de los Seguimos con este casco hIpotetIco, a q llamados "Básicos". b na mejor estabilidad, se le hace a este casco, Por seguridad del buque y para o tener u un doblefondo. . bil·d d Y compartimentado, se divide el casco vertiPor necesidades de estIba, esta 1 a . . calmente, mediante cubiertas intermedIads. ··d del casco entre mamparos transensar la falta e ngI ez , . ulárcamas transversales y longitudmales. Finalmente Y par~ comp versales y 10ngItudmales, se pon~n B 1 de un buque, común para todos los Resumiendo, los Elementos BásICOS estructura es Métodos de construcción son: -Forros. -Fondo. -Cubierta principal. -Cubiertas intermedias. -Mamparos longitudinales. - Doblefondo. - Bulárcamas longitudinales. - Bulárcamas transversales. -Mamparos transversales.

.

CONSTRUCCION DEL BUQUE

ESTRUCTURA TRANSVERSAL.

A) METODO DE . . 1mente de la facilidad de construcción Fué la primera en desarrollarse, a causa prmcIpa esitaba elementos potentes para el y necesidades de entonces, por otra partde no. ne.c lmente en el elemento Cuaderna. . 1b E t Método está basa o pnnCIpa montaje de uque. s e b'· s del punto anterior se observa que Desarrollado e~ ?uque con los elementos ::~~in refuerzos, y por ~llo sus Módulos grandes superfICIes de planchas se e~,cuent el eso del acero empleado, justamente resistentes serán pequeños, en felacIon con., ~aval lo contrario de lo que interesa en c.onstruccIO~e coloc~n a las planchas del casco del Para aumentar este Momento ResIstente, se denominan de diversas maneras, según buque, unos refue~zos transversales, q~~~~o CERRADO TRANSVERSAL. su posición, y que Juntos forman un A

VARENGA:

Refuerzo transversal del fondo y del doblefondo, formando un cajón rígido con ellos. CUADERNA: Perfiles sobre los que se apoya el forro (normalmente los costados), formando la parte vertical del Anillo. BAO: Perfiles sobre los que se apoya la cubierta, formando la parte alta del Anillo. Estos Anillos Transversales reducen el escantillo nado , en función de su separación longitudinal del hipotético casco del principio, sin reducir su Momento Resistente, o sea, se hace un casco mas ligero y con la misma resistencia. B)

METODO DE ESTRUCTURA LONGITUDINAL.

Este Método intenta aumentar el Momento Resistente del Casco con la consiguiente disminución de escantillones, y por lo tanto de peso, mediante perfiles unidos a las planchas del casco, que se denominan de diversas maneras según su posición, y que forman una especie de ANILLOS CERRADOS LONGITUDINALES. Estos Anillos están formados por: LONGITUDINALES DE FONDO: Refuerzos longitudinales del fondo del buque. LONGITUDINALES DE COSTADO: Refuerzos longitudinales del costado del buque. LONGITUDINALES DE CUBIERTA: Refuerzos longitudinales de la Cubierta del buque. Este Método usado en toda la estructura del casco, tiene el inconveniente de la continuidad de la estructura longitudinal, a través de los Mamparos estancos transversales. C) METO DO DE ESTRUCTURA MIXTA. Modernamente se consigue partiendo de los Elementos Básicos, aumentar el Momento Resistente del casco mediante una mezcla de los dos Métodos descritos anteriormente, según el reparto de Fatigas sobre la estructura del buque. Así por ejemplo, las Fatigas Longitudinales son máximas en los 2/3 de la Eslora del buque, repartido simetricamente a lado y lado de la Sección Media o Maestra, en esta zona se puede aplicar el Método Longitudinal que sería el más idóneo. En las zonas de proa y popa que se necesitan una especial estanqueidad, y además el buque está sometido a unas Fatigas distintas de la anterior, se puede aplicar el Método Transversal, que la experiencia ha avalado como más idónea. Podemos añadir además, que el Método Longitudinal, como resulta que la Fatiga Longitudinal es en los 2/3 de la eslora del buque, pero sus valores extremos están en la periferia de la vigacasco, o sea, cubierta princip~l y fondo, en el resto, o sea, en los costados de esa zona, tampoco se necesita usar de una forma radical este Método, por lo que en muchos buques de gran porte y longitud, en estas zonas se usa el Método Transversal. Resumiendo, que los actuales Métodos de Construcción Naval, intentan, una armoníosa y uniforme estructura, que eonsiga el máximo Momento Resistente con el mínimo peso, en cada Sección Transversal del buque, unido a una coordinación en sentido longitudinal con prudentes discontinuidades longitudinales.

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CONSTRUCCION DEL BUQUE

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PRUEBAS PREVIAS DE LOS DISTINTOS SERVICIOS. ESTADO DEL BUQUE AL BOTARLO AL AGUA. El estado del buque dependerá del grado de terminación de los bloques prefabricados al botarlo al agua, que a su vez dependerá del grado de modernización y perfeccionamiento del Departamento Astillero, y en general de toda la Factoría. También influirá, lo que se prevea montarle al buque en los muelles de Armamento, que tendrá una cierta servidumbre de la potencia de las Grúas, porque las mas potentes de la Factoría están en las Gradas de Construcción. En general el buque irá completo de aceros, a falta del guardacalor de la chimenea, si acaso. La Máquina principal y todos los Polines de la Auxiliar. Timón y Servomotor. Maquinado del Codaste, bocina puesta, en forma conveniente de acuerdo con el eje de cola de la hélice, etc. etc. Palos en general. El Molinete y una o dos anclas. Finalmente, a veces, lleva montado gran parte de la tubería, al menos en los tramos rectos. Terminando se puede añadir, que estos grados de terminación varian bastante de una Factoría a otra, pero que intert:.sa fuera lo mas completo posible.

A)

El Inspector de buques de la Comandancia de Marina e Inspector del Armador comprueban que los materiales han sido reconocidos antes de su montaje a bordo' así como la maquinaria de esta Sección. '

B) APARATO MOTOR Y MAQUINAS AUXILIARES. Calderas:

a)

Se ex~mina? todas las piezas antes y después de montadas, las de acero moldeado se radlOgrafIan. Terminada la caldera en el Taller, se lava con productos químicos, y. a~te~ de forrarla se le hace la Prueba hidráulica. Se graba la presión, fecha y señal dIstmtIva de la Sociedad Clasificadora. Después de montada a bordo se prueban y regulan las válvulas de seguridad. ' 1) Motores de Combustión interna.

Comprobación que los materiales han sufrido las Pruebas reglamentarias. Se someterán a una Prueba en el banco de una duración mínima de seis horas, a marcha normal, y de una hora con sobrecarga del 10%. La Fábrica extiende el oportuno ,Certi~cado .~e estas Pr~ebas. Durante el montaje a bordo, el Inspector Observ~ra la almeacIon de los ejes y de los cojinetes de bancada del cigüeñal determmando su Fatiga mediante el flexímetro. '

OBRAS POSTERIORES A LA BOTADURA. Efectuada la botadura, cuyo planeamiento y ejecución la estudiaremos en el siguiente tema; mediante el auxilio de Remolcadores, se atraca el buque al muelle de Armamento de la Factoría, donde se le hacen al buque todas las Obras posteriores a la botadura, que las podemos resumir de acuerdo con las distintas Secciones de la Factoría que las ejecutan: a) Energia y su distribución:

Encargada del montaje a bordo de las Calderas, Auxiliares, Red de Vapor y Fuerza.

b) Propulsión:

Encargada del montaje de Línea de ejes, Servicios de agua, aceite y combustible.

EQUIPO Y MATERIAL DE ARMAMENTO.

2) Maquinaria Auxiliar. Prueba de los fabricantes y aprobado por los Inspectores. C)

SERVICIO ELECTRICO.

Se reconocerá:

c)

Gobierno y Maniobra:

d) Carga y descarga:

e)

Habilitación:

f) Servicios de

Habilitación: g)

Servicio de Seguridad:

h) Utilización y Manteni-

miento:

a) Los sistemas ·de distribución. b) Las tensiones normales.

Encargada del montaje de Aparatos de Navegación Y Radio, Telemotor y Servo, Timón y Mecha.

l. GENERADORES Y MOTORES. Se lo harán en Fábrica, prueba de calentamientos, sobrecarga, etc. etc. 2. PRUEBA DE CONDUCTORES. Se lo hacen pruebas de aislamientos, resistividad, etc. etc., en Fábrica.

Se encarga del montaje de los espacios de carga, cierres de escotilla, Jarcia y arboladura, y aparatos de Carga. En los buques petroleros también la limpieza y calefacción de tanques.

3. CUADROS ELECTRICOS. Se les hace prueba de eficacia, tomas de tierra de Aparatos, etc. etc.

Se encarga de las escalas, pisos, puertas, muebles, alumbrado, mamparos interiores y accesos.

4. PRUEBA DE INSTALACION.

Se encarga del montaje de los Servicios Sanitarios, aire, frío, teléfonos interiores y altavoces.

5. RECONOCIMIENTO DE INSTALACIONES FRIGORIFICAS.

Se encarga del montaje de Servicio de Lastres, sentinas, baldeo, contraincendio Y Abandono de buque. Se encarga de . la pintura, chorreado, toldos, cargos Y respetos, pañales, pisos y techos.

Ensayos de aislamiento, y furicionamiento de la Instalación. Hay una serie de Pruebas a bordo, sobre tiempo de enfriamiento aislamientos y funcionamiento en general. " D)

MEDIOS DE DETECCION y EXTINCION DE INCENDIOS. Pruebas reglamentarias del Convenio de la -Seguridad de la Vida Humana en el Mar, 1960 y siguientes.

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CONSTRUCCION DEL BUQUE

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4. PRUEBAS DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE. E) DISPOSITIVOS DE SAL VAMENTO. Reconocimiento de botes, equipos, etc. etc. F) LUCES Y MARCAS DE NAVEGACION. Pruebas reglamentarias. G) MEDIOS DE CARGA Y DESCARGA. Pruebas reglamentarias. H) ALOJAMIENTOS. De acuerdo con las Normas Reglamentarias son inspeccionados. 1) PRUEBA DE ESTABILIDAD. En la Factoría en presencia del Inspector. 1) PRUEBAS DE VELOCIDAD Y CONSUMO.

En la forma reglamentaria. A partir de estas Pruebas Y entregado .el buque al Armador, se extienden todos los Certificados acreditativos del buque y sus Servicios, a partir de los cuales, se cuentan los Plazos Periódicos de Reconocimiento.

FORMA DE LLEVAR A CABO "LAS PRUEBAS DE MAR" Antes de salir admitido el buque por el Armador, se ejecutan las llamadas "Pruebas de Mar", en presencia del Comandante de Marina, Inspectores de Buques, Inspector de Servimar, así como representante de la Casa Armadora. Las Pruebas de Mar se llevarán en este Orden: 1. PRUEBA PRELIMINAR EN PUERTO. Se verifica en puerto sobre amarras, manteniendo la Planta de Propulsión del buque en funcionamiento, durante el tiempo de la Prueba, suele ser de 24 horas. Se inspecciona por el personal de a bordo, su funcionamiento, dando cuenta a la

Factoría de las anomalías observadas.

2. PRUEBA DE RESISTENCIA A TODA FUERZA. Se comprueba la Resistencia Y Eficacia de la Planta propulsora del buque. Debe tener un mínimo de ocho horas de duración, durante las cuales el buque navega, desarrollando la máxima potencia, dando por tanto la máxima velocidad. 3. PRUEBA DE VELOCIDAD, CORRIDA DE LA MILLA. Tiene por objeto relacionar la Velocidad del buque con las Revoluciones por minuto (R.P.M.) del propulsor, para trazar la curva Velocidad/Revoluciones; así como que el buque da la Velocidad estipulada en el contrato. Se efectúan tres Pruebas a velocidades distintas, debiendo constar de seis corridas de "la milla medida", tres en un sentido y tres en el opuesto.

~~l~~i:~.objeto, hallar el Consumo Horario de la Planta propulsora, para cada

Se harán cuatro Pruebas a cuatro velocidades distintas, pero dentro de cada Pr b se mantendrá constante la Velocidad. ue a Dividiendo el Consumo e~ cada Prueba, por el mínimo de horas de la misma tendremos el consumo medIO para esa velocidad. ' Con e~dtos dIactos se traza ~a Curva de ConsumolHora, y en función de la distancia recorn a, e onsumolMilla.

5. PR~E.BA DE RELACION DE POTENCIAS Y VELOCIDADES.~ d~mtas velocidades se toma nota de la Potencia acusada en el Torsiómetro n otores esta Prueba se hace mediante Aparatos de Fre~o. Con estos dat . se levanta la Curva de Potencia/Velocidades. os 6. OTRAS PRUEBAS. A lads anteriores Pruebas, se pueden añadir, levantando las correspondientes Curvas ' las e: - Autonomía. - Velocidad Económica. -Consumo por Caballo y Hora.

Capítulo XII BOTADURA

BOTADURA. Es la operación que culmina la construcción del buque en la Grada, y mediante la cual transfiere a éste, desde la Grada de Construcción· donde el Casco se le conoce por un número, a flotar como tal buque. Múltiples precauciones tendrán que ser tomadas, para transferir las miles de toneladas de acero, desde la Grada al agua. La tarea consiste ' brevemente, en cambiar el peso del buque que gravita sobre la "Cama d~ Constru~ión" y que ha sido elaborada debajo del buque, antes de poner su quilla; a la "Cama de lanzamiento" que se elabora debajo del buque, pero cuando ya está construído y no falta mucho tiempo para su Botadura. Esta "Cama de lanzamiento o Cuna" junta con el buque, resbalen por una pista apropiada (cama de imadas o simplemente imadas) hasta hundirse en el agua y flotar, en el acto final de la Botadura. Vamos a dar un breve resumen de todos los elementos que intervienen en esta operación, para después de tener esta idea de conjunto, poder ampliar con detalle las distintas facetas del presente tema. A)

CAMA DE CONSTRUCCION.

Sobre el piso o firme de la Grada de Construcción del Astillero, se construye 10 que se llama "Cama de Construcción", cuya misión, entre otras, es facilitar el trabajo de los soldadores y otros en el fondo del buque, en su parte exterior; y además permitir la colocación de la "Cama de lanzamiento", así como la del plano inclinado que forman las "camas de imadas", por encima de las cuales, se va a deslizar dicha cama o cuna junta con el buque, hasta el agua: En la (Fig. 348) vemos el fondo de un buque plano, apoyado en su cama de construcción, formada por tres hileras de apoyos longitudinales. El apoyo del centro recibe el nombre de "Picaderos centrales", y están formadas por: 1. Picadero base, formado de bloques normalmente de madera, de quita y pon, situados en el eje de simetría del piso de la grada. 419

CONSTRUCCION NAVAL y S E RVICIOS

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2. Dos cuñones de madera. . . 3. Otro picadero, formado por bloques de madera de forma pnsmátIca. . 4. Caja de arena: Consiste en una caja prismática, una de c~yas .cara~ se puede deshzar verticalmente mediante una corredera, y que en su mtenor tIene un saquete de arena. Esta caja prismática no tiene nada que la cierre por arriba. 5. Solera, bloque de madera que se apoya directamente en el saquete de arena de la caja descrita anteriormente.

B 5

4-

~~~~3

2

1 A Fig. 348. Vista transversal del fondo del buque apoyado en su "cama de construcción".

8 5

4 3 2

1

A Fig. 349. Vista transversal del fondo del buque apoyado en su "cama de lanzamiento".

A. En la (Fig. 348). Piso de la Grada. B. En la (Fig. 348). Fondo plano del buque. La altura total de los "picaderos centrales" oscila de 1,20 metros a 1,50. Igualmente son los apoyos. del pantoque, solo que no suelen tener el ~ismo firme que los de la quilla. Al conjunto de los apoyos de pantoque, se les llama Calzadas o Almohadas de Pantoque". B) CAMA DE LANZAMIENTO O CUNA, Y PLANO DE INCLINACION DE LANZAMIENTO LLAMADO "CAMA DE IMADAS" O' SIMPLEMENTE "IMADAS" . Los dibujos de las (Figs. 348 y 349) se corresponden, o sea, que se pueden superponer, para más claridad es por lo que se presentan por separado. . " En la (Fig. 348), el peso del buque se apoya totalmente sobre la "Cama de ConstruCCIón.

L .~

BOTADURA

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~ntonces en el momento oportuno (función del rítmo de la construcción del buque y tIempo que falta para la Botadura), se empieza a construir debajo de él la cama de lanzamiento o cuna, y la cama de imadas por donde se va a deslizar la' cuna con el buque. En la (Fig. 349) tenemos la sección transversal en las proximidades de la sección media del mismo buque anterior, gravitando ahora exclusivamente sobre su Cama de lanzamiento, y ya con la Cama de Construcción deshecha, y listo para la Botadura. Observando dicha (Fig. 349) tenemos: a) Los bloques prismáticos de madera (1) y (2) forman la "cama de imadas" (constituyen una especie de railes de deslizamiento) afirmadas al piso o firme de la Grada y que en su recorrido llegan hasta sumergirse en el agua, de acuerdo con las necesidades técnicas de la Botadura, como ya estudiaremos mas adelante.

b) El bloque número (3) se llama "Anguila". Estas forman, digamos como el "patín" de la "cama de lanzamiento", y se deslizan sobre la "pista", formada ¡x>r las "Imadas". La separación transversal entre "imadas" es de 1/3 de la manga del buque. Las "Anguilas" a veces van unidas entre si por barra transversal rígida, y en sentido longitudinal fonnan bloques independientes. A veces van unidas a la cubierta superior del buque, en sentido vertical, mediante cables (sujeción de la cama de lanzamiento o cuna al buque, para que se mantengan unidos al flotar éste). La unión de las "Anguilas" al fondo del buque, se hace, a través de las cuñas y embonos de a¡x>yo, en función naturalmente del enorme peso del buque que gravita sobre el conjunto. Las cuñas y embono tienen los número (4) y (5). c) Veamos ahora brevemente, como pasa el peso del buque a gravitar, desde la "cama de construcción" a la de "lanzamiento". Con el buque apoyado en la cama de construcción, se construye la cama de imadas en primer lugar. ' Después sobre las Imadas y habiendo dado previamente una sustancia deslizante sobre su superficie de rozamiento, se colocan encima y de una forma ordenada en sentido longitudinal, los distintos bloques formados por las "Anguilas". Para este menester, o sea, para colocar las "Anguilas" encima de las "Imadas", debe haber una distancia cómoda entre el fondo del buque y la superficie alta de las imadas. Colocados los bloques de las" Anguilas", debe quedar una altura vertical entre la superficie alta de estas y el fondo del buque, de más de 150 milímetros, para encajar las cuñas y embonos, mencionados anteriormente; se colocan ambos por encima de las "Anguilas", pero sin que las cuñas aprieten todavía el embono sobre el fondo del buque; o sea, el buque gravitando por completo, todavía, sobre su "Cama de construcción", esperando que se haga la segunda fase, o sea, pasarlo a gravitar casi por completo sobre la "Cama de lanzamiento". En estas condiciones hay dos caminos a seguir, según el Tonelaje de los buques: En los de poco Tonelaje, a todo lo largo de su eslora, y en forma preparada de antemano, se empiezan a golpear estas cufias, que acabarán levantando el buque, lo suficiente, para que gravite sobre la superficie de rozamiento "Anguila-Imada", y por tanto, ya se puede deshacer la cama de construcción, que ha quedado libre de la presión producida por el peso del buque. En los buques de gran Tonelaje, no se levantan éstos, sino lo que hacen es bajarlos; para lo cual, se aprietan las cuñas como a los anteriores, cuando se considera

__________________~~~...........................

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suficientemente acuñado, se actúa sobre las "Cajas de arena" que ya hemos explicado. Recordemos, que una de las tapas laterales de la caja es de corredera; todas las tapas laterales de las distintas cajas se van abriendo, después al saquete de arena que hay dentro, se le da una cuchillada; la arena empieza a salir, presionada por el bloque de madera que gravita sobre ella (Solera), que a su vez está presionada , por el peso del buque. En resumen que la "Solera" entra como un pistón dentro de la "Caja de Arena", y con ello baja el buque. Con esta bajada, el buque pasa a apoyarse en el tandem "Anguilas-Imadas", Y deja libre a la "Cama de construcción" la que puede deshacerse parcialmente a continuación, para la Botadura. Con lo dado hasta aquí de este interesante tema, hemos dado una breve semblanza de la operación que tanto personaliza a la Construcción Naval, puesto que es la única construcción que se hace para esta operación de lanzamiento, en el campo de la Arquitectura. TRABAJOS PREPARATORIOS A REALIZAR ANTES DE LA BOTADURA. Dada la última mano de pintura al fondo antes de la Botadura, se procede a preparar el tren de lanzamiento (Cama o cuna de lanzamiento y las imadas). Se cepilla la cara superior del camino de Imadas, y se procede a dar las cajas de Basekote precisas, su misión consiste en igualar lo mas posible la superficie de madera, normalmente es suficiente con un espesor de 3 a 4 milímetros. En esta primera fase, solo se da el basekote a las imadas que quedan debajo del buque. Encima de esta capa, se da otro producto llamado Slipkote, que es deslizante, lo suficiente para asegurar el resbalamiento de la "Cuna" junto con el buque, por el camino de Imadas durante la Botadura. A continuación se colocan las "Anguilas", para lo cual, se montan unos andamios ligeros, que se.pueden ir cambiando para montar los distintos bloques que forman las "Anguilas". Estos bloques prismáticos, en su cara baja, se pondrán en contacto con las altas de las "Imadas", y entre ellas llevarán la correspondiente capa de "Slipkote". A continuación se coloca el "taquerío", formado por embonos y cuñas, que van a unir por presión, las "Anguilas" al fondo del buque, pero sin encajar demasiado las cuñas, para que el buque repose todavía sobre su cama de construcción. Después se procede al montaje de los Santos de Proa y Popa, (Fig. 350). Los Santos de Proa y Popa son los nombres que se le da, a la "Cama de Lanzamiento" del buque en las zonas de Proa y Popa; a ninguno nos cabe ninguna duda, a la vista de las formas del buque, que una "Cama de Lanzamiento" tan simple como la formada por las "Anguilas" non es válida para las zonas de Proa y Popa con formas tan especiales y la de popa con tanto voladizo; aunque ya veremos que en la zona de Proa es muy importante su construcción por otras razones. Los Santos de Proa descansan sobre cartabones, fuertemente soldados a una braga de acero con la sección del casco. Esta braga va sujeta al casco, con acolladores, y la distancia entre ella y el casco se rellena de madera blanda, chopo o similar. Los Santos de Popa su única misión, es la de evitar que quede en voladizo una parte importante de la eslora, para lo cual suministra suficiente apoyo vertical. En el momento oportuno se pasa el buque a la "Cama de lanzamiento" en las siguientes fases:

b

BOTADURA

PRIMERA F ASE:

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Se empieza a g?lpear ritmicamente un gran número de cuftones,

hasta apretar firmemente el casco contra las "Anguilas" 1 cual la "Cama d i· " empieza a compartir el peso ,condelo e anzamlento buque con la cama de construcción. SEGUNDA FASE: Se da el Basekote y-51ipkote en la parte de Imadas no ocupadas po~ el buque, esta operación se efectua aprovechando la última Bajamar ante,s ?e la Botadura; dando 3 ó 4 milímetros de Basekote como mlmmo. Debajo del buque se van quitando las "Calzadas o Almohadas de Pantoque" y "~caderos centrales", en forma ya programada, para lo que van pmtados de diferentes colores. Esta últ~a opera~ión se simplifica por la acción de las "Cajas de Arena.: que alIgeran la presión del buque sobre la cama de construcclon, pasando a gravitar sobre la cama de lanzamiento. A pr~ se van colocando un~s "testigos" que van acusando el movimiento (los testigos son ~tmplemente ur~as TablIllas clavadas, respectivamente, a las Anguilas e Imadas) relatiVO entre Anguilas o Imadas. Si este movimient~ existe (puede ser del orden de unos diez centímetros más o menos) es que todo. ~a .blen, ~ ~e dice del buque, "que está vivo", la experienCia de otra; ~taQuras dlra SI es sufiCiente o no, o es demasiado. Sl es .~emasiado, in~i~ará que los apoyos dejados hasta el final, de la cama de construcclon, no son sufiCientes para retener el buque, y por tanto indica que los apoyos deben desmontarse menos escalonadamente.

Fig. 350. Cama de botadura en las zonas de proa y popa.

A pesa~ de 'estos apoyos escalonados que se dejan de la cama de construcción el buque está afrrmado a la grada, mediante la Retenida, gancho hecho firme en la' parte del

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fondo del buque en un nicho especial (hecho solo para esto); está enganchado al buque de modo que escapola con el movimiento de bajada del buque; sobre su mecanismo de seguridad se puede actuar en local y a distancia, mecánica y'electricamente. Por otra parte, si el moviimiento apreciado por los "testigos", es pequefio, habrá que estar preparado, para actuar con los "gatos", mecanismo hidráulico que suministra un empujón al buque en el momento de la salida, para vencer la fricción inicial.

ELEMENTOS Y DISPOSITIVOS DE LANZAMIENTO EN IMADA UNICA y EN DOBLE IMADA. Un buque debe ser construído sobre un plano inclinado, para que cuando quede libre, se precipite hacia el agua. El ángulo de inclinación debe ser de unos 40 a 60 milímetros por metro de longitud (dependiendo del tamafio del buque). No hace falta decir que el terreno (el piso o firme de la grada de construcción) será inclinado también, para que la zona de proa del buque no alcance una excesiva altura sobre el terreno. Un exceso de altura en la zona cte proa, trae consigo, una excesiva altura en los picaderos, apoyos de pantoque, y andamiaje. de trabajo. Debido a todo esto, es costumbre para el piso de la grada o basada, tomar una pendiente de 13 a 15 milímetros por metro de longitud. También se sabe, que el principal apoyo durante la construcción del buque, consiste en una línea de picaderos centrales; la selección de la pendiente de ellos es una complicada e importante tarea. La pendiente de la línea de picaderos, debe ser mayor que la de la basada, y normalmente oscila de 35 a 45 milímetros por metro de longitud. Varios factores deben ser considerados para llegar al exacto grado de pendiente de los picaderos. Entre otros a considerar tenemos: - La altura de los picaderos debe ser de manera que c;ubran a un hombre de pie, para que se pueda trabajar comodamente sobre el piso de la grada y debajo del fondo del buque. Recordamos que el ángulo de pendiente de la quilla, no debe ser demasiado grande, para que el bloque de la proa no quede demasiado alto. - La distancia entre el fondo del buque y las imadas, no debe ser demasiado grande, y además éstas se cOQstruirán a poca altura sobre el terreno. -Si esta distancia vertical es demasiado grande, cuando la proa deje de apoyarse en las imadas, el cabeceo del buque puede ser demasiado grande (posible amplio "saludo"), habiendo agua bastante por debajo, no ofrece gran probl,ema. En cuanto a la pendiente de la cama de imadas, debe ser lo suficiente, para vencer la fricción entre Anguilas e Imadas, y no demasiado, para no aumentar el problema del frenado de carrera del buque, cuando este se desliza dentro del agua. Generalmente se puede decir, que a mayores buques, menor grado de pendiente escogido para "las camas de imadas". Finalmente podemos afiadir, que la altura de los picaderos centrales dependen directamente de la pendiente requerida por la "cama de Imadas". En el estudio de las "Camas de Imadas", podemos considerar las siguientes características:

a) b) c) d)

El número de Imadas. La longitud y pendiente de las Imadas. Distancia transversal entre Imadas y anchura de cada una de ellas Altura de las Imadas. .

e)

Conve~idad longitudinal de

la línea de Imada, o inclinación interior o peralte de las Camas de imadas". f) Descripción somera de su construcción.

A) NUMERO DE IMADAS. Casi todas las Botaduras son hechas sobre dos Imadas, construídas equidistantes de los picaderos centrales.

Estas ofr~~ la necesaria estabilidad, mientras que el buque está sobre ellas, y también dan la sufICIente superficie de apoyo, para que el peso del buque sea transferido sobre ellas Con garantías, desde la grada al agua. En algunos Astiller~s,. es costumbre botar los buques, con el peso concentrado en una I~ada central umca, en el plano de crujía, con otras dos imadas laterales secundanas, solo para estabilidad. Esto puede ser observado en la Fig. 351.

B CORREDERA

ZAPATA GLlALlJEl?A

Fig. 351. Cama de botadura con imada única.

A

B) LONGITUD Y PENDIENTE DE LAS IMADAS. Anteri<;>rmente ~a hemos hecho referencia, a que parte de las Imadas, se introducen en el agua; efectIvamente así es, porque si no se introduce suficiente longitud, la popa se puede caer al llegar al ~xtremo del camino de imadas, por falta de empuje de la parte del casco sumergIda en aquel momento, produciéndose el fenómeno de "Arfada". Por otro lado, exte~der las imadas demasiada longitud dentro del agua, o no se puede ha~er por obstruccIones etc. etc., o porque SOn demasiado caras y difíciles de constrUIr y mantener. Ge?eralmente, donde hay suficiente amplitud de mareas, el extremo del camino de Imadas, llega hasta la línea de costa en la bajamar media, y se botan los buques en pleamar. El estado de la marea en este caso, es un asunto vital en el Cálculo de la Botadura. ' Es costumb~e escoger la fecha de la Botadura, si no se opone nada, se escoge cuando la pleamar tIene lugar en las proximidades del mediodía.

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BOTADURA

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La pendiente de las Imadas ya ha sido comentada debidamente.

C) SEPARACION TRANSVERSAL y ANCHURA DE LAS IMADAS. La separación entre Imadas es 1/3 de la manga del buque, (Fig. 349). En cuanto a la anchura de la imada en su superficie de contacto con la "Anguila", depende en un principio del peso que tiene que soportar, o sea, del buque. Si el peso por centímetro cuadrado, es demasiado pequeño, el buque puede que no tenga fuerza para iniciar el deslizamiento hasta el agua, y si es demasiado, el lubricante puede ser exprimido y quemado, y el buque quedarse pegado a la salida. La experiencia ha dictado una presión, aproximadamente de una Tonelada por centímetro cuadrado,·la cual no se debe rebasar. Esto trae como consecuencia, una anchura de imadas de 0,61 a 0,91 metros, dependiendo del peso del buque. D) ALTURA DE LAS IMADAS. Puesto que la pendiente del piso de la grada o basada, es menor que el de las Imadas, normalmente estas serán más altas, en el extremo de proa que en el de popa. Las Imadas en el extremo de Proa deben ser lo suficiente altas, para que en la zona del "Pivoteo", tengan altura bastante, para que no choque, el pie de roda en la basada o piso de la grada. Ya veremos que el pivoteo del buque, sobre los Santos de proa en las Imadas, es debido a que la popa cuando se hunde en el agua, se eleva por el empuje de esa, y entonces es cuando el buque pivotea sobre los Santos de proa. Las Imadas son construídas con una altura de 0,61 metros a 0,9.1 a popa, y una altura de 1,22 a 1,52 metros a Proa. B D _--

NIVEL DEL 'HAR

-------==---=~~

__________________________ _ -

-

I I I J

A Fig. 352. Perfil longitudinal de la cama de imadas o de botadura,

E) CONVEXIDAD LONGITUDINAL Y PERALTE DE LAS IMADAS. A las imadas se les da una convexidad, a veces, en sentido longitudinal, o sea, se le da una menor pendiente de caída a la rona delantera, y una mayor pendiente de caída a la parte posterior o de entrada del agua (Fig. 352). En esta Figura el arco ADB es la línea de Imadas, un poco exagerada, para claridad del dibujo. El propósito de esta convexidad, es reducir la distancia que las Imadas deben prolongarse hacia dentro del agua, para que el buque obtenga el debido empuje, a medida que va sumergiéndose parcialmente en el agua. No cabe duda, que si la pendiente es mayor en la rona próxima al agua, mayor parte del casco se hundirá antes, consecuentemente mayor empuje se conseguirá antes, evitando así la "Arfada", sin aumentar la longitud de imadas dentro del agua. En la (Fig. 353), vemos que a las superficies altas de rozamiento de las Imadas, se le

d~ a .veces un peralte hacia dentro del camino de I d . . mmUlr las posibilidades de un posible de r . ma as, con esto se consIgue distiempo que el buque con su cuna está aposIyz::I:nto tra nsvdersal del buque, durante el n las Ima as durante la Botadura.

Fig. 353. Peralte de las imadas.

F) DESCRIPCION DE LA CONSTRUCCION DE LAS IMADAS Las Imadas consisten en un s bl d . oque.s e ~adera, puestos a la altura deseada y apuntalados latera o por fallo de ellas. lmente, para prevemr aCCIdentes de vuelco durante la botadura,

~l~~~~~icie alta

sobre la que se extiende el lubricante, está cuidadosamente aplanada

En las partes laterales de la superficie de roz . . forman una pestaña, a todo lo lar o del ca ~mIento.' van unas tIra~ de madera, que cante se desplace hacia fuera de la grona d mmo?e Imadas, que eVItan que ellubri-

~:q~;; también ayuda a evitar el desliza~;;n~~l:::~e~~~~~~~~~! ::~~~~:~e~ Esta tira de madera va apuntalada transversalmente a todo de Imadas. Estas tiras se llaman "Gualderas" lo largo del camino Se pueden ver en la (Fig. 351). .

Fig. 354. Posición en la que es posible la "Arfada".

MOMENTOS CRITICOS. En la (Figs. 354 y 355), podemos ver los tres Momentos Críticos de una Botadura.

A) MOMENTO EN QUE COMIENZA EL GIRO O PIVOTEO DE LA PROA. Bite Momento es el de la (FIg. 354) , cuando la aCCIón . del em_puje levanta la popa,

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mientras la proa sigue apoyada en las imadas, a través. ,de los Santos de proa, presentando por tanto aquí, una considerable concentraclon de esfuerzos. B) MOMENTO EN QUE SE PUEDE PRESENTAR LA POSIBILIDAD DE LA" ARFADA". . Este accidente se puede presentar simultánea~ente con. el ~fecto an~enor, ~~~~ tendencia a caerse la popa por falta del debIdo empuJe, evantan o por

~r~:o:~mo consecuencia un exceso de fatiga en la zona del b~qU~ (pr~~~~~~~ :e~ la sección media o maestra), que se apoya en ese momento so re os camino de Imadas.

Fig. 355. Posición en la que es posible el "Saludo".

C) MOMENTO EN QUE SE PUEDE PRESENTAR EL MOVIMIENTO "SALUDO" . . Si el buque no ha ido girando durante su recorrido .sob~e las Im~das, en :~u~~ longitudinal sobre un eje transversal? el ángulo. (a - 1), sl~ndQ a - el áng q ~orma la línea de imadas con la honzontal.,e. 1 = el aSIento del buque cuando l' . l' d Y por tanto flote' al llegar su proa al final de las Imadas, hace e gIro e una vez, b d cae bruscamente, dando un violento cabeceo, que se conoce con el nom re e "Saludo". . . 'do Estudiado el fenómeno estáticamente, habría que multiplIcar el resul~~d~ ~b\e~~ por un coeficiente de 1,40, para acercarnos a la realidad de la amp ltU e aludo": . bl . el "Saludo" fuera amplio y no hubiera agua suficiente Habna senos pro emas SI 'r d 1 pie de al pie de los extremos de los caminos de Imadas, por el pe 19ro e que e roda golpee el fondo. (Fig. 355). DESCRIBIR LOS CINCO PERIODOS DE LA BOTADURA.. .' . En la operación de lanzamiento se pueden considerar los Cinco penodos slgu~entes. 1 1) Período durante el cual, se apoya toda la "Cuna" sobre las Imadas, sm que e agua toque ni al buque ni a su cuna. 2) Período desde que el agua moja los Santos de POQa, hasta que el buque inicia el giro o pivoteo alrededor de los Santos de Proa. 3) Período durante el cual, el buque solo se apoya en un punto de su plano de crujía. . a 4) Período desde que la Cuna abandona las Imadas, hasta que empIezan actuar las Retenidas.

5) Período entre el instante en que empiezan a actuar las Retenidas, y el momento en que se detiene el buque. Por lo visto hasta aquí, el problema de la Botadura de un buque, es un asunto que envuelve una gran técnica, y que tiene que solucionar el Ingeniero Naval, para que: a) El buque no gire longitudinalmente a destiempo, por falta de empuje a popa, apoyandose por tanto en el extremo de las Imadas (Arfada). b) El buque pivotea sobre los Santos de Proa, pero que en ese momento no sea excesiva la presión. c) El buque posea suficiente estabilidad al flotar. ARFADA Y PIVOTEO Si el empuje que sufre la zona de popa cuando ésta se sumerge, no es suficiente, el buque giraría sobre los extremos de las imadas, y la presión en esa zona del fondo del buque, en este caso excesiva, produciría graves averías. Este movimiento del buque, cuando la Botadura ha estado tecnicamente mal calculada, se le conoce con el nombre de "Arfada". Para evitarlo, se prolongan las camas de imadas debajo del agua, o bien se da la suficiente pendiente a dichas imadas, o bien se trae el Centro de Gravedad del buque hacia proa, para que el Momento del Peso actuando sobre el extremo de las Imadas, no sea mayor, que el Momento del Empuje respecto de ese extremo (Fig. 354). Cuando la popa se levante, todo el peso del buque gravita sobre ese Empuje y sobre el apoyo de los Santos de Proa sobre las Imadas. Uno de los más importantes Cálculos de la Botadura, es asegurarse, primero que el buque pivoteará y no se caerá de popa; y además que la presión en la zona del pivoteo no sea excesiva. Para investigar este problema, el Ingeniero Naval, calcula la posición longitudinal del Centro de Gravedad del buque; la posición longitudinal del Centro de Carena debe ser conocida en cada instante de la Botadura. En la (Fig. 354), el Momento del Empuje respecto al eje que pasa por el extremo de las Imadas, (C. d), ya hemos dicho, debe ser siempre mayor que el Momento del Peso (G. d), para evitar la "Arfada". Los tanques de lastre pueden ayudar, a cambiar longitudinalmente el Centro de Gravedad, o también, poniendo flotadores en la popa, se cambia al Centro de Carena; con lo que se puede actuar sobre el comportamiento del buque durante la Botadura. El pivoteo del buque dependerá del Momento del Peso respecto a los Santos de Proa, y el Momento del Empuje respecto a ellos también. Cuando el Momento del Empuje es mayor que el otro, el buque pivoteará. La presión sobre los Santos de Proa, mientras que el buque pivotea, es la diferencia entre el Peso total del buque y su Empuje total en aquel momento. Esta diferencia se debe mantener en un valor mínimo. En muchos casos es necesario emplear refuerzos internos en la Proa, para combatir las Fatigas locales producidas por el pivoteo. DATOS TECNICOS DE UNA BOTADURA.

De acuerdo con todo lo estudiado hasta aquí, se necesitarán los siguientes datos: 1) Fecha de lanzamiento.

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2) Marea. 3) Peso del buque en el lanzamiento. 4) Calados del buque flotando. 5) Pendiente del camino de imadas, "a". 6) Pendiente de la quilla del buque flotando (asiento = i). 7) Longitud del extremo de las imadas a la perpendicular de popa. 8) Longitud de las "Anguilas". 9) Anchura de las "Anguilas". 1O) Longitud de las Imadas. 11) Presión sobre las imadas. 12) Presión al iniciarse el Pivoteo. 13) Altura del "Saludo" del buque. 14) Estabilidad del buque flotando. 15) Estabilidad al iniciarse el Pivoteo. 16) Recorrido del buque en "seco". 17) Recorrido del buque hasta el Pivoteo. 18) Recorrido total sobre Imadas. 19) Momento mínimo de Contrarfada. VENTAJAS DE LANZAMIENTO POR LA POPA. En el estudio estático de la Botadura, la presión "F" o reacción en los extremos de las Imadas, cuando el buque gira, viene dado por la fórmula:

F

=

2.

zona, así como almohadas de pan toque y andamiajes. Por todo lo ~~al, la pendiente del piso de la grada o basada, será aproximadamente de 13 a 15 millll1etros por metro de longitud. BOTADURA DE COSTADO. Cuando no hay e~pacio para el Método descrito anteriormente se usa este. Una de las ventajas es ~ue el buque se construye con la quilla horizontal, cosa que no ocurre con el antenor, con lOs consiguientes problemas de verticalidad de la estructura del buque. . En la botadura de costado, dos imadas no son suficientes, y estas están repartidas en toda la e~lora del buque, con unos intervalos de 3 a 4 metros. El recorndo es corto, y muy grande la resistencia que opone el agua a la entrada del buque, por lo que no se necesitan grandes medios de Retenida En este Método de botar los buques, se han usado las siguient~s formas: I

I I

~ BA,S,All.A

•

/

¡HADAS

P.GM L . E . (a - 1)

Mediante curvas esta fórmula se puede calcular exactamente. P = Desplazamiento del buque en la Botadura. GM L = Altura metacéntrica longitudinal. E = Eslora entre perpendiculares. a = Pendiente de las imadas (en milímetros por metro longitud). i = Asiento del buque al flotar (pendiente de la quilla en milímetros por metro de longitud). Como normalmente el asiento es positivo o apopante, la presión en los extremos de . las Imadas, "F", viene dado por la fórmula de arriba. Pero si el buque lo lanzáramos de proa, la quilla durante su recorrido por las Imadas, debería girar el ángulo (a + i), Y por tanto aumenta la reacción "F" en la relación (a + i)/(a -i). , También la Roda es más apta para resistir las fatigas del pivoteo, y tiene menos

------- ---._-- - -

--

«

TERRENO»

Fig. 356. Botadura de costado.

-

problemas en general. DISPOSICION DE LA BASADA. El piso de la 'grada está perfectamente reforzado, de acuerdo con el Tonelaje de los buques a const~uir. Será inclinado para que la proa del buque, no alcance una excesiva altura sobre el terreno, que traería como consecue1!cia una altura excesiva en los picaderos de esa

~~GUA »

Fig. 357. Botadura de costado con cama basculante.

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FORMA PRIMERA. La pendiente de las Imadas es de e = 12 °,5. . " ." Imadas fijas que llegan hasta el extremo del muelle, con las correspondIentes AngUIlas para el deslizamiento. La escora llega en la Botadura hasta los 45°. De esta forma se han botado buques hasta de 14.000 Toneladas de Peso Muerto.

BOTADURA

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1. EMPLEO DE PANTALLAS EN EL CODASTE. Por su enorme resistencia en el sentido de la marcha, frena la arrancada del buque (Fig. 359).

FORMA SEGUNDA. Igual que la anterior pero las camas de imadas son basc~l~ntes. Es usado en los Grandes Lagos (Estados Unidos de Amenca).

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«TERRENO»

Fig.'358. Botadura de costado con prolongación de la cama debajo del agua.

FORMA TERCERA. Imadas fijas que se prolongan dentro del agua en suave pendiente.

Fig. 360. Frenado por rotura de bozas.

2. ROTURA DE BOZAS. En la (Fig. 360), al irse deslizando el buque, las bozas (a 1, a2, ... ) y las (a' 1, a'2, ...) se van rompiendo, y esta rotura va frenando al buque. La resistencia de rotura de estas bozas, es inferior al límite elástico del cable.

3. REMOLQUE SOBRE LA GRADA DE RASTRAS DE CADENA O PLANCHA. Ofrecen resistencia y frenan al buque. 4. PASO DE CABLES POR FRENOS DE FRICCION. 5. FRENO DE FRICCION POR CUÑAS DE MADERA. Las cuñas son arrastradas por unos cabos, y al pasar estas por unas tozas, por fricción van frenando el buque.

PANTALLA Fig. 359. Pantalla de frenado.

6. FONDEO DEL ANCLA. Cuando hay espacio, se fondea antes que su velocidad se extinga, siempre que esta no sea superior a los dos nudos.

7. GIRO DEL BUQUE. DETENCION DEL BUQUE AL FLOTAR. Cuando no hay espacio suficiente por la popa del buque, se pueden usar los siguientes Métodos de detención:

Para evitar que la popa vare en la orilla opuesta, en zona de botadura limitada, tendremos medios de retenida dados a tierra, del lado del buque que queramos dejar atracado al muelle que haya en las proximidades de la grada de lanzamiento.

Capítulo XIII REGLAMENTOS PARA LA CONSTRUCCIÚN E INSPECCIÚN DE LOS BUQUES

ORGANISMOS QUE REGULAN LA CONSTRUCCION DE BUQUES. Según el vigente Reglamento de Reconocimientos de Buques: La Inspección técnica de la Construcción Naval y de las Flotas Mercantes, es de la competencia de la Dirección General de Industrias Navales; sin embargo los Ingenieros Navales Inspectores del litoral (C
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b) Dirección General de Navegación, a través de Jefe u Oficial del Cuerpo General de la Armada o Reserva Naval Activa, que es el Inspector de Sevimar. A lo largo del presente tema, iremos completando estas ideas iniciales del asunto, cuando vayamos profundizando algo más en las misiones de cada una de estas Organizaciones. DISPOSICIONES DEL CONVENIO INTERNACIONAL PARA LA SEGURIDAD DE LA VIDA HUMANA EN EL MAR, ACERCA DE LA CONSTRUCCION DE BUQUES EN GENERAL, Y BUQUES DE PASAJE EN PARTICULAR. Vamos a hacer un brevísimo resumen acerca de estas disposiciones, y en particular las relativas concretamente a la pregunta. El Capítulo Il del Convenio está dedicado a "LA CONSTRUCCION DE BUQUES". La parte "A" de dicho Capítulo Il, está dedicada a "DISPOSICIONES GENERALES" (Aplicaciones y Definiciones). La parte "B" está dedicada al COMPARTIMENTADO y ESTABILIDAD, y es sólo para buques de pasaje, excepto la Regla 19, de esta parte, las Reglas 3 a la 22, ambas inclusives, tratan de los siguientes interesantes temas: a) Eslora inundable, permeabilidad, eslora admisible, normas especiales sobre compartimentado, estabilidad de los buques en caso de avería. b) Mamparos de los piques de proa y popa, máquinas, túneles, etc. etc. c) Doblefondos. d) Determinación, marcado e inscripción de LINEA DE CARGA DE COMPARTIMENTADO. e) Construcción y Pruebas iniciales de mamparos estancos, etc. etc. f) Aberturas en los mamparos estancos. g) Aberturas del forro exterior por debajo de LA LINEA MARGEN. h) Construcción y Pruebas de puertas estancas, portillos, cubierta, etc. etc. i) Estanqueidad por encima de LA LINEA MARGEN. j) Achique en buques de pasaje. k) Planos para orientación en caso de averías. 1) Marcado, manejo e inspección periódica de puertas estancas. REGLA 19 (PARTE "A"). Información de Estabilidad para buques de pasaje y carga . Anotaciones en el Diario de Navegación. PARTE "C": Está dedicada a MAQUINAS E INSTALACIONES ELECTRICAS (Aplicables a buques de Pasaje y Carga). Reglas 23 a 33, ambas inclusives, tratan los siguientes temas: a) Fuentes de energía principal, en los buques de pasaje. b) Fuentes de energía de socorro en los buques de pasaje. c) Fuentes de energía de socorro en los buques de carga. d) Precauciones de contraincendios por origen eléctrico.

b

REGLAMENTOS PARA LA CONSTRUCCIÓN E INSPECCIÓN DE LOS BUQUES

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e) Marcha atrás. f) Ap~~ato.s de gobierno eléctrico y electro-hidráulico.

g) ~tIhza.~Ión de combustibles líquidos en buques de pasaje. SItUaCI?n ~e las instalaciones de socorro en los buques de pasaje. 1) ComUnICaCIOnes entre Puente y Máquinas.

?)

PARTE "D": Está de?icada a PROTECCION CONTRAINCENDIOS (Aplicable parte a buques

~e ~asaJe, parte a buques de carga). Reglas 34 a 54, ambas inclusive tratan de los

sIgUIentes temas:

'

a) Méto~o 1, II, III de protección contraincendios; la Administración Española recomIenda el Método 1. b) Zonas verti~les principales en que el buque está dividido. c) Mamparos sItuados dentro de estas zonas verticales d) Revestimiento de las cubiertas. . e) Protección de las escalas en zonas vitales. f) Protecci.~n de ascensores en barcos de pasaje. g) ProteccIOn a Centrales de Seguridad. h) Protecciones a pafioles, etc. etc. i) Ventanas y portillos. j) Sistemas de Ventilación. k) f!etall~~ de construcción respecto al material incombustible. 1) DISp?SItIVOS automáticos de extinción de incendios. m) AVIsadores automáticos. PARTE "E":

Se dedica a la DETECCION y ~XTI~CION DE INCENDIOS (Buques de Pasaje y Carga), Reglas 56 y 67, ambas mclusIve, y tratan de los siguientes temas: a) Bombas, tuberías y mangueras de contraincendios. b) Instalaciones automáticas de rociadores de agua. c) Instalaciones fijas a base de espuma. d) Sistemas de detección de incendios. e) Equipo de bomberos. f) Prescripciones para los buques de pasaje. g) Prescripciones para buques de carga. h) Equivalencias entre equipos y agentes extintores a usar. PARTE "F":

Se dedi~ a las DISPOSICIONES GENERALES EN CASO DE INCENDIO (Buques de pasaje y carga). Reglas 68, 69 y 70, y que tratan de los siguientes temas: a) Medios de evacuación de locales. b) Medio~ pa!a parar determinadas Máquinas Auxiliares, y medios de cierre de turbinas de aSpIraCIÓn de combustible. c) Plan?s .concerni~~tes a la lucha contraincendios (Medios de contraincendios según las dIstmtas claSIfIcaciones de los buques hechas en el Convenio).

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CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

PRINCIPALES SOCIEDADES DE CLASIFICACION DE BUQUES Y SU OBJETO. Las Sociedades de Clasificación de los Buques Mercantes, tienen por objeto, reglamentar las condiciones de Construcción, instalación y conservación del material flotante, para que los buques mercantes puedan navegar con la máxima segll:ridad .(de~de el punto' de vista de la Resistencia estructural del buque), fruto de la InvestIgacIón y la experiencia. Cuando un Armador, desea construir un buque, se dirige a la Factoría que 'mayor garantía le ofrezca, tratando con ella, del tipo, dimensiones, desplazamientos, maquinaria, armamento, etc. etc.; algunas veces, la mayoría, el Armador desea que su buque se clasifique en una u otra Sociedad Clasificadora, y así se lo manifiesta a la Factoría. En el caso no probable, que el Armador no manifieste su criterio al respecto, la Factoría se encarga de escoger a una, puesto que en las mismas encuentra las mayores facilidades. Con arreglo a las condiciones exigidas, el Departamento correspondiente de la Factoría (lo estudiaremos más adelante con todo detalle) proyecta el buque; si las formas del casco necesitan alguna comprobación, se envían los Planos de Formas del mismo, al Canal de Experiencias Hidrodinámicas, donde mediante Pruebas con modelos, se corrigen debidamente, devolviendolos a la Factoría. Igualmente se hace con la hélice y también Pruebas de coordinación hélice-carena; se proyecta la maquinaria, distribución interior, etc. etc. Finalmente cuando llega el fatigoso trabajo de la determinación de las características del material a usar, o sea el acero; del escantillo nado de todos los miembros que forman la estructura del buque, anclas, cadenas, etc. etc.; se encuentra el trabajo hecho, en las Reglas y Tablas de la Sociedad de Clasificación, avalado además por la investigación y la experiencia de cientos de buques construídos. Las principales Sociedades de Clasificación son: -Lloyd's Register of Shipping - Londres. - Bureau Veritas Register of Shipping - París. -Registro Italiano Navale - Génova. -American Bureau of Shipping - Nueva York. -Det Norske Veritas - Oslo. -Germanischer Lloyd's - Berlín. - Teikoku Kaiji Kyokay - Tokio. -Register of Shipping of U.R.S.S. - Moscú. Las Sociedades de Clasificación desempefian pues, una especialísima función de clasificación de buques, para la Seguridad y Eficacia del Servicio para el cual él es proyectado. Esta información sirve, tanto, para las Compafiías de Seguros como para Armadores, Cargadores y otros interesados en estos asuntos. Las Reglas y sistemas de estas Sociedades Clasificadoras afectan en no pequefia medida, al proyecto de los modernos buques. Estas Sociedades representan las bases de la Industria Naval entera, en consecuencia, una autorizada opinión de lo que constituye el perfecto proyecto de un buque.

REGLAMENTOS PARA LA CONSTRUCCION E INSPECCION DE LOS BUQUES

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RECONOCIMIENTOS PRINCIPALES DE LOS BUQUES Y REQUERIMIEN. TOS PARA SU CLASIFICACION. Cuando un Armador contrata con una Factoría la construcción de un buque para clasificar, el primer.trabajo del Astillero, es preparar los Planos en los que se represente la disposición estructural y escantillones, de acuerdo con las instrucciones contenidas en las Reglas y Tablas de la Sociedad Clasificadora escogida, o aquellas de las cuales según la opinión del Ingeniero Naval son equivalentes de ellas. Copias de estos Planos son remitidas a través de las Inspecciones Locales de las Sociedades, a la Casa Central; donde los escantillones son repasados y algunas especiales estructuras son consideradas. Los Planos son devueltos al Astillero por el mismo conducto, con las correcciones que hubieran sido necesarias. Esta es pues l~ primera introducción del buque en su futura Sociedad Clasificadora, y después, tan pronto como es Clasificado, es sometido a las Inspecciones correspondientes por los Inspectores de la Sociedad. Los materiales usados en la estructura deben ser de la calidad requerida por la Sociedad de Clasificación, para lo cual, las necesarias instrucciones acompafiadas de los requisitos, se enviarán al fabricante. Antes que las planchas y perfiles, piezas de fundición y forjadas, sean colocadas en el buque por el Astillero, son inspeccionadas y aprobadas por los Inspectores de la Sociedad Clasificadora, y marcadas con un sello de homologación. Después que las muestras . de los materiales han sido satisfactoriamente probadas en Laboratorio, empieza el trabajo del montaje; es el deber de los. Inspectores del buque en el Astillero, comprobar que el material que se monte en el buque es el homologado por la Compañía Clasificadora, o sea, que lleva su marca; que las planchas y perfiles son de las dimensiones indicadas en los planos aprobados por la Sociedad; que las uniones de planchas y perfiles, remachadas o soldadas, están de acuerdo con las Reglas de la Sociedad, y que el trabajo del operario es satisfactorio a este respecto (los Inspectores de la Sociedad previamente le hacen unas Pruebas a los Soldadores que intervienen en la Construcción del buque). La construcción del buque sigue bajo la cuidadosa supervisión de los Inspectores del buque. Todos los detalles de importancia de la estructura y equipo, incluido peso del ancla, longitud de cadena, etc. etc. son facilitados por la Sociedad Clasificadora. La parte relativa al Convenio de la Seguridad de la Vida Humana en la Mar, es inspeccionado por el Ingeniero Naval, Inspector de Buques, de la Comandancia de Marina, y un Jefe u Oficial del Cuerpo General de la Armada o Reserva Naval Activa. Algunas particularidades relativas a las condiciones marineras del buque, son fijadas por el Armador a través de su Inspector. También las Máquinas y Calderas del buque, son construídas bajo la Inspección de Máquinas de la Sociedad Clasificadora. Cuando el barco se termina, se hacen las pruebas de mamparos estancos, tanques, etc.; y todo el trabajo ha sido llevado a cabo a satisfacción de los Inspectores, el disco de Francobordo es marcado en los costados del buque. El Armador tiene derecho entonces, a un Certificado de Clasificación y las características del buque son Registradas en el Libro de la correspondiente Sociedad. Un buque puede ser construído independientemente de todas las Reglas de las Socieda-

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REGLAMENTOS PARA LA CONSTRUCCIÓN E INSPECCIÓN DE LOS BUQUES

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des Clasificadoras Y después ser Clasificado. En este caso el buque será sometido a una Inspección de Clasificación, y después de una cuidadosa estimación de sus cualidades estructurales, en comparación con el Standard o Patrón representado por las Reglas de la Sociedad, ser clasificado con su correspondiente Francobordo. Una importante influencia de las Sociedades de Clasificación sobre el proyecto del buque, es la UNIFORMIDAD de estos, en lo que concierne a su reparto estructural, y esto es bueno, porque una gran divergencia de proyectos, podría dar lugar a inciertos resultados, desde el punto de vista de la experiencia, para seguir investigando sobre la eficacia de nuevos Métodos estructurales. . Una vez el buque clasificado, el Armador tendrá que cumplir las Normas de la Sociedad, para mantener las características de la Clasificación, y pasar todas las inspecciones ordinarias y extraordinarias exigidas por sus Reglas y Estatutos. NUMERALES, MARCAS DE CLASIFICACION, y CERTIFICADO DE CLASIFICACION. NUIVtERALES. N úmeros o parámetros que se obtienen en función de las tres dimensiones principales del buque, previamente definidas como y donde se miden. Eslora, Manga y

a)

Puntal. Obtenida la NUMERAL, se entra en las Tablas para obtener los correspondientes escantillones. b) MARCAS DE CLASIFICACION. Estas Marcas indican la Sociedad de Clasificación bajo las Normas de la cual se ha construído el buque, y si fue construído desde el principio para su Clasificación o no, y además la actual Clasificación del buque, según su vejez; esto último es muy importante, para Compañías de Seguros, Cargadores, etc. e)

CERTIFICADO DE CLASIFICACION. Es el Acta de la Clasificación, que es una copia del libro de Registro de la Sociedad, y que tiene uno el Armador, y otro hay en el buque en poder del Capitán, para su presentación a Autoridades de puerto, y en general como justificación de su Clasificación. Habrá un Certificado del casco, de la Máquina, de Equipo (Anclas y Cadenas), y de algunas características especiales del buque, por ejemplo, equipo de congelación, etc. etc.

NUMERALES Y MARCAS DE CLASIFICACION DE LAS PRINCIPALES SOCIEDADES DE CLASIFICACION. A) LLOYD'S REGISTER OF SHIPPING. a) El principal dato es el Calado previsto, y se llama buque normal, al que presenta una eslora no superior a 13,5 veces el puntal de la cubierta resistente. b) Muchos de los escantillones vienen solo definidos para la Cuaderna Maestra y los extremos de proa y popa, en cuyo caso, las planchas intermedias podrán reducirse gradualmente en espesores, desde el centro hacia los extremos.

c) ~~~n~~~~!~~ Tablas hay que calcular la Numeral en función de las siguientes , L = Eslora entre perpendiculares. B = La M Cuadderfna Maestra se considera situada en el Centro de esta eslora anga e uera a fuera. . D = l~ucnutbaI'el dtesde l~ cara s~perior de la quilla, hasta el canto alto del bao de r a contmua mas alta. Los Numerales se obtienen de la siguiente forma' a) Puntal "D". . b) Primer Numeral longitudinal "L D" ( '11 forro exterior y doblefondo). . escantI ones de la quilla, roda, codaste, c) Segundo Numeral longitudinal L (B + D) d) LID y L (B + D), Espesores d~ cubiertas y' trancaniles e) Puntal de bodega junto con la eslora "L" (E '11' mejares, Altura Plancha Margen). scantI onado de Cuadernas, Pal-

+ D) ,se 1e hacen concesiones según el tipo de nSlones as su~restructuras (Dimensiones de Anclas Cad g) Hay otras Tablas que nos dan Normas del Remachado y enas). f) El Numeral del equipo de'l L (B buques y dime'

Soldado~

MARCAS DE CLASIFICACION.

100 A.-Buque de acero constr~ido con las Normas de la Sociedad . 11?nes ~on tales, que le autorizan al Calado Máximo permit:~os epsocantIr sus dImenSlOnes. 100 A "CON F~A~COBORI?O".-Escantillones establecidos para bu ues de Calado mfenor al máXImo permitido por sus d"ImenSlones. q 100 A "PARA TRANSPORTES DE PETROLEO A GRANEL" C ' según Normas d 1 S . d d .- onstrUldo . . e a OCle a para los buques destinados a ese especI'al serVICIO. 100 A "P¿I!A SER VIC!OS E~PECIALES". - Estas Clasificaciones son 1 as maxImas, después Irán bajando con los años y las I n s ' pecCIones, y entonces serán en lo que respecta a las cifras iniciales: 100 A ................. 95 A .................. 75 A. lOO A. l.-El 1 'quiere decir que el buque ha sido armado de acuerdo con las Normas de la Sociedad (anclas, cadenas, etc. etc.). ~I~ ~a ~ruz de malta delante de los números y letras anteriores

mdlca que el buqu~ fué construído desde un principio co~ las Reglas de la SocIedad, bajo su inspección. Igualmente para las Máquinas del buque.

P.a~a poder. sostener la .Clasificación, el buque debe someterse a Revlslon~s Penódícas espeCIales, número 1, 2, 3, a los 4 8 Y 12 años

io~~~I~r;;n:~~ :;~.una segunda Inspección especial: números

1,

2, 3, a

En cu.anto a la Máquina sigue las siguientes Normas' Los ejes de cola, por ejemplo, cada dos años, si las' camisas de bronce

REGLAMENTOS PARA LA CONSTRUCCIÓN E INSPECCIÓN DE LOS BUQUES CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

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442 no son continuas; cada tres años si lo son, etc. etc. Todos estos plaws se entienden que son máximos, los Inspectores pueden reducir el plaw o hacerla en cualquier momento que estimen conveniente. B) BUREAU VERITAS REGISTER OF SHIPPING. Los buques de acero se dividen en: l, n, Ill, de acuerdo con el escantillón. Los buques de la clase l, se inspeccionan cada cuatro años, Y los de Il y IlI, cada tres. Llevan también la notación: 3/3, estado satisfactorio; 5/6, menos satisfactorio. Seguido de dos cifras que varían de 1 a 3. La primera cifra indica el estado de la parte de madera, Y la segunda el estado del Armamento. El símbolo "E" significa, que el equipo de anclas, cadenas, etc. etc., cumple con el Reglamento de la Sociedad. Cuando no lo cumpla, pero se considere aceptable la "E" se sustituye por (-). Si no lleva el Equipo, ni "E", ni (-), es que la Sociedad no formula opinión sobre él, debido a las condiciones particulares de la explotación del buque.

~I4

REGLAMENTO ESPAÑOL DE R EMBARCACIONES MERCANT ECONOCIMIENTOS DE BUQUES Y PECCIONES DEL CASCO. ES. MODO DE EFECTUAR LAS INSCAPITULO I DisI?O~iciones generales sobre Certificados del bu nOClmlentos y extenderán los certificad que~ y personas que harán los recoos correspondIentes.

-Los Inspectores harán y extenderán: a) Certificado de arqueo. b) Buques Certificado de navegabilidad . La co nformldad . Mercantes. la dará el Inspector General de c) Certificado del número máximo d e ' . d) Certificado de Reconocimiento de ~a~Jerods e lOS e Yctf1PUlantes. arga y Descarga.

-Los Inspectores harán pero no extenderán, lo hara' el Inspector General de Buques Mercantes. a) Certificado Líneas de Máxima Carga.

La cruz de malta precediendo las anteriores siglas, indica que el buque se construyó bajo- la Inspección del Bureau Veritas.

-L.os . . , General de la Marma inspectores Mercante. harán pero no extenderán, lo hara' la DlrecclOn

.1< Cuando debajo de la cruz de malta se trace una linea horizontal, significa que el buque ha sido construido bajo la Inspección especial de otra Sociedad Clasificadora,

a) Certificado de Seguridad del Buque d P . b) Cer t'f' asaJe . I Ica do de Seguridad del Bu ue de C guridad de la Vida Humana en e{ Me) arga (referente al Convenio de la Sear.

o que no cumple algunos de los Reglamentos del Bureau.

• Esta marca será atribuida a los buques que no cumplen con la marca de la Cruz de Malta, pero que cumplen con el Reglamento, de una forma aceptable. A las instalaciones de Máquinas y Calderas, se les pondrá las mismas marcas. Igualmente se le añadirá las silas de barcos especiales, para transportes y nave-

-Los Inspectores Radio-Marftimos hará . General de la Marina Mercante. n, pero no extenderán, lo hará la Dirección a) Certificado Radiotelegrafía y R ad'lotelefoma , para los buques de carga. (En lo referente de al Convenio).

gaciones determinadas.

C) AMERICAN BUREAU OF SHIPPING La ~ás alta clasificación del casco, en el Libro de Registro, viene dado por: >I< Al (Ej.-La cruz de malta significa, que el buque ha sido inspeccionado durante su construcción por el American Bureau of Shipping. Si este inspecciona al buque después de la construcción, se omite la Cruz de Malta. Al' es la clasificación más alta. (E), slgnitica que el equipo del buque cumple los requisitos de las Reglas.

.r~ ~

AMS. _ La más alta clasificación de la Máquina hecha bajo su inspección. RMC.- Para instalaciones congeladoras bajo su inspección montadas.

~ EAC. _ Para instalaciones eléctricas auxiliares, etc. etc. También les sigue a los símbolos anteriores, algunas clasificaciones, tales como: "OIL CARRIER" que significa que el buque se clasifica, cuando es usado como buque petrolero, etc. etc.

-La Comandancia de Marina hará y expedirá: a) Certificado del material náutico. CAPITULO 11. BUQUES DE NUEVA CONSTRUCCION. a) Resumen de la documentación para la solici d d " b) Reconocimientos de Cascos durante 1 C tu ~ ,la Construcclon de un buque. a onstrucClon: CASCOS DE MADERA: .. .. .................... Buques menores de 10 T R B (Tonela' . 1 Visita Je de RegIstro Bruto). 2 V~s~tas ................... Buques entre 10 y 35 T R' B' . 3 VISItas .. ................. Buques entre 35 y 100 T.R.B. . . . En Clos buques de más d . de 100 T .R .B. se procurará efectuar las Visitas: a ) uan o se comIenza a labrar las Cuad . b) Colocados los Baos y antes de f elrnas, y las ~lezas que forman la quilla. , a lrmar os trancaniles y tablazón de madera.

• CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIO,

REGLAMENTOSPARA LA CONSTRUCCIÓN E INSPECCIÓN DE LOS BUQUES

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c) Durante el empernado y clavado. d) Durante el calafateado de la carena. e) Durante la construcción Y colocación del Aparejo. f) Buque a flote completo.

CASCOS DE ACERO: a) Material a utilizar antes de su montaje a bordo. b) Durante la Construcción: -Montaje de Codaste, Polines, Ejes, etc. etc. - Tanques en general. -Puertas estancas. _ Tubería y Válvulas de fondo. _ Portillos Y escotillas, y otros medios de cierre, etc. -En las Pruebas hidráulicas Y de mangueras (Tanques Y Mamparos estancos).

EQUIPO. (Reconocido antes de su montaje a bordo). a) b) c) d)

Anclas y cadenas. Cabos, estachas Y cables de acero. Molinete, chigres, aparatos de gobierno, etc. etc. Plumas Y Pescantes de botes, etc. etc.

MATERIAL DE ARMAMENTO: Dispositivos de Salvamento.

RECONOCIMIENTO DEL APARATO MOTOR Y AUXILIARES. RECONOCIMIENTO DE LA INSTALACION ELÉCTRICA. PRUEBA DE ESTANQUEIDAD. - En presencia del Inspector.

RECONOCIMIENTO DEL BUQUE TERMINADO. Se harán Pruebas de todos los Servicios, de Velocidad, Y de Consumo. Se extenderán los Certificados con la fecha correspondiente, Y a partir de esta fecha, se contarán los Plazos Periódicos.

CAPITULO 111. RECONOCIMIENTOS PERIODICOS. Buques de Casco df acero: _ Visitas anuales al Casco y al Equipo. .. a) Todos los buques se visitarán en seco una vez al año, praGticánd.ose ~na VISIta General, en el interior y exterior del Casco. Los fondos se exammaran después de rascado y antes de aplicar la pintura. b) Se examinarán los aparatos de gobierno. c) Válvulas y grifos de fondo, puertas estancas, etc. etc. d) Escotillas.

445

e) Caida de ejes. f) Anclas, cadenas, etc. etc.

g) Se reconocerá la carena.

-Reconocimiento cuatrienal Número uno. Pa~ecido al An~al solo que más concienzudo, desmontando donde hubiera neceSIdad, para la mspección y comprobación ocular. -Reconocimiento Cuatrienal Número dos. En ~ertas zonas del Casco se exigirá que se den taladros, para comprobar espesores. ReVIsar cadenas. -Recon~cimiento

Cuatrienal Número tres.

a) Todos los perfiles y planchas serán reconocidos después de picados. b) Don.de se neces~ten, se usarán taladros, principalmente en el Forro exterior y CubIertas. En nmgún caso se tolerará una disminución del espesor superior al 25% del que corresponde al buque en estado nuevo. c) Se examinarán los Palos en la zona de fogonaduras, determinándose su estado a golpes de martillo o mediante taladros.

-Reconocimiento Cuatrienal Número cuatro. a) Determinar espesores mediante taladros. El número de taladros por tracas, no será menor de tres, si no está cubierta de cemento. L?s taladros se darán en la Cuaderna Maestra, y cerca de los Mamparos de los PIques o Raseles. Se procurará que no haya óxido. b) En txxlegas refrigeradas se desmontará parte del forro, para examinar la estructura de acero y se darán los taladros que se consideren oportunos.

37. PRUEBAS DE ESTANQUEIDAD DE LOS COMPARTIMENTOS, MAM· PAROS Y TANQUES. Las pruebas de estanqueidad de los Compartimentos y Mamparos, se harán mediante chorro de manguera. La presión usada será la correspondiente a la máxima altura qu.e tendría que soportar con el buque en su Calado máximo, o si el buque está SUjeto a Reglas de compartimentado, en la Línea margen. La American Bureau of Shipping establece, que la Prueba de estanqueidad de los mamparos estancos se hará con chorro de manguera, a una presión no inferior a 30 libras por pulgada cuadrada, lo que equivale a 2,10 kgs/cm 2 • Recordamos que la presión de 1 kg/cm 2 es la correspondiente a una columna de agua de densidad uno, y una altura de 10,31 mts., y una sección de 1 cm 2 de área. Si la densidad fuera distinta de uno.

La presión en kgs/cm 2.

= Alt. columna x densidad/lO, 31.

Los tanques del doblefondo se probarán, con una columna de agua correspondiente al Calado en máxima carga, si el buque no está sujeto a Reglas de compartimentado, en caso contrario hasta la Línea margen.

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CONSTRUCCION NAVAL Y SERVICIOS

Los tanques de combustible del doblefondo, los estructurales en bodegas, y los piques se probarán a la correspondiente presión, de acuerdo con el punto más alto que pueda llegar el agua, o bien el combustible er- condiciones de servicio, o bien, hasta la Línea de Máxima carga si esta estuviera más alta. 38. ALTURAS HIDRAULICAS EN LA PRUEBA DE TANQUES DE AGUA Y PETROLEO. En la cubierta superior del tanque, se monta un tubo en posición vertical de altura suficiente, para que una vez lleno de líquido el tanque, el agua suba por el tubo hasta 1 80 metros por encima de la flotación máxima del buque. es un tanque estructural de bodega, el 1,80 mts. se contará por encima del cielo del tanque, y si es uno del doblefondo, sí se contará 1,80 metros por encima de la flotación máxima del buque. Si por dilataciones bajara de este nivel, se agrega agua para conservarlo. Se examina la estanqueidad, y la deformación sufrida por la presión, si esta fuera excesiva habría que reforzar el tanque, o repetir las costuras. El Lloyd's Register of Shipping, a los tanques del doblefondo, verticales y piques, se les hace una Prueba de inundación, con una presión a la máxima que deberá resistir en servicio, y como mínimo, la altura de una columna de agua de 2,44 mts. por encima de la parte alta de los tanques, si el puntal del buque excede de 4,88 mts.; si no excede de 3 mts. la columna de agua sería de 0,90 mts. El American Bureau of Shipping, en los tanques del doblefondo, verticales y piques, exige una columna de agua de la misma altura que la del Calado en máxima carga, y no será inferior a 2/3 del Puntal de Trazado del buque.

Capítulo XIV

si

CONSERV ACION DEL BUQUE

GENERALIDADES El buque de acero durante su existencia está sometido a un ambiente húmedo salino y su carena está continua o alternativamente, completamente sumergida en agua dei mar. ~sto puede dar lugar a la formación rápida de una capa de óxido de 0,1 mm. por, ano. Sm embarg~ e~ta cantidad se ve sensiblemente aumentada por una serie de" fenomenos ele~tro-qUlmIcos. Como respuesta a lo anterior, la conservación del buque se hace r~cubnend.o s.u superficie metálica con la mayor perfección posible, con lo que, se eVIta o se dISmmuye el efecto de la oxidación, evitando a la vez incrustaciones y dandole ese agradable aspecto con que vemos a los buques bien navegando o atracados por los distintos puertos del mundo. L.a superfici~ metálica del b.uque. se r.ecubre con pinturas, que tienen distintas propIedades segun la zona, extenor o mtenor, casco o superestructura obra viva o muerta zonas ignífugas, antiincrustante, anticorrosiva, etc. ' , PINTURAS MARINAS Las pinturas empleadas en la obra viva, deben de protegerse contra las incrustaciones y ser anticorrosivas. Deben de secarse en un plazo no superior a 24 horas. Las empleadas en la obra muerta deben de tener la tenacidad para no agrietarse entre temperaturas de - 40° Y + 50° C; y no descomponerse por la acción del sol y otros agentes atmosf~ricos, ser l~vables incluso con detergentes y tener muy alto su punto de inflamabihd~d. Las pmturas para la Cámara de Máquina podrán soportar la acción del agua cahente, vapor o 100° C, fuel y gas-oil, y no descomponerse con temperaturas de 150° C. Para que en l~ ?arte exterior del casco, la pintura haga el efecto que se requiere de ella, la superfIcIe de la plancha tiene que estar chorreada por máquina con granalla a una presión de 8 kglcm 2. Una vez la plancha chorreada, se le da una mano de pintura anticorrosiva, con la plancha completamente seca, para evitar problemas de adherencias. 447

• 448

CONSTRUCCION

N A VAL Y SERVICIOS

Las pinturas exteriores, son pinturas al aceite, compuestas por aceites vegetales o sintéticos. Las pinturas interiores, son barnices compuestos por resinas sintéticas. . La capa o capas de la obra viva, deben ser delgadas, para asegurar la adherencIa, que es lo fundamental de la misma; porque el espesor que se especifica, debe de darse a base de capas delgadas y no de cantidad. Después de las capas anticorrosivas, se dan las antioxidantes Y antiincrustante, esta última se da cuando el buque va a ser botado o flotado (grada o dique), para que no se pudra. Las pinturas se dan con brochas y rodillos, en la obra viva con estos últimos y en todas las zonas que la superficie metálica lo admita, porque se ahorra hasta un 20% de pintura. También modernamente se pinta a través de una tobera de spray. PROTECCION DE LA SUPERFICIE METALICA MEDIANTE ANODOS DE SACRIFICIO. . En algunas zonas del casco, el bronce de la hélice, tapones de fondo, rejillas y válvulas, etc. atacan al acero, sumergido en agua del mar; la única total defensa sería la separación electrolítica como se hace entre el acero y el aluminio; y si no la colocación de un elemento más débil al ataque electrolítico, en las proximidades de la posible corrosión. Se usa el cinc por su gran poder anódico, por ser abundante y barato. La ventaja más sobresaliente es su simplicidad, el inconveniente que hay que renovarlo. El cinc no debe ser pintado nunca. PROTECCION POR CORRIENTES IMPRESAS. Este tipo de protección aunque se han hecho pruebas, en general solo se usa durante la construcción del buque en Astillero, por lo que no tiene un gran interés para los marinos. Las Compañías Clasificadoras como para todo lo relacionado con el buque, en sus Reglamentos, tienen normas sobre pinturas, exigiendo el chorreado de planchas con granalla y el pintado posterior, y si cumplen con sus especificaciones, permiten reducir el escantillón de las planchas y refuerzos que forman el casco. En elementos de no resistencia longitudinal, permiten disminuir hasta el 10% y en los demás elementos hasta el 5%.

VOCABULARIO DE TERMINOS USADOS EN LA MODERNA CONSTRUCCION NA V AL Y EN LA PRESENTE OBRA CON "SU EXPRESION INGLESA", ASI COMO LA NUMERACION DE LAS FIGURAS EN LA QUE DICHO TÉRMINO VIENE REPRESENTADO COMO PRINCIPAL PROTAGONISTA.

A ABANICO: Trozo de amurada en la popa como continuación de la bovedilla. También se llama ESCUDO y ESTAMPA. Ver Figs. l70-b, 171-b, 171-a y 176.

FLARE ALA: Lado menor de un perfil laminado o armado. Ver Figs. 21 y 62-b.

FA CE PLATE, FLANGE ALMA: Lado mayor y principal de un perfil laminado o armado. Ver Figs. 21 y 62-b.

WEB,STEM APARADURA: Traca o hilada de planchas inmediatas a la de quilla. Ver Figs. 10, 123, 124 y 125. GARBOAR~GARBOARDSTRAKE

ARMADO: Elementos de construcción naval que no son enterizos, sino que están formados por varios entre si; como pueden ser un perfil armado o una varenga armada, etc. Ver Figs. 21-e, 21-f, 62-b, 133-b y 139.

BUILT, WEB PLATE, BRACKET FLOOR. ARRIOSTRAR: Unir dos elementos por medio de riestras, o sea, por medio de piezas que no permitan el movimiento relativo entre ellas, tanto de acercamiento como de alejamiento. Ver Fig. 139.

TO TRIP. TRIPPING. 449

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

450

ARRUFO: Esfuerzo, deformación elástica o permanente que toma el casco de un buque, por la caida de su centro respecto sus extremos de proa y popa. Ver Fig. 4.

SAGGING Curvatura que se le da a las tracas de cinta y amurada, así como a la cubierta, para que los extremos de proa y popa queden más altos que la sección media o maestra. Ver Fig. 155-a.

SHEER ASTILLA MUERTA: Es la altura del pan toque sobre el plano base, o sea, la pendiente del fondo desde el pantoque a la quilla. Ver Fig. 303.

VOCABULARIO

451

MEDIO BAO: En escotilla o en cualquier abertura necesaria en la cubierta. Ver Figs. 141-b, 187 Y 188-a.

HALFBEAM BARRAGANETE: Puntal oblicuo que refuerza la traca de amurada desde la tapa de regala al trancanil. Igualmente el que refuerza a las brazolas en todo el perímetro de la boca de escotilla. Ver Figs. 160, 187, 188, 188-a.

STANCHION BARRETA: Pieza de forja o fundición para Pruebas mecánicas. Ver Figs. 13,14,15,17 Y 20.

TEST PIECE

DEAD RISE, RISE OF FLOOR.

BITAS:

AZAFRAN: Pala del timón. Ver Figs. 307, 308 y 310.

Pareja de cilindros de acero que mediante una fuerte basada se ancla en la cubierta, para tomar vueltas las amarras de un buque. Ver Fig. 218.

R UDDER BLADE

BITTS BOCINA:

B

Tubo cilíndrico o ligeramente elíptico para proteger el paso de ejes y otros elementos, hecho firme a la estructura del buque que atraviesa.

TUBE BAO: Elemento que unido por la consola margen a la CUADERNA, aguanta a los COST ADOS y sostiene a la CUBIERTA. Ver Figs. 10, 119, 121, 122, 137, 139, 140-a, 142 y 143.

BEAM

BOCINA DEL EJE DE COLA: El destinado al peso y soporte del cojinete o chumacera del eje de cola. Ver Fig. 177

STERNTUBE

BAO ACARTELADO: Medio bao de altura o profundidad decreciente, desde el costado hasta la eslora de escotilla o BRAZOLA. Al bao acartelado también se le llama CANTILEVER. Ver Fig. 122.

BOCINA DEL ESCOBEN: Tubo que atraviesa oblicuamente (en diagonal) la superestructura del castillo, desde su cubierta hasta el forro exterior (a lado y lado de la roda). Este tubo termina por arriba en la cubierta del castillo por una pieza llamada "Teja", y en la amura por otra llamada "Concha". ' Ver Fig. 167, a, b, c, d, e.

CANTILEVER BEAM

HAWSEPIPE

BAO REFORZADO: Es un bao armado de apoyo inmediato de los longitudinales de cubierta, además de su misión en costados y cubierta. Ver Figs. 120 y 140-b.

TRANSVERSE, DECK TRANSVERSE

BOCINA DE LIMERA: Tubo que va desde la LIMERA o abertura en la BOVEDILLA hasta la cubierta del SERVO, para proteger el paso de la MECHA DEL TIMON y servir de apoyo al PRENSA. Ver Figs. 173, 176 Y 308.

BAO DE EXTREMO O FIN DE ESCOTILLA: Ver Figs. 186, 187 Y 188.

RUDDER TRUNK

HA TCH END BEAM

CONSTRUCCION NAVALy SERVICIOS

452

BOMBA: Máquina empleada para el manejo de fluidos.

PUMP BOMBA DE ACHIQUE: La que efectua esta operación en todos los compartimentos. Ver Fig. 323. DRAIN PUMP, FREEING. BOMBA DE AGOTAMIENTO O ACHIQUE TOTAL: La ~ue extrae el líquido restante de un compartimiento, que no puede ser aspIrado por las bombas principales. STRIPPING PUMP. . . BOMBA DE ALIMENT ACION: La que introduce el agua de alImentacIón en la caldera. Ver Fig. 338-A. FEEDPUMP .. BOMBA DE CIRCULACION: La que suministra agua para el enfnamIento de condensadores Y cilindros de los motores. Ver Fig. 338-A. CIRCULA TING PUMP. BOMBA DE CONTRAINCENDIO: La dedicada a este SERVICIO, aunque generalmente se conecta a los SERVICIOS DE ACHIQUE Y LASTRE. Ver Fig. 323. FIREPUMP BOMBA DE LASTRE: La destinada al llenado, vaciado y trasvase de agua para lastre. Ver Fig. 323. BALLAST PUMP BOMBA DE SENTINA: La que extrae y achica los líquidos de la SENTINA o SENTINAS. Ver Fig. 323. BILGE PUMP, SLUDGE PUMP BORDA: El canto superior del costado de un buque. Ver Fig. 160. GUNWALE BOTADURA: Lanzamiento de un buque de la GRADA o CARRO al agua. Ver Fig. 348, 349, 350, 351 Y 352. LAUNCHING

VOCABULARIO

453

BOVEDILLA: Zona del forro exterior en la popa a la altura de la flotación, que por su parte inferior se continua con el CODASTE y por la superior con el ABANICO, ESCUDO o ESTAMPA. Ver Fig. 170-b, 171 -a, 171-b y 176. COUNTER BRAZOLA: Construcción que a modo de brocal de un pozo, va alrededor de la BOCA DE ESCOTILLA, impidiendo con su DINTEL reglamentario la entrada de agua, a la vez que sirve de apoyo y marco a las tapas de cierre estanco de dicha boca de escotilla. Ver Fig. 186, 187 Y 188. HA TCH COAMING BRIDA: Plato o corona en los extremos de un tubo, que como elemento de unión a otro, forman los tramos de tubería de los que consta los SERVICIOS DE UN BUQUE. Ver Fig. 324. FLANGE BRIDA EN GAFA: Es una brida de PASO y CIEGA, según la posición de los dos orificios. Muy usadas en circuitos de tubería para evitar mezclar los productos por error. Ver Fig: 324. BLANK AND EYED FLANGE BRUSCA: Curvatura de una pieza con su convexidad hacia arriba. BRUSCA DEL BAO, se expresa por la flecha del arco en la línea de crujía o línea central del buque. Ver Fig. 155-a. ROUND OF BEAM BULARCAMA: Cuaderna armada con un alma de plancha o chapa; se une por su parte alta al BAO normalmente ACARTELADO y por la baja a la VARENGA o a la PLANCHA MARGEN. Ver Fig. 11, 12, 136 y 122. WEB BUQUE: Nombre que designa todo tipo de embarcación de cierto porte y cubierta corrida. SHIP

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

454

En función de lo que transporta se le añade ciertos términos que lo define y por el que se los nombra: BUQUE DE CRUCERO: Buque especialmente dedicado al transporte de pasaje y su equipaje., en línea fija o turística. Ver Figs. 295, 296, 297 Y 298.

CRUISESHIP BUQUE TRANSBORDADOR: Dedicado a viajes de corta duración con pasaje, equipaje y sus coches y caravanas. Ver Figs. 299 y 300.

FERRY BUQUE TRANSBORDADOR DE AUTOMOVILES: Transporta especialmente automóviles; varias cubiertas con ascensores y rampas deslizantes. Ver Figs. 299 y 300.

CAR FERRY A) BUQUES DE CARGA GENERAL CARGO SHIPS CARRIERS a) BUQUE SIN LINEA FIJA: Carga seca para cualquier puerto del mundo. Actualmente son de unas 14.000 TPM (fONELADAS DE PESO MUERTO) Y umr velocidad de 14 nudos. Ver Fig. 249 Y 250.

TRAMPSHIP b) BUQUE DE LINEA: Carga seca entre puertos con línea fija. En la actualidad son de entre 12 y 15.000 TPM Y una velocidad de 20 nudos. Ver Figs. 257, 258 Y 259.

CARGOLINER c) BUQUE MIXTO DE LINEA: Como el anterior pero puede llevar de forma reglamentaria hasta 12 pasajeros con sus equipajes. Ver Figs. 257, 258 Y 259.

THE 12 PASSENGER CARGO LINER d) BUQUE DE CARGA ÚENERAL: Carga seca variada para distintos puertos; pueden ser de Cabotaje, Gran cabotaje y de Altura.

GENERAL CARGO SHIP B) BUQUES DE CARGA MODULAR: UNITISED CARGO CARRIERS a) BUQUE CONTENEDOR: Transporta la mercancía en CONTENEDORES. Ver Figs. 292, 293, 294 Y 295.

CONTAINER SHIP b) BUQUE DE CARGA HORIZONTAL: Manipula las mercancias horizontalmente, a través de camiones con Trailers que pueden quedar estibados con la mercancia, naturalmente sin el camión pero si con el Trailer.

VOCABULA RIO

455

Ver Figs. 299 y 300.

ROLL-ON/ROLL-OF (RO-RO) c) BUQUE DE P ALLETS: Bloques de mercancia en Pallets (basamento de madera con doble piso para ser manipulado por las uñas de las máquinas elevadoras) que son manipuladas y estibadas por las máquinas en el buque y fuera de él. Ver Fig. 251.

PALLETSHIP d) BUQUE TRANSBORDADOR DE GABARRAS: Estiba parte de las gabarras en el interior del casco y otra en el exterior sobre cubierta. Las manipula con grandes grúas de pórtico, dejándolas sobre el muelle o sobre el agua, y, las recoge posteriormente en distinto viaje. No tiene que esperar la carga y descarga de las gabarras. La grúa es de unas 500 Tm.

LASH (LIGHTER ABOARD SHIP) Otro tipo de estos buques, no llevan grúas pórtico, sino que a las gabarras las manipulan a través de ascensores recuerdan una especie de dique flotante abierto por la popa. Los elementos tienen potencia para 2.000 Tm.

SEABEE C) BUQUE POLIVALENTE: Diseñado para varios tipos de carga seca. En la actualidad se hacen entre 13 16.000 TPM y una velocidad de 14 a 16 nudos.

y

FREEDOM D) BUQUE FRIGORIFICO: El que tiene bodegas frigoríficas para el transporte de carne, fruta, pescado etc. Ver Figs. 252, 253, 254 Y 255.

REFRIGERA TED CARGO SHIP E) BUQUE TANQUE: El que transporta cargas líquidas.

TANKERSHIP a) PETROLERO: Buque dedicado especialmente al transporte de crudo o refinado.

TANKER 1) PETROLERO MEDIANO TONELAJE: Entre 2 y 15.000 TPM, dedicado

al transporte de productos refinados del petroleo, gasoil, diesel y fuel-oil; entre las Refinerias y puertos de consumo, normalmente hacen navegación de Cabotaje y Gran Cabotaje. Ver Figs. 269, 270 Y 271.

COASTAL TANKER 2) PETROLERO GRANDE O SUPERTANQUE: Transportan crudo desde

456

CONSTRUCCION

N AV AL Y

SERVICIOS

los centros productores o de almacenamiento a las Refinerías. Su Tonelaje de Peso Muerto oscila entre las 25 y 100.000 Tm. Ver Fig. 272 Y 273. LARGE CRUDE CARRIER (LCC) 3) PETROLERO MUY GRANDE O GIGANTE: Transportan crudo igual que los anteriores, y su TPM oscila entre las 100 Y 500.000 Tm. Ver Figs. 274 y 275. VER Y LARGE CR UDE CARRIER (VLCC) b) BUQUE TANQUE DE GASES LICUADOS: Tr~nsportan Metan.o, Butano, Propano, etc.; en tanques con temperatura ambIente y alta preSIón, o modernamente, en tanques a presión ambiente y bajas temperaturas . . Ver Figs. 280-A. LIQUEFIED GAS SHIP 1) BUQUE TANQUE GLP: Transporta gases licuables del petróleo, con tanques de Presión o Refrigerados. Ver Fig. 280-b. LPG TANKER 2) BUQUE TANQUE GLN: Transporta gas natural con tanques Refrigerados. Ver Fig. 281. LNG TANKER c) BUQUE TANQUE DE PRODUCTOS QUIMICOS: Transporta sustancias químicas líquidas, a granel. Ver Figs. 282, 283 Y 284. CHEMICAL SHIP 1) En el Código IMCO según las barreras de aislante, hay Tit>?1. Tipo II Y

VOCABULARIO

457

b) BUQUE MINERALERO: Transporte mineral de hierro (mercancia de gran densidad). Modernamente se están usando hasta por encima de las 95.000 TPM. Ver Figs. 266, 267 Y 268. ORE SHIP (BULK ORE CARRIER). c) BUQUE DE CRUOO Y MINERALERO: Transporte líquido a granel o mineral. ORE OR OIL SHIP (BULK ORE OR OIL CARRIER) d) BUQUE OBO: Transporta carga seca a granel (mineral, carbón, grano, etc.) y carga líquida a granel (petróleo crudo). Ver Figs. 276, 277, 278, 279 Y 280. ORE/BULKlOIL SHIP G) BULKCARRIER ESPECIALIZADO 1) En transportar granos (GRANELEROS). Ver Figs. 260, 261 Y 262. BULK GRAlN SHIP 2) En transportar carbón (CARBONERO). Ver Figs. 263, 264 Y 265. COLLIER SHIP BUZARDA: Es una pieza estructural horizontal, que unida o ensamblada a los palmejares o a las primeras cuadernas del pique de proa, sirve de apoyo intermedio y unión a la roda. Las piezas de consolidación horizontal intermedia en la Roda y en el Codaste, también se llaman BUZARDA DE RODA O DE CODASTE. Ver Figs. 163-b, 164-a, 165 y 166. BREAST HOOK, STEM OR STERN BREAST HOOK.

Tipo I1I; desde máxima seguridad a la normal, en .caso de colIsIón o v~rada del buque. Según la peligrosidad de los productos a tran.sportar la asIgnan uno de los tres Tipos de buque en lo que re~pecta a segundad. F) BUQUE DE CARGA A GRANEL: El que se dedica especialmente al transporte de mercancías a granel, o sea, sin envasar. BULK CARRIER a) BUQUE DE CARGA A 6RANEL SECA V ARIADA: También se le conoce con el nombre de Bulkcarrier en general~ y se dedica al transporte de grano, fosfato, etc.; mercancias no de gran densidad. Actualmente son de 15.000 TPM en adelante, con 4, 5 ó 7 bodegas. Ver Figs. 260, 261 Y 262. BULK CARRIER GENERAL PURPOSE

C

CANDELERO: Puntal metálico que forma la barandilla en la borda de un buque (Falsa amurada). También la forma en techos de casetas y superestructuras. STANCHION CANTO: Es la altura de un perfil (el alto del alma). WEB

458

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

CARTABON: Pieza de forma triangular usada en la unión de elementos del buque. Ver Fig. 149. BRACKET DE ARRIOSTRAMIENTO O PANDEO: Los CARTABONES que lleva situado perpendicularmente el alma de una viga de gran canto o altura, para aumentar su resistencia a estos efectos. Ver Figs. 139 y 144. TRIPPING BRACKET CARTELA: Pieza de forma cuadrada o romboidal, con la misma o parecida misión del CARTABON y la CONSOLA. Ver Figs. f28-a y 128-c. BRACKET CASCO: Cuérpo del buque. HULL CASETA: Construcción sobre cubierta, cuya anchura es menor que la manga del buque en lá'·sección. Ver Figs. 235 y 236. DECKHOUSE CASTILLO: Superestructura situada en la proa del buque. Ver Fig. 235. FORECASTLE

CEPO: Barra metálica perpendicular a la caña, en el ANCLA DEL ALMIRANTAZGO, con el objeto de que agarre con las uñas el fondo, en cualquier posición que caiga. Ver Fig. 225. STOCK CINTA: La traca o hilada de planchas o chapas superior del costado y que se une al TRANCANIL. Ver Figs. 140-a, 140-b, 157-a y 157-b. SHEER STRAKE

VOCAB ULA RIO

459

CLARA: Separación constante entre elementos semejantes en la estructura del buque La más conocida es LA CLARA DE CUADERNAS.

.

Ver Fig. 239. FRAME SPACING CODASTE: Pieza vertic.al que se une a la quilla, por el talón o zapata del codaste; 'por su parte supenor se afirma a la varenga dragante o PETO; cerrando el buque por esta zona de arriba abajo. En su parte intermedia lleva el "Vano de la hélice". Exteriormente el Codaste se continua con la Bovedilla, después el Abanico, Escudo o Estampa. Finalmente la parte de popa de la superestructura de Toldilla, forma el Coronamiento de Popa, que es la amurada en esta zona del buque. Ver Fig. 169 Y 173. STERNPOST COFFERDAM: Esp~cio vacio estrecho entre dos mamparos, varengas o vagras, cuyo objeto es aIslar un compartimento de otro, para evitar contaminación, calor, gases l etc. Ver Figs. 326, 327, 328 Y 329. COFFERDAM

CONCHA: Del ESCOBEN, pieza de acero fundido a lado y lado de la roda y en el forro exterior, por donde laborea la cadena de cada ancla, y se apoyan sus uñas y cruz en la posición de estiba de la misma. Ver Figs. 167, a, b, c, d, e. HAWSEHOLE de la LIMERA, pieza de cierre del orificio de la LIMERA, protegiendo a la MECHA DEL TIMON y dándole formas currentiformes a esta zona de la obra viva, para evitar remolinos. Ver Figs. 173, 176 Y 308. HELM PORT HOLE CONSOLA: Es el cart~bón de unión o encastre de la CUADERNA con el BAO. Ver Figs. 10, 119, 142 Y 143. BEAMKNEE Las misiones de las CONSOLAS, CARTABONES Y CARTELAS en la moderna CONSTRUCCION NAVAL son parecidas, unir y servir de apoyo a elementos estructurales·dándole rigidez y resistencia a la zona de unión.

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

460

CONTENEDOR: Recipiente prismático de dimensiones normalizadas, los hay de 3 tipos, para el almacenamiento y transporte de mercancías. Ver Fig. 295.

CONTAINER

CONTRABULARCAMA: Es la BULARCAMA de adentro que está situada en el mismo plano que la del costado, formando un anillo elástico transversal con ella; con la varenga en el fondo y el bao reforzado en la cubierta. Si tiene refuerzo horizontal transversal intermedio el anillo elástico, se llama "tirante o estay". También en algunos Astilleros y Oficinas técnicas a estos Tirantes se les llama CONTRETE. Ver Fig. 262 y 271.

VERTICAL GIRDER, VERTICAL WEB

CONTRAFUERTE: Refuerzo vertical armado de los mamparos transversales, que le dan mayor resistencia y a la vez sirven de apoyo a los Refuerzos simples horizontales que llevan estos mamparos. Forman un Anillo Elástico Longitudinal, con la Quilla vertical o Vagra en el fondo y la Eslora en la cubierta. Ver Fig. 12 y 136.

VERTICAL STIFFENER

CONTRETE: Puntal corto usado para retener o consolidar la posición relativa de dos piezas. A veces se amplia a otros conceptos, como cuando hablamos de la Contrabulárcama; aunque no cabe duda que la idea del "contrete" es evitar el acercamiento de dos piezas paralelas, mientras que el de "tirante", es al contrario, evitar el alejamiento, trabajando por tanto a la "tensión" y no a la compresión como el "contrete". Puede ser que al estudiar localmente una estructura en el buque, otra similar situada a distinta distancia de la Maestra, no sea solicitada por el mismo tipo de fatiga alternativa, es decir, que en una la más importante sea a la TENSION aunque haya cierta COMPRESION, y en otra, al contrario, sea la protagonÍsta la COMPRESION. De ahí a veces la ambigüedad de usar en vez de TIRANTE (trabaja a la tensión), CONTRETE (trabaja a la compresión). Ver Figs. 128, c, 129, 275.

STUD CORBATA: Contorno de plancha o chapa y también angular, con que se rodea el paso de un elemento longitudinal a través de un mamparo para conseguir su estanqueidad. Ver Figs. 127-a y 127-b.

COLLAR

VOCABULARIO

461

CORDON DE SOLDADURA: El aporte de soldadura que se deposite en una pasada del electrodo. Ver Figs. 55 y 55-a.

FILLETWELD

CORONAMIENTO: Es la parte más alta de la popa, que no hay que olvidar es la parte posterior de la su~restructura de toldilla, y que va como coronamiento y final de lo que empIeza .en el codaste, ~ontinua en la bovedilla, en el abanico, estampa o escudo, termmando en el CItado coronamiento. También se puede decir que es una amurada en esta zona de cierre del casco del buque. Ver Figs. 171-by 176.

TAFFRAIL

CUADERNA: Miembro transversal que forma parte sustancialmente de la estructura del buque. Ver Figs. 10,71 y 129.

FRAME

CUBIERTA: La estruct.ura horizontal formada por tracas o hiladas de plancha o chapas, que se extIenden en general de proa a popa y de babor a estribor. Ver Figs. 140-a, 140-b, 141-a y 141-b.

DECK Cuando no se extiende nada más que en pequeftas extensiones se llama PLATAFORMA. ' Ver Fig. 148-b.

PLATFORM

CUERDA: PerfIl de llanta que amarra arriostrando longitudinalmente a los baos por encima cuando la cubierta es de madera, sirviéndole a la vez de apoyo y sujeción a 1~ tablazón.

BATTEM FA CE PLATE

CHUMACERA: Sinónimo de cojinete, sirve de apoyo y guía a un eje permitiéndole girar; como la chumacera de la bocina del eje portahélice. Ver Fig. 177.

STERN- TUBE BEARING

462

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

VOCABULARIO

463

ESCANTILLONES: Dimensiones de la sección de una pieza. Ver Fig. 21.

D

SCANTLINGS

ESCARPE: DESP ATILLADO: Corte oblicuo en el extremo de un perfil para disminuir progresivamente su canto o altura. Ver Fig. 65.

SNAPE. TAPERED

SCARPHING

ESCOBEN: E

ENFALDILLADO: Cuando una plancha o chapa, o refuerzo de unión, se le dobla el can~o lib~e en ángulo recto a su plano, formando una faldilla que aumenta la resIstenCIa del mismo. Ver Fig. 62,a.

FLANGED

ENQUILLADO: Buque cuya cuaderna maestra tiene mucha Astilla Muerta (fondo muy inclinado del pantoque a la quilla). Ver Fig. 124.

ENTERIZO: Elemento laminado hecho de una sola pieza, (plancha, perfil, etc.). Ver Fig. 21.

SOLID Cuando el elemento no es enterizo es "armado". Ver Fig. 62-b.

BUILT

ENTREPUENTE: Espacio comprendido entre dos cubiertas. Ver Fig. 149.

TWEENDECK

El corte oblícuo de dos piezas para empalmarlas. También la disminución de grosor de dos chapas o planchas para unirlas (en ambos casos la unión se hace solapando, bien el corte oblicuo, bien la zona disminuida de grosor). Fig. 32.

Agujero en la cubierta del castillo, a lado y lado de la Línea de cruj ía, y en el forro a lado y lado de la Roda; para el paso y laboreo de las cadenas de las anclas; así como el tubo o bocina que atraviesa la superestructura del Castillo y donde queda estibada la "Caña del Ancla" a son de mar. Ver Figs. 167, a, b, c, d, e, y 224. HA WSE HOLE: Agujero o Boca del Escobén. HA WWSE PIPE: Tubo o Bocina del Escobén.

ESCOTILLA! Abertura más o menos elíptica que llevan las cubiertas, para el vaciado y llenado de las bodegas y entrepuentes de un buque. Ver Figs. 182, 183, 184, 185, 186, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 197 y 198.

HA TC,HWAy Exteriormente va protegida por las brazolas que soportan los sistemas de cierre de las tapas; estas brazalas forman un marco rectangular, encima de las aberturas que son elípticas.

ESLORA: Longitud de un buque. Ver Fig. 1.

LENGTH Eslora entre perpendiculares, la medida entre la Perpendicular de proa y la de popa. Ver Fig. 1.

LENGTH BETWEEN PERPENDICULARS (L.B.P.) Eslora total, la máxima del buque. Ver Fig. 1. LENGTH O VER ALL (L.O.A.)

464

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

Eslora en la flotación, la correspondiente al Centro del Disco o Flotación de Verano.

LENGTH ON WATER LINE (L. WL.) Las vigas longitudinales que soportan y apoyan a los baos de las cubiertas (estructura transversal), o colaboran con los longitudinales de cubierta a soportar y consolidar de forma inmediata y directa a la misma (estructura longitudinal). Ver Figs. 10, 119, 121, 122, 137, 139, 144, a, b, c 149 y 273.

DECKGIRDER ESPEJO: También se llama ESTAMPA o ESCUDO, es la fachada de popa plana del casco a partir de la BOVEDILLA; cuando es redondeada se llama ABANICO. Después la fachada de popa se continua con el CORONAMIENTO, que es lo mismo que lo anterior solo que pertenece a la Superestructura de TOLDILLA. Ver Figs. 170-b, 171-a, 171-b y 176.

STERN, UPPER STERN ESTAY: También TIRANTE, a todo elemento que trabaje a la tensión. Ver Fig. 271.

CROSS TIE. ESTRUCTURA LONGITUDINAL: La construcción formada por miembros longitudinales de soporte inmediato en cubiertas, costados y fondos; que tienen que ser a su vez apoyados y consolidados por fuertes anillos transversales (bao reforzado, bulárcama y varenga reforzada). Cuando el anillo transversal sea doble, lo forma, la bulárcama en el costado, bao reforzado en cubierta, contrabulárcama (paralela y por dentro de la bulárcama y en el mismo plano transversal) y varenga reforzada en el fondo, uniendo la bulárcama con la contrabulárcama a lado y lado de la quilla. En la parte intermedia vertical, entre el bao reforzado y la varenga reforzada, cada uno de los anillos elástico, lleva un refuerzo transversal llamado "TIRANTE" o "ESTAY". Ver Figs. 11, 12, 136 y 271.

LONGITUDINAL FRAMING

465

VOCABULARIO

ESTRUcrURA DE PROA: El conjunto estructural formado y situado a proa del mamparo de colisión, terminando en la rcxla y pie de rcxla donde se une a la quilla, pudiendo ser la proa de bulbo o no. La zona va reforzada por varengas altas o de pique, vagra central alta o plancha diafragma y el palmejar de cada costado se puede unir con el otro por delante, mediante la BUZARDA. La cubierta o cubiertas que lleguen hasta la Roda, irán apoyadas en fuertes Baos; y finalmente para la consolidación de la Roda de plancha llevará Buzardas de Roda a intervalos verticales. Ver Figs. 163-b, 164-a, b, c, d, 165, 166 y 167.

STEMGEAR ESTRUCTURA TRANSVERSAL: La construcción formada por miembros transversales de soporte inmediato (en cubierta los baos, en los costados las cuadernas y en el fondo las varengas); que tienen que ser a su vez apoyados y consolidados, en cubierta por las esloras, en los costados por los palmejares y en el fondo por las vagras. En algunas zonas se complementa la consolidación vertical intermedia entre los costados, de las cubiertas, con PUNTALES, que siempre irán afirmados en zona de cruce de bao con eslora por arriba y de vagra con varenga por debajo. Ver Figs. 149y 119.

TRANSVERSE FRAMING

F

FALDILLA: La doblez a escuadra (90°) que se hace en una zona contigua al canto de una plancha para darle rigidez. Ver Fig. 62-a.

FLANGE ESTRUCTURA DE POPA: El conjunto estructural formado y situado a popa de la varenga de la bovedilla o PETO, (primera Varenga alta apoyada en la quilla, contada desde la perpendicular de popa) donde el extremo superior del codaste se afirma. Ver Figs. 170-a, 171-a, 170-b, 171-b y 176.

STERNGEAR

FALSA VARENGA: La formada por la Cuaderna, la contracuaderna, cartelas de quilla y pantoque, además de los col)tretes; o sea, no tiene plancha de varenga propiamente dicha; también se la conoce por V ARENGA ARMADA. Ver Fig. 128-c.

BRACKETED FLOOR

467 VOCABULARIO CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

466 FALSO CODASTE: Se llama' así a los buques de doble codaste, uno para cerrar el casco Y soportar la hélice (el eje portahélice atraviesa el codaste por el vano), y el de mas a popa, para apoyo del timón, quedando entre ambos codastes el espacio conocido con el nombre de "Vano de la Hélice". Ver Figs. 169-a, 173 Y 176.

RUDDER POST BACK FALUCHERA: Ranura discontínua de la zona inferior en la Traca de Amurada, con el objeto de evacuar rapidamente el agua embarcada en la cubierta. Ver Fig. 160.

FREEING PORT FOGONADURA: Agujero o abertura circular hecha en cubierta para el paso de los palos macho. Ver Fig. 213.

MASTHOLE FORRO: Conjunto de planchas que formando una superficie metálica estanca, cubren la estructura interna o esqueleto del casco del buque. Fig. 159. SHELL, PLATTING FRANCOBORDO: Distancia vertical en el costado, entre el canto de la cubierta de francobordo y el Centro del disco o Línea de máxima carga considerada. Ver Fig. 1.

FREEBOARD FRENTE: El canto de una plancha por cada uno de sus extremos o topes. Ver Fig. 156.

BUTTJOINT La superficie metálica transversal que limita una superestructura o caseta, en el sentido de la eslora. Ver Fig. 230. HOUSE FRONT. WHEEL HOUSE FRONT. POOP FRONT

G

GALEOTA: Son las vigas transversales de quita y pon, que apoyadas en las brazolas dejas escotillas, consolidan la abertura (falsos baos) y sirven de apoyo a los CUARTELES que junto con los ENCERADOS, CUr'lAS y LATAS; hacen estanco el cierre. Fig. 192. HATCHBEAM GALIBO: Plantilla de la que se sirve el HERRERO DE RIBERA para fabricar la pieza adecuada. MOULD GATERAS: Las aberturas en la cubierta del Castillo, además de los tubos o bocinas, por la parte de popa del molinete, por donde laborean verticalmente las cadenas de las anclas, desde el barbotín del molinete hasta la Caja de Cadena. Ver Figs. 224, 228 Y 229. SPURLING PIPES GRAMIL: Distancia del centro de un agujero en una plancha o refuerzo, al canto libre de la misma. Era muy importante en las uniones remachadas para evitar el desgarramiento. Ver Figs. 24 y 25. MARKING GAUGE GROERAS: Orificios situados en las partes bajas y altas de las varengas no estancas, para el paso de los líquidos. Ver Fig. 128-b. DRAINAGE HOLE. LIMBER HOLE GUARDACALOR: Es el tronco vertical que atravesando las distintas cubiertas, pone en comunicación la Cámara de Máquina o de Caldera con el exterior. Igualmente se llama también así la envuelta de la chimenea, elemento peculiar del buque, donde

CONSTRUCCION

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N AV AL Y

SERVICIOS

generalmente entre vistosos colores lleva el emblema de la Empresa Armadora. Ver Fig. 236-1,238.

ENGINER CASING, CASING

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VOCABULARIO

la calidad del acero. Se usa por ejemplo en las esquinas redondeadas de las bocas de escotilla. Ver Figs. 62, 138-b.

INSERT PLATE GUIACABOS: Pieza embutida en el orificio de la amurada donde roza el cabo (cuando no hay roletes). Ver Fig. 220 Y 221. FAIRLEAD: ALA V ANTE. WARPING CHOCK: GUIACABO EN GENERAL.

INTERCOSTAL: Elemento cortado o interrumpido por el paso de otro, al que se le da prioridad en la continuidad. En general esto sucede en el fondo, cuando las vagras son continuas, las varengas son intercostales, y a la inversa. Ver'Figs. 12, 136 Y 123. INTERCOSTAL, INTERCOSTAL FLOOR

H

J

HEMBRAS DEL TIMON: Elementos solidarios al Codaste, en que se alojan y giran los MACHOS o PINZOTES DEL TIMON (de su Pala o Azafrán). Ver Figs. 169, b, c, d. GUDGEONS HILADA: También llamada "Traca", es una sucesión de planchas o chapas unidas por sus "Topes". Se numeran de abajo arriba, desde la quilla a la cinta. Igual que forman la envuelta estanca del casco, lo hacen en las cubiertas, superestructuras y casetas. Ver Fig. 156. STRAKE, TIER

JUNTA: Unión de dos piezas, línea que las separa, o material interpuesto entre ellas para hacerla estanca. Ver Fig. 66. JOINT A la junta longitudinal de las planchas o chapas que unen tracas entre si, se le llama "COSTURA". Ver Fig. 66. LONGITUDINAL JOINT A la junta vertical o transversal de las planchas o chapas entre si constituyendo hiladas o tracas, se le llama "TOPE". Ver Fig. 66. BUTT JOINT

I

IMBORNAL: Agujero o canal de desagüe que llevan los trancaniles y costados de un buque. SCUPPER INSERTADA: Referida a una plancha o chapa, es cuando se le aumenta de espesor con respecto a las inmediatas. Actualmente en vez de aumentar el espesor se cambia

L

LAMINADO: Producto siderúrgico obtenido por laminación. Ver fig. 21.

ROLLED LASTRE: Agua embarcada en el buque, en los tanques adecuados, para que adquiera

CONSTRU CCION NAVAL y SERVICIOS

470

un calado y estabilidad determinado para navegar. Los tanques que lleva el buque para esta misión se llaman TANQUES DE LASTRE. La operación en si se le da el nombre de LASTRAR. Ver Figs. 148-a, 148-b. BALLAST, BALLAST TANK LIMERA: Agujero en la bovedilla de la popa por detrás del Codaste, para la Mecha del Timón y su cojinete que soporta el "prensa". Ver Fig. 173. HELM PORT LUMBRERA: Escotillones cuyas tapas son regulables para aireación, yendo dotadas de ojos de buey para dar luz natural en el interior de los compartimentos que las llevan. Normalmente van en las proximidades del Guardacalor, para dar luz natural y aireación a la Cámara de Máquina. También en el techo de la cocina ~ de la Gambuza. Actualmente se usan menos porque la luz natural se consIgue con tubos fluorescentes, y la ventilación es eléctrica con el circuito de tubos y troncos principales correspondiente. Ver Figs. 236-1, 237. SKYLIGTH, ENGINE ROOM SKYLIGTH

LL

LLANTA: Perfil de acero laminado ancho y largo. Ver Fig. 21-H. FLATBAR

M

MACHO DEL TIMON: Los grandes pernos que alojándose en las hembras del Codaste, se hacen previamente solidarios con la Pala o Azafrán del timón, permitiendo el movimiento de bisagra de la pala sobre el codaste. Ver Figs. 169, b, c, d. R UDDER PINTLES

VOCABULARIO

471

M ADRE DEL TIMON: Es la estructura próxima al canto de proa de la pala, a la que va unida el macho o los machos del timón. Ver Fig. 309. MAIN PIECE OF THE R UDDER MAESTRA: La Cuaderna o Sección transversal principal de un buque. También la representativa en una zona de sección transversal constante, que abarca el 40 ó 50% del largo del buque en su parte media. Ver Fig. 239. MAINFRAME Normalmente la Sección Maestra coincide con la Sección Media. MIDSHIP MAMPARO: Superficie formada por tracas o hiladas de planchas que compartimentan interiormente al buque; son verticales o inclinados. Ver Figs. 146, 147, 148-a, 148-b, 149, 154, b, c, d. BULKHEAD Mamparo ondulado, corrugado, o troquelado, es aquel que en vez de ser liso horizontal, su sección recta es una sinusoide o trapecio isóscele. Ver Fig. 150. CORR UGATED BULKHEAD Cuando los mamparos, normalmente verticales transversales, son lisos, se aumenta su resistencia con refuerzos simples de apoyo inmediato (antipandeo), que a su vez aumentan su rigidez, con una viga transversal intermedia llamada TRAVIESA. Cuando los refuerzos simples en vez de ser verticales, son horizontales, se rigidizan ·también con una viga vertical intermedia llamada CONTRAFUERTE. Ver Figs. 12 y 136. Cuando los mamparos son lisos, verticales longitudinales, se aumenta su resistencia al pandeo, con refuerzos simples horizontales longitudinales de apoyo inmediato, que a su vez se rigidizan con otra viga vertical (en las Figs. 12 y 136 se puede ver el extremo superior por detrás del mamparo longitudinal liso) llamada CONTRAFUERTE. MARGEN: Plancha margen, típica de la zona de pantoque en el fondo, en el sistema de construcción transversal, cuando la sentina va en esa zona, separado precisamente de los tanques de doblefondo, por dicha PLANCHA MARGEN. Ver Figs. 128, a, b, c. MARGIN PLATE

...................................................----------

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

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MECHA: Tubo de acero que unido fuertemente a la cara superior de la pala de un moderno timón hueco currentiforme, atraviesa el tubo o bocina de la Limera hasta la cubierta del Servo. Ver Fig. 316, 316-l. R UDDER STOCK MEMBRANA: Tanque de membrana, es aquel cuya superficie estanca está formada por una plancha delgada resistente especialmente a los agentes químicos y no a los esfuerzos mecánicos. Esta membrana se apoya exteriormente en una estructura resistente a la.presión. Ver Figs. 284, 285, 286, 287, 288 Y 289. MEMBRANE TANK MOLINETE: Es una máquina de eje horizontal situada en la Cubierta del Castillo, provista de barbotines para labores de los eslabones de las cadenas de las anclas, y de cabirones para los cabos y estachas. Ver Figs. 223, 224 y 228. W/NDLASS

N

NERVIO DE PERFIL: Refuerzo de uno de los cantos' mediante un abultamiento o bulbo. Ver Figs. 21-g, 21-i. BULB

P

PANDEO: Esfuerzo y riesgo deformante de un elemento de construcción por rebasarse su carga de seguridad. BUCKL/NG

VOCABULARIO

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PANTOQUE: La zona curva de unión del fondo plano del buque con los costados. Ver Figs. 130 Y 13l. B/LGE PERFIL: Nombre de los aceros laminados de distintas secciones (de mayor altura que espesor) que constituyen los refuerzos simples o armados de la estructura de un buque. Ver Figs. 21 y 62-b. SECT/ON, BAR PETO: Primera varenga alta en la popa apoyada en la quilla, donde se hace firme en el interior del casco, el extremo superior del codaste. Ver Figs. 170-a; 171-a. TRANSOM FLOOR PIQUE: Tanques extremos de proa y popa. Las varengas por necesidad de espacio y resis~encia en ellos, son altas y en "V", por lo que para distinguirlas se las llama "Varengas de pique". Ver Figs. 164-b, 166, 176 y 178. PEAK TANK (FORE, AFTER). PLATAFORMA: Cubierta incompleta de un buque. Ver Fig. 148-b. FLAT, PLATFORM DECK POLIN: Soporte firme a la estructura básica del buque, que sirve de asiento a una máquina o accesorio. Ver Fig. 132-a. SEATT/NG POPA: Bloque posterior de la estructura de un buque. Ver Figs. 170-b, 171-b, 176. STERN PROA: Bloque anterior de la estructura de un buque. Ver Figs. 164-a, 166. BOW

C O NST RU CC ION NAVAL y S E RVI CIOS

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VOCABULARIO

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QUILLA VERTICAL:

PUNTAL: La altura del casco de un buque. Ver Fig. 1.

Es la vagra central estanca del fondo del buque. Normalmente divide la; tanques del doblefondo a babor y estribor. Ver Fig. 123.

DEPTH Los elementos o estructuras verticales, que consolidan al buque localmente. Ver Figs. 119, 120,121, 137, 138-a, 138-b.

CENTRE GIRDER

PILLAR Percha que apoyada en los palos machos hace de grúa; para que los cables laboreando en sus roldanas, en las operaciones dé izado y arriado; carguen y descarguen el buque. Ver Fig. 215 y 216.

DERRICK

Q QUEBRANTO: Esfuerzo, deformación elástica o permanente que toma el casco de un buque, por la caida de sus extremos de proa y popa respecto a su centro. Ver Figs. 2 y 3.

HOGGING QUILLA: Elemento estructural longitudinal básico del casco del buque, que modernamente forma a la vez la traca central del fondo del mismo. En su parte interna la estructura de la quilla, sirve de apoyo a las varengas y cuadernas. Ver Fig. 113.

KEEL Quilla de llanta o barra, formada por un perfil de llanta o barra de canto, a cuyos lados o caras se unen las faldillas de las tracas de aparaduras; este tipo se usa en barcos de poco tonelaje.

FLA T BAR KEEL Quilla de cajón, es la formada por dos vagras laterales o quillas verticales, la traca de quilla del fondo o traca central (más estrecha y de más espesor que el resto de las tracas del fondo), y por encima para cerrar el "cajón" la sobrequilla, o traca central de la "tapa del doblefondo". Ver Fig. 125.

DUCTKEEL

R

RASE LES: En las zonas de proa y popa (entre el 25 y el 30% de la eslora contada desde las perpendiculares de proa y popa), los fondos del buque dejan de ser planos y de sección constante; a partir de ahí, empiezan los RASELES del Fondo, que terminan en la popa por la TEJA DEL CODASTE y en la proa por el PIE DE RODA. Ver Figs. 148-a, 148-b, 166, 169-a, 173 y 178.

ENTRANCE, R UN Los tanques que van en los extremos de proa y popa se llaman PIQUES, también RASELES por tener como base las zonas del fondo llamadas RASELES. Ver Figs. 148-a, b. ENTRANCE: Raselo fino de proa. R UN: Rasel o fino de popa. PEAK TANK: Tanque del pique o rasel de proa, (FORE PEAK). AFTERPEAK TANK: Tanque del pique o rasel de popa. REGALA: Perfil de cara (llanta) situada encima del canto superior de la traca de amurada, en la borda del buque. Cuando no hay amurada, canto superior de la traca de cinta. Ver Fig. 160.

GUNWALE REGISTRO: Orificio generalmente ovalado, provisto de tapa, que llevan los mamparos, cubiertas y planes, para el acceso a compartimientos estancos. Ver Fig. 132.

MANHOLE RIOSTRA: Elemento constructivo, cartabón, cartela o llanta, que se utiliza para fortalecer

CONSTRUCCION

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N A VAL

Y SERVICIOS

la posición relativa de otros, impidiendo su movimiento; o sea, hacen simultáneamente de CONTRETE y de TIRANTE. CROSS BA TTENS RODA: Es la pieza o estructura terminal en la proa del buque. Ver Figs. 163-a, 163~b, 164-a, b, c, d, 165 Y 166. STEM

VOCABULARIO

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SOLAPE: Zona común de dos piezas que se unen superponiéndose. Un ejemplo, las uniones remachadas en general. Ver Figs. 24, 25. HARRISCUT SUPERESTRUCTURAS: Construcción sobre la cubierta principal, resistente o de compartimentado, que tiene la misma manga del buque en la sección considerada. Ver Figs. 242, 243, 244 Y 245.

SUPERESTR UCTURES

s

FORECASTLE: Castillo. BRIDGE: Puente. POOP: Toldilla.

SALTILLO: Diferencia de nivel entre dos cubiertas que forman un escalón. Ver Figs. 230 y 234. BREAK, RAISED DECK

Superestructura continua, e~ la del entrepuente y su cubierta, que se extiende en toda la eslora del buque por encima de la cubierta principal. La cubierta del entrepuente se llama de ABRIGO (SHELTER). Ver Figs. 246, 247 y 248. CONTINUOUS SUPERESTR UCTURE SHELTER DECK

SECCION: Los cortes o planos que definen las formas de un buque. Transversal, las cuadernas de trazado; Horizontal, líneas de agua; Longitudinal, secciones longitudinales (el perfil diametral del buque). Ver Fig. 347. SECTIONS STA TION: Cuaderna de trazado. BUTT()CK LINE: Sección longitudinal.

T

TABLA: SENTINA: Espacios en el fondo del buque, a los que van líquidos residuales, procedentes de distintos lugares. Pueden ir en el plano de crujía, o en los espacios laterales entre la plancha margen y la cara interior de la vuelta del pantoque. Ver Fig. 128-a, 129, 130, 131 Y 323. BILGE Las sentinas o pozos de la Cámara de Máquina van de acuerdo con las necesidades de sus instalaciones. SOBREQUILLA: Traca central de la tapa del doblefondo. Cuando no hay Tapa, la Tabla en el canto superior de la Quilla Vertical, formando el perfil armado en doble T (quilla, quilla vertical y sobrequilla). Ver Figs. 113, 123, 124y 125. KEELSON

Es el lado menor de un perfil laminado o armado, siempre que sea simétrico respecto al alma; cuando no lo sea, ALA (FLANGE). Ver Figs. 21-k, 62-b. FA CE PLATE TEJA: La del ESCOBEN, que es una pieza de acero fundido que forma la boca de la bocina del escobén, firme a la cubierta del castillo. Ver Figs. 167, a, b, c, d. HAWSEPIPE La del CODASTE, que es una plancha, en forma de teja precisamente, que une la quilla a la zapata del codaste. Ver Fig. 173. DEAD BOX PLA TE

CONSTRUCCION NAVAL y SERVICIOS

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TIMON: Estructura orientable que montada en la popa del buque lo gobierna. Se apoya generalmente en un talón o falso codaste, cuya rama superior se hace firme al PETO o Varenga de la Bovedilla. La pala del timón o Azafrán, se engancha mediante los Machos en las Hembras del Falso Codaste, donde se apoya y gira. La estructura resistente de la Pala en su canto de proa, es la MADRE; en su cara superior y delantera, o sea en la prolongación de la madre, se acopla la MECHA, mediante "palma o cuple de unión" con un número determinado de pernos. La mecha entra en el interior del casco a través de la bocina de la Limera y termina en la cubierta del Servo, donde recibe el movimiento de giro. Ver Figs. 169, a, b, c, d, 309.

RUDDER MAIN PIECE RUDDER: Madre. R UDDER STOCK: Mecha. PINTLES: Machos. R UDDER PLANE: Pala del timón. Coupling: Palmas de acople. TINGLADILLO: Construcción en la que las tracas del forro del casco se solapan unas con otras. Se usaba en madera para estanqueidad y crear unas líneas de resistencia longitudinal, la correspondiente al solape donde el material se duplica, de proa q popa. Se usaba también en los forros remachados por necesidades de unión: Ver Figs. 24 y 25. -<

CLINKER PLANKING TIRANTE: Elemento constructivo que trabaja a tensión. Ver Fig. 271.

STA Y TONELAJE: Medida de la capacidad o del peso de un buque, que da idea de su tamafio.

VOCABULARIO

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(TPM) TONELAJE DE PESO MUERTO: Peso en Tms. de la carga que puede transportar el buque, aSÍ como, combustible, pertrechos y tripulación; cuando su calado es el correspondiente al centro del disco de máxima carga. Es igual al TONELAJE DE MÁXIMA CARGA MENOS EL TONELAJE EN ROSCA.

DEADWE/GHT(DWT) (TRB) TONELAJE DE REGISTRO BRUTO: El volumen de los espacios interiores de un buque en m 3, dividido por 2,83 . O sea, si multiplicamos el Tonelaje de Registro bruto de un buque por, 2,83, tenemos su volumen interior total en metros cúbicos.

GROSS TONNA GE (GR T) TOPE: Los frentes de la plancha. También se llama aSÍ, la costura soldada entre dos planchas para formar una traca o hilada. Ver Fig. 66.

BUTT JOINT TRACA: Fila de planchas que forman el forro y la cubierta de un buque. Las planchas entre si se unen por "topes" y las tracas entre si por "costuras~'. Ver Fig. 159.

STRAKE Traca de aparadura, la contigua a la quilla en el fondo. Ver Figs. 10, 123, 124 y 125.

GARBOARD STRAKE Traca de pantoque, la curva que une el fondo con el costado. Ver Fig. 159.

B/LGE STRAKE Traca de cinta, la superior del costado que se une a la de Trancanil en la Cubierta. Ver Figs. 156 y 159.

SHEER STRAKE

TONNAGE TONELAJE EN ROSCA: Peso en Tm. del buque sin carga, ni pertrechos, ni combustible, ni tripulación (totalmente vacío pero totalmente listo para funcionar, cuando tenga los conceptos sefialados anteriormente).

LIGHT TONNAGE TONELAJE EN MAXIMA CARGA: Peso en Tms. del buque, cuando su calado es el correspondiente al del centro del disco de máxima carga.

FULL LOAD TONNAGE

TRANCANIL: Es la traca lateral de la cubierta que se une a la de Cinta. Ver Fig. 156.

STRINGER PLA TE TRAVIESA: Es un refuerzo armado horizontal, que a modo de viga da rigidez a los refuerzos verticales simples de apoyo inmediato, de un mamparo transversal. Ver Figs. 12 y 136.

HORIZONTAL GIRDER

CONSTRUCCION NAVAL y S E RVICIOS

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v VAGRA: Viga o perfil armado de la misma altura que la Varenga, en el fondo del buque, dirección longitudinal; puede ser continua, discontinua o intercostal, estanca o no. Ver Figs. 128, a, b, c.

SIDEGIRDER En la estructura longitudinal hay vagras reforzadas que junto con los Contrafuertes y las Esloras, forman grandes anillos longitudinales elásticos (Bulárcamas Longitudinales) . Ver Figs. 11, 12 Y 136. BOTTOM GIRDER

VARENGA: Viga o perfil armado en el fondo del buque, de la misma altura que la Vagra y en dirección transversal. Es como una cuaderna especialmente reforzada en el fondo, a la que se une por un extremo a la curva del pan toque o plancha margen, según el tipo de estructura, y por el otro a la quilla vertical. La varenga es consolidada por la vagra y por los contretes, entre la quilla vertical y el pantoque. Puede ser llena, armada, continua, discontinua, estanca o con vanos. Ver Figs. 128, a, b, c.

FLOOR Varenga reforzada, la que en unión de la bulárcama y el bao reforzado, forman un fuerte anillo de resistencia transversal para dar rigidez y apoyo a los elementos longitudinales de apoyo inmediato; en el fondo, costado y cubierta (sistema de construcción longitudinal). También se usa este tipo de varengas, en el doblefondo, cuando coincide con un mamparo transversal estanco. Ver Fig. 12, 136, 148-a. STRENGTHENED FLOOR

BIBLIOGRAFIA

Los Reglamentos de las siguientes Sociedades de Clasificación, así como de algunos de sus trabajos de investigación publicados. -Lloyd's Register of Shipping (Londres). - Bureau Veritas Register of Shipping (París). -Det Norske Veritas (Oslo). -American Bureau of Shipping (Nueva York). -Germanischer Lloyd's.

Z

ZAPATA: Pieza longitudinal de protección inferior contra los roces, en el fondo, que lleva la quilla y el codaste. Ver Figs. 124, 169-a. FALSE KEEL: Zapata de quilla. SOLEPIECE: Zapata o talón del codaste.

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