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1 xppoli Texto escrito a máquina xppoli Texto escrito a máquina INGENIEROS TECNICOS ARSENALES DE LA ARMADA xppoli Texto escrito a máquina xppoli Texto escrito a máquina TEMA 1 Descripción General del Buque. Nomenclatura Naval Descripción General del Buque 1- Orientación relativa Si nos ubicamos en la cubierta del buque, mirando en la dirección de avance pueden distinguirse: 2- Partes principales Un buque puede entenderse como un artefacto que, destinado a un fin, consta de casco y estructura, las máquinas y los sistemas que lo hacen funcional. 2.1 Estructura: Un buque consiste en un entramado estructural, mayormente soldado (Fig.1) donde se distinguen refuerzos longitudinales (en el sentido de la crujía) y transversales (perpendiculares a crujía). Los refuerzos son perfiles que pueden estar provistos por el mercado (Fig. 2) o bien pueden estar armados en el astillero de acuerdo a las dimensiones formas que indica el proyectista. Forro de cubierta Cuaderna Mamparo Forro Exterior Puntal Bao Palmejar Varenga Cielo DobleFondo Vagras Quilla Figura 1. Estructura de un buque 1 U02-1023 U13-1023 Figura 2. Perfiles estándar La estructura da resistencia a la envuelta de chapa: Forro de casco. Las chapas siguen un curso: Traca o curso de chapa (Fig.3). Algunas de estas tracas reciben un nombre particular según sea su posición. Figura 3 Desarrollo de Casco donde se muestran tracas Cinta Trancanil De Cubierta Subcinta De costado Quilla Figura 4. Denominación de las tracas Pantoque Aparadura De fondo El enchapado del casco cierra sobre la proa en una estructura denominada Roda, y sobre la popa en una estructura denominada Codaste. 2 Las cubiertas cierran estructuralmente el buque y aportan estanqueidad junto con las tapas de escotilla. También forman parte de la estructura los mamparos ya sean longitudinales o transversales. En la figura 1 se muestra un mamparo transversal. 2.2 Máquinas: Las máquinas pueden subdividirse en dos grupos: Motor principal y máquinas auxiliares. El motor principal es aquel cuya función es la propulsión. Los auxiliares atienden la generación de energía eléctrica para servicio del buque. Como auxiliar, si bien no son motores, pueden quedar comprendidas las calderas. La propulsión comprende todo el sistema de transmisión desde el motor principal hasta la hélice. Quedan comprendidos en este conjunto: • Eje (porta hélice) que puede constar de uno a tres tramos diferentes a saber: principal o motor, intermedio o intermediario y porta hélice propiamente dicho. • Caja reductora: dispositivo mecánico a la salida del motor que reduce las vueltas por minuto del mismo que recibirá la hélice. • Cojinetes o Chumaceras: apoyos intermedios del eje que soportan el esfuerzo del mismo, permitiéndole girar con adecuada lubricación. • Cojinete de empuje: cojinete que absorbe el empuje de la hélice transmitido a la estructura. • Hélice: elemento propulsor que produce el empuje para el movimiento. 3 • Tubo de bocina: tubo con resistencia estructural necesaria para alojar el eje en la zona en la que sale del casco. Allí se aloja el sello de bocina que impide la entrada de agua. Asociado con el sistema de propulsión se encuentra el sistema de gobierno que tiene como función mantener o variar la dirección del movimiento del buque. Dentro de este sistema quedan comprendidos: • Máquina de timón: equipo mecánico-hidráulico que transmite movimiento a la pala de timón. • Timón: pala de dimensiones y formas diversas, capaz de girar a una banda y la otra. Con este movimiento y la fuerza de la corriente de agua sobre él se produce el movimiento del buque a una o banda o la otra. • Mecha: eje vertical que sostiene la pala y transmite el movimiento generado por la máquina de timón. • Limera: tubo estructural que aloja la mecha en la zona donde atraviesa el buque. • Rueda de cabillas: rueda presente en los pequeños buques a modo de volante que transmite el movimiento al timón. 2.3 Otros sistemas Existen otros sistemas en el buque que hacen a su función ya sea especifica por su tipo de servicio o no. Entre ellos podemos citar el sistema de carga y descarga, sistemas de refrigeración, aire acondicionado, aguas servidas, amarre y fondeo. Dado que es muy extenso citar todos y cada uno de ellos. Por su generalidad podemos describir el Sistema de amarre y fondeo cuya función es dejar fijo al buque en una posición o alrededor de una posición sustrayéndolo de la acción del viento y las corrientes. En este sentido podemos decir que para el fondeo el buque cuenta con: • El ancla: dispositivo generalmente de acero o fundición que se encuentra vinculada al buque mediante una cadena. El peso y la geometría del ancla hacen que por el movimiento del buque ésta se entierre en el lecho marino impidiendo la traslación del barco (buque fondeado). • Cadena: formada por eslabones que poseen refuerzos en el sentido del diámetro menor (contrete). Se define como largo de cadena a la longitud de 27.5 m. Un buque puede tener uno o más largos de cadena dependiendo, entre otras cosas del diámetro de la zona en la que el buque se desplaza fondeado (diámetro de borneo). Dos largos 4 se unen con grilletes de unión o Kenter (uno en cada largo) El grillete de unión es un eslabón muy grueso que no cabe en un eslabón ordinario por lo tanto es necesario un eslabón final (este no lleva contrete y tiene un diámetro 1.2·d) Con el grillete de unión nos encontramos con un largo que se acaba con un eslabón ordinario, un eslabón grueso, un eslabón final y el grillete de unión. La curva que hace el grillete de unión siempre debe de ir hacia a proa para que engrane horizontalmente con el barbotén. El grillete kenter es un grillete desmontable que une dos largos de cadena, cada largo tiene su eslabón kenter. El grillete de entalingar une la cadena al barco, y al ancla. Se encuentra al principio del ramal de entalingadura. El grillete giratorio permite giros en la cadena y evita que se enrede (hacer cocas) en maniobras. No puede llegar nunca al estopor. El grillete del ancla une el ramal del ancla con el grillete de arganeo Grillete giratorio Partes de un ancla Grillete Tipo Kenter Grillete de entalingar • Estopor: El estopor es un artefacto de hierro o acero colocado en la cubierta del castillo, entre el molinete y el escobén, este muerde la cadena del ancla reteniéndola e impidiendo que la tensión de esta ejerza una acción directa sobre el molinete. El estopor retiene a la cadena tanto en navegación como en fondeo 5 Estopores • Escobén: El escobén es cada uno de los conductos circulares o elípticos que se abren entre la cubierta castillo y la amura de un buque a un lado y otro de la roda para el paso por ellos de las cadenas de las anclas y alojamiento de la caña del ancla sin cepo. Cubierta ancla Casco Escobén 6 • Bitas: Para hacer firme los cabos a la cubierta del buque se emplean las bitas. Las bitas están formada por una base de la cual arrancan dos cilindros verticales o ligeramente inclinados con respecto a la vertical que tienen la cabeza achatada para que al tener un diámetro mayor no se salgan los cabos. • Molinetes, cabrestantes: Bitas El molinete y el cabrestante son máquinas que se emplean para levar o arriaranclas, actuando sobre sus cadenas. Molinete cabrestante Por último, pude decirse que para el cálculo de los elementos de fondeo deben tenerse en cuenta las fuerzas que se genera por el viento, las corrientes y las olas. En lo que atañe al amarre, la misión principal de este sistema es la de conseguir el acercamiento de los buques a los muelles o boyas y mantenerlos amarrados resistiendo la acción de las fuerzas externas producidas principalmente por el viento y las corrientes; así como también posibilitar el tráfico por canales e incluso para ingreso de diques secos y syncrolift. Este sistema está constituido por cables y estachas, accesorios como guía de cabos, bitas, y chigres y cabrestantes. El amarre se realiza con los siguientes cabos: • El largo: Es el cabo que sale de proa y trabaja hacia popa o un ángulo de unos 30º con la línea de crujía del buque. • El través: El través es el cabo que trabaja perpendicularmente a las líneas del muelle y de crujía, independientemente de donde salga. • Retenida: Es el cabo que traba en sentido proa-popa 7 Dimensiones principales Eslora: es la longitud del buque. Pueden definirse: • Eslora en flotación: medida de la eslora para la flotación en que se encuentra el buque. Cuando no se especifica otra cosa corresponde a la flotación de máximo calado. • Eslora entre perpendiculares: es la eslora comprendida entre la perpendicular de proa y de popa. • Eslora total o máxima: es la eslora máxima del buque sin considerar ningún elemento rebatible del casco. Manga: es el ancho del buque y al igual que la eslora también se mide en función de las características constructivas. Pueden definirse: • Manga en flotación: ancho del buque medido en la flotación. Si no se indica otra cosa corresponde la flotación de máximo calado. • Manga máxima: es el ancho máximo del buque tomado en la sección media. • Manga moldeada: en los buques de acero es el ancho fuera de miembros estructurales, es decir sin contar la chapa de casco. Puntal: Medida de la altura del casco correspondiente a la sección media, tomada desde la intersección de la cubierta con el costado hasta la cara superior del enchapado del fondo en línea de crujía. Calado: Es la altura medida verticalmente de la parte sumergida del buque desde la cara baja de la quilla (sea del tipo que sea) hasta el nivel del agua. Pueden definirse: • Calado máximo: es el correspondiente al de máxima carga en verano, y se emplea en el cálculo de proyectos. (dmax)• • Calado a popa: responde a la misma definición que el anterior pero tomado en la popa (dpp) , y es el calado medio en la perpendicular de popa. • Calado a proa: se trata del calado tomado en la llamada escala de calados, que va grabada en la proa (dpr.). Es el calado medio en la perpendicular de proa. • Calado medio: semisuma del calado de proa y popa. • Asiento o trimado: es la diferencia entre Calado a popa y proa. 8 Escalas de calados. Para medir los calados de los buques, se pintan generalmente unas escalas en la proa, popa y la cuaderna maestra; van enumerados a partir de la quilla. Cuando la escala va pintada en números romanos, éstos serán consecutivos. La separación entre números es un pie, la altura del número es de 6 pulgadas y hay otras 6 de separación. Cuando la escala se representa en unidades del sistema métrico decimal, la unidad es el decímetro, y sólo se pintan los números pares; la base del número indica el calado que éste señala. El número tiene la altura de un decímetro, o sea, que el borde superior indica un decímetro más que su base. La separación entre números es de 1 decímetro. 9 Francobordo Señala la altura máxima que puede tener la flotación en carga a efectos de seguridad.. Es la distancia medida en vertical y en milímetros desde la intersección de la cara alta de la cubierta principal (cubierta más alta con cierres permanentes) con la cara exterior del forro hasta la flotación en carga, es decir con el centro del disco francobordo. Las marcas de francobordo se señalan en los costados de la cuaderna maestra, y van grabados con cincel o marcadas con finos cordones de soldadura, para posteriormente ser pintados en colores muy visibles (si la pintura del casco es de colores oscuros, se pintan de blanco, o viceversa). El mismo criterio se mantiene para marcar y pintar los calados. Las medidas del disco son 300 mm de diámetro exterior y 25 mm de espesor, atravesado por una pletina horizontal de 460 mm de longitud y de 25 mm de ancho, quedando el canto alto enrasado con el centro del disco. Tomaremos el centro del disco y la arista superior de la pletina para marcar las restantes líneas. Las líneas empleadas son las siguientes: TD Línea de carga tropical en agua dulce. D Línea de carga para agua dulce en verano. T Línea de carga tropical. V Línea de carga para verano. Esta línea está a la misma altura que el centro del disco. I Línea de carga para invierno. ANI Línea de carga para invierno en el Atlántico Norte. 10 NOMENCLATURA NAVAL Primeramente, antes de empezar a nombrar las partes más básicas de los buques, es importante tener claro que es un buque. 2.1-Buque Es todo objeto destinado a navegar, para lo que debe poseer ciertas características. • o Flotabilidad o Navegabilidad o Estructura Impermeable o Estructura resistente 2.2-Casco Cuerpo estructural del buque,su requisito esencial es la forma adecuada.Tiene que tener el peso mínimo y de máxima resistencia,y de ello dependerá la velocidad. 11 2.3-Proa Es la parte delantera del buque. esta deberá tener la forma adecuada según el diseño del casco para aportar la hidrodinámica más eficiente, es decir, aportar la menor resistencia al avance o desplazamiento del buque. Existen diferentes diseños de la proa, estos son los más comunes; • o ▪ Proa lanzada, es frecuente en los barcos de pesca, incluso se usa una combinación de proa recta en la obra viva y lanzada en la obra muerta. ▪ Proa recta: casi universal en la época pasada 12 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/casco-de-barco.jpg http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/tipos-de-proas.gif ▪ Proa Trawler, se usa en pesqueros de altura; ▪ Proa de violín, llamada también de yate y clíper; ▪ Proa de bulbo, se llama así por el bulbo que lleva en la proa, presenta una reducida resistencia a la marcha en buques de gran tonelaje; ▪ Proa maier o de cuchara, es una clase de proa lanzada, con formas en V muy abiertas, que presentan buenas características marineras, aunque con mal tiempo atenúa poco el movimiento de cabeceo, y disminuye la capacidad de carga en el tercio de la proa. 2.4-Popa Parte trasera y de forma adecuada para facilitar la llegada de los filetes líquidos, que van a llenar el vació que provoca el buque con su movimiento de traslación. -Tipos de popas: 2.5-Estribor y Babor Estribor: Mirando hacia proa,estribor es el lado derecho del barco. Babor: Mirando hacia proa,babor es el lado izquierdo. 2.6-Amuras y Aletas Amuras: comprenden las zonas mas curvadas de proa existe una amura de babor y una amura de estribor. 13 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/tipos-de-popas.jpg Aletas: Comprenden las zonas mas curvadas de popa,existe una aleta de babor y otro de estribor. 2.7-Esloras La eslora, es la longitud de un buque, medida en el plano longitudinal. Hay varios tipos de esloras dependiendo de la longitud que se determine: 2.8-Manga y Puntal La Manga es el ancho del buque. Hay varias clases de mangas: • Manga máxima, es la máxima anchura del buque medida en la cuaderna maestra. • Manga de flotación, es la anchura del buque para unadeterminada flotación. • Manga de trazado, es la distancia por dentro de la cuaderna maestra sin 14 http://ingenieromarino.wordpress.com/2013/01/15/construccion-navalnomenclatura/esquema-proa-popa-aletas-amuras/ http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/esloras.png contar el forro. • Manga fuera forros, es la distancia medida en la cuaderna maestra por la parte de fuera aumentada por el espesor de los forros. El Puntal es la altura del buque hasta una determinada cubierta medida también en la cuaderna maestra. 2.9-Quilla, Roda, Codaste y Pantoque La Quilla es la pieza longitudinal de gran resistencia que va de proa a popa a lo largo del eje longitudinal de simetría del buque y por el fondo del mismo,soporta mucho esfuerzo. 15 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/mangas-de-un-buque.jpg http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/puntales.jpg La Roda es la pieza que acaba el casco por su parte de proa, uniéndose en su parte inferior con la quilla. El Codaste es el extremo de la popa del barco que se une en la parte inferior con la quilla.El codaste también sirve de apoyo y permite el giro del timón. El Pantoque es la parte curva del casco,situada en la zona inferior y une el fondo y el forro exterior. 16 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/quilla-de-barco.jpg http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/roda.png http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/codaste.png 2.10-Borda y Regala La Borda protege la mercancía y el personal para que no caiga al mar,puede ser abierta o cerrada. La Regala es el nombre que recibe el pasamanos en la cubierta de la superestructura del puente, suele ser de madera. 2.11-Capacidad y Pesos • Arqueo: Volumen o capacidad de un barco cerrado.Es la suma de todos los espacios cerrados(casco,ciudadela…) es el arqueo bruto. • Arqueo neto: Capacidad comercialmente aprovechable de una embarcación. • Peso muerto: Tripulación,equipaje,víveres,combustible,agua,provisiones,repues tos… • Peso en Rosca: Peso del barco sin nada. 2.12-Calados y Escalas 17 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/pantoque.jpg http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/tapa-de-rega.jpg Altura desde la quilla(parte inferior) y la superficie de flotación. • Distinguimos 3 zonas en las que se mide el calado: Calado en el medio, en proa y en popa o Calado de proa:(Cpr), es el calado medido en la perpendicular de proa o Calado de popa:(Cpp), es el calado medido en la perpendicular de popa o Calado medio:(Cm), media entre los 2 calados. EJ: Calado de proa 40 =4 metros • Escalas: El calado en la foto corresponde a 4.0 metros. La altura del numero es de 10 cm, por eso si el 40 estuviese completamente tapado, el calado seria de 4.1 mts; si el calado llega justo a la base del 42, el calado será de 4.2 mts. El calado en pies se indica con números romanos. Cada numero tiene una altura de 6 pulgadas. Entre números hay 12 pulgadas, que equivalen a 1 pie. Escala Anglosajona(Pie): • o 1 Pie=0.3048 Metros 18 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/calado2.jpg o 1 Pie= 12 Pulgadas o 1 Braza= 6 Pies= 1.80 Metros *Si el buque mide mas de 80 metros las escalas se escriben en el medio. 2.13-Franco Bordo, Lineas de Carga y Disco Plimsoll Diferencia entre el puntal y el calado.Es la distancia medida verticalmente desde la linea de flotación hasta la cubierta Fb=Puntal-Calado Las Lineas de Carga son trazos horizontales ,grabados y pintados en ambos costados cuyos bordes superiores señalan cual es la flotación máxima que el buque puede alcanzar,según la época del año y la zona donde navegue.Estas lineas se grababan en la proa y centro del navío Se llama línea de máxima carga a aquella hasta la cual puede sumergirse el buque sin que ello entrañe peligro alguno. El Disco Plimsoll marca que expone el calado máximo de seguridad(mínimo franco-bordo),está formado por un disco de 300 milímetros. • TD: Trópico de agua dulce 19 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/franco-bordo.jpg http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/linea-de-carga1.gif • D: Agua dulce • T: Trópico • V: Verano • I: Invierno • ANI: Invierno Atlántico Norte (al norte del paralelo 36º N) Los barcos de mas de 100m no llevan ANI. 2.14- Obra Viva, Obra Muerta • Obra viva: Parte del barco que está debajo del agua. • Obra muerta: Parte del barco que está por encima del agua. Todo esto tomando como referencia la linea de flotación • Carena: La superficie o volumen de carena es la parte o volumen sumergida de un barco. *Obra viva≠Carena 2.15-Doble Fondo, Bodegas y Partes Estructurales Protege las cargas contra la contaminación en caso de varado se protege al barco de una inundación progresiva,también sirve para meter agua y lastre al barco para que minimice los movimientos en tormentas. 20 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/obra-viva-obra-muerta.jpg • Bodegas: Techo del doble fondo hasta la cubierta inmediata superior. • Entrepuente: Espacio comprendido entre dos bodegas de una cubierta • Quilla de pantoque: piezas planas colocadas a lo largo del pantoque en toda la extensión de la sección prismática del casco, con el fin de reducir 21 http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/doble-fondo.jpg http://ingenieromarino.com/wp-content/uploads/seccion-transversal.png el efecto del balance lateral de las embarcaciones. • Bao: refuerzos de las planchas de cubierta,también pueden estar dispuestas longitudinalmente.Los baos se montan a la misma distancia que las cuadernas. • Trancanil: Primera fila de tablas de cubierta, que cubren las cabezas de las cuadernas. • Cubierta: Cierre superior del casco que se contribuye a la estanqueidad del mismo y que permite la existencia de un espacio habitable para la tripulación. • Escotilla: apertura grande cuadrada o rectangular que se deja en varios puntos de las crujías de las cubiertas de las naves para bajar a las inferiores e introducir o extraer efectos del armamento o carga. • Vagra: Miembro estructural longitudinal paralelo a la quilla que refuerza el casco contra la flexión 22