1. CAPÍTULO V
ANALISIS DE RESULTADOS
5.1. FASE I. ESTUDIO DIAGNOSTICO
En esta fase se estudió las exigencias establecida por parte de PDVSA.
Analizando la problemática planteada que tiene como objetivo el diseño de una
embarcación de succión de lemna, desechos solidos y derramen de petróleo para
obtener una solución a la limpieza del lago de Maracaibo. En conjunto con una
revisión bibliográfica destinada a recopilar la información más relevante relacionadas
con el tema de investigación.
5.1.1 Requerimientos del armador.
Construir una embarcación que consista en la limpieza del lago de Maracaibo,
particularmente la recolección tantos de lemna como de desechos solidos que se
2. 140
encuentran en los muelles de PDVSA, así incrementando la producción en dichos
muelles.
Recomendando por PDVSA:
Dimensiones adecuadas para un fácil acceso a los muelles de PDVSA
Capacidad de recolección de lemna, crudo y desecho solidos
Prestar servicios en el lago de Maracaibo
Los materiales empleados para la ejecución del proyecto serán netamente
nacionales.
5.2 FASE II. DISEÑO O ELABORACIÓN DEL PROYECTO.
5.2.1. Bases y Criterios de Diseño Naval.
En este diseño se parte de la definición de una embarcación como una
estructura flotante, resistente, dotado de medios para navegar con seguridad y que
debe reunir entre sus características principales básicas: flotabilidad, estabilidad,
navegabilidad, resistencia, estanqueidad y gobierno del mismo; éstos criterios
3. 141
corresponden a normas de la Organización Marítima Internacional (OMI), y
Sociedades Clasificadoras, con el fin de garantizar una embarcación segura, no solo
desde el ámbito estructural y operacional sino también para la carga a transportar.
5.2.2. Requerimientos Básicos.
El objetivo de este proyecto, es realizar el Diseño de una Gabarra Plana Off-
Shore, en base a las necesidades y exigencias establecidas por el Armador. Este
proyecto deberá responder a una embarcación que, cumpla con los siguientes
requisitos; exigidos y recomendados por el armador.
El Diseño de la Gabarra, se regirá bajo los lineamientos establecidos por la
Sociedad Clasificadora, American Bureau of Shipping.
La Gabarra deberá presentar un calado estimado requerido por PDVSA de
1.5m
Los materiales empleados para la ejecución del proyecto serán netamente
nacionales.
4. 142
5.2.3. Dimensiones de la embarcación
Las dimensiones de un buque (accesorio de navegación) ofrecen una idea del
espacio que este ocupa y lo definen en parte. Entre las dimensiones principales
encontramos la eslora la cual es la medida en sentido longitudinal de un buque, la
manga la cual es la distancia medida horizontalmente en sentido transversal del buque
tomada en la cuaderna maestra, y el puntal que es la medida en sentido vertical del
buque, en este caso en la sección maestra.
En esta fase, se determinará las primeras características que definirían el
diseño de la Gabarra, por lo tanto es necesario calcular las dimensiones principales
que debía cumplir el casco en función de la carga en toneladas métricas, una vez
conocido dichas dimensiones requeridas del casco para el cumplimiento de esta
condición se procedió al cálculo del desplazamiento y peso en rosca de la Gabarra,
como se muestra continuación.
Las dimenciones de una embarcacion ofrecen una idea del espacio que este
ocupa en el lugar donde se va a desplazar, entre las dimenciones principales se
encuentra la eslora, la manga, el puntal y el calado.
5. 143
Tipos de Gabarras
Gabarras Eslora (L) Manga (B) Puntal (D)
Gabarras truckable 12.2 m 4.57 m 3 m
B2221 18.3 m 5.4 m 1.37 m
Gabarra stee setional 21.3 m 6.7 m 2.2 m
MESK 22 23 m 8 m 2.6 m
B2215 24 m 9.1 m 2.74 m
B2147 27 m 9.75 m 3 m
Tabla Nº II: referencia de las embarcaciones
Fuente: Marin (2012)
Por medio de la siguiente Tabla, se procede a la obtención de la manga y el
puntal, partiendo del valor de las dimensiones de la manga y el puntal de las
embarcaciones anteriormente mencionadas.
6. 144
5.2.4. Dimencion de la eslora
Esta dimencion se obtuvo por el armador, establecio la dimencion de la eslora
de 22mts de esta dimencion se obtuvo la manga y el puntal que se presentara a
continuacion.
5.2.5. Dimenciones de la manga
Esta dimencion se obtuvo por medio de un proceso matematico mediante
graficas donde el armador establecio la eslora y por medio de este proceso se obtuvo
la manga.
Gráfico Nº 1 Relacion eslora manga
Fuente: Marin (2012)
7. 145
5.2.6. Dimencion del puntal
Esta dimencion se obtuvo mediante el mismo proceso matematico mediante
graficas donde el armador establecio la eslora y por medio de este proceso se obtuvo
el puntal.
Gráfico Nº 2 relación eslora puntal
Fuente: Marin (2012)
Donde tenemos las siguientes dimensiones:
L: 22mts
B: 7.2mts
D: 2.4mts
8. 146
TABLA Nº III: Dimensiones obtenidas
Fuente: Marin (2012)
5.2.7. Estimación de los coeficientes de forma
5.2.7.1. Coeficiente de bloque
El coeficiente de bloque es el fundamental para representar las formas del
buque, tiene una incidencia muy grande sobre la resistencia al avance, sobre la
capacidad de carga y en menor medida en la estabilidad y la maniobrabilidad. Para
realizar la estimación de este coeficiente se hizo por la ecuación de la fórmula de
Alexander (1962) es la más conocida de las expresiones que permiten estimar el valor
del coeficiente de bloque
Gabarras Obtenida
Gabarras Eslora (L) Manga (B) Puntal (D)
Gabarras 22 m 7.2 m 2.4 m
9. 147
𝐶 𝐵 =
∇
𝐿 ∗ 𝐵 ∗ 𝐷
𝐶 𝐵 =
267.3216
22 ∗ 7.2 ∗ 1.7
𝐶 𝐵 = 0.99
5.2.7.2. Coeficiente de la maestra
Según Alvariño y otros (1997, p. 585) el coeficiente de la maestra influye en
la resistencia al avance y además tiene repercusión directa sobre la extensión de la
zona curva del casco en el pantoque. Existen diversas maneras de calcular este
coeficiente, la más utilizada se expresa a continuación:
𝐶
𝑀=
1
1+(1−𝐶 𝐵 )3.5
𝐶
𝑀=
1
1+(1−0.99)3.5
𝐶 𝑀= 0.99
5.2.7.3. Coeficiente prismático
En algunos tipos de buques el coeficiente prismático es crucial para
determinar la resistencia al avance, en lugar del coeficiente de bloque. Según
10. 148
Alvariño y otros (1997) el coeficiente prismático es igual a la relación entre el
coeficiente de bloque y el coeficiente de la maestra.
𝐶
𝑃=
𝐶 𝐵
𝐶 𝑀
𝐶 𝑃 =
0.99
0.99
𝐶 𝑃 = 1
5.2.7.4. Coeficiente de flotación
El coeficiente de flotación puede variar dependiendo del grado U/V de las
secciones transversales de la carena, también influye sobre la resistencia
hidrodinámica y es considerado para la estabilidad inicial, puede estimarse de la
siguiente manera según Alvariño y otros (1997)
𝑪
𝑭=
𝟏+(𝟐∗𝑪 𝑩)
𝟑
𝑪
𝑭=
𝟏+(𝟐∗𝟎.𝟗𝟗)
𝟑
𝑪 𝑭=𝟎.𝟗𝟗
11. 149
5.2.7.5. Posición longitudinal de centro de carena
La posición longitudinal del centro de carena debe determinarse basándose en
las consideraciones hidrodinámicas y de trimados del buque en las distintas
condiciones de carga. Para estimar esta dimensión se utilizo la fórmula por L. Troost
sobre la posición adecuada del centro del carena para que la resistencia al avance sea
mínima según Alvariño y otros (1997).
𝑿 𝑪𝑪 = 𝟏𝟕. 𝟓 ∗ 𝑪 𝑷 − 𝟏𝟐. 𝟓
𝑿 𝑪𝑪 = 𝟏𝟕. 𝟓 ∗ 𝟏 − 𝟏𝟐. 𝟓
𝑿 𝑪𝑪 = 𝟓
5.2.7.6. Desplazamiento
Para determinar el desplazamiento del buque se realizo una ecuación común,
la base de datos en función a la eslora, manga, calado, coeficiente de bloque, y la
12. 150
densidad Sustituyendo en la ecuación ajustada a los valores se obtiene el
desplazamiento del buque.
∆= 𝐿 ∗ 𝐵 ∗ 𝑑 ∗ 𝐶 𝐵 ∗ 𝜌
∆= 22 ∗ 7.2∗ 1.7∗ 0.99∗ 1
∆= 189.30 𝑇𝑛
5.2.7.7. Superficie mojada
Calcularemos su valor mediante las siguientes fórmulas empíricas con bastante
aproximación.
S∇ = 1.74 ∗ E ∗ Cm +
∇
Cm
m2
S∇ = 1.74∗ 22∗ 0.99 +
21.84
0.99
m2
S∇ = 59.957 m2
13. 151
5.2.8. Calculo de la estructura Según la norma RULES FOR BUILDING AND
CLASSING, STEEL BARGES 2009 de American Bureau Shipping
Los mínimos espesores de forro, cubierta y mamparos no deben ser menores
al obtenido por las siguientes ecuaciones:
Espesor para la lámina de cubierta
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros con eslora menores o igual a 760 mm (L≤760).
𝑡 = 0.009𝑠 + 2,4 𝑚𝑚
𝑡 = 0.009 ∗ 600 + 2,4 𝑚𝑚
𝑡 = 7.8 𝑚𝑚 ≈ 8 𝑚𝑚
Donde s es la clara entre cuaderna.
Espesor para la lámina de cubierta en los piques de popa y proa
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros, para este calculo se multiplica (0.1*s) sabiendo que s es la separación entre
14. 152
cuaderna el valor que resulte no tiene que ser menor a 6 mm en tal caso que sea
menor se le coloca 6 mm de espesor.
𝑡 = 0,03𝐿 + 0,0036𝑠 + 2,8 𝑚𝑚
𝑡 = 0,03 ∗ 22 + 0,0036 ∗ 600 + 2,8 𝑚𝑚
𝑡 = 5,6 𝑚𝑚
En este caso vemos que el valor dio por debajo de lo establecido por la
sociedad clasificadora A.B.S, se selecciona esta ecuación.
𝑡 = 0.01𝑠 𝑚𝑚
𝑡 = 0,01 ∗ 600 𝑚𝑚
𝑡 = 6 𝑚𝑚
Espesor de la lámina de los costados (medianía)
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros en medianía (50%) de la eslora, con eslora menores o igual a 150 m
(L≤150).
15. 153
𝑡 = 0,07𝐿 + 0,007𝑠 𝑚𝑚
𝑡 = 0,07 ∗ 22 + 0,007 ∗ 600 𝑚𝑚
𝑡 = 5,74 𝑚𝑚 ≈ 6𝑚𝑚
Espesor de la lámina de costado (en los extremos)
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros en los extremos a (10%) de la eslora, con eslora menores o igual a 76 m
(L≤76).
𝑡 = 0.055𝐿 + 0.007𝑠 + 1.0 𝑚𝑚
𝑡 = 0,055 ∗ 22 + 0,007 ∗ 600 + 1,0 𝑚𝑚
𝑡 = 5,31 𝑚𝑚 ≈ 6𝑚𝑚
Espesor de la lámina de fondo
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros con eslora menores o igual a 123 m (L≤123).
16. 154
𝑡 = 0,045𝐿 + 0,007𝑠 + 1,8 𝑚𝑚
𝑡 = 0,045 ∗ 22 + 0,007 ∗ 600 + 1,8 𝑚𝑚
𝑡 = 6.99 𝑚𝑚 ≈ 7𝑚𝑚
Espesor de la lámina de fondo de los piques
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros con eslora menores o igual a 110 m (L≤110).
𝑡 = 0.055𝐿 + 0.01𝑠 + 0.1 𝑚𝑚
𝑡 = 0.055 ∗ 22 + 0.01 ∗ 600 + 0.1 𝑚𝑚
𝑡 = 7,21 𝑚𝑚 ≈ 8𝑚𝑚
5.2.9. Calculo de elementos estructurales internos del buque según American
Bureau Shipping
Modulo de sección de los longitudinales de cubierta
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 7.
17. 155
𝑀𝑆 = 7.8 ∗ 𝐶 ∗ ℎ ∗ 𝑠 ∗ 𝑙2
𝑀𝑆 = 7.8 ∗ 1.0 ∗ 1.2 ∗ 0.6 ∗ 0.552
𝑀𝑆 = 1.69 𝑐𝑚3
Figura Nº13 Longitudinal (referencia)
Modulo de sección del longitudinal fondo
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 5.
𝑀𝑆 = 7.8 ∗ 𝐶 ∗ ℎ ∗ 𝑠 ∗ 𝑙2
En medianía
𝑀𝑆 = 7.8 ∗ 1.34 ∗ 3.38 ∗ 0.6 ∗ 0.352
𝑀𝑆 = 2.596 𝑐𝑚3
Figura Nº14 Longitudinal fondo (referencia)
18. 156
Modulo de sección del longitudinal de costado
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 5.
𝑀𝑆 = 7.8 ∗ 𝐶 ∗ ℎ ∗ 𝑠 ∗ 𝑙2
𝑀𝑆 = 7.8 ∗ 1.25 ∗ 2.8 ∗ 0.6 ∗ 0.62
𝑀𝑆 = 5.896 𝑐𝑚3
Figura Nº15 Longitudinal costado (referencia)
Espesor de las láminas de mamparo
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 6.
𝑡 = 𝑠 ∗ 𝑘 ∗
√ 𝑞ℎ
𝑐
+ 1.5 𝑚𝑚
19. 157
Otros
𝑡 = 600𝑚𝑚 ∗ 0.78 ∗
√0.8159∗ 2.4
290
+ 1.5 𝑚𝑚
𝑡 = 3.77
Estancos
𝑡 = 600𝑚𝑚 ∗ 0.78 ∗
√0.8159∗ 2.4
254
+ 1.5 𝑚𝑚
𝑡 = 4.1
Refuerzos de los mamparos
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 6.
𝑆𝑀 = 7,8 ∗ 𝑐 ∗ ℎ ∗ 𝑠 ∗ 𝑙2
∗ 𝑄 𝑐𝑚3
𝑆𝑀 = 7,8 ∗ 0.56 ∗ 1.0125 ∗ 0.6 ∗ 1.92
∗ 1 𝑐𝑚3
𝑆𝑀 = 9.579 𝑐𝑚3
Figura Nº16 Refuerzo de mamparo (referencia)
20. 158
Modulo de sección de los baos casco
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 6.
𝑆𝑀 = 4,74 ∗ 𝑐 ∗ ℎ ∗ 𝑠 ∗ 𝑙2
𝑐𝑚3
𝑆𝑀 = 4,74 ∗ 1.1 ∗ 1.2 ∗ 0,6 ∗ 6.642
𝑐𝑚3
𝑆𝑀 = 165,515 𝑐𝑚3
Figura Nº17 Baos (referencia)
Modulo de sección de las cuadernas y varenga del casco
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 6.
𝑀𝑆 = 4.74 ∗ 𝑐 ∗ ℎ ∗ 𝑠 ∗ 𝑙2
𝑐𝑚3
𝑀𝑆 = 4.74 ∗ 1.95 ∗ 2.05 ∗ 0.6 ∗ 2.12
𝑐𝑚3
𝑀𝑆 = 50.13 𝑐𝑚3
Figura Nº18 cuaderna y varenga (referencia)
21. 159
Modulo de sección del Puntal
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 5.
𝑀𝑆 = 4.74 ∗ 𝑐 ∗ ℎ ∗ 𝑠 ∗ 𝑙2
𝑐𝑚3
𝑀𝑆 = 4.74 ∗ 1.95 ∗ 2.05 ∗ 0.6 ∗ 2.12
𝑐𝑚3
𝑀𝑆 = 50.13 𝑐𝑚3
Figura Nº19 Puntal (referencia)
Modulo de sección de los Diagonales
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 5. Este elemento estructura va a ser el 75% del
área del puntal establecido por las A.B.S
𝑀𝑆 = 50.13 ∗ 75% 𝑐𝑚3
𝑀𝑆 = 37.59 𝑐𝑚3
22. 160
5.2.10 Espesores de laminado de la caseta según American Bureau of Shipping
ABS
Espesor de la lámina de la casesta
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 8.
𝑡 = 3 ∗ 𝑠 ∗ √ℎ 𝑚𝑚
𝑡 = 3 ∗ 0.5 ∗ √0.3862 𝑚𝑚
𝑡 = 0.9321𝑚𝑚
Baos y longitudinales de cubierta, costado de la caseta
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 8.
23. 161
𝑀𝑆 = 7,8 ∗ 𝑐 ∗ ℎ ∗ 𝑠 ∗ 𝑙2
𝑐𝑚3
𝑀𝑆 = 7,8 ∗ 0.585 ∗ 0.6192 ∗ 0.5 ∗ 4.142
𝑐𝑚3
𝑀𝑆 = 24.2131 𝑐𝑚3
Refuerzo de los mamparos de la caseta
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 8.
𝑀𝑆 = 3.5 𝑠 ∗ ℎ ∗ 𝑙2
𝑚𝑚3
𝑀𝑆 = 3.5 𝑠 ∗ ℎ ∗ 𝑙2
𝑚𝑚3
𝑀𝑆 = 4.22 𝑚𝑚3
Espesores para mamparos techo y piso de la caseta
Esta formula es seleccionada por la sociedad clasificadora A.B.S para gabarra
de aceros parte 3, capitulo 2, sección 8.
24. 162
𝑡 = 0,009 ∗ 𝑠 + 0,8 𝑚𝑚
𝑡 = 0,009 ∗ 500 + 0,8 𝑚𝑚
𝑡 = 5.3 𝑚𝑚
5.2.11. Estimación de peso
Peso rosca
peso en rosca
ítem Peso (ton) Y (m) P*Y
Casco 72.425 1.2 86.91
Motor Er 1.174 2.902 3.406948
Motor Br 1.174 2.902 3.406948
Caseta 9.739 4.028 39.228692
Cesta 36 2.65 95.4
totales 120.512 228.35259
peso en rosca 120.512
TABLA Nº IV: Peso en rosca
Fuente: Marin (2012)
25. 163
descripción dimensiones unidades
∆ 120.512 ton
L 22 m
d ? m
B 7.2 m
Cb 0.99
ρ 1 ton/m3
TABLA Nº V: Datos de las formulas
Fuente: Marin (2012)
formula de desplazamiento
∆=L*d*B*Cb*ρ
Despeje del calado
d = (∆)/(L*B*Cb*ρ)
Calado del peso en rosca
d 0.768493011
TABLA Nº VI: Calado de peso en rosca
Fuente: Marin (2012)
26. 164
Peso muerto
peso muerto
Item Peso (ton) Y (m) P*Y
Casco 72.425 1.2 86.91
Motor Er 1.174 2.902 3.406948
Motor Br 1.174 2.902 3.406948
Caseta 9.739 4.028 39.228692
Cesta 36 2.65 95.4
Tk wáter proa 11 1.2 13.2
Tk wáter proa 11 1.2 13.2
Tk wáter proa 11 1.2 13.2
Tk wáter popa 10 1.2 12
Tk wáter popa 10 1.2 12
Tk fuel 14 1.55 21.7
totales 187.51 313.652588
TABLA Nº VII: Descripción del peso muerto
Fuente: Marin (2012)
P*Y 313.653
peso 187.512
p*y/peso VCG 1.67271
TABLA Nº VIII: Calado del peso muerto
Fuente: Marin (2012)
27. 165
5.2.12 Estabilidad
El estudio realizado se basó en analizar el comportamiento de la embarcación
bajo la condición en plena carga, cargas en los tanques de servicio diario
(combustible y agua dulce), así como baja (10%) y máxima (100%) capacidad en los
tanques de suministro (combustible y agua dulce), colocando un lastre para su
adrizamiento, las tablas mostradas para cada condición son necesarias para evaluar el
desempeño del buque las cuales deben cumplir con los criterios de estabilidad
utilizados, con las diferentes condiciones indicadas los resultados obtenidos son
satisfactorios.
De manera que para realizar el estudio se realizó un modelo virtual de la
embarcación tipo gabarra creado por el programa ModelMaker 5.1.0 del paquete
AutoShip, al tener el plano de formas del embarcación tipo gabarra se realiza una
tabla sobres los puntos de las cuaderna, del mismo para ir colocando todos los puntos
en el programa y así crear el modelo virtual, luego a este modelo se le agregan todos
los compartimientos internos del casco y los compartimientos de la superestructura,
se puede observar el modelo en la (Figura 3). Sin este modelo virtual resultaría
imposible realizar el estudio de estabilidad por medio de AutoHydro 5.1.0, este
programa necesita ubicar el centro de gravedad del Buque a estudiar, los criterios de
28. 166
estabilidad y las condiciones por las cuales se realizará el estudio. Arrojará curva de
formas, propiedades hidrostáticas, las curvas cruzadas de estabilidad, la curva de
brazo adrizante versus escora y las fuerzas cortantes y momentos flectores máximos.
(Figura Nº 20 modelmaker)
.2.13.1 Primera Condición de zarpe
Esta situación corresponde al estado de la embarcación tipo gabarra carga
completa (100% tanques de combustible, 100% tanques de agua dulce), con
provisiones, con combustible, tripulación completa y lastre para estabilizar la
embarcación. En la siguiente (Figura 4) se observa el estado de la embarcación.
29. 167
Condicion de flotación
Draft FP 1.416m Heel stbd 0.52 deg. GM(Solid) 2.439m
Draft MS 1.509m Equil Yes F/S Corr 0.127m
Draft AP 1.603m Wind 49.9 kn GM(Fluid) 2.311m
Trim aft 0.49
deg.
Wave No KMT 4.180
m
LCG 10.949f VCG 1.741 m7 TPcm 1.57
Resumen de condicion de carga
Item Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
Light Ship 91.49 11.550f 0.000 1.894
Deadweight 109.38 10.447f 0.002s 1.614
Displacement 200.87 10.949f 0.001s 1.741
Condicion de peso fijos
Item Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
LIGHT SHIP 91.49 11.550f 0.000 1.894
Total Fixed 91.49 11.550f 0.000 1.894
TABLA Nº IX: Resultados de estado. Condición de zarpe
Fuente: Autohydro (2011)
35. 173
Note: Residual Righting Arms shown above are in excess of the wind heeling
arms derived from the projected wind plane at each heel angle, assuming a wind from
port at 50.0 knots.
IMO RESOLUTION A.749
Limit Min/Max Actual Margin Pass
(1) Area from 0.00 deg to 30.00 >0.0550 m-R 0.272 0.217 Yes
(2) Area at 30.00 deg >0.0150 m-R 0.272 0.257 Yes
(3) Area from 0.00 deg to 40.00 or Flood >0.0900 m-R 0.394 0.304 Yes
(4) Area from 30.00 deg to 40.00 or Flood >0.0300 m-R 0.121 0.091 Yes
(5) Righting Arm at 30.00 deg >0.200 m 0.757 0.557 Yes
(6) Absolute Angle at MaxRA >25.00 deg 26.25 1.25 Yes
(7) GM at Equilibrium >0.150 m 2.311 2.161 Yes
(8) Area from 0.00 deg to MaxRA at 15.00 >0.0588 m-R 0.215 0.156 Yes
(9) Area from 0.00 deg to MaxRA at 30.00 >0.0588 m-R 0.215 0.156 Yes
36. 174
Grafica Nº 3 Brazo adrizante Vs ángulo de escora
Fuente: Autohydro (2011)
Resistencia longitudinal ( stbd 0.52 deg.)
Location
(m)
Weight
(MT)
Buoyancy
(MT/m)
Shear
(MT)
Bending
(MT-m)
21.382f 0.000 0.000 0.00 0
21.000f 0.000 1.504 0.29 0
20.500f 0.000 3.787 1.61 -1
20.000f 0.000 6.073 4.07 -2
19.500f 0.000 8.356 7.68 -5
19.239f 0.000 9.546 10.02 -7
Righting Arms vs. Heel
Heelangle (Degrees)
A
r
m
s
i
n
m
0.0s 10.0s 20.0s 30.0s 40.0s 50.0s 60.0s
0.0
0.5
Righting Arm
Heeling Arm
R.Area
Equilibrium
GMt
39. 177
3.000f 4.100 7.565 -5.24 -8
2.500f 4.108 6.321 -3.82 -6
2.089f 4.113 5.301 -3.13 -4
2.000f 4.114 5.158 -3.03 -4
1.500f 4.117 4.366 -2.70 -2
1.000f 4.119 3.572 -2.78 -1
1.000f 0.000
0.500f 0.000 2.777 -1.19 0
0.000 0.000 0.992 0.00 0
TABLA N° XIV. Resistencia Longitudinal
Fuente: AutoHydro, (2011)
* Punto de peso en toneladas metricas
Max. Shear 46.36 MT at 11.550f
Max. Bending Moment -154 MT-m at 11.550f (Sagging)
TABLA N° XV. Point weight in Metric Tons.
Fuente: AutoHydro, (2011)
40. 178
Grafica Nº 4 punto de peso en toneladas metricas
Fuente: Autohydro (2011)
Figura Nº 21 Vista de la embarcacion condicion de zarpe
Fuente: Autohydro (2011)
Longitudinal Strength
<---Af t (Meters) Fwd--->
0.0a 5.0f 10.0f 15.0f 20.0f
-100.0
-50.0
0.0
50.0
100.0
Weightx 1.0
PtLoad x 1.5
Buoy .x 1.0
Shear x 1.0
B.M. x 2.0
41. 179
Figura Nº 22 vista de los calados
Fuente: Autohydro (2011)
5.2.12.5 Segunda Condición de salida
Esta situación corresponde al estado de la embarcación tipo gabarra carga
completa (10% tanques de combustible, 10% tanques de agua dulce), con
provisiones, con combustible, tripulación completa y lastre para estabilizar la
embarcación. En la siguiente (Figura 6) se observa el estado de la embarcación.
Datos del casco (Hull Data with appendages)
Baseline Draft: 1.347 at Origin
Trim: aft 0.56 deg.
42. 180
Heel: stbd 0.60 deg.
DIMENSIONES
Length Overall: 22.000 m LWL: 20.931 m Beam: 7.200 m BWL: 7.200 m
Volume: 154.994 m3 Displacement: 158.869 MT
COEFICIENTES
Prismatic: 0.792 Block: 0.766 Midship: 0.967 Waterplane: 0.987
RATIOS
Length/Beam: 3.056 Displacement/length: 482.799 Beam/Depth: 5.374
MT/ cm Immersion: 1.525
AREAS
Waterplane: 148.798 m2 Wetted Surface: 191.725 m2
Under Water Lateral Plane: 53.232 m2 Above Water Lateral Plane: 94.550 m2
CENTROIDES (Meters)
Buoyancy: LCB = 10.995 fwd TCB =0.048 port VCB = 0.661
Flotation: LCF = 10.413 fwd
Under Water LP: 10.593 fwd of Origin, 0.592 below waterline.
Above Water LP: 10.492 fwd of Origin, 1.289 above waterline.
44. 182
Brazo adrizante Vs angulo de escora (Residual Righting Arms vs Heel Angle)
Heel Angle
(deg)
Trim Angle
(deg)
Origin Depth
(m)
Residual Arm
(m)
Area
(m-Rad)
0.60s 0.56a 1.347 0.000 0.000
5.60s 0.55a 1.334 0.239 0.010
10.60s 0.51a 1.302 0.476 0.042
15.60s 0.46a 1.251 0.715 0.094
20.60s 0.43a 1.191 0.935 0.166
25.60s 0.47a 1.131 1.001 0.251
30.60s 0.50a 1.063 0.972 0.338
35.60s 0.53a 0.987 0.894 0.420
40.60s 0.56a 0.905 0.787 0.493
45.60s 0.59a 0.815 0.661 0.557
50.60s 0.61a 0.719 0.522 0.608
55.60s 0.63a 0.618 0.374 0.648
60.60s 0.64a 0.514 0.220 0.674
Tabla N° XVII. Brazo adrizante Vs ángulo de escora.
Fuente: Autohydro (2012)
Note: Residual Righting Arms shown above are in excess of the wind heeling arms
derived from the projected wind plane at each heel angle, assuming a wind from port
at 50.0 knots.
45. 183
IMO RESOLUTION A.749
Limit Min/Max Actual Margin Pass
(1) Area from 0.00 deg to 30.00 >0.0550 m-R 0.338 0.283 Yes
(2) Area at 30.00 deg >0.0150 m-R 0.338 0.323 Yes
(3) Area from 0.00 deg to 40.00 or Flood >0.0900 m-R 0.493 0.403 Yes
(4) Area from 30.00 deg to 40.00 or Flood >0.0300 m-R 0.155 0.125 Yes
(5) Righting Arm at 30.00 deg >0.200 m 0.972 0.772 Yes
(6) Absolute Angle at MaxRA >25.00 deg 25.60 0.60 Yes
(7) GM at Equilibrium >0.150 m 2.805 2.655 Yes
(8) Area from 0.00 deg to MaxRA at
15.00
>0.0594 m-R 0.251 0.192 Yes
(9) Area from 0.00 deg to MaxRA at
30.00
>0.0594 m-R 0.251 0.192 Yes
Grafica Nº 5 Brazo adrizante Vs ángulo de escora
Fuente: Autohydro (2011)
Righting Arms vs. Heel
Heelangle (Degrees)
A
r
m
s
i
n
m
0.0s 10.0s 20.0s 30.0s 40.0s 50.0s 60.0s
0.0
0.5
1.0
Righting Arm
Heeling Arm
R.Area
Equilibrium
GMt
49. 187
* Punto de peso en toneladas metricas
Max. Shear 49.09 MT at 11.550f
Max. Bending Moment -155 MT-m at 11.550f (Sagging)
Grafica Nº 6 Punto de peso en toneladas metricas
Fuente: Autohydro (2011)
Longitudinal Strength
<---Af t (Meters) Fwd--->
0.0a 5.0f 10.0f 15.0f 20.0f
-100.0
-50.0
0.0
50.0
100.0
Weightx .2
PtLoad x 1.5
Buoy.x .2
Shear x 1.0
B.M. x 2.0
50. 188
Figura Nº 23 Vista de la embarcacion segunda condicion de zarpe
Fuente: Autohydro (2011)
Figura Nº 24 Vista de los calados
Fuente: Autohydro (2011)
51. 189
.2.12.2 Primera Condición de retorno
Esta situación corresponde al estado de la embarcación tipo gabarra sin carga, sin
provisiones, con 100% para el consumo diario, tripulación completa y lastre para
estabilizar la embarcación. En la siguiente (Figura 5) se observa el estado de la
embarcación.
Floating Status
Draft FP 1.059m Heel stbd 0.67 deg. GM(Solid) 3.467m
Draft MS 1.105m Equil Yes F/S Corr 0.078m
Draft AP 1.150m Wind 49.9 kn GM(Fluid) 3.389m
Trim aft 0.24 deg. Wave No KMT 5.156 m
LCG 11.273f VCG 1.689 m TPcm 1.47
Loading Summary
Item Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
Light Ship 91.49 11.550f 0.000 1.894
Deadweight 46.76 10.731f 0.003s 1.287
Displacement 138.25 11.273f 0.001s 1.689
52. 190
Fixed Weight Status
Item Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
LIGHT SHIP 91.49 11.550f 0.000 1.894
Total Fixed 91.49 11.550f 0.000 1.894
TABLA Nº XIX: Resultados de estado segunda condición de salida
Fuente: Autohydro (2011)
Tank Status
FRESH WATER (SpGr 1.000)
Tank
Name
Load
(%)
Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
Perm
TK WATER.P 97.97% 10.97 5.010f 2.398p 1.191 0.985
TK WATER.S 97.97% 10.97 5.010f 2.402s 1.191 0.985
CONSUMO.C 97.97% 11.12 17.999f 0.002s 1.176 0.985
Subtotals: 58.58% 33.06 9.378f 0.002s 1.186
DIESEL OIL (SpGr 0.870)
Tank Load Weight LCG TCG VCG Perm
53. 191
Name (%) (MT) (m) (m) (m)
TK DIESEL.C 97.97% 13.70 13.997f 0.003s 1.533 0.985
Subtotals: 97.97% 13.70 13.997f 0.003s 1.533
All Tanks
Load
(%)
Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
Perm
Totals: 46.76 10.731f 0.003s 1.287
TABLA Nº XX: Estatus de los tanque
Fuente: Autohydro (2011)
Displacer Status
Item Status Spgr Displ
(MT)
LCB
(m)
TCB
(m)
VCB
(m)
Eff
/Perm
HULL Intact 1.025 138.28 11.267f 0.056s 0.582 1.000
SubTotals: 138.28 11.267f 0.056s 0.582
TABLA Nº XXI: Situación del casco
Fuente: Autohydro (2011)
54. 192
Datos del casco (Hull Data with appendages)
Baseline Draft: 1.150 at Origin
Trim: aft 0.24 deg.
Heel: stbd 0.67 deg.
DIMENSIONES
Length Overall: 22.000 m LWL: 20.166 m Beam: 7.200 m BWL: 7.200 m
Volume: 134.903 m3 Displacement: 138.276 MT
COEFICIENTES
Prismatic: 0.822 Block: 0.791 Midship: 0.961 Waterplane: 0.987
RATIOS
Length/Beam: 3.056 Displacement/length: 469.908 Beam/Depth: 6.138
MT/ cm Immersion: 1.469
AREAS
Waterplane: 143.345 m2 Wetted Surface: 180.772 m2
Under Water Lateral Plane: 46.480 m2 Above Water Lateral Plane: 101.648 m2
CENTROIDES (Meters)
Buoyancy: LCB = 11.267 fwd TCB =0.056 port VCB = 0.582
Flotation: LCF = 10.760 fwd
57. 195
Note:
Residual Righting Arms shown above are in excess of the wind heeling arms derived
from the projected wind plane at each heel angle, assuming a wind from port at 50.0
knots.
IMO RESOLUTION A.749
Limit Min/Max Actual Margin Pass
(1) Area from 0.00 deg to 30.00 >0.0550 m-R 0.406 0.351 Yes
(2) Area at 30.00 deg >0.0150 m-R 0.406 0.391 Yes
(3) Area from 0.00 deg to 40.00 or Flood >0.0900 m-R 0.599 0.509 Yes
(4) Area from 30.00 deg to 40.00 or Flood >0.0300 m-R 0.193 0.163 Yes
(5) Righting Arm at 30.00 deg >0.200 m 1.181 0.981 Yes
(6) Absolute Angle at MaxRA >25.00 deg 27.10 2.10 Yes
(7) GM at Equilibrium >0.150 m 3.388 3.238 Yes
(8) Area from 0.00 deg to MaxRA at 15.00 >0.0579 m-R 0.331 0.274 Yes
(9) Area from 0.00 deg to MaxRA at 30.00 >0.0579 m-R 0.331 0.274 Yes
(10) Area from 0.00 deg to MaxRA at 15.00 >0.0700 m-R 0.114 0.026 Yes
Longitudinal Strength ( stbd 0.67 deg.)
58. 196
Grafica Nº 7 Brazo adrizante Vs ángulo de escora
Fuente: Autohydro (2011)
Location
(m)
Weight
(MT)
Buoyancy
(MT/m)
Shear
(MT)
Bending
(MT-m)
20.811f 0.000 0.000 0.00 0
20.500f 0.000 1.101 0.17 0
20.000f 0.000 3.371 1.29 0
19.500f 0.000 5.638 3.54 -2
19.239f 0.000 6.821 5.17 -3
19.000f 0.000 7.905 6.93 -4
19.000f 5.551
Righting Arms vs. Heel
Heelangle (Degrees)
A
r
m
s
i
n
m
0.0s 10.0s 20.0s 30.0s 40.0s 50.0s 60.0s
0.0
0.5
1.0
Righting Arm
Heeling Arm
R.Area
Equilibrium
GMt
61. 199
1.500f 0.000 1.073 -0.38 0
1.000f 0.000 0.264 -0.05 0
0.647f 0.000 0.000 0.00 0
TABLA N° XXIV. Longitudinal Stren.
Fuente: AutoHydro, (2011)
* Point weight in Metric Tons
Max. Shear -49.64 MT at 11.550f
Max. Bending Moment -172 MT-m at 11.550f (Sagging)
Grafica Nº 8 punto de peso en toneladas metricas
Fuente: Autohydro (2011)
Longitudinal Strength
<---Af t (Meters) Fwd--->
0.0a 5.0f 10.0f 15.0f 20.0f
-100.0
-50.0
0.0
50.0
100.0
Weightx .2
PtLoad x 1.5
Buoy.x .2
Shear x 1.0
B.M. x 2.5
62. 200
Figura Nº 25 Vista de la embarcacion primera condicion de retorno
Fuente: Autohydro (2011)
Figura Nº 26 vista de los calados
Fuente: Autohydro (2011)
63. 201
5.2.12.4 Segunda condición de retorno
Esta situación corresponde al estado de la embarcación tipo gabarra sin carga,
sin provisiones, con 10% para el consumo diario, tripulación completa y lastre al
100% para estabilizar la embarcación. En la siguiente Figura 6 se observa el estado de
la embarcación.
Floating Status
Draft FP 1.323m Heel stbd 0.65 deg. GM(Solid) 3.262m
Draft MS 1.182m Equil Yes F/S Corr 0.101m
Draft AP 1.040m Wind 49.9 kn GM(Fluid) 3.161m
Trim fwd 0.74 deg. Wave No KMT 4.868 m
LCG 11.785f VCG 1.606 m TPcm 1.47
Loading Summary
Item Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
Light Ship 91.49 11.550f 0.000 1.894
Deadweight 58.12 12.155f 0.003s 1.153
Displacement 149.60 11.785f 0.001s 1.606
Fixed Weight Status
Item Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
LIGHT SHIP 91.49 11.550f 0.000 1.894
64. 202
Total Fixed 91.49 11.550f 0.000 1.894
TABLA Nº XXV: Resultados de estado segunda condición de retorno
Fuente: Autohydro (2011)
Tank Status
FRESH WATER (SpGr 1.000)
Tank
Name
Load
(%)
Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
Perm
TK WATER.P 97.98% 10.97 5.013f 2.398p 1.191 0.985
TK WATER.S 97.98% 10.97 5.013f 2.402s 1.191 0.985
CONSUMO.P 49.98% 5.67 18.004f 2.395p 0.600 0.985
CONSUMO.C 97.98% 11.12 18.002f 0.002s 1.176 0.985
CONSUMO.S 49.98% 5.67 18.004f 2.405s 0.600 0.985
Subtotals: 78.68% 44.41 11.583f 0.003s 1.036
DIESEL OIL (SpGr 0.870)
Tank
Name
Load
(%)
Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
Perm
TK DIESEL.C 98.00% 13.70 14.010f 0.003s 1.533 0.985
Subtotals: 98.00% 13.70 14.010f 0.003s 1.533
All Tanks
65. 203
Load
(%)
Weight
(MT)
LCG
(m)
TCG
(m)
VCG
(m)
Perm
Totals: 58.12 12.155f 0.003s 1.153
TABLA Nº XXVI: Estatus de los tanque
Fuente: Autohydro (2011)
Displacer Status
Item Status Spgr Displ
(MT)
LCB
(m)
TCB
(m)
VCB
(m)
Eff
/Perm
HULL Intact 1.025 149.61 11.797f 0.050s 0.627 1.000
SubTotals: 149.61 11.797f 0.050s 0.627
TABLA Nº XXVIII: Situación del casco
Fuente: Autohydro (2011)
Datos del casco (Hull Data with appendages)
Baseline Draft: 1.040 at Origin
Trim: fwd 0.74 deg.
66. 204
Heel: stbd 0.65 deg.
DIMENSIONES
Length Overall: 22.000 m LWL: 20.149 m Beam: 7.200 m BWL: 7.200 m
Volume: 145.959 m3 Displacement: 149.609 MT
COEFICIENTES
Prismatic: 0.785 Block: 0.758 Midship: 0.964 Waterplane: 0.989
RATIOS
Length/Beam: 3.056 Displacement/length: 509.712 Beam/Depth: 5.432
MT/ cm Immersion: 1.470
AREAS
Waterplane: 143.416 m2 Wetted Surface: 184.154 m2
Under Water Lateral Plane: 49.440 m2 Above Water Lateral Plane: 98.590 m2
CENTROIDES (Meters)
Buoyancy: LCB = 11.797 fwd TCB =0.050 port VCB = 0.627
Flotation: LCF = 11.213 fwd
Under Water LP: 11.294 fwd of Origin, 0.579 below waterline.
Above Water LP: 10.208 fwd of Origin, 1.310 above waterline.
Note: Coefficients calculated based on waterline length at given draft
68. 206
Grafica Nº 9 Graficas de los resultados de las hidrostatica
Fuente: Autohydro (2011)
Brazo adrizante Vs ángulo de escora Residual (Righting Arms vs Heel Angle)
Heel Angle
(deg)
Trim Angle
(deg)
Origin Depth
(m)
Residual Arm
(m)
Area
(m-Rad)
0.65s 0.74f 1.040 0.000 0.000
5.65s 0.77f 1.021 0.272 0.012
10.65s 0.85f 0.978 0.543 0.047
Hydrostatic Properties at Trim = 0.74f, Heel = 0.00
Long.Location in m
D
r
a
f
t
@
L
C
F
10.0f 15.0f
0.0
0.5
1.0
1.5LCBm
LCF m
VCBm
Dis pl.MT
WPA/Immers ion
Mom/Deg Trim
KML
KMT
VCB m x 1 0. 0 1. 0
Di spl .M T x 1 00 0. 0 1. 0 2. 0
WPA m^2 x 1 00 0. 0 1. 0
M T/c m Im m . x 1 -1.0 0. 0 1. 0 2. 0
M om /Deg Tri m x 100 0. 0 0. 5 1. 0
KM L x 10 2. 0 3. 0 4. 0 5. 0 6. 0 7. 0 8. 0 9. 0 10. 0 11. 0
KM T x 10 0. 0 1. 0 2. 0
70. 208
Note:
Residual Righting Arms shown above are in excess of the wind heeling arms derived
from the projected wind plane at each heel angle, assuming a wind from port at 50.0
knots.
IMO RESOLUTION A.749
Limit Min/Max Actual Margin Pass
(1) Area from 0.00 deg to 30.00 >0.0550 m-R 0.384 0.329 Yes
(2) Area at 30.00 deg >0.0150 m-R 0.384 0.369 Yes
(3) Area from 0.00 deg to 40.00 or Flood >0.0900 m-R 0.567 0.477 Yes
(4) Area from 30.00 deg to 40.00 or Flood >0.0300 m-R 0.183 0.153 Yes
(5) Righting Arm at 30.00 deg >0.200 m 1.122 0.922 Yes
(6) Absolute Angle at MaxRA >25.00 deg 27.22 2.22 Yes
(7) GM at Equilibrium >0.150 m 3.160 3.010 Yes
(8) Area from 0.00 deg to MaxRA at 15.00 >0.0578 m-R 0.316 0.258 Yes
(9) Area from 0.00 deg to MaxRA at 30.00 >0.0578 m-R 0.316 0.258 Yes
71. 209
Grafica Nº 10 Brazo adrizante Vs ángulo de escora
Fuente: Autohydro (2011)
Longitudinal Strength ( stbd 0.65 deg.)
Location
(m)
Weight
(MT)
Buoyancy
(MT/m)
Shear
(MT)
Bending
(MT-m)
21.218f 0.000 0.000 0.00 0
21.000f 0.000 0.663 0.07 0
20.500f 0.000 2.867 0.95 0
20.000f 0.000 5.073 2.94 -1
19.500f 0.000 7.278 6.03 -3
19.239f 0.000 8.427 8.08 -5
Righting Arms vs. Heel
Heelangle (Degrees)
A
r
m
s
i
n
m
0.0s 10.0s 20.0s 30.0s 40.0s 50.0s 60.0s
0.0
0.5
1.0
Righting Arm
Heeling Arm
R.Area
Equilibrium
GMt
74. 212
Grafica Nº 11 Punto de peso por toneladas metricas
Fuente: Autohydro (2011)
Figura Nº 27 Vista de la embarcación segunda condición de Retorno
Fuente: Autohydro (2011)
Longitudinal Strength
<---Af t (Meters) Fwd--->
0.0a 5.0f 10.0f 15.0f 20.0f
-100.0
-50.0
0.0
50.0
100.0
Weightx .2
PtLoad x 1.5
Buoy .x .2
Shear x 1.0
B.M. x 2.5
75. 213
Figura Nº 28 vista de los calados
Fuente: Autohydro (2011)
5.2.12.5 Nomenclatura y Terminología Utilizada para el Estudio de
Estabilidad.
Area (m-Rad) Área bajo la curva de brazos adrizantes
Baseline Draft Calado desde la línea base
Beam Manga
BWL Manga en la línea de agua
Cb Coeficiente de Bloque
Cms Coeficiente de Sección Maestra
76. 214
Cp Coeficiente Prismático
Cross Curves of
Stability
Curvas Cruzadas de Estabilidad
Curves of form Curvas de forma
Cwp Coeficiente de Flotación
Depth Puntal
Displ Desplazamiento
Draft Calado
Draft AP Calado en Popa
Draft FP Calado en Proa
Draft MS Calado en la Sección Maestra
Equil Equilibrio
Flood Inundación
Fsm Momento de Superficie Libre
Heel Escora
Heel Angle Angulo de Escora
Hull Data Datos del Casco
Hydrostatic
Properties
Propiedades Hidrostáticas
KML
Altura del metacentro longitudinal
sobre la quilla
77. 215
KMT
Altura del Metacentro Transversal
sobre la quilla
LCB Centro Longitudinal de Carena
LCF Centro longitudinal de flotación
Lcg Centro de gravedad longitudinal
Length Overall Eslora total
Light ship Peso en Rosca
Load Carga
LWL Eslora entre perpendiculares
MaxRA Máximo brazo adrizante
MTcm
Momento para variar el asiento o
trimado en un centímetro
Residual Righting
Arms
Brazos Adrizantes
Spgr Densidad
Status Estado
TCB Centro Transversal de Carena
Tcg Centro de Gravedad Transversal
TPcm
Toneladas por Centímetro de
Inmersión
Trim Asiento o Trimado en metros
78. 216
Under Water
lateral plane
Área lateral bajo la línea de agua
VCB Centro Vertical de Carena
Vcg Centro de gravedad vertical
Volume Volumen
Waterplane Área del plano de agua
Wave Olas
Weight Peso
Wetted Surface Superficie Mojada
TABLA N° XXXIII. Especificaciones del idioma
Fuente: Marin (2012)
5.2.13. Franco bordo
El Franco-Bordo, marca una altura de la obra muerta que protege a la cubierta
contra los golpes de mar y por lo tanto protege a los hombres que circulan por ella,
dando al mismo tiempo seguridad a los cierres estancos que van sobre la misma.
79. 217
𝑭𝑩 = 𝟐. 𝟒 − 𝟏. 𝟏𝟗𝟓 (𝒎)
𝑭𝑩 = 𝟏. 𝟐𝟎𝟓 (𝒎)
5.2.14. Resistencia de avance
Para calcular esta resistencia en el avance donde anteriormente se explico con
detalle tenemos esta ecuación:
𝑹𝑻 = 𝑅𝑠 + 𝑅𝑓 + 𝑅𝑑 + 𝑅𝑎
5.2.15.1. Resistencia en aguas tranquilas
En la resistencia en aguas tranquilas se obtiene la siguiente ecuación
𝑹𝒔 =
𝑪𝒔 ∗ 𝝆 ∗ 𝑺 ∗ 𝑽 𝟐
𝟐
80. 218
Donde:
Cs = 𝐶𝑓 + ( 𝐶𝑟 + 𝐶𝑎) + 𝐶𝑚 𝑹𝑺 = 𝟒𝟓𝟓𝟗. 𝟑𝟖𝟖 𝒌𝒈
Cf =
0.075
log 𝑅𝑛−2
donde: Rn = 98287223,34
Cf = 0.001740
( 𝐶𝑟 + 𝐶𝑎) = 7.89𝑥10−3
Cm =5.3x10-3
ρ = 101,954
𝑘𝑔 ∗ 𝑠2
𝑚4⁄
S = 227.77 m2
V = 5.1444 𝑚
𝑠⁄
5.2.15.2. Resistencia de fricción
Para calcular su valor se usa la formula hallada experimentalmente por Froude.
𝑹𝒇 =
𝑪 𝒇 ∗ 𝝆 ∗ 𝑺 ∗ 𝑽
𝟐
Donde:
81. 219
Cf = 0.001740 𝑹𝒇 = 𝟓𝟑𝟒. 𝟓𝟗𝟏 𝒌𝒈
ρ =101,954
𝑘𝑔 ∗ 𝑠2
𝑚4⁄
S = 227.77 m2
V = 5.1444 𝑚
𝑠⁄
5.2.15.3. Resistencia de olas
El gasto de energía de la formación de estas olas es a costa de la velocidad del
buque, disminuyendo a su marcha por aumento de la resistencia.
𝑹𝒐 =
𝑲𝒐 ∗ ∆
𝟐
𝟑⁄
∗ 𝑽 𝟒
𝑳𝒑𝒑
Donde:
Ko = 0.065 𝑹𝒐 = 𝟗𝟕𝟔,𝟒𝟑𝟑 𝒌𝒈
∆ = 185500 kg
Lpp = 21.807 m
V = 10 nudos
82. 220
5.2.15.4. Resistencia al aire
Resistencia en proporción con la obra muerta, la velocidad del buque y la dirección y
velocidad del viento.
𝑹𝒂 = 𝑲𝒂 ∗ 𝑨𝒆𝒙𝒑 ∗ (𝑽 ∗ 𝑽𝒗 ∗ 𝐜𝐨𝐬 𝟑𝟎) 𝟐
Donde:
Ka = 0.032 𝑹𝒂 = 𝟏𝟑𝟓𝟑. 𝟔𝟑𝟓 𝒌𝒈
Aexp = 54.239 m2
V= 10 nudos
Vv = 20,7 nudos
5.2.15.5. Resistencia de molino
Para el cálculo de esta resistencia solo se toma un porcentaje de la resistencia
de fricción.
𝑹𝒅 = 𝟓 𝒂𝒍 𝟖 % 𝑹𝒇
𝑹𝒅 = 𝟒𝟐. 𝟕𝟔𝟕 𝒌𝒈
83. 221
5.2.15.6. Resistencia total
𝑹𝑻 = 𝟕𝟒𝟔𝟔, 𝟖𝟑𝟒 𝒌𝒈
5.2.16. Cálculos de Potencia
5.2.16.1 Potencia efectiva (EHP)
La potencia efectiva viene dada por la siguiente expresión según Alvariño y
otros (1997, p.599):
𝑬𝑯𝑷 =
𝑽 ∗ 𝑹𝒕
𝟕𝟓
Donde:
V= 6 nudos 𝑬𝑯𝑷 = 𝟓𝟗𝟕. 𝟑𝟒𝟔 𝑯𝑷
Rt = 7466.834 kg*f
84. 222
5.2.16.2. Potencia indicada (IHP)
La potencia indicada representa las presiones en el interior del cilindro del
motor en función de la posición del émbolo. Se calcula mediante la siguiente formula:
𝑰𝑯𝑷 =
𝑬𝑯𝑷
𝒏 𝒑
EHP = 995,577 hp 𝑰𝑯𝑷 = 𝟏𝟑𝟗𝟐. 𝟎𝟗 𝒉𝒑
np =0.4291
5.2..3. Potencia de freno (BHP)
Esta potencia es determinada después de la medición por la fórmula:
𝑩𝑯𝑷 = 𝑰𝑯𝑷 ∗ 𝒏 𝒎
nm = 0.84 𝑩𝑯𝑷 = 𝟏𝟏𝟔𝟗. 𝟑𝟓 𝒉𝒑
IHP = 288.576 ℎ𝑝
85. 223
5.2..4. Potencia al eje (SHP)
Es la potencia que se mide en la entrada de la línea de ejes en la bocina. Esta
relacionada con la potencia al freno por la expresión:
𝑺𝑯𝑷 = 𝒏𝒕 ∗ 𝑩𝑯𝑷
BHP = 242.401 ℎ𝑝 𝑺𝑯𝑷 = 𝟏𝟎𝟕𝟓. 𝟖𝟎 𝒉𝒑
nt = 0.92
Motores principales
En ciertos casos, la potencia necesaria al freno del motor diesel (BHP) para un
buque determinado, debe ser estimada en una etapa preliminar del proyecto, cuando
solo se dispone de estimaciones de la potencia efectiva (EHP) o de la resistencia total
(RT). Se logrará realizar una estimación preliminar de la potencia al freno necesaria
del motor diesel para una velocidad dada del buque, con las siguientes ecuaciones.
𝑩𝑯𝑷 = 𝑰𝑯𝑷 ∗ 𝒏 𝒎
86. 224
𝑩𝑯𝑷 = 𝟏𝟏𝟔𝟗.𝟑𝟓 𝒉𝒑
La potencia total al freno para el motor diesel es de 1169.35 hp, por lo tanto
se escogieron 2 motores Thrustmaster modelo 101654CD, 550 BHP, 2100 rpm y un
consumo de combustible de 83.1 𝐿/𝐻 , cada motor esta acoplado con un paquete
hidráulico completo con muchas ventajas al momento de su mantenimiento Teniendo
un tanque de combustible para el consumo diario de 36 m3, la embarcación tendrá
una autonomía de 5 días sin abastecerse nuevamente (teniendo 120 horas continuas
de trabajo por día).
Equipos y servicios
En concordancia con la reglamentación establecida en el libro equipos y
servicios las bombas deben tener una presión mínima P, de prueba y operación de
3m/s y a su vez cumplir con una prueba hidrostática en la cual sean sometidas a 1.5P.
87. 225
5.2.18.1 Sistema de lastre y consumo
Cuando el buque posee una inundación este debe tener la capacidad de achicar
el agua fuera de sus tanques o compartimientos, por lo tanto existen bombas de
achique que se instalan a lo largo de la embarcación.
Calculo del diámetro
𝑑 = 1.68√𝐿(𝐵 + 𝐷) + 25 𝑚𝑚
𝑑 = 49.414 𝑚𝑚
Calculo de caudal
𝑄 = 𝜋 ∗ 𝑟2
∗ 3 𝑚
𝑠⁄ 𝑚3
𝑠⁄
𝑄 = 0.00575 𝑚3
𝑠⁄
𝑄 = 20.71 𝑚3
ℎ⁄
El sistema contara con un mínimo de dos (2) bombas conectadas a un
manifold de achique (SOLAS), con un caudal mínimo requerido para buques mayores
a los 45.7 metros de eslora es de 15.5 m³/hora (parámetro establecido según ABS), su
ubicación será:
Una (1) bombas de lastre y consumo en sala de máquinas.
88. 226
Las bombas de lastre y consumo seleccionadas poseen un caudal de 22,2
m³/hora, (370 l/min) modelo EP70, ver (figura 13).
5.2.18.2. Sistema de achique
Cuando la embarcación posee una inundación este debe tener la capacidad de
achicar el agua fuera de sus tanques o compartimientos, por lo tanto existen bombas
de achique que se instalan a lo largo de la embarcación.
El sistema contara con un mínimo de seis (3) bombas conectadas a un manifold de
achique (SOLAS), con un caudal mínimo requerido para buques mayores a los 45.7
metros de eslora es de 15.5 m³/hora (parámetro establecido según ABS), su ubicación
será:
Una (1) bombas de achique en sala de máquinas.
Una bomba de achique en el pique de proa.
Las bombas de achique sumergibles seleccionadas poseen un caudal de 18 m³/hora,
modelo SXG 1400, ver (figura 14).
5.2.18.3 Sistema de succión
89. 227
Cálculos preliminares del proceso de succión
Conociendo la longitud donde se almacenara la primera etapa de succión que de 2m
calcularemos la masa que se encontrara en la tubería para saber la fuerza que se
necesitara para levantar esa masa del lago de Maracaibo.
Calculo de la masa que levantara
d = 8´´= 0,2m
A = área de la sección de la tubería 𝜌 = 1.025
𝑨 = 𝝅 ∗ 𝒓 𝟐
𝒎 𝟐
Figura Nº29 Sistema de succión
𝑨 = 𝝅 ∗ 𝟎. 𝟏 𝟐
= 𝟎. 𝟎𝟑𝟏𝟒 𝒎 𝟐
V= volumen en la tubería
𝑉 = 𝐴 ∗ 𝐿
𝑉 = 0.0314 𝑚2
∗ 2 𝑚
𝑉 = 0.0628 𝑚3
𝑴 = 𝑉 ∗ 𝜌
𝑴 = 0,0628 𝑡𝑜𝑛 = 62,8 𝑘𝑔
90. 228
𝑴 = 𝑚𝑎𝑠𝑎
𝑭 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎
𝑷 =
𝑭
𝑨
𝑷 =
62.8 𝑘𝑔
0.0314 𝑚2 = 2000
kg
𝑚2⁄ = 2,84 𝑝𝑠𝑖
La presión mínima necesaria para levantar la masa de lago de Maracaibo. Será
de 2000kg/m2 (2.84 psi).
Velocidad de llenado
Conociendo el caudal del compresor que utilizaremos que es de 700 cfm,
(1189,30 m3/h)
𝒅 = 12´´ = 0.3048 𝑚
𝑸 = 1189.30 𝑚3
ℎ⁄ = 0.330 𝑚3
𝑠⁄
𝑨 = 𝜋 ∗ 𝑟2
𝑨 = 𝜋 ∗ 0.15242
𝑚2
𝑨 = 0.07296 𝑚2
91. 229
Para obtener la velocidad del colector principal la podemos despejar de la formula del
caudal
𝑸 = 𝐴 ∗ 𝑉
𝑽 =
𝑄
𝐴
𝑽 =
0.330 𝑚3
𝑠⁄
0.07296 𝑚2
𝑽 = 4.523 𝑚
𝑠⁄
El tiempo en llenar el tanque tipo contenedor de 36m3 se calculara con una simple
regla de tres teniendo lo CFM que tiene el compresor que son (700 cfm)-(1189,30
m3/h).
1189,30𝑚3
> 1ℎ
36𝑚3
> 𝑋
𝑡 =
36𝑚3
∗ 1ℎ
1189,30𝑚3
𝑡 = 0.03026ℎ = 1.8 𝑚𝑖𝑛
5.2..3. Sistema de eléctrico
92. 230
La importancia de la Planta Eléctrica es muy grande, debido a la gran cantidad
de consumidores que de ella dependen, que pueden llegar a alcanzarse porcentajes
bastante altos. Por tanto, lo primero que se definirá será el tipo de corriente que va a
ser instalada, la frecuencia y la tensión según la operatividad del buque. Para el
cálculo de la potencia total necesaria habrá que hacer un estudio de todos los
consumidores en las distintas situaciones en la que se encontrará la embarcación en su
vida útil.
Una vez obtenida esta potencia, se dispone a seleccionar la planta eléctrica del
buque. Para ello fue necesario utilizar una tabla de los consumibles de energías más
significativos, facilitado por la empresa para calcular todos los consumidores en las
distintas situaciones como se muestra a continuación:
cantidad especificaciones voltaje intensidad potencia sub totales
2 luces de mástil 120 0.21 25.2 50.4
10 tomacorrientes 110 10 1100 11000
1 aire acondicionado 220 14 3080 3080
93. 231
15 lámpara circulare 110 0.2 22 330
2
bomba (achique,
consumible)
220 4.7 1034 2068
1 cargador de batería 115 30 3450 3450
totales 19978.4
TABLA N° XXXIII. Sistema eléctrico
Fuente: Marin (2012)
total 19978.4
20% 3995.68
∑ 23974.08
generador AC 25000 Watt
25 KW
TABLA N° XXXIV. Selección del Generador
Fuente: Marin (2012)
Se seleccionará el valor que cumpla con todas las condiciones tomando en
cuenta un factor de seguridad de 20%, la potencia mínima del generador queda 25
kW, existen unas plantas generadoras adicionales a bordo:
94. 232
Planta de Emergencia:
Suele estar constituida por un pequeño diesel-generador, dimensionado para
atender a los consumidores de emergencia y en algunos casos para atender a las
necesidades en puerto, se selecciona la planta olympian modelo GEP110, ver (figura
15).
Sistema Contra Incendios
En el sistema contra incendios se utilizará una bomba acoplada al un motor
diesel, conectada a una toma de fondo que le permita desplazar el agua del lago por
medio de las tuberías hasta los monitores ubicados en la superestructura. Se utilizará
solo una bomba debido a que la función principal de la embarcación no es combatir
fuego solo dará apoyo cuando se requiera. El caudal de la bomba es de 2000 m³/hora
de la serie NFPA 20, (figura 16).
95. 233
Equipos de Salvamento.
Es de vital importancia cumplir con la Regla 1 y 7 de Capítulo III del SOLAS,
para que la tripulación posea todos los equipos de salvamentos frente a cualquier
eventualidad que se pueda presentar en la embarcación, por lo tanto se deben llevar
abordo los siguientes equipos.
Cuatro (4) Aros Salvavidas, ver Figura 34.
Ochos (8) Chalecos Salvavidas Sea Horse, ver Figura 35.
Dos (2) Balsas para 8 Personas, ver Figura 36.
Cinco (5) Extintores portátiles de CO2 tipo B de 20lb. ver Figura 37
Tres (3) Extintores de Polvo Seco tipo D de 20lb. ver Figura 38
5.3. FASE III PROPUESTA
5.3.1. Titulo
96. 234
Diseño de una embarcación de succión de lemna como actividad segundaria
recolección de crudo y desecho solidos.
5.3.2. Objetivo de la propuesta
Mantener limpios los muelles de PDVSA
Colaborar con la limpieza del lago de Maracaibo
Auxiliar en caso de derrame de petróleo
Recolección de desechos solidos en las costas
5.3.3. Justificación
Este proyecto se presento a la empresa PDVSA para satisfacer las necesidades
solicitadas por los muelles ya que en esas área se acumula gran cantidad de desecho,
este proyecto resolverá el problema que presenta la empresa
5.3.4. Alcance de la propuesta
Se diseñara esta embarcación para la limpieza del lago, esta embarcación se
regirá por las sociedad clasificadora ABS se presentaran los Planos, Cálculos,
97. 235
Resultados y conclusiones obtenidas que conforman la propuesta del diseño de la
embarcación de succión de lemna como actividad segundaria recolección de crudo y
desecho solidas (basura). Con la ultima tecnología en sistema propulsor thrusmaster
para la empresa PDVSA Filiar Operaciones Acuáticas,
5.3.5. Desarrollo de la propuesta
A continuación se presentara un resumen de los cálculos obtenidos de las
laminas perfiles, sistema de propulsión, compresor a utilizar,
Casco
Tabla de lamina
Item
A.B.S
(mm)
Escantillonado
recomendado
(mm)
Espesores Espesores
lam cub med 7.8 8
lam cub piques 6 8
lam cost med 5.74 10
lam cost piques 5.31 10
98. 236
TABLA Nº XXXV: resumen de las Láminas del casco
Fuente: Marin (2012)
Tabla de Perfiles
Item
A.B.S (mm)
Escantillonado
recomendado
(mm)
MS
(cm)3 Ángulos Ángulos
long
cubierta
1.69 L 40x25x5 L 100x50x10
long
costado
5.896
L 80x60x6 L 100x50x10
lam fondo med 7 10
lam fondo pique 7.21 10
Mamp estanco 4.1 8
Mamp otros 3,77 8
99. 237
long
fondo
2.596
L 60x30x5 L 100x50x10
cuadernas
50.13 UPN 280 UPN 300
Baos
165,515 UPN 300 UPN 300
Varenga
50.13 UPN 280 UPN 300
Puntal
50.13 UPN 280 UPN 300
Diagonal
37.59 L 120x80x12 L 120x80x12
Ref Mamp
9.579 60x40x6 L 100x50x10
TABLA Nº XXXVI: Resumen de los perfiles del casco
Fuente: Marin (2012)
Caseta
Tabla de lamina
Item A.B.S (mm)
Escantillonado
recomendado
(mm)
100. 238
Espesores Espesores
lam caseta 0.9 8
lam techo 5.3 8
lam piso 5.3 8
TABLA Nº XXXVII: Resumen de las Laminas de la caseta
Fuente: Marin (2012)
Tabla de Perfiles
Item
A.B.S (mm)
Escantillonado
recomendado
(mm)
MS
(cm)3
Ángulos Ángulos
long cubierta 24.2131 L 60x40x5 L 60x40x5
long costado 24.2131 L 60x40x5 L 60x40x5
cuadernas 24.2131 L 60x40x5 L 60x40x5
Baos 24.2131 L 60x40x5 L 60x40x5
Ref Mamp 4.22 L 60x40x7 L 60x40x7
TABLA Nº XXXVIII: Resumen de los Perfiles de la caseta
Fuente: Marin (2012)
101. 239
Motores principales
La potencia total al freno para el motor diesel es de 1169.35 hp, por lo tanto
se escogieron 2 motores Thrustmaster modelo 101654CD, 550 BHP, 2100 rpm y un
consumo de combustible de 83.1 𝐿/𝐻 , cada motor esta acoplado con un paquete
hidráulico completo con muchas ventajas al momento de su mantenimiento Teniendo
un tanque de combustible para el consumo diario de 36 m3, la embarcación tendrá
una autonomía de 5 días sin abastecerse nuevamente (teniendo 120 horas continuas
de trabajo por día).
Compresor
Se escogerá un compresor de 700 cfm ya que fue el que el armador
proporciono este compresor es de suma importancia ya que la presión que tiene será
mas fácil la succión de la masa en el agua y así tener un llenado mas rápido
102. 240
CONCLUSIÓN
La propuesta emitida en el presente capitulo, cumple con los requerimientos
establecidos en la espiral de diseño en su primera vuelta. La embarcación presentada
demostró cumplir con los requerimiento de resistencia estructural exigido por la
Sociedad de Clasificación American Bureau of Shipping (A.B.S) también con los
criterios de estabilidad por la Organización Marítima Internacional (OMI), en su
resolución A749-(18) y con los requerimiento de seguridad y salvamento marítimo
establecido en la resolución de la OMI referente a la seguridad de la vida humana en
el mar (SOLAS).
Adicionalmente la embarcación propuesta esta ajustada a los requerimiento
del armador el cual es la Filial Operaciones Acuáticas de PDVSA, con unas
dimensiones principales y un calado que le brinda accesibilidad a los muelles
operacionales así como una velocidad de servicio y una autonomía eficientes como se
especificaron anteriormente.
En cuanto al servicio que prestara la embarcación de recolección de lemna,
recolección de crudo y desechos solidos en el área costera de Lago de Maracaibo,
103. 241
haciendo una recolección de lemna que contiene en si una capacidad de 36 mts2 de
almacenamiento máximo satisfaciendo el requerimiento del armador .
Los sistemas de propulsión seleccionados abordo, son considerados de última
generación, lo que facilitara el desempeño de la embarcación en la mar, obteniendo
una maniobrabilidad excepcional debido a los propulsores azimutales lo cual es un
requisito imprescindible para operar dentro de los muelles de PDVSA, también
permiten realizar mantenimiento a los propulsores si necesidad de vararlo en dique, lo
cual incrementa notablemente la disponibilidad de la embarcación.
104. 242
RECOMENDACIONES
Se recomienda continuar en proceso de diseño de acuerdo a las etapas
establecidas en el espiral de diseño, de tal forma que se cubran todos los aspectos
técnicos tales como: ingeniería de detalle de la estructura, ingeniera de detalle del
sistema de propulsión, ingeniería de detalle del resto de los sistemas así como realizar
el experimento de inclinación una ves construida la embarcación para que se ejecute
el estudio de estabilidad practico de acuerdo a las regulaciones nacionales e
internacionales mencionadas.
También se recomienda realizar una comunicación directa con las empresas
del sector naval con la finalidad de presentarle al estudiante de ingeniería una gama
de opciones a la hora del proceso de pasantías, logrando obtenga los medios de entrar
al campo laboral desarrollando todas sus capacidades adquiridas durante la carrera.
105. 243
BIBLIOGRAFÍA
1. TEXTOS.
ALVARIÑO, R., AZPIROZ, J. & MEIZOSO, M. (1997), El Proyecto Básico
de Buque Mercante; Fondo Editorial de Ingeniería Naval Colegio Oficial de
Ingenieros Navales, Madrid.
BONILLA DE LA CORTE, A. (1979), Teoría del Buque; Impresión: Gráficas
Bouzas, S.L. Tercera Edición, Cádiz.
BONILLA DE LA CORTE, A. (1984), Construcción Naval y Servicios;
Editorial San José, Impresión: Gráficas Salnés, España.
A.D` Arcangelo. (1997). Guía para Estructuras de Buques. U.S.A
2. NORMAS, GUÍAS, PUBLICACIONES Y CATÁLOGOS.
RULES FOR BUILDING AND CLASSING, STEEL BARGES 2009 de
American Bureau Shipping ( A.B.S )
TRUSMASTER
106. 244
OMI. MARPOL. Edición fundada el 2 de noviembre de 1973.
OMI. SOLAS. Edición fundada en 1914, Londres.
3. Programas utilizados
AutoCAD 2008
ModelMaker 5.1
Autohydro 5.1