diseño de formas de una embarcacion pesquera y comportamiento en el mar
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DISEÑO DE LAS FORMAS DE UNA EMVBARCACION ATUNERA ASI COMO EL ANALISIS DEL COMPORTAMIENTO EN EL MAR,TRANSCRIPT
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA MARITIMA, BIOLOGICAS, OCEANICAS Y DE
RECURSOS NATURALES
2014
DISEÑO DEFINITIVO DE LA ARQUITECTURA Y COMPORTAMIENTO
EN EL MAR DE UNA EMBARCACION ATUNERA
DISEÑO DE BUQUES II PROFESOR: ING JONHY DOMINGUEZ
REALIZADO POR: JAMIL MOREIRA QUIROZ
1
Tabla de contenido 1. INTRODUCCION ........................................................................................................................... 2
2. OBJETIVO ..................................................................................................................................... 2
3. Alcance del trabajo grupal .......................................................................................................... 2
4. SITUACIÓN ACTUAL DEL PROYECTO ............................................................................................ 3
5. PROCESO DE OPTIMIZACION ....................................................................................................... 5
5.1. Diagrama de Flujo del desarrollo de la Optimización ......................................................... 5
5.2. Selección de las variables a optimizar ................................................................................. 6
5.3. Selección de la función Objetivo ......................................................................................... 6
5.4. Selección de restricciones ................................................................................................... 7
5.5. Aplicación de métodos de optimización ........................................................................... 11
5.6. Calculo del costo ............................................................................................................... 16
5.7. Consumo de Combustible ................................................................................................. 17
5.8. Calculo del nuevo Bulbo de proa ...................................................................................... 17
5.9. Validación de Resultados mediante el uso de Software ................................................... 19
6. FORMAS DE LA EMBARCACION ................................................................................................. 22
7. CALCULO DE FRANCOBORDO .................................................................................................... 23
7.1. Francobordo según el Convenio de Líneas de Carga de IMO ........................................... 23
8. ANALISIS DE ESTABILIDAD ......................................................................................................... 27
8.1. Curvas Hidrostáticas .......................................................................................................... 28
8.2. Cuota de pesos de la embarcación ................................................................................... 29
8.3. Estabilidad a Grandes Ángulos de escora ......................................................................... 31
9. ANALISIS DE LONGITUD INUNDABLE ........................................................................................ 35
10. Comportamiento en el Mar................................................................................................... 35
11. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 38
12. REFERENCIAS ......................................................................................................................... 39
13. ANEXOS ................................................................................................................................. 40
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1. INTRODUCCION
En el presente trabajo se ha tomado del diseño preliminar de una embarcación Atunera,
realizado en la Materia de Diseño de Buques I, dictado en ESPOL, realizado también por los
autores de este trabajo.
Se han aplicado métodos de optimización que ayudaron a solucionar los problemas que
presentaba la embarcación Don Timoshenko, tanto en su estabilidad, así como la mejora de la
resistencia al avance, y que , por ende, esto se vea reflejado en una mejora económica, siendo
este el objetivo principal de la optimización del proyecto en general.
Se utilizaron varios software para facilitar los cálculos matemáticos y realizar la simulación del
comportamiento en el mar de la embarcación.
Debido a que la optimización de las formas de la embarcación afecta a muchos sistemas de la
embarcación, en el presente trabajo se trata de tomar en cuenta la mayor cantidad de variables
que se pudieran ver afectadas por el cambio en las formas, analizando como primer lugar la
resistencia al avance, aplicando el método de Holtrop, utilizando la función solver de EXCEL, y
de esta manera, determinar valores que ayuden a que la resistencia se reduzca.
Luego se modelaron 4 embarcaciones, las cuales eran tomadas en base al intervalo de los
resultados preliminares de Diseño I y los resultados de la optimización que nos daba el método
de Holtrop.
Se analizaron los 4 modelos a diferentes calados y se escogió al que reduciendo la resistencia
seguía cumpliendo los criterios de estabilidad de la OMI.
2. OBJETIVO Optimizar las formas y el comportamiento en el mar, para minimizar el costo de construcción y
el consumo de combustible a la embarcación Don Timoshenko, que tuvo como diseño
preliminar en la materia Diseño de Buques I, ESPOL.
3. ALCANCE DEL TRABAJO GRUPAL Con este trabajo, una vez finalizado, se pretende, elaborar un informe de la optimización de las
formas de la embarcación y su comportamiento en el mar, el cual contenga la siguiente
información:
- Identificación de las variables de diseño involucradas en el desarrollo del problema.
- Establecer la función objetivo la cual nos proporcione una solución y sirva para ser
optimizada mediante métodos matemáticos.
- Análisis de estabilidad de la embarcación, la cual debe cumplir los requerimientos exigidos
por sociedades clasificadoras y reguladoras.
3
4. SITUACIÓN ACTUAL DEL PROYECTO La embarcación a la que se llegó, luego de un análisis regresional, y cumpliendo los requerimientos
del armador, fue una embarcación atunera de 60 m de eslora, 11,2 de manga y 8,32 m de puntal,
con un desplazamiento de 1900 ton.
Las características Hidrostáticas de la embarcación fueron las siguientes:
Draft Amidships m 5.05
Displacement t 1942
Heel deg 0.0
Draft at FP m 5.183
Draft at AP m 4.866
Draft at LCF m 5.000
Trim (+ve by stern) m -0.317
WL Length m 55.813
Beam max extents on WL m 11.203
Wetted Area m^2 887.840
Waterpl. Area m^2 496.606
Prismatic coeff. (Cp) 0.622
Block coeff. (Cb) 0.576
Max Sect. area coeff. (Cm) 0.931
Waterpl. Area coeff. (Cwp) 0.794
LCB from zero pt. (+ve fwd) m 26.786
LCF from zero pt. (+ve fwd) m 24.486
KB m 2.817
KG fluid m 4.474
BMt m 2.228
BML m 49.321
GMt corrected m 0.571
GML m 47.664
KMt m 5.045
4
KML m 52.137
Immersion (TPc) tonne/cm 5.090
MTc tonne.m 17.122
RM at 1deg = GMt.Disp.sin(1) tonne.m
19.353
Max deck inclination deg 0.3362
Trim angle (+ve by stern) deg -0.3362
calado medio 5.02
Desplazamiento 1942
LCB desde 0 26.786
LCF desde 0 24.486
Cb 0.576
trim -0.317
Tabla 4.1. Características Hidrostáticas
Y las líneas de forma respectivas son:
B/P Don Timoshenko
Estas formas cumplían todas las restricciones de estabilidad, requerimientos del armador, pero
como se explicó en el punto 2 del cuaderno no se conocía cuan optimo era el costo constructivo ni
el consumo de combustible calculado en el diseño preliminar.
5
5. PROCESO DE OPTIMIZACION
5.1. Diagrama de Flujo del desarrollo de la Optimización
6
5.2. Selección de las variables a optimizar Eslora (L)
Manga (B)
Puntal (D)
Calado (T)
Coeficiente Block (Cb)
Coeficiente Prismático (Cp)
Desplazamiento (∆)
Resistencia al avance (Rt)
Brazo Adrizante (GZ)
Altura Metacéntrica (GMt)
Dentro de los cálculos existen muchas otras variables, las cuales serán el resultado de la
optimización de estas variables mencionadas.
5.3. Selección de la función Objetivo La función objetivo que hemos escogido para realizar optimización ha sido el costo mínimo
de construcción.
Este costo se lo calculo en base a una relación del H-H, el cual se planteó de la siguiente
forma:
Costo ($)=WESTRUCTURA*($
𝑇𝑂𝑁)+CostoINSUMOS + Costo Mano de Obra
El WESTRUCTURA se lo cálculo de la siguiente forma:
Según la referencia [], el peso de la estructura de un buque pesquero, es equivalente a entre
el 30-40% del Desplazamiento total de la embarcación, por lo tanto se realizó una serie de
modelos, escalando las dimensiones principales, para lograr una serie regresional y así
determinar el peso Δ de la embarcación:
Tabla 5.1 Modelos usados en la regresión
Y se sacó la siguiente curva para aproximar el desplazamiento:
65x11x8,32
65x11x9
1756
1774
1781
1799
1810
1826
1817
1839
1856
1867
62x11x9
63x11x8,32
63x11x9
64x11x8,32
64x11x9
Dimensiones LXBXD Desplazamiento (t)
60x11,2x8,32
60x11,2x9
62x11x8,32
7
Por lo tanto el WESTRUCTURA=0,3*Δ (L)
5.4. Selección de restricciones La resistencia al avance es una de las principales restricciones que debemos
cumplir, debido a que como se dijo, el consumo de combustible es muy importante
que se reduzca, para así poder vender nuestro diseño como un estudio que ha
pensado en todo para el beneficio del Armador y el Medio Ambiente.
Para este diseño se utilizó e método realizado por J. Holtrop and G. Mennen [1]. Es
importante saber por qué escogemos este método, ya que con él se puede estimar
los efectos producidos por apéndices, bulbos exactamente, ángulos de entrada del
agua, todas ellas se encuentran desarrolladas a continuación:
Resistencia total:
Rf=resistencia friccional
(1+k1)=factor que describe la resistencia por viscosidad debido a las forma del
casco en relación a Rf
8
Cstern=+10
RAPP= Resistencia por apéndice
Rw=Resistencia por olas
9
iE= ángulo de entrada a la altura de la línea de agua
iE=15,83°
RB= resistencia por presión del bulbo que se encuentra cerca de la
superficie del agua
RTR= resistencia por espejo sumergido
RA= resistencia por correlación modelo- Barco
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La ecuación definida con la función Rtotal, es una de las variables de diseño las cuales
tendrán como restricción disminuir en comparación al cálculo del diseño preliminar,
para así lograr una reducción en el consumo de combustible
Otras de las restricciones que se han aplicado a nuestra función objetivo fueron
las siguientes:
Tabla 5.2 Restricciones de Holtrop
El Fn (número de Froude), Cp (Coeficiente Prismático), la relación L/B y B/T, so
restricciones para poder utilizar de forma confiable el método de Holtrop.
La relación Cb*B/L fue sacada de la referencia [3], la cual fue obtenida en un
análisis regresional.
Por otra parte los criterios de estabilidad que la embarcación debe cumplir al variar
las formas serán las siguientes:
‘’El área bajo la curva de brazos adrizantes (curva GZ) no será inferior a 0,055 m.rad
hasta un Angulo de escora 30 ° ni inferior a 0,09 m.rad hasta un ángulo de escora
de 40°, o hasta un Angulo de inundación ϴf si es inferior a 40°. Además, el área
bajo la curva de brazos adrizantes entre los ángulos de escora de 30° y 40° y ϴf, si
este ángulo es inferior a 40°, no será inferior a 0.03m.rad
El brazo Adrizante GZ será como mínimo de 0,2 a un ángulo de escora igual o
superior a 30 °
El brazo Adrizante máximo corresponderá a un ángulo de escora preferiblemente
superior a 30° pero no inferior a 25°”[2]
Una vez aplicado se procede a realizar la optimización de las formas.
fn Cb*B/L
min max min max min max
0,55 0,65 3,9 6,3 2,1 3 0,1150,24rangos
cp L/B B/T
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5.5. Aplicación de métodos de optimización Usamos la función Solver para lograr una rápida optimización, primero seleccionamos las
variables a optimizar, y luego ubicamos las restricciones:
Damos clic en resolver:
Y Obtenemos los siguientes resultados:
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Tabla 5.3 Resultados y comparación de Optimización
En esta tabla se encuentra ubicados los resultados de las variables de diseño, las cuales la
función solver cambio en beneficio de las restricciones que se mostraran a continuación:
Resistencia al avance
Tabla 5.4 resistencia friccional
Optimizado Preliminar
L= 60 60
Lpp= 54 53
B= 11 11,2
D= 8,32 8,32
T= 5,05 5,05
Lr= 17,5 28,38
Cb= 0,62727306 0,58
Cw= 0,73 0,794
Cp= 0,61 0,622
Cx= 0,931 0,931
S= 887,84 887,84
u= 0,00008 0,00008
V= 12,1 12,1
Δ= 1788,49 1976
lcb= -2,36 -2,36
B/T= 2,178217822 2,21782178
L/B= 5,454545455 5,35714286
Cb*B/L 0,115000061 0,10826667
Optimizado Preliminar
RF= 29,58656611 30,7249211
1+k1= 1,277639414 1,16447311
Lr/L= 0,291666667 0,28283871
C12= 0,576067377 0,57606738
T/L= 0,084166667 0,08416667
C13= 1,03 1,03
S= 887,84 922
Atbulbo= 4,53 4,53
Fn= 0,270357593 0,27289622
resistencia friccional
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Tabla 5.5 resistencia por apéndice
Tabla 5.6 resistencia por olas
Tabla5.7 resistencia por bulbo
Tabla 5.8 resistencia por espejo sumergido
Rap= 9,981267213 9,98126721
Sapp= 149,76 149,76
1+k2 2 2
Cf= 0,001681005 0,00168101
Re 4781163,75 4781163,75
resistencia por apendice
Rw= 15,62722326 17,7786957
c1= 4,164302493 4,24427479
c7= 0,183333333 0,18666667
c2= 0,727819094 0,72888786
c5= 0,866968437 0,869344
m1= -2,4204749 -2,4357898
m2= -0,16046099 -0,17111719
λ= 0,718423636 0,73869771
T/B= 0,459090909 0,45089286
L/B= 5,454545455 5,35714286
c3= 0,0282565 0,02799609
c16= 1,353985143 1,34134136
c15= -1,69385 -1,69385
iE= 15,81051681 14,1888707
Tf= 5,18 5,18
hb= 2,4 2,43
Resistencia por olas
Rb= 0,037500509 0,05091268
Pb= 0,754362413 0,77647727
Fni= 1,178906391 1,18518287
Resistencia por bulbo de proa cerca de
la superficie del agua
RTR= 19,84642348 19,4538851
At= 8,6 8,6
c6= 0,116410714 0,11410825
Fnt= 2,08973214 2,14729374
Resistencia por espejo sumergido
rudders skeg hull bossing suma
App(m2) 4,75 32,13 112,88 149,76
1+k1 2 2 2
Appx(1+k1) 9,5 64,26 225,76 299,52
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Tabla 5.9 resistencia por correlación
Tabla 5.10 resistencia total
Tabla 5.11 diferencia entre resistencias
Criterios OMI de estabilidad:
Para el cálculo del GZ se realizó lo siguiente:
- Se modelaron 8 prototipos a diferentes calados.
-
Tabla 5.12 modelos usados para la interpolación de KN
Se calcularon las Curvas KN para cada situación y los resultados fueron los siguientes:
RA= 10,8021684 11,2177862
CA= 0,000613741 0,00061374
c4= 0,04 0,04
Tf/L 0,086333333 0,08633333
Resistencia por correlacion modelo-barco
Resistencia Total=
Rt= 120,4422987 kn Optimizada
Rt= 120,653941 kn Preliminar
%disminucion de
resistencia0,17541268
Prototipo L(m) B(m) D(m) T(m)
1.1.1 60 11 9 5,05
2.1.1 60 11 8,32 5,05
Prototipo L(m) B(m) D(m) T(m)
1.2.1 60 11,2 9 5,5
2.2.1 60 11,2 8,32 5,5
Prototipo L(m) B(m) D(m) T(m)
1.1.2 65 11,2 9 5,05
2.1.2 65 11,2 8,32 5,05
Prototipo L(m) B(m) D(m) T(m)
1.2.2 65 11,2 9 5,5
2.2.2 65 11,2 8,32 5,5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
1.1.1 0 0,455 0,909 1,364 1,82 2,278 2,739 3,204 3,638
2.1.1 0 0,473 0,946 1,42 1,894 2,369 2,847 3,304 3,702
1.2.1 0 0,462 0,923 1,385 1,847 2,311 2,778 3,228 3,631
2.2.1 0 0,478 0,957 1,435 1,914 2,393 2,858 3,277 3,647
Vectorgrados
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Tabla 5.12 tabla de puntos KN de los modelos
Y de esta forma se escogían los puntos KN el cual, mediante la relación:
GZ=KN-KGSEN(ϴ)
El KG= 4,34
Se Calculó la Curva GZ para ángulos entre 0° y 40 °.
Tabla 5.13 Calculo del GZ y áreas bajo la curva
Finalmente se integran las áreas mediante la regla de Simpson y se comparan los resultados
con los criterios OMI:
Tabla 5.14 Comparación de restricciones
Criterio de NIckum para Buques Pesqueros
Este criterio establece que toda embarcación pesquera debe cumplir con 3 condiciones
de estabilidad:
Se debe cumplir con la siguiente relación:
0 5 10 15 20 25 30 35 40
1.1.2 0 0,457 0,914 1,372 1,829 2,285 2,741 3,195 3,649
2.1.2 0 0,46 0,92 1,381 1,841 2,302 2,763 3,221 3,64
1.2.2 0 0,463 0,926 1,389 1,852 2,316 2,781 3,248 3,691
2.2.2 0 0,465 0,93 1,395 1,861 2,328 2,796 3,237 3,627
Vectorgrados
grados 0 5 10 15 20 25 30 35 40
Interpolado 0 0,473 0,946 1,42 1,894 2,369 2,847 3,304 3,702
GZ= 0 0,85125592 1,69963309 2,54327466 3,378367422 4,203163256 5,017 5,79332173 6,491698226
F.S(para 30°) 1 4 2 4 2 4 1
F.S(para 40°) 1 4 2 4 2 4 2 4 1
F.S(30°- 40°) 1 4 1
F.s (30°)x Inter 0 1,892 1,892 5,68 3,788 9,476 2,847
F.s (40°)x Inter 0 1,892 1,892 5,68 3,788 9,476 5,694 13,216 3,702
F.S(30°- 40°)x Inter 2,847 13,216 3,702
∑total(30°) 25,575
∑total(40°) 45,34
∑total(30°- 40°) 19,765 h(Grados) 5
0,744 > 0,055 Pasa
1,319 > 0,055 Pasa
0,575 > 0,03 Pasa
Atotal(m-rad)_30°
Atotal(m-rad)_40°
Atotal(m-rad)_30°-40°
1er condicion
GM= 0,7744 >= 0,61 m pasa
2da condicion
16
Donde:
M= Manga
F= Francobordo
A= Area de la Obra Muerta incluyendo superestructura
E= Eslora de Flotación.
Por lo tanto el resultado obtenido fue:
Tabla 5.15 Calculo del GMt
5.6. Calculo del costo
Finalmente podemos comparar el resultado de la optimización, con el valor obtenido del
diseño preliminar.
A continuación se muestran los resultados al evaluar la función Objetivo:
Tabla 5.16 Calculo y comparación del Costo de la estructura de la embarcación
Podemos observar hubo una disminución de la resistencia del 0,17 %, así como el costo un
1,28%.
M= 11
F= 5,420308046
A= 316,84
E= 54 1,02615595 >= 0,15 pasa
3ra condicion
GM= 0,7744
K= 0,8
T= 10
Calculo del minimo GM
ΔPeso de estructura
(0,3*Δ) HH $/HH $
Preliminar 1788 536,4 188106,94 12,77$ 3.238.054,15$
Optimizado 1764,86 529,458 185672,492 12,77$ 3.196.762,78$
41.291,36$
Estimacion de Costos Mediante peso de la embarcacion
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5.7. Consumo de Combustible El efecto inmediato que se puede detectar es que al disminuir la resistencia al avance el
consumo de combustible se reduce.
Se realizó una estimación de cuanto se ahorra el armador en cada faena en comparación
al modelo anterior:
Tabla 5.17 Calculo y comparación del consumo de combustible
Con este resultado se obtuvo un ahorro de 1001 galones por faena, esto significa que el consumo
de combustible cambio y es probable se pueda adquirir un motor de menor potencia ahorrando
más el costo de adquisición de la embarcación
5.8. Calculo del nuevo Bulbo de proa
Hx es la altura al punto de máxima protuberancia, se suele a dimensionarlo dividendo para el calado
Hx/T. Este valor varía entre 0.35<Hx/T< 0.55
- Xx es la abscisa al punto de máxima protuberancia, se la refiere desde la línea de la perpendicular
de proa, se suele a dimensionarlo con la eslora Xx/LPP.
Perfil de operación de la embarcacion atunera
Situacion
Tiempo de
funcionamie
nto (hrs)
%Velocidad
(knots)
Velocidad
(knots)Rt(KN) Potencia (HP)
Consumo de
combustible(gal/hr)
Consumo
Optimizado
(gal)
Rt
PreliminarPotencia(HP)
Consumo
Preliminar
(gal)
Consumo
Preliminar (gal)
Salida de Puerto 1 100 12,1 98,49 821,2308993 98,4 98,4 100,934734 841,6156217 115 115
Navegacion Mar abierto 895 80 9,6 56,5131634 373,8596758 37,6 33652 57,2 378,403405 38,1 34099,5
Maniobra 8 40 4,8 14,9609803 49,48676472 2 16 15,0688218 49,84347443 2 16
Retotorno 895 90 10,8 73,9425883 550,3084459 47,1 42154,5 75,2419746 559,9789655 47,7 42691,5
Entrada a muelle 1 50 6 22,6413562 93,61414187 8,012281322 8,012281322 22,7977799 94,26089982 8,23 8,23
75928,91228 76930,23
18
𝑋𝑥
𝐿𝑃= 0.2642 ∗ 𝐶𝑏 ∗
𝐵
𝐿𝑃𝑃− 0.0046
-Yx20 es la manga del bulbo en la sección transversal a la perpendicular de proa. Se a dimensiona
con la manga del buque Yx20/B.
-Sa20 es el área transversal del bulbo en la línea de la perpendicular de proa.
𝑆𝑎20 = 40 ∗ 𝐹𝑁 − 3.5
-Si es el área lateral del bulbo en la línea de crujía.
Recopilando información de los buques del medio ecuatoriano se obtuvo la información que los
buques pesqueros tienen bulbo tipo peonza, esto es correcto pues este tipo de bulbos se utiliza en
embarcaciones con 2 condiciones de carga claramente diferenciadas, como lo es nuestra
embarcación, entonces concluimos que el bulbo que haremos es de tipo peonza, para referencias
del bulbo utilizaremos imágenes que se tomaron de diferentes embarcaciones pesqueras en el
astillero de los hermanos Paladines.
Para hallar Hx tomamos un valor 0.45 para la relación adimensional, este valor se tomó de los libros
de texto por lo que decimos que:
𝐻𝑥
𝑇= 0.45
𝐻𝑥 = 0,45 ∗ 5.05
Hx = 2,27 m
Aplicando la formula
𝑋𝑥
𝐿𝑃= 0.2642 ∗ 𝐶𝑏 ∗
𝐵
𝐿𝑃𝑃− 0.0046
Llegamos a que
𝑿𝒙 = 𝟏. 𝟑𝟒 m
Para determinar el área transversal de la embarcación utilizamos la formula
𝑆𝑎20 = 40 ∗ 𝐹𝑁 − 3.5
Con el Froud de 0,254 determinamos que el área transversal es de
Sa20 = 6,67 𝑚2
En la Figura inferior se puede ver las medidas de Hx y Xx para el bulbo que hemos diseñado para
nuestra embarcación
19
5.9. Validación de Resultados mediante el uso de Software
La resistencia final de la embarcación, fue calculada con el software Navcad y se realizó una
comparación con la obtenida en Hydromax.
Ya que este software si toma en cuenta la resistencia por viento etc., es razonable que el valor
obtenido aquí sea mayor al calculado por las tablas de Holtrop.
La Grafica a continuación representa la resistencia vs la velocidad (knots) calculada por
Hydromax.
El Valor de la resistencia para el Slender Body difiere en un 30 % del cálculo realizado en Excel, esto seguramente debido a que no se toman
en cuenta situaciones como viento, apéndices u otros factores que afectan la resistencia.
21
Estimación de las olas Generadas por el movimiento de la embarcación 12 Kn
22
6. FORMAS DE LA EMBARCACION Don Timoshenko 60 m
Las lineas de forma de la embarcacion de diseño preliminar tiene una eslora inferior, sin embargo los coeficientes de formas son mas elevados
que en la embarcacion optimizada, es principalmente por esta razon que la resistencia disminuyo en el modelo optimizado.
7. CALCULO DE FRANCOBORDO El francobordo que se utilizó para nuestra embarcación es el que se calculó con Specific
condition en maxsurf, pero como una referencia vamos a utilizar el convenio de líneas de Carga
de IMO para saber cuan alejados estamos de esa regla, cabe recalcar que dicho convenio es
claro, y en su artículo 5, presenta los tipos de barcos a los que se aplica el convenio de Líneas de
carga, y excluye de esta regla para el cálculo de francobordo a los buques pesqueros.
El francobordo obtenido por el programa Maxsurf es:
Puntal – Calado=8.32m-5.05=3,27 m
7.1. Francobordo según el Convenio de Líneas de Carga de IMO
Este convenio se clasifica en varias reglas, las cuales deben analizarse si aplican o no a la
embarcación [7].
Los datos de entrada para el cálculo de francobordo son los siguientes:
Tabla 7.1 Datos de entrada para el cálculo de francobordo
Proceso de Calculo:
- En su regla 27, el convenio clasifica a nuestra embarcación, como tipo B, ya que no es una
embarcación destinada al transporte de carga liquida.
- En la regla 28, se determina el francobordo tabular según la eslora:
Tabla 7.2 resultados Regla 28 FB.
L= 61 m
Lpp= 52,8666667 m
Lr= 17,7916667 m
B= 11 m
Ds= 8,32 m
D= 8,32 m
T= 5,05 m
Cb= 0,52
fb28= 507,94 mm
regla 28
Interpolacion regla 28
L1= 55 Fb1= 503
L2= 55,38 Fb2= 507,94
L3= 56 Fb3= 516
24
- Corrección por puntal
𝑓𝑏31 = (𝐷 −𝐿
15) 𝑅 (𝑚𝑚)
𝑅 =𝐿
0,48
Tabla 7.3 Resultados regla 31 FB
- Reducción por superestructuras y troncos
La reducción de francobordo será obtenida de la siguiente tabla:
Tabla 7.4 Resultados regla 37 FB
- Reducción por arrufo
A continuación se presenta la curva de arrufo normal, tomado del manual de Líneas de Carga,
según lo establecido por el convenio de líneas de carga
fb31= 0 mm
L/15= 1,18611111
R= 37,0659722
0 0,1L 0,2L 0,3L 0,4L 0,5L 0,6L 0,7L 0,8L 0,9L 1L
100
longitud efectiva de Superestructuras y troncos
31 41 52 63 75,3 87,7
Porcentajes
de reduccion
para todos
los tipos de
super
estructuras
0 7 14 21
Regla 37
fb37 0,21 mm
El/L 0,56206089
25
Tabla 7.5 Tabla para curva de arrufo normal
Curvas de Arrufo Normal y Real
Tabla 7.6 Calculo de Regla 38
Franco Bordo total
Francobordo= f28+f29+31+f37+f38
Altura mínima de Proa
𝑓𝑏 = (6075 (𝐿
100) − 1875 (
𝐿
100)
2
+ 200 (𝐿
100)
3
)𝑥(2.08 + 0.609𝐶𝑏 − 1.603𝐶𝑤𝑓 − 0.0129 (𝐿
𝑑𝑙)
11,1(L/3+10)
3
3
1
25(l/3+10)
2,8(L/3 +10)
0
0
5,6(L/3+10)
22,2(L/3+10)
50(L/3+10)
CENTRO DEL BUQUE
CENTRO DEL BUQUE
1/3 DESDE LA PR
1/6 L DESDE LA P PR
PERPENDICULAR DE PROA
1
3
3
1
1
SITUACION ORDENADA FACTOR
PERPENDICULAR DE POPA
1/6 L DESDE LA P Pp
1/3 DESDE LA Pp
i Arrufo Arrufo NormalPosicion ARRUFO ARRUFO NORMALPOSICION FACTOR Fi FiA(Arrufo Normal)FiA-Fi/8
1 530 569,224968 PP 530 569,224968 PP 1 530 569,224968 4,90312096
2 324 252,735886 1/6PP 324 252,735886 1/6PP 3 972 758,207657 -26,7240429
3 0 63,7531964 1/3PP 0 63,7531964 1/3PP 3 0 191,259589 23,9074486
4 0 0 SM 0 0 SM 1 0 0 0
5 0 127,506393 1/6PR 0 127,506393 1/6PR 3 0 382,519178 47,8148973
6 480 505,471771 1/3PR 480 505,471771 1/3PR 3 1440 1516,41531 9,55191425
7 730 1138,44994 PR 730 1138,44994 PR 1 730 1138,44994 51,0562419
SUMA 3672 4556,07664 15,7870829
PROMEDO(Fi,FiA) 4114,03832 mm
fb38 4114,03832 mm
FrancoBordo 4470,79847 mm
26
Siendo:
fb= altura mínima de la proa Calculada en mm
d1= el calado en el 85% de D
Awf= área de flotación a proa de L/2 para el calado d1, en m2
Cwf=Awf/ (L/2) xB
Tabla 7.7 Regla 39 FB
Para nuestro caso, la altura de la proa para nuestra embarcación es 4.14m, por lo tanto cumple el
requerimiento del Convenio.
Según lo que se calculó con las reglas de IMO nuestro francobordo debería ser 5,4m, es decir,
nuestro barco calara 2,92. Pero por serias cuestiones de estabilidad es imposible tomar estos
valores.
Este valor es muy exagerado, pero para saber si este valor es aceptable o no se debería colocar las
cargas en la embarcación, y correr Specific Condition en Hydromax, para saber qué efectos
produciría dicho cambio.
Regla 39
Puntal39 791,519292 mm
Cw 0,91
d1 1,4
27
8. ANALISIS DE ESTABILIDAD Este análisis lo realizaremos utilizando en software Hydromax, en el Ingresaremos el Load Case
para Cargar Specific Conditions:
Distribución de tanques y Bodegas de la embarcación a 95 y 85 % de permeabilidad
Para el cálculo de la longitud inundable es muy importante la ubicación de la línea marginal, en
nuestro buque la línea marginal se encuentra un poco más debajo de la cubierta principal, no la
cubierta superior.
28
8.1. Curvas Hidrostáticas
HydrostaticsDisplacement
Max sect. area
Sect. area amidships
Wetted Area
Waterpl. Area
LCB
LCF
KB
KMt
KML
Immersion (TPc)
MTc
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
22,5 23 23,5 24 24,5 25 25,5 26 26,5 27 27,5 28 28,5 29 29,5
0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3 3,3 3,6 3,9 4,2
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Displacement
Max sect. area
Sect. area amidships
Wetted Area
Waterpl. Area
LCB
LCF
KB
KMt
KML
Immersion (TPc)
MTc
Displacement t
Dra
ft
m
Area m^2
Long. centre from zero pt. (+ve fw d) m
KB m
KM trans. m
KM long. m
Immersion tonne/cm
Moment to trim tonne.m
HydrostaticsDisplacement
Max sect. area
Sect. area amidships
Wetted Area
Waterpl. Area
LCB
LCF
KB
KMt
KML
Immersion (TPc)
MTc
29
8.2. Cuota de pesos de la embarcación
En la siguiente tabla se presenta la desagregación de los principales pesos con los que cuenta la
embarcación, junto con su respectivo centroide.
Estos pesos nos ayudan a obtener con mayor exactitud el desplazamiento que tiene la
embarcación, para así poder realizar todos los cálculos hidrostáticos que requiere la
embarcación para comenzar el correcto análisis de estabilidad.
Teniendo el Load Case para este caso, calculamos Specific Conditions:
Curves of FormPrismatic coef f . (Cp)
Block coef f . (Cb)
Max Sect. area coef f . (Cm)
Waterpl. area coef f . (Cwp)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Prismatic coeff. (Cp)
Block coeff. (Cb)
Max Sect. area coeff. (Cm)
Waterpl. area coeff. (Cw p)
Coefficient
Dra
ft
m
Curves of FormPrismatic coef f . (Cp)
Block coef f . (Cb)
Max Sect. area coef f . (Cm)
Waterpl. area coef f . (Cwp)
30
Item CantidadPeso por
unidad(ton)
Peso total
(ton)LCG(m) VCG(m) TCG(m)
Extructura 1 385 385 27,53
superestructura 1 105 105 36,5
Habitabilidad 1 9,55 9,55 36,5
mastil 1 16,7 16,7 26
macaco 1 2 2 15,7
cabrestante 1 18 18 51
Ancla 1 5 5 55
cadena 1 20 20 54
peso maquina 1 19 19 12
sala de frio 1 73 73 46,5
servomotor y pala 1 6 6 1,13
sala maque 1 177 177 10
PANGA 1 32 32 3
peso del forro 1 62,7 62,7 25
peso del aislante 1 13,48 13,48 25
RED 1 30 30 10
LANCHAS CUB. 2 1,2 2,4 34,4
LANCHAS SUP. 1 1,2 1,2 38,04
TRIPULACIÓN 1 8,625 8,625 39,04
HELICOPTERO 1 3 3 38,2
helice 1 2,4 2,4 2,74
eje 1 8,69 8,69 5,35
reductor 1 15,5 15,5 9
Atun1 95% 88,481 84,057 105,334 100,067 20,386
atun2 95% 88,481 84,057 105,334 100,067 20,386
atun3 95% 90,084 85,58 107,243 101,881 25,371
atun4 95% 90,084 85,58 107,243 101,881 25,371
atun5 0% 105,092 0 105,092 0 30,341
atun6 0% 105,092 0 105,092 0 30,341
atun7 0% 96,245 0 96,245 0 35,27
atun8 0% 96,245 0 96,245 0 35,27
atun9 95% 77,381 73,512 77,381 73,512 40,231
atun10 95% 77,381 73,512 77,381 73,512 40,231
atun11 95% 45,015 42,764 45,015 42,764 45,006
atun12 95% 45,015 42,764 45,015 42,764 45,006
comb1 95% 3,231 3,069 3,846 3,654 19,473
comb2 95% 3,231 3,069 3,846 3,654 19,473
comb3 95% 12,848 12,206 15,296 14,531 23,417
comb4 95% 12,848 12,206 15,296 14,531 23,417
comb5 95% 14,934 14,187 17,778 16,889 28,313
comb6 95% 15,416 14,646 18,353 17,435 28,391
comb7 95% 13,371 12,702 15,918 15,122 33,358
cmb8 95% 13,468 12,794 16,033 15,231 33,378
comb9 95% 7,939 7,542 9,452 8,979 38,263
comb10 95% 7,939 7,542 9,452 8,979 38,263
comb11 95% 2,813 2,672 3,348 3,181 43,207
comb12 95% 2,813 2,672 3,348 3,181 43,207
AGUA DULCE3 100% 2,136 2,136 2,136 2,136 49,411
aguas negras 0% 2,752 0 2,685 0 15,835
comb13 95% 3,817 3,626 4,042 3,84 2,24
aceite1 100% 5,659 5,659 6,737 6,737 4,876
comb14 95% 3,817 3,626 4,042 3,84 2,24
aceite2 100% 5,437 5,437 6,473 6,473 4,792
AGUA DULCE1 100% 17,788 17,788 17,788 17,788 15,022
AGUA DULCE2 100% 17,788 17,788 17,788 17,788 15,022
atun 13 95% 18,027 17,126 21,461 20,388 9,913
atun 14 0% 18,027 0 21,461 0 11,098
atun 15 0% 25,211 0 30,013 0 15,333
atun 16 95% 25,211 23,95 30,013 28,512 15,27
PAÑOL 0% 4,27 0 5,206 0 53,593
Total Loadcase 1790,515 1374,43 869,318 26,773
FS correction 0,262
VCG fluid 4,514
31
Draft Amidships m 5,034
Displacement t 1790
Heel deg -1,4
Draft at FP m 4,885
Draft at AP m 5,183
Draft at LCF m 5,058
Trim (+ve by stern) m 0,298
WL Length m 56,553
Beam max extents on WL m 11,000
Wetted Area m^2 864,460
Waterpl. Area m^2 487,662
Prismatic coeff. (Cp) 0,615
Block coeff. (Cb) 0,551
Max Sect. area coeff. (Cm) 0,910
Waterpl. area coeff. (Cwp) 0,784
LCB from zero pt. (+ve fwd) m 26,767
LCF from zero pt. (+ve fwd) m 24,723
KB m 3,005
KG m 4,514
BMt m 2,277
BML m 52,852
GMt m 0,767
GML m 51,342
KMt m 5,281
KML m 55,840
Immersion (TPc) tonne/cm 4,999
MTc tonne.m 16,751
RM at 1deg = GMt.Disp.sin(1) tonne.m 23,973
Max deck inclination deg 1,4424
Trim angle (+ve by stern) deg 0,3112
Key point Type Freeboard m
Margin Line (freeboard pos = 0,93 m) 1,942
Deck Edge (freeboard pos = 0,93 m) 2,018
Tabla 8.2 Resultados de specific Conditions
Y verificamos la Estabilidad a Grandes Ángulos de escora.
8.3. Estabilidad a Grandes Ángulos de escora Se hizo el análisis de estabilidad, obteniendo resultados positivos, y corroborando lo que
analizamos en los cálculos de optimización realizada en la tabla de cálculo.
A continuación extracto de los criterios que se aprobaron:
32
Code Criteria Value Units Actual Status Margin %
267(85) Ch2 - General Criteria 2.3: IMO roll back angle 21,6 deg
Ch 9. Optional Stability Requirements for Ships without Documents of Authorisation Carrying Partial Cargos of Grain
9.1.5 IMO required GM for ships carrying grain MSC.23(59)
0,094 m
SOLAS, II-1/8 8.2.3.3: Maximum residual GZ (method 1) Pass
8.2.3.3: Passenger crowding heeling arm 0,040 m 0,685 Pass +1612,50
8.2.3.3: Launching heeling moment 0,040 m 0,685 Pass +1612,50
8.2.3.3: Wind heeling arm 0,040 m 0,679 Pass +1597,50
SOLAS, II-1/8 8.2.4.a Maximum GZ (intermediate stages) 0,050 m 0,685 Pass +1270,00
SOLAS, II-1/8 8.2.4.b Range of positive stability (intermediate stages)
7,0 deg 117,5 Pass +1579,26
HSC mono. Intact 2.3.3.1: Weather criterion Pass
Angle of steady heel shall not be greater than (<=)
16,0 deg 0,4 Pass +97,72
Angle of steady heel / Deck edge immersion angle shall not be greater than (<=)
80,00 % 2,01 Pass +97,49
Area1 / Area2 shall not be less than (>=) 100,00 % 391,82 Pass +291,82
HSC mono. Intact 2.3.3.2: Area 0 to 30 or GZmax 3,1513 m.deg 7,4885 Pass +137,63
HSC mono. Intact 2.3.3.3: Area 30 to 40 1,7189 m.deg 6,0522 Pass +252,09
HSC mono. Intact 2.3.3.4: Max GZ at 30 or greater 0,200 m 0,685 Pass +242,50
HSC mono. Intact 2.3.3.5: Angle of maximum GZ 15,0 deg 49,1 Pass +227,27
HSC mono. Intact 2.3.3.6: Initial GMt 0,150 m 0,848 Pass +465,33
HSC mono. Intact 2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium
Pass
High-speed turning (Ht) 8,0 deg 1,1 Pass +85,87
Hpc + Hw 10,0 deg 0,2 Pass +97,66
Ht + Hw 12,0 deg 1,2 Pass +90,24
HSC multi. Intact 1.1: Area from 0 to 30 3,1513 m.deg 7,4885 Pass +137,63
HSC multi. Intact 1.2: Angle of maximum GZ 10,0 deg 49,1 Pass +390,91
HSC multi. Intact 1.5: HTL: Area between GZ and HA Pass
Hpc + Hw 1,6043 m.deg 1,7448 Pass +8,76
Ht + Hw 1,6043 m.deg 2,3002 Pass +43,37
HSC multi. Intact 3.2.1: HL1: Angle of equilibrium Pass
Wind heeling (Hw) 16,0 deg 1,1 Pass +93,14
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.1.2.1: Area 0 to 30 3,1513 m.deg 7,4885 Pass +137,63
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.1.2.1: Area 0 to 40 5,1566 m.deg 13,5406 Pass +162,59
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.1.2.1: Area 30 to 40 1,7189 m.deg 6,0522 Pass +252,09
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.1.2.2: Max GZ at 30 or greater 0,200 m 0,685 Pass +242,50
33
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.1.2.3: Angle of maximum GZ 25,0 deg 49,1 Pass +96,36
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.1.2.4: Initial GMt 0,150 m 0,848 Pass +465,33
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.1.2.5: Passenger crowding: angle of equilibrium
10,0 deg 0,0 Pass +100,00
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.1.2.6: Turn: angle of equilibrium 10,0 deg 0,0 Pass +100,00
A.749(18) Ch3 - Design criteria applicable to all ships
3.2.2: Severe wind and rolling Pass
Angle of steady heel shall not be greater than (<=)
16,0 deg 1,1 Pass +93,36
Angle of steady heel / Deck edge immersion angle shall not be greater than (<=)
80,00 % 5,86 Pass +92,67
Area1 / Area2 shall not be less than (>=) 100,00 % 370,30 Pass +270,30
4.2 Fishing vessel 4.2.3.1: Initial GMt for vessels >= 24m in length 0,350 m 0,848 Pass +142,29
4.2 Fishing vessel 4.2.3.1: Initial GMt for vessels >= 70m in length 0,150 m 0,848 Pass +465,33
267(85) Ch2 - General Criteria 2.2.1: Area 0 to 30 3,1513 m.deg 7,4885 Pass +137,63
267(85) Ch2 - General Criteria 2.2.1: Area 0 to 40 5,1566 m.deg 13,5406 Pass +162,59
267(85) Ch2 - General Criteria 2.2.1: Area 30 to 40 1,7189 m.deg 6,0522 Pass +252,09
267(85) Ch2 - General Criteria 2.2.2: Max GZ at 30 or greater 0,200 m 0,685 Pass +242,50
267(85) Ch2 - General Criteria 2.2.3: Angle of maximum GZ 25,0 deg 49,1 Pass +96,36
267(85) Ch2 - General Criteria 2.2.4: Initial GMt 0,150 m 0,848 Pass +465,33
267(85) Ch2 - General Criteria 2.3: Severe wind and rolling Pass
Angle of steady heel shall not be greater than (<=)
16,0 deg 1,1 Pass +93,36
Angle of steady heel / Deck edge immersion angle shall not be greater than (<=)
80,00 % 5,86 Pass +92,67
Area1 / Area2 shall not be less than (>=) 100,00 % 500,52 Pass +400,52
2.1 Fishing vessels 2.1.3.1: Initial GMt for vessels >= 24m in length 0,350 m 0,848 Pass +142,29
2.1 Fishing vessels 2.1.3.1: Initial GMt for vessels >= 70m in length 0,150 m 0,848 Pass +465,33
Ch 7. Stability Requirments 7.1.1.a Angle of equilibrium 12,0 deg 0,3 Pass +97,49
Ch 7. Stability Requirments 7.1.1.b Angle of equilibrium ratio 100,00 % 1,66 Pass +98,34
Ch 7. Stability Requirments 7.1.2 GZ area between limits type 1 4,2972 m.deg 13,3811 Pass +211,39
Ch 7. Stability Requirments 7.1.3.a Value of GMt at 0,300 m 0,848 Pass +182,67
Ch 9. Optional Stability Requirements for Ships without Documents of Authorisation Carrying Partial Cargos of Grain
9.1.5 Value of GMt at 0,094 m 0,848 Pass +801,12
MSC.216(82) Probabilistic Damage Subdivision Index s-factor MSC.216(82)
0,0000 1,0000 Pass infinite
MSC.19(58) Probabilistic Damage Subdivision Index s-factor MSC.19(58)
0,0000 1,0000 Pass infinite
angle of equilibrium must be less than immersion angle of PotentialDfloodingPoints
n/a deg n/a
angle of equilibrium must be less than immersion angle of DeckEdge
18,1 deg Pass
Actual value of max. GZ m 0,685
Actual value of range of positive stability deg 117,5
Tabla 8.3 Criterios de estabilidad
34
Curva GZ
Esta grafica representa la respuesta del agua sobre la embarcacion, los resultados numéricos donde se revisan los principales criterios d
eestabilidad se muestran a continuación
StabilityGZ
7.1 Grain heeling arm
8.2.3.3: Passenger crowding heeling arm
8.2.3.3: Launching heeling moment
8.2.3.3: Wind heeling arm
2.3.3.1: Weather criterion Wind Heeling (steady )
2.3.3.1: Weather criterion Wind Heeling (gust)
2.3.3.6: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium High-speed turning (Ht)
2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium Hpc + Hw
2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium Ht + Hw
1.5: HTL: Area between GZ and HA spec. angle abov e equilibrium (with heel arm)
1.5: HTL: Area between GZ and HA angle of f irst GZ peak
3.2.1: HL1: Angle of equilibrium Wind heeling (Hw)
3.1.2.4: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
3.1.2.5: Passenger crowding: angle of equilibrium
3.1.2.6: Turn: angle of equilibrium
3.2.2: Sev ere wind and rolling Wind Heeling (steady )
3.2.2: Sev ere wind and rolling Wind Heeling (gust)
4.2.3.1: Initial GMt f or v essels >= 24m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m
4.2.3.1: Initial GMt f or v essels >= 70m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.2.4: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.3: Sev ere wind and rolling Wind Heeling (steady )
2.3: Sev ere wind and rolling Wind Heeling (gust)
2.1.3.1: Initial GMt f or v essels >= 24m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.1.3.1: Initial GMt f or v essels >= 70m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m
7.1.3.a Value of GMt at GM at 0,0 deg = 0,766 m
9.1.5 Value of GMt at GM at 0,0 deg = 0,766 m
Max GZ = 0,869 m at 54,5 deg.
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
-25 0 25 50 75 100 125 150 175
Max GZ = 0,869 m at 54,5 deg.
7.1 Grain heeling arm8.2.3.3: Passenger crow ding heeling arm8.2.3.3: Launching heeling moment8.2.3.3: Wind heeling arm2.3.3.1: Weather criterion Wind Heeling (steady)2.3.3.1: Weather criterion Wind Heeling (gust)
2.3.3.6: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium High-speed turning (Ht)2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium Hpc + Hw2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium Ht + Hw1.5: HTL: Area betw een GZ and HA spec. angle above equilibrium (w ith heel arm)
1.5: HTL: Area betw een GZ and HA angle of f irst GZ peak
3.2.1: HL1: Angle of equilibrium Wind heeling (Hw )
3.1.2.4: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
3.1.2.5: Passenger crow ding: angle of equilibrium3.1.2.6: Turn: angle of equilibrium3.2.2: Severe w ind and rolling Wind Heeling (steady)3.2.2: Severe w ind and rolling Wind Heeling (gust)
4.2.3.1: Initial GMt for vessels >= 24m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m4.2.3.1: Initial GMt for vessels >= 70m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m2.2.4: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.3: Severe w ind and rolling Wind Heeling (steady)2.3: Severe w ind and rolling Wind Heeling (gust)
2.1.3.1: Initial GMt for vessels >= 24m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m2.1.3.1: Initial GMt for vessels >= 70m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m7.1.3.a Value of GMt at GM at 0,0 deg = 0,766 m9.1.5 Value of GMt at GM at 0,0 deg = 0,766 m
Heel to Starboard deg.
GZ
m
StabilityGZ
7.1 Grain heeling arm
8.2.3.3: Passenger crowding heeling arm
8.2.3.3: Launching heeling moment
8.2.3.3: Wind heeling arm
2.3.3.1: Weather criterion Wind Heeling (steady )
2.3.3.1: Weather criterion Wind Heeling (gust)
2.3.3.6: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium High-speed turning (Ht)
2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium Hpc + Hw
2.12.1&.2: Combined heeling: Angle of equilibrium Ht + Hw
1.5: HTL: Area between GZ and HA spec. angle abov e equilibrium (with heel arm)
1.5: HTL: Area between GZ and HA angle of f irst GZ peak
3.2.1: HL1: Angle of equilibrium Wind heeling (Hw)
3.1.2.4: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
3.1.2.5: Passenger crowding: angle of equilibrium
3.1.2.6: Turn: angle of equilibrium
3.2.2: Sev ere wind and rolling Wind Heeling (steady )
3.2.2: Sev ere wind and rolling Wind Heeling (gust)
4.2.3.1: Initial GMt f or v essels >= 24m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m
4.2.3.1: Initial GMt f or v essels >= 70m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.2.4: Initial GMt GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.3: Sev ere wind and rolling Wind Heeling (steady )
2.3: Sev ere wind and rolling Wind Heeling (gust)
2.1.3.1: Initial GMt f or v essels >= 24m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m
2.1.3.1: Initial GMt f or v essels >= 70m in length GM at 0,0 deg = 0,766 m
7.1.3.a Value of GMt at GM at 0,0 deg = 0,766 m
9.1.5 Value of GMt at GM at 0,0 deg = 0,766 m
Max GZ = 0,869 m at 54,5 deg.
35
9. ANALISIS DE LONGITUD INUNDABLE
Curva de longitud Inundable
El cálculo se lo realizó para la condición más crítica que son 1786 ton toneladas, como podemos ver
en la imagen superior los triángulos de los mamparos se encuentran por debajo de las curvas de
inundación, esto indica que la disposición de nuestros mamparos es adecuada para nuestro buque
pues se aprueba el criterio de longitud inundable.
10. COMPORTAMIENTO EN EL MAR Para este análisis se utilizó el software maxsurf, en su módulo Motions Avanced o mas conocido
como Seakeeper.
A continuación se muestran los lugares en los que se produciría la mayor aceleración, dichos lugares
son muy frecuentados por los tripulantes:
Extremo del Mástil para identificar manchas de peces y el puente de Gobierno:
Floodable LengthAP
MS
FP
Prof ile
1 compart. f looding
1786 t, 85
1786 t, 90
af t limit
f wd limit
0
5
10
15
20
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
AP MS FP
1786 t, 85
1786 t, 90
Longitudinal position of compartment centre m
Flo
odable
length
m
Floodable LengthAP
MS
FP
Prof ile
1 compart. f looding
1786 t, 85
1786 t, 90
af t limit
f wd limit
36
Las coordenadas de dichos lugares fueron ingresados en Maxsurf:
Lugares Críticos
Tabla 10.1 Ingreso de Datos
Luego se ingresó un rango de velocidades y los tipos de estado de mar en el que navegara nuestra
nave. Asi mismo la altura significativa fue calculada como lo explica la referencia []:
Espectro de la Ola
Tabla 10.2 Ingreso de datos para el Espectro de la Ola
A continuación se muestran los resultados obtenidos del software
37
Grafico 10.1
38
El grafico No muestra el resultado para la peor condición, que es el estado de mar 5, obteniendo
una aceleración vertical de 1,18 m/seg2 para el puente Para el puente de Mando y de 0,85 m/seg2
Para la zona del mástil.
11. CONCLUSIONES - Se han optimizado las formas de la embarcación atunera, que tuvo como diseño preliminar
en la materia de Diseño de Buques I.
- La resistencia al avance bajo un 0,17 % en comparación al diseño preliminar.
- Hubo una reducción del costo de construcción del 1,28%
- Hubo una reducción de 1001 galones de combustible
- Las dimensiones que finalmente se obtuvieron Fueron:
Eslora: 60 m
Manga: 11 m
Puntal: 8,32 m
Calado: 5,05 m
Cb: 0,55
Cp:0,61
Desplazamiento: 1786 ton
Max Brazo Adrizante: 0,86 m a 54,5
Resistencia al avance a 12,1 nudos: 120,44 Kn
V=12,1 nudos
GMt=0,77
39
12. REFERENCIAS
[1] Holtrop and Mennen, aproximate method, Ship Resistance/ 1982
[2] Reglas IMO para Barcos Pesqueros/resolución A.749
[3] Optimización de la eficiencia Energética de Un Buque Atunero/Congreso de Ing. Naval
España-junio 2009/ Amadeo García Gómez
[4] Análisis de la actividad de los buques auxiliares en el océano atlántico y su efecto sobre el
rendimiento de atuneros congeladores/ P.Pallares
[5] Ahorro y eficiencia en Buques de Pesca/ Gobierno de España/ Instituto para la Diversifica-
ción y Ahorro de la Energía (IDAE)/ José Daniel Pena Agras
[6] Teoría Del Buque/ ESCUELA NAUTICA ALAVELA
[7] Convenio de Líneas de Carga IMO
[8] Convenio de Arqueo
[9] Proyecto de embarcaciones pesqueras /Jonh F. Fyson/FAO/1982
40
13. ANEXOS
Tablas de análisis regresional obtenido de la referencia [3]
Relación manga (B) vs eslora entre perpendiculares (Lpp)
41
Relación Calado medio (Tm) vs eslora entre perpendiculares (Lpp)
Relación Calado medio (Tm) vs eslora entre perpendiculares (Lpp)