UNIVERSIDAD MARITIMA INTERNACIONAL DE PANAMA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL MARITIMA
ESCUELA DE CONSTRUCCION NAVAL
MATERIA:PROCESOS DE CONSTRUCCION NAVAL
PROYECTO FINAL DE SEMESTREDIQUE FLOTANTE
PRESENTADO POR:DAYANA RIVERAJORGE MORENOABDIEL GARCIAMARCK
SALAZARJANA CABRERA
PROFESOR:ANGEL CISNEROS
FECHA:23 DE JULIO DE 2014
INTRODUCCION
Un astillero o atarazana es el lugar donde se construyen y
reparan buques. Puede tratarse de yates, buques militares, barcos
comerciales y otro tipo de barcos para transporte de mercancas o de
pasajeros. Los astilleros navales son los encargados de la
construccin, reparaciones y mantenimiento de buques.DIQUE: Sitio o
lugar que cuenta con permiso de rea acutica; con instalaciones y
caractersticas apropiadas, donde se reparan o se realizan trabajos
de mantenimiento de naves o artefactos navales. Por sus
caractersticas pudieran ser:DIQUE FLOTANTE: Artefacto naval que
cuenta con certificado de matrcula, construido ntegramente de
acero, provisto de instalaciones de bombeo y de una serie de
tanques que puedan ser llenados o achicados de agua, para hacer que
la instalacin se sumerja o emerja, con o sin naves o artefactos
navales en su cubierta principal. Sirve exclusivamente para
mantenimiento o reparacin de naves o artefactos navales.DIQUE SECO:
Instalacin construida dentro de un Astillero o Varadero frente al
mar, ro o lago navegable, provista de una compuerta que permite
cerrarlo hermticamente a voluntad y que cuenta con instalaciones de
bombeo con las cuales se puede achicar o descargar rpidamente el
agua de su interior, con la finalidad de tener el mismo nivel de
agua al interior y exterior del dique, lo que permitir al abrir la
compuerta y permitir el ingreso o salida desde o a su interior, de
naves o artefactos navales. Sirve exclusivamente para mantenimiento
o reparaciones navales de naves o artefactos navales.
INDICE
Propsito del dique..3Astilleros de reparaciones.....4Medios de
varada.5Tipos de sistema de varada..6Tipos de diques8Medios de
varada por transferencia...9Dique flotante...12Tipos de diques
flotantes.13Principio de operacin y
materiales..15Estabilidad.17Ventajas y Desventajas del dique
flotante19Factores a tomar en cuenta para la ubicacin de un
dique20Puerto escogido...21Caractersticas del rea de Manzanillo -
Puerto Cristbal...23Varada de
buques24Alcance..26Dimensionamiento.27Poder ascensional del
dique...29Seccin transversal critica..30Elementos que se
alojan..32Picaderos del dique34GEOMETRIA DE LOS PICADEROS36CARGAS
APLICADAS y MATERIALES.37ESTUDIO DEL DIQUE FLOTANTE EN 3D.39CARGAS
APLICADAS...40PRESINES HIDROSTTICAS...41CLCULO DEL DIQUE
SUMERGIDO.42SERVICIOS Y SISTEMAS DEL DIQUE....43Normas de la
ABS61Presupuesto.71CONCLUSION..73BIBLIOGRAFIA.74
Propsito del diqueLa operacin de sacar un buque del agua por
cualquier medio con el propsito de efectuar algn trabajo en su
casco ha existido desde la aparicin de la navegacin. A lo largo de
toda su historia se han utilizado muchos medios de varada
distintos. En el proyecto en cuestin, se analizarn los diferentes
medios existentes para luego centrarse en uno de ellos; el dique
flotante.Al respecto, el dique flotante signific la innovacin ms
radical en el campo de varar naves. La versatilidad y movilidad de
estos artefactos navales abri un abanico de posibilidades en la
operacin de fuerzas navales y por cierto, puede considerarse el
ncleo de la base naval mvil.Un dique flotante es bsicamente una
estructura capaz de sumergirse inundando algunos o todos sus
tanques, introducir una nave y apoyarla sobre una disposicin de
bloques de varada previamente dispuestos y subir la estructura
junto a la nave varada, achicando el agua de los tanques
inundados.De esta forma se tiene acceso a la obra viva de la nave
para ejecutar trabajos de mantenimiento del casco, ejes, hlices,
vlvulas de fondo y fittings asociados.Los objetivos principales de
este trabajo son, por una parte, disear la estructura de un dique
flotante, y por otro lado, estudiar y analizar los sistemas y
servicios que incorpora el mismo que permiten la realizacin de
todas estas actividades.Para llevar a cabo el diseo estructural, se
efectuarn los distintos avances de la espiral de diseo hasta
alcanzar la estructura ptima. El clculo de los diseos estructurales
se realizar mediante un software basado en el mtodo de los
elementos finitos, RamSeries 12.0.0.
Astilleros de reparacionesHistricamente los astilleros disponan
de dos reas bien diferenciadas, normalmente por una muralla, una
destinada a nuevas construcciones y la otra a reparaciones. En
funcin de la demanda del mercado, el personal e instalaciones se
dedicaban a una actividad u otra. Posteriormente, con la alta
productividad en el mercado, se opt por la especializacin de los
negocios, por lo tanto, se trat de separar la gestin de ambas
actividades y cada astillero se dedic a su actividad ms rentable. A
partir de esas fechas, los nuevos astilleros nacieron con una
orientacin bien definida.La diferencia inmediata entre los
astilleros de nuevas construcciones y los de reparaciones es que lo
fundamental de los ltimos son sus medios de varada. De esta manera,
un astillero de reparaciones se concentra alrededor de los medios
de varada con la menos extensin posible, por ello no disponen de
grandes zonas de almacenamiento de materiales ni talleres.
Medios de varada
Los medios de varada son el elemento fundamental en el
mantenimiento y reparacin de las carenas de los barcos. Es la
instalacin ms cara de los astilleros alrededor de la cual estn
situadas las otras instalaciones. Los medios de varada de los
astilleros, es decir, el tipo de medio y el tamao son las
principales variables a considerar a la hora escoger el astillero
donde varar.La construccin de estas instalaciones es de gran coste,
es por ello que se debe amortizar a travs del precio de la
reparacin de los barcos. A causa de estos altos precios, la gran
parte de reparaciones se intentan realizar a flote o si fuera
posible navegando.Para poder competir con la competencia es
importante facilitar la entrada y salida del buque y sobretodo
reducir al mximo el tiempo de varada. Es por esta razn que el
astillero debe estar situado en las proximidades de las grandes
rutas de navegacinLos medios de varada deben cumplir las siguientes
caractersticas:1. Seguridad.2. Rapidez3. Alimentacin de energa y
fluidos4. Fcil maniobra5. Estabilidad del buque6. Buen acceso al
buque desde tierra
Tipos de sistema de varada
SISTEMA DE MAREASLa primera respuesta a la necesidad de varar
una embarcacin fue aprovechar un fenmeno natural como es la
variacin de marea. Este sistema consista en llevar la embarcacin a
zona con poco calado y esperar a que bajara la marea para conseguir
que la embarcacin quedara en seco. Se trata de un sistema muy
rudimentario y que tiene muchas desventajas; el proceso de dejar en
seco la embarcacin es muy lento, el tiempo de trabajo es reducido
ya que depende de la marea y por ltimo, el casco de la embarcacin
se somete a grandes tensiones a la vez que el soporte es
deficiente. En la actualidad este mtodo no se utiliza con
normalidad, excepto en alguna embarcaciones de tamao reducido.
CARRO-VARADEROEs un medio de varada que normalmente se utiliza
para pesqueros de madera o de acero de tamao reducido.Este medio de
varada suele trabajar en un rango entre 100 y 6.000 toneladas de
desplazamiento. Se podra construir carro-varaderos de mayor tamao
pero las otras alternativas saldran ms econmicas.El varadero est
formado por los siguientes elementos: una rampa la cual est
sumergida para poder recibir el barco flotando, una vas de ral
situadas en dicha rampa y unos carros cuya funcin es sujetar el
barco y desplazarlo a travs de los railes hasta que quede en seco.
En la cabecera de la lnea de varada se dispone de maquinillas o
cabrestantes que actan sobre unos cables que trabajan a traccin con
el conjunto carro-buque y ejerce la fuerza necesaria para
transportarlo a la zona de reparacin.Estas maquinillas se
encuentran en el interior de una caseta para protegerlas de la
intemperie.Una vez el barco es arrastrado hasta la zona de trabajo
se fija con calzos o retenidas y as los cables dejan de trabajar y
de someterse a traccin.
Factores de ubicacin a considerar1. El lugar de las mareas ya
que el nivel de las aguas condiciona el punto de encuentro entre el
carro y el barco y por tanto la longitud de los railes. Por esta
razn para varar el barco el nivel de agua debe ser el ptimo.2. La
estabilidad del barco sobre los carros tanto en el momento de
transferencia, utilizando puntales, como en su posicin definitiva
para la reparacin mediante escoras situadas en la rampa, fuera de
las vas.
Ventajas Bajo coste de construccin. Rapidez de operacin. La
pendiente de la rampa puede adaptarse a la pendiente natural de la
costa en muchos casos as se reduce o incluso elimina el
dragado.Inconvenientes La rampa es una estructura fija que no se
puede mover fcilmente. Consta de un sistema mecnico que requiere un
peridico mantenimiento y remplazamiento de varias partes mviles.
Requiere un mantenimiento bajo el agua.
Tipos de diques
DIQUE SECO Es el sistema tradicional de varada para buques de
tamao mediano y grande. Este sistema consiste en una drsena
artificial en la cual entra el buque flotando. Para la puesta en
seco, se cierra la drsena y se vaca toda el agua de su interior. El
fondo del dique consta de una cama de varada formada por un
conjunto de picaderos sobre los cuales se apoya el barco.
Caracterizan a un dique seco su tipo de construccin, su cierre y su
achique.Tipo de construccin: La estructura de los diques suele ser
de hormign armado fijados al suelo con pilotes y tirantes. El dique
se encuentra bajo el nivel del mar, por lo tanto est sometido a una
presin hidrosttica que tiende a elevar el dique. Esta presin se
puede contrarrestar de varias maneras: Dique de gravedad: Mediante
el propio peso del dique. Dique de solera o de subpresin
controlada. Manteniendo los esfuerzos verticales por debajo de unos
lmites asumibles por su estructura. Esto se consigue mediante un
sistema que achica automticamente agua bajo la solera. Los diques
de gravedad suelen utilizarse para un tamao inferior ya que en caso
contrario se necesitara un excesivo peso de hormign. En cambio, los
otros, al disponer del sistema automtico de achique, no es
necesario tanto hormign.
MEDIOS DE VARADA POR TRANSFERENCIA
Los medios de varada por transferencia se diferencian de los
otros sistemas en que una vez varado el barco y puesto en seco se
traslada a otra zona para realizar las operaciones de mantenimiento
y reparacin. Los sistemas ms comunes son el syncrolift y
travelift.
SYNCROLIFTEste sistema consiste en una plataforma que es capaz
de sumergirse y emerger gracias a unos cables accionados por unas
maquinillas situadas en tierra. Esta plataforma est formada por
vigas transversales sobre las que se apoyan vigas longitudinales
que sirven para sostener los railes de un carro similar al de un
varadero.
FuncionamientoPara permitir la entrada del buque flotando, la
plataforma se sumerge por gravedad. Una vez se encuentra el buque
en la situacin adecuada se accionan las maquinillas elctricas hasta
que la plataforma toque con el fondo del barco y continua hasta que
la plataforma quede alineada con la zona de transferencia. El
mecanismo de elevacin consiste en una serie de mquinas elctricas
conectadas a un panel de control central. Todas las mquinas
trabajan a velocidad constante independientemente del peso que cada
una est cargando. Gracias a esto la carga de barco se reparte
uniformemente sobre la plataforma.Para desplazar el barco hacia la
zona de reparacin se dispone de cualquier sistema de traccin y un
carro de trasferencia que permite el movimiento perpendicular para
situar el barco en el aparcamiento escogido. De esta manera, se
pueden reparar varios barcos a la vez y queda libre la plataforma
de elevacin para otras posibles entradas.Por otro lado, para poder
realizar movimientos horizontales en la zona de reparacin la
superficie debe estar despejada de elementos fijos como maquinaria,
alumbrado, gras, etc. que debern situarse de manera estratgica o
utilizar instalaciones mviles.El rango de trabajo de este medio de
varada es entre 100-25.000 toneladas de desplazamiento.
Ventajas Alta rapidez de operacin Facilidad de transferencia
Posibilidad de reparar varios barcos simultneamenteInconvenientes
Alto coste de construccin Alto coste de mantenimiento Requiere
maquinaria de alta tecnologa Estructura fija Dificultad de dragado
bajo la plataforma
TRAVELIFTEs una variante del sistema anterior normalmente
utilizado en puertos deportivos donde trabajan con pequeas
embarcaciones de recreo.Para realizar la varada del barco se
dispone generalmente de una gra de doble prtico. El barco es
soportado por unas correas de nylon. Para llevar a cabo la varada,
cuando el barco se encuentra a flote en la piscina, se sumergen las
eslingas y se centra el barco. A continuacin se eleva la embarcacin
y se traslada, mediante las ruedas de la gra, a su lugar de
reparacin.Este medio de varada trabaja en un rango entre 7 a 1000
toneladas.Ventajas Funcionamiento rpido. Muchos muelles pueden
utilizar un mismo elevador. Los cables no entran en contacto con el
agua. Las correas de nylon pueden utilizarse en superficies
relativamente rugosas. El medio de elevacin puede ser trasladado
fcilmente ya que no consta de pilares de soporte. Fcil dragado por
debajo. La maquinaria puede ser trasladada a una nave de almacn
lejos de los dems elementos.
Inconvenientes Alto coste inicial de construccin. Alto coste de
mantenimiento. Baja capacidad de elevacin.
DIQUE FLOTANTELos diques flotantes son estructuras marinas con
la suficiente envergadura, resistencia, desplazamiento y
estabilidad capaces de varar un buque del agua. Generalmente estn
formados por dos elementos principales, la pontona y los costados o
paredes.La pontona es el elemento bsico de soporte, el cual debe
desplazar el peso del buque y del propio dique. Adems tiene otras
funciones como resistir la flexin transversal producida por el peso
del buque y por la presin hidrosttica que acta por la parte
inferior.El objetivo principal de los costados es dar estabilidad
al conjunto del dique flotante mientras la pontona est sumergida.
Al mismo tiempo, proporciona espacio para los servicios que pueda
haber en la cubierta del costado, como gras, o en su interior, como
bombas y vlvulas. Parte de su estructura es utilizada para agua de
lastre, necesaria para controlar el calado sumergido del dique, y
ayuda a mantener la rigidez longitudinal ya que hace la funcin de
viga.
Tipos de diques flotantes
Los diques flotantes se pueden clasificar en 3 principales
grupos:
Dique Rennie.Este primer tipo de dique flotante se caracteriza
por tener los costados continuos y las pontonas seccionadas. stas
pueden ser auto-carenables desacoplndose de los costados. Este tipo
de diques son ms dbiles longitudinalmente que los diques cajn ya
que solo tienen los costados cmo refuerzos longitudinales. Adems su
estructura es generalmente ms pesada debido a los dobles mamparos
que unen las secciones de la pontona y al mayor dimensionamiento de
los costados para resistir los esfuerzos longitudinales. Su poca
resistencia longitudinal le impide ser remolcado en ocanos.
Dique cajn o de una sola pieza.Este dique es construido de una
sola pieza, es decir, tiene los costados y la pontona continuos.
Este tipo suele ser ms ligero y resistente que los otros ya que
tiene una estructura continua que le permite resistir mejor a los
esfuerzos. La capacidad para remolcar un dique cajn es mayor aunque
no todos puedan ser remolcados en mar abierto. Al contrario de los
dique Rennie, estos tipos de dique no son auto-carenables y se
construyen en tierra para luego ser botados como si fuesen un
buque.
Dique seccionado.Este ltimo tipo de diques no tienen continuidad
estructural longitudinal ya que estn unidos por varias secciones
transversales. Las uniones entre secciones pueden permitir el
desplazamiento suficiente para perder la alineacin o padecer
rotaciones indeseadas. Para evitar esas situaciones las uniones
deben ser lo ms rgidas posibles y resistentes a los esfuerzos.
Durante el proceso de lastrado o achique las secciones pueden
entrar en una fase crtica a la flexin. Por ltimo, este tipo de
diques son habitualmente auto-carenables.
PRINCIPIO DE OPERACINUn dique flotante se basa en el principio
de Arqumedes, desplazando un volumen de agua igual en peso que su
propio peso ms el peso del buque a varar y el peso de agua de
lastre que pueda haber en el interior. Las dimensiones y disposicin
de la estructura, y la presencia de los sistemas de lastre y
achique, permiten variar el peso del dique de manera que la
cubierta de la pontona pueda sumergirse para varar o poner a flote
el buque.El dique flotante incorpora un sistema de vlvulas que
permiten la entrada de agua por gravedad a los tanques de agua para
sumergir el dique. A medida que el dique se sumerge, se puede
controlar la escora, el asiento y la flexin del dique variando el
caudal que entra a cada tanque de lastre.El sistema de control del
caudal depende del tipo de sistema de lastre que incorpore el
dique. Existen dos sistemas de lastre en diques flotantes:- Sistema
controlado por vlvulas.Consiste en un colector de tuberas y vlvulas
que variando su apertura permiten aumentar o disminuir el caudal
que llega a cada tanque de lastre y con ello controlar su
inundacin.- Sistema controlado por bombas.Consiste en una bomba y
una vlvula por cada compartimento de lastre. El caudal es
controlado mediante la potencia de la bomba y la apertura de la
vlvula. Con esta combinacin se puede graduar el nivel de agua de
los tanques.Habitualmente el sistema de lastre y achique est
controlado desde un cuadro central situado en uno de los costados
del dique. Desde esta sala de control se pueden activar las
vlvulas, bombas y regular el nivel de lastre.El agua es introducida
en los tanques de lastre, hundiendo el dique hasta el calado
deseado y superior al del buque a varar. Seguidamente el buque es
remolcado hacia el interior del dique por alguno de los frentes.
Posteriormente, el agua es evacuada de los tanques de lastre
mediante las bombas de achique. El dique sufre un empuje capaz de
elevar su peso primero y despus el conjunto dique-buque. La
operacin concluye en el momento en que la cubierta de la pontona
est por encima de la lnea de flotacin, quedando fijado el buque al
dique por efecto de su peso sobre los picaderos.Todos los diques
flotantes deben tener indicadores o sensores de nivel que sean
capaces de informar del nivel de agua de lastre y del calado del
dique en seis regiones del dique: a proa, al medio y a popa en
ambos lados de estribor i babor. Sin una sala de control es muy
difcil saber si ocurre alguna incidencia, como una vlvula
defectuosa o una bomba clavada. Adems, sin el seguimiento del
proceso de lastre puede ocurrir alguna catstrofe. La flexin
longitudinal del costado es un indicador directo del esfuerzo
longitudinal que sufre el costado.La capacidad de un dique flotante
est limitada por su flotabilidad, su estabilidad y la resistencia
de su estructura. Generalmente la flotabilidad ser condicin lmite
porque la estabilidad y la resistencia sern calculadas a partir de
ella, aunque haya alguna excepcin.
MATERIALES
A lo largo de la historia los diques flotantes han sido
construidos de madera, hierro, acero y hormign.La madera fue muy
utilizada desde los aos cercanos a 1800 hasta la Segunda Guerra
Mundial. Con el tiempo, la madera de los costados del dique se
deterior mientras que la madera de la pontona mantuvo sus
propiedades gracias al agua salina. Los propietarios de los diques
optaron por eliminar los costados de madera y sustituirlos por
costados continuos de acero. Por lo tanto los diques pasaban a ser
del tipo Rennie y as alargaban su vida. An resta algn dique de
madera en funcionamiento.Tras la Segunda Guerra Mundial la madera
fue remplazada por el acero como material de construccin de diques.
En la actualidad la mayora de diques flotantes son construidos de
acero.El hormign tambin ha sido utilizado en la construccin de
diques pero su principal inconveniente es su peso. Debido a esto,
la pontona tiene que aumentar su calado para levantar la misma
carga, se gasta ms energa para achicar un volumen de agua superior
y aumentan los costes de produccin, por lo que no es rentable.
ESTABILIDADA diferencia de otros medios de varada, los diques
flotantes no solamente tienen en cuenta las dimensiones y la
resistencia para varar un buque, sino que tambin deben de ser
estables en las operaciones de varar y poner a flote.Para asegurar
la estabilidad, la combinacin dique-buque debe mantener un mnimo de
GM a lo largo de la evolucin, dnde GM es la altura metacntrica y
medida de la estabilidad. Este mnimo GM vara segn el tamao del
dique flotante i del buque a varar.Con una altura metacntrica
positiva el conjunto dique-buque ser estable y el GM mnimo es
necesario para mantener la estabilidad en caso que aparezcan
factores desconocidos. Habitualmente la estabilidad es estudiada en
cinco fases de operacin.- Dique flotante completamente sumergido-
Conjunto dique-buque parcialmente sumergido- Conjunto dique-buque
con la lnea de flotacin en la parte superior de los picaderos.-
Conjunto dique-buque con la lnea de flotacin justo por encima de la
cubierta de la pontona- Conjunto dique-buque en su estado de
reparacin.
ESTABILIDADLa estabilidad de un dique flotante es funcin de la
superficie de agua cortada por el propio dique. En la fase ms
crtica solamente los costados intersectan con la superficie del
agua y son los nicos que aportan la fuerza de equilibrio. Cuanto ms
separados estn los costados mayor estabilidad tendr el dique. La
siguiente ecuacin calcula la altura metacntrica:
Variables de la estabilidad transversal
Donde: KB = altura del centro de flotacin del volumen sumergido
del dique tomada desde la quilla del dique flotante. BM = altura
del metacentro transversal tomada desde el centro de flotacin. KG =
altura del centro de gravedad del conjunto dique-buque tomada desde
la quilla del dique flotante.
Ventajas del dique flotante
- No requiere espacios valiosos o de primera lnea en puertos o
muelles. - Puede ser construido en astilleros econmicos y
posteriormente ser remolcado a la situacin deseada; se reducen
costes de construccin. - Puede ser vendido en todo el mundo. - Los
buques pueden ser transferidos hasta el muelle con relativa
facilidad. - El dique puede adoptar asientos o escoras deseados
para facilitar la entrada del buque y as reducir las cargas de
impacto y eliminar los problemas de estabilidad. - Los diques son
capaces de operar con buques de esloras superiores a la suya. - El
dique puede desplazarse para facilitar las maniobras de dragado. -
El dique puede aumentar su eslora con relativa facilidad.
Desventajas del dique flotante
-Los diques flotantes requieren un gran mantenimiento en bombas,
vlvulas y estructuras de acero. - La circulacin de personal o
material se limita a las pasarelas y/o gras. - Las grandes
variaciones de mareas pueden complicar las operaciones de
Servicio.
Factores a tomar en cuenta para la ubicacin de un dique:
1. Debe encontrarse cerca de las grandes rutas de navegacin para
que los buques no pierdan mucho tiempo en llegar al astillero.
Suelen entrar a reparar en el viaje de vuelta, cuando el buque se
encuentra en lastre. 2. Prximo a una actividad martima intensa. 3.
Al abrigo de inclemencias del tiempo, proporcionando seguridad a
las instalaciones y buques incluso en temporales. 4. En lugares con
un calado adecuado para los buques a los que va destinado. En caso
contrario se debera dragar continuamente y aumentara
considerablemente el coste de mantenimiento. 5. En un lugar donde
el suministro de materiales y mano de obra sea rpido. Por lo tanto
conviene que sean zona con buena comunicacin y de gran desarrollo
industrial. 6. Zona climatolgicamente adecuada y favorable a
actividades como son la soldadura, chorreado, pintura etc. que
exigen ciertas condiciones de humedad.
Puerto escogido
Terminal Internacional de Manzanillo- puerto Cristbal
Caractersticas del rea de Manzanillo - Puerto Cristbal
ClimaEl clima que impera en la regin es tropical lluvioso; se
considera que la temporada de lluvias corresponde a los meses de
junio a octubre; siendo septiembre el mes ms lluvioso debido a los
frecuentes ciclones durante este mes (Rzendowski, 1978). Como
resultado de los procesos climticos, el nmero de das despejados es
en promedio de 137 al ao, y el promedio de das nublados de 116 segn
los reportes meteorolgicos del Instituto Oceanogrfico de
Manzanillo. El promedio anual de humedad relativa es del 75%,
siendo el mes de septiembre, el que alcanza mayor humedad, con un
promedio de 82%corresponde a un clima tropical clido subhmedo, el
ms seco de los subhmedos por presentar una precipitacin en el mes
ms seco menor de 60 mm, correspondiendo en promedio a cinco
milmetros para el caso de Manzanillo.
Mareas.En el Puerto de Manzanillo la marea es clasificada como
mixta semidiurna, en el puerto interior encuentra un maregrafo del
Centro de Investigacin Cientfica y EDUCACION Superior de Ensenada
(CICESE) el cual registra observaciones peridicas cada minuto.
Adems est instalado un maregrafo de SEMAR en el muelle que se
localiza en frente de las instalaciones de RN-6 Polgono centro que
registra observaciones cada 6 minutos y un segundo sensor que
registra cada minuto.
METEOROLOGACondiciones Meteorolgicas (local o regional).1.
Durante la temporada de verano por los fenmenos tropicales tormenta
tropical- huracanes desde la categora 1-5.2. Durante la temporada
de invierno, el proceso de calentamiento diurno y nocturno en las
zonas costera por el efecto de brisa marina y brisa terral dando a
la presencia de la bruma.
VARADA DE BUQUES
La operacin de varada es voluntaria y premeditada, por lo que se
debe calcular detalladamente y controlar en el momento de
entrada.Tal y como ya se ha explicado, el buque descansa sobre la
cama de varada que est formada por un conjunto de picaderos, unos
situados en la quilla y otros en la zona de pantoque.El buque no
debe entrar al dique cargado aunque su mximo desplazamiento sea
inferior a la fuerza ascensional del dique ya que al tocar con los
picaderos se podran formar abolladuras en las planchas del buque o
sobre los picaderos. Por lo tanto, el buque debe entrar con un
calado medio. Por otro lado, el buque debe entrar con un asiento
apopante a razn de 2 a 4 pies por cada 100 metros de eslora del
barco. De esta manera, el primer contacto de produce en el codaste
cuando el dique comienza a emerger. El asiento de entrada del buque
debe estudiarse minuciosamente ya que si entra con poco asiento
toca rpidamente con la cama de picaderos y puede quedar mal
centrado por el poco tiempo del que se dispone. En caso contrario,
si el buque entra con demasiado asiento pueden producirse tensiones
excesivas en el codaste y provocar deformaciones.Al ir ascendiendo
el dique la reaccin en el codaste va aumentando hasta apoyar toda
la quilla, es el momento de mnima estabilidad.Los planos que debe
poner el capitn del buque a disposicin del jefe del dique son:
Plano de formas: Va a servir para situar los picaderos laterales,
es decir, los picaderos situados en la zona de pantoque del buque
que proporcionan estabilidad e impiden que el barco vuelque. Para
encontrar el lugar ptimo de ubicacin de estos picaderos se divide
la manga del buque en 3 partes y se colocan los picaderos en los
puntos c y d.
Plano de las curvas hidrostticas: A travs de este plano se
deducirn los datos precisos para situar el buque de tal modo que,
una vez situado el buque en los picaderos, la vertical del centro
de carena del dique coincida con la vertical del centro de gravedad
del barco.
El perfil de buque a varar es el siguiente: Eslora (L)= 120 m
Manga (B)= 19 m Calado (D)= 5 m Desplazamiento =7.000 toneladas
ALCANCE
Tipo de embarcacin Portacontenedores Carga general Buques
tanqueros
Tipo de reparacin Reparaciones de casco Mantenimiento de la
maquina principal Reparacin de los elementos de propulsin Reparacin
del motor Tornera Electricidad Mantenimiento, reparacin de los
sistemas auxiliares Mantenimiento dela pintura
DIMENSIONAMIENTOEl dique flotante parece un cajn flotando en el
agua. Para asegurarse que es flotante, su geometra debe cumplir con
la ley de Arqumedes, es decir, desplazar el volumen de agua
suficiente para que el empuje contrarreste el propio peso del
dique. Las dimensiones principales de un dique son las siguientes
:
DIMENSIONES PRINCIPALES DE UN DIQUE FLOTANTE
Md: Manga del dique, distancia mxima entre la cara exterior de
las planchas de los costados. Mc: Manga de los costados. Distancia
entre la cara exterior de las planchas de un costado. Mi: Manga
interior. Distancia entre los costados del dique. e: Espacio mnimo
entre el buque y el costado del dique. hp: Altura de la pontona.
hc: Altura de los costados. p: Altura de los picaderos. f:
Francobordo mnimo.
Cd: Calado del dique sin el buque. Cm: Calado mximo en el
momento de inmersin del dique para la entrada del buque.
VARIABLES QUE SE DEBEN ESTIMAR
EMPUJE Y PESO DEL DIQUE VACOUna vez estimadas las dimensiones
principales del dique se puede calcular, mediante el teorema de
Arqumedes, el peso del dique cuando se encuentra sin buque y sin
agua en sus tanques. Este peso ser el mismo valor que el empuje que
sufrir el dique, para mantener el equilibrio de fuerzas verticales.
Estas 5166 toneladas son la suma del peso estructural del dique y
toda la maquinaria instalada en el dique, por ejemplo, gras,
bombas, molinetes, tuberas etc. Por lo tanto, se debe comprobar que
una vez diseado el dique no supere este peso ya que si no la fuerza
ascensional ser inferior a la deseada.
PODER ASCENSIONAL DEL DIQUE
El francobordo mnimo cuando el buque se encuentra sobre el dique
preparado para trabajar en l, segn la sociedad de clasificacin ABS,
no debe ser inferior a 300mm, por lo tanto se ha estimado un
francobordo de 300mm.
TIPO DE DIQUE ESCOGIDO PARA CONSTRUIR
Se ha escogido un dique tipo Rennie, tipos de dique estn
construidos con la pontona seccionada y esto permite que el dique
sea autocarenable. Las secciones de la pontona se unen con los
costados por medios de unos pernos, por lo tanto, en caso de avera
de alguna seccin, se extrae la seccin y se repara sobre el mismo
dique. En caso contrario, la reparacin debera hacerse en otro medio
de varada y con la necesidad de transportar todo el dique.
SECCIN TRANSVERSAL CRTICA
Todas las secciones son iguales en dimensiones y estructura.
Esta caracterstica simplifica mucho el estudio estructural de la
pontona ya que es suficiente estudiando una de ellas, la seccin ms
crtica. Como ya se sabe, la mayor carga a la que est sometido un
dique flotante es a la carga del buque y los pesos del buque no son
uniformes a lo largo de su eslora. De este modo, la seccin crtica
depende de la distribucin de pesos de los buques que van a varar.
Cada tipo de buque tiene una distribucin distinta en funcin de la
ubicacin de las mquinas y otros elementos. Conociendo las
dimensiones, el desplazamiento y el tipo de buques a varar en el
dique se puede obtener la curva de distribucin de pesos de un buque
modelo. Para estudiar la curva de distribucin del buque modelo se
utilizar el mtodo de los trapecios. La curva resultante de la
distribucin de pesos por medio de los trapecios Dado que la
longitud de cada seccin de pontona es de 15 metros, se han
calculado todos los tramos comprendidos en este rango para
determinar cul es el que tiene que soportar ms peso. Es decir, se
calcula el rea comprendida entre los 0 y 15 metros de eslora, entre
el 1 y 16, 2 y 17 y as sucesivamente hasta el ltimo tramo que
comprende los 105 y 120 metros. El rea del trapecio se calcula
mediante la frmula:
ELEMENTOS QUE SE ALOJAN
Para poder realizar un estudio exhaustivo de la estructura se
debe especificar los elementos de los que consta el dique. El buque
no descansa directamente sobre la pontona sino que consta de unos
elementos de enlace sobre los cuales se apoya el buque. Este
elemento se llama picadero y todo el conjunto forma la cama de
varada. Debido a la importancia que tienen estos elementos se va a
realizar el estudio estructural de un picadero y la distribucin de
todo el conjunto sobre el dique. El dique est formado por un
conjunto de secciones que componen la pontona y por los costados.
Sobre cada costado se dispone de una gra de 60 toneladas de
peso.Cada gra es capaz de levantar 8 toneladas a una altura de 14
metros y 4 toneladas a 24 metros.
El interior de los costados del dique est formado por espacio
para lastre y por una zona intermedia entre los tanques de lastre y
la cubierta. En este espacio va montado el conjunto de la
maquinaria y sus elementos correspondientes como pueden ser
bancadas de motores, vlvulas, cuadros elctricos, piezas de
repuesto, etc. Adems, tambin hay unas zonas destinadas a almacenar
los paoles.
Encima del costado de estribor hay una pequea caseta, dentro de
la cual se encuentra la sala de control. En ella, hay todos los
equipos y aparatos electrnicos necesarios para el gobierno y
control de todos los servicios y sistemas del dique flotante.
PICADEROS DEL DIQUE
Los picaderos, como ya se ha dicho anteriormente, son un
elemento muy importante en los diques ya que son los encargados de
recibir el peso del buque y distribuirlo en la pontona. Por lo
tanto, se inicia el estudio estructural por estos elementos para
poder conocer el peso que suponen en la pontona. La cama de varada
est formada por tres filas de picaderos, una fila central sobre la
cual se apoya la quilla del buque y dos filas situadas en la lnea
de pantoque que proporcionan la estabilidad del buque. Si la cama
de varada fuese completamente rgida, se produciran fuertes
concentraciones de reaccin bajo los elementos resistentes del
casco: especialmente durante el proceso de giro o pivotamiento del
buque sobre uno de los apoyos extremos (generalmente el de popa)
cuando el nivel de agua en el interior del dique alcanza un valor
adecuado para que se equilibren los momentos del peso y del empuje
respecto al centro de dicho apoyo. Por ello, a fin de suavizar la
distribucin de presiones sobre los picaderos que constituyen la
cama de varada en un dique, los apoyos se disponen con una cierta
elasticidad. Esto se consigue colocando un material apropiado en su
parte superior, de manera que dicho elemento elstico quede
interpuesto entre la base rgida del picadero y el fondo del buque
Base rgida: esta parte no entra en contacto con el buque. Puede ser
fija o regulable. Los materiales utilizados suelen ser acero u
hormign. Parte elstica: es la parte que se encuentra en contacto
con el buque. Los materiales utilizados suelen ser madera o caucho.
La resistencia global de la estructura del buque no se pone en
riesgo durante la varada ya que son operaciones ms bien estticas y
muy controladas. Adems esta operacin se lleva a cabo en zonas con
ausencia de olas y el buque se encuentra soportado por una gran
parte de su eslora, zona en contacto con los picaderos. A pesar de
que el buque quede soportado por muchos picaderos, estos deben
estar bien situados, bajo elementos rgidos del fondo del buque. En
caso contrario se podran producir deformaciones locales en la
estructura local de fondo. En los astilleros de reparaciones, la
cama de varada se disea con el fin de tener que realizar las mnimas
modificaciones de los picaderos, es decir, que puedan varar muchos
buques con la misma disposicin de picaderos. No obstante, antes de
la entrada de cada buque se evita al mximo que la zona en contacto
con el buque pueda coincidir con tapones del fondo u otras zonas de
acceso situadas en el fondo. En definitiva, la cama de varada debe
ser estndar y funcionar para la mayora de casos de varada. Todo y
eso, existen algunos casos en los que se ve la necesidad de
adaptarla al buque en particular: El buque a varar tiene
concentracin de pesos en alguno de los extremos. Se teme que se
produzcan pequeas deformaciones en la estructura de fondo del
buque. La zona a reparar del buque coincide con el rea de apoyo en
el dique. En este proyecto se ha diseado la cama de varada (Plano
3) considerando que las dimensiones del buque a varar son las
extremas, es decir, que tiene una eslora de 120 m, una manga de 22
m y un desplazamiento de 7.000 toneladas.
GEOMETRIA DE LOS PICADEROSLos picaderos que componen la cama de
varada pueden ser de distintas geometras. Habitualmente los
picaderos se distribuyen en 3 hileras a lo largo de la eslora del
dique. Los picaderos de la hilera central tienen una geometra
bastante fija, mientras que los picaderos laterales suelen disponer
de una geometra basculante para adaptarse a las formas del
buque.Una de las geometras utilizadas en los picaderos laterales es
la que se muestra en la Imagen 23.Consta de dos elementos
deslizantes que permiten adaptar la altura del picadero. No
obstante, este tipo de geometra se ha desestimado porque las cuas
son de hormign y se montan en los diques secos. Adems, el dique
flotante que se visit, Andaluca, dispona de la misma geometra en
todos los picaderos y se decidi disearlos de esta forma.
CARGAS APLICADASTeniendo en cuenta que la geometra es la misma
para todos los picaderos, se estudia un picadero de la hilera
central ya que stos son los que reciben ms peso del buque.Para
calcular la fuerza que ejerce el buque sobre un picadero central se
deben conocer los siguientes datos:Se estima que la hilera central
de picaderos soporta del peso total del buque y, por consiguiente,
cada hilera de la zona de pantoque soporta tambin del peso. Esta
estimacin es aceptable ya que se trabaja con buques mercantes, los
cules se caracterizan por tener el casco en forma de U.La ecuacin
que se va a utilizar para calcular el peso que ejerce un buque a
una hilera de picaderos es la siguiente
MATERIALESTradicionalmente el elemento ms utilizado como parte
elstica de los picaderos era la madera ya que la otra alternativa,
el caucho, no se consideraba un material adecuado por varias
razones: debido a las fuertes presiones que se ejercan sobre estos
elementos, la agresividad ambiente de un dique causada por agentes
disolventes, pinturas etc. y el mayor coste. Con el paso del
tiempo, se solucionaron estos problemas y el caucho pas a ser una
buena opcin como elemento elstico.En muchos astilleros de
reparaciones se emplean maderas duras como Ukola u Okume dispuestas
al hilo, es decir, con las fibras horizontales. El problema de
estas espes es que no se encuentran fcilmente en nuestra regin. Por
lo tanto, se utiliza Iroko o Elondo.En este proyecto se ha decidido
utilizar los picaderos cuya parte elstica sea madera por la
siguiente razn:Como ya se ha explicado, a veces, no se puede evitar
que la superficie de los picaderos en contacto con el buque cubra
elementos del fondo, como pueden ser tapones. Cuando esto ocurre
con picaderos construidos con madera, se hace un orificio en sta y
se soluciona el problema.Existe otra alternativa para evitar este
problema y poder utilizar caucho. Se trata de un bloque de caucho
cuyo interior esta relleno de arena. Este bloque dispone de un
orificio que permite, en caso necesario, destaparlo y vaciar la
arena, disminuyendo as la altura y dejando libre el tapn del buque.
Este mtodo tambin es efectivo pero se ha descartado por el mayor
coste que supone.Finalmente se ha escogido madera pino amarillo del
Sur, dispuesta al hilo. Esta madera procede del sureste de Estados
Unidos. Se puede decir que es una madera relativamente dura ya que
tiene una buena resistencia a los golpes y abolladuras. Estas
propiedades son debidas al tratamiento de secado realizado en
hornos, hecho que incrementa sus propiedades mecnicas. Sus
especificaciones tcnicas son las siguientes:Denominacin cientfica:
Pinus taeda LDescripcin de la maderaAlbura: Blanco
amarillentaDuramen: Marrn rojizoFibra: DerechaGrano: Medio
ESTUDIO DEL DIQUE FLOTANTE EN 3D
Para conocer si un buque puede ser varado en un dique flotante
se deben comprobar varios aspectos fundamentales:1. Las dimensiones
del buque respecto las del dique, es decir que permita la entrada
del buque.2. La capacidad de ascensin del dique debe ser igual o
superior al desplazamiento del buque en el momento de varada.3. La
resistencia de la estructura del dique debe soportar los esfuerzos
del buque.Por lo tanto, para realizar el diseo del dique se partir
de la condicin crtica a la que es sometido el dique; el momento que
se encuentra el buque sobre la cama de varada y puesto en seco,
preparado para realizar las reparaciones necesarias. A partir de
esta condicin, se disea toda la estructura optimizndola al mximo.No
obstante, una vez diseado, se deber corroborar que el dique soporte
las presiones hidrostticas a las que se encuentra sometido con su
mximo calado.El modelo de clculo que se va a utilizar es el modelo
de barras y lminas en 3D. A pesar de haber podido estudiar una
seccin en 2D y que permitiera una rpida modificacin de los
perfiles, se ha preferido aumentar la complejidad del clculo para
aproximarse ms a la realidad ya que para poder analizar los clculos
en 2D requera aplicar unas restricciones que distorsionaban los
resultados.El estudio estructural del dique se va a centrar en el
diseo de una seccin de 15m, formada por la pontona y el costado. Se
estudiar el costado y la pontona como si formasen un dique del tipo
Sectional Dock para poder hacer el clculo del modelo conjunto y no
tener que dividir el problema en 2 partes. Dado que el dique es
simtrico respecto el eje de cruja se puede simplificar el problema
al estudio de media seccin aplicando una serie de
restricciones.
CARGAS APLICADASEn este primer estudio la carga primordial es la
del buque. Ya que el estudio se realiza para varar un buque con el
mismo desplazamiento que la fuerza ascensional del dique se
considera que los tanques de agua estn vacos. Esto no es totalmente
cierto, ya que siempre queda agua residual en los tanques, no
obstante la carga se considera insignificante y se puede
despreciar.Tambin se tienen que tener en cuenta las cargas de las
gras que pueda haber, del peso de la misma estructura y de las
presiones hidrostticas. A todas las cargas se les aplicar un factor
de seguridad de 1,5 que viene determinado por la sociedad de
clasificacin ABS.
PESO DEL BUQUEEl peso en la seccin crtica es de 1530,6
toneladas. Por lo tanto la fuerza que ejerce en toda la seccin
ser:
Esta fuerza se distribuye sobre las 3 hileras de picaderos. Cada
hilera est formada por 8 picaderos con una separacin longitudinal
de 0.9 m. La separacin entre cada hilera es de 4 metros,
coincidiendo con los mamparos. Cada picadero se apoya en dos
cuadernas del dique.La carga se aplicar como una carga repartida
aplicada conociendo que las dimensiones del picadero son de
1.465x1m.
PRESIN HIDROSTTICA EN EL FONDOEl calado del dique cuando se
encuentra el buque varado es de 4,0 m. Por lo tanto el fondo del
dique est sometido a una presin hidrosttica:
Presin Hidrosttica
PRESIN HIDROSTTICA EN EL COSTADOLa presin hidrosttica acta
perpendicularmente a la superficie del slido, que en este caso es
el costado exterior del dique. Por lo tanto las presiones se
aplicarn en el eje X.El calado del dique sigue siendo de 4m y la
distribucin de las presiones es triangular, es decir, la presin a
4metros ser 0 Pa y la presin en el extremo inferior ser igual a la
presin del fondo, 37204,425 Pa.
PRESIN BOMBA CENTRFUGAOtra carga interna a tener en cuenta es la
bomba centrfuga de achique junto a su colector principal. Como se
explicar en el apartado de servicios, se dispone de un colector
principal que discurre por la parte ms inferior del costado y que
ocupa casi toda la seccin de 15 metros. A un extremo de este
conducto, va instalada la bomba centrfuga.Teniendo en cuenta el
tipo de bomba y el dimensionamiento del colector principal se puede
aproximar su peso, y por tanto, conocer la presin que ejerce sobre
los refuerzos de fondo. El conjunto bomba-colector puede llegar a
pesar 1 tonelada y se aplica sobre una superficie de 1,5 metros por
los 15 metros de seccin del dique.
PESO PROPIO DE LA ESTRUCTURAPor ltimo, se debe considerar el
peso propio de todos los refuerzos y planchas.
CLCULO DEL DIQUE SUMERGIDOLa hiptesis de la situacin ms crtica
del dique, estructuralmente, era en la posicin de servicio, es
decir, con el buque varado.Una vez calculada la estructura para se
caso, es fundamental analizar la misma estructura cuando se
encuentra sumergida. Tericamente, si la hiptesis fuera correcta, la
estructura debera resistir a la presin hidrosttica. Para calcular
las presiones del agua sobre la estructura se tienen en cuenta dos
aspectos:- La presin es perpendicular sobre la superficie.-PhLa
distribucin de fuerzas aplicadas
Como se observa en la imagen, el agua de lastre hace presin
hacia el exterior y el agua de mar hacia el interior de la
estructura, por lo tanto, las fuerzas resultantes se pueden
simplificar restando las presiones de sentido contrario.
SERVICIOS Y SISTEMAS DEL DIQUESERVICIOSLos diques flotantes
necesitan para tener en todo momento de una estabilidad y asiento
adecuado; de unos tanques repartidos por su pontona y costados en
sentido longitudinal y transversal. Estos tanques que van
duplicados a babor y estribor y son estancos al agua de mar se
llaman tanques de lastre. Adems de disponer de tanques para el
agua, se necesitan bombas, vlvulas, grifos, pianos de vlvulas, red
de tuberas, etc. que constituyen los servicios y equipos de un
dique. A continuacin se estudiarn los distintos servicios con
independencia para despus coordinarlos entre ellos.
MATERIALES DE LAS TUBERASLos materiales usados en las tuberas de
agua dulce son de acero y acero galvanizado. En los de agua salada
se usaba el acero, pero modernamente se usan las aleaciones de
latn-aluminio y las de cobre-nquel.
UNIONES DE TUBERASLas uniones de los tramos se hacen mediante
bridas, que para su estanqueidad irn dotadas de frisa de goma u
otro material conveniente. Las bridas se unen entre si por varios
pernos roscados. A veces se necesita independizar un tramo de
tubera, y se hace mediante una brida ciega, con lo que el lquido no
puede pasar a travs de ella una vez puesta.
PRUEBAS DE TUBERASSe har con 1,5 veces su presin de clculo. Las
tuberas de achique y lastre se probarn con la presin mxima de
servicio.
PROTECCIN DE LAS TUBERASEn las tuberas del servicio de agua
salada de acero galvanizado, la velocidad de circulacin no ser
superior a 3 m/s y las de cobre a 2m/s. El trazado y tendido de las
tuberas se hace de forma que no haya cambios bruscos en la seccin
ni haya estancamientos. La superficie interior de las tuberas es
muy lisa, para evitar prdidas de carga, especialmente en las
juntas. VLVULAS Y GRIFOSIrn colocados en lugares visibles y
accesibles para su maniobra, control y observacin. Las vlvulas y
grifos se cierran mediante volantes u otro sistema, rotando en el
sentido de las agujas del reloj. Tanto el circuito como las vlvulas
llevarn rtulos que indiquen los aparatos y circuitos al que
pertenecen.
TOMAS DE MARVan fijadas directamente al forro, tanto para
aspiracin como para descarga. Esas fijaciones se hacen sobre cajas
de acero adosadas al forro. Las tomas de mar llevan rejillas de
aspiracin. El rea de paso a travs de ella no ser inferior al doble
de la seccin total de todos los tubos de aspiracin conectados a
dicha toma de mar. Los tornillos de fijacin llevarn dispositivos de
frenado y anticorrosin.
AGUA DULCEEl servicio de agua dulce es muy importante en un
dique flotante. Por un lado da servicio al buque que se est
reparando y por otro lado ayuda al funcionamiento y mantenimiento
del propio dique. El circuito de agua dulce es identificado con el
color verde.
SERVICIO AL DIQUEEl agua dulce que llega al dique proviene de la
red de distribucin de agua sanitaria del puerto. Por lo tanto en el
circuito de agua dulce habr la presin de agua que haya en la red.El
elemento crtico de la instalacin de agua dulce es la conexin de
tierra al dique. Esta unin debe permitir el movimiento vertical,
transversal y longitudinal para permitir el desplazamiento del
dique flotante en sus condiciones de operacin.La tubera de agua
dulce llega al muelle del astillero y mediante un tramo vertical se
sumerge en el agua. Al finalizar el tramo de tubera rgida hay una
unin con una tubera flexible, que termina a la conexin que hay en
la pontona del dique.
Una vez el dique est conectado a puerto, el circuito de agua
dulce se dispone de forma anular, de tal manera que de una tubera
salen bifurcaciones que dan servicio al resto de secciones del
dique y a los dos costados. La comunicacin de un costado con el
otro se hace mediante tramos de tubera que pasan por el espaciado
entre las secciones de las pontonas. Por motivos de seguridad y
mantenimiento, se hacen 3 comunicaciones entre los costados.Es
importante disear el entrelazado de tuberas con varias vlvulas de
tal forma que faciliten la fabricacin y reparacin de las tuberas.
Adems, deben de disponerse de tal forma que permitan el cierre o
paso del agua a las zonas deseadas.Otro punto a tener en cuenta son
las tomas de agua dulce que darn servicio al dique. Tiene que haber
tomas de agua en los costados para dar servicio a las distintas
secciones de pontona y tambin tiene que haber conexiones en la
parte superior interior de los costados. El servicio que
proporciona el agua dulce al dique es el de baldeo o limpieza de
elementos o piezas que deban ser protegidos de la corrosin que les
pueda causar el agua de mar.
SERVICIO AL BUQUEEl agua dulce da servicio a otro gran
consumidor, el buque. Gracias a las 2 bocas de agua dulce que hay
por cada seccin de pontona y mediante mangueras se puede abastecer
los distintos consumidores y espacios del buque. Los espacios y
elementos que se alimentan de agua dulce son:- Tanques de agua
dulce.- Tanques de aprovisionamiento de agua de alimentacin.-
Tanques de presin para separadoras.- Tanques de expansin para
refrigeracin de motores, chumaceras, etc.- Puntos de consumo del
buque.- Servicio de refrigeracin de los distintos elementos.-
Servicio agua fra dulce sanitaria.- Servicio de vapor.As pues, el
buque puede realizar maniobras y operaciones con el agua dulce al
mismo tiempo que tiene parada toda la planta.
AGUA SALADAEn el conjunto dique-buque hay numerosos servicios
alimentados por agua salada que estn interconectados entre s. A
continuacin se proceder a una minuciosa descripcin de ellos.
CIRCUITO AGUA SALADAEl inicio del circuito empieza en un par de
tuberas situadas por debajo de la superficie del agua. Estos
conductos son rgidos y se dirigen a un recinto del muelle dnde hay
la instalacin de bombas con sus elementos de medicin y su cuadro
elctrico.Hay 2 bombas de presin y 2 bombas de caudal.Siempre tiene
que haber una bomba de respeto de cada tipo por normativa en caso
de hubiera imprevistos en alguna de las bombas. Gracias al cuadro
elctrico se puede accionar todas las bombas de forma independiente
y combinarlas para casos puntuales. En rgimen normal de trabajo las
bombas mantienen el sistema de agua presurizado a 10 kg/cm.Despus
de las bombas hay las tuberas de descarga que se identifican con el
color rojo. Estas tuberas conectan con el dique de la misma forma
que lo hacen los conductos de agua dulce, es decir, mediante
conexiones flexibles que permitan el movimiento.Una vez el circuito
ha llegado al dique flotante, tiene que hacerse un diseo de tuberas
que permita abastecer de agua salada el interior de los costados y
todos los espacios de las distintas secciones de pontona. Para ello
se disponen de las tomas de agua salada cada 15 metros en la parte
inferior y superior de los costados. En el Plano 4 se aprecia su
disposicin.
SERVICIOS CONTRAINCENDIOSActualmente se le presta al
contraincendio una gran atencin, y sus instalaciones as como su
mantenimiento son vitales para la seguridad del conjunto
dique-buque.El Convenio de la Seguridad de la Vida Humana en el Mar
(SEVIMAR) y Safety of Life At Sea (SOLAS) ponen al da estas
instalaciones. Los Reglamentos de las Sociedades de Clasificacin,
igualmente aumentan sus exigencias, de acuerdo con las
recomendaciones de la IMCO (Intergubernamental Maritime Consultive
Organization), que peridicamente expiden normas y consejos.Existen
variados procedimientos para sofocar los incendios, teniendo en
cuenta el lugar donde se produce y el tipo del mismo; pero lo comn
en su efectividad es la prontitud de actuar sobre los mismos. Para
que un incendio tenga lugar y posteriormente se desarrolle, se
tienen que unir imprescindiblemente tres elementos que son:a) El
Combustible. b) El Oxgeno.c) La Temperatura o fuente de
ignicin.
Si se representan los elementos por lados de una figura, no habr
fuego, como no habr tringulo, hasta que no se unan los tres lados o
los tres elementos, por eso se le llama el tringulo del fuego.
Igual que separando un lado cualquiera ya no hay tringulo, si se
elimina un elemento tampoco hay fuego.En general el mtodo de
extincin est dirigido contra los tres lados o elementos que
representan el llamado tringulo de fuego. Uno de ellos, el
combustible no es posible eliminarlo aunque si disminuirlo (usando
materiales ignfugos). Debido a esto, la extincin hay que efectuarla
eliminando los otros dos, mediante los siguientes mtodos:-
Enfriamiento (elimina la temperatura de ignicin).- Sofocacin
(elimina el oxgeno).El enfriamiento usa agua como elemento bsico y
la sofocacin usa otros elementos como el CO2, vapor de agua, gases
inertes, espuma, polvo seco y arena. En el caso del dique flotante
es preferible utilizar el mtodo de enfriamiento debido a la
abundancia de agua que puede ser usada de las siguientes formas:a)
Por inundacin.b) Chorro con manguera.c) Niebla de alta velocidad.
Un repartidor metlico en la boca de la manguera, que segn la
posicin produce chorro o agua pulverizada, conocida como niebla de
alta velocidad.d) Niebla de baja velocidad. Consiste en lluvia de
agua por medio de rociadores o lanzaderas.La presin exigida en los
circuitos de agua es como mnimo de 7 Kg/cm2 para obtener estas
nieblas. A veces se necesita agua dulce en el circuito de
contraincendios para producir niebla espuma (mezcla de agua y
lquido espumgeno). El mtodo escogido y que ms se ajusta a las
caractersticas y facultades del dique es el enfriamiento por
inundacin.Una vez el buque est varado en el dique, tambin se
dispone del mtodo por sofocacin ya que los buques montan estos
sistemas en su servicio contraincendios. Por lo tanto, si hubiera
un incendio en el dique se podra actuar con varios sistemas.
BALDEOOtra funcin que se le puede dar al circuito de agua salada
es el de baldeo. Mediante mangueras y lanzaderas conectadas a las
bocas de descarga del circuito, se puede hacer la limpieza de
cadenas, anclas, picaderos y otros. Las operaciones de baldeo
ayudan considerablemente al mantenimiento de los elementos
alargando su vida til.Normalmente la presin en la tubera de
contraincendio durante la operacin de baldeo, es de 2 a 3 Kg/cm2,
pero se puede elevar en caso necesario.
ACHIQUE DE SENTINASEste servicio est perfectamente reglamentado
por el SOLAS y en Espaa por las normas de aplicacin de SEVIMAR.
Aunque el Reglamento est referido a buques, se puede extrapolar
algunos trminos a los diques flotantes.El dique flotante que se est
estudiando no dispone ni de instalaciones sanitarias, ni de tanques
de fluidos como combustible o aceite, ni de lquidos contaminantes
que no se puedan verter al mar. A pesar de eso, se ha considerado
oportuno disear unos pocetes a lo largo del pasillo interior de los
costados para recolectar algn posible fluido que se vierta. El
mtodo para achicar los fluidos de los pocetes es mediante unos
eyectores.
El eyector es un tramo de tubera con 3 orificios: el de llegada,
el que acta en el pozo y el orificio de descarga. El agua baja a
alta presin por la tubera que conecta con la entrada del eyector.
Una vez el agua a presin pasa por el orificio del pocete genera una
succin al fluido que pueda haber ya que debido a su velocidad
genera una depresin. El fluido de sentinas va siendo aspirado y
mezclado con el circuito de agua que posteriormente se dirige a la
descarga.La tubera de descarga se dirige directamente a la mar si
no hay demasiado porcentaje de contaminantes en el agua, no
obstante si es suficiente contaminante, se dirige a una separadora
de sentinas montada en tierra. Como no hay un circuito
independiente de sentinas, los eyectores aspiran del circuito
principal de agua salada. Estos eyectores montan unas vlvulas que
se pueden accionar manualmente pero habitualmente se accionan desde
la sala de control.Si hubiera algn vertido en otros espacios como
las cubiertas de costado o de la caseta de control, existen unos
imbornales con sus rejillas de filtraje que desaguan al pocete de
sentinas ms prximo hacia donde resbalar el lquido por gravedad.
TANQUES AGUA SALADA DEL BUQUELa llegada de agua al buque es
fundamental para sus operaciones y para su estabilidad y asiento.
Una vez el buque est varado en el dique flotante no dispone de
medios propios para abastecerse de agua. Gracias a las conexiones
con el sistema de agua salada del dique se puede introducir este
fluido en el buque.
AIRE COMPRIMIDOEl aire comprimido se refiere a una tecnologa o
aplicacin tcnica que hace uso de aire que ha sido sometido a presin
por medio de un compresor. En la mayora de aplicaciones, el aire no
slo se comprime sino que tambin se deshumifica y se filtra. El uso
del aire comprimido es muy comn en la industria, su uso tiene la
ventaja sobre los sistemas hidrulicos de ser ms rpido, aunque es
menos preciso en el posicionamiento de los mecanismos y no permite
fuerzas grandes.
ELEMENTOS Y CIRCUITO DEL SERVICIOEn el sistema de aire
comprimido instalado en el dique flotante hay distintos elementos
montados que a continuacin se citarn.Se dispone de un compresor
principal de 75 cv que comprime el aire. Este compresor tiene su
propio recinto dentro del astillero y va acompaado del compresor
secundario, de 55 cv. La funcin del secundario, adems de permitir
seguir comprimiendo aire si el principal fallara, es complementar
el principal. Es decir, si hay casos en los que se requiere un
consumo superior al que puede ofrecer el compresor principal, el
secundario se pone en marcha para ayudar a dar el servicio
deseado.
SERVICIO AL DIQUEMediante los equipos mencionados anteriormente
se da servicio a los distintos consumidores de aire comprimido.
Bsicamente hay dos grupos que se alimentan de este servicio:
equipos de reparacin y equipos de control.Dentro de los equipos de
reparacin hay las pistolas neumticas, que sirven para limpiar,
pintar y cortar. Tambin se utiliza este servicio en los
talleres.Por otra parte, existen todos los equipos de control
accionados neumticamente como son automatismos neumticos y
controladores. Tambin puede haber alguna vlvula accionada con aire
comprimido pero lo habitual es mediante energa elctrica.
SERVICIO AL BUQUEEl buque es alimentado de aire comprimido
gracias a las tuberas flexibles exteriores que lo conectan al
dique. Estas tuberas deben tener el espesor suficiente para
resistir la presin que ejerce el fluido interior.Las funciones,
entre otras, del aire comprimido en el buque son:- Arrancar el
motor principal y los motores auxiliares.- Arrancar el motor
elctrico.- Arrancar el motocompresor, motobomba, etc.- Parar
inercia del motor al cambiar de avante a atrs o inversa en motores
reversibles.- Limpieza.- Talleres.- Tanques hidrforos.- Alarmas.-
Automatismos neumticos y controladores.- Local servomotor.- Escalas
reales- Botes salvavidas.
ELECTRICIDADLa electricidad es otro parmetro indispensable en
cualquier actividad tecnolgica o industrial. La instalacin elctrica
del conjunto astillero-dique-buque, que se estudiar a continuacin
detalladamente, debe cumplir dos condiciones:- Ser una instalacin
segura- Bajo ninguna circunstancia, la carga de los receptores
pueda llegar a superar la energa generada.En cualquier instalacin
elctrica hay tres elementos que la integran:a) Elementos encargados
de generar la energa para que la instalacin sea operativa. Si la
instalacin no es autnoma, los elementos encargados de generar la
energa no estarn presentes.b) Elementos encargados de distribuir la
energa.c) Elementos receptores o consumidores de dicha
energa.Seguidamente se estudiarn los equipos que forman la
instalacin elctrica y los servicios que dan al dique y al
buque.
EQUIPOS Y ESPACIOSEl primer elemento a estudiar son los tanques
de lastre. Los tanques de lastre son los espacios cerrados
destinados a almacenar el agua de lastre. Estos, se distribuyen en
el interior de la pontona y los costados .Como se observa en el
plan del dique flotante, hay un total de 32 tanques de lastre, es
decir, 4 tanques por seccin: 2 tanques centrales, a babor y a
estribor, y 2 tanques laterales. Los tanques centrales se sitan en
la pontona y adyacentes a cruja. En cambio, los tanques laterales
estn compuestos por la pontona y el costado, formando una figura de
L vistos de perfil.Cada tanque es independiente de los dems para
poder controlar correctamente el asiento y la escora del dique. El
tanque lateral tambin est dividido por el mamparo que separa la
pontona del costado, pero a la vez, dispone de una vlvula que
permite su conexin.
MANIOBRA DE LASTRELa operacin de lastre empieza en la toma de
mar que hay en la parte inferior del costado. Esta caja de mar
dispone de un filtro para evitar que slidos puedan entrar en las
tuberas y provoquen daos. A continuacin de la toma de mar se abre
la vlvula de aspiracin, tambin accionada elctricamente.
Una vez abierta, el agua llega al colector principal dnde se
encuentra con las vlvulas de distribucin a los tanques. Dependiendo
de qu vlvulas se abran, se lastraran los tanques correspondientes.
Las tuberas de distribucin cruzan los mamparos de forma estanca
para mantener la estanqueidad de los tanques.La inundacin de los
tanques se realiza por gravedad, es decir, por diferencia de
presin. En el tanque de lastre hay la presin atmosfrica y en la
toma de mar hay la presin atmosfrica ms la presin hidrosttica que
ejerce la columna de agua por encima de la toma de mar.En cada
seccin del dique se instala su propio sistema de lastre y se va
alternando su disposicin a lo largo del dique. Es decir, en la
primera seccin, el colector principal se sita a un costado, y en la
siguiente seccin se monta en el otro costado. Con esta tcnica se
consigue una mejor distribucin de pesos a lo largo de la eslora del
dique.
DESLASTRE/ACHIQUEDeslastrar o achicar consiste en extraer un
fluido de un espacio cerrado. En el caso del dique flotante, el
objetivo es retirar el agua de lastre de los tanques para reducir
el peso del dique y empezar a subir el artefacto flotante.
EQUIPOS Y ESPACIOSEl sistema de deslastre utiliza la misma
instalacin que el sistema de lastre, con la nica diferencia que
incorpora una bomba centrfuga y una vlvula de descarga.La vlvula de
descarga se monta justo despus de la bomba y conduce el fluido
hacia el exterior del dique por una abertura lateral. Esta
electrovlvula tambin permite ser accionada manualmente en casos
puntuales.El colector principal que conecta con las vlvulas de
distribucin a los tanques, tambin conecta a la bomba centrfuga.
CLCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBALas bombas de desage ms ideales
para este fin son generalmente del tipo axial de flujo mixto o una
hlice, que operan a altas velocidades especficas donde la velocidad
especfica se define como la velocidad en revoluciones por minuto.
La funcin de las bombas es evacuar grandes cantidades de agua, lo
mayor rpido posible, bajo unas condiciones variables. A continuacin
se calcula la potencia mxima de la bomba autocebante de eje
vertical.
Cada bomba tiene que ser capaz de deslastrar 4 tanques. Para
empezar a dimensionar las tuberas y calcular los caudales se fija
la variable del tiempo de deslastre. Los tanques centrales no
suponen ningn problema de clculo ya que son rectangulares; en
cambio, los tanques laterales tienen la geometra de L. Para
simplificar el clculo, primero se estudiar el lastre del costado
que hay por encima la lnea de la pontona, y luego el resto, para
finalmente sumarlos.
En base al dique visitado, se ha establecido que el tiempo para
deslastrar la zona 2 sea 1 hora (3600 segundos). Para mantener la
estabilidad, el asiento y el trimado del dique en la maniobra de
varada, las zonas 3, 4 y 5 tambin deben vaciarse en 1 hora. Como
los tanques 2 y 3 no son geomtricamente iguales y tienen que
vaciarse en el mismo tiempo, se dimensionarn sus tuberas de forma
independiente.
La ecuacin que determina el tiempo de achique es:
Dnde:Awp: rea de la superficie del agua que hay en los tanques
rectangulares.H: Diferencia de altura entre el nivel mximo y mnimo
de agua.Co: Constante, que para secciones circulares equivale a
0,6.Ao: rea de la seccin circular de paso.g: Gravedad, 9,81
m/s2.
Una vez fijado el tiempo, se puede dimensionar la tubera de la
zona 2 sabiendo que:
Como los tanques intermedios tardan el mismo tiempo, se calcula
el radio de la tubera instalada con la misma ecuacin, variando el
Awp y da 0,1 metros.La zona 2 est en el mismo tanque que la zona 1
por lo que utilizan la misma seccin de tubera. Sabiendo eso, se
puede calcular cunto tiempo tarda la zona 1 en vaciarse. Conocemos
que el agua de lastre llega a una altura de 0,18 metros sobre el
costado en rgimen normal. Puede ocurrir, en casos puntuales, que
por alguna razn los tanques centrales no se pudieran inundar
completamente y se tuvieran que utilizar los tanques de ala. En
este caso, se estima que el agua de lastre pudiera llegar a 3
metros sobre el costado.
Sumando el tiempo de la zona 1 y 2 se obtiene el tiempo total de
achique, es decir, 1 hora y 17 minutos.
La ecuacin que determina la potencia de la bomba es:
Donde:GPM: Caudal mximo en galones por minuto.HD: Altura de la
columna de agua por encima de la bomba, en pies.sg: Densidad
especfica del fluido, en este caso, de agua de mar en condiciones
normales.Eff: Rendimiento de la bomba; en este tipo de bombas
centrfugas suele ser de 0,7.
Resolviendo.
Esta potencia tiene las unidades de Horse Power, es decir,
caballos de vapor (cv) y se hace la conversin a quilovatios
(KW).
Finalmente se obtiene la potencia mxima de diseo de la bomba.El
accionamiento mecnico de la bomba lo produce un motor elctrico que
se sita en su vertical. Si el motor se dispone cerca de la bomba,
tiene que disearse un espacio estanco al agua. En cambio, si no hay
la posibilidad de disear este espacio, el motor se instala encima
de los tanques de lastre del costado y comunica con la bomba
mediante una transmisin vertical.El motor dispone de unas lmparas
disipadoras de calor, que mantienen la temperatura ideal de
trabajo. Adems, el espacio de trabajo es hmedo y puede haber
condensacin en el motor i provocar problemas. Estas lmparas, si
hubiera condensacin, tienen la capacidad de evaporar el agua.
Normas de la ABS parte 3CAP. 1-3
Construccin del casco y equipo
CONTENIDOS CAPTULO 1 Requisitos generales
CAPTULO 2 estructuras del casco y arreglos Seccin 1 Fuerza
longitudinal...........................................................
18Seccin 2 Fuerza
transversal............................................................
20Seccin 3 Fuerza
Local..............................................
.......................21Seccin 4 Soldadura y Control de
Corrosin..................................... 27
CAPTULO 3
Estabilidad...............................................
..........................................28Seccin 1 Requisitos
generales.............................................. ...........
29Seccin 2
Francobordo...............................................
....................... 30
CAPTULO 4 Pruebas durante la construccin -
Hull........................31Seccin 1 Tanque, inmersin, y las
pruebas de estabilidad..............32
1) MaterialEl material para los elementos estructurales de los
diques secos que tienen sitios que operan en aguas protegidas es
ser de acero estructural del casco, piezas de fundicin, etc,
cumpliendo con los requisitos pertinentes del Reglamento del ABS
para Materiales y Soldadura (Parte 2). La chapa de acero y perfiles
laminados son generalmente para ser de grado A material. La atencin
debe ser dada a la tenacidad de primera clase del material de los
diques secos que son para operar en ambientes de baja temperatura,
en lugares no protegidos, o van a someterse a un viaje de entrega
ocano.2) Disposicin GeneralCubierta de SeguridadUna cubierta de
seguridad estanca como se define en 3-1-1/11 se va a montar. Cuando
todos los tanques debajo de la cubierta de seguridad son inundado,
el dique seco es deber quedar a flote con un calado que no sea
mayor que la que corresponde a la pared del ala del francobordo.
Arreglos alternativos para el ajuste de una cubierta de seguridad,
tales como la prestacin de un colchn de aire, sern objeto de
especial consideracin. Consideraciones especiales tambin se le dar
a la necesidad de una cubierta de seguridad en relacin a la
profundidad del agua en el que opera el dique seco. Cubierta
SuperiorEl dique seco debe ser provisto de una cubierta superior
como se define en 3-1-1/13. Cuando una cubierta de seguridad
estanca es necesaria, la cubierta superior debe ser a la intemperie
('intemperie' en este caso, es decir, la posibilidad de excluir el
agua aparte de que, debido a las precipitaciones en forma de
aberturas de acceso es necesario). Consideraciones especiales se
dar a la cubierta superior, incluyendo los escantillones, donde se
proponen cojines de aire en lugar de una cubierta de
seguridad.Ventilacin y AccesoTodos los tanques de lastre y de
servicios han de tener ventilacin de desbordamiento no tuberas que
por lo general terminan encima de la cubierta superior.Todos los
compartimentos deben tener registros de inspeccin para el acceso y
huecos practicables debern estar dispuestos para
proporcionarventilacin adecuada y el acceso a todas las partes de
la estructura.3) Arreglo General y Estructuras del Casco Fuerza
LongitudinalCondiciones de cargaLa fuerza longitudinal es
determinada a partir de los datos dados para un barco que tiene un
peso igual a la capacidad de elevacin mxima del dique seco de
levantamiento. Momentos de flexin longitudinales y las fuerzas de
cizallamiento son investigados para la condicin en la que se
distribuye el peso del recipiente, en una forma aceptable, sobre
una longitud correspondiente a la embarcacin ms corta destinado a
ser levantada y soportada en la mxima capacidad del dique seco de
levantamiento. Donde rige momentos de flexin y fuerzas de
cizallamiento que pueden producir a menos de la capacidad mxima de
elevacin tales condiciones tambin deben ser investigados. La
informacin sobre las condiciones de carga se deben figurar en el
manual de instrucciones, incluyendo la longitud del buque ms pequeo
se usara para determinar el momento y la cizalladura de las
flexiones que generan las fuerzas en la mxima capacidad. La
informacin sobre el buque ms pequeo que puede ser atracado en otros
valores de carga tambin se indica en el manual de operacin, as como
las deformaciones longitudinales del dique seco asociado con el
momento de flexin mximo permitido para que se aprueba el
muelle.Como alternativa, se tendr en cuenta para la aprobacin del
dique seco sobre la base de funcionamiento admisible desviaciones
que se han establecido a partir de un servicio satisfactorio a los
diques secos de tamao especfico, la proporcin, y escantillones.
Para la aprobacin, los valores admisibles mximos propuestos para la
deflexin a lo largo de de la longitud delmuelle y los momentos de
flexin longitudinal y fuerzas de cizallamiento asociadas con ellos
se presentarn. Se prestar especial atencin a la resistencia
longitudinal en el que est destinado a arrastrar el dique seco en
aguas no protegidas, incluidos los detalles de la temporada y la
duracin y el alcance de la operacin de remolque.
Tensiones PermitidasPara las condiciones de carga definidas en
3-2-1 / 1, los esfuerzos de flexin longitudinales no deben exceder
1.400 kg/cm2 (8,9 larga tons/in2) y los esfuerzos de corte no deben
exceder de 787 kg/cm2 (5,0 larga tons/in2). Por otra parte, los
esfuerzos de diseo pueden estar de acuerdo con otras normas
reconocidas, siempre que todos los requisitos relacionados de la
norma tambin se cumplan. Cuando la aprobacin se basa en
permisibleestndares de desviacin establecidos por la experiencia de
servicio satisfactoria, las tensiones admisibles asociados pueden
variar de los indicados anteriormente.
Grado de EscantillonesLos escantillones de los miembros
incluidos en el mdulo de la seccin media del muelle eslora seca son
que se mantenga en la 0.4Lm mitad de la longitud del muelle seco,
ms all del cual se puede reducir gradualmente hacia los extremos.
Cuando el momento de flexin mximo est fuera del 0.4Lm mitad de la
longitud del muelle seco, una consideracin especial se le dar a la
distribucin longitudinal de material. Los requisitos de las
Secciones 3-2-2 y 3-2-3 son Tambin deben cumplirse.
Fuerza Transversal
Condiciones de cargaLa resistencia transversal del dique seco
debe ser considerado con el dique seco en el pontn mnimo bloques de
francobordo y de la quilla cargado con el valor mximo permitido por
m (ft) de longitud del dique seco se indica en las especificaciones
de construccin o instrucciones de uso. La carga de los bloques de
quilla mxima admisible no menos de la que es determinada a partir
de los datos dados por la nave ms pequeo destinada a ser acoplada
en la capacidad de carga mxima del dique seco con el peso de la
embarcacin apoyado slo por los bloques de la quilla.
Alternativamente, en la condicin de funcionamiento, el peso
correspondiente al recipiente ms corto para ser atracado en la
capacidad mxima puede ser distribuido tanto en la quilla y los
bloques laterales. En tales casos, la carga de bloques de la quilla
no pueden ser inferior a la correspondiente a la nave ms pesada ms
corto para ser soportada slo por los bloques de la quilla, y la
resistencia a la flexin del muelle para ser considerado para ambas
condiciones. Con el dique seco en el francobordo mnimo de pontones,
la consideracin se debe dar tambin alefecto sobre la resistencia
transversal de la estructura de pontn no sujeta a bloquear la
carga. La mxima carga del bloque de quilla y las cargas de diseo de
bloque lateral como se indica en 3-2-3/7.1 pero no es necesario
considerar para aplicar simultneamente a un miembro de soporte
tanto a menos que se prev como una disposicin de carga operacional.
La resistencia transversal del dique seco tambin debe ser
considerada con el dique seco en esos proyectos quedar la mxima
diferencia de presin de agua en la estructura de base. Tensiones
PermitidosBajo las condiciones de carga en 3-2-2 / 1, las tensiones
de compresin o traccin en elementos transversales no pueden exceder
1.600 kg/cm2 (10,1 larga tons/in2). Los esfuerzos de corte en los
miembros transversales son que no exceda 1.000 kg/cm2 (6,3 larga
tons/in2). Por otra parte, los esfuerzos de diseo pueden estar de
acuerdo con otra normas reconocidas, siempre con todos los
requisitos correspondientes de la norma tambin se cumplen.
Fuerzas LocalesPandeoLos paneles estructurales deben ser
endurecidos adecuadamente para evitar el pandeo. Puede ser
necesario que los clculos se presentarn en apoyo de la resistencia
al pandeo para cualquier parte de la estructura del buque.
Escantillonados de los tanquesChapas: Las chapas deben ser del
espesor obtenidas a partir de la siguiente ecuacin. (t=sh+ 2.30mm
)/283(t=sh+ 0.09 pulg.)/511Donde s = distancia entre refuerzos, en
mm (pulgadas)h = para tanques de lastre, la mayor de las siguientes
distancias, en m (ft), a partir de la parte Inferior borde de la
chapa:
i) Para un punto situado a dos tercios de la distancia desde la
parte superior del tanque alborde del rebosadero. Como una
alternativa, la cabeza diferencial mximo enservicio puede ser
utilizado, si se aport datos hidrostticos se presentara para
mostrar lacabeza diferencial basado en los ms altos niveles a los
que el agua se elevar en cadalado de la estructura en servicio.
Dnde se obtiene el cabezal con la mximadiferencial central en
servicio, los datos sobre el funcionamiento del dique seco dentro
de ese diseo lmites han de incluirse en el manual de operacin.
ii) 2,5 m (8,2 pies) Para todos los dems tanques, la mayor de
las siguientes distancias, en m (ft), desde la parte inferior borde
de la placa:
i) Para un punto situado a dos tercios de la distancia desde la
parte superior del tanque a laborde del rebosadero
ii) Para la lnea de flotacin mxima de inmersin, para la pared
del ala y las planchas del pontn iii) 2,5 m (8,2 pies)
Para espacios perdidos y coferdanes, la mayor de las siguientes
distancias, en m (ft), a partir del borde inferior de la placa:
i) Para la lnea de flotacin mxima de inmersin, para la pared del
ala y las planchas del pontnii) 2,5 m (8,2 pies)El espesor no debe
ser menos de 6,5 mm (1/4 pulg.). Consideraciones especiales se debe
dar al requerido chapado espesor donde forma la frontera de un
colchn de aire.La disposicin de todos los tanques, que muestra las
cabezas mximas a las que sern sometidos
Cubierta Enchapado Cubierta superior El espesor de planchas de
la cubierta superior sobre el 0.4Lm de la mitad de la longitud del
dique seco es ser lo necesario parala resistencia longitudinal, ver
3-2-1 / 1, 3-2-1 / 3, 3-2-1 / 5, y 3-2-3 / 1. (Vase tambin
3-1-2/3.3.) Fuera de los0.4Lm mitad de la longitud del espesor de
la placa puede reducirse gradualmente hasta para 0.1Lm de cada
extremo deel dique seco que es ser no menos de la que es
determinada a partir de las siguientes ecuaciones:t=0.0095s+0.86
mm,s760 mmt=0.0095s+0.033 mm,s30in.t=0.0064s+3.2 mm,s760
mmt=0.0064s+01276m,s760 mmDonde;
t = espesor requerido de las planchas de cubierta, en mm
(pulgadas)s = separacin de los longitudinales o vigas
transversales, en mm (pulgadas) Cubierta de seguridadEl espesor de
la cubierta de seguridad debe de estar en conformidad con 3-2-3 / 1
y 3-2-3/3.1, pero es generalmente no ser inferior a 7,0 mm (0,28
pulgadas). Consideraciones especiales se debe dar al espesor donde
la cubierta forma un lmite de colchn de aire.
Vigas Longitudinales
Cubierta superior En general, la cubierta superior debe ser
enmarcada longitudinalmente sobre la 0.4Lm de la mitad de la
longitud del dique seco de levantamiento. El mdulo de seccin, SM,
de cada cubierta superior viga longitudinal o transversal se ha de
obtener a partir la siguiente ecuacin:SM=12.04csl^2
cm^3SM=0.0205csl^2 in^3dondec = 0,874 para los longitudinales
dentro de la 0.4Lm mitad de la longitud del dique secoc = 0,55 para
vigas transversales a lo largo y para los longitudinales dentro
0.1Lmdesde el final del dique seco. El valor de c para los
longitudinales entrela 0.4Lm mitad de la longitud y la longitud
0.1Lm finales del dique seco puedeser obtenido por interpolacin
entre los dos se ha indicado anteriormentevalores. Cuando el
momento mximo de flexin longitudinal esfuera del 0.4Lm mitad de la
longitud del dique seco, una consideracin especialse le dar al
valor de c para las longitudinales de cubierta superior.
s = separacin de las vigas longitudinales o transversales, en m
(ft)
l = palmo, en m (ft), entre los miembros de apoyo eficaces.
Cuando los soportes cumplimiento de 3-2-3 estn montados en soportes
de la cubierta de mamparo,y intersectar el haz longitudinal o en
alrededor de 45 grados, el palmo L puede ser medido a un punto de
25% de la medida del soporte ms all de la punta del soporte. A
travs de los tanques y si es mayor que el anterior, los requisitos
de 3-2-3/3.3 han de aplicar.
Estabilidad GeneralClculos de estabilidad transversal para el
dique seco en las diversas condiciones de operacin deben ser
presentados. Las condiciones para ser considerados deben incluir la
del dique seco cargado, con la parte superior de los bloques de la
quilla rompiendo el agua, con la parte superior del pontn en el
nivel del agua y otras condiciones que pueden ser crticos de
momento del aterrizaje del buque inicial a las condiciones normales
de funcionamiento. Estabilidad longitudinal es tambin que ser
considerados.
Estabilidad transversal En general, el GM transversal de la
unidad del buque combinada con el dique seco, despus de todas las
correcciones por superficie, para los espacios libre en el dique
seco, debe ser mayor de 1,525 m (5,0 pies) para diques secos con un
nominal de elevacin capacidad de hasta 10,200 toneladas mtricas
(10,000 toneladas largas). Este GM transversal se puede reducir de
forma lineal para capacidades nominal sobre 10.200 toneladas
mtricas (10,000 toneladas largas) a un mnimo de 1,0 m (3,28 pies)
para un capacidad nomoinal de elevacin de 51.000 toneladas mtricas
(50,000 toneladas largas) y superiores. El manual de instrucciones
para el dique seco se debe de incluir, preferiblemente en forma de
curvas, dando un rango de datos de los pesos del buque y de los
centros de gravedad asociados del buque que se traducira en el
dique seco que cumpla con las normas de estabilidad anterior. En
general, los anteriores valores de GM transversales son mnimos. Sin
embargo, la consideracin del ambiente operacional puede requerir un
aumento.FrancobordoGeneralLos siguientes francobordos se consideran
adecuados para diques secos que operan en aguas protegidas. Cuando
el lugar de la operacin no es en aguas protegidas, los francobordos
deben ser especialmente considerados.
Francobordo de las paredes de alas Cuando el dique seco se
sumerge a su calado mximo, el francobordo de la pared de ala es la
menor distancia de la superficie superior de la cubierta superior
de la lnea de flotacin y es generalmente mayor a 1,0 m (3,28 pies),
siempre que las paredes de las alas son estancas hasta la cubierta
superior.
Francobordo del Pontn Calificacin del Francobordo del pontn
Cuando el dique seco est apoyando un buque de peso equivalente a la
capacidad nominal de elevacin del muelle, la clasificacin del
francobordo del pontn es la menor distancia de la lnea de flotacin
hasta la superficie superior de la chapa superior del pontn. El
francobordo nominal debe ser mayor de 300 mm (12 pulgadas).
Francobordo mnimo del PontnCuando el dique seco est apoyando un
buque de peso equivalente a la capacidad de carga mxima del dique
seco, el francobordo mnimo del pontn es la menor distancia de la
lnea de flotacin hasta la superficie superior del pontn superior
chapado. El francobordo mnimo es ser no menos de 75 mm (3
pulgadas).
Presupuesto
Al finalizar el diseo de la estructura y de los servicios del
dique es importante estimar un presupuesto para obtener una
orientacin econmica del proyecto elaborado.El presupuesto que se
calcular se divide en tres partes:- Estructura.- Picaderos.-
Elementos de los servicios.La suma del presupuesto de la parte
estructural y de los picaderos se divide en:i) Coste del acero
A-42b.Este apartado del presupuesto tiene por objetivo calcular el
precio del material, en este caso acero A-42b, dispuesto por toda
la estructura del dique. Teniendo en cuenta los precios existentes
en el mbito industrial se obtiene un precio medio de 1,25 /Kg.ii)
Coste de preparacin del material y montaje.Dejando a un lado la
materia prima, tambin requiere un coste la elaboracin y preparacin
del material junto con su montaje. Estos factores se conocen
comnmente como la mano de obra. Analizando sus costes, se obtiene
una media de 0,5 /Kg.iii) Coste de tratamiento del acero.El acero
siempre tiene que ser tratado dependiendo de qu uso se le d y a qu
condiciones est expuesto. En el caso del dique hay que proteger el
acero de agentes externos como la corrosin y la incrustacin. Para
evitar estos riesgos se usa un tratamiento que consiste en aplicar
una capa de pintura al acero. El pintado especfico del acero est en
0,15 /Kg. En la parte econmica de los equipos de servicio se tendr
en cuenta el coste por unidad de cada elemento instalado. En este
caso no se sumar la parte econmica que representa el tratamiento
porque los equipos estn aislados de los factores externos ya sea
por su diseo o por protecciones adaptadas, tipo casetas.El
presupuesto del dique flotante pretende representar el coste total
de sus materiales y sus equipos, solamente. Para poder hacer este
clculo se debe especificar qu aspectos o factores no se tienen en
cuenta en el presupuesto del proyecto, porque son variables
dependiendo del lugar y mtodo de construccin. Se prescindir de los
siguientes factores:a) Desplazamiento de material.b) Vigilancia.c)
Coste de almacenamiento.d) Gras y caseta de control.Finalmente, se
adjunta una tabla con el estudio del presupuesto detallado, para
poder diferenciar los costes de cada tem.
CONCLUSION
Un dique flotante es una estructura diseada para reparaciones
navales a flote.Como su nombre lo indica este tiene flotabilidad
por lo tanto debe ser estable es parecido a una barcaza y posee
sistemas similares los de un buque.Su construccin es un tanto
complicada debido a su posicin geogrfica ya que debe contar con
diversos parmetros para que sea ideal.Es interesante su modo de
operacin ya que no es comn el hundimiento de una estructura para
elevar otra.Tambin la influencia de los pesos en las camas de
varada como se debe distribuir y detectar la seccin critica de las
hileras de camas.
BIBLIOGRAFIA
www.google.comhttp://digaohm.semar.gob.mx/cuestionarios/cnarioManzanillo.pdfhttp://www.ppc.com.pa/pdf/PPC%20FACILITIES%20low%20res.pdfhttp://logistics.gatech.pa/en/assets/seaports/manzanillo-international-terminal
pg. 8
