Dimensionamiento, predicción de potencia y diseño de hélices y timón de un buque mercante

! ! ! ! ! ! DIMENSIONAMIENTO,+PREDICCIÓN+DE+POTENCIA+Y+ DISEÑO+DE+LAS+HÉLICES+Y+TIMÓN+DE+UN+BUQUE+ MERCANTE+ + + + + + + + + + + + + + + Autor:+Gerard+Royo+Cuixeres+ Tutor:+Inmaculada+Ortigosa+Barragán+ Facultad+de+Náutica+Barcelona+–+UPC+ Proyecto+Final+de+Carrera,+año+2011+ ! 2! ÍNDICE' + Página+ Introducción+..............................................................................................................+6+ + DIMENSIONAMIENTO' + 1. Especificaciones+básicas+......................................................................................+11+ 1.1. Consideraciones+sobre+las+especificaciones+ 2. Base+de+datos+de+buques+similares+.....................................................................+13+ 3. Estimación+de+las+dimensiones+principales+.........................................................+14+ 3.1. Estimación+de+la+eslora+ 3.2. La+clara+de+cuadernas+ 3.3. Manga+ 4. Definición+geométrica+de+las+alternativas+...........................................................+20+ 5. Peso+en+rosca+......................................................................................................+22+ 5.1. Centro+de+gravedad+del+peso+en+rosca+ 6. Calado+medio+......................................................................................................+24+ 7. Coeficientes+de+carena+........................................................................................+25+ 7.1. Coeficiente+de+bloque+ 7.2. Coeficiente+de+la+maestra+ 7.3. Coeficiente+de+la+flotación+ 8. Posición+longitudinal+del+centro+de+carena+.........................................................+28+ 9. Predicción+de+potencia+........................................................................................+29+ 10. Desglose+del+peso+muerto+...................................................................................+36+ 10.1. Tripulación+ 10.2. Consumos+ 10.2.1. Combustible+ 10.2.2. Aceite+ 10.2.3. Agua+dulce+ 10.2.4. Víveres+ 10.2.5. Cargas+y+pertrechos+ 10.2.6. Tanques+antiescora+ 10.3. Carga+ 10.4. Lastre+ 11. Posición+longitudinal+del+centro+de+gravedad+.....................................................+42+ 12. Cálculo+del+francobordo+......................................................................................+43+ 12.1. Puntal+de+trazado+ 12.2. Puntal+de+francobordo+ 12.3. Eslora+de+francobordo+ 12.4. Manga+ 13. Francobordo+Tabular+...........................................................................................+44+ 13.1. Correcciones+del+francobordo+tabular+ ! 3! 13.1.1. Correcciones+por+el+coeficiente+de+bloque+ 13.1.2. Correcciones+por+puntal+ 13.1.3. Corrección+por+supestructuras+ 13.2. Francobordo+total+ 14. Selección+de+una+alternativa+...............................................................................+46+ 14.1. Características+de+la+alternativa+seleccionada+ 14.2. Potencia+ 14.3. Peso+en+rosca+ 14.4. Peso+muerto+ 14.5. Centro+de+gravedad+ 14.6. Centro+de+carena+ 14.7. Distribución+de+los+contenedores+ 15. Derivación+de+formas+..........................................................................................+50+ 15.1. Comparación+de+datos+ + PREDICCIÓN'DE'POTENCIA'Y'DISEÑO'DE'HÉLICES'Y'TIMÓN' Página+ 1. Introducción+........................................................................................................+54+ 2. Selección+del+conjunto+propulsivo+......................................................................+55+ 2.1. Conjunto+motor+ 2.2. Conjunto+propulsor+ 2.3. Conjunto+de+transmisión+ 3. Perfil+de+popa+......................................................................................................+58+ 4. Estimación+de+la+potencia+propulsora+.................................................................+61+ 4.1. Predicción+de+la+resistencia+y+la+potencia+efectiva+ 4.2. Rendimiento+propulsivo+ 4.3. Determinación+del+propulsor+óptimo+ 4.4. Resumen+de+las+características+del+propulsor+óptimo+ 4.5. Comprobación+de+los+huelgos+ 4.6. Criterios+de+cavitación+ 4.7. Potencia+propulsora+y+velocidad+de+servicio+ 5. Cálculo+del+timón+.................................................................................................+83+ 5.1. Cálculo+de+la+geometría+del+timón+ 5.1.1. Altura+del+timón+ 5.1.2. Área+mínima+del+timón+ 5.1.3. Área+de+la+deriva+ 5.1.4. Cuerda+ 5.1.5. Relación+de+alargamiento+ 5.1.6. Espesor+ 5.1.7. Ángulo+de+desprendimiento+ 5.2. Requerimientos+de+maniobrabilidad+ 5.2.1. Cambio+de+rumbo+ 5.2.2. Estabilidad+de+ruta+ 5.2.3. Facilidad+de+evolución+ 5.3. Límites+de+variación+de+los+parámetros+ ! 4! 5.4. Fuerzas+sobre+el+timón+ 5.4.1. Centro+de+presiones+sobre+la+pala+del+timón+ 5.5. Perfil+del+timón+ 5.6. Características+del+timón+ 6. Cálculo+de+la+hélice+de+proa+................................................................................+96+ 6.1. Empuje+necesario+ 6.2. Potencia+necesaria+ 6.3. Elección+de+la+hélice+de+proa+ Página+ Conclusiones+.............................................................................................................+100+ Bibliografía+................................................................................................................+101+ Anexo'1+.....................................................................................................................+103+ Anexo'2+.....................................................................................................................+105+ ' ÍNDICE+DE+DIBUJOS+Y+FOTOFRAFÍAS+ Página+ 1. Dimensiones+de+diferentes+portacontenedores+..................................................+8+ 2. Dibujo+del+buque+con+la+distribución+de+contenedores+deseada+........................+50+ 3. Datos+hidrodinámicos+de+las+formas+del+buque+tras+su+parametrización+...........+51+ 4. Huelgos+de+la+Lloyd’s+Register+of+Shipping+..........................................................+60+ 5. Ilustración+del+timón+de+un+buque+portacontenedores+......................................+95+ 6. Ilustración+del+gráfico+que+relaciona+F+con+la+eslora+entre+perpendiculares+.......+97+ 7. Ilustración+de+una+hélice+de+proa+........................................................................+99+ + ÍNDICE+DE+TABLAS+Y+GRÁFICOS+ Página+ + 1. Tabla+de+las+dimensiones+de+los+contenedores+de+20+y+40+pies+..........................+14+ 2. Tabla+de+esloras+de+piques+y+sala+de+máquinas+...................................................+17+ 3. Tabla+de+las+5+alternativas+resultantes+que+cumplen+los+requisitos+....................+22+ 4. Tabla+de+las+5+alternativas+resultantes+incluyendo+Fn+.........................................+22+ 5. Tabla+extraída+de+la+Base+de+datos+(Anexo+1)+.....................................................+23+ 6. Gráfico+para+calcular+el+peso+en+rosca+.................................................................+23+ 7. Tabla+de+las+5+alternativas+resultantes+donde+se+incluye+el+peso+en+roca+...........+24+ 8. Tabla+de+centro+de+gravedad+de+cada+alternativa+...............................................+24+ 9. Tabla+de+los+coeficientes+de+carena+y+la+XCC+de+las+5+alternativas+.......................+28+ 10. Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+1+.................................................................+31+ 11. Gráfico+de+BHP+(pruebas)+y+BHP+(servicio)+l+la+VB+de+la+alternativa+1+..................+31+ 12. Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+2+.................................................................+32+ ! 5! 13. Gráfico+de+BHP+(pruebas)+y+BHP+(servicio)+l+la+VB+de+la+alternativa+2+..................+32+ 14. Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+3+.................................................................+33+ 15. Gráfico+de+BHP+(pruebas)+y+BHP+(servicio)+l+la+VB+de+la+alternativa+3+..................+33+ 16. Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+4+.................................................................+34+ 17. Gráfico+de+BHP+(pruebas)+y+BHP+(servicio)+l+la+VB+de+la+alternativa+4+..................+34+ 18. Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+5+.................................................................+35+ 19. Gráfico+de+BHP+(pruebas)+y+BHP+(servicio)+l+la+VB+de+la+alternativa+5+..................+35+ 20. Tabla+resumen+de+las+potencias+BHP+en+servicio+y+la+V+en+servicio+.....................+36+ 21. Tabla+con+los+cálculos+de+las+3+alternativas+seleccionadas+..................................+47+ 22. Tabla+resumen+de+la+alternativa+seleccionada+....................................................+48+ 23. Tabla+de+los+resultados+del+calculo+del+peso+muerto+..........................................+49+ 24. Relación+de+los+parámetros+calculados+con+los+del+cálculo+hidrostático+.............+52+ 25. Datos+de+entrada+para+el+cálculo+de+la+Resistencia+total+.....................................+63+ 26. Tabla+de+los+valores+significativos+de+la+resistencia+.............................................+64+ 27. Gráfico+de+la+Resistencia+al+avance+en+función+de+la+velocidad+del+buque+.........+66+ 28. Gráfico+de+la+Potencia+de+la+hélice+en+función+de+la+velocidad+del+buque+..........+66+ 29. Tabla+de+valores+para+una+hélice+de+4+palas+........................................................+75+ 30. Tabla+de+valores+para+una+hélice+de+5+palas+........................................................+75+ 31. Gráfico+BHPlrpm+de+hélices+de+4+y+5+palas.+.........................................................+76+ 32. Gráfico+del+rendimiento+propulsivo+respecto+la+relación+paso/diámetro+...........+77+ 33. Tabla+resumen+de+la+características+del+propulsor+..............................................+77+ 34. Tabla+para+el+calculo+de+los+huelgos+de+la+hélice+.................................................+79+ 35. Distancia+de+nuestros+huelgos+.............................................................................+79+ 36. Tabla+de+Resistencia+del+Buque+(EHP+y+BHP)+.......................................................+82+ 37. Gráfico+BHPlV+......................................................................................................+82+ 38. Gráfica+de+la+fuerza+aplicada+al+timón+según+el+ángulo+de+giro+...........................+93+ 39. Gráfico+de+la+distancia+del+centro+de+presiones+del+timón+..................................+94+ 40. Tabla+de+características+de+la+hélice+de+proa+.......................................................+99+ + + + + + + + + + + ' ! 6! INTRODUCCIÓN' ' En+este+proyecto+se+plantean+3+objetivos+distintos,+todos+ellos+respondiendo+al+mismo+ carácter+de+pregunta:+Como?+ 1)+¿Como+se+establece+las+dimensiones+básicas+un+buque+mercante?+ 2)+¿Como+se+diseñan+las+hélices,+tanto+de+popa+como+de+proa+de+un+buque+mercante?+ 3)+¿Como+se+diseña+el+timón+de+un+buque+mercante?+ Se+realiza+el+proyecto+teniendo+una+visión+conjunta+del+buque+pero+separando+las+tres+ preguntas+ para+ establecer+ los+ criterios+ de+ diseño+ de+ cada+ apartado.+ Se+ pretende+ responder+a+estas+incógnitas+sumergiéndose+en+un+proyecto+concreto,+basado+en+unas+ especificaciones+básicas+que+impone+el+armador.+ Si+tuviera+que+responder+a+porque+he+escogido+este+tipo+de+proyecto,+diría+que+hay+dos+ razones+principales.+ En+ primer+ lugar,+ porque+ actualmente+ trabajo+ en+ una+ compañía+ naviera+ que+ explota+ este+tipo+de+buques+y+por+lo+tanto,+me+parecía+una+buena+elección+centrarme+en+un+ buque+de+carga.+ En+segundo+lugar,+he+basado+mi+estudio+en+aquello+que+considero+más+especifico+de+la+ carrera+que+he+estudiado,+como+es+la+propulsión+y+maniobrabilidad+de+un+buque.+ ' Como+veremos+mas+adelante+en+las+especificaciones+básicas,+el+armador+pide+un+buque+ portacontenedores,+de+modo+que+es+un+buen+comienzo+explicar+porque+se+empezó+a+ usar+el+contenedor+como+medio+de+carga+marítima.+ + El+contenedor+comenzó+a+utilizarse+en+el+tráfico+marítimo+a+finales+de+la+década+de+los+ cincuenta+pero+sin+embargo+su+éxito+y+desarrollo+arranca+a+finales+de+los+años+sesenta.+ + Entre+las+ventajas+que+presenta+este+modo+de+carga+destacan+las+siguientes:+ + ! 7! • Rapidez+en+la+carga+y+descarga+del+buque.+ • Reducción+de+mano+de+obra,+con+el+consiguiente+ahorro+de+los+costes.+ • El+ contenedor+ protege+ a+ la+ propia+ carga,+ disminuyendo+ el+ número+ de+ reclamaciones+por+daños.+ • Transporte+de+gran+variedad+de+mercancía.+ • Debido+a+la+estandarización+de+las+dimensiones+de+los+contenedores,+se+puede+ combinar+el+uso+del+ferrocarril+y+el+camión,+lográndose+el+transporte+integrado.+ + El+ transporte+ de+ contenedores+ por+ mar+ también+ presenta+ los+ siguientes+ inconvenientes:+ + • Gran+inversión+en+instalaciones+portuarias.+Se+requiere+de+un+análisis+detallado+ de+la+situación+más+conveniente+de+cada+contenedor+en+el+buque,+para+reducir+ el+número+de+manipulaciones+durante+el+proceso+de+carga+y+descarga+en+cada+ puerto,+lo+que+implica+inversiones+en+equipos+y+programas+informáticos.+ • Necesidad+ de+ disponer+ lotes+ completos+ de+ contenedores+ por+ buque,+ inversión+ que+ha+de+sumarse+a+la+del+propio+buque,+que+ya+es+más+caro+que+un+buque+ convencional.+ • Elimina+aquellos+clientes+que+no+puedan+rellenar+completamente+un+contenedor+ completo+ u+ obliga+ a+ al+ cliente+ a+ buscar+ consolidadores+ marítimos,+ incrementando+el+coste+de+su+envío.+ • Movilización+ de+ muchos+ contenedores+ vacíos,+ que+ al+ precisar+ estibarse+ en+ las+ capas+más+altas+por+estabilidad,+deben+ser+manipulados+innecesariamente+en+ muchos+casos.+ + Aún+ así,+ las+ ventajas+ superan+ ampliamente+ a+ los+ inconvenientes.+ El+ incremento+ del+ transporte+de+cargas+en+contenedores+normalizados,+es+seguramente+el+fenómeno+más+ característico+del+transporte+marítimo+de+las+últimas+décadas,+tanto+por+el+crecimiento+ del+tamaño+del+buque+como+por+el+enorme+aumento+del+tráfico+mundial+de+este.+ + ! 8! El+ tráfico+ intercontinental+ ha+ generado+ buques+ más+ grandes+ que+ los+ que+ pueden+ transitar+por+el+canal+de+Panamá,+superlPANAMAX+y+postlPANAMAX,+con+capacidades+ de+transporte+superiores+a+los+10000+TEUs+como+se+puede+ver+en+la+siguiente+imagen:+ + + Comparativa+de+las+dimensiones+de+diferentes+portacontenedores+con+el+paso+del+tiempo.+ ' + Una+vez+introducido+el+uso+de+los+contenedores,+voy+a+explicar+brevemente+como+se+ desarrolla+el+proyecto.+ + El+ primer+ paso+ a+ la+ hora+ de+ diseñar+ un+ buque+ es+ establecer+ sus+ características+ principales,+ como+ son+ las+ dimensiones+ principales+ del+ buque;+ así+ como+ definir+ sus+ coeficientes+más+representativos.+ + Para+ello,+partiendo+de+unas+especificaciones+iniciales+del+proyecto+impuestas+por+el+ armador+y+de+una+base+de+buques+similares,+se+deciden+los+parámetros+del+buque.+ + Esta+ parte+ del+ proyecto+ se+ da+ por+ terminada+ cuando+ se+ obtengan+ las+ dimensiones+ !"#$%&'#()*+(,%(&-""%"-(.(/012( !"#"$%&'()*+',)$,$-'($.%/01222%!"#$ &3-,%"+*44#(5( 3$3'(4*% 6 La siguiente gráfica muestra la oferta y la demanda de TEUs en los últimos años En el 2005, el tráfico portuario total de los puertos pertenecientes al sistema portuario de titularidad estatal ha sido de 11.057.042 TEUs, con un incremento del 8,82 % con respecto al año anterior, lo que representa aproximadamente un 3 % del tráfico portuario total en el mundo y más de un 10 % del europeo. ! 9! principales:+eslora+entre+perpendiculares+(LPP),+manga+(B),+puntal+(D)+calado+(T),+peso+ en+rosca+(PR)+y+desplazamiento+(∆);+coeficientes+de+formas:+coeficiente+de+la+maestra+ (CM),+coeficiente+de+bloque+(CB),+coeficiente+de+la+flotación+(CF)+y+coeficiente+prismático+ (CP);+ además+ de+ la+ posición+ longitudinal+ del+ centro+ de+ carena+ (XCC)+ y+ el+ centro+ de+ gravedad.+ + También+se+obtienen+otras+características+como+son+potencia+y+velocidad+de+servicio.+ + El+ dimensionamiento+ de+ este+ buque,+ viene+ condicionado+ por+ la+ carga+ modular+ estandarizada,+es+decir,+sus+dimensiones+varían+de+manera+discreta+en+función+de+las+ dimensiones+estándar+de+los+contenedores.+ + El+procedimiento+para+el+cálculo+de+las+dimensiones+principales+comienza+obteniendo+ varias+disposiciones+de+contenedores+para+su+posterior+análisis+en+busca+de+la+mejor+de+ ellas,+que+será+la+disposición+de+proyecto.+ + Después+de+evaluar+varias+alternativas+se+escoge+la+mejor+en+base+a+la+cual+se+pasa+al+ siguiente+ punto.+ Hay+ que+ destacar+ que+ la+ estimación+ del+ peso+ en+ rosca+ y+ el+ peso+ muerto+es+el+aspecto+más+delicado+de+todo+el+proyecto.+ + Seguidamente+se+define+el+sistema+propulsor,+el+timón+del+buque+y+su+maniobrabilidad,+ y+ la+ hélice+ de+ propulsión.+ En+ esta+ parte+ se+ expondrán+ los+ cálculos+ necesarios+ para+ determinar+las+necesidades+del+equipo+propulsor.+Se+calculará+la+resistencia+al+avance+ del+buque+y+se+estimará+la+potencia+del+propulsor+requerida+para+que+el+buque+alcance+ la+ velocidad+ en+ pruebas+ exigida,+ seleccionando+ la+ hélice+ óptima.+ Para+ ellos+ nos+ serviremos+de+varios+programas+informáticos+que+más+adelante+definiremos.+ + También+se+definirá+el+equipo+de+gobierno+y+maniobra,+determinando+las+dimensiones+ y+características+principales+del+timón+y+de+la+hélice+de+proa.+Finalmente+se+escogerá+ una+hélice+de+maniobra+disponible+en+el+mercado.+ + + ! 16! + Donde:+ + !!!!:+Distancia+longitudinal+entre+mamparo+y+contenedor+ !!:+Eslora+del+contenedor+ !!!!:+Distancia+longitudinal+entre+dos+contenedores+ NBL:+Número+de+contenedores+bajo+cubierta+en+la+dirección+de+la+eslora+ !!!!:+Distancia+longitudinal+entre+bodegas+ + En+una+primera+estimación,+basándonos+en+los+buques+existentes,+podemos+aproximar+ estos+huelgos+de+la+manera+siguiente:+ + !!+=+6,095+m+ !!!!:++=+0,100+m+ !!!!+=+0,200+m+ !!!!:+=+1,400+m+ + 3.2. LA'CLARA'DE'CUADERNAS:' ' En+ los+ buques+ portacontenedores,+ la+ clara+ de+ cuadernas+ viene+ condicionada+ por+ las+ características+ de+ la+ carga,+ de+ tal+ forma+ que+ las+ bulárcamas+ deben+ coincidir+ con+ la+ posición+de+los+mamparos+transversales+en+los+extremos+de+las+bodegas.+Además,+debe+ existir+una+bulárcama+en+mitad+de+las+bodegas+para+que,+si+se+transportan+TEUS+en+vez+ de+FEUS,+se+absorban+las+cargas+que+son+transmitidas+hacia+los+costados+a+través+de+los+ elementos+de+estiba+situados+en+el+centro+de+las+bodegas.+ + Suponemos+que+la+clara+de+cuadernas+es+de+600+mm+para+los+raseles+de+proa+y+popa+y+ para+la+cámara+de+maquinas+de+700+mm7.+ + + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 7+Ver+en+bibliografía+la+referencia+1+ ! 17! Calculamos+la+longitud+de+una+bodega,+para+mas+adelante,+definir+la+longitud+total+de+ bodegas:+ + !!"#+=+12.69+m+ + Se+considerará+la+misma+clara+de+cuadernas+tanto+en+la+zona+de+bodegas+como+en+la+ cámara+de+máquinas,+con+las+ventajas+que+esta+elección+supone+para+la+construcción+ del+buque.+ Para+reducir+ un+poco+ la+eslora,+ +se+ considerará+ una+ clara+ de+bulárcamas+ entre+los+mamparos+transversales+igual+a+dos+veces+la+clara+de+cuadernas.+ + Por+otro+lado,+tanto+en+el+pique+de+proa+como+en+el+de+popa,+consideraremos+una+clara+ de+ cuadernas+ de+ 600+ mm,+ debido+ a+ que+ estas+ zonas+ estarán+ sometidas+ a+ mayores+ solicitaciones,+y,+por+lo+tanto,+habrán+de+estar+mas+reforzadas.+ + ! Pique!de!Popa! Pique!de!Proa! Camara!de!Máquinas! Clara!de!cuadernas! 600! 600! 700! N!cuadernas! 14’37! 15.57! 36.95! Ajuste!cuadernas! 15! 15! 37! %Lref! 6.00!%! 6.50%! 18%! Eslora! 8.62! 9.34! 25.87! Eslora!ajustada! 9! 9! 25.9! %!real! 6.26%! 6.26%! 18.02%! + Tabla+de+esloras+de+piques+y+sala+de+máquinas+ ' ' 3.3. MANGA:' + La+manga+de+ este+tipo+de+buques+se+caracteriza+por+ser+modular+y+dependiente+del+ numero+de+contenedores.+Tomando+como+unidad+de+carga+el+TEU+de+8+pies+de+manga,+ se+debe+cumplir+que+la+manga+del+buque+sea8:+ + !=!!·!"# +!!!!·(!"# −1)+ + + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 8+Ver+en+la+bibliografía+la+Referencia+1+ ! 18! + Siendo:+ !!:+Manga+de+cada+contenedor.+ !"#:+Número+de+contenedores+sobre+la+cubierta+en+la+dirección+de+la+manga.+ !!!!:+Separación+transversal+entre+dos+contenedores+sobre+cubierta.+ + Asumimos+los+valores+siguientes:+ + !!:+2,438+m+ !!!!:+0,100+m+ + Por+otro+lado,+la+manga+del+buque+también+debe+cumplir9:+ + !=!!·!"" +!!"!!" ·!"" −1+2·!!!!+2·!!"+ + Siendo:+ !"":+Número+de+contenedores+bajo+cubierta+en+la+dirección+de+la+manga.+ !!"!!":+Separación+transversal+entre+dos+contenedores+bajo+cubierta.+ !!!!:+Separación+transversal+entre+mamparo+y+contenedor.+ !!":+Anchura+del+tanque+lateral.+ + !!"!!":+0,100+m+ !!!!:+0,200+m+ + El+ proceso+ seguido+ para+ el+ cálculo+ de+ la+ manga+ en+ cada+ una+ de+ las+ alternativas,+ consistirá+en+fijar+todas+las+variables+anteriores+excepto+!!",+la+cual+se+dejara+como+ grado+de+libertad+para+que+se+cumpla+la+igualdad+entre+las+dos+expresiones+anteriores.+ + 3.4. PUNTAL'DEL'BUQUE:' + El+ puntal+ del+ barco+ se+ define+ a+ partir+ del+ número+ de+ contenedores+ apilados+ bajo+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9+Ver+en+la+bibliografía+la+Referencia+1+ ! 19! cubierta.+Para+hacer+una+estimación+de+este+NBD+debemos+considerar+el+valor+de+una+ serie+de+dimensiones+deducidas+del+análisis+de+buques+similares.+ + La+altura+de+los+contenedores+se+ha+tomado+de+8,5’+y+de+9,5’+que+corresponde+a+2590+ mm+y+2895+mm+respectivamente.+ + La+manera+de+estibarlos+cuando+haya+contenedores+de+distintas+alturas+en+una+misma+ bodega+ será+ situando+ los+ de+ mayor+ altura+ en+ las+ primeras+ capas.+ Así+ pues,+ se+ ha+ supuesto+que+las+dos+primeras+capas+de+contenedores+bajo+cubierta+son+de+9,5’.++ + Tenemos10:+ + !+!!=!!" +!!!!+!"#!,!" ·!!,!" +!"#!,!" ·!!,!" +!"# −1·!!!!+!!!!+ + Donde:+ !"# =!"#!,!" +!"#!,!"+ + Siendo:+ !:+Puntal+ !!:+Altura+de+la+brazola+(que+será+como+mínimo+de+1.6+m)+ !!" :+Altura+del+doble+fondo+(1,2+m+–+2,5+m+dependiendo+de+L)+ !!!!:+Separación+vertical+entre+doble+fondo+y+contenedor+(60+–+80+mm)+ !"#:+número+de+contenedores+bajo+cubierta+ !"#!,!":+Número+de+contenedores+de+8.5’+ !!,!":+Altura+del+contenedor+de+8.5’+ !"#!,!":+Número+de+contenedores+de+9.5’+ !!,!":+Altura+de+contenedores+de+9.5’+ !!!!:+Separación+vertical+entre+dos+contenedores+(25l35+mm)+ !!!!:+Separación+vertical+entre+el+último+contenedor+y+la+escotilla+ + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 10+Ver+en+la+bibliografía+la+Referencia+1+ ! 20! En+una+primera+estimación,+basada+en+buques+de+las+mismas+características,+podemos+ aproximar+estos+huelgos+como:+ + !!=1,8!!+ + + !!,!" =2,590!!++ + !!" =2!!+ !!,!!=2,895!!++ + !!!!=0,08!!+ + !!!!=0,025!!+ !!!!=0,50!!+ + + 4. DEFINICIÓN'GEOMÉTRICA'DE'ALTERNATIVAS:' ' Como+ se+ puede+ observar+ en+ el+ apartado+ anterior,+ las+ dimensiones+ principales+ dependen+ directamente+ del+ número+ de+ contenedores+ cargados+ en+ eslora,+ manga+ y+ puntal,+según+el+caso,+por+lo+que+la+elaboración+de+las+distintas+alternativas+se+hará+ combinando+ el+ número+ de+ contenedores+ bajo+ cubierta+ en+ la+ dirección+ de+ la+ eslora+ (NBL),+ en+ la+ dirección+ de+ la+ manga+ (NBB),+ y+ el+ número+ de+ contenedores+ en+ puntal+ (NBD).++ + Para+ello+hemos+elegido,+siempre+con+una+disposición+razonable+y+observando+nuestra+ base+de+datos,+las+posibles+alternativas+a+las+que+nuestro+buque+se+puede+asemejar.+ Observando+la+base+de+datos,+llegamos+a+la+conclusión+de+que+nuestro+buque+tendrá:+ + l+Entre+12+y+16+contenedores+en+eslora+bajo+cubierta.+ l+Entre+5+y+11+contenedores+en+manga+bajo+cubierta.+ l+Entre+3+y+5+contenedores+en+puntal+bajo+cubierta+y+entre+4+y+5+sobre+cubierta.+ + Alternando+todas+y+cada+una+de+las+opciones,+obtenemos+una+lista+de+alternativas+muy+ extensa+ que+ deberemos+ reducir+ de+ una+ manera+ coherente.+ Además,+ elegimos+ un+ número+ par+ de+ contenedores+ alojados+ bajo+ cubierta+ en+ eslora,+ para+ llenar+ completamente+todas+las+bodegas+y+no+dejar+bodegas+a+medias,+lo+que+supondría+un+ desaprovechamiento+del+espacio+de+carga.++ + Por+lo+que+podemos+observar+en+este+tipo+de+buques,+la+gran+mayoría+suelen+llevar+1+ó+ ! 21! 2+ contenedores+ más+ en+ manga+ sobre+ cubierta+ que+ bajo+ cubierta+ para+ un+ mayor+ aprovechamiento+del+espacio+de+carga.++ + Se+eliminan+ aquellas+ alternativas+que+tienen+ un+ número+de+contenedores+ en+ puntal+ sobre+ cubierta,+ menor+ de+ 3+ y+ mayor+ de+ 5.+ Un+ número+ por+ debajo+ de+ 3+ supone+ un+ desaprovechamiento+ de+ la+ cubierta+ para+ carga+ y+ un+ número+ mayor+ de+ 5+ puede+ plantear+problemas+de+estabilidad+así+como+de+visibilidad+para+la+navegación+desde+el+ puente+de+gobierno+del+buque.++ + También+se+elimina+aquellos+buques+cuyo+número+de+contenedores+que+puede+cargar+ con+ esa+ disposición,+ es+ menor+ a+ los+ 1000+ TEU’s+ que+ son+ requeridos+ para+ nuestro+ proyecto.++ + Se+ suprimen+ aquellos+ cuyo+ número+ de+ contenedores+ que+ puede+ cargar+ con+ esa+ disposición,+es+mayor+de+1080+TEU’s,+pues+no+tiene+sentido+tener+un+buque+que+puede+ cargar+mucho+más+de+lo+que+es+requerido+en+nuestro+proyecto+y+con+el+consiguiente+ costo+adicional+en+el+aumento+de+las+dimensiones+del+mismo.++ + No+se+consideran+aquellas+alternativas+que+no+estén+dentro+de+los+siguientes+rangos:+ + 5,48 < !!! !<6,85+ 11,48 < !!! !<13,5! 1,73 < ! !<2,27!+ + Para+elaborar+las+alternativas,+se+aplica+un+ coeficiente+ de+ aprovechamiento+ del+ 75%+ debido+al+espacio+que+se+pierde+por+el+afinamiento+del+casco+del+buque,+ya+que+en+un+ principio+se+considera+como+un+paralelepípedo11.+ + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 11+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ ! 22! El+resultado+de+aplicar+todas+estas+limitaciones+es,+la+obtención+de+las+siguientes+cinco+ alternativas:+ + Alternativas' NBL' NBB' NBD' Total'NB' NSL' NSB' NSD' Total'SC' Total' 1' 14+ 8+ 4+ 336+ 15+ 9+ 5+ 675+ 1011+ 2' 14+ 9+ 4+ 378+ 16+ 10+ 4+ 640+ 1018+ 3' 14+ 8+ 4+ 336+ 14+ 10+ 5+ 700+ 1036+ 4' 14+ 8+ 4+ 336+ 16+ 9+ 5+ 720+ 1056+ 5' 14+ 9+ 4+ 378+ 14+ 10+ 5+ 700+ 1078+ + Tabla+de+las+5+alternativas+resultantes+que+cumplen+los+requisitos+expuestos+ + A+continuación+se+muestra+un+resumen+de+las+5+alternativas+en+las+que+se+ha+incluido+el+ número+de+Froude12:+ + !" =! ! !·!+ + Alternativas' Lpp' B' D' Lpp/B' Lpp/D' B/D' B/T' Fr' L·∙B·∙D' 1' 141.13+ 22.74+ 11.83+ 6.21+ 11.93+ 1.92+ 2.92+ 0.277+ 37953+ 2' 141.13+ 25.28+ 11.83+ 5.58+ 11.93+ 2.14+ 3.24+ 0.277+ 42189+ 3' 141.13+ 25.28+ 11.83+ 5.58+ 11.93+ 2.14+ 3.24+ 0.277+ 42189+ 4' 141.13+ 22.74+ 11.83+ 6.21+ 11.93+ 1.92+ 2.92+ 0.277+ 37953+ 5' 141.13+ 25.28+ 11.83+ 5.58+ 11.93+ 2.14+ 3.24+ 0.277+ 42189+ + Tabla+de+las+5+alternativas+resultantes+incluyendo+Fn+ + 5. PESO'EN'ROSCA:' ' El+peso+en+rosca+se+estima+a+partir+de+una+regresión+lineal+a+partir+de+los+valores+de+la+ base+de+datos+enfrentando+el+valor+del+producto+B·∙L·∙D+y+los+valores+reales+del+peso+en+ rosca13.+ + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 12+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ 13+Ver+en+la+bibliografía+Referencia+2+ ! 23! A+continuación,+adjuntamos+la+tabla+con+los+diferentes+valores+y+el+grafico+que+contiene+ la+ recta+ de+ regresión+ de+ la+ cuál+ obtenemos+ los+ pesos+ en+ rosca+ de+ las+ diferentes+ opciones.+ + IMO'nº' Vessel' Lenght' Breadth'Moulded' Depth' Draught' Deadweight' Displacement' Lightweight' 8303329' VIVALDI+ 146.26+ 21.7+ 11.25+ 8.52+ 12750+ 17781+ 5031+ 8403595' CMA+CGM+NORTH+AFRICA+2+ 148.55+ 21.71+ 11.26+ 8.5+ 12816+ 17881+ 4965+ 8912754' CMA+CGM+JUNIOR+S+ 149.72+ 22.3+ 11.1+ 8.3+ 12310+ 17708+ 5398+ 9004205' CAPE+HATTERAS+ 144.9+ 23.5+ 11.5+ 8.65+ 12854+ 17804+ 4950+ 9020338' CEC+STAR+ 148.7+ 22.7+ 11.3+ 7.7+ 12184+ 17361+ 5177+ 9119438' PLATINUM+JADE+ 140.5+ 20.8+ 11.7+ 8.5+ 12665+ 16754+ 4089+ 9139646' MSC+KRETA+ 149+ 22.7+ 11.3+ 7.7+ 12238+ 17658+ 5420+ 9147198' STADT+HAMBURG+ 146.47+ 22.7+ 11.2+ 8.31+ 12850+ 18002+ 5152+ 9154828' PACIFIC+GRACE+ 144.83+ 22.4+ 11+ 8.22+ 12368+ 17525+ 5157+ 9162679' TIZNIT+ 138.1+ 21.75+ 10.83+ 8.36+ 11401+ 16000+ 4599+ 9167382' PAC+NATUNA+ 135.8+ 23+ 10.8+ 7.7+ 11593+ 16301+ 4708+ 9179440' YM+DOHA+ 135.68+ 22.5+ 11.2+ 8.64+ 11031+ 15703+ 4672+ 9236286' LEYLA+KALKAVAN+ 149+ 22.7+ 11.3+ 7.8+ 12123+ 17638+ 5515+ 9240457' METHI+BHUM+ 137+ 25+ 11+ 7.72+ 11655+ 16281+ 4626+ 9251169' RESURGENCE+ 139.72+ 23+ 11+ 8.02+ 11247+ 15961+ 4714+ 9252802' MAERSK+FREMANTLE+ 134.44+ 22.5+ 11.3+ 8.71+ 11153+ 15787+ 4634+ 9318254' SENA+KALKAVAN+ 149.6+ 22.7+ 11.3+ 7.8+ 12545+ 17782+ 5237+ 9331115' SITC+HONGKONG+ 144.83+ 22.4+ 11+ 8.2+ 12621+ 17538+ 4917+ 9354337' AILA+ 141.2+ 21.3+ 12.3+ 8.59+ 11497+ 16490+ 4993+ 9366457' SERAP+K+ 149.6+ 22.7+ 11.3+ 7.8+ 12560+ 17638+ 5078+ + Tabla+extraída+de+la+Base+de+datos+(Anexo+1)+ + + Gráfico+para+calcular+el+peso+en+rosca+ + y!=!0,1254x!+!394,73! R²!=!0,47254! 3500,00! 4000,00! 4500,00! 5000,00! 5500,00! 6000,00! 31000! 32000! 33000! 34000! 35000! 36000! 37000! 38000! 39000! 40000! PR!(Tn)! L·B·D!(m3)! L·B·D!vs!PR! ! 24! Obteniendo+la+ecuación+y+=+0,1254+·∙+x+++394,73+a+partir+de+la+cual,+estimaremos+el+peso+ en+rosca+de+nuestras+5+alternativas:+ + Alternativas' Lpp' B' D' Lpp/B' Lpp/D' B/D' B/T' Fr' L·∙B·∙D' ' PR' 1' 141.13+ 22.74+ 11.83+ 6.21+ 11.93+ 1.92+ 2.92+ 0.277+ 37953+ + 5139+ 2' 141.13+ 25.28+ 11.83+ 5.58+ 11.93+ 2.14+ 3.24+ 0.277+ 42189+ + 5668+ 3' 141.13+ 25.28+ 11.83+ 5.58+ 11.93+ 2.14+ 3.24+ 0.277+ 42189+ + 5668+ 4' 141.13+ 22.74+ 11.83+ 6.21+ 11.93+ 1.92+ 2.92+ 0.277+ 37953+ + 5139+ 5' 141.13+ 25.28+ 11.83+ 5.58+ 11.93+ 2.14+ 3.24+ 0.277+ 42189+ + 5668+ + Tabla+de+las+5+alternativas+resultantes+donde+se+incluye+el+peso+en+roca+ + ' 5.1. CENTRO'DE'GRAVEDAD'DEL'PESO'EN'ROSCA:' ' ' Para+ estimar+ la+ posición+ del+ centro+ de+ gravedad+ del+ peso+ en+ rosca,+ se+ utilizan+ las+ expresiones+siguientes14:+ + !!=0,64193 ·!+1,02!!! !!=0,41699 ·!!! !+ + + Obteniendo+para+cada+alternativa:+ + Alternativas' ZR' XR' 1' 8,61+ 58,71+ 2' 8,61+ 58,71+ 3' 8,61+ 58,71+ 4' 8,61+ 58,71+ 5' 8,61+ 58,71+ + Tabla+de+centro+de+gravedad+de+cada+alternativa+ + ' 6. CALADO'MEDIO:' + El+valor+del+calado+medio+está+estrechamente+ligado+al+valor+del+coeficiente+de+bloque+ como+se+puede+observar+en+la+siguiente+fórmula15:+ + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 14+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+2+ 15+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ ! 25! !" =! ∇ !"" ·!·!=! !" +!" !!agua ·!"" ·!·!+ + En+cada+una+de+las+alternativas,+conocemos+los+siguientes+datos:+ + l+Desplazamiento+como+resultado+de+la+suma+entre+el+Peso+Muerto+(impuesto+en+los+ requerimientos+ de+ nuestro+ proyecto)+ y+ el+ Peso+ en+ Rosca,+ estimado+ en+ el+ apartado+ anterior.++ + l+Dimensiones+de+eslora+y+manga.+ + Sin+ embargo+ es+ necesario+ estimar+ o+ bien+ el+ coeficiente+ de+ bloque,+ o+ bien+ el+ calado+ medio+de+diseño;+escogemos+estimar+este+último,+a+partir+de+la+base+de+datos16+y+hacer+ una+somera+comprobación+del+francobordo,+para+comprobar+que+cumplimos+aunque+a+ estas+alturas+del+proyecto,+nos+es+imposible+aplicar+todas+las+correcciones+necesarias.+ + Dicho+esto,+obtenemos+un+calado+medio+igual+a+T+=+7.8+m.+ ' 7. COEFICIENTES'DE'CARENA:' ' En+este+apartado+se+van+a+calcular+los+diferentes+coeficientes+de+la+carena,+que+servirán+ posteriormente+a+su+diseño.+Estos+coeficientes+pueden+verse+ligeramente+modificados+ de+acuerdo+con+el+dimensionamiento.+ + A+ continuación+ se+ exponen+ las+ siguientes+ expresiones+ para+ el+ cálculo+ de+ éstos+ y+ la+ correspondiente+tabla+de+valores.+ ' 7.1. COEFICIENTE'DE'BLOQUE:' ' Se+elige+un+coeficiente+de+bloque+acorde+a+la+velocidad+del+buque+relativa+a+su+eslora,+ es+decir,+relativo+al+número+de+Froude.++ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 16+Ver+Anexo+I+(1)+ ! 32! + + + + ALTERNATIVA'2' En'pruebas' En'Servicio' Motor' Velocidad' EHP+ EKW+ BHP+ BKW+ BHP+ BKW+ MCR+(Pot+Nom)+ BHPS+ 18' 6814+ 5009+ 10095+ 7420+ 11610+ 3533+ 11877+ 10689+ 19' 8583+ 6309+ 12716+ 9346+ 14623+ 10748+ 14960+ 13464+ 20' 10892+ 8006+ 16137+ 11860+ 18557+ 13640+ 18984+ 17086+ 21' 13640+ 10025+ 20207+ 14852+ 23238+ 17080+ 23773+ 21395+ 22' 16535+ 12154+ 24497+ 18005+ 28171+ 20706+ 28820+ 25938+ 23' 19470+ 14311+ 28845+ 21201+ 33172+ 24381+ 33935+ 30542+ 24' 22685+ 16674+ 33608+ 24702+ 38649+ 28407+ 39539+ 35585+ 25' 26632+ 19574+ 39455+ 28999+ 45373+ 33349+ 46417+ 41775+ ' VS' BHP0+ MCR+ MCR+al+90%+ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++Velocidad+al+85+%+MCR+ 20' 16137+ 18984+ 17086+ Autonomía+al+90%+MCR+y+15%+margen+de+servicio+ Para'BHP0'obtenemos'de'la'curva'de'servicio'una'Vs'='19,59'nudos' + + + + Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+2+ + + + + Gráfico+de+BHP+(en+pruebas)+y+BHP+(en+servicio)+respecto+la+VB+de+la+alternativa+2+ + + y!=!206,6x2!C!4688,4x!+!27413! y!=!237,63x2!C!5393,5x!+!31544! 0! 5000! 10000! 15000! 20000! 25000! 30000! 35000! 40000! 45000! 50000! 17! 18! 19! 20! 21! 22! 23! 24! 25! 26! BHP!en! pruebas! BHP!en! servicio! Polinómica! (BHP!en! pruebas)! Polinómica! (BHP!en! servicio)! ! 33! + + + + + ALTERNATIVA'3' En'pruebas' En'Servicio' Motor' Velocidad' EHP+ EKW+ BHP+ BKW+ BHP+ BKW+ MCR+(Pot+ Nom)+ BHPS+ 18' 6814+ 5009+ 10095+ 7420+ 11610+ 3533+ 11877+ 10689+ 19' 8583+ 6309+ 12716+ 9346+ 14623+ 10748+ 14960+ 13464+ 20' 10892+ 8006+ 16137+ 11860+ 18557+ 13640+ 18984+ 17086+ 21' 13640+ 10025+ 20207+ 14852+ 23238+ 17080+ 23773+ 21395+ 22' 16535+ 12154+ 24497+ 18005+ 28171+ 20706+ 28820+ 25938+ 23' 19470+ 14311+ 28845+ 21201+ 33172+ 24381+ 33935+ 30542+ 24' 22685+ 16674+ 33608+ 24702+ 38649+ 28407+ 39539+ 35585+ 25' 26632+ 19574+ 39455+ 28999+ 45373+ 33349+ 46417+ 41775+ ' VS' BHP0+ MCR+ MCR+al+90%+ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++Velocidad+al+85+%+MCR+ 20' 16137+ 18984+ 17086+ Autonomía+al+90%+MCR+y+15%+margen+de+servicio+ Para'BHP0'obtenemos'de'la'curva'de'servicio'una'Vs'='19,59'nudos' + + + + Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+3+ + + + Gráfico+de+BHP+(en+pruebas)+y+BHP+(en+servicio)+respecto+la+VB+de+la+alternativa+3+ + + y!=!206,6x2!C!4688,4x!+!27413! y!=!237,63x2!C!5393,5x!+!31544! 0! 5000! 10000! 15000! 20000! 25000! 30000! 35000! 40000! 45000! 50000! 17! 18! 19! 20! 21! 22! 23! 24! 25! 26! BHP!en! pruebas! BHP!en! servicio! Polinómica! (BHP!en! pruebas)! Polinómica! (BHP!en! servicio)! ! 34! + + + + + ALTERNATIVA'4' En'pruebas' En'Servicio' Motor' Velocidad' EHP+ EKW+ BHP+ BKW+ BHP+ BKW+ MCR+(Pot+Nom)+ BHPS+ 18' 6959+ 5115+ 10310+ 7578+ 11857+ 8715+ 12130+ 10917+ 19' 8747+ 6429+ 12959+ 9525+ 14903+ 10954+ 15246+ 13721+ 20' 11163+ 8205+ 16538+ 12156+ 19019+ 13979+ 19457+ 17511+ 21' 14245+ 10470+ 21104+ 15511+ 24269+ 17838+ 24828+ 22345+ 22' 17606+ 12940+ 26083+ 19171+ 29995+ 22046+ 30686+ 27617+ 23' 20819+ 15302+ 30842+ 22669+ 35469+ 26069+ 36285+ 32657+ 24' 23929+ 17588+ 35450+ 26056+ 40767+ 29964+ 41706+ 37535+ 25' 27406+ 20144+ 40602+ 29843+ 46692+ 34319+ 47767+ 42990+ ' VS' BHP0+ MCR+ MCR+al+90%+ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++Velocidad+al+85+%+MCR+ 20' 16538+ 19457+ 17511+ Autonomía+al+90%+MCR+y+15%+margen+de+servicio+ Para'BHP0'obtenemos'de'la'curva'de'servicio'una'Vs'='19,52'nudos' + + + + Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+4+ + + + Gráfico+de+BHP+(en+pruebas)+y+BHP+(en+servicio)+respecto+la+VB+de+la+alternativa+4+ + + y!=!159,04x2!C!2405,3x!+!1601,2! y!=!182,91x2!C!2767,1x!+!1852,3! 0! 5000! 10000! 15000! 20000! 25000! 30000! 35000! 40000! 45000! 50000! 17! 19! 21! 23! 25! 27! BHP!en!pruebas! BHP!en!servicio! Polinómica!(BHP! en!pruebas)! Polinómica!(BHP! en!servicio)! ! 35! + + + + + ALTERNATIVA'5' En'pruebas' En'Servicio' Motor' Velocidad' EHP+ EKW+ BHP+ BKW+ BHP+ BKW+ MCR+(Pot+Nom)+ BHPS+ 18' 6814+ 5009+ 10095+ 7420+ 11610+ 3533+ 11877+ 10689+ 19' 8583+ 6309+ 12716+ 9346+ 14623+ 10748+ 14960+ 13464+ 20' 10892+ 8006+ 16137+ 11860+ 18557+ 13640+ 18984+ 17086+ 21' 13640+ 10025+ 20207+ 14852+ 23238+ 17080+ 23773+ 21395+ 22' 16535+ 12154+ 24497+ 18005+ 28171+ 20706+ 28820+ 25938+ 23' 19470+ 14311+ 28845+ 21201+ 33172+ 24381+ 33935+ 30542+ 24' 22685+ 16674+ 33608+ 24702+ 38649+ 28407+ 39539+ 35585+ 25' 26632+ 19574+ 39455+ 28999+ 45373+ 33349+ 46417+ 41775+ ' VS' BHP0+ MCR+ MCR+al+90%+ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++Velocidad+al+85+%+MCR+ 20' 16137+ 18984+ 17086+ Autonomía+al+90%+MCR+y+15%+margen+de+servicio+ Para'BHP0'obtenemos'de'la'curva'de'servicio'una'Vs'='19,59'nudos' + + + + Tabla+de+potencias+de+la+alternativa+5+ + + Gráfico+de+BHP+(en+pruebas)+y+BHP+(en+servicio)+respecto+la+VB+de+la+alternativa+4+ + + + y!=!206,6x2!C!4688,4x!+!27413! y!=!237,63x2!C!5393,5x!+!31544! 0! 5000! 10000! 15000! 20000! 25000! 30000! 35000! 40000! 45000! 50000! 17! 18! 19! 20! 21! 22! 23! 24! 25! 26! BHP!en! pruebas! BHP!en! servicio! Polinómica! (BHP!en! pruebas)! Polinómica! (BHP!en! servicio)! ! 36! Resumiendo+obtenemos+la+siguiente+tabla:+ + Alternativa' Vs' BHPs' MCR' kW' 1' 19,52+ 17511+ 19457+ 13058+ 2' 19,59+ 17086+ 18984+ 12741+ 3' 19,59+ 17086+ 18984+ 12741+ 4' 19.52+ 17511+ 19457+ 13058+ 5' 19,59+ 17086+ 18984+ 12741+ Tabla+resumen+de+las+potencias+BHP+en+servicio+y+la+velocidad+en+servicio+ + 10.'DESGLOSE'DEL'PESO'MUERTO:' ' En+nuestro+caso+el+peso+muerto+está+dado+por+las+especificaciones+de+proyecto,+siendo+ su+ valor+ 12000+ toneladas.+ En+ este+ apartado+ estudiaremos+ el+ peso+ y+ la+ situación+ del+ centro+ de+ gravedad+ de+ las+ distintas+ partidas+ que+ integran+ el+ peso+ muerto24.+ Para+ el+ calculo+del+centro+de+gravedad+se+estiman+unas+posibles+localizaciones.+Además,+hay+ que+señalar+que+analizando+buques+existentes,+estableceremos+que+el+buque+tendrá+ una+media+de+6+bodegas.+ + En+una+primera+aproximación,+consideraremos+que+dichas+partidas+son:+ + · Tripulación.+ · Combustible.+ · Aceite.+ · Agua+dulce.+ · Víveres.+ · Cargos+y+pertrechos.+ · Elementos+de+estiba+“fittings”.+ · Tanques+antiescora+“antiheeling”.+ · Carga+y+lastre.+ Consideraremos+un+margen+de+seguridad+del+10%+para+consumibles,+tal+y+como+marca+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 24+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+2+ ! 37! la+legislación.+ + El+sistema+de+ejes+coordenados+que+vamos+a+definir,+es+tal+que+su+origen+está+situado+ en+la+perpendicular+de+popa,+y+su+sentido+será+positivo+en+el+eje+X,+desde+popa+hacia+ proa,+en+el+Y,+desde+crujía+a+babor,+y+en+el+Z,+desde+la+línea+de+base+hacia+arriba.+ + '10.1.'TRIPULACIÓN:' ' Según+las+especificaciones+de+proyecto+el+buque+ha+de+tener+capacidad+para+albergar+a+ 20+tripulantes.+Consideramos+un+peso+de+125+kg+por+persona25.++ + Como+la+mayoría+de+buques+de+este+tipo,+los+espacios+de+la+tripulación+los+suponemos+ en+la+superestructura,+justo+encima+de+la+sala+de+máquinas,+por+lo+tanto:+partiendo+de+ inicio,+sumamos+la+eslora+del+pique+de+popa+y+la+mitad+de+la+sala+de+máquinas:+ + !!!=!!P!!!+!!CM/2+ + La+altura+del+centro+de+gravedad+lo+calculamos+como+la+suma+del+puntal+más+la+mitad+ de+la+altura+de+la+superestructura.+Teniendo+en+cuenta+el+tipo+de+buque+y+el+número+de+ tripulantes,+suponemos+que+la+superestructura+será+de+cinco+cubiertas+y+que+cada+una+ de+ellas+tendrá+unos+3+metros+de+altura,+así:+ ! !" = 5·3 2+!!(!)! + '10.2.'CONSUMOS:' + Para+poder+evaluar+los+consumos,+es+necesario+conocer+la+autonomía+y+una+primera+ aproximación+de+la+potencia+propulsora+del+buque.+La+autonomía+de+nuestro+buque,+ según+las+especificaciones+de+proyecto,+debe+ser+de+11000+millas+al+85%+MCR+y+con+un+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 25+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ ! 38! 15%+de+margen+de+mar.+La+autonomía+se+puede+expresar+en+horas+de+funcionamiento+ como:+ t+(horas)+=+Autonomía+(millas)+/+Vs+(nudos)+ + Estableceremos+un+margen+de+seguridad+del+10%+en+todos+los+consumos26.+ ' 10.2.1.'COMBUSTIBLE:' ' Los+portacontenedores+emplean+en+general+motores+diesel+lentos+o+semirapidos+para+ su+propulsión,+por+lo+que+el+consumo+de+combustible+se+puede+estimar+en+150+gr/BHP+·∙+ h,+más+el+10%+de+margen+de+seguridad27.++ + Con+ este+ valor+ abarcamos+ tanto+ el+ consumo+ del+ motor+ principal+ como+ el+ de+ los+ auxiliares.++ + Los+tanques+de+combustible+se+situarán+en+la+zona+comprendida+entre+los+mamparos+ que+separan+las+bodegas+y+entre+el+doble+fondo+y+la+cubierta+principal.+Su+situación+ natural+sería+lo+más+cerca+posible+de+la+cámara+de+máquinas,+pero+por+condiciones+de+ estabilidad+su+situación+es+variable.+Suponemos+la+colocación+siguiente:+ + !" =!"## +!"# +! !!"# 2+ !" =!!" +!(!−!!" ) 2+ + El+consumo,+teniendo+en+cuenta+el+10%+de+margen+de+seguridad+se+define+según+la+ siguiente+formula28:+ + !"#$%&'($)*!!" =!1,1·!ℎ·!0,150 ·!!" !"# ·ℎ·10!!·!"# !+ + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 26+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+2+ 27!Ver!en!la!bibliografía!la!referencia!2! 28+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ ! 39! 10.2.2.'ACEITE:' ' Estimaremos+ que+ el+ peso+ de+ aceite+ como+ un+ 3+ al+ 5%+ del+ combustible+ aproximadamente.+ El+ aceite+ suele+ estar+ colocado+ habitualmente+ debajo+ del+ motor+ principal,+por+lo+que+su+altura+sobre+la+línea+de+base+se+ha+establecido+como+un+75%+de+ la+altura+del+doble+fondo+y+su+posición+longitudinal+aproximadamente+corresponde+a+la+ situación+de+la+mitad+del+motor+principal.+ + !" =!"## +! !"# 2+ !" =0,75 ·!!" + ' 10.2.3.'AGUA'DULCE:' ' Para+ el+ agua+ dulce+ sanitaria,+ se+ dispondrán+ tanques+ capaces+ de+ almacenar+ 150l200+ litros+ por+ persona+ y+ día,+ más+ un+ 10%+ de+ margen29.+ + Estos+ tanques+ estarán+ situados+ entre+las+cubiertas+de+doble+fondo+y+principal+en+la+zona+del+servo,+y+nunca+en+contacto+ con+el+agua+del+mar,+así+que+deben+estar+dispuestos+por+encima+de+la+línea+de+flotación.++ + Esto+ se+ hace+ para+ evitar+ posibles+ contaminaciones+ en+ caso+ de+ fugas+ de+ productos+ nocivos+como+el+combustible+o+aceite.+ + Consideraremos+que+el+agua+dulce+irá+situada+dentro+de+un+tanque+colocado+sobre+una+ plataforma+que+se+encuentre+por+encima+del+motor+principal+y+pegado+al+mamparo+del+ pique+de+popa:+ + !" =!"##+ !" =!!" +!!.!+ ' ' ' !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 29+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+2+ ! 40! 10.2.4.'VÍVERES:' + Para+los+víveres,+se+recomiendan+unos+5+kg+por+persona+y+día,+más+un+10%+de+margen+ de+consumo30.+Suponemos+ que+la+ gambuza+ estará+situada+ a+la+ altura+ de+la+ cubierta+ principal+y+a+la+misma+longitudinal+que+la+tripulación.+ + !" =!"## +! !"# 2+ !" =!+ + 10.2.5. CARGOS'Y'PERTRECHOS:' ' Estimaremos+el+peso+de+esta+partida+en+20+Tn+el+cual,+incluye+el+margen+del+10%31.+Al+ igual+ que+ en+ el+ caso+ de+ la+ tripulación,+ supondremos+ que+ su+ centro+ de+ gravedad+ se+ puede+estimar+como:+ + !" =!"## +! !"# 2+ !" = 5·3 2+!!(!)+ ' 10.2.6. TANQUES'ANTIESCORA:' ' Este+tipo+de+tanques+son+típicos+en+los+buques+portacontenedores+debido+a+su+crítica+ estabilidad.+ Estimaremos+ para+ ellos+ un+ peso+ de+ 300+ toneladas32 +y+ su+ centro+ de+ gravedad+lo+situaremos+en+el+doble+fondo+a+lo+largo+del+buque:+ + !" =!"## +!"# + !!"# 2% !" =!!" + ' ' !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 30+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+2+ 31+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+2+ 32+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ ! 41! 10.3. CARGA:' ' El+resto+de+peso+muerto+debe+ser+distribuido+entre+la+carga+y+el+lastre+(peso+variable),+ resultando+una+suma+total+de+12000+toneladas+especificadas+por+el+armador.+ + De+esta+manera,+el+resto+de+PM+que+debemos+distribuir+entre+carga+y+lastre,+lo+iremos+ añadiendo+en+principalmente+a+la+carga,+pues+es+lo+que+nos+interesa+aumentar,+desde+ el+fondo+de+bodegas+hacia+arriba.+Al+tiempo+que+se+carga+el+buque,+se+debe+ir+lastrando+ adecuadamente+para+que+en+todo+momento+se+cumplan+los+requisitos+de+estabilidad.++ + + Para+hallar+ la+ posición+!"+de+ la+ carga,+ se+ han+ sumado+ los+ contenedores+que+ hay+en+ cada+ nivel+ horizontal,+ calculando+ el+ peso+ total+ y+ localizando+ el+ centro+ de+ gravedad+ como+la+suma+de+la+altura+del+doble+fondo,+la+altura+que+hay+entre+el+doble+fondo+y+el+ primer+ contenedor,+ la+ altura+ del+ centro+ de+ gravedad+ del+ TEU+ y+ en+ cada+ nivel+ debe+ añadirse+la+distancia+entre+TEUS.+ + Para+las+capas+localizadas+encima+de+la+escotilla,+el+centro+de+gravedad+de+dicha+fila+se+ obtiene+como+la+suma+del+puntal,+la+altura+de+brazola+y+la+distancia+entre+contenedores.+ En+ todo+ momento+ se+ tiene+ en+ cuenta+ el+ número+ de+ TEUS+ y+ FEUS+ que+ se+ han+ considerado,+aunque+ésta+no+sea+la+única+posibilidad+de+distribución.+ + Para+hallar+la+posición+!",+se+procede+a+realizar+la+suma+de+contenedores+y+pesos+por+ columnas;+ en+ este+ caso,+ la+ situación+ del+ centro+ de+ gravedad+ de+ un+ TEU,+ está+ en+ la+ mitad+de+su+eslora.+ + Se+considerará+un+peso+medio+de+14+T+por+TEU33,+y+la+posición+del+centro+de+gravedad+ de+la+carga+total,+vendrá+aproximadamente+dado+por:+ + !" =!"## +!"# + !!"# 2% !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 33+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ ! 48! Nº'CON'14'T' 727+ 726+ 726+ %'Nº'CON'14' 72,7+ 72,6+ 72,6+ Xcc' l2,0500+ l1,4119+ l1,4119+ Trimado' 0,004+ 0,922+ 0,443+ + Tabla+con+los+cálculos+de+las+3+alternativas+seleccionadas+ + A+la+vista+de+las+tablas+anteriores,+podemos+destacar+que+las+tres+alternativas+son,+en+lo+ que+se+refiere+tanto+a+sus+coeficientes+como+a+los+criterios+de+mérito,+prácticamente+ idénticas.++ + A+la+hora+de+elegir+una+de+las+tres,+vamos+a+decantarnos+por+la+alternativa%2,+puesto+ que,+aunque+la+potencia+propulsora+requerida+sea+la+misma+en+las+3+alternativas,+esta+ alternativa+es+la+única+que+lleva+una+fila+de+4+contenedores+sobre+cubierta+(opción+que+ puede+ beneficiarnos+ para+ la+ estabilidad+ así+ como+ una+ mayor+ visibilidad+ desde+ el+ puente)+ y+ tiene+ mejor+ trimado+ que+ en+ las+ otras+ dos+ opciones+ (ya+ que+ hemos+ modificado+su+posición+longitudinal+del+centro+de+carena+para+tal+fin).+ + 14.1. CARACTERÍSTICAS'DE'LA'ALTERNATIVA'SELECCIONADA:' ' Eslora+entre+perpendiculares+ LPP+ 141,'13'm' Manga+ B+ 25,28'm' Puntal+ D+ 11,83'm' Coeficiente+de+Bloque+ CB+ 0,619' Coeficiente+de+la+Maestra+ CM+ 0,978' Coeficiente+de+Flotación+ CF+ 0,79' Coeficiente+Prismático+ CP+ 0,634' Calado+ T+ 7,8'm' Número+de+contendores+sobre+cubierta+ NS+ 622' Número+de+contenedores+bajo+cubierta+ NB+ 378' Tabla+resumen+de+la+alternativa+seleccionada+ ' ' ' ! 49! 14.2. POTENCIA:' ' l Velocidad+de+servicio+–+Vs+=+19.59+nudos+ l+ BHPS+=+17086+BHP+ l+ MCR+=+18984+BHP+ ' 14.3. PESO'EN'ROSCA:' ' +PR+=+5668+toneladas' +Xg+=+58,71+m' +Zg+=+8,61+m' ' 14.4. PESO'MUERTO:' ' ' Peso'(Ton)' Z' X' Peso'·∙'Z' Peso'·∙'X' Tripulación' 2,8+ 18,8+ 22,0+ 51,8+ 60,4+ Combustible' 1583+ 6,9+ 41,2+ 10941,8+ 65286,7+ Aceite' 47,5+ 1,5+ 22,0+ 71,2+ 1042,3+ Agua'Dulce' 83,2+ 10,2+ 5,9+ 847,5+ 491,8+ Víveres' 2,8+ 18,8+ 22,0+ 52,2+ 60,9+ Cargos'y'pertrechos' 20+ 18,8+ 22,0+ 376,5+ 439,0+ Antiheeling'(Tanques'antiescora)' 300+ 6,91+ 79,3+ 2073,8+ 23794,5+ Carga' 10178+ 12,51+ 76,0+ 127324,9+ 773184,5+ Lastre' l297,1+ 6,91+ 79,3+ l2053,7+ l23564,3+ + Tabla+de+los+resultados+del+calculo+del+peso+muerto+ + 14.5. CENTRO'DE'GRAVEDAD:' ' !" =!!"!"·!"!!"!"·!" !"!!" %=%67,680%m% % !" =!!"!"·!"!!"!"·!" !"!!" %=%10,991%m% % ! 50! 14.6. CENTRO'DE'CARENA:' ! XCC$=$67,672$m$ $ %$XCC$=$12,050 % + Trimado$=$ !!!!!! ! =0,004!! $ + + 14.7. DISTRIBUCIÓN'DE'LOS'CONTENEDORES:' ' ' ' Dibujo+del+buque+con+la+distribución+de+contenedores+deseada+ + 15. DERIVACIÓN'DE'FORMAS:' + Vamos+a+realizar+una+transformación+paramétrica+para+las+formas+del+buque.+Antes+de+ eso,+ ha+ sido+ necesario+ ensanchar+ las+ formas+ ya+ que+ el+ coeficiente+ de+ bloque+ era+ pequeño+para+nuestros+requerimientos.+ Una+vez+se+alcanza+un+coeficiente+de+bloque+de+partida+lo+suficientemente+alto,+se+hace+ la+ transformación+ para+ derivar+ las+ formas+ del+ buque+ y+ obtener+ las+ dimensiones+ principales.+ !"#$%&'#()*+(,%(&-""%"-(+.(/012(((((((((((((((((((((((((((((,3456(7389:;<=(>5;?@?A3( !"#"$%&'()*+',)$,$-'($.%/000%)$"1% +"*-$(,'%/% -23$,.2',*32$,)' !" ! ! !"#$%&'&($() ! 746.1048.7319.4   KGBMKBGM !"!#$%&'!(! ! )*!"!)+!,!+*!"!##-.%!(! ! *+,#-.)(+)/-$0+($() ! ! ! m PRPM PRXgPMXg Xg PRp m 680,67   ! ! m PRPM PRZgPMZg Zg PRp m 991.10   ! *+,#-.)(+)1$-+,$) ! m X X C C C C 672.67 050.2%  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 005,0 2  B XXg tri m ado (! ) 2&"#-&%31&4,)(+)1.,#+,+(.-+") ! 51! Tras+hacer+este+proceso,+se+hacen+unas+modificaciones+de+carácter+local+sobre+todo+en+ las+zonas+de+proa+y+popa.+También+se+ha+modificado+la+obra+muerta+para+alcanzar+el+ puntal+de+proyecto.+ + Los+datos+hidrodinámicos+de+las+formas+finales+obtenidas,+para+el+calado+de+proyecto+y+ trimado+nulo,+y+con+la+máxima+precisión+que+el+Maxsurf+permite,+son:+ + ! Datos+hidrodinámicos+de+las+formas+finales+del+buque+tras+su+parametrización+ + 15.1. COMPARACIÓN'DE'DATOS:' ' Hacemos+una+tabla+representativa+comparando+los+datos+calculados+con+los+que+nos+ facilita+las+formas+del+buque+con+el+programa+Maxsurf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Ϭ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álculo hidrostático ! 52! + ' ' Cálculo'hidrostático' ' Parámetro' Predimensionado' Respecto'la'flotación' Respecto'LPP' Diferencia'(%)' CB' 0,619+ 0,623+ 0,623+ 1,58+ Cm' 0,978+ 0,977+ 0,977+ 0,06+ Cf' 0,790+ 0,807+ 0,807+ 1,72+ Cp' 0,634+ 0,638+ 0,638+ 1,65+ Desplazamiento' 17668+ 17943+ 17943+ 1,55+ XCC'respecto'Lpp' 67,672+ l+ 68,773+ 1,63+ XCC'respecto'LWL' 68,349+ 69,478+ l+ 1,65+ ! Relación+de+los+parámetros+calculados+con+los+del+cálculo+hidrostático+ ! + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ! 53! + + + + + + + + + PREDICCIÓN+DE+POTENCIA+Y+DISEÑO+DE+LAS+ HÉLICES+Y+TIMÓN+ + + + + + + + + + + ' ' ! 54! PREDICCIÓN'DE'POTENCIA,'DISEÑO'DE'TIMÓN'Y'HÉLICES' ' 1. INTRODUCCIÓN:' + En+este+apartado+se+expondrán+los+cálculos+necesarios+para+determinar+las+necesidades+ del+equipo+propulsor.+Se+calculará+la+resistencia+al+avance+del+buque+y+se+estimará+la+ potencia+del+propulsor+requerida+para+que+el+buque+alcance+la+velocidad+en+pruebas+ exigida,+seleccionando+la+hélice+óptima.+También+se+definirá+el+equipo+de+gobierno+y+ maniobra,+determinando+las+dimensiones+y+características+principales+del+timón+y+de+la+ hélice.+ + Debido+ a+ las+ características+ del+ buque,+ adoptaremos+ la+ solución+ más+ sencilla,+ que+ consiste+en+una+línea+de+ejes+acoplada+a+un+motores+principal+diesel+y+con+una+hélice+ de+palas+fijas.+ + En+ las+ especificaciones+ del+ proyecto+ se+ exige+ que+ el+ equipo+ propulsor+ sea+ capaz+ de+ desarrollar+ 20+ nudos+ de+ velocidad+ en+ condiciones+ de+ pruebas+ a+ plena+ carga,+ con+ el+ motor+al+85%+de+su+potencia+máxima+continua+(MCR).+Mediante+el+método+de+Holtrop+ se+estimarán+la+resistencia+al+avance,+RTOTAL,+y+la+potencia+de+remolque,+EHP,+necesarias+ para+alcanzar+dicha+velocidad.++ + Una+vez+conocida+la+resistencia+al+avance+y+la+potencia+de+remolque,+se+seleccionará+la+ hélice+ óptima+ de+ entre+ las+ de+ la+ Serie+ B+ de+ Wageningen,+ definiendo+ el+ rendimiento+ propulsivo+y+quedando+así+definida+la+potencia+que+tendrá+que+desarrollar+el+motor+ propulsor.+ Para+ realizar+ este+ proceso,+ nos+ han+ recomendado+ usar+ un+ programa+ desarrollado+por+la+Escuelta+Técnica+Superior+de+Ingenieros+Navales+llamado+“MIOR”.+ + Posteriormente+ se+ comprobará+ que+ tenemos+ los+ huelgos+ necesarios+ para+ evitar+ problemas+ de+ vibraciones+ mediante+ el+ método+ propuesto+ por+ la+ Sociedad+ de+ Clasificación.+Asimismo,+comprobaremos+mediante+el+método+de+Keller+la+no+existencia+ de+cavitación+para+el+propulsor+elegido.+ + ! 55! La+velocidad+y+la+potencia+de+servicio+necesarias,+se+calcularan+con+los+datos+obtenidos+ mediante+la+aplicación+del+método+de+Holtrop.+ + El+ diseño+ y+ la+ determinación+ de+ las+ dimensiones+ principales+ del+ timón+ se+ realizarán+ siguiendo+las+directrices+expuestas+por+D.+Antonio+Baquero+en+su+Tesis+Doctoral.+ + Por+último,+las+características+de+la+hélice+de+maniobra+serán+determinadas+de+acuerdo+ con+las+directrices+expuestas+en+el+libro+“El+Proyecto+Básico+del+buque+Mercante”.+ + 2. SELECCIÓN'DEL'CONJUNTO'PROPULSIVO:' + El+sistema+de+propulsión+de+cualquier+buque+está+integrado+por+tres+ conjuntos+ bien+ diferenciados:+ + Conjunto+motor+ Conjunto+propulsor+ Conjunto+de+transmisión+ + Como+hemos+indicado+en+la+introducción,+adoptaremos+el+sistema+de+propulsión+más+ simple+desde+el+ punto+ de+vista+de+su+ concepción,+ que+sería+el+formado+ por+ un+solo+ motor+(conjunto+motor),+acoplado+rígidamente+a+través+de+una+línea+de+ejes+(conjunto+ de+transmisión)+a+una+hélice+de+palas+fijas+(conjunto+de+propulsor).+ + 2.1. CONJUNTO'MOTOR:' La+selección+de+una+planta+de+un+solo+motor+presenta+muchas+ventajas.+El+precio+del+ motor+de+una+determinada+potencia,+es+menor+que+la+de+dos+motores+con+la+mitad+de+ dicha+potencia,+lo+mismo+ocurre+con+los+costes+de+instalación+y+en+cuanto+a+los+costes+ de+mantenimiento+ocurre+lo+mismo,+pues+dependen+más+del+número+de+cilindros+que+ de+la+potencia+unitaria+de+estos.+ + La+ división+ de+ potencia+ en+ varios+ motores+ deberá+ plantearse+ en+ buques+ que+ estén+ ! 56! sujetos+ a+ regímenes+ de+ potencia+ diferenciados,+ exigencias+ especiales+ de+ maniobrabilidad+ o+ de+ seguridad,+ limitaciones+ de+ espacio+ disponibles+ o+ demanda+ excepcional+de+consumo+eléctrico.+ + Dado+ que+ nuestro+ buque+ no+ presenta+ ninguno+ de+ los+ requerimientos+ anteriores+ y+ debido+a+las+ventajas+mencionadas,+adoptaremos+la+disposición+de+un+solo+motor.+ + Hoy+por+hoy,+aproximadamente+el+99%+de+los+buques+utilizan+motores+diesel+para+la+ propulsión,+ y,+ por+ otro+ lado,+ para+ potencias+ mayores+ a+ 15000+ HP+ el+ motor+ de+ dos+ tiempos+es+la+mejor+elección.+ + Dado+que+la+potencia+calculada+anteriormente+es+mayor+que+la+especificada+optaremos+ por+el+motor+diesel+de+dos+tiempos.+Estas+son+las+características+generales+de+un+motor+ de+dos+tiempos:+ + v Es+muy+voluminoso+(sobre+todo+en+altura,+dimensión+a+menudo+limitativa+en+los+ buques),+pesado+y+por+tanto,+costoso.+ + v Gran+diámetro+de+cilindro:+lo+que+conlleva+un+gran+tamaño,+peso+y+robustez.+ + v Carreras+de+pistón+largas+o+muy+largas:+la+relación+carrera/diámetro+de+pistón+ es+siempre+superior+a+2.4+llegando+en+algunos+casos+a+4.+ + v Velocidad+ de+ giro+ lento:+ en+ ningún+ caso+ superior+ a+ las+ 150+ revoluciones+ por+ minuto,+ pudiendo+ ser+ de+ tan+ sólo+ 57+ revoluciones+ por+ minuto.+ Esta+ característica+ permite+ la+ conexión+ directa+ con+ el+ propulsor+ (hélice)+ sin+ intercambio+de+ningún+engranaje+reductor+y+por+lo+tanto+con+alto+rendimiento+y+ fiabilidad.+Esta+lentitud+facilita+el+consumo+de+combustibles+muy+pesados+y+así+ el+motor+“digiere”+con+menos+problemas+los+combustibles+residuales.+ + v Potencia+unitaria+muy+elevada:+nunca+inferior+a+7000+BHP,+existen+motores+por+ encima+de+los+90000+BHP.+ ! 57! + v Sistemas+de+lubricación+separados+de+camisas+y+cárter,+lo+que+facilita+el+uso+del+ aceite+más+adecuado+a+cada+una+de+las+funciones,+disminuye+la+contaminación+ de+aceite+del+cárter+y+hace+que+el+consumo+global+de+aceite+se+reduzca.+ + v Muy+alta+eficacia+térmica:+en+todos+los+casos,+superior+al+50%+lo+que+permite+un+ altísimo+rendimiento+del+sistema+propulsivo.+ + v Larga+ vida+ operativa:+ los+ motores+ diesel+ de+ dos+ tiempos+ son+ diseñados+ para+ alcanzar+una+vida+operativa+de+25+o+más+años+y+en+todo+caso,+no+menos+de+la+ vida+operativa+de+un+barco+mercante+y+en+explotación+comercial.+ + v Simplicidad+de+diseño:+el+número+de+piezas+en+movimiento,+su+robustez+y+su+ velocidad+ lineal+ son+ comparativamente+ bajas,+ lo+ que+ conlleva+ una+ mayor+ fiabilidad.+ + 2.2. CONJUNTO'PROPULSOR:' + El+principio+de+funcionamiento+de+una+hélice+es+similar+al+de+las+alas+de+los+aviones,+ pues+cada+sección+de+la+hélice+es+un+perfil+que+actúa+provocando+diferencias+en+el+flujo+ que+se+produce+entre+las+caras+activa+e+inactiva+(o+pasiva),+debido+a+la+forma+de+las+ secciones+de+la+pala+y+a+su+ángulo+de+ataque.++ + Esta+ diferencia+ de+ flujo+ provoca+ un+ empuje,+ por+ las+ diferencias+ de+ presión+ que+ aparecen,+de+manera+similar+a+como+ocurre+en+las+alas+de+un+avión.+El+resultado+es+que+ cada+ pala+ produce+ un+ empuje+ en+ la+ dirección+ de+ avance+ del+ buque,+ gracias+ al+ movimiento+rotatorio+del+conjunto.+ + La+selección+de+una+hélice+de+palas+fijas+presenta+muchas+ventajas;+mayor+robustez,+ menor+coste+de+instalación+y+mantenimiento,+menor+propensión+a+averías+y+además+un+ rendimiento+superior+a+la+hélice+de+palas+de+paso+controlable.+ + ! 64! Coeficiente'de'la'Maestra' CM+(!)+ 0,977+ Coeficiente'de'la'flotación' CF+(!)+ 0,807+ Posición'longitudinal'del'centro'de'carena'(%)' XCC+(%)+ l2,025+ Semiángulo'de'entrada'en'la'flotación' IE+(º)+ 19,486+ Superficie'mojada' A+(m2)+ 4180,179+ Coeficiente'de'resistencia'del'timón' 1+k2+ 1,4+ Superficie'mojada'del'timón' AT+(m2)+ 19,26+ Diámetro'túnel'hélice'de'maniobra' DHM+(m)+ 1,318+ Coeficiente'de'resistencia'hélice'de'maniobra' CBTO+ 0,008+ Área'transversal'del'bulbo'de'proa' SB+(m2)+ 14,756+ Altura'del'c.d.g.'del'área'transversal'del'bulbo'de'proa' hB+(m)+ 4,500+ Área'transversal'mojada'del'espejo'de'popa' AS+(m2)+ 0+ Coeficiente'de'las'formas'de'popa' CSTERN+ 0+ Densidad'agua'del'mar' !!(!" !!)+ 1025+ Viscosidad'cinematica'del'agua'de'mar'a'15'ºC' n+(m2+/+s)+ 1,188+·∙+10l5+ Rugosidad'media'del'casco' r+(!")+ 150+ + Datos+de+entrada+para+que+el+programa+calcule+con+el+Metodo+de+Holtrop+y+Menen+la+Resistencia+total+ + Los+ valores+ más+ significativos+ que+ obtenemos+ aparecen+ resumidos+ en+ la+ tabla+ siguiente:+ + Velocidad' (nudos)' Número' Froude' Número' Reynolds' Coef.' Resistencia' Resistencia' EHP' (CV)' Viscosa'(N)' Olas'(N)' Apéndices'(N)' Total'(N)' Vb+ !"+ ℛ!+ !"+ !"+ !"+ !"+ !!+ !"#+ 8+ 0,1101+ 494+ 1,674+ 89833+ 26+ 10641+ 100500+ 563+ 9+ 0,1238+ 555+ 1,6487+ 112292+ 136+ 13330+ 125758+ 792+ 10+ 0,1376+ 617+ 1,6266+ 137117+ 514+ 16090+ 153720+ 1076+ 11+ 0,1514+ 679+ 1,6069+ 164283+ 1538+ 18868+ 184689+ 1422+ 12+ 0,1651+ 741+ 1,5893+ 193773+ 3868+ 21623+ 219263+ 1842+ 13+ 0,1789+ 802+ 1,5733+ 225567+ 8493+ 24328+ 258387+ 2351+ 14+ 0,1926+ 864+ 1,5588+ 259650+ 16753+ 26962+ 303365+ 2973+ 15+ 0,2064+ 926+ 1,5454+ 296006+ 30291+ 29515+ 355812+ 3736+ 16+ 0,2202+ 987+ 1,533+ 334623+ 51519+ 31978+ 418120+ 4682+ 17+ 0,2339+ 1049+ 1,5216+ 375488+ 80712+ 34349+ 490549+ 5837+ 18+ 0,2477+ 1111+ 1,5109+ 418588+ 118628+ 36627+ 573843+ 7230+ 19+ 0,2614+ 1172+ 1,5008+ 463913+ 178562+ 38814+ 681290+ 9060+ 20' 0,2752' 1234' 1,4914' 511454' 274049' 40912' 826415' 11569' ! 65! 21+ 0,2890+ 1296+ 1,4825+ 561199+ 389473+ 42927+ 993599+ 14604+ 22+ 0,3027+ 1358+ 1,4742+ 613140+ 482797+ 44861+ 1140798+ 17566+ + Tabla+de+los+valores+de+las+diferentes+resistencias+ + Donde:+ + ! !=!"#$%&'('!!"#!!"#"$!(!"#$%)+ !" =!ú!"#$!!"!!"#$%&+ ℛ!=!ú!"#$!!"!!"#$%&'(+ !" =!"#$%&%#'(#!!"!!"#$$#ó!!·10!+ !" =!"#$#%"&'$(!!"#$%#&!!+ !" =!"#$#%"!"#$!!"#!!"#$%&'ó!!!"!!"#$!!+ !" =!"#$#%"&'$(!!"é!"#$%&!!!!"#$%ó!!!+ !!=!"#$#%"&'$(!!"#$%!!+ !"# =!"#$%&'(!!"!!"#$%&'"!!" + + Debemos+prestar+especial+atención+a+la+línea+marcada+en+negrita,+en+la+que+se+muestra+ los+resultados+obtenidos+para+una+velocidad+de+20'nudos.+Dicha+velocidad+corresponde+ a+la+velocidad+de+pruebas+al+85%+de+MCR,+que+es+la+velocidad+para+la+cual+se+realizaran+ la+mayor+parte+de+los+cálculos.+ + A+continuación,+se+realizan+dos+graficas,+obtenidas+a+partir+de+esta+tabla,+en+la+que+se+ estudia+la+resistencia+al+avance+en+función+de+la+velocidad+del+buque+y+la+potencia+que+ debe+ser+entregada+por+la+hélice+para+alcanzar+dicha+velocidad.+ + ! 66! + Gráfico+de+la+Resistencia+al+avance+en+función+de+la+velocidad+del+buque+ + + Gráfico+de+la+Potencia+que+debe+ser+entregada+por+la+hélice+en+función+de+la+velocidad+del+buque+ + Como+ resultado+ de+ la+ aplicación+ del+ método+ de+ HoltroplMenen+ se+ expone+ a+ continuación+una+tabla+con+la+potencia+necesaria+que+debe+desarrollar+la+hélice+para+ que+nuestro+buque+avance+con+una+velocidad+de+20+nudos,+al+85%+de+la+MCR,+según+ especificaciones+del+armador.+ + 0! 200000! 400000! 600000! 800000! 1000000! 1200000! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! Resistencia!Total!(N)! Velocidad!del!buque!(nudos)! 0! 2000! 4000! 6000! 8000! 10000! 12000! 14000! 16000! 18000! 20000! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! EHP!(CV)! Velocidad!del!buque!(nudos)! ! 67! VB'(nudos)' EHP'(CV)' EHP'(kW)' 20' 11569+ 8503+ + + Los+ cálculos+ del+ consumo+ de+ combustible+ se+ realizaran+ al+ 90%+ de+ la+ MCR+ y+ con+ un+ margen+ de+ servicio+ del+ 15%.+ De+ este+ modo,+ una+ vez+ obtenido+ el+ rendimiento+ propulsivo+de+la+hélice,+estaremos+en+condiciones+de+escoger+los+motores+propulsores+ que+mejor+se+ajusten+a+nuestras+necesidades+y+a+las+especificaciones+de+proyecto.+ + 4.2. RENDIMIENTO'PROPULSIVO:' + Para+calcular+la+potencia+propulsora,+BHP,+necesitamos+hallar+la+potencia+efectiva,+EHP,+ y+el+rendimiento+propulsivo,+!!:+ + !"# = !"# !! + + El+rendimiento+propulsivo+nos+da+una+idea+de+la+eficiencia+propulsiva+del+buque+y+se+ compone+ de+ cuatro+ factores,+ el+ rendimiento+ del+ casco+(!!),+ el+ rendimiento+ del+ propulsor+ aislado+ (!!),+ el+ rendimiento+ rotativo+ relativo+ (!!!)+y+ el+ rendimiento+ mecánico+de+la+línea+de+ejes+ !!.+ + !!=!!·!!·!!·(!!!)+ + !!= 1−! 1−!+ + El+!!+se+estima+alrededor+de+0,98.+El+resto+de+factores+propulsivos+se+pueden+estimar+ por+medio+de+expresiones+que+proporciona+el+método+de+Holtrop+(!!!!!!!!)47.+ + + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 47+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+6+ ! 68! Usando+el+método+analíticamente+con+una+hoja+de+cálculo,+podemos+tener+el+valor+de+ el+coeficiente+de+estela+(w)+y+el+coeficiente+de+succión+(t)+y+con+ello,+el+rendimiento+del+ casco+(!!).48+ + En+ensayos+de+canal+pueden+ser+obtenidos+los+siguientes+datos+para+cada+hélice:+ + • T:+Empuje+suministrado+por+la+hélice.+ • Q:+Par+absorbido+por+la+línea+de+ejes.+ • n:+Revoluciones+por+segundo.+ • Va:+Velocidad+con+la+que+llega+el+agua+al+propulsor.+ + Estas+ propiedades+ se+ estudian+ en+ forma+ adimensional,+ a+ través+ de+ los+ siguientes+ coeficientes49:+ + !!=! ! !·!!·!!+ !!=!! !·!!·!!+ !=! ! ! !·!=! !·(1−!) !·!+ + Donde+"!"+es+el+empuje,+"!"+es+la+densidad+del+agua+de+mar+que+es+igual+a+1025+kg/m3,+ "!"+son+las+revoluciones+por+segundo+del+propulsor+y+"!"+es+el+diámetro+de+la+hélice.+ + Los+ coeficientes+!!+y+!!+ligan+ el+ grado+ de+ avance+ (J)+ del+ propulsor+ (y+ con+ ello,+ la+ velocidad+media+del+agua+que+atraviesa+la+hélice),+con+el+empuje+o+par+que+desarrollan+ como+si+estuvieran+en+aguas+libres.+Así,+adquieren+la+denominación+de+coeficiente+de+ estela+a+identidad+de+empuje+y+a+identidad+de+par.++ + Asimismo,+el+rendimiento+del+propulsor+aislado+queda+definido+de+la+siguiente+forma50:+ + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 48+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+6+ 49+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+6+ 50+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+6+ ! 69! !!=!!·!! 2·!·!! + + Como+se+puede+apreciar+en+la+expresión+anterior,+el+rendimiento+de+la+hélice+depende,+ entre+ otras+ variables,+ de+ las+ revoluciones+ de+ funcionamiento+ y+ del+ diámetro+ de+ la+ hélice.+Si+se+conociera+el+grado+de+avance+del+propulsor+(lo+que+equivaldría+a+conocer+ las+ revoluciones+ a+ las+ que+ gira+ y+ su+ diámetro),+ se+ podría+ calcular+ fácilmente+ los+ coeficientes+anteriores+!!+y+!!,+y+así,+el+rendimiento+del+propulsor+aislado.+ + Como+el+propulsor+no+trabaja+aislado,+existe+una+interacción+hélice+l+carena,+por+lo+que+ al+ rendimiento+ de+ propulsor+ aislado,+ deberemos+ afectarlo+ de+ unos+ coeficientes+ que+ reflejen+esta+interacción.+Estos+coeficientes+son:+ + !:!"#$%&%#'(#!!"!!"#$%&+ + !=! !−! ! !+ + !:!"#$%&%#!"#!!"!!"##$ó!+ + != !−! !+ + !!!:!"#$%&%"#'(!!"#$%&'( −!"#$#%&"+ + !!! =!! !+ + Siendo:+ !:!"#$%&'('!!"#!!"#"$! ! !:!"#$%&'('!!"#!!"!!"#!!!"#$!!"!!"#!!!!!!"#!$%&#"+ !:!"#$%&!!"#$%$!&'()*!!"#!!"!ℎé!"#$! !:!"#$#%"&'$(!!"!!"!#$%! !!:!"#!!"#$%"&'$!!"#!!"!ℎé!"#$!!"!!"#!!!"#$%&!!!!"#$%&'('!!! ! 70! !:!"#!!"#$!"#$%!!"#!!"!ℎé!"#$!!"#$%&!!"!!"#$!"%&'!!"#$á!!!"!!"!!"#$%"!!!!"#$%&'('!!+ + El+propio+método+de+Holtrop+proporciona+expresiones+con+las+que+estimar+los+valores+ de+los+coeficientes+en+función+de+algunas+características+del+buque+y+del+propulsor.+ Además+al+ir+el+propulsor+acoplado+al+motor+tendremos+un+rendimiento+mecánico+que+ afectará+al+rendimiento+total.+ + Partiendo+ de+ todos+ estos+ valores,+ y+ como+ expresamos+ al+ principio+ del+ apartado,+ el+ rendimiento+propulsivo+total+se+puede+obtener+mediante+la+siguiente+expresión:+ + !!"#! = 1−! 1−!·!!!! ·!!!·!!!"#+ + 4.3. DETERMINACIÓN'DEL'PROPULSOR'ÓPTIMO:' + El+diseño+de+la+hélice+más+adecuada+implica+una+solución+de+compromiso+para+hacer+ frente+a+diversas+necesidades+muchas+veces+contrapuestas.+Sin+embargo+existen+unos+ objetivos+claros+que+deben+ser+cubiertos:+ + ü La+hélice+debe+proporcionar+un+empuje+suficiente+para+propulsar+al+buque+a+la+ velocidad+deseada,+con+un+rendimiento+lo+mayor+posible.+ + ü No+ deben+ presentarse+ fenómenos+ de+ cavitación+ o,+ al+ menos,+ han+ de+ estar+ reducidos+a+límites+admisibles.+ + ü La+ resistencia+ mecánica+ o+ estructural+ de+ la+ hélice+ ha+ de+ ser+ la+ adecuada+ para+ permitirla+funcionar+sujeta+a+los+esfuerzos+desarrollados+en+sus+palas+sin+riesgos+ de+fracturas+o+deformaciones.+ + En+ la+ actualidad,+ existen+ dos+ métodos+ apropiados+ para+ desarrollar+ de+ una+ forma+ correcta+el+proyecto+de+una+hélice:+ + ! 71! Ø Por+series+sistemáticas:+Una+serie+sistemática+es+un+conjunto+de+formas+de+hélice,+ relacionadas+entre+sí+de+manera+geométrica+y+sistemática,+elegidas+para+ tener+ buen+rendimiento+y+comportamiento+de+cavitación.+ + Ø Por+Teoría+de+Circulación:+Este+método+se+utiliza+sólo+en+aquellos+casos+en+los+ que+se+requiera+que+la+hélice+aporte+mucho+empuje+por+unidad+de+área+de+disco,+ ó+bien,+cuando+ha+de+trabajar+con+un+reparto+de+estela+poco+uniforme.+El+método+ consiste+en+encontrar+la+forma,+longitud,+y+los+parámetros+de+paso+y+rendimiento+ de+las+secciones+en+diferentes+radios,+todo+ello+de+acuerdo+con+un+determinado+ reparto+radial+de+estela+media+circunferencial.+ + Debido+ a+ su+ mayor+ sencillez+ y,+ se+ opta+ por+ proyectar+ la+ hélice+ usando+ series+ sistemáticas51.++ + Una+serie+sistemática+de+propulsores+es+un+conjunto+de+formas+de+hélices+relacionadas+ entre+sí+de+manera+geométrica+y+sistemática,+elegidos+para+tener+un+buen+rendimiento+ y+ comportamiento+ en+ cavitación+ y+ de+ las+ que,+ adicionalmente,+ se+ dispone+ de+ resultados+de+ensayos+de+propulsor+aislado.+Se+opta+por+proyectar+la+hélice+mediante+ la+Serie+BB+de+Wageningen,+que+es+la+más+utilizada+de+todas.+ + Los+ buques+ portacontenedores+ construidos+ en+ la+ actualidad+ y+ con+ semejantes+ características+a+las+del+proyecto,+están+equipados+con+hélices+de+4+y+5+palas.++ + Veremos+ cuál+ de+ ellas+ se+ ajusta+ mejor+ a+ nuestros+ requerimientos+ y+ tendremos+ en+ cuenta+ que,+ para+ evitar+ resonancias+ en+ las+ vibraciones+ torsionales,+ el+ número+ de+ cilindros+del+motor+no+sea+múltiplo+del+número+de+palas+de+la+hélice.+ + El+ diámetro+ de+ los+ propulsores+ ejerce+ una+ notable+ influencia+ en+ el+ rendimiento+ propulsivo+ total+ y+ en+ la+ existencia+ o+ no+ de+ cavitación+ en+ el+ propulsor.+ Existe+ un+ diámetro+ óptimo+ desde+ el+ punto+ de+ vista+ del+ rendimiento+ propulsivo+ para+ unas+ determinadas+condiciones+de+ajuste+del+propulsor,+pero+el+diámetro+de+las+hélices+se+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 51!Ver!en!la!bibliografía!la!referencia!7! ! 72! ve+limitado+por:+ + l+Las+sugerencias+de+la+Sociedad+de+Clasificación+en+lo+que+hace+referencia+a+los+huelgos+ mínimos+entre+el+casco+y+la+hélice,+de+cara+a+evitar+ruidos+y+vibraciones+excesivas.+ + l+La+existencia+o+no+de+cavitación.+ + l+Además,+se+limitará+el+diámetro+máximo+al+77+%+del+calado+de+proyecto,+intentando+ evitar+así+la+existencia+de+condiciones+de+carga+en+las+cuales+la+hélice+no+esté+del+todo+ sumergida52.+ + Siempre+ cumpliendo+ con+ esas+ limitaciones,+ se+ intentará+ disponer+ de+ una+ hélice+ del+ mayor+diámetro+posible+con+el+fin+de+que+el+rendimiento+y+la+potencia+absorbida+por+el+ propulsor+sean+máximos.+ + Como+ el+ calculo+ analítico+ es+ muy+ engorroso,+ se+ decide+ trabajar+ nuevamente+ con+ el+ programa+“MIOR”,+el+cual+nos+proporciona+los+datos+de+las+hélice+bajo+la+serie+BB+de+ Wageningen.+ Para+ ello,+ se+ introducen+ los+ mismos+ datos+ que+ en+ la+ estimación+ de+ potencia,+pero+añadiendo+el+valor+de+las+variables+siguientes:+ + o Velocidad+de+pruebas,+que+es+de+20+nudos.+ + o Diámetro+máximo+que+nos+permite+la+disposición+del+codaste,+DMAX,+y+el+mínimo,+ DMIN.+El+diámetro+de+la+hélice+se+encuentra+en+un+rango,+que+vendrá+dado+por+la+ siguiente+expresión53:+ + !=0,7·!−0,77 ·!=0,7·7,8−0,77 ·7,8=5,46 −6,006 !!+ + Teniendo+en+cuenta+los+huelgos+mínimos+propuestos+por+la+Sociedad+de+Clasificación,+ comprobamos+ que+ la+ aproximación+ del+ diámetro+ máximo+ está+ acorde+ con+ las+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 52+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+7+ 53+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+4+ ! 73! características+de+nuestro+buque.++ + o Rango+de+variación+de+las+revoluciones+del+propulsor+y+valor+de+cada+incremento+ dentro+del+intervalo.+Para+establecer+este+parámetro+nos+fijamos+en+la+base+de+ datos+donde+observamos+que+el+intervalo+de+revoluciones+en+el+que+se+mueven+ este+tipo+de+buques+ oscila+ entre+ 90+y+150+rpm.+Tomamos+como+incremento+ 1+ rpm.+ + o Número+ de+ palas+ de+ la+ hélice,+ Z.+ Probaremos+ con+ 4+ y+ 5+ palas,+ ya+ que+ es+ lo+ habitual+en+este+tipo+de+buques.+ + o Rugosidad+del+propulsor:+suponemos+que+es+de+unas+30+micras+ya+que+es+el+valor+ que+propone+el+programa.++ + o Rendimiento+mecánico+de+la+línea+de+ejes,+!!.+Por+estar+el+motor+directamente+ acoplado+al+propulsor,+se+tomará+igual+a+0.98.++ + o Margen+del+motor.+Según+la+especificación+de+contrato+este+margen+debe+ser+el+ 85%+MCR.+ + De+esta+forma+podemos+resumir+los+parámetros+de+entrada+en+la+siguiente+tabla:+ + Velocídad'de'diseño'(nudos)' 20' Diámetro'máximo'del'propulsor' 6,006+ Diámetro'mínimo'del'propulsor' 5,46+ Máximas'rpm'propulsor' 150+ Mínimas'rpm'propulsor' 90+ Incrementos'de'rpm' 1+ Número'de'palas' 5+ Altura'línea'de'ejes'(m)' 3,233+ Rugosidad'propulsor'(micras)' 30+ Rendimiento'mecánico'línea'de'ejes' 0,99+ Margen'del'motor' 85+ ! 80! hélice+ disminuye+ cuando+ la+ relación+ Área+ –+ Disco+ aumenta,+ debido+ a+ la+ mayor+ superficie+de+la+pala+sujeta+a+la+fricción.+ + Según+ la+ experiencia+ del+ Canal+ de+ Wageningen,+ Keller+ propone+ una+ expresión+ para+ calcular+ la+ relación+ área/disco,+ AE/AO,+ mínima+ necesaria+ para+ que+ no+ aparezca+ cavitación56.++ + !! !! = 1,3+0,3·!·! ! !−! !·!+!+ + Dicha+expresión+depende+de:+ + v Número+de+palas,+Z+ v Empuje+desarrollado+por+la+hélice,+T+ v Presión+estática+en+el+eje,+PO+ v Presión+de+vapor+del+agua+a+15ºC,+PV+ o PO+–+PV+=+10100+++1026+·∙+h+(kg/m2)+ o Inmersión+de+la+línea+de+ejes,+h+(m)+ v Diámetro+de+la+hélice,+D+ v Coeficiente+que+depende+del+número+de+hélices+y+de+su+material,+K+(0,2+para+ buques+de+una+hélice)+ + Donde+ el+ empuje+ (T)+ se+ calcula+ en+ función+ de+ la+ resistencia+ (R)+ y+ el+ coeficiente+ de+ succión+(t)+mediante+la+expresión:+ + != ! 1−!+ + Según+ ésta,+ el+ empuje+ que+ tiene+ que+ desarrollar+ el+ propulsor+ es+ mayor+ que+ la+ resistencia+al+avance+del+buque.+Esto+es+consecuencia+fundamentalmente+de:+ + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 56+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+7+ ! 81! v Cuando+ la+ hélice+ está+ operando,+ se+ produce+ una+ depresión+ en+ su+ cara+ de+ succión+ (más+ cercana+ a+ la+ popa)+ y+ una+ sobrepresión+ en+ su+ cara+ de+ presión.+ Como+consecuencia+de+esta+depresión,+el+campo+de+presiones+producido+en+la+ popa+varía+respecto+del+campo+que+se+produce+si+el+buque+únicamente+fuera+ remolcado,+ contrarrestando+ el+ efecto+ positivo+ de+ la+ presión+ en+ la+ popa+ que+ tiende+a+empujar+al+buque+en+su+dirección+de+avance.+ + v La+hélice+incrementa+la+cantidad+de+movimiento+del+agua+que+pasa+por+su+disco+ y+la+lanza+contra+el+timón+aumentando+así+la+resistencia.+ + v La+velocidad+del+flujo+alrededor+de+la+popa+del+barco+se+ve+incrementada+por+la+ acción+de+la+hélice,+incrementando+también+por+este+concepto+su+resistencia.+ + v La+velocidad+del+agua+que+atraviesa+el+disco+de+la+hélice,+es+siempre+menor+que+ la+ del+ buque+ debido+ a+ que+ el+ buque+ arrastra+ en+ su+ movimiento+ (debido+ a+ la+ capa+límite)+una+cantidad+de+agua+que+hace+disminuir+el+flujo+hacia+la+hélice.+ + 4.7. POTENCIA'PROPULSORA'Y'VELOCIDAD'DE'SERVICIO:' + Una+vez+hallados+tanto+la+potencia+de+remolque+como+el+propulsor+óptimo,+estamos+en+ condiciones+ de+ hallar+ la+ potencia+ al+ freno+ (BHP+ =+ Break+ Horse+ Power),+ que+ es+ la+ potencia+del+motor,+medida+en+el+acoplamiento+del+motor+al+eje.+ + Utilizando+ el+ rendimiento+ propulsivo+ calculado+ en+ los+ apartados+ anteriores+ calcularemos+ la+ curva+ de+ la+ potencia+ necesaria+ en+ pruebas+ (potencia+ al+ freno)+ en+ función+de+la+velocidad:+ + !"# != !"# !! + + Para+calcular+la+condición+de+servicio,+tendremos+que+tener+en+cuenta+un+margen+de+ mar+de+un+15%,+con+lo+que+la+curva+de+la+potencia+en+condiciones+de+servicio+requerida+ ! 82! será:+ + !"# !=1,15 ·!"# !% % De+esta+forma,+lo+primero+que+realizaremos+será+una+gráfica+BHPlV,+con+ayuda+de+los+ resultados+obtenidos+en+el+apartado+ de+estimación+de+la+potencia+de+remolque+y+el+ rendimiento+propulsivo+que+hemos+calculado+en+los+apartados+anteriores.+ + '' '' '' PRUEBAS' SERVICIO' Velocidad' (nudos)' EHP+(HP)+ EHP+(kW)+ BHP+(HP)+ BHP+(kW)+ BHP+(HP)+ BHP+(kW)+ 8' 563+ 414+ 834+ 613+ 959+ 705+ 9' 792+ 582+ 1174+ 863+ 1350+ 992+ 10' 1076+ 791+ 1594+ 1172+ 1833+ 1348+ 11' 1422+ 1045+ 2107+ 1549+ 2423+ 1781+ 12' 1842+ 1354+ 2729+ 2006+ 3139+ 2307+ 13' 2351+ 1728+ 3483+ 2560+ 4006+ 2944+ 14' 2973+ 2185+ 4405+ 3238+ 5066+ 3723+ 15' 3736+ 2746+ 5536+ 4069+ 6366+ 4679+ 16' 4682+ 3441+ 6937+ 5099+ 7978+ 5864+ 17' 5837+ 4290+ 8649+ 6357+ 9946+ 7310+ 18' 7230+ 5314+ 10713+ 7874+ 12320+ 9055+ 19' 9060+ 6659+ 13424+ 9867+ 15438+ 11347+ 20' 11569' 8503' 17142' 12599' 19713' 14489' 21' 14604+ 10734+ 21639+ 15904+ 24885+ 18290+ 22' 17566+ 12911+ 26028+ 19130+ 29932+ 22000+ + Tabla+de+Resistencia+del+Buque+(EHP+y+BHP)+ + + + Gráfico+BHPlV+ + 0! 5000! 10000! 15000! 20000! 25000! 30000! 35000! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! BHP!(Hp)! Velocidad!(nudos)! BHP!(p)! BHP!(s)! ! 83! Según+las+especificaciones+de+proyecto,+el+motor+deberá+ser+capaz+de+conferir+al+buque+ la+velocidad+de+pruebas+de+20+nudos+al+85%+MCR+a+plena+carga.+Por+tanto+para+calcular+ la+potencia+en+la+placa+del+motor,+entraremos+en+la+gráfica+anterior+con+el+valor+de+la+ velocidad+de+proyecto+para+obtener+la+potencia+al+freno+requerida+en+pruebas.+ + De+ esta+ forma+ podremos+ calcular+ la+ potencia+ en+ la+ placa+ del+ motor+ de+ la+ siguiente+ forma:+ + !"# = !"# ! 0,85 = 17142 0,85 =20167!!"+ + Una+vez+calculada+la+potencia+propulsiva+necesaria+para+la+condición+de+navegación+ especificada,+se+seleccionaría+el+motor+propulsor,+dentro+de+la+gama+disponible.++ + En+ condiciones+ de+ servicio+ y+ tal+ y+ como+ indica+ la+ especificación,+ el+ motor+ deberá+ trabajar+al+90%+MCR,+de+manera+que+la+potencia+generada+en+servicio+será:+ + !"# !=0,9·!"# =18150!!"+ + Finalmente,+entrando+con+este+valor+en+la+gráfica+BHP+–+V,+obtenemos+la+velocidad+de+ servicio:+ + ! !=19,63!!"#$%+ ! ! 5. CALCULO'DEL'TIMÓN:' + El+timón+se+proyecta+buscando+obtener+unas+cualidades+de+maniobrabilidad+adecuadas+ para+ el+ buque,+ esto+ es,+ unos+ valores+ suficientes+ de+ evolución,+ estabilidad+ de+ ruta+ y+ facilidad+de+cambio+de+rumbo.+ + Para+ realizar+ el+ cálculo+ de+ timón+ se+ ha+ utilizado+ la+ tesis+ doctoral+ “Análisis+ del+ ! 84! comportamiento+ del+ buque+ bajo+ la+ acción+ del+ timón.+ Aspectos+ hidrodinámicos+ y+ de+ proyecto.”+de+A.+Baquero.+ + Según+estas+tesis+se+pueden+seguir+dos+criterios+para+proyectar+el+timón,+por+facilidad+ de+evolución+o+por+estabilidad+de+ruta.+En+este+caso,+se+usará+el+criterio+de+facilidad+de+ evolución.+ + 5.1. CÁLCULO'DE'LA'GEOMETRÍA'DEL'TIMÓN:' + Los+parámetros+más+significativos+que+caracterizan+la+geometría+del+timón+son:+ + +h:+altura+ +t:+espesor+máximo+ +c:+cuerda+media+ +!:+relación+de+alargamiento+ +t/c+(E):+relación+de+espesor+ +AR:+área+del+timón+ AD:+área+de+deriva+ + 5.1.1. ALTURA'DEL'TIMÓN:' + Para+calcular+la+altura+del+timón+(h)+debemos+saber+el+valor+de+la+altura+del+vano+del+ codaste+ (H).+ Hemos+ tomado+ este+ valor+ como+ H+ =+ 7,289+ ya+ que+ he+ tenido+ la+ oportunidad+de+ver+las+medidas+de+un+timón+de+un+buque+con+características+similares.+ Es+ el+ único+ valor+ que+ vamos+ a+ suponer,+ a+ partir+ de+ él,+ desarrollaremos+ las+ demás+ medidas+siguiendo+los+criterios+de+la+tesis57.+ + Siendo+H+=+7,289+m,+la+distancia+mínima+entre+el+canto+alto+del+timón+y+la+bovedilla+ debe+ser+un+6%+de+H,+y+la+que+hay+entre+el+canto+bajo+del+timón+y+la+línea+de+base+debe+ ser+de+un+8%+de+H.+Por+lo+tanto,+se+ha+de+cumplir:+ + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 57+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ ! 85! ℎ!"# =!−14% ·!=6,26!!+ + 5.1.2. ÁREA'MÍNIMA'DEL'TÍMON:' + El+timón+se+diseña+de+tal+forma+que+su+área+sea+la+menor+posible,+para+obtener+una+ menor+ fuerza+ sobre+ la+ mecha,+ un+ menor+ peso+ del+ timón+ y+ mayores+ huelgos+ en+ el+ codaste.+Puede+aproximarse+por+la+siguiente+expresión58:+ + !!= !!! ·! 100 ·1+25 · ! !!! ! =19,83!!!+ + 5.1.3. ÁREA'DE'LA'DERIVA:' + El+porcentaje+entre+el+área+del+timón+y+el+área+de+deriva+(AR/AD),+está+comprendido+ dentro+de+unos+límites+que,+en+el+caso+de+buques+cargueros,+están+entre+el+1.5+%+y+el+ 2.5+%.+Como+ el+área+de+deriva+es+el+producto+de+la+eslora+por+el+calado,+el+área+de+ nuestro+timón+debe+estar+comprendida+entre+los+siguientes+valores:+ + !!=!!! ·!=1100,81!!!! !! !! =1,8%+ + Basándonos+ en+ estos+valores+ admisibles,+afirmo+ que+el+ área+ del+ timón+ deberá+ estar+ entre+16,512+m2+y+27,52+m2.+ + 5.1.4. CUERDA:++ + Para+calcular+la+cuerda+podemos+utilizar+la+siguiente+expresión,+que+relaciona+la+hmax+y+ la+AR.59+ + !!=ℎ!"# ·!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 58+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ 59+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ ! 86! !=3,16!!+ + 5.1.5. RELACIÓN'DE'ALARGAMIENTO:' + Tomará+valores+comprendidos+entre+1.4+y+2.+El+límite+inferior+tiene+por+objeto+que+el+ par+ en+ la+ mecha+ no+ sea+ demasiado+ grande,+ el+ superior,+ evitar+ que+ se+ produzca+ un+ desprendimiento+de+flujo60.+ + != ℎ!"# !=1,98+ + 5.1.6. ESPESOR:' + E,+debe+estar+entre+0,15+y+0,23.+Este+valor+se+toma+entre+estos+valores+de+manera+que+ el+ángulo+de+desprendimiento+!!sea+mayor+de+35º.+De+esta+forma+se+puede+calcular+el+ espesor+máximo61.++ + !=!·!! !=0,726+ + 5.1.7. ÁNGULO'DE'DESPRENDIMIENTO'(!!):' + Se+debe+evitar+que+en+la+zona+de+trabajo+del+timón+(±35°)+se+produzcan+fenómenos+de+ desprendimiento+de+flujo,+con+las+consecuencias+de+aumento+del+par+en+la+mecha+y+la+ notable+pérdida+de+efectividad+de+maniobra+que+se+genera.+Por+tanto+este+ángulo+debe+ ser+mayor+que+35°,+y+está+dado+por:62+ + !!=7,11 ·1+7·!·1+ 1,25 !·1+0,048 ·!" 1+ 8·!! !·!!· ℎ !! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 60+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ 61+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ 62!Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ ! ! 87! + !!=35,14º+ + 5.2. REQUERIMIENTOS'DE'MANIOBRABILIDAD:' + El+timón+debe+proyectarse,+como+norma+general,+atendiendo+a+conseguir+unas+ cualidades+de+maniobrabilidad+aceptables+para+el+buque.+Así,+solamente+será+admisible+ una+reducción+del+tamaño+del+timón,+con+objeto+de+disminuir+el+par+en+la+mecha+y+el+ tamaño+del+servomotor,+cuando+con+ello+no+se+esté+poniendo+en+peligro+la+seguridad+o,+ al+menos,+sus+características+de+maniobrabilidad.+ + El+ siguiente+ cuadro+ muestra+ una+ explicación+ simplificada+ de+ los+ aspectos+ que+ se+ consideran+en+la+maniobrabilidad.+ + CUALIDADES'DE'MANIOBRABILIDAD' MANIOBRA'REPRESENTATIVA' PARÁMETROS'O'MAGNITUDES'REPRESENTATIVAS' Facilidad'de'evolución' Círculo+de+evolución+ Diámetro+de+giro+(Dg)+ Estabilidad'de'ruta' Espiral+ Ancho+del+ciclo+de+histéresis+(a)+ Índice+de+Nomoto+(T)+ Facilidad'de'cambio'de'rumbo' Ziglzag+ Número+de+Norbin+(P)+ Avance+ + Los+ objetivos+ a+ cumplir+ son+ que+ el+ buque+ tenga+ valores+ admisibles+ de+ evolución,+ estabilidad+de+ruta+y+facilidad+de+cambio+de+rumbo.+Para+buques+finos,+debe+tenderse+a+ conseguir+ una+ facilidad+ de+ evolución+ aceptable,+ ya+ que+ la+ estabilidad+ de+ ruta+ está+ asegurada+ para+ los+ valores+ de+ los+ parámetros+ geométricos+ que+ este+ tipo+ de+ buque+ suele+tener.+En+el+caso+de+buques+llenos,+es+totalmente+a+la+inversa.+En+cualquiera+de+ los+dos+casos+debe+ser+comprobado,+una+vez+proyectado+el+timón,+que+se+cumplen+los+ mínimos+de+aceptabilidad+en+lo+que+a+facilidad+de+cambio+de+rumbo+se+refiere.+ + + + + ! 88! 5.2.1. CAMBIO'DE'RUMBO:' + La+ facilidad+ de+ cambio+ de+ rumbo+ mide+ la+ habilidad+ del+ buque+ para+ cambiar+ de+ trayectoria+ en+ el+ menor+ espacio,+ y+ con+ la+ mayor+ rapidez+ posible.+ La+ aplicación+ más+ interesante+de+esta+cualidad+está+en+las+maniobras+de+anticolisión,+por+lo+que+ha+sido+ objeto+de+numerosos+estudios.+ + Las+magnitudes+que+mejor+la+definen+son+el+número+de+Norbin+y+el+Avance.+ + Número+de+Norbin+(P):+Mide+la+respuesta+del+buque+al+meter+el+timón+a+una+banda.+Es+ el+ángulo+de+rumbo+girado+por+unidad+de+ángulo+de+timón+empleado.+El+valor+mínimo+ admisible+del+número+P,+para+un+ángulo+de+35º,+es+de+0.263:+ + !=0,6−0,5·!!=0,2885+ + Avance:+Mide+la+respuesta+en+longitud+de+giro+del+buque.+Cuanto+menor+sea,+mejor+ comportamiento+tiene+el+timón:+ + !"# !=4,3−0,5·!!+ ! !"# =568,36!!+ + 5.2.2. ESTABILIDAD'EN'RUTA:' + La+estabilidad+de+ruta+es+la+capacidad+para+mantener+un+rumbo+determinado+actuando+ sobre+ el+ timón+ si+ es+ preciso.+ Mide+ la+ mayor+ o+ menor+ actividad+ sobre+ el+ timón+ para+ mantener+ una+ ruta+ determinada.+ Esta+ cualidad+ será+ tanto+ mejor+ cuanto+ menor+ participación+se+requiera+del+mismo.+ + La+estabilidad+de+ruta+es+importante+para+cualquier+tipo+de+buques,+pero+sobre+todo+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 63+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ ! 89! para+ aquellos+ que+ realizan+ largas+ travesías,+ por+ la+ influencia+ que+ tiene+ el+ buen+ mantenimiento+de+la+ruta+en+la+resistencia+al+avance+y,+por+tanto,+en+el+consumo+de+ combustible.++ + En+ definitiva,+ la+ condición+ que+ se+ debe+ satisfacer+ es+ que+ la+ inversa+ del+ número+ de+ Nomoto,+1/T,+sea+mayor+que+0,30564.+ + 1 !=!0,120 ·!+ != !" ! !·1−!!·!!· ! ∆·! ! ! !! !!!·1+25 · ! !! −! !" !+ + Necesitamos+ calcular+ primero+ el+ coeficiente+ unitario+ de+ fuerza+ transversal+ (o+ de+ sustentación+unitario)65:+ + !" ! != 2·!·! !+2,55 ·1−0,35 · ! !·1+ 8·!! !·!!· !! ℎ· ! 1+1,214 ·1−! !!,!·!! ! + + !" ! !∶!"#$%!%#&'#!!"#$%&'#!"#$!!"!!"#$%&!!"#$%&'"%#(!!"#!!"#$%$!!"!á!"#$%+ + El+valor+m+es+un+coeficiente+que+se+calcula+interpolando+en+función+del+coeficiente+de+ bloque66:! + m' CB' 1,1' 0,8+ 0,9' 0,6+ 0,930' 0,63+ + + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 64!Ver!en!la!bibliografía!la!referencia!9! 65+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ 66+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+9+ ! 96! 6. CALCULO'DE'LA'HÉLICE'DE'PROA:' + 6.1. EMPUJE'NECESARIO:' + Las+hélices+de+maniobra+deben+vencer+dos+tipos+de+empuje:+ + • El+que+produce+el+agua+al+girar.+ • El+producido+por+el+viento.+ + El+ empuje+ que+ debe+ proporcionar+ depende+ del+ tipo+ de+ buque,+ del+ área+ lateral+ proyectada+de+la+obra+viva+y+de+la+obra+muerta+del+buque,+incluyendo+en+la+última+los+ contenedores.+ + Para+la+estimación+del+empuje+utilizamos+la+siguiente+fórmula74:+ !=!·!!! ·! Donde: !!! =!"#$%&!!"#$!!!"#!"$%&'()*#"+,!"#$%!!!141,13!!! !=!"#"$%!!"!7,8!!! !=!"#$%&#%'!!"#$!%&'&!!" !" !!!"#!!"#$%&'($!!"!!"#$%!!!"#"$%&'(!!"#!!"! !"#$%&'('$!!"!!"!!"#$!!"!#.!"!!"#$%!!"!!"#$!!"#$%&#%'!!"!!"#$#!!"#!"!#!!"#! !"#$"%&'%!!"á!"#$75 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 74+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ 75+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ ! 97! + Gráfico+que+relaciona+F+con+la+eslora+entre+perpendiculares+ + En+nuestro+caso+tomamos:+ + !=0,105!!"/!!+ + Por+lo+que+el+empuje+correspondiente+es+igual+a:+ + !"#$%& =115,58!!"!(11793,88!!")+ + 6.2. POTENCIA'NECESARIA:' + Los+empujadores+de+hélice+en+un+túnel+transversal+tienen+un+valor+medio+de+relación+ entre+el+empuje+y+la+potencia+del+motor+de+accionamiento+de+11+Kg+/+HP.+Por+tanto+la+ potencia+necesaria+del+motor,+P,+será76:+ != ! 11! !=1072!!" La+potencia+consumida+depende+del+tipo+de+motor+de+accionamiento.+Suponiendo+que+ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 76+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ !"#$%&'#()*+(,%(&-""%"-(+.(/012(((((((((((((((((((((((((((((,3456(7389:;<=(>5;?@?A3( !"#"$%&'()*+',)$,$-'($.%/000%)$"1% ! "#$%&'()!*! +'&%,"",-(!%&!+).&(",$/!%,0&1)!%&!+')+#20)'!3!.,4-( 56! Lpp : eslora entre perpendiculares, igual a 141.13 m. T : calado que es de 7.8 m F : constante expresada en kN / m2 que relaciona el empuje necesario con la superficie de la obra viva. El valor de esta constante se puede obtener del siguiente gráfico que ha sido extraído GHOOLEUR³(O3UR\HFWR%iVLFRGHOEXTXH0HUFDQWH´. En nuestro caso, tomamos: F = 0.105 kN/m2 Por lo que el empuje correspondiente es igual a: E m puje = 115.58 kN (11793.88 kg) 5.2. POT E N C IA N E C ESARIA Los empujadores de hélice en un túnel transversal tienen un valor medio de relación entre el empuje y la potencia del motor de accionamiento de 11 Kg / HP. Por tanto la potencia necesaria del motor, P , será: ! 98! el+motor+eléctrico+que+mueve+la+hélice+tiene+un+rendimiento+del+96%+por+ser+un+valor+ aceptable,+la+potencia+eléctrica+necesaria+para+mover+el+conjunto+motorlhélice+de+proa,+ PE,+será77:+ ! != ! 0,96 =1117!!" =833!!" Con+estos+valores,+la+velocidad+de+giro+del+buque+podemos+obtenerla+mediante78:+ + ! !" = 188 !!! ·!=0,432 !!+ + 6.3. ELECCIÓN'DE'LA'HÉLICE'DE'PROA:' + Elegimos+para+la+hélice+de+proa+de+nuestro+buque,+un+modelo+de+la+marca+Schottel.+ Para+ obtener+ sus+ principales+ características+ entramos+ en+ la+ tabla+ que+ aparece+ a+ continuación,+y+que+ha+sido+extraída+de+la+pagina+web+de+Schottel79.+ + + + !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 77+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ 78+Ver+en+la+bibliografía+la+referencia+1+ 79!Ver!en!la!bibliografía!la!referencia!15! !"#$%&'#()*+(,%(&-""%"-(+.(/012(((((((((((((((((((((((((((((,3456(7389:;<=(>5;?@?A3( !"#"$%&'()*+',)$,$-'($.%/000%)$"1% ! "#$%&'()!*! +'&%,"",-(!%&!+).&(",$/!%,0&1)!%&!+')+#20)'!3!.,4-( 56! 11 E P P = 1072 HP La potencia consumida depende del tipo de motor de accionamiento. Suponiendo que el motor eléctrico que mueve la hélice tiene un rendimiento del 96%, la potencia eléctrica necesaria para mover el conjunto motor-hélice de proa, E P , será: 96.0 P PE 1117 HP = 833 kW Con estos valores, la velocidad de giro del buque podemos obtenerla mediante:  F L V PP GB 188 0.432 m/s 5.3. H É LIC E DE MANIOBRA Elegimos para la hélice de proa de nuestro buque, un modelo de la marca Schottel. Para obtener sus principales características entramos en la tabla que aparece a continuación, y que ha sido extraída de la página web de Schottel. ! 99! + Por+tanto,+las+características+fundamentales+de+la+hélice+de+maniobra+escogida+son::+ + MARCA' SCHOTTEL' MODELO' STT+2+ EMPUJE' 116+kN+ TIPO' 4+Palas+fijas,+accionada+por+motor+eléctrico+de+60+Hz+reversible+con+regulador+de+velocidad.+ Rpm'MOTOR'MAX' 1770+ POTENCIA' 850+kW+ DIÁMETRO'HÉLICE' 1580+mm+ PESO'DE'LA'HÉLICE' 4600+kg+ + Tabla+de+características+de+la+hélice+de+proa+ + + Ilustración+de+una+hélice+de+proa+ + + + + + + + + + !"#$%&'#()*+(,%(&-""%"-(+.(/012((((((((((((((((((((((((((((((,3456(7389:;<=(>5;?@?A3( !"#"$%&'()*+',)$,$-'($.%/000%)$"1% &B-,%"+*CC#(/D( $#"2&'%3%.$(42+2'.% 15 !"# $%&'()(# *%# &"+,-.-'-+# +-'('$,-/# 0*1(&/# 0(+(0'"+2&'$0(&# &"# .*"&'+(%# (# 0-%'$%*(0$3%4# # 5(+#.67$.-#89:;.<# =>?# 5-'"%0$(#89@<# ABC>D# # # # # # 3.3. EFGHIJ#KJ#5LMN# # G(�(+(0'"+2&'$0(&#O"#)(#PQ)$0"#O"#R+-(#&"#0()0*)(%#"%#")#I*(O"+%$))-#>C#G(#PQ)$0"#O"#R+-(# O"S"# &"+# 0(R(T# O"# O"&(++-))(+# *%# ".R*U"# O"# VV>CD# 9:C# !"# &")"00$-%(# *%(# PQ)$0"# O"# .(%$-S+(# .-O")-#!WWX#O"#)(#.(+0(#!0P-''")#0*1(�(+(0'"+2&'$0(&#&"#.*"&'+(%#(#0-%'$%*(0$3%V4# # J.R*U"#8W%<# VVD# 5-'"%0$(#89@<# =>?# L",-)*0$-%"+R.<# VYY?# K$6."'+-#8..<# V>=?# # # 1 Obtenido de http://www.schottel.de/esp/r_produkte/STT/tech_data.htm ! 100! CONCLUSIONES+ + Desde+un+primer+momento+tenia+claro+que+lo+que+deseaba+era+desarrollar+un+proyecto+ que+pudiera+convertirse+en+algo+tangible,+es+decir,+que+no+se+tratara+de+teorizar+sobre+ algún+aspecto+del+mundo+naval,+sino+que+pudiera+de+algún+modo+ser+algo+real.+ + En+este+aspecto,+considero+que+se+han+dado+los+primeros+pasos+para+la+construcción+de+ un+buque+portacontenedores.+ + Respondiendo+a+los+objetivos+que+se+han+plateado+al+inicio,+puedo+concluir+que+se+han+ aclarecido+las+dudas+a+las+tres+preguntas+realizadas.+ + Los+pasos+mas+complicados+en+este+proyecto+han+sido+sin+duda+el+cálculo+de+los+pesos+ en+rosca,+así+como+la+definición+de+sus+centros+de+gravedad.+Por+contrapartida,+la+parte+ más+elemental+y+didáctica+del+proyecto+ha+sido+el+diseño+del+timón.++ + Gracias+a+programas+informáticos+como+el+Maxsurf+o+el+Hullspeed+no+ha+sido+necesario+ el+cálculo+analítico+de+la+resistencia+al+avance+ni+de+la+potencia+de+remolque,+lo+que+ conlleva+un+gran+ahorro+de+tiempo.+ + Ha+ sido+ necesario+ recurrir+ a+ información+ que+ no+ estaba+ en+ la+ facultad+ de+ náutica,+ teniendo+que+buscarla+en+la+facultad+de+Ingenieros+Navales+de+Madrid.+Entre+ellos,+la+ tesis+ doctoral+ de+ Antonio+ Baquero+ “Análisis+ del+ comportamiento+ del+ buque+ bajo+ la+ acción+del+timón”+o+también+el+acceso+al+programa+“MIOR”+desarrollado+por+la+cátedra+ de+motores+y+máquinas+marinas+de+la+ETSIN.++ + Cabe+destacar+que+durante+el+proceso+de+desarrollo+del+proyecto+he+podido+ver+que+a+ menudo+ hay+ varios+ métodos+ y+ formulas+ para+ definir+ o+ calcular+ un+ valor.+ + Eso+ se+ ve+ claramente+en+el+ libro+ “El+proyecto+del+buque+Mercante”+el+cual+ha+ sido+ una+de+las+ fuentes+básicas+para+sus+desarrollo.+ + ! 101! BIBLIOGRAFÍA' ' Ref.'1:'El'proyecto'básico'del'buque'mercante.' Ricardo+Alvariño+Castro,+Juan+José+Aspíroz+Aspíroz,+Manuel+Meizoso+Fernández.+1997.+ + Ref.'2:'Ecuación'del'desplazamiento.'Peso'en'rosca'y'peso'muerto.' Manuel+Meizoso+Fernández,+Jose+Luis+García+Garces,+1990+ + Ref.'3:'Apuntes'de'proyectos.' Manuel+Meizoso+Fernández,+1997+ + Ref.' 4:' Lloyd&'s' Register' of' Shipping,' Rules' and' Regulations' for' the' clasification' of' ships.'(CD)'FNB,'2006' ' Ref.'5:'Convenio'internacional'sobre'líneas'de'carga'66/88'(consolidado'2002)' ' Ref.' 6:' An' Approximate' Power' Prediction' Method' de' Internacional' Shipbuilding' Progress'(1982).'A'Statical'Reanalisis'of'Resistance'and'Propulsion'Data'(1984).+ J.+Holtrop+y+G.G.J.+Mennem,+1.982.+ ' Ref.7:'Teoría'del'buque:'introducción'a'la'propulsión'de'buques.' A.+Baquero+Mayor,+FNB+ ' Ref.'8:'KT,'KQ'and'efficiency'curves'for'the'Wageningen'BuSeries'propellers.' M.+M.+Bernitsas,+D.+Ray,+P.+Kinley+ Department+of+Naval+architecture+and+Marine+engineering.+College+of+engineering.+ The+University+of+Michigan+ + Ref.' 9:' Análisis' del' comportamiento' del' buque' bajo' la' acción' del' timón.' Aspectos' hidrodinámicos'y'de'proyecto.' A.+Baquero+Mayor+ Tesis+doctoral,+ETSIN,+1981+ ! 102! Ref.'10:'Significant'Ships'of'1990'to'2006.' The+Royal+Institution+of+Naval+Architects.+ ' Ref.'11:'Teoría'de'Buque.'Máquinas'(I)'(II)'(III)' Gonzalo+Perez,+FNB+ ' Ref.'12:'El'proyecto'del'buque'(I)' J.+García+Espinosa+E.T.+Naval+en+propulsión+y+servicios.+FNB.+2010.+ + Ref.'13:'El'proyecto'del'buque'(II)' J.+García+Espinosa+E.T.+Naval+en+propulsión+y+servicios.+FNB.+2010.+ ! REF.'14:'http://www.rollsuroyce.com/marine/products/stabilisation_manoeuvring/rudders/spade_rudders/' ' REF.'15:'http://www.schottel.de/esp/r_produkte/STT/tech_data.htm' + + + + + + + + + + + + + + + ! 103! + ANEXO'I:'DIMENSIONAMIENTO' + 1)+Base+de+Datos+ IMO'nº' Vessel' Lenght' Breadth'Moulded' Depth' Draught' Deadweight' Displacement' Service'Speed' GRT' NRT' TEU’s' 8303329' VIVALDI+ 146.26+ 21.7+ 11.25+ 8.52+ 12750+ 17781+ 16.5+ 9678+ 5640+ 851+ 8403595' CMA+CGM+NORTH+AFRICA+2+ 148.55+ 21.71+ 11.26+ 8.5+ 12816+ 17881+ 17.5+ 9764+ 5509+ 856+ 8912754' CMA+CGM+JUNIOR+S+ 149.72+ 22.3+ 11.1+ 8.3+ 12310+ 17708+ 18.4+ 9600+ 4876+ 1016+ 9004205' CAPE+HATTERAS+ 144.9+ 23.5+ 11.5+ 8.65+ 12854+ 17804+ 17.4+ 10396+ 5417+ 923+ 9020338' CEC+STAR+ 148.7+ 22.7+ 11.3+ 7.7+ 12184+ 17361+ 18.1+ 10546+ 4868+ 1139+ 9119438' PLATINUM+JADE+ 140.5+ 20.8+ 11.7+ 8.5+ 12665+ 16754+ 17+ 8892+ 4919+ 902+ 9139646' MSC+KRETA+ 149+ 22.7+ 11.3+ 7.7+ 12238+ 17658+ 19+ 12545+ 5070+ 1145+ 9147198' STADT+HAMBURG+ 146.47+ 22.7+ 11.2+ 8.31+ 12850+ 18002+ 20+ 9528+ 4703+ 1102+ 9154828' PACIFIC+GRACE+ 144.83+ 22.4+ 11+ 8.22+ 12368+ 17525+ 17+ 9352+ 5467+ 836+ 9162679' TIZNIT+ 138.1+ 21.75+ 10.83+ 8.36+ 11401+ 16000+ 19+ 7981+ 3814+ 864+ 9167382' PAC+NATUNA+ 135.8+ 23+ 10.8+ 7.7+ 11593+ 16301+ 16.5+ 8890+ 5572+ 850+ 9179440' YM+DOHA+ 135.68+ 22.5+ 11.2+ 8.64+ 11031+ 15703+ 18+ 9038+ 4221+ 834+ 9236286' LEYLA+KALKAVAN+ 149+ 22.7+ 11.3+ 7.8+ 12123+ 17638+ 19.5+ 10308+ 5070+ 1145+ 9240457' METHI+BHUM+ 137+ 25+ 11+ 7.72+ 11655+ 16281+ 17+ 9661+ 4207+ 928+ 9251169' RESURGENCE+ 139.72+ 23+ 11+ 8.02+ 11247+ 15961+ 18+ 9443+ 4705+ 915+ 9252802' MAERSK+FREMANTLE+ 134.44+ 22.5+ 11.3+ 8.71+ 11153+ 15787+ 18+ 9990+ 6006+ 862+ 9318254' SENA+KALKAVAN+ 149.6+ 22.7+ 11.3+ 7.8+ 12545+ 17782+ 19+ 10308+ 5070+ 1147+ 9331115' SITC+HONGKONG+ 144.83+ 22.4+ 11+ 8.2+ 12621+ 17538+ 18+ 9531+ 5657+ 831+ 9354337' AILA+ 141.2+ 21.3+ 12.3+ 8.59+ 11497+ 16490+ 17.7+ 9131+ 4205+ 908+ 9366457' SERAP+K+ 149.6+ 22.7+ 11.3+ 7.8+ 12560+ 17638+ 19+ 9978+ 5016+ 1147+ + NBC' NBC/LBD' NSC' N'ref' N'a'14'tons' Holds' Engine'Cylinders' Engine'Model' Engine'Total'Power' Engine'Type' Engine'Number' 360' 0.01008242+ 461+ 50+ 645+ 3+ 8+ 8M601AK+ 9992+ Oil+ 1+ 360' 0.00991361+ 496+ 50+ 629+ 3+ 8+ SBV8M540+ 9514+ Oil+ 2+ 334' 0.00901237+ 682+ 90+ 640+ 4+ 6+ 6L50MC+ 9422+ Oil+ 1+ 304' 0.00776318+ 619+ 204+ 620+ 3+ 8+ 8M601C+ 11964+ Oil+ 1+ 350' 0.00917599+ 789+ 232+ 709+ 7+ 8+ 8M601C+ 14140+ Oil+ 1+ 330' 0.00965136+ 572+ 120+ 536+ 4+ 10+ 10S35MC+ 9517+ Oil+ 1+ 350' 0.00915751+ 795+ 232+ 714+ 5+ 6+ 6L60MC+ 15601+ Oil+ 1+ 334' 0.0089692+ 768+ 160+ 650+ 5+ 7+ 7L58/64+ 13229+ Oil+ 1+ 314' 0.00879894+ 552+ 50+ l+ 7+ 6+ 6L50MC+ 10860+ Oil+ 1+ u' l+ l+ 232+ 600+ 6+ 9+ 9M32+ 11746+ Oil+ 2+ u' l+ l+ l+ l+ 4+ 6+ 6L50MC+ 10859+ Oil+ 1+ 286' 0.00836469+ 548+ 80+ 590+ 5+ 5+ 5S50MClC+ 10741+ Oil+ 1+ 350' 0.00915751+ 795+ 244+ 724+ l+ 7+ 7S50MClC+ l+ Oil+ 1+ 304' 0.00806901+ 624+ 80+ l+ 3+ 7+ 7UEC45LA+ 8400+ Oil+ 1+ u' l+ l+ 100+ 650+ l+ 6+ 6UEC50LSII+ 11789+ Oil+ 1+ 261' 0.00763574+ 601+ 300+ 600+ 4+ 9+ 9M43+ 11421+ Oil+ 1+ u' l+ l+ 232+ 724+ l+ 7+ 7S50MClC+ 14276+ Oil+ 1+ u' l+ l+ 120+ l+ l+ 6+ 6L50MC+ 10850+ Oil+ 1+ u' l+ l+ 200+ l+ 4+ 8+ 8L46C+ 11400+ Oil+ 1+ u' l+ l+ 232+ 714+ l+ 7+ 7S50MClC+ 14276+ Oil+ 1+ + Engines'RPM' Propeller'Type' RPM'Propeller' Propulsion'type' Total'Power'HP' Total'Power'kW' Boilers' Type'Aux'Gen' u' Controllable+Pitch+ l+ Oil+Engine(s),+Geared+Drive+ 9855+ 7349+ l+ 3x400+kW+440+v+60+hz+ u' Controllable+Pitch+ 130+ Oil+Engine(s),+Geared+Drive+ 9384+ 6998+ l+ 2x550+kW,+1x260,+440v+60+hz+ac+ 140' Controllable+Pitch+ 140+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 9293+ 6930+ l+ 3x504,+1x170+kW,+400v+50+hz+ 425' Fixed+Pitch+ 117+ Oil+Engine(s),+Geared+Drive+ 11801+ 8800+ l+ 1x800,+3x670,+220/440v+60+hz+ac+ 450' Controllable+Pitch+ 114+ Oil+Engine(s),+Geared+Drive+ 13946+ 10400+ 2+Thermal+Oil+Heaters+ 1x1800,+1x960,+440v+60+hz+ac+ 170' Controllable+Pitch+ 170+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 9387+ 7000+ l+ 1x735,+3x392,+380v+50+hz+ac+ u' Controllable+Pitch+ 123+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 15388+ 11475+ l+ 1x1800,+1x1000+kW+ac+ 428' Controllable+Pitch+ 131+ Oil+Engine(s),+Geared+Drive+ 13048+ 9730+ l+ 3x475,+1x1200,+220/440v+ac+ 148' Fixed+Pitch+ 148+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 10712+ 7988+ l+ 3x550,+440v+60+hz+ac+ u' Controllable+Pitch+ 120+ Oil+Engine(s),+Geared+Drive+ 11586+ 8640+ l+ 1x1500,+2x976,+220/440v+60+hz+ac+ 148' Fixed+Pitch+ 148+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 10711+ 7987+ 2+Thermal+Oil+Heaters+ 3x500,+450v+60+hz+ac+ 127' Fixed+Pitch+ 127+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 10594+ 7900+ l+ 3x488,+220/440v+60+hz+ac+ u' Controllable+Pitch+ l+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ l+ l+ l+ l+ 158' Fixed+Pitch+ 158+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 8285+ 6178+ l+ 3x680,+450v+60+hz+ 127' Fixed+Pitch+ 127+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 11628+ 8671+ l+ l+ 500' Controllable+Pitch+ 130+ Oil+Engine(s),+Geared+Drive+ 11264+ 8400+ l+ 2x1155,+1x1860+kW+ 127' Fixed+Pitch+ l+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 14081+ 10500+ l+ l+ 148' Fixed+Pitch+ 148+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 10701+ 7980+ l+ 3x560+kW+ac+ 514' Controllable+Pitch+ 135+ Oil+Engine(s),+Geared+Drive+ 11244+ 8385+ l+ 1x1500+kW+ac+ 127' Fixed+Pitch+ 127+ Oil+Engine(s),+Direct+Drive+ 14081+ 10500+ l+ 3x570,+1x1800+kW+ac+ ! 104! + Thrusters'type' Pot'Thrusters' Crew' Decks' Built' Fuel'Consumption'Total'T/day' Fuel'Capacity'(Diesel'Oil)'m3' Fuel'Capacity'(HFO)'m3' 1x'Thwart'Fp'Thruster' l+ 22+ 2+ 1983l11+ 27+ 198+ 969+ 1x'Thwart'Fp'Thruster' l+ 22+ 2+ 1984l12+ 35+ 185+ 1093+ 1x'Thwart'Cp'Thruster' l+ 23+ 1+ 1994l04+ 30.5+ 148+ 1195+ 1x'Thwart'Cp'Thruster' 500+kW+ 22+ 1+ 1992l04+ l+ l+ l+ 2x'Thwart'Cp'Thruster' 2x800+kW+ 13+ 1+ 1993l04+ 40+ 160+ 1079+ 1x'Thwart'Fp'Thruster' 650+kW+ l+ 1+ 1996l09+ 30.5+ 129.6+ 828+ 1x'Thwart'Fp'Thruster,'1'aft' 800+kW+ l+ 1+ 1998l06+ l+ l+ l+ 1x'Thwart'Fp'Thruster' 600+kW+ 18+ 1+ 1998l06+ 42+ 214+ 1351+ 1x'Thwart'Cp'Thruster' 605+kW+ 18+ 1+ 1997l08+ 32+ 85+ 1000+ 1x'Thwart'Fp'Thruster' 550+kW+ 13+ 1+ 1997l12+ 38+ 185+ 880+ 1x'Thwart'Cp'Thruster' l+ l+ 1+ 1997l12+ l+ l+ l+ 1x'Thwart'Fp'Thruster' 650+kW+ l+ 1+ 1998l12+ 32+ 88.2+ 813.4+ 1x'Thwart'Cp'Thruster' l+ l+ 1+ 2002l10+ l+ l+ l+ 1x'Thwart'Fp'Thruster' l+ 18+ 1+ 2001l12+ 28.6+ 88+ 1047+ u' l+ l+ 1+ 2002l03+ l+ l+ l+ 2x'Thwart'Cp'Thruster' 720/450+kW+ 13+ 1+ 2003l03+ l+ 100+ 650+ 1x'Tunnel'Thruster,'1xCp'Thruster' l+ l+ 1+ 2005l09+ l+ l+ l+ u' l+ l+ 1+ 2007l06+ l+ 106.2+ 1049.54+ 1x'Thwart'Cp'Thruster' 800+kW+ l+ 1+ 2007l03+ l+ 150+ 800+ 2x'Tunnel'Thruster' 2x790+kW+ l+ 1+ 2007l05+ l+ 82.12+ 1233.38+ + Group'Owner' Hatches' Leadship' Reefer'Points' TPC' Year' Class' Arkas'Holding'AS' 3+ 8303329+ 50+ l+ 1983+ GL+ CMA'CGM'Holding' 3+ 8411281+ 80+ l+ 1984+ GL+ CMA'CGM'Holding' 7+ 8912754+ 90+ l+ 1994+ BV+GL+ Dr'Peters'GmbH'&'Co'KG' 7+ 9004205+ 204+ l+ 1992+ GL+ Habro'Holding' 7+ 9020338+ 232+ l+ 1993+ LR+ Hubline'Berhad' 4+ 9119438+ 60+ 22400+ 1996+ GL+ u' 7+ 9126924+ 232+ l+ 1998+ RS+ GEBAB' 7+ 9147198+ 160+ l+ 1998+ GL+ GEMADEPT'Corp' 7+ 9154828+ 50+ 25500+ 1997+ NK+ Koppelmann'G' 6+ l+ 232+ l+ 1997+ GL+ Pacific'Carriers'Ltd' 13+ l+ l+ l+ 1997+ LR+ Dr'Peters'GmbH'&'Co'KG' 5+ 9160891+ 80+ 25200+ 1998+ GR+ Kalkavan'K' l+ 9236274+ 244+ l+ 2002+ AB+ Regional'Container'Lines' 6+ 9240457+ 80+ 28200+ 2001+ NK+ Kotoku'Kaiun'Co'Ltd' l+ 9251169+ 100+ l+ 2002+ NK+ Moller'W' l+ 9252797+ 300+ l+ 2003+ GL+ Kalkavan'K' l+ 9236286+ 232+ l+ 2005+ AB+ China'Govt' l+ 9207560+ 120+ l+ 2007+ AB+ Langh'Ship'AB' 4+ 9354325+ 200+ l+ 2007+ GL+ Kalkavan'K' l+ 9366421+ 232+ l+ 2007+ AB+ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 105! ANEXO'II:'PREDICCIÓN'DE'POTENCIA,'DISEÑO'DE'TIMÓN'Y'HÉLICES' + 1)+Resumen+del+método+de+Holtrop+y+Menen:+ Este+ método+ proporciona+ valores+ de+ la+ resistencia+ de+ remolque+ y+ de+ los+ factores+ propulsivos,+que+combinados+con+un+procedimiento+para+calcular+el+rendimiento+del+ propulsor+en+aguas+libres,+permite+determinar+el+rendimiento+propulsivo+y+la+potencia+ propulsora+de+una+amplia+gama+de+tipos+de+buque.+El+método+subdivide+la+resistencia+ al+avance+como+suma+de+los+siguientes+términos:+ + RT+=+Resistencia+total+al+avance+o+de+remolque.+ + • RV+=+Resistencia+viscosa+=+producto+de+la+resistencia+friccional+(RF)+y+el+factor+de+ formas+de+Hughes+(1+k).+ • RAPP+=+Resistencia+de+los+apéndices+del+buque.+ • RW+=+Resistencia+por+formación+de+olas.+ • Re+=+Resistencia+de+presión+debida+al+bulbo.+ • RTR+=+Resistencia+debida+a+la+inmersión+del+espejo.+ • RA+=+Resistencia+por+correlación+modelolbuque.+ + Para+estimar+RV++se+usan+las+siguientes+expresiones:+ + !!=!!!·1+!!= 1 2 ·!·!!·!!·!!·!1+!!+ !!= 0,075 (!"#$% −2)!+ ! 1+!!=0,93 +0,4871 ·!· ! ! !,!"#$ · ! ! !,!"## · ! !"#$ !,!"!# · ! Δ !,!"#$ ·(1−!!)!!,!"#$+ + Siendo+C+un+coeficiente+función+de+las+formas+de+popa,+definido+por+la+formula:+ !=1+0,011 ·!!"#$%+ !!"#$%+vale+l25+para+popas+tipo+góndola,+l10+para+secciones+en+V,+0+para+secciones+ normales+y+10+para+secciones+en+U.+ Si+no+se+conoce+RUNL+se+puede+estimar+por+la+formula:+ ! !"#$ =1−!!+0,06 ·!!· !! 4·(!!−1)+ +