6.4. superficie vélica - Rodin
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C.A.S.E.M. Pol. Río San Pedro Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Naval 11510 Puerto Real (Cádiz) Tel. 956016046. Fax. 956016045 [email protected] AVISO IMPORTANTE: El único responsable del contenido de este proyecto es el alumno que lo ha realizado. La Universidad de Cádiz, La Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Naval, los Departamentos a los que pertenecen el profesor tutor y los miembros del Tribunal de Proyectos Fin de Carrera así como el mismo profesor tutor NO SON RESPONSABLES DEL CONTENIDO DE ESTE PROYECTO. Los proyectos fin de carrera pueden contener errores detectados por el Tribunal de Proyectos Fin de Carrera y que estos no hayan sido implementados o corregidos en la versión aquí expuesta. La calificación de los proyectos fin de carrera puede variar desde el aprobado (5) hasta la matrícula de honor (10), por lo que el tipo y número de errores que contienen puede ser muy diferentes de un proyecto a otro. Este proyecto fin de carrera está redactado y elaborado con una finalidad académica y nunca se deberá hacer uso profesional del mismo, ya que puede contener errores que podrían poner en peligro vidas humanas. Fdo. La Comisión de Proyectos de Fin de Carrera Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Naval Universidad de Cádiz Pág 1 de 1 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ÍNDICE E.U.I.T. Naval 1. INTRODUCCIÓN….…………………………………...………..… 1 2. ESTUDIO ESTADÍSTICO……………………………………...…. 6 RELACIONES GEOMÉTRICAS……………………………..…..……….. 8 RELACIONES FUNCIONALES………………..…………........................ 17 3. PREDIMENSIONAMIENTO…….………………………………. 25 3.1 PREDIMENSIONAMIENTO…………………………………………………. 26 ESLORA TOTAL…………………………………………………..…...…. 26 ESLORA EN LA FLOTACIÓN……………………………………..……. 27 MANGA…………………………………………………..………………… 28 PUNTAL…………………………………………………………..………... 29 CALADO……………………………………………..…………………….. 29 DESPLAZAMIENTO…………………………………………..………….. 30 LASTRE………………………………………………...…………………... 32 SUPERFICIE VÉLICA……………………………………………..……... 32 POTENCIA……………………………………………………...……..…… 33 CAPACIDAD DE COMBUSTIBLE……………………………..…..…… 34 CAPACIDAD DE AGUA DULCE………………………………..………. 34 NÚMERO DE PASAJEROS………………………………...…………….. 34 3.2 RELACIONES GEOMÉTRICAS RELACIÓN ESLORA TOTAL/ESLORA EN LA FLOTACIÓN……… 34 RELACIÓN ESLORA TOTAL/MANGA MÁXIMA……………………. 36 RELACIÓN ESLORA EN LA FLOTACIÓN/CALADO……………..… 38 RELACIÓN MANGA MÁXIMA/CALADO…………………………....... 39 RELACIÓN ESLORA EN LA FLOTACIÓN/CALADO DEL CASCO.. 40 RELACIÓN DESPLAZAMIENTO/ESLORA TOTAL……..................... 41 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ÍNDICE E.U.I.T. Naval 3.3 RELACIONES FUNCIONALES RELACIÓN SUPERFICIE VÉLICA/DESPLAZAMIENTO…………… 42 RELACIÓN SUPERFICIE PROYECTADA DE LA ORZA/SUPERFICIE VÉLICA………………………………….……………………………………….… 43 RELACIÓN SUPERFICIE PROYECTADA DEL TIMÓN/SUPERFICIE VÉLICA…………………………………………………………………………….. 44 RELACIÓN DESPLAZAMIENTO/POTENCIA…………………..……. 44 RELACIÓN PESO DEL LASTRE/DESPLAZAMIENTO EN ROSCA………………………………………………...……………………………. 46 3.4 CONCLUSIONES…………………………………………………………..….. 47 4. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR……........ 48 4.1 REGLAMENTACIONES APLICABLES……………………………………. 49 4.2 CATEGORÍA DE DISEÑO Y ZONAS DE NAVEGACIÓN……………..… 49 4.3 EQUIPO DE SEGURIDAD……………………………………………….…… 52 EQUIPO DE SALVAMENTO…………………………………………..… 52 EQUIPO DE NAVEGACIÓN……………………………………………... 53 PROTECCIÓN CONTRAINCENDIOS Y MEDIOS DE ACHIQUE….. 59 PREVENCIÓN DE VERTIDOS………………………………………..…. 60 4.4 NORMAS DE DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y CASCO……………….…… 62 ABERTURAS EN EL CASCO Y EN LAS SUPERESTRUCTURA….… 62 CONSTRUCCIÓN Y ACHIQUE DE BAÑERAS………………………... 63 PROTECCIONES CONTRA LA CAÍDA A LA MAR………………….. 68 4.5 APARATO PROPULSOR……………………………………………..……… 69 DISPOSICIONES GENERALES…………………………………………. 69 VENTILACIÓN DEL COMPARTIMENTO DEL MOTOR………….... 70 SISTEMAS FIJOS DE COMBUSTIBLE………………………………… 71 CONDUCTOS DE ESCAPE DEL MOTOR………………………….….. 71 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ÍNDICE E.U.I.T. Naval 4.6 INSTALACIÓN ELÉCTRICA………………………………………………... 71 DISPOSICIONES GENERALES……………………………………….… 72 CABLEADO……………………………………………………………...… 72 FUSIBLES Y DISYUNTORES……………………………………………. 73 INTERRUPTORES………………………………………………………… 74 BATERÍAS………………………………………………………………….. 74 TOMAS DE MASA………………………………………………………… 75 TOMAS DE CORRIENTE DEL EXTERIOR………………………….... 75 APARATOS ELÉCTRICOS………………………………………………. 76 PROTECCIÓN GALVÁNICA………………………………………...….. 76 4.7 FRANCOBORDO, FLOTABILIDAD, ESTABILIDAD, MÁXIMA CARGA, NÚMERO MÁXIMO DE PASAJEROS Y MÁXIMA POTENCIA PROPULSORA…………………………………………………………………….. 76 FRANCOBORDO………………………………………………………….. 77 FLOTABILIDAD EN CONDICIÓN DE INUNDACIÓN……………….. 77 ESTABILIDAD………………………………………………………...…… 78 MÁXIMA CARGA……………………………………………………….… 78 NÚMERO MÁXIMO DE PERSONAS………………………………….... 78 MÁXIMA POTENCIA PROPULSORA……………………………..…… 79 4.8 UTILIZACIÓN DE COMBUSTIBLES A BASE DE GASES LICUADOS... 79 GENERALIDADES……………………………………………...………… 79 TUBERÍAS…………………………………………………..……………… 80 OTRAS DISPOSICIONES……………………………………………...…. 80 4.9 ESCANTILLONADO…………………………………………………..……… 81 4.10 RELACIÓN ENTRE ZONAS DE NAVEGACIÓN Y TÍTULOS………..... 82 4.11 CONJUNTO DE NORMAS ARMONIZADAS Y NO ARMONIZADAS… 82 5. DISEÑO DEL CASCO…………………………………………..... 85 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ÍNDICE E.U.I.T. Naval 5.1 SUPERFICIE MOJADA………………………………………………………. 86 5.2 NÚMERO DE FROUDE…………………………………………………...….. 88 5.3 POSICIÓN LONGITUDINAL DEL CENTRO DE CARENA…………...… 89 5.4 COEFICIENTE PRISMÁTICO…………………………………………...….. 91 5.5 DESPLAZAMIENTO DE DISEÑO…………………………………………... 93 5.6 FRANCOBORDO EN PROA…………………………………………………. 94 5.7 TIPOS DE CARENA……………………………………………..……………. 95 5.8 TABLA RESUMEN……………………………………………………………. 97 6. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO………………………………… 98 6.1 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………….... 99 6.2 ELECCIÓN DEL TIPO DE APAREJO…………………………………….. 101 6.3 DISTRIBUCIÓN DE LA SUPERFICIE VÉLICA…………………………. 104 6.4 SUPERFICIE VÉLICA: CRITERIOS DE ESTABILIDAD……….……… 106 6.5 FUNCIONAMIENTO DEL APAREJO A TOPE Y PROPIEDADES……. 111 COMPRESIÓN DEL MÁSTIL……………………………………...…… 111 RIGIDEZ PROA-POPA………………………………………………….. 112 LAS CRUCETAS……………………………………………………...….. 114 6.6 CÁLCULO DEL APAREJO……………………………………………...….. 117 CÁLCULO DE LOS OBENQUES…………………………………...….. 117 CÁLCULO DEL STAY Y BACKSTAY………………………………… 122 CÁLCULO DEL MÁSTIL……………………………………………….. 122 CÁLCULO DE LA BOTAVARA………………………………...……… 124 CÁLCULO DE LAS CRUCETAS……………………………………….. 126 CABLEADO…………………………………………………………….. 127 7. DISEÑO DE APÉNDICES…………………………………….… 129 7.1 FUNCIÓN HIDRODINÁMICA……………………………………...……… 131 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ÍNDICE E.U.I.T. Naval 7.2 DISEÑO DE LA ORZA………………………………………………………. 133 ÁREA LATERAL DE LA ORZA………………………………………... 133 ÁNGULO DE CAÍDA DE LA ORZA………………………………...…. 134 RELACIÓN DE AFINAMIENTO……………………………………….. 135 TIPO DE SECCIÓN…………………………………………………...….. 138 CÁLCULO DE LOS PERNOS………………………………..…………. 139 7.3 DISEÑO DEL TIMÓN…………………………………………………….…. 141 DIÁMETRO DE LA MECHA DEL TIMÓN…………………………… 144 8. DISPOSICIÓN GENERAL……………………………….…...… 147 8.1 DISPOSICIÓN INTERIOR…………………………………………..……… 148 CAMAROTES DE PROA………………………………………...……… 149 MÓDULO CENTRAL……………………………………………………. 149 MÓDULO DE POPA………………………………………………...…… 150 DISEÑO DE CUBIERTA……………………………………………...…. 150 DISTRIBUCIÓN DE CUBIERTA……………………………………….. 151 DISEÑO DE LA BAÑERA……………………………………………….. 152 PASILLOS……………………………………………………...…………. 152 JARCIA DE LABOR………………………………………………….….. 153 9. ESCANTILLONADO……………………….………………...…. 154 9.1 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN………………………………….. ….155 ELECCIÓN DEL TIPO DE MATERIAL……………………………..... 155 PROPIEDADES DEL MATERIAL A EMPLEAR…………………….. 159 9.2 PROCESO DE CONSTRUCCIÓN………………………………………….. 165 9.3 SOCIEDAD DE CLASIFICACIÓN…………………………………...…….. 170 9.4 APLICACIÓN DE LAS REGLAS DE LA LLOYD’S REGISTER OF SHIPPING…………………………………………………………………….…… 172 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ÍNDICE E.U.I.T. Naval RESTRICCIONES EN LA APLICACIÓN DE LA NORMATIVA...… 172 ESPESOR DEL LAMINADO……………………………………….…… 173 9.5 LAMINADO DEL CASCO…………………………………………...……… 174 LAMINADO DEL FONDO O BOTTOM……………………………….. 177 LAMINADO DEL COSTADO O SIDE…………………………...…….. 179 LAMINADO DE LA QUILLA O KEEL……………………...………… 180 9.6 REFUERZOS DEL CASCO…………………………………………………. 183 ESPACIADO BÁSICO DEL REFUERZO……………………………… 183 LAMINADO DE REFUERZOS TRANSVERSALES……………….…. 184 LAMINADO DE REFUERZOS LONGITUDINALES………………… 189 9.7 LAMINADO DE LA CUBIERTA……………………………...……………. 193 LAMINADO DE LOS REFUERZOS TRANSVERSALES DE LA CUBIERTA (BAOS)……………………………………………………………… 195 LAMINADO DE LOS REFUERZOS LONGITUDINALES DE LA CUBIERTA (ESLORAS)………………………………………………..……….. 197 9.8 LAMINADO DE MAMPAROS ESTRUCTURALES TRANSVERSALES.200 9.9 TANQUES DE PETRÓLEO Y AGUA……………………………………… 202 9.10 PUNTALES…………………………………………………………...……….202 9.11 CÁLCULO DEL PESO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES…. 202 10. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD…….…. 204 10.1 PESO DEL LAMINADO Y DE LOS REFUERZOS………………...……. 206 10.2 PESO DEL EQUIPO, ARMAMENTO Y MÁQUINAS……………...…… 207 PESO DE LA MAQUINARIA…………………………………………… 207 PESO DEL EQUIPO DE FONDEO Y AMARRE……………...………. 207 PESO DEL EQUIPO DE GOBIERNO………………………………..… 207 PESO DEL EQUIPO DE CUBIERTA…………………………….…….. 208 PESO DE LA HABILITACIÓN……………………………...………….. 208 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ÍNDICE E.U.I.T. Naval CÁLCULO DEL PESO DEL APAREJO……………………….………. 208 10.3 PESO MUERTO……………………………………………………..……… 210 10.4 DISTRIBUCIÓN DE PESOS Y CÁLCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD……………………………………………………………………..... 210 10.5 RESUMEN DEL CÁLCULO DE LOS PESOS………………………….... 218 11. ESTUDIO DE ESTABILIDAD………………………………...... 220 11.1 NORMATIVA ESPAÑOLA………………………………………………… 221 NORMA UNA-EN ISO 12217-2……………………………………..…… 221 CUBIERTAS O PROTECCIONES……………………………………… 229 ABERTURAS DE INUNDACIÓN………………………………………. 230 ENSAYO DE LA ALTURA DE INUNDACIÓN……………………….. 232 ÁNGULO DE INUNDACIÓN……………………………………………. 234 ÁNGULO DE ESTABILIDAD NULA…………………………...……… 234 ÍNDICE DE ESTABILIDAD………………………………………….….. 237 11.2 CONSIDERACIONES PARA BARCOS A VELA………………..………. 243 11.3 CONSIDERACIONES DEL CÓDIGO MCA……………………..………. 243 11.4 CONSIDERACIONES DE CARGAS A ESTUDIAR…………...………… 245 CONSIDERACIONES PARA EL CÁLCULO DE LAS CONDICIONES……………………………………………………...…………… 245 11.5 PESOS ADICIONALES…………………………………………..………….246 11.6 VERIFICACIÓN DEL CUMPLIMIENTO DE LOS REQUERIMIENTOS………………………………………………………….…. 246 ESTANQUEIDAD DEL BUQUE………………………………………... 246 DETERMINACIÓN DE LOS PIP……………………………………….. 247 11.7 ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD…………………………………...…… 247 11.8 SALIDA DE PUERTO A PLENA CARGA…………………………..…… 248 11.9 LLEGADA A PUERTO EN PLENA CARGA………………………….…. 258 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ÍNDICE E.U.I.T. Naval 12. PREDICCIÓN DE POTENCIA Y MOTORIZACIÓN….……. 270 13. PRESUPUESTO……………………………….…………………. 272 14. BIBLIOGRAFÍA...……………….……………………………..... 280 ANEXOS ANEXO I: ESTUDIO ESTADÍSTICO ANEXO II: CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR ANEXO III: PLANOS AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. REFERENCIAS E.U.I.T. Naval REFERENCIAS - DIBUJO 5.7.a: Capítulo 5; Página 96 - DIBUJO 6.1.a: Capítulo 6; Página 100 Apuntes asignatura “Embarcaciones Deportivas” - DIBUJO 6.2.a: Capítulo 6; Página 103 - DIBUJO 6.4.a: Capítulo 6; Página 107 Apuntes asignatura “Embarcaciones Deportivas” - DIBUJO 6.5.a: Capítulo 6; Página 116 - DIBUJO 7.1.a: Capítulo 7; Página 132 - DIBUJO 7.2.a: Capítulo 7; Página 134 Libro “Principles of Yacht Design”, Página 99 - DIBUJO 7.2.b: Capítulo 7; Página 140 - DIBUJO 7.3.a: Capítulo 7; Página 146 - DIBUJO 9.5.a: Capítulo 9; Página 176 - DIBUJO 9.6.a: Capítulo 9; Página 186 - DIBUJO 9.6.b: Capítulo 9; Página 186 Apuntes asignatura “Construcción en Materiales Compuestos” - DIBUJO 9.8.a: Capítulo 9; Página 201 - DIBUJO 11.1.a: Capítulo 11; Página 233 - DIBUJO 11.1.b: Capítulo 11; Página 237 - DIBUJO 11.3.a: Capítulo 11; Página 244 - GRÁFICA 2.1.a: Capítulo 2; Página 10 Elaboración propia - GRÁFICA 2.1.b: Capítulo 2; Página 12 Elaboración propia - GRÁFICA 2.1.c: Capítulo 2; Página 13 Elaboración propia - GRÁFICA 2.1.d: Capítulo 2; Página 14 Elaboración propia - GRÁFICA 2.1.e: Capítulo 2; Página 15 Elaboración propia - GRÁFICA 2.1.f: Capítulo 2; Página 17 Elaboración propia AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. REFERENCIAS E.U.I.T. Naval - GRÁFICA 2.2.a: Capítulo 2; Página 18 Elaboración propia - GRÁFICA 2.2.b: Capítulo 2; Página 20 Elaboración propia - GRÁFICA 2.2.c: Capítulo 2; Página 21 Elaboración propia - GRÁFICA 2.2.d: Capítulo 2; Página 22 Elaboración propia - GRÁFICA 2.2.e: Capítulo 2; Página 23 Elaboración propia - GRÁFICA 5.2.a: Capítulo 5; Página 91 Libro “Principles of Yacht Design”, Página 81 - GRÁFICA 5.2.b: Capítulo 5; Página 92 Libro “Principles of Yacht Design”, Página 79 - GRÁFICA 5.6.a: Capítulo 5; Página 95 - GRÁFICA 6.4.a: Capítulo 6; Página 108 Apuntes asignatura “Embarcaciones Deportivas” - GRÁFICA 7.2.a: Capítulo 7; Página 136 Libro “Principles of Yacht Design”, Página 104 - GRÁFICA 7.2.b: Capítulo 7; Página 136 Libro “Principles of Yacht Design”, Página 102 - GRÁFICA 7.2.c: Capítulo 7; Página 137 Libro “Principles of Yacht Design”, Página 104 - TABLA 2.1.a: Capítulo 2; Página 9 Elaboración propia - TABLA 2.1.b: Capítulo 2; Página 11 Elaboración propia - TABLA 2.1.c: Capítulo 2; Página 12 Elaboración propia - TABLA 2.1.d: Capítulo 2; Página 13 Elaboración propia - TABLA 2.1.e: Capítulo 2; Página 14 Elaboración propia - TABLA 2.1.f: Capítulo 2; Página 16 Elaboración propia - TABLA 2.2.a: Capítulo 2; Página 17 Elaboración propia - TABLA 2.2.b: Capítulo 2; Página 19 Elaboración propia - TABLA 2.2.c: Capítulo 2; Página 20 Elaboración propia - TABLA 2.2.d: Capítulo 2; Página 21 Elaboración propia AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. REFERENCIAS E.U.I.T. Naval - TABLA 2.2.e: Capítulo 2; Página 22 Elaboración propia - TABLA 3.4.a: Capítulo 3; Página 47 Elaboración propia - TABLA 4.2.a: Capítulo 4; Página 50 Elaboración propia - TABLA 4.2.b: Capítulo 4; Página 51 Elaboración propia - TABLA 4.3.a: Capítulo 4; Página 54 Elaboración propia - TABLA 4.3.b: Capítulo 4; Página 54 Elaboración propia - TABLA 4.3.c: Capítulo 4; Página 55 Elaboración propia - TABLA 4.3.d: Capítulo 4; Página 57 Elaboración propia - TABLA 4.3.e: Capítulo 4; Página 58 Elaboración propia - TABLA 4.3.f: Capítulo 4; Página 61 Elaboración propia - TABLA 4.4.a: Capítulo 4; Página 66 Elaboración propia - TABLA 4.4.b: Capítulo 4; Página 66 Elaboración propia - TABLA 4.7.a: Capítulo 4; Página 77 Elaboración propia - TABLA 4.10.a: Capítulo 4; Página 82 Elaboración propia - TABLA 5.8.a: Capítulo 5; Página 97 Elaboración propia - TABLA 6.6.a: Capítulo 6; Página 118 Elaboración propia - TABLA 6.6.b: Capítulo 6; Página 121 Elaboración propia - TABLA 6.6.c: Capítulo 6; Página 123 Elaboración propia - TABLA 6.6.d: Capítulo 6; Página 123 Elaboración propia - TABLA 6.6.e: Capítulo 6; Página 126 Libro “Principles of Yacht Design”, Página 224 - TABLA 6.6.f: Capítulo 6; Página 128 Elaboración propia - TABLA 9.1.a: Capítulo 9; Página 160 Elaboración propia - TABLA 9.1.b: Capítulo 9; Página 161 Elaboración propia - TABLA 9.1.c: Capítulo 9; Página 163 Elaboración propia - TABLA 9.1.d: Capítulo 9; Página 164 Elaboración propia - TABLA 9.2.a: Capítulo 9; Página 170 Elaboración propia - TABLA 9.4.a: Capítulo 9; Página 174 Elaboración propia AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. REFERENCIAS - TABLA 9.5.a: Capítulo 9; Página 176 Elaboración propia - TABLA 9.5.b: Capítulo 9; Página 177 Elaboración propia - TABLA 9.5.c: Capítulo 9; Página 178 Elaboración propia - TABLA 9.5.d: Capítulo 9; Página 179 Elaboración propia - TABLA 9.5.e: Capítulo 9; Página 180 Elaboración propia - TABLA 9.5.f: Capítulo 9; Página 181 Elaboración propia - TABLA 9.5.g: Capítulo 9; Página 181 Elaboración propia - TABLA 9.5.h: Capítulo 9; Página 182 Elaboración propia - TABLA 9.6.a: Capítulo 9; Página 185 Elaboración propia - TABLA 9.6.b: Capítulo 9; Página 187 Elaboración propia - TABLA 9.6.c: Capítulo 9; Página 187 Elaboración propia - TABLA 9.6.d: Capítulo 9; Página 187 Elaboración propia - TABLA 9.6.e: Capítulo 9; Página 188 Elaboración propia - TABLA 9.6.f: Capítulo 9; Página 188 Elaboración propia - TABLA 9.6.g: Capítulo 9; Página 188 Elaboración propia - TABLA 9.6.h: Capítulo 9; Página 189 Elaboración propia - TABLA 9.6.i: Capítulo 9; Página 190 Elaboración propia - TABLA 9.6.j: Capítulo 9; Página 190 Elaboración propia - TABLA 9.6.k: Capítulo 9; Página 191 Elaboración propia - TABLA 9.6.l: Capítulo 9; Página 191 Elaboración propia - TABLA 9.6.m: Capítulo 9; Página 191 Elaboración propia - TABLA 9.6.n: Capítulo 9; Página 192 Elaboración propia - TABLA 9.6.o: Capítulo 9; Página 192 Elaboración propia - TABLA 9.7.a: Capítulo 9; Página 193 Elaboración propia - TABLA 9.7.b: Capítulo 9; Página 194 Elaboración propia - TABLA 9.7.c: Capítulo 9; Página 195 Elaboración propia - TABLA 9.7.d: Capítulo 9; Página 196 Elaboración propia - TABLA 9.7.e: Capítulo 9; Página 196 Elaboración propia AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García E.U.I.T. Naval VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. REFERENCIAS E.U.I.T. Naval - TABLA 9.7.f: Capítulo 9; Página 197 Elaboración propia - TABLA 9.7.g: Capítulo 9; Página 197 Elaboración propia - TABLA 9.7.h: Capítulo 9; Página 198 Elaboración propia - TABLA 9.7.i: Capítulo 9; Página 198 Elaboración propia - TABLA 9.7.j: Capítulo 9; Página 199 Elaboración propia - TABLA 9.7.k: Capítulo 9; Página 199 Elaboración propia - TABLA 9.8.a: Capítulo 9; Página 201 Elaboración propia - TABLA 10.4.a: Capítulo 10; Página 211 Elaboración propia - TABLA 10.4.b: Capítulo 10; Página 213 Elaboración propia - TABLA 10.4.c: Capítulo 10; Página 214 Elaboración propia - TABLA 10.4.d: Capítulo 10; Página 215 Elaboración propia - TABLA 10.4.e: Capítulo 10; Página 215 Elaboración propia - TABLA 10.4.f: Capítulo 10; Página 217 Elaboración propia - TABLA 10.5.a: Capítulo 10; Página 218 Elaboración propia - TABLA 10.5.b: Capítulo 10; Página 219 Elaboración propia - TABLA 10.5.c: Capítulo 10; Página 219 Elaboración propia - TABLA 11.1.a: Capítulo 11; Página 229 Elaboración propia - TABLA 11.1.b: Capítulo 11; Página 234 Elaboración propia - TABLA 11.1.c: Capítulo 11; Página 235 - TABLA 11.1.d: Capítulo 11; Página 236 - TABLA 11.1.f: Capítulo 11; Página 238 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. INTRODUCCIÓN E.U.I.T. Naval Presento este documento como requisito último para la obtención del título de Ingeniero Técnico Naval, en la especialidad de Estructuras Marinas, por la Universidad de Cádiz. El mismo ha sido elaborado por la alumna Dña. Natalia Fuentes Arenas, y supervisado por el profesor de la E.U. de Ingeniería Técnica Naval y perteneciente al Departamento de Construcciones Navales, D. Gaspar Penagos García. 1.1. DEFINICIÓN Y REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE: El cliente al cual está dirigida esta embarcación corresponde al perfil de una persona de alto poder adquisitivo, necesario para la construcción y el mantenimiento de la embarcación. Estará principalmente destinada al ocio del cliente comprador y de sus personas más cercanas (familia, amigos, etc). Pertenecerá a una familia ligada al mundo del mar, por lo que tanto él como su familia tendrán amplios conocimientos de navegación. El amarre lo tendrá en el Club Náutico de Denia, en la provincia de Alicante. Desde allí podrá realizar rutas por el Mar Mediterráneo, así como por la costa Atlántica de la Península Ibérica, y esporádicamente a las Islas Canarias. La navegación de la embarcación, teniendo en cuenta sus características y la navegación a realizar, se realizará en la zona 2, por lo que se englobará en una categoría B de diseño. Las características de esta categoría, según la ORDEN FOM/1144/2003 del 28 de Abril, son: navegación en alta mar, donde se podrán encontrar vientos de hasta fuerza 8 en la escala Beaufort, y olas de altura significativa de hasta 4 metros. Según la categoría de diseño AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 2 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. INTRODUCCIÓN E.U.I.T. Naval y la zona de navegación, ésta estará limitada a 60 millas (navegación en la zona comprendida entre la costa y la línea paralela a la misma trazada a 60 millas). Con estas características, según la ORDEN FOM/3200/2007 del 26 de Octubre por la que se regulan las condiciones para el gobierno de embarcaciones de recreo, será necesario tener el título de Patrón de Yate. La embarcación tendrá una autonomía de hasta 7 días. Con esta autonomía no debe de tener problemas en navegar entre distintos puertos deportivos separados una cierta distancia e incluso pasar unos días fondeados. Debemos conceder un margen de seguridad, previendo posibles problemas durante la navegación. Se dispondrán tanques de combustible, tanques de agua para consumo humano, aseo personal y otros servicios, y espacios de almacenaje de víveres suficientes para dicha autonomía. En el apartado de seguridad, se desea que la embarcación se mantenga de manera estable en cualquier condición de navegación, entendiendo por estabilidad la propiedad mediante la cual un buque recupera la condición de equilibrio después de ser perturbado por la acción de fuerzas externas al mismo. Se desea que los movimientos transversales y longitudinales del barco durante la navegación sean suaves, y con un recorrido lo más corto posible. No es requisito indispensable alcanzar altas velocidades, pero sí un ritmo adecuado para realizar las rutas previstas en el tiempo predeterminado, con la mayor suavidad de movimientos posible y seguridad en la navegación posibles. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 3 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. INTRODUCCIÓN E.U.I.T. Naval El equipamiento de la embarcación, respecto a los equipos de ayuda a la navegación y comunicaciones, deberá ser lo más completo posible, además de ser de fácil utilización y lectura, y cuyo aprendizaje y manejo sea rápido y sencillo. Se instalarán sistemas de posicionamiento terrestre vía satélite así como otros sistemas que garanticen la seguridad de las personas que viajen a bordo en caso de accidente. Los elementos relacionados con el manejo y respetos de las velas se dispondrán de forma que su manipulación y accesibilidad sean lo más cómoda posible, así como la maquinaria propulsora y sus servicios. Con esto se disminuirá el tiempo de mantenimiento y reparaciones. En cuanto a la habitabilidad, se diseñará una vivienda flotante capaz de albergar en su interior a 8 personas, disponiendo de servicios de fonda y hotel como cocina, cuartos de baño y salón. La embarcación dispondrá de 4 camarotes dobles. En proa se habilitarán dos camarotes, con el cuarto de baño común. Los otros dos camarotes se situarán en popa, y también tendrán el cuarto de baño común. Cada camarote contará con armarios con capacidad suficiente para albergar, al menos, el equipaje de las personas que los ocupen. El resto de la habilitación interior contará con un salón-comedor para todos los pasajeros, así como con una cocina totalmente amueblada. Con todo lo dicho anteriormente, se pretende conseguir una embarcación con un alto grado de habitabilidad para los pasajeros, de gran comodidad, apta para la navegación en familia y de fácil manejo. Para cumplir con todos estos requisitos, se considerarán las siguientes dimensiones principales iniciales, que nos servirán de base para las siguientes fases del proyecto: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 4 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. INTRODUCCIÓN - Eslora total: LOA = 16,6 m - Número máximo de personas a bordo: 8 - Autonomía: 7 días - Categoría de diseño: B - Zona de navegación: 2 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García E.U.I.T. Naval 5 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval El inicio del diseño de un casco que responda a los requerimientos del cliente y que además tenga un óptimo rendimiento hidrodinámico durante la navegación nos lleva a determinadas dificultades, como la adjudicación de los diferentes parámetros determinantes, con lo que será necesario tener una idea, al menos aproximada, de las dimensiones y geometría del casco para que, tomando éstas como punto de partida, poder potenciar dichas dimensiones en función de los requerimientos del proyecto. Para empezar a definir las dimensiones del buque y sus formas se extrae del capítulo anterior la información necesaria. Este proceso es el lógico puesto que la realización del proyecto exige tener en cuenta las exigencias del cliente. Si se analizan dichos requerimientos, se considerarán los siguientes valores iniciales para el proyecto: - Eslora total: 16m. aproximadamente - Construcción en Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (P.R.F.V.) - Navegación en zona 2 El resto de parámetros deberán ser los adecuados para dotar a la embarcación de las cualidades que definen su utilidad. Para establecer estos parámetros iniciales de una forma lo más correcta posible se puede recurrir a las características de otras embarcaciones similares ya construidas, mediante la realización de un estudio estadístico. Se debe también decir que, a pesar de lo anterior, la decisión final será del proyectista, teniendo poder para modificar los datos obtenidos según las necesidades del proyecto o las pretensiones del proyectista, todo ello encauzado a la realización satisfactoria del proyecto. Este estudio estadístico se ha basado en la recopilación de parámetros de 29 embarcaciones, cuyas esloras totales oscilan entre 15,07 y 16,95 metros. Dichos parámetros AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 7 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval no sólo se refieren a aquellos que definen las formas del casco (eslora, manga, calado), sino otros como la potencia, motorización, número de motores, capacidad de combustible y agua dulce, superficie vélica, etc. Sin embargo, los datos más a tener en cuenta son los que referentes a la estabilidad del casco en cualquier condición, los cuales son: - Las dimensiones principales: eslora total, eslora en la flotación, manga máxima y calado. - El peso total del barco totalmente terminado, con todos los elementos necesarios para la navegación. - La superficie vélica A partir de dichos datos, se han elaborado gráficos de dispersión en los que se relacionan unos parámetros con otros. Con ello se pretende tener una idea aproximada de los valores para los que la embarcación será capaz de producir un óptimo rendimiento, teniendo en cuenta que estos valores obtenidos sólo poseen valor estadístico, y únicamente son válidos para el tipo de embarcación concreta que se pretende diseñar. En el Anexo I se encuentra la tabla en la que se recogerán todos los datos mencionados anteriormente, y que ayudarán a llevar a cabo dicho estudio estadístico. Se dividirá el estudio estadístico en: - Relaciones geométricas - Relaciones funcionales RELACIONES GEOMÉTRICAS Con este nombre se designan aquellas relaciones en las cuales se estudian las formas del casco a través de la relación entre magnitudes principales de la embarcación, para de esta AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 8 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval forma analizar para qué valores de esas relaciones se obtiene un mejor comportamiento del casco y así deducir las dimensiones principales de la embarcación. Estas relaciones son las siguientes: a) Relación Eslora total / Eslora en la flotación (LOA/LWL): Este parámetro marca los lanzamientos de la embarcación. Para embarcaciones ligeras la relación es menor, al intentar mantener una alta velocidad de casco, la cual es limitada por la LWL. Sin embargo, para embarcaciones más pesadas es recomendable dotar de ciertos lanzamientos en proa y popa para reducir el cabeceo y mejorar las condiciones de navegación con mar de proa. Los valores medios se encuentran alrededor de 1,23, fluctuando 0,15 hacia arriba y abajo. Tabla 2.1.a LOA (metros) 15,07 15,1 15,21 15,3 15,32 15,4 15,5 15,65 15,9 15,95 16,08 16,1 16,1 16,15 16,43 16,45 16,49 16,55 16,7 16,74 16,9 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García LWL (metros) 12,98 13,3 13,36 14,08 13,74 12,7 13,4 13,18 12,97 13,32 14,6 14,05 13,76 14,17 14,1 14 14,6 14,33 15 13,73 14,86 LOA/LWL 1,161 1,135 1,138 1,087 1,115 1,213 1,157 1,187 1,226 1,197 1,101 1,146 1,170 1,139 1,165 1,175 1,129 1,155 1,113 1,219 1,137 9 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO 16,95 E.U.I.T. Naval 14,5 1,169 1,156 MEDIA Rango de valores: LOA/LWL: [1,087 – 1,226] Gráfica 2.1.a Lwl RELACIÓN Loa/Lwl 16 15,5 15 14,5 14 13,5 13 12,5 12 15 15,2 15,4 15,6 15,8 16 16,2 16,4 16,6 16,8 17 Loa Loa/Lwl Lineal (Loa/Lwl) b) Relación Eslora total / Manga máxima (LOA/BMAX): Al comparar la manga máxima de una embarcación frente a su eslora máxima, se ve que al aumentar la eslora, la relación va aumentando, o lo que es lo mismo, la embarcación se vuelve más estilizada. Esto está justificado por la estabilidad, ya que al aumentar la eslora y aumentar por tanto su desplazamiento, la estabilidad de la embarcación aumenta y no requiere tanta estabilidad por formas, reduciéndose en comparación su manga máxima. Actualmente se tiende a cascos más amplios para obtener un mayor volumen interior y dar más estabilidad al casco. Y más estabilidad por manga tiene como consecuencia que el barco escore menos y que el rendimiento de las velas sea mayor. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 10 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval Tabla 2.1.b LOA (metros) 15,07 15,1 15,21 15,3 15,32 15,4 15,5 15,65 15,9 15,95 16,08 16,1 16,1 16,15 16,2 16,2 16,2 16,43 16,45 16,49 16,55 16,7 16,74 16,9 16,95 17 BMAX (metros) 4,49 4,49 4,47 4,59 4,9 4,7 4,5 4,9 4,64 4,58 4,91 4,68 4,68 4,75 4,54 4,54 4,8 4,75 4,6 4,61 5,1 4,9 4,5 4,83 4,85 4,78 MEDIA LOA/BMAX 3,356 3,363 3,403 3,333 3,127 3,277 3,444 3,194 3,427 3,483 3,275 3,440 3,440 3,400 3,568 3,568 3,375 3,459 3,576 3,577 3,245 3,408 3,720 3,499 3,495 3,556 3,423 Rango de valores: LOA/BMAX: [3,127 – 3,720] AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 11 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval Gráfica 2.1.b RELACIÓN Loa/B 5,5 B 5 4,5 4 15 15,2 15,4 15,6 15,8 16 16,2 16,4 16,6 16,8 17 17,2 Loa Loa/B Lineal (Loa/B) c) Relación Eslora en la flotación / Calado (LWL/T): Al igual que en el caso anterior, el calado relativo va disminuyendo al aumentar la eslora. El valor del calado está relacionado con la relación de aspecto de la orza. Sin embargo, cuando la embarcación sobrepasa una determinada eslora, necesita reducir el calado total para no tener problemas de acceso a los puertos, en detrimento del rendimiento de la orza o teniendo que emplear orzas abatibles. Tabla 2.1.c LWL (metros) 13,32 13,4 13,73 13,76 14 14,08 14,3 14,5 14,6 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García T (metros) 2 2,4 3 2,2 2,44 2,45 2,3 2,4 2,4 LWL/T 6,660 5,583 4,577 6,255 5,738 5,747 6,217 6,042 6,083 12 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval MEDIA 5,878 Rango de valores: LWL/T : [4,577 – 6,660] Gráfica 2.1.c RELACIÓN Lwl/T 3,5 T 3 2,5 2 1,5 13,2 13,4 13,6 13,8 14 14,2 14,4 14,6 14,8 Lwl Serie1 Lineal (Serie1) d) Relación Manga máxima / Calado (BMAX/T): En el caso de veleros se puede relacionar el calado con la manga, y obtendremos una relación bastante válida: BMAX = 1,6 x T Tabla 2.1.d B (metros) 4,5 4,5 4,54 4,58 4,59 4,6 4,61 4,68 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García T (metros) 2,4 3 2,6 2 2,45 2,44 2,4 2,2 BMAX/T 1,875 1,500 1,746 2,290 1,873 1,885 1,921 2,127 13 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO 4,7 4,8 4,85 E.U.I.T. Naval 2,3 2,6 2,4 2,043 1,846 2,021 1,921 MEDIA Rango de valores: BMAX/T : [1,500 – 2,290] Gráfica 2.1.d RELACIÓN B/T 3,5 T 3 2,5 2 1,5 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 B B/T Lineal (B/T) e) Relación Eslora en la flotación / Desplazamiento1/3 (LWL/∆1/3): Tal y como se vio anteriormente, este factor delimita el régimen de navegación, siendo necesario un valor mayor de 5,7 para conseguir navegar a más de Fn = 0,45. Para poder extrapolar, se puede decir que el Desplazamiento crece según la Eslora elevada a 2/3. Tabla 2.1.e LWL (metros) 12,7 12,97 13,32 ∆ (Toneladas) 13 14,5 15,7 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García ∆1/3 2,351 2,438 2,504 LWL/∆1/3 5,401 5,319 5,320 14 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO 13,4 13,73 13,74 13,76 14 14,05 14,08 14,1 14,3 14,33 14,6 14,6 14,86 19 21 16,2 18 16,92 14,5 17,9 21,32 26,3 22,5 11 18,7 19 MEDIA E.U.I.T. Naval 2,668 2,759 2,530 2,621 2,567 2,438 2,616 2,773 2,974 2,823 2,224 2,654 2,668 5,022 4,977 5,430 5,250 5,453 5,762 5,383 5,085 4,809 5,076 6,565 5,501 5,569 5,370 Rango de valores: LWL/∆1/3: [4,809 – 6,565] Gráfica 2.1.e RELACIÓN Loa/DESP^1/3 DESP^1/3 3,500 3,000 2,500 2,000 12,5 13 13,5 14 14,5 15 Lwl Lwl/DESP^1/3 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Lineal (Lwl/DESP^1/3) 15 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO f) E.U.I.T. Naval Relación Desplazamiento / Eslora total (∆/LOA): Tabla 2.1.f ∆ (Toneladas) 11 13 14,5 14,5 15,7 16,2 16,92 17,9 18 18,7 19 19 20,5 21 21,32 22,3 22,3 22,5 LOA (metros) 16,49 15,4 16,1 15,9 15,95 15,32 16,45 15,3 16,1 16,08 16,9 15,5 16,2 16,74 16,43 16,2 16,2 16,55 MEDIA ∆/LOA 0,667 0,844 0,901 0,912 0,984 1,057 1,029 1,170 1,118 1,163 1,124 1,226 1,265 1,254 1,297 1,377 1,377 1,360 1,118 Rango de valores: ∆/LWL: [0,667 – 1,377] AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 16 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval Gráfica 2.1.f RELACIÓN DESP/Loa 18 Loa 17 16 15 14 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 DESPLAZAMIENTO DESP/Loa Lineal (DESP/Loa) RELACIONES FUNCIONALES Con este nombre se designan aquellas relaciones que determinan parámetros como potencia, capacidad de combustible, capacidad de agua dulce, etc., que son determinantes a la hora de diseñar la embarcación. Las relaciones que vamos a tener en cuenta serán: a) Relación Desplazamiento / Potencia (∆ /Pot): Tabla 2.2.a ∆ (Toneladas) 11 13 13,5 14,5 14,5 15,7 16,2 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Pot (CV) 55 90 75 80 90 100 75 ∆ /Pot 0,200 0,144 0,180 0,181 0,161 0,157 0,216 17 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO 17,9 18 18,7 19 20,5 21 21,32 22,3 22,3 22,5 26,3 110 110 110 100 110 140 110 185 185 140 180 E.U.I.T. Naval 0,163 0,164 0,170 0,190 0,186 0,150 0,194 0,121 0,121 0,161 0,146 0,166 MEDIA Rango de valores: ∆ /Pot: [0,121 – 0,216] Gráfica 2.2.a RELACIÓN DESP/POT POTENCIA 200 160 120 80 40 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 DESPLAZAMIENTO DESP/POT AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Lineal (DESP/POT) 18 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval b) Relación Potencia / Combustible (Pot/COMB): Tabla 2.2.b Pot (CV) 55 75 75 80 90 90 100 100 110 110 110 110 110 110 110 110 135 140 140 160 COMB (Litros) 300 500 240 750 350 350 615 460 400 440 375 700 235 474 850 1.000 1.200 750 1.080 1.334 MEDIA Pot/COMB 0,183 0,150 0,313 0,107 0,257 0,257 0,163 0,217 0,275 0,250 0,293 0,157 0,468 0,232 0,129 0,110 0,113 0,187 0,130 0,120 0,206 Rango de valores: Pot/COMB: [0,107 – 0,468] AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 19 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval Gráfica 2.2.b COMBUSTIBLE RELACIÓN POT/COMB 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 POTENCIA POT/COMB Lineal (POT/COMB) c) Relación Desplazamiento / Agua Dulce (∆ /AD): Tabla 2.2.c ∆ (Toneladas) 11 13 14,5 14,5 15,7 16,2 17,9 18 18,7 19 19 20,5 21 21,32 22,5 26,3 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García AD (Litros) 500 600 600 600 960 750 800 780 690 600 630 820 860 750 1.300 1.050 ∆ /AD 0,022 0,022 0,024 0,024 0,016 0,022 0,022 0,023 0,027 0,032 0,030 0,025 0,024 0,028 0,017 0,025 20 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval MEDIA 0,024 Rango de valores: ∆ /AD: [0,016 – 0,032] Gráfica 2.2.c AGUA DULCE RELACIÓN DESP/AD 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 DESPLAZAMIENTO Serie1 Lineal (Serie1) d) Relación Peso del Lastre / Desplazamiento en rosca (LASTRE/ ∆R): Este valor no varía con la eslora y fluctúa entre valores del 0,35 al 0,55. Las embarcaciones más regateras, al poseer menor desplazamiento necesitan bajar más el Centro de Gravedad (KG) para conseguir suficiente estabilidad, por lo que suelen tener una relación de lastre mayor, llegando al caso extremo de los Copa América que se sitúan en el 0,8. Tabla 2.2.d LASTRE (Toneladas) 3,3 4 4,4 4,4 5,4 ∆ (Toneladas) 11 14,5 15,7 13 14,5 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García LASTRE/∆ 0,300 0,276 0,280 0,338 0,372 21 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO 5,67 5,8 6,3 6,5 6,75 9,75 E.U.I.T. Naval 21 18,7 22,5 19 20,5 26,3 0,270 0,310 0,280 0,342 0,329 0,371 0,315 MEDIA Rango de valores: LASTRE/∆: [0,270 – 0,372] Gráfica 2.2.d DESPLAZAMIENTO RELACIÓN LASTRE/DESP 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 3 4 5 6 7 8 9 10 LASTRE LASTRE/DESP Lineal (LASTRE/DESP) e) Relación Superficie Vélica / Desplazamiento (Sv/∆): Este parámetro indica la capacidad propulsora de la embarcación y determina, en cierta manera, la velocidad máxima. Varía entre 15 y 22, con un valor medio de 19. Tabla 2.2.e 2 Sv (m ) 109,5 109,5 ∆ (Toneladas) 15,7 22,5 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Sv/∆ 6,975 4,867 22 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO 122 128,3 137,3 153,2 154,09 155 162 162 190 E.U.I.T. Naval 11 16,2 16,92 21 21,32 18,7 22,3 22,3 19 11,091 7,920 8,115 7,295 7,229 8,289 7,265 7,265 10,000 7,846 MEDIA Rango de valores: Sv/∆: [4,867 – 11,091] Gráfica 2.2.e DESPLAZAMIENTO RELACIÓN Sv/DESP 24 22 20 18 16 14 12 10 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 SUPERFICIE VÉLICA Sv/DESP f) Lineal (Sv/DESP) Relación Superficie proyectada de la Orza / Superficie Vélica (Spo/Sv): Este valor depende del rendimiento esperado de la orza. Orzas con alta relación de aspecto no precisan de tanta superficie y viceversa, en embarcaciones con orzas de bajo calado es necesario de dotar de más superficie a la orza, siempre en función de la superficie vélica. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 23 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO ESTADÍSTICO E.U.I.T. Naval Por otro lado, la velocidad de diseño marcará también la superficie de la orza necesaria: a más velocidad se requiere menos superficie. En valor medio para esta relación es del 3,5% en el caso de cruceros-regatas, pudiendo llegar hasta valores cercanos al 2,75% en el caso de embarcaciones puramente regateras. g) Relación Superficie de la Mayor / Superficie de Proa (Sm/Spr): Depende fundamentalmente del tipo de aparejo utilizado (fraccionado o a tope). La distribución media es 50/50 con valores mínimos de la vela del 27% y máximos del 58%. En el caso de aparejos tipo ketch, la relación suele ser 46/39/15. h) Relación Superficie proyectada del Timón / Superficie Vélica (Spt/Sv): En los últimos tiempos el valor del área del timón ha aumentado, tanto para mejorar el gobierno de la embarcación en navegaciones con mar de popa, como para utilizar el timón como plano antideriva en conjunción con la orza. Los valores suelen estar entre el 1% y el 2%. i) Relación Superficie Vélica / Superficie Mojada (Sv/SM): Este parámetro da una idea del comportamiento de la embarcación con vientos flojos, ya que la superficie mojada es el factor determinante de la resistencia por fricción, y es ésta la más importante a baja velocidad. Este parámetro suele variar desde 2 hasta 2,5. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 24 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval 3.1. PREDIMENSIONAMIENTO La finalidad principal del predimensionamiento será tener una primera idea, que podría variar a medida que se avance en el proyecto de la embarcación, sobre las dimensiones principales tales como eslora en la flotación, manga máxima, calado del casco, y parámetros como desplazamiento, capacidad de combustible, capacidad de agua dulce, superficie vélica, etc. La eslora total no se incluye entre estos valores puesto que es una condición impuesta por el cliente, de modo que no está sujeta a variaciones. Sin embargo, esto sí ocurre con el resto de los parámetros, que irán variando conforme vaya evolucionando el diseño de la embarcación. El dimensionamiento de la embarcación se realizará en función de las gráficas y relaciones geométricas y funcionales que se han obtenido en el Estudio Estadístico (Capítulo 2), así como de la consulta a proyectistas navales. Primero se pasará a definir las dimensiones y parámetros antes mencionados. ESLORA TOTAL Se llama Eslora total (LOA) a la longitud total de la embarcación, es decir, la distancia que hay entre el punto más situado a popa y el más situado a proa. Es un dato de partida para el diseño, y para su definición no han sido necesarios cálculos adicionales. La Eslora de un buque determina en general el tamaño del mismo. Influirá básicamente en la habitabilidad y distribución de los interiores de la embarcación, el tipo de navegación que se desee tener, e incluso la manejabilidad del barco. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 26 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval Su aumento produce un aumento del peso estructural. Es la dimensión estructuralmente más cara. Aunque su incremento aumenta el área mojada y en consecuencia la Resistencia Viscosa, en contrapartida disminuye la Resistencia por Formación de Olas, de tal forma que por lo general disminuye la Resistencia Total. Una relación Eslora/Manga (L/B) baja empeora el gobierno a velocidades bajas o moderadas. Una relación Eslora/Puntal (L/D) alta proporciona un mayor peso y una alta rigidez. ESLORA EN LA FLOTACIÓN Se llama Eslora en la flotación (LWL) a la longitud que se mide entre las intersecciones de la proa y la popa con el plano de flotación. Constituye un factor de importancia ya que indica la dimensión real y efectiva de la carena durante la navegación. Su valor influye en las Resistencias, el lanzamiento del barco y el cabeceo. Este valor es importante en el diseño de veleros, ya que marcará la máxima velocidad que podrá alcanzar la embarcación. Para obtenerla bastará calcular V=0,45xLWL, y para saber el régimen al que va a navegar el barco se calcula el Número de Froude: Fn = V , g x Lwl estando LWL en metros y la velocidad del barco V en m/seg. Para un valor inferior a 0,45 será un barco de crucero y navegará en régimen de desplazamiento; en caso de ser mayor de 0,45 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 27 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval navegará en régimen de semi-desplazamiento, y por mucho que aumente la Resistencia por Formación de Olas aumentará su velocidad debido a la fuerza ascendente creada. Si LWL es grande, los lanzamientos de proa y popa son menores, haciendo que el peso se concentre en el centro. Así se evitarán tanto el cabeceo excesivo de embarcaciones con proa y popa muy lanzadas, siendo un problema para los pasajeros que se encuentren en el interior del buque, como el balanceo, que puede provocar mareos. MANGA Se llama Manga máxima (BMAX) a la distancia máxima horizontalmente en el sentido transversal del barco, es decir, de babor a estribor. Esta magnitud influye en la estabilidad transversal y en la de formas, así como en las Resistencias desde el punto de vista hidrodinámico. Su aumento tiende a disminuir el peso estructural. Por otra parte, puede ocurrir que la Resistencia Total al avance aumente al aumentar la manga. Con respecto a las Resistencias, un aumento en la Manga máxima a igual Desplazamiento conllevará a un aumento de la Resistencia Total (RT), debido al aumento de la Resistencia de Fricción (RF) por el aumento de la Superficie Mojada del barco; de la Resistencia de Presión de Origen Viscoso (RPOV) debido al aumento del gradiente de presiones del cuerpo de salida de la embarcación; y por último, de la Resistencia por Formación de Olas (RW) ya que las formas de proa resultarán más llenas. En relación a la estabilidad, se sabe que al aumentar la Manga, a igualdad de Desplazamiento, se producirá un aumento de la estabilidad transversal. Esto no ocurre en el caso de la estabilidad por formas, en la que al aumentar la relación LOA/BMAX, aumentará la AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 28 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval eslora total y disminuirá la manga máxima. De este modo, se aumentará la estabilidad sin necesidad de que aumente la estabilidad por formas, haciendo que la embarcación tenga formas más estilizadas. Al igual que la eslora total, este parámetro también determinará la habitabilidad interior. Una relación Eslora/Manga (L/B) baja origina una peor maniobrabilidad. Una relación Manga/Puntal (B/D) baja origina una baja estabilidad inicial de la embarcación. PUNTAL El Puntal (D) es la medida vertical desde el canto superior de la quilla hasta la unión de la traca de cinta con la cubierta principal. Su aumento tiende a disminuir el peso estructural. Es la dimensión estructuralmente más barata. Una relación Eslora/Puntal (L/D) alta produce un aumento de peso en la embarcación. Una relación Manga/Puntal (B/D) baja empeora la estabilidad. CALADO El Calado (T) de un buque es la distancia vertical entre un punto de la línea de flotación y la línea base que se tome, con el espesor del casco incluido. Si no se incluye el espesor se obtendrá el calado de trazado. En este caso, se tomará la línea base como el punto más bajo de la orza. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 29 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval Su aumento tiende a disminuir el peso estructural. Pero un calado excesivo conlleva una menor operatividad de la embarcación, ya que el acceso a puertos está limitado por la profundidad de las aguas. Una relación Manga/Calado (B/T) alta tiende a aumentar la Resistencia Total de la embarcación. Una relación baja tiende a disminuir dicha resistencia. DESPLAZAMIENTO El Desplazamiento en Rosca (∆R) es aquel que está integrado por la suma de todos los pesos del buque listo para navegar (estructura, equipo y habilitación, y maquinaria), incluyendo los fluidos en aparatos y tuberías. Se excluyen el peso de la carga, el pasaje, la tripulación, los pertrechos y los consumos. Todo esto constituirá el Peso Muerto. El Desplazamiento máximo (∆MAX) es el peso que se alcanza cuando está sumergido hasta la línea de máxima carga. El valor del Desplazamiento es importante para aspectos como estabilidad, velocidad que se puede alcanzar, y tipo de habilitación. Respecto a la estabilidad, se debe saber que cuanto mayor sea el Desplazamiento, mayor será la estabilidad por formas, consiguiendo también una amplia distribución de los interiores de la embarcación, aunque por el contrario se sabe que se disminuirá algo de velocidad debido al aumento de la Superficie Mojada. Tomando los datos del Desplazamiento máximo, se puede obtener un buque con un Desplazamiento ligero o uno pesado. Esta una importante diferencia, ya que una embarcación AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 30 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval con Desplazamiento ligero supondrá una menor Superficie Vélica, Lastre y otros elementos para dicho Desplazamiento. A favor de las embarcaciones ligeras está su buen comportamiento deportivo y que sean grandes barcos para un mismo peso y buques más rápidos para una Superficie Vélica delimitada. Por el contrario, limitan el confort y el espacio necesario en el barco. En buques de grandes travesías, como los oceánicos, se necesitan mayores pertrechos, por lo que se aumenta el Desplazamiento y se opta por buques más pesados. En los buques de Desplazamiento ligero, un inconveniente es el precio de la embarcación, que es mayor debido a que se necesita un material para su fabricación que tenga poco peso pero que tenga una gran resistencia. En este caso se busca una embarcación con características más de desplazamiento y disfrute que de regata, por lo que no supondrá un inconveniente cierta pérdida de velocidad a favor de ganancias en amplitud de interiores, habitabilidad y comodidad. La relación entre el Desplazamiento y el Lastre dará una idea de la cantidad de peso que se tiene de diferencia entre el Desplazamiento total y el Lastre del barco. En este caso, en el Desplazamiento total están incluidos los pesos del pasaje, víveres y pertrechos, y aquellos pesos que facilitarán la habitabilidad del buque. El Lastre que se tiene en cuenta será el fijo situado en la Orza o el peso de la propia Orza. Este valor de la relación ∆/LASTRE influirá en la estabilidad del barco y dependerá del tipo de embarcación que se tenga. Si es un barco de regata, debido a que se requiere buques ligeros, se ha de disponer lastre para que el barco sea estable, teniendo una relación alta. Mientras, en un crucero no hace falta tanto Lastre ya que el casco y el equipamiento pesan lo suficiente para conseguir la estabilidad necesaria. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 31 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval LASTRE El Lastre de una embarcación va a influir tanto en su estabilidad por pesos como en la Superficie Vélica que este podrá tener. Si el Desplazamiento es muy bajo, el buque deberá llevar un importante Lastre que compense el Desplazamiento final, debido a la mejora de estabilidad por pesos que esto conlleva. En este caso, la embarcación tendrá un Desplazamiento considerable, por lo que no deberá tener problemas con dicha estabilidad, de modo que el valor del Lastre tendrá menor importancia en los cálculos. Asimismo, a la hora de calcular la superficie Vélica se podrá tener un amplio margen de trabajo, ya que no se restringirá tanto en este sentido como en el caso de barcos más regateros. Es importante hacer una comparativa con la Superficie Vélica, ya que una de las misiones del Lastre es la de compensar adecuadamente al par de fuerzas que produce el viento en las velas de la embarcación. SUPERFICIE VÉLICA La Superficie Vélica (Sv) ceñida es la que se obtiene tras llevar a cabo los cálculos durante la fase de proyecto del buque. Será menor que la Superficie Vélica real. Cuando se habla de Superficie Vélica máxima y en ceñida, se refiere al máximo trapo que puede llevar el barco cuando ciñe. Las velas como el Spinnaker no son contempladas en los cálculos de la Superficie Vélica. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 32 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval La Superficie Vélica ceñida influirá básicamente en la estabilidad, ya que una Superficie Vélica excesiva acarreará un mayor calado máximo también, al ser éste el encargado de contrarrestar las fuerzas del viento en las velas. Como el objetivo prioritario es la confortabilidad y la buena navegabilidad, se dota a la embarcación de una gran Manga máxima para poder obtener una buena estabilidad por formas, así como también de un alto Desplazamiento para poder tener una buena estabilidad por formas. Todo esto dará la posibilidad de darle una mayor Superficie Vélica para aumentar la Velocidad sin que ello suponga perder suavidad en la navegación. Para la elección de la Superficie Vélica también se tendrá en cuenta la zona de navegación. Para calcular la Superficie Vélica se pueden emplear varios métodos. Uno de ellos es suponer la Génova y la mayor como triángulos y sumar sus áreas, teniendo en cuenta que no se toman las formas curvas de la baluma, el pujamen o el grátil de las velas. Otro sencillo método para conocer si la estabilidad de la embarcación es adecuada a su Superficie Vélica consiste en utilizar el Ángulo de Dellenbaugh, gracias al cual se puede conocer la escora del barco cuando navega ciñendo con un viento de 8 m/s. Para una Eslora en la flotación de 12 m, un barco duro tendrá un valor de este ángulo de 11º aproximadamente, mientras que en un barco blando este ángulo puede alcanzar un valor de hasta 17º. POTENCIA La utilización de los motores en estos tipos de embarcaciones queda muy reducida, ya que la potencia propulsora se obtiene de las velas. Su uso queda restringido a la entrada y AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 33 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval salida de los puertos y en caso de emergencia por cualquier contratiempo que se tenga con la principal forma de avance. CAPACIDAD DE COMBUSTIBLE La capacidad de combustible que se debe tener dependerá de la zona de navegación donde se encontrará la embarcación y de la autonomía que se desee tener en la mar. CAPACIDAD DE AGUA DULCE Al igual que la capacidad de combustible, la capacidad de Agua Dulce dependerá de la autonomía que tenga la embarcación. NÚMERO DE PASAJEROS Desde el inicio del proyecto, la principal intención es la de crear una embarcación con todo tipo de detalles, lo más confortable posible y de fácil y suave navegabilidad. Un número excesivo de pasajeros haría que esto no se cumpliera, por lo que se debe elegir el número adecuado. 3.2. RELACIONES GEOMÉTRICAS Como pequeña introducción al dimensionamiento de la embarcación, se verán de forma muy esquemática los efectos que produce la variación de una de las dimensiones en las restantes. RELACIÓN ESLORA TOTAL / ESLORA EN LA FLOTACIÓN (LOA/LWL) AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 34 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval El valor del coeficiente LOA/LWL no sólo determina la estética de la embarcación (sobre todo en la zona de proa, y en menor medida en la zona de popa), sino también el comportamiento de la misma durante la navegación. De esta manera, para una sola geometría de la popa, un valor elevado del coeficiente revela una proa lanzada, propia de embarcaciones muy rápidas, que de esta forma lo favorecen al constituir un cuerpo de entrada afilado. A medida que el valor disminuye, el perfil de la proa se torna más vertical, correspondiendo a barcos relativamente lentos, que navegan en régimen de desplazamiento. Esta proa concentra un mayor volumen de carena, lo que en algunos momentos de la navegación puede producir un empuje en proa, de manera que la embarcación navegue cabeceando. Para ver entre qué valores se podría mover la Eslora en la flotación de la embarcación, se han utilizado los valores obtenidos en la Tabla 2.1.a “Eslora total / Eslora en la flotación” del Capítulo 2 (Estudio Estadístico), así como los datos de la gráfica correspondiente (Gráfica 2.1.a). Como punto de partida, se considerará una Eslora total = 16,6 m, valor cercano a lo requerido por el cliente. De la citada tabla se obtiene el rango de valores de la relación LOA/LWL, que varía entre 1,087 y 1,226. Así el valor de LWL oscilará entre: Loa = 1,087 Lwl Lwl = 16,6 = 15,27 m 1,087 Loa = 1,226 Lwl Lwl = 16,6 = 13,54 m 1,226 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 35 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval El valor medio obtenido en la tabla es 1,156. Tomando este valor se obtendrá: Loa = 1,156 Lwl Lwl = 16,6 = 14,36 m 1,156 El primer valor es un valor alto que podría producir cabeceo de la embarcación en determinados momentos de la navegación, y con el segundo quedaría una proa muy lanzada, con la consecuente reducción del espacio interior. Como el velero será un crucero, y se quiere una navegación tranquila y sin movimientos de cabeceo, se debe tener una Eslora en la flotación pequeña, obteniendo así un lanzamiento de proa considerable. La velocidad de crucero se verá reducida al aumentar la Resistencia por Formación de Olas, pero también se tendrá una disminución de la Resistencia de Fricción, ya que la Superficie Mojada será menor. Se tomará un valor comprendido entre el valor medio y el mínimo, con lo que se obtendrá: Loa 1,156 + 1,087 = = 1,122 Lwl 2 Lwl = 16,6 1,122 LWL = 14,8 m. Se considerará este valor de Eslora en la flotación como válido. Si se observa el Estudio Estadístico, embarcaciones con eslora total parecida tiene una Eslora en la flotación similar a la calculada. RELACIÓN ESLORA TOTAL / MANGA MÁXIMA (LOA/BMAX) AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 36 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval A la hora de decidir cuál será la Manga máxima de la embarcación se tendrá en cuenta que, por una parte, un aumento de la Manga supone un aumento de la Resistencia Total al avance, y por otra parte hay que tener en cuenta que se debe de disponer de espacio suficiente para la habilitación que se quiere introducir en la embarcación. Al realizar el cociente entre el valor de la Eslora y la Manga se obtiene una idea de la esbeltez que ha de tener el casco. Este hecho queda patente al observar que el valor de la Manga no aumenta de forma proporcional al aumentar la Eslora. En general, cuanto mayor es el coeficiente Eslora total/Manga máxima (L/B), más largo y estrecho es el casco. En este caso, cortará mejor el volumen de agua por donde navega y opondrá menos Resistencia al avance, obteniéndose altas velocidades. Sin embargo, cuanto menor sea el coeficiente L/B, más ancho y corto es el casco. En este caso, dispondrá de una mayor estabilidad transversal, por ser éste un valor directamente proporcional al valor de la Manga. Por el contrario, será un barco más lento, por ofrecer una mayor Resistencia al avance. Por tanto será necesario llegar a un acuerdo entre la estabilidad y la velocidad que se le quiere dar a la embarcación. Para ver entre qué valores se podría mover la Manga máxima de la embarcación, se han utilizado los valores obtenidos en la Tabla 2.1.b “Eslora total / Manga máxima” del Capítulo 2 (Estudio Estadístico), así como los datos de la gráfica correspondiente (Gráfica 2.1.b). De la citada tabla se obtiene el rango de valores de la relación LOA/BMAX, que varía entre 3,127 y 3,720. Así el valor de BMAX oscilará entre: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 37 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval Loa = 3,127 B max B max = 16,6 = 5,309 m 3,127 Loa = 3,720 B max B max = 16,6 = 4,462 m 3,720 Descartando el primer valor por ser demasiado alto y ofrecer una gran Resistencia al avance, y considerando que con el segundo se obtendrá una embarcación estrecha en relación al volumen de habilitación que se quiere instalar, hay que ver que ocurre aplicando el valor medio de LOA/BMAX. De esta manera, aplicando dicho valor medio, igual a 3,423, se obtendrá: 16,6 Loa = 3,423 B max = BMAX = 4,85 m. 3,423 B max Entrando en la gráfica donde se representa esta relación se obtiene un valor de B=4,8m para una LOA=16,6m. La relación que proporciona con estos valores es: Loa 16,6 = = 3,458 B max 4,8 El valor de la relación está próximo al obtenido mediante la tabla, por lo que se tomará como aceptable para la embarcación un valor de la Manga de B = 4,8m. También se tiene en cuenta que observando las embarcaciones de dimensiones similares tienen valores de Manga cercanos al calculado. RELACIÓN ESLORA EN LA FLOTACIÓN / CALADO (LWL/T) AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 38 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval Al definir el calado máximo de la embarcación, se está marcando la profundidad que podremos dotar a la orza, y en consecuencia la capacidad de navegación en ceñida del velero. Para ver entre qué valores se podría mover el Calado de la embarcación, se han utilizado los valores obtenidos en la Tabla 2.1.c “Eslora en la flotación / Calado” del Capítulo 2 (Estudio Estadístico), así como los datos de la gráfica correspondiente (Gráfica 2.1.c). De la citada tabla se obtiene el rango de valores de la relación LWL/T, que varía entre 4,577 y 6,660. Así el valor de T oscilará entre: Lwl = 4,577 T T= 14,8 = 3,234 m 4,577 Lwl = 6,660 T T= 14,8 = 2,222 m 6,660 Dada la diferencia que existe entre los valores obtenidos, se aplicará el valor medio obtenido del Estudio Estadístico: Lwl = 5,878 T T= 14,8 5,878 T = 2,52 m En la gráfica se puede comprobar que para una LWL=14,8 m, el valor del Calado se aproxima al obtenido mediante los cálculos, el cual en principio se tomará como válido. RELACIÓN MANGA MÁXIMA / CALADO (BMAX/T) Con esta relación se verá si el valor del Calado obtenido anteriormente se parece al que se obtendrá en este apartado. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 39 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval Para ver entre qué valores se podría mover el Calado de la embarcación, se han utilizado los valores obtenidos en la Tabla 2.1.d “Manga máxima / Calado” del Capítulo 2 (Estudio Estadístico), así como los datos de la gráfica correspondiente (Gráfica 2.1.d). De la citada tabla se obtiene el rango de valores de la relación BMAX/T, que varía entre 1,500 y 2,290. Así el valor de T oscilará entre: B max = 1,500 T T= 4,8 = 3,2 m 1,500 B max = 2,290 T T= 4,8 = 2,096 m 2,290 Dada la diferencia que existe entre los valores obtenidos, se aplicará el valor medio obtenido del Estudio Estadístico: B max = 1,921 T T= 4,8 T = 2,5 m 1,921 Se observa que los valores son muy parecidos en los dos apartados, por lo que en principio se tomará como valor válido el de T=2,5 m, valor similar a embarcaciones de dimensiones parecidas. RELACIÓN ESLORA EN LA FLOTACIÓN / CALADO DEL CASCO (LWL/TC) El Calado del casco se escala linealmente con la Eslora. En función del tipo de barco y consecuentemente de su Coeficiente prismático, se obtiene que para embarcaciones de Desplazamiento medio el valor típico es de 18; en embarcaciones ultraligeras puede llegar hasta 26, y en embarcaciones de Desplazamiento alto puede llegar a 12. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 40 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval En este caso, al ser una embarcación de crucero tendrá un Desplazamiento medio-alto, por lo que se le dará un valor de la relación de 16. Con este valor obtenemos: Lwl = 16 Tc Tc = 14,8 Tc = 0,925 m 16 RELACIÓN DESPLAZAMIENTO / ESLORA TOTAL (∆/LOA) El Desplazamiento es una de las magnitudes que varía de forma más lógica con la Eslora: a mayor longitud de la embarcación, mayor peso. Cuando esta relación aumenta, se obtienen barcos más pesados y lentos, que necesitan un gran volumen de carena para contrarrestar el peso. Esto origina embarcaciones con grandes calados y formas llenas que puedan producir el suficiente empuje. También se puede señalar que este tipo de embarcaciones poseen una gran estabilidad por pesos, lo que se traduce en un correcto comportamiento durante la navegación. Cuando esta relación disminuye, los barcos se vuelven más ligeros y necesitan un menor volumen de carena para flotar, por lo que también disminuyen los calados, y las formas pueden transformarse de “U” a “V”. En estas circunstancias se favorece el planeo y el incremento en la potencia se transforma íntegramente en incremento de velocidad. Por tanto, para ver entre qué valores se podría mover el Desplazamiento en rosca de la embarcación, se han utilizado los valores obtenidos en la Tabla 2.1.f “Desplazamiento / Eslora total” del Capítulo 2 (Estudio Estadístico), así como los datos de la gráfica correspondiente (Gráfica 2.1.f). AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 41 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval De la citada tabla se obtiene el rango de valores de la relación ∆ /LOA, que varía entre 0,667 y 1,377. Así el valor de ∆ oscilará entre: ∆ = 0,677 Loa ∆ = 16,6 x 0,677 = 11,2382 Tn ∆ = 1,377 Loa ∆ = 16,6 x 1,377 = 22,8582 Tn El primer valor de Desplazamiento dará una embarcación muy ligera y de alta velocidad, mientras que el segundo dará una embarcación pesada. Dada la diferencia que existe entre los valores obtenidos, se aplicará el valor medio obtenido del Estudio Estadístico: ∆ = 1,118 Loa ∆ = 16,6 x 1,118 ∆ = 18,5588 Tn Este valor del Desplazamiento en rosca se podría dar por válido, aunque para facilitar los cálculos se redondeará a ∆ = 20 Tn. 3.3. RELACIONES FUNCIONALES RELACIÓN SUPERFICIE VÉLICA / DESPLAZAMIENTO (SV/∆) Para ver entre qué valores se podría mover la Superficie Vélica de la embarcación, se han utilizado los valores obtenidos en la Tabla 2.2.e “Superficie Vélica / Desplazamiento” del Capítulo 2 (Estudio Estadístico), así como los datos de la gráfica correspondiente (Gráfica 2.2.e). AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 42 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval De la citada tabla se obtiene el rango de valores de la relación Sv/∆, que varía entre 4,867 y 11,091. Así, utilizando el valor del Desplazamiento obtenido anteriormente, el valor de Sv oscilará entre: Sv = 4,867 ∆ Sv = 20 x 4,867 = 97,34 m 2 Sv = 11,091 ∆ Sv = 20 x 11,091 = 221,81 m 2 Dada la diferencia que existe entre los valores obtenidos, se aplicará el valor medio obtenido del Estudio Estadístico: Sv = 7,846 ∆ Sv = 20 x 7,846 Sv = 156,92 m2 Se podría tomar este valor como válido, pero observando los datos de otras embarcaciones, se ha decidido que la Superficie Vélica disminuya hasta los 148,84 m2. En capítulos posteriores se explicará con más detalle la configuración del Plano Vélico. RELACIÓN SUPERFICIE PROYECTADA DE LA ORZA / SUPERFICIE VÉLICA (SPO/SV) El valor medio para esta relación es del 35% en el caso de cruceros-regatas, por lo que tomará dicho valor como válido y se obtendrá: Spo = 0,035 Sv Spo = 148,84 x 0,035 Spo = 5,2094 m2 Como en todo el proyecto, este valor preliminar se tomará como válido, pudiendo variar a lo largo del mismo. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 43 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval RELACIÓN SUPERFICIE PROYECTADA DEL TIMÓN / SUPERFICIE VÉLICA (SPT/SV) Los valores suelen estar entre el 1 % y el 2%, por lo que se tomará como valor 0,015 y se obtendrá un valor de Superficie del timón de: Spt = 0,015 Sv Spt = 148,84 x 0,015 Spt = 2,2326 m2 Repetir que este valor es válido inicialmente y que podrá variar a lo largo del proyecto. RELACIÓN DESPLAZAMIENTO / POTENCIA (∆/POT) El conocimiento de la potencia necesaria a instalar tiene importancia en esta fase del proyecto, para conocer el peso aproximado de la maquinaria propulsora (el porcentaje respecto al peso final), y depende en gran medida del rango de velocidades que se desee alcanzar. Teniendo en cuenta el peso final de la embarcación, será necesario instalar un determinado valor de potencia para poder alcanzar la velocidad requerida. Por tanto, es interesante conocer los valores usuales a instalar según el peso en este tipo de embarcaciones. Como es lógico pensar, a mayor tamaño de la embarcación, mayor potencia será necesaria para moverlo a una velocidad dada, y especialmente, si se desean alcanzar velocidades elevadas. En general, cuanto mayor sea la relación Desplazamiento – Potencia, tendremos barcos más pesados y con menos potencia, y por tanto más lentos. A medida que va disminuyendo esta relación, los barcos serán más rápidos y ligeros. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 44 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval Como la embarcación de este proyecto es un velero, el uso del motor no estará tan relacionado con el movimiento de la embarcación, sino que se instala por motivos de seguridad en caso de que no se pueda navegar a vela, para cargar las baterías, para la ayuda de salida y entrada a puertos, etc. es decir, que en este caso no será necesario que la embarcación cuente con un motor de gran potencia, aunque sí suficiente. Para ver entre qué valores se podría mover la Potencia necesaria para la embarcación, se han utilizado los valores obtenidos en la Tabla 2.2.a “Desplazamiento / Potencia” del Capítulo 2 (Estudio Estadístico), así como los datos de la gráfica correspondiente (Gráfica 2.2.a). De la citada tabla se obtiene el rango de valores de la relación ∆ /POT, que varía entre 0,121 y 0,216. Así, utilizando el valor del Desplazamiento antes calculado, el valor de la Potencia oscilará entre: ∆ = 0,121 POT POT = 20 = 165,289 CV 0,121 ∆ = 0,216 POT POT = 20 = 92,593 CV 0,216 Ambos valores pueden tomarse como válidos, aunque el primero es demasiado alto para el cometido que tendrá en esta embarcación. Por eso, se probará a aplicar el valor medio obtenido del Estudio Estadístico: ∆ = 0,166 POT POT = 20 POT = 120,482 CV 0,166 Este valor exacto no se comercializa, por lo que se bajará un poco la Potencia y será de 120 CV, que sí se puede encontrar en las tiendas. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 45 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval RELACIÓN PESO DEL LASTRE / DESPLAZAMIENTO EN ROSCA (LASTRE/∆) Para ver entre qué valores se podría mover la Potencia necesaria para la embarcación, se han utilizado los valores obtenidos en la Tabla 2.2.d “Lastre / Desplazamiento” del Capítulo 2 (Estudio Estadístico), así como los datos de la gráfica correspondiente (Gráfica 2.2.d). De la citada tabla se obtiene el rango de valores de la relación LASTRE/∆, que varía entre 0,270 y 0,372. Así, utilizando el valor del Desplazamiento antes calculado, el valor de la Potencia oscilará entre: LASTRE = 0,270 ∆ LASTRE = 20 x 0,270 = 5,4 Tn LASTRE = 0,372 ∆ LASTRE = 20 x 0,372 = 7,44 Tn Dada la diferencia que existe entre los valores obtenidos, se aplicará el valor medio obtenido del Estudio Estadístico: LASTRE = 0,315 ∆ LASTRE = 20 x 0,315 LASTRE = 6,3 Tn Generalmente este valor varía fluctúa entre valores del 0,35 al 0,55. Se cogerá un valor intermedio para hallar el valor del LASTRE: LASTRE = 0,45 ∆ LASTRE = 20 x 0,45 LASTRE = 9 Tn Este valor es válido y similar al de otras embarcaciones. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 46 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDIMENSIONAMIENTO E.U.I.T. Naval 3.4. CONCLUSIONES Tras la realización del predimensionamiento, basado tanto en el estudio estadístico como en las consultas a proyectistas navales, se han obtenido las dimensiones principales de la embarcación. Estas dimensiones se tomarán válidas inicialmente para la realización de este proyecto. Algunas de las dimensiones podrían variar a lo largo del proyecto. Las dimensiones principales son: Tabla 3.4.a Eslora total 16,6 m Eslora en la flotación 14,8 m Manga máxima 4,8 m Calado 2,5 m Calado del casco 0,925 m Desplazamiento en rosca 20 Tn Lastre 9 Tn Superficie Vélica 148,84 m2 Potencia 120 CV AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 47 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval En este capítulo se abordarán las distintas normas a aplicar para que la embarcación cumpla con la legislación vigente en criterios como estabilidad, escantillonado, seguridad marítima, etc. Las normativas aplicadas a este tipo de embarcación son aquellas que deben cumplir todas las embarcaciones de recreo, completándose con las que hacen referencia a embarcaciones utilizadas para llevar pasaje. 4.1. REGLAMENTACIONES APLICABLES - ORDEN FOM/1144/2003 del 28 de Abril, con las modificaciones introducidas por la ORDEN FOM/1076/2006 del 29 de Marzo, por la que se regulan los equipos de seguridad, salvamento, contra incendios, navegación y prevención de vertidos por aguas sucias, que deben llevar a bordo las embarcaciones de recreo. - REAL DECRETO 258/1999 del 12 de Febrero, por el que se establecen las condiciones mínimas sobre la protección de la salud y la asistencia médica de los trabajadores del mar. - CIRCULAR Nº 7/95, emitida por la Dirección General de la Marina Mercante, sobre la Construcción, equipo y reconocimiento de embarcaciones. - CIRCULAR Nº 12/90, emitida por la Dirección General de la Marina Mercante, con asunto: Estabilidad de buques de carga y pasaje menores de 100 m. de eslora. 4.2. CATEGORÍA DE DISEÑO Y ZONAS DE NAVEGACIÓN AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 49 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Como ya se comentó en capítulos anteriores, la zona de navegación de la embarcación será la 2, que permite una navegación comprendida entre la costa y la línea paralela a la misma trazada a 60 millas. La nomenclatura de la categoría de navegación fue modificada por la Orden Ministerial ORDEN FOM/1144/2003 del 28 de Abril (B.O.E., lunes 12 de Mayo de 2003). La antigua nomenclatura era: categoría de navegación B. Este cambio afecta sólo a la nomenclatura, no a su concepto. Se adjuntan tablas resumen de la norma: Tabla 4.2.a Categoría de diseño (Anexo I del R.D. 297/1998) Zonas de Embarcaciones Fuerza del viento Altura diseñadas para (Escala significativa de la navegación Beaufort) las olas (metros) Definición navegación correspondientes Embarcaciones diseñadas para viajes largos en los que los vientos puedan superar la fuerza A: Oceánica Más de 8 Más de 4 8 (escala Beaufort) y las olas la 1,2,3,4,5,6,7 altura significativa de 4 metros o más, y que son embarcaciones autosuficientes en gran medida. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 50 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Embarcaciones diseñadas para viajes en alta mar en los que B: En Alta Mar Hasta 8 incluido Hasta 4 incluido pueden encontrarse vientos de 2,3,4,5,6,7 hasta fuerza 8 y olas de altura significativa de hasta 4 metros. Embarcaciones diseñadas para viajes en aguas costeras, C: En Aguas Costeras grandes bahías, y grandes Hasta 6 incluido Hasta 2 incluido estuarios, lagos y ríos, en los 4,5,6,7 que pueden encontrarse vientos de hasta fuerza 6 y olas de altura significativa de hasta 2 metros. Embarcaciones diseñadas para viajes en pequeños lagos, ríos y D: En Aguas Protegidas canales, en los que pueden Hasta 4 incluido Hasta 0,5 incluido encontrarse vientos de hasta 7 fuerza 4 y olas de altura significativa de hasta 0,5 metros. Tabla 4.2.b Zona de Distancia a la navegación costa 1 Ilimitada 2 Hasta 60 millas 3 Hasta 25 millas Descripción Zona de navegación ilimitada. Navegación en la zona comprendida entre la costa y la línea paralele a la misma trazada a 60 millas. Navegación en la zona comprendida entre la costa y la línea AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García paralele a la misma trazada a 25 millas. 51 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR 4 Hasta 12 millas 5 Hasta 5 millas 6 Hasta 2 millas 7 Aguas protegidas E.U.I.T. Naval Navegación en la zona comprendida entre la costa y la línea paralele a la misma trazada a 12 millas. Navegación en la cual la embarcación no se aleje más de 5 millas de un abrigo o playa accesible. Navegación en la cual la embarcación no se aleje más de 2 millas de un abrigo o playa accesible. Navegación en aguas costeras protegidas, puertos, radas, rías, bahías abrigadas y aguas protegidas en general. Esta Orden entró en vigor a los tres meses (12/08/2003) de su publicación en el B.O.E. Todas las embarcaciones de recreo que se matriculen a partir de la entrada en vigor de esta Orden están obligadas a llevar a bordo los elementos de seguridad, salvamento, contra incendios, navegación y de prevención de vertidos que les corresponda en función de su zona de navegación. A continuación se describirán todos los elementos que debe disponer la embarcación según su zona de navegación. 4.3. EQUIPO DE SEGURIDAD Los distintos elementos de salvamento a bordo, así como el tipo, modelo y número de ellos, dependen de la zona de navegación en la que se vaya a clasificar la embarcación, que se detalla en su Certificado de Navegabilidad. En este caso, Zona de navegación 2. EQUIPO DE SALVAMENTO a) Una balsa salvavidas con capacidad para el 100% de las personas a bordo indicadas en el Certificado de Navegabilidad (en este caso, 8 personas). La balsa estará AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 52 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval homologada por el SOLAS o según la norma ISO 9650, debiendo pasar una inspección anual en una estación de servicio autorizada. b) Se incluirán, como mínimo, un chaleco salvavidas por persona, es decir, para el 100% de las personas a bordo. Los niños se incluyen en este porcentaje. Los chalecos serán de tipo inflable, y deberán pasar una revisión anual en una estación de servicio autorizada. Los chalecos llevarán la marca CE conforme al Real Decreto 1407/1992 del 20 de Noviembre, y tendrán una flotabilidad mínima de 150 Newtons. c) Las embarcaciones que naveguen en la zona 2 llevarán a bordo un aro con luz y rabiza. Llevarán la marca CE, conforme al R.D. 1407/1992 del 20 de Noviembre. d) La embarcación deberá disponer de las siguientes señales pirotécnicas de socorro: 6 cohetes con luz roja y paracaídas, 6 bengalas de mano y 2 señales fumígenas flotantes. Todas las señales deberán estar homologadas de acuerdo con lo establecido en el R.D. 809/1999 del 14 de Mayo. EQUIPO DE NAVEGACIÓN a) Las luces y marcas de navegación deberán ajustarse al Convenio sobre el Reglamento Internacional para prevenir los Abordajes de 1972, y sus posteriores modificaciones. b) La embarcación deberá disponer de una línea de fondeo cuya longitud no será inferior a cinco veces la eslora de la embarcación. Los empalmes entre cadenas, estachas o entre ambas siempre se harán mediante grilletes. Tomando como referencia la Eslora total, 16,6 metros, se obtiene una longitud de la línea de fondeo de 83 metros. La cadena tendrá una longitud de una eslora, es decir, de 16,6 metros como mínimo. El resto de la línea de fondeo estará compuesta por estachas de nylon. Las cadenas serán de acero galvanizado, y su diámetro estará en función de la Eslora, cuyo valor se obtendrá interpolando en la siguiente tabla: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 53 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Tabla 4.3.a Eslora (m) Diámetro de la cadena (mm) 15 10 16,6 10 18 10 Se considerará el valor obtenido, siempre que éste sea un diámetro comercial. En todo caso, no se colocará una cadena con un diámetro menor que ése. Se medirá con la norma EN 24565. Se dispondrán estachas de nylon, y su carga de rotura será mayor que la de la cadena. Su diámetro también está en función de la eslora y se calcula en la siguiente tabla: Tabla 4.3.b Eslora (m) Diámetro de la estacha (mm) 15 14 16,6 14 18 14 Al igual que con la cadena, se instalará con este diámetro siempre y cuando sea un valor comercial, y en todo caso nunca tendrá un valor inferior al obtenido en la tabla. También será medido con la norma EN 24565. Se equipará a la embarcación con un ancla de alto poder de agarre, y su peso estará en función de la eslora. Utilizando la de la embarcación, se interpola para obtener el peso del ancla: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 54 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Tabla 4.3.c Eslora (m) Peso del ancla (Kg) 15 33 16,6 39,933 18 46 Se considerará el valor obtenido como válido, y se instalará el ancla con el peso comercial más cercano a él, pero en ningún caso tendrá un valor inferior. c) Se equipará a la embarcación con el material náutico mínimo exigido. Dicho material estará determinado en función de la zona de navegación. Para la zona 2, a la que está sujeta la embarcación, se dispondrá el siguiente material náutico: - Un compás de gobierno con iluminación y un compás de marcaciones. También se equipará con una tablilla de desvíos, que se comprobará cada cinco años. El compás será instalado de tal manera que se eviten interferencias perturbadoras, tales como instalaciones radioeléctricas o circuitos eléctricos. - Una corredera. Podrá ser de hélice, eléctrica o de presión, todas con totalizador. Alternativamente se permitirá un Sistema de Posicionamiento Global (GPS). - Un compás de puntas. - Un transportador. - Una regla de 40 cm. - Unos prismáticos. - Se llevarán las cartas que cubran los mares por los que navegue según la categoría de navegación y los portulanos de los puertos que utilice. Se incluirán obligatoriamente: el Cuaderno de Faros y un Derrotero de la zona en la que se AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 55 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval navegará, el Anuario de Mareas (excepto en el mar Mediterráneo), el Manual de Primeros Auxilios, el Reglamento de Radiocomunicaciones. - Se incluirá en el equipo una bocina de niebla, la cual es accionada por gas en recipiente a presión, debiéndose llevar una membrana y un recipiente de gas como respetos. - Un barómetro. - Una campana, que por la eslora de la embarcación deberá tener un peso de 5 Kg. como mínimo. - Pabellón nacional del país en el que se abandere la embarcación. - Código de banderas, y como mínimo se equipará con las banderas C y N. - Dos linternas estancas. Se dispondrán dos bombillas y un juego de pilas de respeto. - Un espejo de señales. - Al no ser el casco de la embarcación metálico, se deberá colocar un reflector de radar. - En el puesto de mando se colocará un ejemplar del Código de Señales de Salvamento. Todo este material náutico no está limitado, sino que siempre se podrá usar el equipamiento correspondiente a una categoría de navegación superior a la de la embarcación. d) Toda embarcación de recreo deberá llevar el siguiente material de armamento diverso: - Una caña de timón de emergencia en embarcaciones de vela y en las de un sólo motor, si el gobierno es a distancia. - Un mínimo de dos estachas de amarre al muelle, de longitud y resistencia adecuados a la eslora de la embarcación. - Un bichero. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 56 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR - E.U.I.T. Naval Un botiquín. En este caso, por ser la navegación en la zona 2 y no tener tripulación contratada, a la embarcación le corresponde un botiquín tipo C, el cual se detalla a continuación: Tabla 4.3.d MEDICAMENTOS ELEMENTO CANTIDAD Nitroglicerina (30 comprimidos, 0,8 mg) 1 caja Gelatina hemostática (1 esponja, 200x70x0,5 mm) 1 unidad Algedrato + Hidróxido de Magnesio (60 comp, 600/300 mg por comp. 1 caja respectivamente) Metoclopramida (30 comp, 10 mg) 1 caja Difenoxilato + Atropina (10 comp, 2,5 mg Difen + 0,025 mg Atrop) 1 caja Paracetamol (20 comp, 500 mg) 1 caja Ácido Acetilsalicílico (20 comp, 500 mg) 1 caja Piketoprofeno (2% aerosol, 100 ml) 1 envase Metamizol (5 ampollas, 2 gr) 1 caja Diazepam (6 ampollas, 10 mg) 1 caja Dimenhidrinato (12 comp, 50 mg) 1 caja Metil-Prednisolona (3 ampollas, 40 mg9 1 caja Amoxicilina (12 cápsulas, 500 mg) 1 caja Corticoide + otros (gel de 30 gr) 1 envase AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 57 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Tabla 4.3.e MATERIAL MÉDICO ELEMENTO CANTIDAD Povidona Iodada (10% solución dérmica, 125 ml) 1 envase Alcohol de 96º (solución 150 ml) 1 envase Vendas elásticas adhesivas (de 7,5 cm de ancho) 1 Vendas de gasa orilladas (de 7,5 cm x 5 m) 2 Gasas estériles (20x20 cm, caja de 25 unidades) 2 cajas Esparadrapo hipoalérgico (de 5 cm x 10 m) 1 Guantes de látex (nº 8-9) 2 pares Apósitos autoadhesivos estériles (de 8x10 cm, caja de 5 unidades) 1 caja Apósitos compresivos estériles (de 5x5 cm, caja de 3 unidades) 1 caja Apósitos adhesivos plásticos (rollo de 1m x 6 cm) 1 caja Suturas adhesivas (sobre de 6 x 100) 1 sobre Gasas grasas (de 7x9 cm, caja de 20 sobres) 1 caja Tijera recta aguda (de 15 cm) 1 Cepillo para uñas 1 Termómetro médico digital, hipotermia e hipertermia (32ºC-42ºC) 1 Cánula para reanimación boca-boca (tubo de Guedel nº 3-4) 1 Collar cervical para inmovilización (talla grande) 1 Férulas de aluminio maleable para dedos (de 2x50 cm) 1 tira AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 58 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval De 1 cc (subcutánea) 3 De 5 cc (intramuscular) 2 Jeringas con aguja desechable Guía médica 1 Manta para quemados y supervivientes Termoaislante Oro-Plata 1 PROTECCIÓN CONTRAINCENDIOS Y MEDIOS DE ACHIQUE a) Extintores portátiles: deberán instalarse en puntos de fácil acceso y alejados en lo posible de cualquier fuente posible de incendio. Por tener una instalación eléctrica cuya tensión de alimentación es superior a 50 V, los extintores serán adecuados para la extinción de los fuegos de origen eléctrico. Los extintores serán de tipo homologado por la Dirección General de la Marina Mercante para embarcaciones de recreo, y estarán sometidos a las revisiones correspondientes, debiendo estar provistos de una tarjeta informativa en la que consten la fecha de la última revisión y el nombre de la entidad que la realizó. Los extintores afectos a la embarcación y sus instalaciones dependerán de la eslora del barco. En este caso, al estar las eslora entre 15 y 20 metros, se deberán colocar 2 extintores tipo 21 B. En cuanto a los extintores afectos a la instalación propulsora, el número y tipo de extintores dependerá de la potencia instalada a bordo. La potencia máxima de la embarcación será de 88 KW, por lo que se deberá instalar 1 extintor tipo 21 B. b) Por tener la embarcación una instalación de gases para producir agua caliente y fuego para cocinar, se instalará un detector de incendios, que cumplirá los siguientes requisitos: - Su indicación será automática. - Los indicadores se centralizarán en el puesto de mando. - Su alimentación eléctrica será directa. - Accionará tanto señales luminosas como sonoras. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 59 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval c) En embarcaciones con navegación en zona 2, se exigen 2 baldes contraincendios con rabiza, con una capacidad mínima de 7 litros. Serán además ligeros, de fácil manejo y de construcción sólida. d) Las embarcaciones de recreo deberán, al menos, ir provistas de los medios de achique, cuyas características se indican a continuación de acuerdo con la zona de navegación: - Una bomba accionada por el motor principal u otra fuente de energía, otra bomba de accionamiento manual y dos baldes. - En veleros, al menos una bomba será manual y fija, operable desde la bañera con todas las escotillas y accesos al interior cerrados. - Para la eslora de esta embarcación, 16,6 m, la capacidad de las bombas no debe ser menor de 30 litros/minuto a una presión de 10kPa. Para las bombas manuales, la capacidad debe alcanzarse con 45 emboladas por minuto. PREVENCIÓN DE VERTIDOS La embarcación estará construida y/o dotada de modo que se evite que se produzcan vertidos accidentales de aguas sucias y de contaminantes tales como aceites o combustibles al mar. En el caso concreto de aguas sucias, implica disponer de un tanque de retención con salida a instalaciones en tierra como opción más sencilla, o de otros medios alternativos. Está prohibida toda descarga de aguas sucias desde embarcaciones de recreo en las siguientes aguas, en las que en este caso España ejerce soberanía, derechos soberanos o jurisdicción: - Zonas portuarias - Aguas protegidas - Rías, bahías y similares. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 60 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Dependiendo de la zona en la que se encuentre la embarcación, se autoriza la descarga de aguas sucias por las embarcaciones de recreo, siempre que se cumpla alguna de las siguientes condiciones: Tabla 4.3.f Zona Aguas portuarias Zonas protegidas Rías, bahías, etc. Hasta 4 millas Opción de descarga No se permite ninguna descarga, ni siquiera con tratamiento. Se permite con tratamiento. Ni sólidos, ni decoloración. Se permite desmenuzada y desinfectada. Desde 4 millas hasta 12 millas Para descargar el tanque, la velocidad de la embarcación debe ser superior a 4 nudos. Se permite en cualquier condición. Más de 12 millas Para descargar el tanque, la velocidad de la embarcación debe ser superior a 4 nudos. La embarcación debe disponer de: - Depósitos de retención de aguas sucias. - Equipos para desmenuzar y desinfectar. - Equipos de tratamiento. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 61 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval 4.4. NORMAS DE DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y CASCO Se tendrá especial cuidado en asegurar una adecuada Resistencia Estructural en todo el desarrollo de la embarcación, tanto en el capítulo de diseño como en el de construcción. Se seguirán las normas aceptadas en la Circular 7/95 emitida por la Dirección General de la Marina Mercante para este apartado. ABERTURAS EN EL CASCO Y EN LAS SUPERESTRUCTURAS Todas las aberturas practicadas en el casco tendrán una estanqueidad total. Las aberturas, escotillas y portillos de la superestructura tendrán un cierre estanco de grado 2, es decir, que estarán protegidas contra raciones a cualquier ángulo de escora hasta 15º. En la superestructura, las aberturas, escotillas y portillos se podrán cerrar completamente, quedando perfectamente estancas en caso de necesidad de la navegación, con la excepción de los conductos de ventilación del compartimento del motor, que estará provisto de sistemas que impidan la entrada de agua. En aberturas realizadas en el casco que comuniquen con el interior de la embarcación (con excepción de los escapes del motor, los suspiros de los tanques de combustibles y las descargas de las bombas de achique, siempre situadas en lo más alto posible), se colocarán piezas pasantes de materiales resistentes a la corrosión y compatibles con el material del casco. Las piezas pasantes serán diseñadas de manera que puedan sujetarse al casco fuertemente y de forma estanca. En estas piezas pasantes se colocarán válvulas o llaves lo más cerca posible del forro, y serán de construcción robusta y de materiales resistentes al agua del mar o a los productos que pasen por ellas. En el diseño de las válvulas o llaves se tendrá en cuenta que el que el crecimiento en su interior de flora y fauna marinos no impida su cierre. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 62 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Las válvulas estarán colocadas en lugares de fácil acceso y tendrán volantes o palancas de cierre que muestren de forma inequívoca que están abiertas o cerradas. Además de estas medidas de seguridad, las aberturas serán colocadas a más de 600 mm. por encima de la flotación en el calado máximo. El escape del motor se descargará por aberturas en el costado, por lo que se dispondrán piezas pasantes sujetas a la estructura de forma integral, de diseño robusto y que proporcionen estanqueidad. El material será resistente a la corrosión y no tendrá incompatibilidades con el material del casco. También será resistente a los componentes y a las temperaturas de los gases de escape. Las tomas de mar para el motor u otros servicios irán provistas de filtros para evitar la entrada de elementos dañinos al sistema. Las descargas de las bañeras estancas y autoachicantes no precisan contar con válvulas o llaves. Las tuberías serán de construcción fuerte y se integrarán en el casco y en la bañera, procurando que queden protegidas contra los golpes. Estas tuberías pueden disponer de un elemento flexible, situado lo más alto posible sobre la flotación, con el fin de absorber las deformaciones y así evitar posibles daños. Los elementos flexibles que forman parte de la descarga de la bañera deben ser de un material resistente a los hidrocarburos. Para evitar el riesgo de sifonamiento, se colocarán atmosféricos en las descargas. Las aberturas practicadas en el casco con fines de iluminación por las que se pueda producir una inundación progresiva, tales como portillos, ventanas, portas y sus accesorios, deben poder resistir los golpes de mar y asegurar la estanqueidad exigida anteriormente. CONSTRUCCIÓN Y ACHIQUE DE BAÑERAS AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 63 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Al homologar la embarcación en la zona 2 de navegación, la bañera se diseñará estanca y autoachicante siguiendo las indicaciones del Apéndice III de este reglamento. a) Requisitos generales para bañeras autoachicantes: Para que la bañera de la embarcación sea considerada autoachicante debe de achicarse en tres minutos bajo las siguientes condiciones: - Que la embarcación se encuentre en reposo, a flote y en su condición de máxima carga. - Que la bañera se encuentre completamente llena de agua. - La bañera se considerará vaciada cuando la cantidad de agua que queda en el interior es menor del 1% del volumen de la bañera. La sección transversal mínima efectiva de los drenajes viene dado por la siguiente fórmula: A = 2,5 x 10 3 x Vc h 0,5 Siendo: - A: el área mínima en mm2 de los drenajes colocados en las proximidades del fondo de la bañera. - Vc: el volumen teórico máximo en m3 de agua que puede contener la bañera con la embarcación en reposo y sin asiento. - h: la altura de agua en m medida desde el fondo de la bañera hasta el nivel máximo de agua que pueda contener la bañera. El área efectiva de los drenajes será como mínimo de 500 mm2. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 64 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval El punto más bajo del fondo de la bañera estará situado por encima de la flotación, a una distancia mínima del 2% de la Eslora en la flotación y tendrá un valor mínimo de 100 mm. La flotación considerada será en la condición de máxima carga y con el máximo de personas autorizadas distribuidas uniformemente por la bañera. Se evitarán colocar válvulas para las descargas con el fin de reducir su mantenimiento y evitar las posibles averías de las mismas. Para estar exentos de colocar válvulas, se deben cumplir las siguientes indicaciones de la Dirección General de la Marina Mercante: - La salida del drenaje será por el costado y formará parte integral del casco, estando colocada como mínimo a 100 mm. sobre la flotación. - La condición de la flotación es en máxima carga y con el máximo de personas autorizadas distribuidas uniformemente por la bañera. b) Requisitos particulares para bañeras autoachicantes: Ningún punto del fondo de la bañera estará por debajo de la flotación cuando la embarcación escore. c) Requisitos constructivos: Los componentes de los drenajes se instalarán de forma que: - Sean proyectadas para que no provean soporte estructural. - Las tuberías estarán protegidas contra golpes, ya sean causados por objetos estibados, pisadas o actos de los tripulantes. Las tuberías de los drenajes se proyectarán para que evacuen el agua embarcada y deberán evitarse los sifonamientos. Las tuberías de drenaje servirán sólo para este fin y no serán compartidas con otro sistema. d) Requisitos para bañeras estancas: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 65 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Una bañera se considerará estanca siempre que cumpla con los siguientes requisitos: Tabla 4.4.a UMBRALES DE BRAZOLAS CATEGORÍA DE NAVEGACIÓN B (Zona 2) TIPO DE EMBARCACIÓN Velero Altura mínima desde la parte alta de la 150 brazola fija hasta la cubierta Altura mínima desde la parta alta de la brazola semi-fija hasta la cubierta en su 400 posición cerrada Las aberturas deben tener medios de cierre al menos hasta el volumen inundable de la bañera. Las aberturas, los medios de cierre de la bañera y las superficies deben cumplir el nivel de estanqueidad al ingreso indicado en la siguiente tabla: Tabla 4.4.b GRADOS DE ESTANQUEIDAD DE LA BAÑERA CATEGORÍA DE NAVEGACIÓN B (Zona 2) TIPO DE EMBARCACIÓN Velero Superficies que constituyen los costados y las brazolas fijas de la 8 bañera AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 66 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Aberturas en el fondo de la bañera y aberturas en los costados situadas por 7 encima del nivel de las brazolas fijas Brazolas semi-fijas y aberturas situadas en los costados por encima del nivel de brazolas fijas dentro del volumen 4 inundable de la bañera Los grados de estanqueidad tienen los siguientes significados: - Grado 4: protegido contra salpicaduras. - Grado 7: protegido contra inmersiones temporales en el agua. - Grado 8: protegido contra los efectos de inmersiones continuas en el agua. Las pruebas a las que debe someterse la embarcación para saber si cumple con la estanqueidad requerida son: - Grado 4: las aberturas serán probadas con chorro de manguera. El chorro de agua será de 2300 l/min. a través de una manguera de 63,5 mm. de diámetro, y será dirigida directamente alrededor de la abertura desde una distancia de 3,5 m. y 1 m. por encima de la misma. La duración de la prueba será de 3 minutos. - Grado 7: no se requieren pruebas si resulta obvio que las aberturas están fijadas o provistas de trincas y juntas, o si han sido probadas separadamente. En otros casos, la bañera deberá ser inundada hasta el borde superior de las brazolas fijas. La duración de la prueba será de 3 minutos. - Grado 8: no se requieren pruebas si resulta obvio que los mamparos y las brazolas fijas de la bañera forman parte integral de la estructura o que han sido hecho estancos. En otros casos, la bañera deberá ser inundada hasta el borde superior de las brazolas fijas. Las duración de la prueba será de 3 minutos. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 67 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Durante o después de la/s prueba/s, la parte interna de la bañera y sus aberturas serán inspeccionadas para comprobar la entrada de agua. Para el grado 8 no se permitirá la entrada de agua, aunque para los grados 7 y 4 la cantidad de agua que penetre será tal que no menoscabe la seguridad de la embarcación. PROTECCIONES CONTRA LA CAÍDA A LA MAR La zona de navegación 2 requiere de protecciones continuas que sirvan eficazmente contra la caída al mar de los ocupantes. Dichas protecciones podrán ser púlpitos, candeleros con pasamanos o arneses de seguridad. En esta embarcación se colocarán candeleros con pasamanos de acero inoxidable resistentes a la corrosión. Serán colocados sobre la tapa de regala en los costados de la embarcación. Los cables de los pasamanos y la fijación de los candeleros deberán soportar sin romper una tracción longitudinal de 1100 daN. Como la embarcación tiene más de 8 metros de eslora, siguiendo las instrucciones del Reglamento la altura de los pasamanos no será inferior a 60 cm. Al ser la altura libre del pasamanos superior a 45 cm. se debe colocar un pasamanos intermedio a una distancia de la tapa de regala no superior a 30 cm. Se dispondrán medios para tensar los pasamanos adecuadamente. En las embarcaciones a vela se dispondrán en cubierta puntos para el enganche fácil y rápido de arneses de seguridad. Estos puntos o dispositivos deberán resistir una tracción AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 68 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval transversal de 1100 daN y estarán distribuidos de forma que un tripulante pueda efectuar cualquier maniobra en cubierta con el arnés asegurado. Se recomienda la colocación de púlpitos fijos o sistemas equivalentes en proa y popa, siempre que sea posible. En zonas habituales de maniobra se dispondrán medios antideslizantes en cubierta. 4.5. APARATO PROPULSOR DISPOSICIONES GENERALES El motor que se monte en la embarcación será adecuado para el servicio marino y contará con la autorización de la Inspección General de Buques. Para cumplir la reglamentación, la maquinaria propulsora se instalará aislada de la habilitación y protegida del mal tiempo. Para cumplir esto se dispondrá un local a popa para el uso exclusivo de la propulsión y otros sistemas. La instalación de los elementos y servicios accesorios de combustibles, refrigeración y escape se hará con seguridad, y estarán protegidos contra golpes y accidentes. En las embarcaciones a vela se tomarán medidas adecuadas para que los motores puedan funcionar con escoras permanentes de 15º y momentáneas de 22,5º, así como en condiciones de inundación parcial. Se protegerán las piezas móviles expuestas de forma adecuada. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 69 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Se dispondrá en cámara de máquinas de una bandeja o pocete de sentina para recoger los derrames de combustible o lubricante. En las instalaciones eléctricas se dispondrá de antiparasitaje adecuado. La tuerca de la hélice llevará dispositivo antigiro. VENTILACIÓN DEL COMPARTIMENTO DEL MOTOR El compartimento del motor se considerará como un espacio cerrado, por no tener ningún área expuesta a la atmósfera. Para conseguir una ventilación adecuada se dispondrá de ventilación forzada en el espacio de máquinas. Se colocarán los conductos de extracción de aire en la parte baja del compartimento, y la descarga se realizará directamente hacia el exterior. Para conseguir una correcta circulación del aire se colocarán los conductos de admisión y extracción en posiciones opuestas. Se dispondrá de un mecanismo contra la entrada de agua en los orificios de admisión y extracción. Las secciones de los conductos de admisión y extracción deberán estar en relación con el volumen del compartimento y la potencia del motor y auxiliares. Se tendrá la precaución de que el contacto ocasional entre partes fijas y móviles no produzca chispas no calentamiento que puedan ocasionar peligro de ignición. Las baterías se instalarán en la zona media de la cámara de máquinas y se dispondrá de la ventilación adecuada para dispersar el gas explosivo que se produce durante su carga. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 70 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Los tanques de combustibles estarán colocados en el doble fondo, en un espacio cerrado, por lo que se dispondrá de la ventilación adecuada mediante conductos al exterior para conseguir dicha ventilación. SISTEMAS FIJOS DE COMBUSTIBLE Se diseñará y fabricará el sistema fijo de combustible cumpliendo con la norma ISO 10088. CONDUCTOS DE ESCAPE DEL MOTOR Los conductos de escape de la embarcación serán de tipo seco, y por eso estarán provistos de silenciador y de dispositivos contra la entrada de agua al motor. Los conductos de escape irán adecuadamente refrigerados y podrán ser fácilmente inspeccionables en toda su longitud. Los conductos serán de acero inoxidable para asegurar la compatibilidad con los gases de escape, estarán perfectamente aislados y fuera del alcance de las áreas donde una temperatura elevada pueda ser peligrosa. Las uniones entre conductos se harán mediante bridas y se realizarán las mínimas uniones posibles. La salida de escape será a través del casco, por lo que se dispondrá de sistemas que aíslen a la estructura del casco de las temperaturas de los gases y no la dañen. 4.6. INSTALACIÓN ELÉCTRICA AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 71 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval DISPOSICIONES GENERALES De acuerdo con las tensiones de alimentación, las instalaciones eléctricas se clasifican en dos categorías: - Categoría A: tensiones inferiores o iguales a 50 V. - Categoría B: tensiones superiores a 50 V. En la embarcación se emplearán tensiones de 24 y 220 V. Empleando estas tensiones se cumplirá un requisito del reglamento, que indica que las tensiones en los bornes de los usuarios eléctricos instalados a bordo no podrán ser superiores a: - 250 V para calefacción, alumbrado, fuerza motriz y aparatos fijos. - 50 V para aparatos portátiles. La instalación eléctrica será de dos polos aislados y sin retorno de masa, menos el aparallaje eléctrico del motor. En corriente alterna trifásica se podrán admitir tres conductores asilados o cuatro conductores aislados con uno neutro a masa sin retorno por el casco. CABLEADO La sección y el aislamiento serán adecuados al servicio que van a prestar. El aislamiento de los cables será resistente al agua del mar, a los aceites, a los hidrocarburos y no propagará las llamas. Además los cables expuestos a la acción solar tendrán una envoltura resistente a la radiación ultravioleta. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 72 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Para las conexiones de cables se emplearán cajas de derivación, y en ningún caso se realizarán empalmes encintados que creen puntos débiles en la instalación. La fijación del cableado se hará con abrazaderas. La disposición será tal que no haya en la misma abrazadera cables que alimenten instalaciones de categoría diferente. Se dispondrá el cableado de forma que se evite en lo posible la formación de campos magnéticos en zonas donde existan compases u otros instrumentos de navegación sensibles a campos magnéticos. Los enchufes que correspondan a diferentes categorías de instalación serán de diseño diferente, de forma que no se pueda por error enchufar un aparato en una toma de distinta tensión. La tensión de cada tipo de enchufe irá marcada en el mismo de forma bien visible. Los enchufes, las cajas de empalmes y las lámparas situadas a la intemperie serán de tipo estanco (IP 44/IEC 529). FUSIBLES Y DISYUNTORES Todos los circuitos eléctricos serán protegidos con fusibles o disyuntores, agrupándolos de forma conveniente, en cada polo o fase no puesta a masa, a excepción del circuito de arranque del motor. Los diversos circuitos tendrán sus protecciones centralizadas en cuadros generales o auxiliares claramente rotulados. Se colocarán protecciones normalizadas y de tipo cerrado, con los contactos de material resistentes a la oxidación. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 73 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Las cargas de los diversos circuitos se repartirán en varios grupos de forma homogénea para que haya el mínimo número de tipos de protección a bordo. Los fusibles serán del tipo adecuado y no reutilizables. Las protecciones tendrán un valor 1,5 veces la intensidad normal de trabajo del circuito o grupos de circuitos a proteger. Cuando una protección sirva a un grupo de circuitos, la suma total de intensidades no será superior al triple de la intensidad nominal más pequeña. En instalaciones de categoría B, como es el caso de esta embarcación, el circuito de cada luz de navegación tendrá su propio fusible. INTERRUPTORES Todos los circuitos, o grupos de circuitos a bordo, irán dotados de interruptores. Los interruptores serán de tipo adecuado, de construcción robusta, resistentes a las vibraciones y al ambiente marino. Serán capaces de resistir una intensidad mínima de 10 A en trabajo continuo y 30 A en puntas de arranque. Cuando los interruptores trabajen a la intemperie serán estancos y de tipo adecuado (IP 44/IEC 529). BATERÍAS Las baterías se colocarán en un lugar donde se permita su ventilación, e irán firmemente sujetas para que no se muevan durante la navegación. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 74 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Se tendrá la precaución de no colocar las baterías cerca de los tanques de combustible ni de accesorios de servicios de alimentación del motor. Se colocarán alojamientos para montar las baterías, que serán de plástico reforzado resistente al ácido, y tendrán como misión recoger los posibles derrames del electrolito. Las baterías destinadas al arranque de los motores tendrán una capacidad tal que permita realizar de manera continua 6 arrancadas seguidas del motor. Se colocará un seccionador cerca de las baterías que permita dejar sin tensión a toda la instalación de forma inmediata. En previsión de que al funcionar uno o varios servicios el consumo sea superior a 4 kW y la alimentación la realicen un mismo grupo de baterías, éstas se instalarán en un local cerrado con ventilación natural y con descarga de gases al aire libre. Las alarmas de gas, antirrobo, equipo de calentamiento y bombas automáticas de sentinas se conectarán entre la batería y el interruptor general, pero se tendrá la precaución de colocar los fusibles separados. TOMAS DE MASA Se dispondrá de una toma de masa en contacto permanente con la mar. Los dispositivos de toma de masa serán de tipo adecuado. Los cables utilizados para la puesta a masa serán de sección amplia y estarán protegidos contra agentes que propicien el deterioro. TOMAS DE CORRIENTE DEL EXTERIOR AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 75 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Se dispondrán enchufes para la alimentación de la red de a bordo con la corriente del exterior. Estos enchufes se pondrán a masa y deberán ser estancos, al estar colocados en el exterior (IP 44/IEC 529). Se colocará un interruptor con protección automática en los enchufes colocados en el exterior. APARATOS ELÉCTRICOS Todos los aparatos eléctricos que se emplearán en la embarcación serán diseñados y construidos para resistir el ambiente marino, y por lo tanto, no supondrán peligro para los usuarios. Los aparatos eléctricos llevarán clavijas con dispositivo de toma de tierra. En las instalaciones de categoría B, se admitirán los aparatos habituales en el mercado electrodoméstico, siempre que hayan recibido una protección especial de sus circuitos eléctricos y dispongan de una toma de tierra eficaz. PROTECCIÓN GALVÁNICA Todas las embarcaciones de recreo que posean elementos metálicos sumergidos, dispondrán de una conveniente protección catódica contra la acción galvánica. Los ánodos de protección estarán conectados a las partes a proteger mediante conductores y no irán pintados. 4.7. FRANCOBORDO, FLOTABILIDAD, ESTABILIDAD, MÁXIMA CARGA, NÚMERO MÁXIMO DE PASAJEROS Y MÁXIMA POTENCIA PROPULSORA AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 76 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval FRANCOBORDO El cálculo del francobordo se hará en el Capítulo 13. FLOTABILIDAD EN CONDICIÓN DE INUNDACIÓN Una embarcación inundada es aquella que no puede ser llenada con más agua sin que rebose. La embarcación inundada debe mantenerse a flote y flotar aproximadamente horizontal cuando lleve: - Todos los tanques de combustible llenos (los portátiles se secarán de a bordo). - Lastre de hierro equivalente al 75% del peso del motor. - Lastre de hierro equivalente al paso de baterías, que será un 50% del peso instalado de las mismas. - Lastre de hierro equivalente al equipo auxiliar y fijo. - Lastre de hierro equivalente al número máximo de personas a embarcar, a razón de 15 Kg. por persona autorizada. El lastre sumergido de la prueba debe corregirse por inmersión, multiplicándolo por el siguiente factor de corrección: f = 1 1− 1 C Donde C es el peso específico (en Kg/dm3), que se tomará de acuerdo a la siguiente tabla: Tabla 4.7.a MATERIAL AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García C 77 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR Plomo 11,3 Acero 7,8 Granito 2,3 Hormigón 2,1 Arena 1,7 E.U.I.T. Naval El lastre correspondiente a los pesos del motor y los equipos debe situarse en su verdadero emplazamiento. El lastre correspondiente a la carga y las personas se situará en la cubierta y en la posición que vayan a ocupar. ESTABILIDAD El cálculo de la estabilidad de la embarcación se llevará a cabo en el Capítulo 11. MÁXIMA CARGA En la determinación de la carga máxima de considerarán las siguientes limitaciones: - Mínima altura de francobordo requerida. - Peso del máximo número de personas admisibles a bordo, a razón de 75 Kg. por persona, más un máximo de 30 Kg. de equipaje si existe espacio para su estiba, más el peso de combustible, agua, equipos, etc. NÚMERO MÁXIMO DE PERSONAS Según la Reglamentación, el número máximo de personas de 75 Kg. permitidas a bordo se determinará de acuerdo con las siguientes limitaciones: - Mínima altura del francobordo requerida. - Mínima estabilidad requerida en estado de intacto. - Mínima flotabilidad requerida en la condición de inundación. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 78 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR - E.U.I.T. Naval Número de asientos y acomodación disponibles, considerando un ancho aproximado de asientos de 0,5 m y de 0,75 m de separación entre bancadas. MÁXIMA POTENCIA PROPULSORA La máxima potencia propulsora a instalar se determinará de acuerdo con las siguientes limitaciones: - La máxima potencia estará en función de la capacidad de maniobra de la embarcación. - Máxima velocidad para la cual se ha calculado el escantillonado de la embarcación y resistencia de la popa. - Máximo peso del motor para cumplir con los requerimientos del francobordo a popa, estabilidad y flotabilidad. - Posibilidad de disponer de las instalaciones requeridas para la potencia máxima a instalar. 4.8. UTILIZACIÓN DE COMBUSTIBLES A BASE DE GASES LICUADOS Para proveer de agua caliente y de fuego para cocinar, se dispondrá de una instalación de gas butano, que deberá cumplir con los siguientes requerimientos: GENERALIDADES Se instalarán las botellas del sistema permanente de gas licuado fuera de los locales de habilitación, en un lugar que reúna las siguientes condiciones: - Será estanco al gas hacia el interior de la embarcación. - Será accesible desde el exterior. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 79 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR - E.U.I.T. Naval Quedará por encima de la flotación cuando el buque esté escorado 30º a ambos costados. - Estará convenientemente ventilado y se colocará una abertura en la parte baja que permita la salida del gas en caso de fuga. Se alejarán las botellas de gas de fuentes de calor que puedan producir la ignición de los gases contenidos en el interior. Se utilizarán dos botellas de gas, las cuales se almacenarán en el puente de gobierno, a popa, una a cada costado, con acceso desde el exterior y completamente aislado de la habilitación. Las botellas de gas se colocarán en posición vertical e irán fijadas de forma conveniente para que no se muevan durante la navegación. TUBERÍAS Las tuberías fijas (hasta llegar al aparato consumidor del gas) serán de acero inoxidable. Se protegerán en los puntos en los que haya riesgo de golpes. Se realizará el menor número de uniones, y en el caso de que sean imprescindibles, éstas serán soldadas. Se colocará una tubería flexible en la entrada de los aparatos que forman parte de los servicios y en la salida de los depósitos de gases. En ningún caso se colocará un tramo de tubería flexible de más de 1 m. de longitud. La tubería flexible será asegurada con dobles abrazaderas, visible y accesible en toda su longitud. Se alejará la tubería flexible de las llamas, partes calientes de los aparatos y derrames de productos calientes. Se colocará una llave individual de cierre cerca del aparato, antes del tubo flexible, para aislar el aparato. Se instalará también una llave automática sobre la botella para controlar la salida del gas. OTRAS DISPOSICIONES AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 80 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval Para poder usar aparatos de llama desnuda en el interior de embarcaciones, hay que asegurarse de que el aparato tenga un dispositivo que corte el paso del gas al apagarse el mechero de ignición. Los materiales y los recubrimientos utilizados en las proximidades de los quemadores serán de materiales resistentes al fuego. En los lugares donde existan quemadores, debe haber una ventilación con aire fresco. El calentador de agua dispondrá de conductos de evacuación de los gases quemados. En el local donde se encuentre la botella de servicio no habrá más de una botella de recambio. Se colocará un detector de gases en el interior de la embarcación, de acuerdo con el punto b del apartado “PROTECCIÓN CONTRAINCENDIOS Y MEDIOS DE ACHIQUE” en el subcapítulo “4.3 EQUIPO DE SEGURIDAD”. 4.9. ESCANTILLONADO Para el cálculo del escantillonado de la embarcación se utilizará la normativa de la LLOYD’S REGISTER OF SHIPPING, correspondiente a Agosto de 1.978, cuyo título es: “NORMAS Y REGLAS PARA LA FABRICACIÓN DE YATES Y PEQUEÑAS EMBARCACIONES. APARTADO 2: CONSTRUCCIÓN DEL CASCO. CAPÍTULO 2: PLÁSTICOS REFORZADOS CON VIDRIO”. Los cálculos realizados bajo esta normativa se comprobarán con la norma UNE-EN ISO 12215-5 cuyo título es: “Pequeñas Embarcaciones. Construcción de cascos y escantillones. Parte 5: presiones de diseño, tensiones de diseño y determinación del escantillón”. Dicha norma se utilizará en los cálculos a realizar en el Capítulo 9. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 81 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval 4.10. RELACIÓN ENTRE ZONA DE NAVEGACIÓN Y TÍTULOS La titulación requerida para el gobierno de embarcaciones de recreo está definida en la ORDEN FOM/3200/2007 del 26 de Octubre, y dicho título está en función de la zona de navegación y la eslora de la embarcación, tal y como se indica en la siguiente tabla: Tabla 4.10.a TÍTULO ESLORA Y ZONA DE NAVEGACIÓN Capitán de Yate Sin límites Patrón de Yate L ≤ 20 metros y 60 millas Patrón de Embarcaciones Deportivas L ≤12 metros y 12 millas (PER) Vela con L ≤ 8 metros y 4 millas Patrón de Navegación Básica Motor con L ≤ 6 metros y 4 millas Certificado de la Federación L ≤ 6 metros y 1 milla Sin título L ≤ 4 metros y 1 milla 4.11. CONJUNTO DE NORMAS ARMONIZADAS Y NO ARMONIZADAS Tabla 4.11.a NORMA AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García TÍTULO 82 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR E.U.I.T. Naval ISO 9093 Aberturas ISO 12216 UNE-EN 1095:1998 Arnés de seguridad de cubierta y amarre de arnés destinado a las embarcaciones de recreo UNE-EN 28849:1994 Bombas de sentina con motor eléctrico ISO 14945 Chapa del constructor UNE-EN 24567:1992 UNE-EN ISO 11547:1996 Construcción Naval. Yates. Accesorios de tuberías para aguas residuales Dispositivos de protección contra el arranque con marcha engranada UNE-EN 24565:1992 UNE-EN ISO 10087:1996 Embarcaciones menores. Cadenas de ancla Embarcaciones menores. Identificación de cascos. Sistemas de codificación UNE-EN ISO 10240:1996 Embarcaciones menores. Manual del propietario UNE-EN ISO 10592:1996 Embarcaciones menores. Sistemas hidráulicos de gobierno Embarcaciones menores. Ventilación de las salas de motores UNE-EN ISO 11105:1997 de gasolina y/o de los compartimentos para los depósitos de gasolina UNE-EN ISO 9097:1996 Embarcaciones menores. Ventiladores eléctricos ISO 12217 – 1/2002 Estabilidad y flotabilidad ISO 6185 Estructura ISO 12215 - 1 RINA ISO 9094 – 1/2 Evacuación en caso de incendio UNE-EN ISO 4566:1997 Extremo de los árboles portahélices y bujes de conicidad ISO 15084 Fondeo AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 83 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESPECIFICACIONES Y NORMATIVA A APLICAR UNE-EN ISO 9093:1998 E.U.I.T. Naval Grifos de fondo y pasacascos ISO 8849 Inundación ISO 11812 ISO 15082 UNE-EN ISO 8469:1996 Mangueras no resistentes al fuego para carburantes UNE-EN ISO 7840:1996 Mangueras resistentes al fuego para carburantes UNE-EN 28848:1994 Mecanismos de gobierno a distancia UNE-EN ISO 28847:1992 UNE-EN ISO 8665:1996 Mecanismos de gobierno. Sistemas de cable metálico y polea Motores y sistemas de propulsión marinos. Medición y declaración de potencia ISO 15065 UNE-EN 28846:1994 UNE-EN ISO 10088:2002 Prevención de caída Protección contra la inflamación de los ambientes gaseosos inflamables Sistema de combustible instalado de forma permanente y tanques fijos de combustible UNE-EN ISO 8099:2001 Sistema de retención de desechos de instalaciones sanitarias ISO 10133 Sistema eléctrico UNE-EN ISO 12216:2003 Ventanas, portillos, escotillas, tapas y puertas. Requisitos de resistencia y estanqueidad ISO 11591 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Visibilidad 84 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval Al diseñar una embarcación hay que tener en cuenta que la forma del casco es un factor determinante. Esto se debe a que es la parte del barco que estará en contacto directo con el fluido, sobre el que se desplazará, y que por tanto las futuras propiedades que posea la embarcación serán consecuencia directa de la geometría del casco. Tras establecer las dimensiones principales de la embarcación se procederá a desarrollar cual será la forma del casco más apropiada para que con ella se consigan las propiedades que se pretenden dar al barco. Mientras que en el Capítulo 3 “Predimensionamiento” se ha hablado sobre la Eslora total, la Eslora en la flotación, la Manga máxima, el Calado total, etc., en este Capítulo se tratarán los restantes parámetros necesarios para el diseño de la carena. Dichos parámetros son: - Superficie Mojada (SM) - Número de Froude (Fn) - La Posición Longitudinal del Centro de Carena (LCB) - El Coeficiente Prismático (Cp) - La Velocidad de diseño (Vdiseño) - El Desplazamiento de diseño (∆diseño) - El tipo de carena que tendrá la embarcación 5.1. SUPERFICIE MOJADA Es la superficie exterior de la obra viva o parte sumergida de la embarcación y está directamente relacionada con las dimensiones principales, así como también será parte AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 86 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval importante cuando se hable de las resistencias que el barco tendrá que superar en sus navegaciones. La Superficie Mojada de una embarcación depende directamente de las dimensiones principales de la misma, es decir, cuanto mayor sean la eslora, la manga, el calado, etc., mayor será el valor de esa Superficie Mojada. Del mismo modo, un aumento de la Superficie Mojada conlleva a un aumento en la Resistencia al avance del barco, en concreto en la Resistencia por Fricción (Rf) que puede alcanzar del 80 al 85% de la Resistencia Total (Rt) en barcos lentos, y del orden del 50% en buques rápidos. Todo esto también está relacionado con las formas de la carena y con el valor del Coeficiente Prismático (Cp) que la embarcación tenga. Gracias al valor de este Coeficiente Prismático se puede conocer en cierta medida si el barco tendrá formas más o menos llenas. En este proyecto, al tratarse de una embarcación de Desplazamiento medio-alto, se intentará reducir en la medida de lo posible el valor de la Superficie Mojada, ya que al moverse a velocidades lentas el valor de la Resistencia por Fricción tiende a aumentar hasta hacerse crítico, mientras que la Resistencia por Formación de Olas no se verá afectada por esta situación. Tomando como referencia la relación Sv/SM, que toma como intervalo de valores estándar entre 2 y 2,5 se deduce que, cuanto menor sea el valor de esta relación se tendrá como resultado una Superficie Mojada de la embarcación mayor, y viceversa. Teniendo esto en cuenta se tomará un valor cercano a 2,5 que nos ayude a optimizar el valor de la Superficie Mojada. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 87 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval Como se ha dicho antes, se deberá tomar un valor lo más ajustado posible de la Superficie Mojada para así reducir al máximo el valor de la Resistencia por Fricción. Por tanto, teniendo esto en cuenta, se tomará un valor de la relación de 2,35, con lo que se tendrá un valor de la Superficie Mojada de: Sv = 2,35 SM SM = 148,84 SM = 63,34 m2 2,35 5.2. NÚMERO DE FROUDE (FN) Es uno de los tres coeficientes adimensionales de la Resistencia al avance, y depende de la Velocidad a la que se desplaza la embarcación y de su Eslora en la flotación, e influirá principalmente en la Resistencia por Formación de Olas (Rw): Fn = V g x Lwl En este apartado, además de tratar el mencionado Número de Froude, también hay que hacer mención a la Velocidad de diseño de la embarcación, ya que ambos parámetros están relacionados. Mediante los valores del Coeficiente Prismático, la Posición Longitudinal del Centro de Carena y la Velocidad de diseño se optimizarán los valores de las Resistencias por Presión Viscosa y por Formación de Olas. En el cálculo de la Resistencia Residual gracias a esta Velocidad se obtendrían valores óptimos del Coeficiente Prismático y de la Posición Longitudinal del Centro de Carena. Se sabe que cuando una embarcación navega sobre el agua, la carena produce un reparto discontinuo de presiones que provoca un tren de olas. La longitud de estas olas AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 88 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval generadas por el casco dependerá del Número de Froude, y del punto a partir del cual la Resistencia aumenta más rápidamente con la Velocidad. Dicho punto aparece cuando la Eslora en la flotación coincide don la longitud de la ola generada por el casco. Esto suele suceder para un Fn=0,45. En función de la Velocidad de la embarcación, se puede hablar de tres regímenes de navegación, que son: - Régimen de desplazamiento, para Fn < 0,35 - Régimen de semidesplazamiento, para 0,35 < Fn < 0,45 - Régimen de planeo, para Fn > 0,45 Hay que tener en cuenta en la elección del Número de Froude de la embarcación que este valor influirá directamente en otros parámetros importantes de diseño tales como la Velocidad de diseño, el Coeficiente Prismático y la Posición Longitudinal del Centro de Carena. Para una Lwl = 14,8 m y una Velocidad estimada de 9 nudos, se obtiene un Fn: Fn = V g x Lwl 1.852 3.600 Fn = 9,81 x 14,8 9x Fn = 0,38 5.3. POSICIÓN LONGITUDINAL DEL CENTRO DE CARENA (LCB) El Centro de Carena es el centro de gravedad geométrico del volumen sumergido del buque y es el punto de aplicación del vector empuje que el fluido aplica al cuerpo sumergido en él. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 89 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval La Posición del Centro de Carena en flotaciones paralelas a la línea base (flotaciones hidrostáticas) se determina por la distancia a la quilla (KC), a la cuaderna maestra ( Φ C) y al plano de crujía (LC). El Centro de Carena varía su posición según varíe la forma de la carena sumergida, debido a cabeceos, escoras, trimados, etc. La Posición Longitudinal del Centro de Carena influirá en las siguientes resistencias según sea su posición: - Resistencia de Presión de Origen Viscoso: cuanto más a proa se sitúe dicho centro, más se reducirá esta resistencia - Resistencia por Formación de Olas: cuanto más a popa se sitúe el centro, más aumentará la resistencia de este tipo - Resistencia Residual Teniendo en cuenta estos datos, y sabiendo que la embarcación navegará a velocidades relativamente bajas, se puede deducir que la resistencia más crítica será la Resistencia de Presión de Origen Viscoso, de modo que será más favorable, para reducirla en lo posible, situar el Centro de Carena lo más a proa que se pueda, siempre manteniendo un cierto compromiso con la Resistencia por Formación de Olas, que aunque ésta no resulte tan crítica no se debe de olvidar. Para conocer la posición idónea del Centro de Carena se recurre a una gráfica en la cual se entra con el valor del Número de Froude y se obtiene el valor idóneo para la Posición Longitudinal del Centro de Carena. Dicha gráfica parte del estudio de una serie de veleros que varían desde una embarcación de desplazamiento pesado a una de desplazamiento ligero, y son llamadas Series Delft. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 90 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval Gráfica 5.2.a Entrando en la gráfica con un valor de Fn=0,38, se obtiene un valor de LCB = 3,5% a popa de la sección maestra. Este parámetro junto con el Coeficiente Prismático servirá de guía a la hora de diseñar la embarcación por ordenador. 5.4. COEFICIENTE PRISMÁTICO (CP) Es uno de los coeficientes adimensionales de la carena, toma valores mayores que cero y menores que uno, y nos da una idea sobre la distribución de las formas del barco. Nos muestra la relación entre le volumen de carena de la embarcación y un prisma circunscrito que tuviera como base el área de la sección media y de altura la eslora del barco. Este coeficiente influirá en la mayoría de las resistencias que se han mencionado, así como en la distribución de las formas de la carena. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 91 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval El valor del Coeficiente Prismático está íntimamente relacionado con el valor que tome el Número de Froude, la Posición Longitudinal del Centro de Carena y la Velocidad de diseño, ya que estos tres parámetros son fundamentales en el estudio de las resistencias del barco, y éstas en el rendimiento del casco. El Coeficiente Prismático indica la distribución del volumen de la obra viva a lo largo de la Eslora del casco. El rendimiento en apopada de un yate con un Cp alto va a ser normalmente bueno gracias a su voluminosidad, que se encontrará especialmente en las zonas de proa y popa. El volumen genera una fuerza de empuje mayor que ayuda al yate a surfear. Un Cp bajo indica generalmente un rendimiento bueno en ceñida gracias a su fina entrada. Efectos negativos de un Cp alto son que aumenta la Superficie Mojada, lo cual aumenta la Resistencia de Fricción. Un Cp bajo será deseado con vientos flojos. Un volumen alto también aumenta la Resistencia añadida en Olas. Como se ve, encontrar el valor óptimo del Cp es un problema. Para obtener el valor del Cp se utilizará la gráfica que permite hallarlo entrando con el Fn: Gráfica 5.2.b AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 92 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval Entrando en dicha gráfica con un valor del Fn=0,38 se obtiene un Cp = 0,585. 5.5. DESPLAZAMIENTO DE DISEÑO El Desplazamiento de diseño es un valor intermedio entre el Desplazamiento total y el Desplazamiento en rosca de la embarcación. Este Desplazamiento se utilizará para llevar a cabo los cálculos de este apartado. Al hablar de Desplazamiento de diseño se refiere a la suma del Desplazamiento del casco sin apéndices y el Desplazamiento de la orza. Por ahora se trabajará con el Desplazamiento del casco sin apéndices. Más adelante, después del cálculo de la orza, se le añadirá su Desplazamiento al del casco. El Desplazamiento total de la embarcación se obtiene al sumar: - Desplazamiento en rosca: 20.000 Kg. - 110 Kg. por persona (75 Kg. por persona, más 25 Kg. de equipaje y 10 Kg. de pertrechos). - El peso del equipo de salvamento, de unos 100 Kg. aproximadamente. - El peso del agua y combustible: 500 L de agua (500 Kg) y 500 L de combustible (425 Kg). El Desplazamiento total tendrá un valor de 21.905 Kg. De este modo, tomando un valor intermedio entre el Desplazamiento en rosca y el Desplazamiento total, se elije como valor para el Desplazamiento de diseño 20.953 Kg. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 93 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval Una vez elegido este Desplazamiento de diseño se calcula el Desplazamiento del casco sin orza. Este valor se calcula restándole al Desplazamiento total el de la orza, que se obtiene mediante el peso del lastre y la densidad del acero, que es material elegido para la orza y cuyo valor es de 7.850 Kg/m3. El Desplazamiento de la orza será de 1.175,16 Kg, con lo que el Desplazamiento del casco será de 18.824,84 Kg. 5.6. FRANCOBORDO EN PROA Se llama Francobordo a la distancia vertical que hay entre la línea formada por el agua cuando la embarcación se encuentra en máxima carga y la parte más alta del casco. Con esta línea se limita el calado máximo a que puede navegar la embarcación. Si se observan los estudios de Larsson se obtiene que la relación Francobordo en proa/Eslora en la flotación va disminuyendo proporcionalmente con el aumento de la Eslora en la flotación y por tanto de la línea de flotación, ya que una vez sobrepasada la medida mínima exigida por las alturas interiores no parece necesario seguir aumentando el Francobordo: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 94 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval Gráfica 5.6.a También hay que tener en cuenta otros efectos del Francobordo, como son: - Mayor abatimiento de la embarcación. - Aumento de la estabilidad por formas positiva a grandes ángulos de escora. - Riesgo de elevación del Centro de Gravedad (Cg). Entrando en la gráfica con el valor de la Eslora en la flotación de 14,8 m se obtiene: Ff = 0,113 Lwl Ff = 14,8 x 0,113 Ff = 1,672 m 5.7. TIPOS DE CARENA Para concluir este capítulo se definirá el tipo de carena de la embarcación. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 95 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval Se quiere que el barco tenga un Desplazamiento importante, que le de una buena estabilidad inicial por pesos, unida a una considerable amplitud en los trayectos, aunque siempre manteniendo un cierto compromiso con la estilización de las formas, que permita el disfrute de una velocidad razonable. Para definir más concretamente el tipo de carena, y utilizando la terminología empleada en los cálculos de la Resistencia Residual del barco mediante las Series Delft, se dirá que la carena de la embarcación se corresponde a las denominadas de “Desplazamiento medio-alto”. Dibujo 5.7.a Para la obtención del plano de formas se han utilizado primero el programa Maxsurf y después el programa Autocad. Gracias al primero se pueden obtener las formas de la carena de la embarcación a partir de un modelo similar, así como las formas de la orza y del timón. También permite el cálculo de las curvas hidrostáticas, de forma aproximada, lo que facilita la tarea de mantener el compromiso entre las formas estilizadas y una resistencia lo más pequeña posible, y AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 96 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL CASCO E.U.I.T. Naval siempre intentando cuadrar parámetros tan importantes como el Desplazamiento, el Volumen de Carena, etc, con los valores obtenidos en los anteriores capítulos. El plano de formas se encuentra en el Anexo V, en el cual también se incluyen las respectivas tablas referidas a las dimensiones principales de la embarcación, así como los espaciados entre las secciones longitudinales, transversales y líneas de agua. 5.8. TABLA RESUMEN Tabla 5.8.a Superficie Mojada 63,34 m2 Número de Froude 0,38 Posición Longitudinal del Centro de Carena 3,5% a popa de la sección maestra Coeficiente Prismático 0,585 Desplazamiento total 21.905 Kg Desplazamiento de diseño 20.953 Kg Desplazamiento de la Orza 1.175,16 Kg Desplazamiento del Casco 18.824,84 Kg Francobordo mínimo en proa 1,672 m AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 97 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval 6.1. INTRODUCCIÓN En este capítulo se abordará el diseño del Plano Vélico, que incluye la Superficie Vélica y su reparto así como el tipo de aparejo utilizado y su dimensionamiento. Para esto se ha recurrido a la información obtenida gracias al Estudio Estadístico y posteriores cálculos. También se hablará acerca de la posición del Centro de Presión Vélica (CPV), del Centro de Resistencia Lateral o de Deriva (CRL), y de la influencia que estos dos factores (junto con el Desplazamiento, la Superficie Vélica, el Brazo escorante y el Ángulo de Dellenbaugh) tienen en la estabilidad de la embarcación. A la hora de determinar la configuración del Plano Vélico de un buque es necesario tener en cuenta una serie de factores, tales como: - Estabilidad de la embarcación: este factor limitará la altura del Centro de Presión Vélica. - Resistencia de la embarcación: este factor marcará la fuerza propulsora aerodinámica necesaria para navegar a una determinada velocidad o Número de Froude (Fn). - Zona de navegación: cuando la zona en la que va a navegar la embarcación tiene características especiales de vientos fuertes o flojos, la Superficie Vélica podrá disminuir o aumentar para mantener la misma fuerza propulsora. Por otro lado hay que tener en cuenta el efecto que la Relación de Aspecto de la velas tiene en el coeficiente de sustentación, en la fuerza de sustentación y en la fuerza aerodinámica propulsora. Con todo esto, si se quiere diseñar una embarcación que tenga buen rendimiento en ceñida es necesaria una alta relación de aspecto de las velas, aunque esto conlleve a una elevación del Centro de Presión Vélica y consecuentemente a un aumento del AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 99 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval efecto escorante de la fuerza aerodinámica lateral, siendo necesario dotar a la embarcación de más estabilidad. Dado que el rumbo más crítico para el buen diseño del Plano Vélico es el de ceñida, el cual marcará, con el correcto funcionamiento del plano aerodinámico, el rumbo máximo en ceñida y la velocidad de la embarcación, a la hora de hora de estudiar le Superficie Vélica necesaria se utiliza el concepto de Superficie Vélica en ceñida, la cual se calcula como la superficie proyectada del Plano Vélico cuando se navega en rumbos cerrados. Para la estandarización de dicho parámetro, y con la posibilidad de comparar distintas embarcaciones, se utiliza como Superficie Vélica proyectada la suma de la Superficie de la Mayor y la Superficie de la vela de Proa según el siguiente dibujo: Dibujo 6.1.a AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 100 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval La Fuerza Aerodinámica se descompone en una fuerza lateral y otra propulsora, de modo que la capacidad de generar energía de sustentación de un perfil dependerá de la relación entre la fuerza de sustentación y la resistencia. La resultante de estas dos fuerzas va a definir la fuerza propulsora que se puede obtener, así como la fuerza lateral, que será responsable de la deriva o abatimiento y de la escora de la embarcación. 6.2. ELECCIÓN DEL TIPO DE APAREJO Hay muchas configuraciones distintas del aparejo, pero la elección se ha reducido a los aparejos modernos de palo simple. Este tipo de aparejo se llama Sloop, del cual existen dos versiones, según el stay de proa llegue o no hasta el tope del palo: - Aparejo a tope: se emplea fundamentalmente en embarcaciones de crucero, donde los cambios de bordos no son tan frecuentes y es más conveniente el uso de una mayor más reducida. La vela mayor tiene un pujamen relativamente corto y la vela de proa una gran superficie. Últimamente han aparecido versiones de embarcaciones de regatas con aparejo a tope, así como el uso del aparejo fraccionado en embarcaciones de crucero-regatas. - Aparejo fraccionado: se denomina así a los aparejos cuyo stay de proa termina a una distancia por debajo del tope del palo. Pequeña superficie de la vela de proa y mayor longitud del batidero de la mayor. Con esto se permite una mayor rapidez en los bordos al facilitar el paso de la vela de proa de una banda a otra. Las dimensiones del palo pueden reducirse en la parte superior, mejorando así el rendimiento del Plano Vélico y reduciendo el efecto escorante del mismo. Esta configuración es comúnmente empleada en embarcaciones de regatas y sobre todo en embarcaciones de vela ligera. Entre ambos tipos de aparejo también existen una serie de ventajas e inconvenientes: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 101 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO - E.U.I.T. Naval Aparejo a tope: o Ventajas: Simple trimado del palo que, al estar soportado por el stay de proa, obenques y stay firme cerca de la galleta, se curve por compresión. Ello facilita en ceñida el relingado del grátil del génova. Posibilidad de largar un spinnaker de grandes dimensiones que, en condiciones de poco viento, suministra a la embarcación una gran potencia. o Inconvenientes: Un buen vestuario de velas de proa. Difícil manipulación del trapo de proa, sobre todo con vientos duros. El tamaño del spinnaker dificulta su empleo en condiciones de fuerte viento y mar. - Aparejo fraccionado: o Ventajas: Al disponer de velas de proa de inferior superficie que las empleadas con aparejo a tope, se facilita el laboreo de las mismas, requiriendo un menor espacio de estiba y trabajo. Por la mayor facilidad en la manipulación de las velas permite navegar con una tripulación menor que la requerida con un aparejo a tope. El spinnaker es menor que el del aparejo a tope, y por lo tanto es de más fácil manejo con vientos duros. o Inconvenientes: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 102 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval La dificultad de mantener el stay de proa tenso requiere una jarcia firme más complicada, y por esta razón un trimado más arduo. De otro modo la capacidad en ceñida se ve disminuida respecto a las embarcaciones a tope. Debido a la gran superficie de la mayor, ésta se debe rezar, en igualdad de circunstancias, antes en el aparejo fraccionado que en el a tope. Ello comporta una pérdida de prestaciones al modificar su corte. Ya que para este proyecto es importante la facilidad en el manejo de la embarcación, se optará por colocar un aparejo sloop a tope, que tendría una geometría similar a la siguiente: Dibujo 6.2.a AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 103 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval 6.3. DISTRIBUCIÓN DE LA SUPERFICIE VÉLICA La posición de la velas está limitado por la posición de su Centro de Presión y del palo a lo largo de la Eslora. La altura del Centro de Presión influye directamente en el Ángulo de Dellenbaugh, que indica la estabilidad transversal del barco. La posición longitudinal del Centro de Presión influye en el rendimiento general de la embarcación: ángulo de ataque, resistencia hidrodinámica, etc. La posición del palo limita la dimensión del foque (J). Para colocar el mástil se parte de la regla general sugerida por Stephen Ditmore situándolo al 40% de la Eslora en la flotación. Además, la posición de la botavara también limita la longitud máxima del pujamen de la mayor (E), puesto que afecta directamente a la bañera y posición del timonel. La expresión para obtener la posición del Centro de Presión Vélica (CPV) es la siguiente: a= l Am +1 Ap Donde: - a es la distancia entre el CPV y el Centro de Presión de la Mayor. - l es la distancia entre los Centros de Presión de la Mayor y de la vela de Proa. - Am es el área de la Mayor. - Ap es el área de la vela de proa. La Superficie Vélica (Sv) es igual a la suma de la Sv de la Mayor (Sm) y la Sv de la vela de proa (Spr), que a su vez tienen el siguiente valor: 1 Sm = ( P x E ) 2 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 1 Spr = ( I x J ) 2 104 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval En el triángulo de proa, los valores I y J se definen de la siguiente forma: - J es la base del triángulo de de proa de cualquier embarcación, medida desde la cara exterior del mástil hasta la parte media del anclaje del fore-stay. - I es la altura del triángulo de proa, medida a lo largo de la cara exterior del mástil desde la cubierta hasta la mitad del anclaje del fore-stay. En el triángulo de la mayor, los valores P y E se definen como: - P es la altura de la vela mayor medida desde la botavara hasta su tope sobre la cara exterior del mástil. - E es la longitud de la mayor medida sobre la botavara desde su punto de anclaje en amura hasta su tope en escota. Gracias a los datos de las embarcaciones del Estudio Estadístico y a los posteriores cálculos aproximados realizados, se decidió que la Superficie Vélica era de 148,84 m2, y con esto, los valores de I, J, P y E serán: I = 21,82 m J = 7,04 m P = 20,64 m E = 6,98 m 1 1 Spr = ( I x J ) = (21,82 x 7,04) 2 2 Spr = 76,8064 m2 1 1 Sm = ( P x E ) = (20,64 x 6,98) 2 2 Sm = 72,0336 m2 Sv = Spr + Sm = 76,8064 + 72,0336 Sv = 148,84 m2 a = 2,601 m a= l 5,04 = Am 72,0336 +1 +1 Ap 76,8064 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 105 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval l = 5,04 m. Altura del CPV: Be = 10,68 m Conocida la distribución de la Superficie Vélica y el Francobordo se pueden calcular las dimensiones de la jarcia, es decir, crucetas, stay, backstay, obenques, obenquillos, botavaras, etc. 6.4. SUPERFICIE VÉLICA: CRITERIOS DE ESTABILIDAD Anteriormente, en el Capítulo 3 “Predimensionamiento”, se ha determinado que la Superficie Vélica será de 148,84 m2. Para tener una idea del comportamiento de la embarcación se debe recurrir al ángulo de Dellenbaugh. Este método indica cuál será la escora del barco navegando en ceñida con un viento de 8 m/s. El Ángulo de Dellenbaugh depende de la Superficie Vélica (Sv), de la Altura Metacéntrica (GM) y del Brazo Escorante (Be). Por Brazo Escorante se entiende la altura vertical comprendida entre el Centro de Presión sobre la vela y el Centro de Resistencia Lateral de la obra viva. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 106 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval Dibujo 6.4.a Además, con el valor de este ángulo se podrá saber si la estabilidad de la embarcación es Blanda (con poca estabilidad en relación a la Superficie Vélica, lo que conlleva a escorar más fácilmente), o Dura (una estabilidad más grande en relación a su Superficie Vélica, que ayudará a que no escore tan fácilmente). El Ángulo de Dellenbaugh viene representado por una gráfica de la que se puede obtener el tipo de estabilidad que la embarcación tendrá introduciendo como dato la Eslora en la flotación del barco en cuestión: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 107 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval Gráfica 6.4.a Como se observa en la Gráfica 6.4.a, la fórmula para obtener el Ángulo de Dellenbaugh es la siguiente: Da = 279 x As x Be ∆ x GM Donde: - As es la Superficie Vélica, en m2. - Be es el Brazo Escorante, en m. - ∆ es el Desplazamiento, en Kg. - GM es la altura metacéntrica, en m. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 108 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval En la gráfica se hace un estudio estadístico con diferentes embarcaciones, pudiendo ver para una Eslora dada, la escora recomendable, y donde se encuentran los barcos con estabilidad más blanda o dura. A la hora de determinar la Superficie Vélica de un diseño nuevo hay que tener en cuenta las características meteorológicas de la zona por la que principalmente navegará la embarcación. Bien por falta o por exceso de viento que impere en la zona, se puede salir de la zona considerada como normal. Si en la zona de navegación predominan vientos suaves se puede dotar de mayor superficie de la vela a la recomendada; si predominan vientos fuertes se puede poner menor superficie de la vela. En este caso, introduciendo como dato la Eslora en la flotación de 14,8 m. se obtiene un intervalo para el valor del ángulo que oscila entre 9,5 (como valor para la estabilidad más dura) y 15,5 (valor para la estabilidad más blanda). Como se pretende que la embarcación tenga características de crucero y se busca una estabilidad considerable en función de su Superficie Vélica, se utilizará un valor para el ángulo cercano a 9,5 para que se acerque más al valor para la estabilidad dura. Teniendo en cuenta que la Superficie Vélica es de 148,84 m2, el Desplazamiento de diseño es de 20.953 Kg y la Altura Metacéntrica, obtenida del programa Maxsurf durante el proceso de diseño de la carena, toma un valor de 3,884 m, se obtendrá el valor del Brazo Escorante, que será de 15,25 m. Hay que tener en cuenta que, según el método del profesor K. Nomoto (válido para embarcaciones con perfiles hidrodinámicos), para ubicar el Centro de Resistencia Lateral se tiene que prolongar la línea que une las cuerdas hasta la línea de flotación, y ubicarlo en dicha línea a un 45% del Calado total. En esta embarcación, el CRL se encontrará a unos 1,125 m AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 109 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval bajo la línea de flotación, y el CPV estará a una altura de 14,125 m sobre dicha línea de flotación. Para concluir este apartado, hay que mencionar un par de relaciones obtenidas de los estudios realizados por Larsson en su base de datos. Éstas son: - La relación entre la Superficie Vélica y la Superficie Mojada (Sv/SM). - La relación entre la Superficie Vélica y el Desplazamiento de la embarcación (Sv/∆) La primera da una idea de sobre la Velocidad aproximada que la embarcación puede alcanzar con una situación de viento flojo, ya que la Superficie Mojada del barco es el parámetro más importante en la Resistencia Viscosa cuando se da este tipo de situaciones. El valor de esta situación suele oscilar entre 2 (para buques lentos) y 2,5 (en el caso de embarcaciones más rápidas), aunque hay que repetir que esta relación es sólo aplicable en el caso de que se den vientos flojos. En este caso, sabiendo que la Superficie Vélica tiene un valor de 148,84 m2, y el valor de la Superficie Mojada toma un valor de 63,34 m2, la relación toma un valor de 2,35 para mantener un compromiso entre formas y velocidad. La segunda de estas relaciones marcará la capacidad propulsora de la embarcación y determinará, en cierta manera, su velocidad máxima. Los valores de esta relación varían entre 15 (para barcos lentos) y 22 (en el caso de embarcaciones más rápidas), tomando como valor medio el 19. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 110 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval 6.5. FUNCIONAMIENTO DEL APAREJO A TOPE Y PROPIEDADES La estabilidad de un velero depende en parte de las cargas aplicadas a la jarcia. Cuando se navega en ceñida, con las velas bien trimadas, las fuerzas laterales en las velas provocan una escora determinada. Un monocasco típico alcanza una escora optimizada de 20º-30º, dependiendo de las formas del casco. Los catamaranes alcanzan su máxima estabilidad justo en el momento en que el casco de barlovento despega del agua. Estas fuerzas laterales, determinantes del RM (Righting Moment o Momento de Inercia), se transmiten a la jarcia a través de la Mayor y la vela de proa. Las fuerzas laterales y la de la escota de la vela de proa provocan una curvatura en el stay. Dicha curvatura se disminuye aumentando la tensión del stay, creada a su vez por la escota de la Mayor, el backstay o las burdas. La curvatura del stay depende de muchos factores, entre ellos, la forma de la vela y la rigidez del barco, lo cual es un 1,2% de flecha de la curvatura (como porcentaje de la longitud del stay). Disminuir esta flecha a base de tensión deja de ser aceptable en términos de mayor peso y coste. La elección del diámetro del stay influye bastante en el resto del diseño, dado que es uno de los mayores contribuyentes a la compresión del mástil. COMPRESIÓN DEL MÁSTIL AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 111 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval La resistencia del mástil a la compresión viene determinada por el número de crucetas, sección del mástil y material a emplear. Una vez elegido el material se deben escoger el número de crucetas y la sección del mástil. Para ello se debe tener en cuenta que menos crucetas implican paneles más largos, y panales más largos obligan a elegir una sección con mayor rigidez lateral para prevenir el pandeo entre crucetas (Fórmula de Euler). Conocida la compresión, número de crucetas y material, la sección requerida (mayormente el ancho) se obtiene mediante una fórmula. Se trata de un proceso interactivo, basado en la rigidez proa-popa. RIGIDEZ PROA-POPA Los mástiles se curvan por muchas razones, y la curva puede ser controlada de varias formas: tensión de escota de mayor, backstay, burda baja, crucetas atrasadas, jarcia pretensaza, burdas, posición de las carlingas, etc. Aunque es verdad que a mayor número de crucetas resulta más laborioso obtener la forma óptima. La tendencia de un plano a curvar, en un cierto modo, depende de la geometría global proa-popa. Por tanto, conocer el Momento de Inercia exacto es uno de los primeros pasos en el proceso de diseño. a) Fraccionado con cruceta en línea: Amarrado, este aparejo apenas tiene una tendencia a curvar proa-popa cuando la precompresión se aplica (hidráulico de base de mástil). Amarrado, el mástil no curvará proa-popa si los asientos de obenques, toque de crucetas, landas, carlingas y fogonadura pasan todos por su mismo plano y a través del plano neutro de la sección. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 112 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval Si el stay está sin tensar (amarrado), cuando se repica la burda para dar tensión al stay, aparece una precurva en el mástil. Por supuesto, se puede cambiar la caída proa-popa para que la poca tensión del stay disminuya o resulte nula. Esto es posible con una precompresión generada mediante un hidráulico en la base del mástil. Amarrado, se va a asumir que el mástil está recto y el stay apenas tensado. Si se aplica tensión a la burda, el proel comienza a estirarse y el mástil empieza a curvar apoyándose en la fogonadura y dando una curva positiva al mástil. En navegación y con esta puesta a punto, las únicas fuerzas adicionales que afectan a la curva del mástil son la tensión de la escota mayor, la curvatura por compresión (drizas) y la burda baja. Para este aparejo, la tensión de la escota de la mayor es la que más contribuye a la curvatura del palo. La escota de la mayor debe ser trimada lo suficiente para reducir la caída de la baluma y conseguir que la vela trabaje eficientemente. Esto es muy similar a la caída del stay, donde las fuerzas laterales en la mayor causan que la baluma caiga a sotavento. Dicha caída se reduce a través de la tensión en la escota. La mayor parte de esta tensión va al tope del mástil, contribuyendo de modo significativo a su curvatura. La longitud del mástil por encima del arraigo del stay es variable: en un Copa América es del 20%, en IMS oscila entre 14 y 16%. Cuanto mayor es la longitud del fraccionado, mayor tendencia a curvar. La curvatura por compresión es simple: a mayor compresión, mayor curvatura. Las burdas bajas restringen la curva positiva, permitiendo un ajuste preciso y restringiendo AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 113 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval cualquier curva dinámica. Es importante ser consciente de que la forma de la curva es una combinación del diseño de la vela y de la necesidad o deseo del trimer, siendo la tensión de la burda baja y la caída, los controles primarios de un aparejo fraccionado en línea. b) Fraccionado con crucetas atrasadas: Amarrado, este aparejo tiene un comportamiento diferente. El hidráulico de la base del mástil inmediatamente produce una curva que puede ser restringida con los obenquillos y con la posición de la carlinga. El stay se tensa incrementando la compresión de la carlinga, dado que los obenques se oponen al stay. La jarcia está mucho más bloqueada navegando (aparejo típico de los monocascos). La característica más distintiva de este aparejo es el hecho de que no hay burdas, por lo que la mayor tensión del stay deriva del backstay. El backstay pasa a ser el control primario, tanto para el stay como para la mayor. La puesta a punto de este aparejo antes de navegar es mucho más crítica. Una alta pretensión de la jarcia permite, con vientos fuertes, mayor tensión del stay con menos curvatura del mástil. Debido a su simpleza y a la conveniencia en la medición del sistema IMS, la mayoría de los IMS-50 optan por este aparejo, y de igual modo los One Design. Resulta obvio decirlo, pero sin importar el tipo de jarcia, la vela y el mástil deben trabajar juntos. Se modifica la puesta a punto del mástil para adaptarse a la vela o se modifica la vela para un determinado mástil. LAS CRUCETAS AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 114 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval Son los pequeños perfiles que ayudan a sujetar el palo transversalmente. Debido a la pequeña dimensión de la manga en relación con la eslora, el ángulo de trabajo de los obenques impide una óptima sujeción lateral del mástil. Matemáticamente, un cable necesita salir con un ángulo de unos 13º para que su función sea efectiva y no estalle por tracción, y es fácil comprender que, con este ángulo, la manga de los veleros tendría una dimensión excesiva. Por esta razón, el obenque alto pasa por el extremo de una cruceta, distribuyéndose la sujeción a lo largo del tubo. Pero la tensión del obenque alto, transmitida mediante la cruceta, imprime una compresión que se traduce en una flexión en el tubo en la zona de la base de la cruceta. Para evitar esta flexión, la geometría obliga a dotar al sistema de un obenque bajo que tire de esta sección impidiendo la flexión del tubo. Un barco de crucero arbola un palo fuerte, una estaca, por lo que requiere pocas crucetas, a veces sólo una. Un barco de regata, en la que se busca el mínimo perfil, el mínimo peso y la máxima elasticidad del palo para adaptarlo a la vela y las condiciones del viento, necesitará más crucetas para sostenerse. Pero siempre una cruceta precisará un obenquillo que contrarreste la compresión ejercida por ésta sobre el mástil. A más crucetas, más obenquillos. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 115 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval Dibujo 6.5.a Otro factor muy importante a tener en cuenta en las crucetas es su ángulo respecto a crujía. Cuando las crucetas están a 90º desempeñan un papel de sujeción transversal, pero cuando se retrasan también influyen sobre la flexión longitudinal del tubo. En efecto, una cruceta retrasada conlleva el hecho de que el palo flexe hacia proa en ese tramos. Las crucetas perpendiculares permiten abrir más la botavara, pero se pierde el control sobre la flexión longitudinal. Si el aparejo es a tope, aparece el denominado backstay o unos obenques bajos que tiran hacia proa desde la panza del tubo. En un aparejo fraccionado se acostumbra a dotar al palo de una ligera preflexión para evitar que se invierta el perfil, algo verdaderamente funesto para la vida del palo. Las crucetas retrasadas impiden la inversión, no permite abrir tanto la botavara en popa, pero aumenta la seguridad de la arboladura. Las crucetas deben mantenerse fijas sobre el tubo para poder transmitir correctamente las tensiones. Sólo en aparejos especiales muy sofisticados se les permite un cierto grado de libertad ascendente, pero nunca en sentido proa-popa. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 116 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval 6.6. CÁLCULO DEL APAREJO Para llevar a cabo este apartado se ha seguido el libro “Principles of Yacht Design”, el Capítulo 11 “Rig Construction”, de Lars Larsson. El señor Larsson desarrolla en uno de los capítulos de su libro la normativa “Nordic Boat Standard” (NBS), y es la que se utilizará en este caso para el cálculo del aparejo de la embarcación. El proceso de cálculo se distribuye en una serie de pasos. Para comenzar el cálculo del aparejo se debe tener como dato de partida el Desplazamiento, las dimensiones I, J, P y E, la gravedad (9,81 m/seg2), la estabilidad a 30º (obtenida tras estimar el peso en rosca y entrar en el Hydromax), el Momento Adrizante a 30º y el Par Adrizante. Una vez obtenidos estos datos de partida, sólo hay que seguir una sencilla secuencia de pasos de los cuales se obtendrá el dimensionamiento de los distintos elementos que conforman el aparejo: mástil, botavara, crucetas, stay, backstay y obenques. CÁLCULO DE LOS OBENQUES Hay que definir el tipo de aparejo que se va a utilizar, que en este caso será un Aparejo a tope. Hay que calcular las fuerzas en un par de situaciones de cargas distintas y se tomará el peor de los casos (la carga mayor) para obtener los esfuerzos de los obenques (D1, C1, etc). Para obtener estos esfuerzos previamente hay que tener en cuenta los ángulos que éstos tomarán con el mástil. Una vez obtenidas estas tensiones, se multiplicarán por una serie de Coeficientes de Seguridad para así obtener la Fuerza de Dimensionamiento o Carga de Rotura, es decir, AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 117 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval aquellas fuerzas mínimas que hay que aplicar a los obenques y obenquillos para que rompan (Pd1, Pv1, etc.). Mediante estas Cargas de Rotura se entrará en las tablas para así obtener las secciones adecuadas a cada cable en cuestión. Las expresiones utilizadas son las siguientes: Thu = Thead x d1 (N ) d1 + d 2 Thl = Thead x d 2 (N ) d1 + d 2 Tbu = Tboom x BD (N ) L1 Tabla 6.6.a LOADCASE 1 LOADCASE 2 TYPE OF RIG F1 F2 F3 F1 F2 F3 M-2 / F-2 (1) 0 0 T1 Tbu Thl Thu M-2 / F-2 (2) 0 0 T1 Thl + Tbu Thu 0 Loadcase 1: Si BD + 0,6 P > I1 + I2 Loadcase 2: Si BD + 0,6 P < I1 + I2 GZ30º = 0,803 RM30º = ∆ x g x GZ30º = 21.975,792 x 9,81 x 0,803 = 173.112,7632 N·m a1 = I + Fr = 24 m a2 = Fr + 0,623 + P/3 = 1,652 + 0,623 + 20,64 / 3 = 9 m I1 = 7,22 m ; D1 = 7,066 m ; V1 = 7,224 m I2 = 7,555 m ; D2 = 7,456 m ; V2 = 7,561 m I3 = 7,555 m ; D3 = 7,816 m Fr = 1,652 m AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 118 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval d1 = 6,524 m d2 = 8,577 m β 1 = 18º ; γ 1 = 2º β 2 = 19º ; γ 2 = 3º β 3 = 15º T1 = RM 30 º 173.112,7632 = a1 24 T1 = 7.213,032 N T2 = RM 30 º 173.112,7632 = a2 9 T2 = 19.234,752 N Tbu ( N ) = Tboom x BD (0,33 x T2 ) x BD (0,33 x 19.234,752) x 1,34 = = I1 I1 7,22 Tbu = 1.178,062 N Thl ( N ) = Thead x d 2 (0,4 x T2 ) x d 2 (0,4 x 19.234,752) x 8,577 = = d1 + d 2 d1 + d 2 6,524 + 8,577 Thl = 4.369,948 N Thu ( N ) = Thead x d 1 (0,4 x T2 ) x d 1 (0,4 x 19.234,752) x 6,524 = = d1 + d 2 d1 + d 2 6,524 + 8,577 Thu = 3.323,953 N Loadcase 1: F1 = 0 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 119 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval F2 = 0 F3 = T1 = 7.213,032 N Loadcase 2: F1 = Tbu + Thl = 1.178,062 + 4.369,948 = 5.548,01 N F2 = Thu = 3.323,953 N F3 = 0 Shroud Tension: D3 = F3 sin β 3 V2 = F3 cos γ 2 x tan β 3 C 2 = F3 − V 2 x sin γ 2 D2 = V1 = F2 + C 2 sin β 2 F2 + C 2 V x cos γ 1 + 2 cos γ 1 x tan β 2 cos γ 2 C1 = F2 + C 2 + V 2 x sin γ 2 − V1 x sin γ 1 D1 = F1 + C1 sin β 1 Dimension Load: PD1 = 2,5 x D1 PD 2 = 2,3 x D 2 PD 3 = 3,0 x D3 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 120 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval PV 1 = 3,2 x V1 PV 2 = 3,0 x V 2 Se calculan los valores de cada paso, y los máximos del Dimension Load serán los escogidos: Tabla 6.6.b LOADCASE 1 LOADCASE 2 F1 (N) 0 5.548,01 F2 (N) 0 3.323,953 F3 (N) 7.213,032 0 D3 (N) 27.869,016 0 V2 (N) 26.956,345 0 C2 (N) 5.802,246 0 D2 (N) 17.821,909 10.209,699 V1 (N) 43.838,112 9.659,345 C1 (N) 5.683,104 2.986,847 D1 (N) 18.390,911 27.619,377 PD1 (N) 45.977,278 69.048,443 PD2 (N) 40.990,391 23.482,308 PD3 (N) 83.607,048 0 PV1 (N) 140.281,958 30.909,904 PV2 (N) 80.869,035 0 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 121 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval CÁLCULO DEL STAY Y BACKSTAY Se necesitarán como datos para el cálculo y dimensionamiento de estos elementos los ángulos que forman con el mástil y su longitud. Con estos valores se obtendrán las Cargas de Rotura de estos cables, y se entrará en las tablas para obtener la sección adecuada para cada cable. Las expresiones utilizadas son las siguientes: Pfo = Pa = 15 x RM (N ) I + fs Pfo x sin α f senα a (N ) RM30º = 173.112,7632 N·m Fs = 1,497 m α f = 15º α a = 23º Pfo = Pa = Pfi = 15 x RM 15 x 173.112,7632 = I + fs 21,82 + 1,497 Pfo x sin α f senα a = 111.364,732 x sin 15º sen23º Pfo = 111.364,732 N 12 x RM 12 x 173.112,7632 = I + fs 21,82 + 1,497 Pa = 73.767,641 N Pfi = 89.091,785 N CÁLCULO DEL MÁSTIL Para obtener la sección adecuada del mástil se necesitará calcular los Momentos de Inercia del mismo en sentido transversal y longitudinal. Para ello se necesitarán una serie de datos obtenidos de unas expresiones. En este caso y para obtener una sección adecuada a la AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 122 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval inercia necesaria para el mástil, hubo que acudir a una página dedicada a la venta de mástiles y complementos (Zspars). Las expresiones que se utilizarán serán: Iy = k 2 x k 3 x m x PT x h 2 (mm 4 ) Ix = k 1 x m x PT x I 2 (mm 4 ) Tabla 6.6.c PANEL FACTOR k1 TYPE OF RIG PANEL 1 PANEL 2 & 3 2,7 k3 3,8 M-2 Tabla 6.6.d STAYING FACTOR k2 TYPE OF RIG M-2 DOUBLE LOWERS 0,90 k3 = 1,35 PT = 1,5 x RM b m = 1 (para aluminio) a) Dimensionamiento transversal del mástil: PANEL 1: PT1 = 1,5 x RM 1,5 x 173.112,7632 = b 2,4 PT1 = 108.195,477 N Ix1 = k 1 x m x PT1 x I 1 = (2,7 x 1,35) x 1 x 108.195,477 x 7,22 2 2 Ix1 = 20.558.008,14 mm4 = 2.055,801 cm4 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 123 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval PANEL 2: PT2 = PT1 − D1 x cos β 1 = 108.195,477 − 18.390,911 x cos 18º PT2 = 90.704,681 N Ix 2 = k1 x m x PT2 x I 2 = 3,8 x 1 x 90.704,681 x 7,55 2 2 Ix2 = 19.647.495,6 mm4 = 1.964,749 cm4 PANEL 3: PT3 = PT1 − D1 x cos β 1 − D 2 x cos β 2 = 108.195,477 − 18.390,911 x cos 18º − 17.821,909 x cos 19º PT3 = 73.853,735 N Ix 3 = k 1 x m x PT3 x I 3 = 3,8 x 1 x 73.853,735 x 7,55 2 2 Ix3 = 15.997.420,61 mm4 = 1.599,742 cm4 b) Dimensionamiento longitudinal del mástil: Iy = k 2 x k 3 x m x PT x h 2 = 0,9 x 1,35 x 1 x 108.195,477 x 22 2 Iy = 63.625.432,2 mm4 = 6.362,543 cm4 CÁLCULO DE LA BOTAVARA Para el cálculo de la botavara se han calculado las correspondientes Fuerza Vertical (Fv) y Horizontal (Fh), necesarias para obtener la sección adecuada de botavara para estos esfuerzos (SM). Entrando en las tablas con estas secciones se obtuvo una botavara adecuada a las necesidades de este aparejo. Las expresiones son: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 124 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO Fv = 0,5 x RM x E (N ) HA x d1 Fh = 0,5 x RM x E (N ) HA x d 2 SM = E.U.I.T. Naval 600 x RM x ( E − d1) (mm 3 ) σ 0, 2 x HA HA = 24 m d1 = 1,5 m d2 = 0,86 m σ 0,2 = 210 N/mm2 Fv = 0,5 x RM x E 0,5 x 173.112,7632 x 6,98 = HA x d1 24 x 1,5 Fv = 16.782,321 N Fh = 0,5 x RM x E 0,5 x 173.112,7632 x 6,98 = HA x d 2 24 x 0,86 Fh = 29.271,489 N SM = 600 x RM x ( E − d1) 600 x 173.112,7632 x (6,98 − 1,5) = σ 0, 2 x HA 210 x 24.000 SMy = 112,935 mm3 SMx = 50% SMv SMx = 56,468 mm3 En la siguiente tabla, entrando con los valores de SMy y SMx se puede hallar la sección adecuada de la botavara, así como otros datos tales como el peso, sus momentos de inercia, etc: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 125 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval Tabla 6.6.e SECCIÓN DE LA BOTAVARA: 250/140 CÁLCULO DE LAS CRUCETAS Consiste en calcular, para cada una de las crucetas, su Inercia (I), la sección óptima que debe tener (SM) y el Momento de Inercia mínimo que debe soportar (Ms). Las expresiones a utilizar son: I= 0,8 x C x S (mm 4 ) E x cos δ SM = k x S x V x cos δ (mm 3 ) Ms = 0,16 x S x V x cos δ ( N x m) C1 = 5.683,104 C2 = 5.802,246 S1 = 2.428 mm S2 = 2.024 mm E = 7 x 104 N/mm2 (módulo de elasticidad del aluminio) k= 0,16 σ 0, 2 = 0,0007619 V1 = V1 (cruceta inferior) V2 = D3 (cruceta superior) AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 126 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval Cruceta 1: I1 = 0,8 x C1 x S 1 0,8 x 5.683,104 x 2.428 = E x cos δ 70.000 x cos 0º I1 = 157,698 mm4 SM 1 = k x S 1 x V1 x cos δ = 0,0007619 x 2.428 x 43.838,112 x cos 0º SM1 = 81.096,332 mm3 Ms1 = 0,16 x S 1 x V1 x cos δ = 0,16 x 2.428 x 43.838,112 x cos 0º Ms1 = 17.030.229,75 N·m Cruceta 2: I2 = 0,8 x C 2 x S 2 0,8 x 5.802,246 x 2.024 = E x cos δ 70.000 x cos 0º I2 = 134,214 mm4 SM 2 = k x S 2 x V 2 x cos δ = 0,0007619 x 2.024 x 27.869,016 x cos 0º SM1 = 42.976,677 mm3 Ms 2 = 0,16 x S 2 x V 2 x cos δ = 0,16 x 2.024 x 27.869,016 x cos 0º Ms1 = 9.025.102,141 N·m CABLEADO Anteriormente se fijó la tensión que soportarán los cables, por lo que en este caso lo que se hará será dimensionarlos a partir de dicha tensión: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 127 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DEL PLANO VÉLICO E.U.I.T. Naval Tabla 6.6.f CABLES 1x19 (ACERO INOXIDABLE AISI-316) LOCALIZACIÓN DIÁMETRO CARGA DE PESO (Kg/m) PD1 (N) 8 ROTURA 53.500 PD2 (N) 8 53.500 0,327 PD3 (N) 12 120.200 0,820 PV1 (N) 14 160.100 1,000 PV2 (N) 11 83.500 0,648 Pa 11 83.500 0,648 Pfo 12 120.200 0,820 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 0,327 128 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval En este apartado se tratará el proceso de diseño y cálculo de la orza y el timón. Al tratarse de un crucero no existe en principio requerimientos importantes en lo que a este apartado se refiere, como podría ser la limitación en el calado, etc. De este modo, se van a diseñar unos apéndices sencillos para que no eleven demasiado el coste, pero que cumplan bien con sus funciones principales. Se considerarán como apéndices la orza y el timón. Las funciones de la orza son: - Función hidrodinámica: la orza ha de generar una sustentación (L) que contrarreste el esfuerzo lateral de las velas (abatimiento), con el menor ángulo posible de modo que la embarcación tenga buen rendimiento en ángulos cerrados de viento. Tan importante como la sustentación que genere la orza es su resistencia y ha de ser mínima. - Función adrizante: debe de servir de ubicación del lastre fijo, de manera que se consiga la estabilidad necesaria para soportar la Superficie Vélica dentro de ángulos de escora razonables. Las funciones del timón son: - Dotar a la embarcación de suficiente maniobrabilidad en caso de tener que hacer alguna maniobra brusca y de improvisto, bien sea ocasionada por causas de la mar o por otra circunstancia ajena a las inclemencias climatológicas. - Proveer estabilidad direccional a la embarcación. Se refiere a que no se varíe la dirección de navegación con relativa facilidad. - Aportar ayuda a la orza en la función de generar Fuerza Lateral para contrarrestar la fuerza creada por las velas. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 130 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval Debido a la complejidad del diseño de ambos, y en íntima relación con el resto de la obra viva, conviene realizar su diseño en varias fases. 7.1. FUNCIÓN HIDRODINÁMICA Si se sitúa un cuerpo, tal como en este caso una orza, en movimiento dentro de un fluido (en este caso agua), puede representarse mediante el uso de líneas de corriente (streamlines). Si el cuerpo es simétrico, como lo es la orza, y el fluido es ideal, llamando ideal a un fluido no afectado por la viscosidad, se obtiene que las líneas de corriente antes nombradas fluyen simétricamente en ambas caras del cuerpo, existiendo una línea divisoria. Al punto de aplicación de dicha línea se le llama Punto de Estancamiento, y en él la velocidad es cero. La Presión total (Pt) es igual a la suma de la presión estática del fluido (P) y la presión dinámica (q), la cual según la ecuación de Bernouilli es igual a 1 γ V02 , donde V0 es la 2 velocidad del fluido antes de ser alterado por el cuerpo menos la velocidad del fluido después de ser alterado por el cuerpo. Sin embargo, cuando el cuerpo en movimiento alojado en el fluido no es simétrico o siendo simétrico se enfrenta con un cierto ángulo de ataque al fluido, ocurrirá lo que se observa en la siguiente imagen: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 131 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval Dibujo 7.1.a Si se presta atención a lo anteriormente expuesto, se observa que ahora al tener cierto ángulo de ataque, las moléculas de agua que llegan ambas con la misma velocidad y al mismo tiempo al cuerpo, en este caso la orza. Como ambas moléculas han de volverse a unir antes de salir del cuerpo sumergido, conlleva que una de ellas debe recorrer más distancia que la otra en el mismo tiempo, por lo que debe ir a más velocidad. Esta diferencia de presiones entre las caras del cuerpo sumergido provoca una succión o empuje perpendicular a la dirección del fluido y en sentido ascendente. Dicha fuerza se denomina Fuerza de Sustentación (L). También se debe nombrar el Ángulo de Barrena. Este ángulo podría ser un ángulo más de ataque con el que las líneas de corriente atacan a la orza, pero dicho ángulo es especial ya AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 132 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval que en este ángulo no hay sustentación debido a que dicho ángulo es muy grande por lo que la Fuerza de Sustentación disminuye y la Resistencia aumenta. Dicho ángulo depende de: - La velocidad del fluido respecto al cuerpo, en este caso la orza. - Relación de grosor/cuerda perfil. - Tipo de sección del perfil. Dicho estudio explica el funcionamiento de otros cuerpos que están en la vida cotidiana: como son: los timones, las alas de los aviones, los generadores eólicos, la navegación a vela, etc. 7.2. DISEÑO DE LA ORZA ÁREA LATERAL DE LA ORZA Los veleros clásicos poseen “quilla corrida”, que son quillas que van a lo largo de la Eslora de la flotación, prácticamente desde la perpendicular de proa hasta el timón. Las últimas tendencias han sido reducir las quillas y aumentar la superficie de los timones. El mayor inconveniente de esta tendencia se da al alojar lastre en el propio casco porque no se puede disponer en la quilla. La orza debe cumplir, como se ha dicho anteriormente, dos funciones fundamentales: la función hidrodinámica y la función adrizante. Hay que decir también que la Superficie Proyectada de la Orza (Spo) deberá aumentar proporcionalmente con la Superficie Vélica de la embarcación. Un intervalo razonable de la relación Spo/Sv según Larsson oscila entre un 2,75% (para embarcaciones regateras) y un 3,5% (en el caso de embarcaciones más de crucero). Este valor no puede aplicarse de manera AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 133 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval genérica, ya que cuanto mayor sea la velocidad de diseño de la embarcación, menor será la superficie de orza necesaria. Lo mismo ocurre si la Relación de Aspecto de la orza (AR) es alta. Hay otros factores que intervienen en el rendimiento de la orza. Estos son: - Relación de afinamiento: Cuerda en el extremo / Cuerda en la base - Ángulo de barrido hacia atrás (Sweep Back Angle). Estos dos factores están relacionados entre sí mediante una gráfica obtenida en el “Potencial Flor Theory”, y con una buena relación de ambos se puede conseguir una distribución de sustentación considerable. ÁNGULO DE CAÍDA DE LA ORZA El ángulo de caída es el comprendido entre la vertical y la línea que pasa por un punto situado al 25% del extremo de la cuerda inferior. Dibujo 7.2.a AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 134 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval La existencia de un ángulo de caída contribuye a disminuir la resistencia total de la embarcación, especialmente en quillas de baja relación de aspecto. Beukelman y Keuning explican en su publicación “The influence of Fin Keel Sweepback on the Performance of Sailing Yachts” que el ángulo de caida no debe ser mayor de 20º, pues de lo contrario la fuerza lateral disminuye. RELACIÓN DE AFINAMIENTO La relación de afinamiento es la relación entre la cuerda superior y la cuerda inferior. El valor de la relación se debe escoger en relación con el ángulo de caída. Según Larsson, para un ángulo de 19º la relación de afinamiento es de 0,25. Normalmente, si se escoge la relación en función del ángulo de caída, la orza resultante no tendrá el volumen suficiente que para alojar el lastre necesario para cumplir los requisitos de estabilidad. Ante este problema, y por razones de estabilidad, es habitual usar una relación de 0,4 a 0,6. La consecuencia negativa de aumentar la relación de afinamiento es que la resistencia inducida también aumenta. En la siguiente gráfica se muestra la relación óptima entre la relación de afinamiento y el ángulo de caída: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 135 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval Gráfica 7.2.a En la siguiente gráfica se muestra la efectividad de diferentes relaciones de aspecto. Tal efectividad se mide en relación con el coeficiente de levantamiento (CL) y con el ángulo de ataque o abatimiento (“Leeway Angle”). Larsson recomienda una relación de aspecto AR próxima a la unidad. Para ello la relación de aspecto ARe debe ser 2. Gráfica 7.2.b AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 136 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval La próxima gráfica muestra como aumenta el calado en función de la relación de aspecto y de la relación de afinamiento. Para una relación de afinamiento de 0,44 y una relación de aspecto de 2, el incremento de calado es aproximadamente de un 0,5%. Gráfica 7.2.c Las fórmulas necesarias para calcular las características de la quilla son: Cm = C sup + C inf 3,56 + 3,05 = 2 2 Re lación de afinamiento = C inf 3,05 = C sup 3,56 Cm = 3,307 m Relación de afinamiento = 0,86 Re lación de aspecto geométrica : ARg = Tk 1,575 = Cm 3,3074 Re lación de aspecto efectiva : A Re = 1,5 x ARg = 1,5 x 0,476 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García ARg = 0,476 137 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval ARe = 0,714 TIPO DE SECCIÓN Las secciones más comúnmente utilizadas en el diseño de apéndices son las denominadas secciones NACA, que se diferencian entre sí por su nariz (redondeamiento de la cara de ataque) y por la posición de su grosor máximo. Las secciones NACA más utilizadas en veleros son las de la serie 6, que incluyen las series 63, series 65, etc. A la hora de elegir una sección apropiada para el diseño de la orza se debe tener en cuenta que ésta ha de conseguir obtener una sustentación suficientemente alta a pequeños ángulos de ataque, para reducir al mínimo el abatimiento de la embarcación. Las secciones de las series 63 o 65 son preferibles siempre que su relación de espesor no sea demasiado baja y pueda entrar en pérdida, así como tampoco demasiado gruesa debido al aumento de la resistencia por formación de olas que provocarían. Estudios realizados al respecto constatan como un buen diseño para las orzas aquellas que tengan una relación de grosor de 15 a 18% en el extremo, reduciéndose gradualmente hasta un 12% en la base, y reduciéndose también la sección de la 65 a la 63. Estos mismos estudios, realizados en el Delft University of Technology, confirman que las orzas de calado normal son más efectivas que las de bajo calado, y que dentro de las de calado normal tienen mayor rendimiento las orzas trapezoidales y las elípticas. Como en este caso se trata de una embarcación más cercana al crucero que a la regata, se tomará como valor aproximado para la relación Spo/Sv de 3,5%, obteniendo así el valor preliminar para la Superficie Proyectada de la Orza de 5,209 m2. Hay que tener en cuenta, como en el apartado del calado máximo de la embarcación, que el valor de éste no podrá ser excesivo, ya que si así fuera, el acceso a muchos puertos AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 138 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval estaría restringido. Debido a esto, se fijó el calado máximo de la embarcación en 2,5 m, y restándole los 0,925 m de calado del casco, se tendrá un calado de orza de 1,575 m, con lo que se dispondrá una orza de baja relación de aspecto, más ancha y menos profunda. Tomando como dato fijo ese calado de la orza, se puede calcular el valor de la cuerda media, que será de 3,307 m. Si se coge como valor para el ángulo de barrido -18º, y teniendo en cuenta los valores de la Superficie Vélica (148,84 m2), y de la relación Spo/Sv (3,5%), se obtienen los siguientes valores para las dimensiones de la orza: - Ángulo de caída: -18º - Relación de afinamiento: 0,86 - Cuerda media: 3,307 m - Cuerda inferior: 3,56 m - Cuerda superior: 3,05 m - Calado de la orza: 1,575 m - Superficie Proyectada de la Orza: 5,209 m2 - Relación de aspecto: 0,476 Para concluir este apartado, se recuerda que, como se mencionó y calculó en capítulo anteriores, el peso del lastre será de 9.000 Kg. CÁLCULO DE LOS PERNOS La orza va sujeta al casco mediante unos pernos, cuyo diámetro mínimo requerido se debe averiguar mediante unos cálculos para no sobredimensionarlos, pero teniendo un margen de seguridad. Para conocer dicho diámetro se usará la guía ABS, incluida en el libro Principles of Yacht Design. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 139 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval Dibujo 7.2.b Primero hay que calcular el área de las secciones superiores e inferiores de la orza mediante las siguientes fórmulas: AR = 3,56 x 0,35 x 0,62 = 0,773 m2 AT = 3,05 x 0,32 x 0,62 = 0,605 m2 Tk = 1,575 m Yk = 0,755 m = 755 mm Σ li = 1.550 mm Los pernos serán de acero inoxidables AISI-316, con un valor del límite de fluencia de 206 N/mm2, o 21 Kg/mm2. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 140 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval Con todos estos datos y aplicando la fórmula se obtiene un diámetro mínimo de los pernos de 23 mm. Si se toma un margen de seguridad del 15%, se obtiene un valor para el diámetro de los pernos de 27 mm. 7.3. DISEÑO DEL TIMÓN El principal objetivo del diseño del timón es el de conseguir toda la fuerza lateral requerida para maniobrar la embarcación. Debido a que el timón opera a grandes ángulo, sobre todo navegando con oleaje, donde hay que realizar continuamente grandes correcciones de rumbo, es conveniente utilizar una sección de 4 dígitos, las cuales dan su máxima sustentación a altos ángulos de ataque. No obstante, para embarcaciones ultraligeras, catamaranes y vela ligera, el ángulo de ataque requerido del timón es menor, lo que explica que se puedan utilizar secciones de las series 63. En cuanto a la relación de espesor, la mayoría de los yates usan porcentajes que oscilan entre un 12% como mínimo y un 15% como máximo. Se dice que el timón está a la vía cuando su plano diametral coincide o es paralelo (en el caso de dos timones) al plano de crujía del barco. Su forma debe ser hidrodinámica para reducir al mínimo la resistencia al avance. El timón debe estar colocado en un extremo del buque para producir el máximo momento de guiñada con el mínimo aumento de resistencia, y normalmente en la zona de popa detrás de la hélice, para recibir la corriente de expulsión de la misma. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 141 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval Con respecto al fundamento físico de la actuación del timón, hay que decir que éste actuará como un perfil independiente de la carena que está totalmente sumergido en una corriente de fluido de velocidad uniforme. Cuando este perfil forma con la corriente un determinado ángulo, α , llamado ángulo de ataque, la distribución de las presiones en ambas caras del timón se modifica, de tal manera que se produce un aumento de presión de la cara interior (intrados), y una disminución de la misma (succión) por la cara exterior (extrados) del perfil. La acción de estas dos variaciones de presión tiene, por tanto, el mismo sentido, sumándose sus efectos, y al actuar sobre la superficie del timón dan como resultado una fuerza perpendicular al mismo que se denomina Fuerza Normal (Fn). Si a esta fuerza le añadimos la Fuerza de Fricción (Ff), que es tangencial (paralela al perfil), se obtendrá como resultado la Fuerza Total (Ft), debida a la actuación del timón con un determinado ángulo de ataque. Otra forma de descomponer la Fuerza Total, y es habitual en el estudio de perfiles aerodinámicos e hidrodinámicos, es considerarla como la suma de dos fuerzas, una denominada de Sustentación (L), que es perpendicular a la dirección del flujo, y otra denominada Resistencia (D), que tiene la misma dirección y sentido que el flujo. Se llama Compensación al cociente entre el área a proa del eje de giro y el área total del timón. Se dice que el timón está compensado si el área a proa se extiende en toda la altura de la pala, y semicompensado si se extiende sólo en parte de la pala del timón. La compensación suele oscilar entre un 20% y un 30% del área total. Hay que situar el eje en una posición tal que, en marcha avante, el punto de aplicación de la Fuerza Normal esté a popa del eje de giro, de manera que al no actuar sobre el timón, éste tenga siempre tendencia a ir a la vía cuando el barco va avante. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 142 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval La superficie del timón oscilará entre un 1 y un 2% de la Superficie Vélica total. Esto quiere decir que, teniendo como dato inicial 148,84 m2 de Superficie Vélica, la Superficie del Timón tomará unos valores que estarán entre 1,4884 m2 y 2,9768 m2, respectivamente. En este caso se optará por un porcentaje de la Superficie Vélica de 1,5%, con lo que se obtendrá un valor de la Superficie del Timón (Spt) de 2,2326 m2. Una vez dicho esto, y teniendo en cuenta que en el caso que nos ocupe no es conveniente que el calado del timón supere al de la orza se estimará como valor para el calado del timón (Tk) de 2 m. Para obtener el valor de la cuerda media del timón sólo hay que dividir el valor de la superficie entre el calado del timón, para así obtener como valor para esta cuerda media ( C ) de 1,12 m. Una vez obtenidos estos parámetros, y tras aplicar una seria de expresiones que a continuación se detallarán, se puede avanzar en el proceso de cálculo del timón de la embarcación. Las expresiones empleadas en este proceso, como en el caso de la orza, son: - Superficie del timón: Spt = C x Tk - Cuerda media: Cm = - Relación de afinamiento: - Relación de aspecto geométrica: ARg = - Relación de aspecto efectiva: A Re = 1,5 x ARg C sup + C inf 2 C inf C sup AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Tk Cm 143 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval Para obtener el mayor rendimiento posible del timón se intentará que tenga la mayor relación de aspecto posible. Con respecto al valor de las cuerdas del timón, del mismo modo que se procedió en el caso de la orza, se utilizará una gráfica que relaciones el ángulo de barrido hacia atrás con la relación de afinamiento. Para poder obtener algún dato de ella se entrará en la misma con el ángulo de barrido, tomando para este parámetro un valor preliminar de 5º, obteniéndose una relación de afinamiento de 0,70, valor gracias al cual posteriormente se podrán obtener el valor de las cuerdas del timón. Una vez realizado el cálculo se obtendrán los valores de las cuerdas, de 1,32 m para la cuerda superior y de 0,92 m para la cuerda inferior. Para el timón se utilizará una sección NACA de cuatro dígitos, más apropiada para un timón que para una orza. Esta sección estará suspendida, ya que así se obtendrá un mayor rendimiento de la misma. Tendrá un cierto ángulo de caída de 15º, y tendrá un acabado elíptico. Con respecto a la mecha, cuanto más profundamente entre dentro del timón, más efectiva será en la transmisión de esfuerzos. DIÁMETRO DE LA MECHA DEL TIMÓN Normalmente, por sencillez en la construcción, la mecha del timón se coloca perpendicular al fondo de la embarcación. En este caso, el fondo no tiene inclinación con la horizontal. Los datos de partida son: - Área proyectada de la pala: Spt = 2,2326 m2 - Calado del timón: Tk = 2 m - Calado medido en el borde de ataque: Rha = 2,1 m AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 144 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES E.U.I.T. Naval - Calado del timón medido en el borde de salida: Rhf = 1,8 m - Ángulo de ataque para la máxima inclinación: α o = 15º - Velocidad del casco: V = 9 Nudos - Distancia horizontal desde el eje del timón hasta el CE: LC = 0,3 m - Carga empleada para los cálculos: σ = - Peso específico del fluido (agua del mar): ρ = 1.025 Kg/m3 - Relación de aspecto efectiva: Rha = 2,1 m ; Lu = 1,32 m Rhf = 1,8 m Li = 0,92 m ARe = 2 x - ; Rha + Rhf 2,1 + 1,8 =2x Lu + Li 1,32 + 0,92 ARe = 3,48 Coeficiente de sustentación: C= 0,11 0,11 = 2 2 1+ 1+ ARe 3,48 C = 0,069 α o es el ángulo de ataque para máxima sustentación = 15º C1r = C x α o = 0,069 x 15º - C1r = 1,048 Área lateral del timón: A1r = 0,25 x (Rha + Rhf) x (Lu + Li) = 0,25 x (2,1 + 1,8) x (1,32 + 0,92) A1r = 2,184 m2 - Fuerza lateral del timón: Fr = 0,5 x ρ x V2 x A1r x C1r = 0,5 x 1.025 x 4,632 x 2,184 x 1,048 Fr = 25.146,05 N AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 145 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISEÑO DE APÉNDICES - E.U.I.T. Naval Momento flector del timón: Mr = Rvc x Fr = 0,67 x 25.146,05 Mr = 16.847,853 N·m Siendo RVC la distancia vertical desde el centro de empuje CE hasta la parte alta del timón. - Momento torsor del timón: Tr = Lc x Fr = 0,3 x 25.146,05 - Tr = 7.543,815 N·m Diámetro del eje del timón: 32 d = π x σ Mr x + Mr 2 + 4 Tr 2 2 1 2 1 3 d = 8,54 mm Dibujo 7.3.a AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 146 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISPOSICIÓN GENERAL E.U.I.T. Naval Al proyectar la disposición tanto de la cubierta como de los interiores, hemos intentado conseguir una disposición práctica, con un buen grado de confort, habitabilidad y facilidad de manejo, siguiendo un esquema clásico con formas rectas y sencillas. 8.1. DISPOSICIÓN INTERIOR Al diseñar el interior del barco se han tenido en cuenta el uso de la embarcación y el número de personas que abordo van a ir. Se deben tener en cuenta, por tanto, que al tener travesías previstas de una semana, las personas pasarán bastante tiempo a bordo, por lo que se ha de hacer la estancia lo más confortable posible. Para este fin se dispone una zona de salón amplia e iluminada, con accesibilidad a cualquiera de los camarotes con facilidad. Los camarotes son espaciosos con amplias camas dobles, teniendo armarios en todos ellos que facilitan la manipulación del equipaje. En todo el barco se tiene una altura suficiente para que no se tengan problemas al moverse por el interior. A este efecto se ha tomado un francobordo alto en el diseño de la carena. Hay que tener en cuenta la disposición de tanques, baterías, bombas y motor que se van a llevar a bordo, ya que se ha de dejar el espacio necesario para ellos, situando en número mayor de ellos bajo el piso de forma que no dificulten un movimiento sin riesgo de golpes. Todos los interiores están realizados en ebanistería realizada con contrachapado marino WBP, chapado en teca de Birmania con molduras macizas o laminadas en teca. Barnizado con laca de poliuretano, con acabado satinado. Todas las puertas de paso están dotadas de cerradura y retenedor. Los techos son de material sintético lavable y están dotados de pasamanos. Los suelos son todos practicables, y están realizados en marquetería listada con barniz especial. Todos los colchones son de goma-espuma de densidad media, tapizados en AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 148 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISPOSICIÓN GENERAL E.U.I.T. Naval material sintético. Los sofás son de goma-espuma recubierta de poliéster para mejorar su textura. Las ventanas y escotillas llevan cortinas de tela lavable. Para la disposición interior hemos dividido la eslora en tres módulos principales separados por mamparos estructurales, logrando de este modo una distribución espaciosa y práctica. Estos módulos son camarotes de proa, módulo central y módulo de popa. CAMAROTES DE PROA Se extiende desde el mamparo de popa del pozo del ancla, hasta la cuaderna 24. Está equipado con una cama doble triangular y dos armarios, uno a cada banda. A popa de este camarote de dispone otro camarote que se extiende desde la cuaderna 24 hasta el mamparo estructural en la cuaderna 19. En él se sitúa a babor una cama doble adaptada a la forma del casco y un armario. En el costado de estribor se encuentra otro armario y un aseo equipado con lavabo, inodoro y placa ducha. MÓDULO CENTRAL Es el más amplio de los tres, y se extiende desde el mamparo estructural de proa hasta el mamparo estructural de popa. Engloba el salón, la cocina, aseo y la mesa de navegación. Está distribuido en dos alturas. El salón consta de dos sofás semicirculares, y en el centro una mesa ovalada. Todo el volumen de sofás es aprovechado en forma de tambuchos que permitirán la estiba de víveres, herramientas e incluso equipaje extra. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 149 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISPOSICIÓN GENERAL E.U.I.T. Naval La cocina se sitúa a popa de los sofás. Es de un diseño amplio y cómodo y está equipada con fregadero, fuego y horno de gas, microondas, lavadora y frigorífico con congelador. Toda la zona baja de la cocina es de armarios y cajones. A estribor de la cocina se sitúa el otro aseo del barco, siendo éste el más grande y está equipado con placa ducha, lavabo e inodoro. A proa del aseo se encuentra la mesa de cartas, con forma de “L”, en cuyo uno de los lados, en la parte inferior, se disponen cajones. En el costado se dispone de todos los equipos electrónicos de ayuda a la navegación, además de los sistemas de comunicaciones. También se encuentra un tablero con todos los interruptores de luces de navegación. Con respecto a la iluminación, durante las horas solares no hará falta luz artificial ya que la iluminación queda garantizada con los portillos superiores y una enorme cristalera, y durante la noche hay un punto de luz en la zona de sofás y dos puntos de luz en cocina y aseo. MÓDULO DE POPA En el módulo de popa se ubican dos camarotes, uno a cada banda, separados por la escalera de acceso. Los camarotes son simétricos y constan de cama doble y dos armarios. Debajo de cada cama se encuentran más tambuchos, además del acceso al eje del motor. El compartimento del motor se encuentra bajo las escaleras y está totalmente insonorizado. El motor es accesible desde los dos costados, y además dispone de una luz que ayuda en las tareas de mantenimiento y reparaciones. DISEÑO DE CUBIERTA Cada diseño de yate tiene su propia cubierta característica. La cubierta va en función de las necesidades que se crean prioritarias en ese yate. Como aclaración un ejemplo: los AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 150 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISPOSICIÓN GENERAL E.U.I.T. Naval requisitos de una embarcación de regata son muy diferentes a las de un crucero, por lo tanto la cubierta de uno es muy diferente a la del otro. Aunque siempre hay cualidades comunes. Cada una de estas cualidades tiene su prioridad para ser satisfecha. Es decir, para una determinada cubierta, una cualidad será la más importante, mientras que para otra cubierta, la misma cualidad tendrá otra relevancia. Normalmente la cubierta de un velero consta de las siguientes partes: bañera, pasillo y cubierta (propiamente dicho). Como ya se sabe, en el presente diseño se emula a un velero clásico, por lo que la cubierta debe ser sencilla, despejada, recta y con un número de cambios de nivel mínimo. Con ellos se consigue: a) Aumentar la superficie en la que tomar el sol b) Permitir movimientos rápidos al facilitar el paso Gracias a esta cubierta se consigue una cualidad antes no mencionada y es que tiene un número mínimo de obstáculos para la visión del timonel. Todas las escotillas y portillos se encuentran en la cubierta por lo que deben proporcionar toda la luz aire necesario en el interior. Para facilitar el gobierno de la embarcación se ha dispuesto de cuatro winches alrededor de la bañera. DISTRIBUCIÓN DE CUBIERTA A proa del mástil se aprecia una cubierta totalmente limpia a excepción de los cuatro portillos. Justo en la proa, se encuentra un espacio de estiba perfecto como pañol de velas y equipo de fondeo. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 151 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISPOSICIÓN GENERAL E.U.I.T. Naval Predomina a media eslora la gran cristalera que ilumina todo el salón, además del resto de portillos que permiten el paso de luz y una adecuada ventilación al interior. Todos los portillos tienen la bisagra hacia proa o hacia los costados con el fin de minimizar la entrada de agua. DISEÑO DE LA BAÑERA La bañera se encuentra centrada y a popa de la cabina. Con esta posición la cabina protege a la tripulación de los rociones típicos de cuando se navega en ceñida. En cuanto a las olas rompientes por popa no hay problema ya que hay una distancia razonable desde la popa hasta la propia bañera. Además el propio respaldo que circunda la bañera también protege de los rociones provocados por las olas que rompen en las aletas de babor y estribor. La bañera debe ser cómoda y útil para manejar todos los elementos necesarios para la navegación. Por ello debe permitir una gran versatilidad de posiciones. Como es la zona más empleada a bordo, es muy importante su correcto diseño, sobre todo de cara a la ergonomía y confort. Debido a la magnitud de la embarcación y la situación de la bañera que se ha escogido, se debe disponer de un sistema de gobierno hidráulico, por lo que obliga a escoger la rueda como sistema de gobierno. Los instrumentos de navegación se colocan aprovechando el pie que sustenta la rueda. PASILLOS El propio nombre ya indica su función, pero dicho con otras palabras, son unos corredores para permitir la libre circulación. Esta libre circulación es muy importante ya que AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 152 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. DISPOSICIÓN GENERAL E.U.I.T. Naval durante una maniobra, la tripulación debe moverse con agilidad y rapidez, por lo que no pueden existir obstáculos o peligro alguno. La mayoría de diseñadores coincide en que la anchura mínima debe ser de unos 40 centímetros para circular sin temores. Por lo tanto, para que los pasillos resulten anchos, la distancia mínima desde la cabina hasta el trancanil, debe superar el medio metro. JARCIA DE LABOR El carril de escotero de mayor se sitúa a proa de la rueda, en la parte superior de la cabina. De este modo se consigue una mayor facilidad de navegación con poca tripulación y en regatas. Para facilitar la maniobra y evitar enredos de cabos, dicha escota se envía al carril del escotero situado a cada banda de la bañera hasta los winches de la bañera. A los lados de la bañera, en los pasillos, se distribuyen cuatro winches; dos a babor y otros dos a estribor. La función de estos winches es la de cazar o soltar velas. Para izar las velas se usarán dos winches, ambas sobe la cabina y lo más a popa posible. Como ya se ha expuesto anteriormente, en proa se encuentra el equipo de fondeo. El molinete de dicho equipo es del modelo Condor de la casa Vetus, y el ancla tiene una masa de 40 Kg siendo ésta un ancla Lewmar Delta 40 Kg. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 153 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval 9.1. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN ELECCIÓN DEL TIPO DE MATERIAL A la hora de diseñar y construir la embarcación, es necesario elegir el material que se va a emplear. Los principales materiales utilizados en construcción naval son: la madera, el acero, el aluminio y los materiales compuestos. Desde el primer momento se ha descartado el uso de la madera como material de construcción de la embarcación. La madera es el material empleado tradicionalmente en la construcción naval, debido a su excelente flotabilidad y buen comportamiento ante reparaciones de pequeña y mediana envergadura. Sin embargo, presenta problemas a la hora de su utilización. En contra, hay que tener en cuenta que la madera es un material pesado. Su coste de adquisición es alto, y para la fabricación es necesaria mano de obra cualificada y experta. Una vez comenzada la construcción es complicado conseguir las formas deseadas, por tratarse de un material poco moldeable. La madera tiene poca resistencia a la putrefacción y requiere de un esmerado cuidado para conservarla en buen estado. Descartando la madera como material de construcción para la embarcación, se llevará a cabo, para una adecuada elección del material, un breve análisis de comparación entre los otros materiales: acero, aluminio y material compuesto, atendiendo a diversas características. a) Peso: Para una misma resistencia, claramente la embarcación será más pesada en acero que en aluminio, y este a su vez, que en plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV). AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 155 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval El peso de un barco construido en aluminio es ligeramente mayor que al de PRFV en estructura monolítica. La utilización de estructuras en sándwich así como técnicas de vacío disminuyen notablemente el peso de la estructura. Esta característica implica que para una misma velocidad de la embarcación, la potencia instalada en esta deba ser mayor en la construcción de acero que en aluminio o PRFV. b) Resistencia Estructural: Esta característica por sí sola no es indicativa, puesto que ya sea de acero, aluminio o PRFV, la embarcación deberá tener la misma resistencia estructural, y lo único que variarán serán los espesores y números de refuerzos. Aún así, la aleación de aluminio utilizada en construcción naval (Al-MG-MN 4,5 %) se suministra con un tratamiento de dureza que cuando se sueldan los topes o un refuerzo a una plancha de aluminio, las características mecánicas de la zona bajan sensiblemente por el tratamiento de recocido que sufre la zona. En cuanto a la rigidez, las estructuras de PRFV son menos rígidas que las de otros materiales. c) Fatiga: El aluminio trabaja mal a fatiga, por lo que si el diseño de la estructura no ha sido lo suficientemente cuidadoso, pueden existir zonas donde a lo largo de la vida de la embarcación aparezcan grietas. Esto suele ocurrir en zonas localizadas y sometidas a continuas vibraciones. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 156 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval d) Coeficiente de dilatación: El coeficiente de dilatación del aluminio es mayor que el del acero y el del PRFV, por lo que se requiere un cuidado especial en el proceso de armado y soldadura, ya que pueden aparecer deformaciones por el calor generado en los distintos procesos de construcción, que son muy difíciles de eliminar a posteriori. e) Resistencia a la corrosión: Se debe diferenciar entre la corrosión por efecto del oxígeno del aire y la corrosión electrolítica. En el primer caso tanto el aluminio como los materiales compuestos tienen un excelente comportamiento. En cambio, la corrosión galvánica no afecta a los materiales compuestos, pero al acero y sobre todo el aluminio se ven gravemente afectado. El aluminio, en contacto con otros materiales más electropositivos, se comporta de forma negativa, ya que sufre una fuerte corrosión galvánica (por ejemplo, en contacto con el acero), por lo que las embarcaciones construidas con este material deberán disponer de una buena protección catódica, mediante ánodos de sacrificio, y una frecuente vigilancia del estado de conservación de estos. Por otra parte, y desde el punto de vista estético, una embarcación de PRFV siempre se encuentra en mejor estado que una de acero o aluminio. f) Mantenimiento y reparación: Las embarcaciones construidas en PRFV presentan unos gastos de mantenimiento mínimos en comparación con estructuras construidas en acero o aluminio. En cuanto a la reparación, tanto para el acero como para el PRFV es relativamente fácil encontrar talleres preparados para reparar este tipo de materiales. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 157 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Sin embargo, debido a la dificultad que presentan los trabajos con aluminio, sobre todo en soldadura, siempre es más difícil encontrar talleres especializados. g) Soldadura: Como se ha mencionado antes, es el aspecto más delicado de la fase de construcción y reparación de una estructura de aluminio. Por ello, si no se dispone de instalaciones adecuadas, un proceso muy controlado y un diseño específico para el aluminio, pueden aparecer problemas a posteriori de agrietabilidad de difícil y costosa solución. h) Resistencia al fuego: En este caso, las embarcaciones construidas en acero son claramente superiores, ya que en el caso del aluminio, el magnesio que contiene la aleación, arde. En el caso de PRFV, al ser la resina de poliéster un plástico termoestable, se carboniza sin deformación produciendo humos tóxicos. Aún así, las características de resistencia al fuego se pueden mejorar utilizando resinas de ácido caliente, que se utilizan como retardador de llama. i) Coste: Si se construye una sola embarcación, el coste de la estructura fabricada en PRFV es similar a la de aluminio y superior a una de acero. Si se construyen varias unidades, el coste de las estructuras fabricadas en PRFV es claramente inferior a las de aluminio y acero. Esto se debe a que en el caso del PRFV se construyen un modelo y un molde cuyo coste se amortiza entre todas las unidades construidas. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 158 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO j) E.U.I.T. Naval Conclusiones: En pequeñas y medianas embarcaciones, se impone claramente el PRFV sobre otros materiales principalmente por: - Costes más bajos, ya que normalmente se construyen varias unidades. - Buen comportamiento en ambiente salino. - Muy buena relación resistencia/peso. - Coste de mantenimiento bajo. - Fácil reparación. - Buena confortabilidad. - Embarcación siempre con buena presencia física. Con respecto a la utilización de acero o aluminio, si se desea un barco con buena presencia, un bajo mantenimiento y alta velocidad, el aluminio es claramente mejor opción que el acero. En este proyecto se usará PRFV para la construcción del casco, refuerzos, cubierta y mobiliario exterior. PROPIEDADES DEL MATERIAL A EMPLEAR Los materiales compuestos son una combinación de resinas sintéticas y material reforzante, de tal manera que las propiedades mecánicas de la resina y del refuerzo consiguen combinarse y aumentarse. En el mercado existe una gran variedad de formatos de presentación de las resinas y fibras, cada una con unas propiedades características. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 159 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Los materiales compuestos están formados por dos partes: la matriz, que sirve fundamentalmente de base de los otros materiales, y el refuerzo, que será de otro material distinto al de la matriz. a) Matriz: Existen distintos tipos de matrices, que se resumirán en la siguiente tabla: Tabla 9.1.a Inorgánicas Cemento, Yeso, Matrices cerámicas, Matrices metálicas Epoxi, Vinilester, Poliéster, Termoestables Matrices Fenólicas, Poliimidas, Polieteramida, Esteres cianato Orgánicas Policloruro de Vinilo (PVC), Termoplásticos Polietileno, Polipropileno, Policarbonato, Poliestireno, Pet, Nylon, Peek, Poliamidas En la embarcación de este proyecto se utilizará una Resina Termoestable, de gran utilidad en construcción naval, y que se caracteriza por no variar sus propiedades con los cambios de temperatura. Dentro del grupo de las termoestables, las resinas se pueden clasificar de la siguiente forma en función de la temperatura de utilización: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 160 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Tabla 9.1.b Bajas temperaturas Poliéster caliente Vinilester Medias temperaturas Epoxi Medias-altas temperaturas Altas temperaturas Isoftálica, Ortoftálica, Ácido Fenólica Bismaleimida, Poliimida, Esteres cianato, Polieteramida En la embarcación de este proyecto se utilizará Resina de Poliéster, por ser la más utilizada en construcción naval. Químicamente, la Resina de Poliéster es un polímero de condensación que resulta de la reacción de: Ácido orgánico dibásico + Alcohol dihídrico (glicol) Las Resinas de Poliéster se clasifican, como se indica en la tabla anterior, en tres tipos: - Ortoftálica: es una resina de utilización general. - Isoftálica: grandes propiedades de resistencia al desgaste y a agentes químicos. - Ácido caliente: se utiliza como retardador de llama. También son de uso común las resinas Epoxi, que reciben ese nombre por incluir en su composición dos grupos epóxidos. Muestran buenas calidades de resistencia mecánica y química, también a la abrasión y poseen buenas cualidades eléctricas, aunque una de sus principales ventajas sobre la resina de poliéster es su baja concentración (1%-2%) que incluso puede reducirse hasta prácticamente a cero. Es más cara que la resina de poliéster. En este proyecto se utilizará la Resina de Poliéster Isoftálica. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 161 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Es necesario mencionar que para que se produzca el endurecimiento o curado de las distintas variedades de resina en un plazo que resulte lo suficientemente corto para que resulte rentable su uso, es necesario añadirle dos productos conocidos como catalizador y activador o acelerador, en proporciones concretas. El catalizador produce radicales libres que provocan la iniciación de la reacción de polimerización y el activador o acelerador refuerza la acción del catalizador y permite polimerizar a temperaturas menos elevadas. Por esta razón, también resulta un material excelente para construcción, ya que variando las proporciones de estos productos se puede conseguir un curado más o menos rápido según interese. No esta de más advertir que nunca se debe mezclar el catalizador y el activador o acelerador directamente, pues provoca una violenta explosión. El activador se añade a la resina previamente. En el campo de las resinas, y en el caso de este proyecto, es necesario mencionar la posibilidad de añadir a la misma una cierta cantidad o “carga” de material colorante para conseguir distintos acabados traslúcidos u opacos. En el mercado existe gran cantidad de estos elementos. Así, por ejemplo, para acabados metalizados, puede añadirse polvo de aluminio o pequeñas láminas de vinilo. En conclusión de todo lo anterior se ha decidido en este proyecto utilizar como material de construcción la resina de poliéster reforzada con fibra de vidrio. b) Refuerzo: Como ya se ha dicho, el tipo de refuerzo de esta embarcación será fibra. Por lo general, este tipo de compuestos consiguen mayor resistencia a la fatiga, menor rigidez y una AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 162 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval mejor relación resistencia-peso, al incorporar fibras resistentes y rígidas, aunque frágiles, en una matriz más blanda y dúctil. El material matriz transmite la fuerza a las fibras, las cuales soportan la mayor parte de la fuerza aplicada. La resistencia del compuesto puede resultar alta a temperatura ambiente y a temperaturas elevadas. Se pude hacer una clasificación, según su naturaleza, de las diferentes clases de fibras que existen en el mercado. Esta clasificación está recogida en la siguiente tabla: Tabla 9.1.c Fibras cerámicas Fibras de origen mineral Carburo de Silicio, Alúmina Fibras metálicas Fibras inorgánicas Carbono, Vidrio, Boro Fibras orgánicas Aramida, Polietileno Fibras de origen orgánico Para la fabricación de esta embarcación se usará un tipo de fibra inorgánica, concretamente la fibra de vidrio. Su elección se debe principalmente a sus buenos resultados, basados en la experiencia en otras embarcaciones, y por sus generalidades y propiedades, que se resumen a continuación: GENERALIDADES - Basadas en óxido de silicio, con adicción de óxidos de Ca, B, Na, Fe y Al. - Vidrios amorfos. - Resistencia y rigidez. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 163 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval - Propiedades isótropas. - Tratamiento superficial: protege, une, lubrica, antiestático, unión matriz. PROPIEDADES - Alta adherencia fibra-matriz. - Resistencia mecánica. - Características eléctricas. - Incombustibilidad. - Estabilidad dimensional. - Compatibilidad con las materias orgánicas. - Imputrescibilidad. - Débil conductividad térmica. - Excesiva flexibilidad. - Bajo coste. Existen diferentes tipos de fibra de vidrio: A, E, S y R. En esta embarcación se utilizará fibra tipo “S”, por ser comúnmente utilizada en embarcaciones de este tipo, obteniéndose buenos resultados, y por las propiedades que a continuación se mencionan: Tabla 9.1.d CARACTERÍSTICAS VIDRIO “S” DIÁMETRO DEL HILO (µm) 10 DENSIDAD (Kg/m3) 2.480 MÓDULO DE ELASTICIDAD (GPa) 86 RESISTENCIA A TRACCIÓN (GPa) 4,59 MÓDULO ESPECÍFICO 34 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 164 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO COEFICIENTE EXPANSIÓN TÉRMICA (10-6/ºK) E.U.I.T. Naval 5,1 La fibra de vidrio se presenta en forma de “tejido” de filamentos perfectamente entrecruzados. En este caso recibe la denominación de WR (del inglés “Woven rovings”). También se presentan en forma de masa de mechas de filamentos colocados aleatoriamente y recibe la denominación de CSM (del inglés “Chopped Stran Mat”) o simplemente MAT. En empresas especializadas pueden adquirirse estos y otros formatos, existiendo varias posibilidades en cuanto al peso de fibra por metro cuadrado que contiene cada uno. Además para reforzar zonas concretas, se utilizan “mechas” de fibras continuas que aportan gran resistencia en la dirección de la fibra. El éxito del uso de la fibra de vidrio en el mundo de los materiales compuestos se debe a las excelentes características que proporciona al material una vez solidificado: baja densidad y por tanto, reducido peso, gran resistencia mecánica y eléctrica y su baja reactividad química (en especial con el agua salada). En este proyecto se utilizará tela de hebra desbastada o fibras trenzadas (MAT) y tejido de mechas tejidas. 9.2. PROCESO DE CONSTRUCCIÓN Debido a la naturaleza del material a emplear, resina de poliéster reforzada con fibra de vidrio, es necesario disponer de una superficie sólida sobre la cual aplicar el material, de manera que tras el fraguado adopte la forma deseada. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 165 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Existe la posibilidad de realizar moldes “machos” o moldes “hembra”. El molde macho es aquel que adopta la forma del interior del casco de la embarcación. Una vez se ha procedido al laminado y ha finalizado el proceso de fraguado, al separar casco del molde, el exterior presenta una superficie áspera e irregular. Por tanto requiere un trabajo adicional de pulido y terminación de la superficie. El molde hembra, sin embargo, adopta la forma exterior del casco. Es el más indicado. Una vez desmoldado la superficie exterior de la embarcación esta prácticamente lisa y terminada, a falta corregir pequeñas imperfecciones. Otra ventaja de este tipo de moldes es la de permitir un control total de las dimensiones de la pieza, algo que en los moldes machos resulta muy complicado durante la laminación. Sin embargo, también presentan algunos riesgos, tales como la aparición de bolsas de aire entre el molde y la superficie de la pieza, que pueden producir graves deformaciones en la misma. Otro detalle a tener en cuenta es la posibilidad de realizar un molde válido para varias laminaciones o un molde de “usar y tirar”. En ambos casos es necesario tener en cuenta la rentabilidad del proyecto, pues la construcción de un molde multiuso requiere una gran inversión de tiempo y recursos económicos. Por tanto, en el caso de que se desee construir una serie completa de cascos iguales, puede estar indicado el empleo de moldes multiuso. Sin embargo, para la construcción de un sólo casco o un número muy limitado, conviene estudiar la posibilidad de elaborar moldes de usar y tirar. En el caso de este proyecto, se ha decidido por el empleo de un molde hembra de usar y tirar. La elección del molde hembra se debe a las razones anteriormente expresadas: excelente terminación exterior de la pieza y un más sencillo control dimensional. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 166 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Durante todo este proyecto, un factor que se ha intentado mantener es el de conseguir un producto comercialmente atractivo. Esto implica ofrecer una embarcación de calidad a un precio razonable. Por esta razón un molde de usar y tirar de bajo presupuesto parece la opción más acertada. Una vez construido el molde de laminación, se prepara convenientemente para que su interior presente una superficie perfectamente lisa y limpia. Uno de los inconvenientes del uso de la resina de poliéster es que se adhiere con gran fuerza a cualquier superficie. Por tanto, a la hora de separar la pieza del molde, puede ocurrir que esta labor resulte prácticamente imposible. Para solucionar este problema, antes de comenzar a aplicar las distintas capas de resina y fibra es necesario aplicar sobre la superficie de laminado un agente “desmoldeante”. Este agente puede ser algún producto basado en cera brillante, acetato de celulosa disuelto en acetona, alcohol de polivinilo (siempre acompañando a algún otro desmoldeante y no como único agente) y algunos tipos de láminas de separación. Estas láminas pueden ser de acetato, neopreno y otros. El más comúnmente utilizado es el desmoldeante que incluye como producto base la cera, por su fácil aplicación y excelentes propiedades. El siguiente paso en el proceso de laminado es la aplicación de la capa de terminación o “gel-coat”. Teniendo en cuenta que se utilizará un molde hembra, la primera capa de resina que se aplicará será la más exterior. Por esta razón y para conseguir las propiedades hidrodinámicas y estéticas, esta capa debe aplicarse con especial cuidado, evitando la formación de burbujas de aire. Si se desea un casco de un color determinado, es el momento AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 167 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval de añadir a la resina que compone el gel-coat la carga necesaria de colorante, cuidando de que se disperse convenientemente por toda la capa de resina para que el color resulte uniforme por todo el casco de la embarcación. El gel-coat se aplicará con una brocha ancha y suave dando largas pinceladas continuas. Se aplicará siempre en la misma dirección. También podrá aplicarse con un rodillo de lana, siguiendo las mismas indicaciones. En cualquier caso, el objetivo es conseguir una capa de espesor de 0,2 a 0,5 milímetros. Para conseguir el espesor deseado, se aplicarán tantas capas como fuese necesario, esperando a que se solidifique cada capa antes de aplicar la siguiente. Una vez seca la capa de gel-coat, se aplicará una capa de resina y a continuación una MAT, otra de resina, una de tejido, y así sucesivamente hasta conseguir el espesor necesario para el escantillonado calculado. Este proceso se efectuará de forma artesanal o mecánica, dependiendo de los medios del constructor. Durante todo el proceso, se evitará en lo posible la aparición de burbujas de aire (una vez endurecido el casco, estas burbujas provocarían puntos débiles). También se pondrá especial cuidado en el empalme de las distintas piezas de tejido, realizando un solape que garantice suficientemente la unión. Pueden aplicarse de forma consecutivas varias capas de resina y fibra, no siendo imprescindible esperar a que se endurezcan las anteriores. Sin embargo, en espesores gruesos es necesario contar con el efecto exotérmico que se produce durante el curado y en como este efecto puede afectar al molde y a la capa de gel-coat. Conviene detener la laminación al alcanzar un espesor correspondiente a 2 Kg. de laminado por metro cuadrado. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 168 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Una vez laminado el molde teniendo en cuenta los datos de escantillonado, se colocan en su interior en los lugares previamente calculados los núcleos de los refuerzos (cortados en las medidas establecidas) y se procede a su laminado. La terminación interior del casco, dependerá en gran medida de la decoración interior, siendo posible aplicar tratamientos estéticos tales como pintado o aplicación de resinas de terminación según esa zona quede visible o no. Una vez finalizada la laminación y transcurrido el tiempo necesario para el curado de la pieza, hay que proceder a la separación de la misma del molde. A pesar de aplicar agentes desmoldeantes, esta no suele ser una tarea fácil. En cascos pequeños, puede intentarse dando la vuelta al molde, de manera que la pieza se separe por efecto de su propio peso. En embarcaciones mayores, los métodos más comúnmente utilizados es la introducción de aire comprimido o de agua entre la superficie interior del molde y la exterior del casco. En el caso de usar agua, se produce un curioso efecto: el casco se separa repentinamente para flotar dentro del molde. A continuación se coloca el casco sobre una cama de construcción con sus formas para proceder a la terminación superficial y montaje del resto de los elementos. Aunque no se ha mencionado, para aprovechar los tiempos de secado y las cantidades de resina preparada, se procede a la vez tanto al laminado del casco como al del resto de elementos que componen la embarcación, es decir, cubierta y elementos interiores y exteriores del casco. Una vez preparados, se procede al montaje de toda la embarcación siguiendo un orden lógico en función de todos los servicios interiores que se hayan dispuesto. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 169 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval 9.3. SOCIEDAD DE CLASIFICACIÓN Existen varias posibilidades para proceder al cálculo de los escantillones de la estructura de la embarcación. Las más acertadas y aplicadas son las normativas expedidas por las distintas Sociedades de Clasificación. En este proyecto se procederá al cálculo aplicando la normativa de la LLOYD´S REGISTER OF SHIPPING, correspondiente a Agosto de 1978. Es una normativa algo antigua y en determinados cálculos tiende al sobredimensionamiento de los refuerzos, pero aún así es perfectamente posible su utilización en este proyecto. El nombre de la norma es: “Normas y reglas para la clasificación de yates y pequeñas embarcaciones”. Se utilizará el Apartado 2 “Construcción del casco”, y dentro de éste, el Capítulo 2 “Plásticos reforzados con vidrio”. En el punto 4.2 de la normativa se establecen las características mecánicas del material conseguido tras la laminación y sobre las cuales se han elaborado el conjunto de reglas que la forman. Estas características mecánicas se recogen en la siguiente tabla: Tabla 9.2.a N/mm2 Kgf/mm2 ESFUERZO MÁXIMO DE TENSIÓN 85 8,66 MÓDULO DE TENSIÓN 6.350 647 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 170 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval FUERZA LÍMITE DE FLEXIÓN 152 15,5 MÓDULO DE FLEXIÓN 5.206 531 FUERZA LÍMITE DE COMPRESIÓN 117,2 11,9 MÓDULO DE COMPRESIÓN 6.000 612 FUERZA LÍMITE DE CORTE 62 6,32 MÓDULO DE CORTE 2.750 280 FUERZA INTERLAMINAR DE CORTE 17,25 1,76 GROSOR NOMINAL DE LAMINADO POR 0,7 mm. por 300 g/m2 PESO DE REFUERZO La aplicación de la normativa comienza con el cálculo de la eslora de escantillonado, que es la media aritmética de la eslora de flotación LWL y la eslora total LOA, en metros: L ESC = LOA + LWL 2 L ESC = 16,6 + 14,8 2 LESC = 15,7 m. También es necesario conocer el valor del coeficiente V , donde V representa la LWL velocidad máxima en nudos que puede alcanzar la embarcación. El reglamento de la LLOYD´S REGISTER OF SHIPPING establece en su normativa, en el punto 4.1.2, la imposibilidad de aplicar el mismo en los siguientes casos: - La velocidad exceda de 35 nudos. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 171 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO - V El coeficiente E.U.I.T. Naval exceda de 10,8. LWL - El desplazamiento de una embarcación con una V de 3,6 o mayor, no exceda LWL de 0,094 (L2 – 15,8) Tn. - La eslora de escantillonado exceda de 30 m. 9.4. APLICACIÓN DE LAS REGLAS DE LA LLOYD’S REGISTER OF SHIPPING RESTRICCIONES EN LA APLICACIÓN DE LA NORMATIVA A continuación se recogen los resultados de aplicar dicha normativa, comenzando por la comprobación de los cuatro supuestos anteriores y que garantizan el uso correcto de los cálculos: a) Velocidad máxima menor de 35 nudos: En este proyecto la embarcación alcanza los 9 nudos, por lo cual, cumple esta restricción. b) El coeficiente V no exceda de 10,8: LWL Con una velocidad máxima de 9 nudos y una eslora en la flotación de 14,8 m. se obtiene un coeficiente de: V LWL = 9 14,8 = 2,339 Que como se observa es menor que 10,8 por lo que cumple esta restricción. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 172 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO c) El desplazamiento de una embarcación con una E.U.I.T. Naval V de 3,6 o mayor, no exceda LWL de 0,094 (L2 – 15,8) Tn: El coeficiente V de esta embarcación es de 2,339, menor que 3,6, por lo que esta LWL restricción no la cumple. d) La eslora de escantillonado menor de 30 m: La eslora de escantillonado de esta embarcación es de 15,7 m. por lo que cumple esta restricción. ESPESOR DEL LAMINADO Aplicando lo recogido en los puntos 4.2.2 y 4.2.3 de esta normativa, el espesor de una determinada capa de laminado depende de la cantidad de resina que absorbe la fibra empleada: Espesor de una capa de fibra: t = W 2,56 x − 1,36 mm 3072 Gc Donde: - W es el peso de la capa de refuerzo, en g/mm2 - Gc es la fibra de vidrio contenida en la capa Este proyecto se realizará alternando tejido Chopped Stram Mat (CSM) y Woven Roving (WR) los cuales tienen un contenido de fibra en una capa de laminado de: 0,34 % para Chopped Stram Mat 0,50% para Woven Roving AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 173 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Estos tejidos se presentan en múltiples formatos, dependiendo del peso de refuerzo por metro cuadrado. En este proyecto se usarán los que aparecen en la siguiente tabla, a los cuales se les ha calculado el espesor según la normativa aplicable: Tabla 9.4.a Tipo de fibra de vidrio W (g/mm2) Gc Espesor (mm) MAT 300 300 0,34 0,60 MAT 450 450 0,34 0,90 MAT 500 500 0,34 1,00 MAT 600 600 0,34 1,20 TEJIDO 450 450 0,50 0,55 TEJIDO 500 500 0,50 0,61 TEJIDO 600 600 0,50 0,75 TEJIDO 800 800 0,50 1,00 9.5. LAMINADO DEL CASCO El laminado del casco tiene que ser una moldura simple o inicialmente moldeado como dos mitades unidas. La parte exterior del casco tiene que tener una capa de gel-coat. Donde los cambios de la forma del casco ocurren, como los del límite del espejo de popa o pantoque, el refuerzo será llevado durante y después de la articulación. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 174 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval El casco será localmente incrementado en grosor para la colocación de la mecha del timón, soporte de la hélice, etc. El incremento del peso del laminado tiene que ser gradualmente reducido al peso normal del laminado, y los filos expuestos a cualquier abertura en el laminado del casco serán sellados con resina. En el cálculo del laminado del casco se distinguirán tres partes principales que se diferenciarán por su espesor. Dichas partes son: - SIDE o costado, que comprende la superficie delimitada por la línea de unión costado-cubierta y por una línea paralela a la flotación trazada 15 mm sobre la misma. - KEEL o quilla, que se extiende en mayor o menor magnitud a ambos lados de la línea de crujía sobre el fondo de la embarcación. - BOTTOM o fondo, que es la superficie comprendida entre las dos anteriores. En la siguiente imagen se puede ver la distribución de las anteriores áreas: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 175 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Dibujo 9.5.a Para cada una de estas zonas se debe de elaborar una secuencia de laminado a base de Tejido, Mat y Resina, hasta obtener un espesor y peso mínimo requeridos, anteriormente obtenidos de una tabla en la que se entra con la eslora de escantillonado de la embarcación. En la Tabla 2.5.2 del Reglamento se recoge el “Peso del casco laminado para veleros y embarcaciones auxiliares”. Para obtener el valor del peso del casco necesario para las zonas de fondo y costado se debe entrar en la tabla con la eslora de escantillonado y, en este caso, hacer la interpolación. Para una LESC = 15,7 m. el peso del casco en el fondo y en los costados será: Tabla 9.5.a ESLORA DE PESOS DEL CASCO (g/m2) ESCANTILLONADO (m) 14 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García FONDO COSTADO 4.650 3.550 176 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval 15,7 4.990 3.805 16 5.050 3.850 PESO DEL LAMINADO DEL FONDO: 4.990 g/m2 PESO DEL LAMINADO DEL COSTADO: 3.805 g/m2 LAMINADO DEL FONDO O BOTTOM El peso del laminado del fondo (calculado anteriormente) es de 4.990 g/m2. Este peso, al igual que el resto de los pesos para las demás zonas del casco, tiene que ser corregido multiplicándolo por el factor de corrección Kw según el punto de la normativa 4.3.4, sección b), donde: Kw = (2,8 x Gc ) + 0,16 Gc es el contenido de fibra en el conjunto del laminado y responde a la siguiente fórmula: Gc = 2,56 3.072 x T + 1,36 W Donde T es el espesor total del laminado y W el peso total del laminado. En la siguiente tabla, se recoge un posible laminado para conseguir un peso igual o mayor que el hallado en la Tabla 9.5.a, según la normativa LLOYD’S: Tabla 9.5.b LAMINADO DEL FONDO CAPA AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García g/m2 (capa) t (capa) 177 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval MAT 300 0,60 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 300 0,60 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 300 0,60 Nº DE CAPAS 17 ESPESOR TOTAL PESO 8.200 13,10 LAMINADO Tabla 9.5.c Gc (laminado) 0,4084 Kw 1,3036 Peso inicial 4.990 Peso laminado (corregido) 6.505,2 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 178 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO Espesor laminado fondo E.U.I.T. Naval 13,10 Los pesos están en g/m2 y los espesores en mm. Con este laminado se obtiene un peso de laminado de 8.200 g/m2, que supera el peso corregido, 6.505,2 g/m2, con lo que este laminado es aceptable para satisfacer el peso del laminado corregido exigido por la normativa aplicada en la Tabla 9.5.a. LAMINADO DEL COSTADO O SIDE En esta ocasión se hace lo mismo que con el laminado del costado. En la siguiente tabla se recoge un posible laminado para conseguir un peso de laminado igual o superior al obtenido en la Tabla 9.5.a por la normativa LLOYD’S. Al igual que en el caso del laminado del fondo, también se ha aplicado la corrección: Tabla 9.5.d LAMINADO DEL COSTADO CAPA g/m2 (capa) t (capa) MAT 300 0,60 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 300 0,60 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 179 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 300 0,60 Nº DE CAPAS 13 ESPESOR TOTAL PESO 6.300 10 LAMINADO Tabla 9.5.e Gc (laminado) 0,4105 Kw 1,3094 Peso inicial 3.805 Peso laminado (corregido) 4.982,3 Espesor laminado costado 10 Los pesos están en g/m2 y los espesores en mm. Con este laminado se obtiene un peso de laminado de 6.300 g/m2, que supera el peso corregido, 4.982,3 g/m2, con lo que este laminado es aceptable para satisfacer el peso del laminado corregido exigido por la normativa aplicada en la Tabla 9.5.a. LAMINADO DE LA QUILLA O KEEL La obtención del peso del laminado en esta zona se realiza según lo recogido en el apartado 5.3.3 de la normativa LLOYD’S para veleros y embarcaciones auxiliares. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 180 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval En dicho punto se indica que el peso y la manga mínima de la quilla están dados en las columnas 6 y 7 de la Tabla 2.5.2, y que están basados en una sola quilla laminada: Tabla 9.5.f ESLORA DE QUILLA ESCANTILLONADO MANGA (mm) PESO (g/m2) 585 7.600 15,7 627,5 7.940 16 635 8.000 (m) 14 PESO DEL LAMINADO DEL FONDO: 7.940 g/m2 Como el laminado del fondo es inferior al que se requiere en la quilla, hay que aplicar el peso de laminación necesario en la quilla. El peso a añadir debe ser suficiente para obtener el propio peso requerido en la quilla. En la siguiente tabla, se recoge un posible laminado para conseguir un peso igual o mayor que el hallado en la Tabla 9.5.f, según la normativa LLOYD’S: Tabla 9.5.g LAMINADO DE LA QUILLA CAPA g/m2 (capa) t (capa) MAT 300 0,60 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 181 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 300 0,60 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 300 0,60 Nº DE CAPAS 21 ESPESOR TOTAL PESO 10.800 17,10 LAMINADO Tabla 9.5.h Gc (laminado) 0,4113 Kw 1,3117 Peso inicial 7.940 Peso laminado (corregido) 10.800 Espesor laminado fondo 17,10 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 182 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Los pesos están en g/m2 y los espesores en mm. 9.6. REFUERZOS DEL CASCO Una vez calculado el laminado en las tres zonas principales del casco (fondo, quilla y costados), hay que definir los distintos refuerzos que se encuentran a lo largo y ancho del casco. Para ello, la normativa divide estos esfuerzos en tres grupos: Armazón Transversal, Armazón Longitudinal y Cubierta y Superestructura. El Armazón Transversal está compuesto por los refuerzos transversales, es decir, varengas, cuadernas del costado y otros refuerzos especiales dispuestos coincidentes con el mamparo de proa. El Longitudinal está compuesto por los longitudinales de fondo y costado, y bulárcamas de centro y de costado. Por último, la zona de Cubierta y Superestructura está compuesta por el peso de la propia cubierta, los baos y los longitudinales de cubierta. La estructura de la embarcación será transversal, por lo que los refuerzos estarán compuestos por cuadernas, varengas, mamparos estructurales y baos. También se colocarán ciertos refuerzos longitudinales, como serán vagras y longitudinales de cubierta. ESPACIADO BÁSICO DEL REFUERZO Se define como la distancia medida entre los centros geométricos de dos refuerzos consecutivos. Debido a que la estructura será transversal, se fijará un espaciado entre refuerzos de 0,5 m. Con esta separación se evita colocar refuerzos longitudinales, a excepción de ciertas zonas, como serán 4 vagras, un longitudinal en el pantoque y otro en la unión de la traca de cinta con la cubierta. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 183 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Dicho espaciado se utilizará para interpolar en las siguientes tablas: - 2.6.2: “Armazón transversal para embarcación a motor, velero y embarcación auxiliar” - 2.6.3: “Armazón longitudinal para motor, velero y auxiliar” - 2.7.1: “Peso del laminado de la cubierta superior en embarcaciones a motor, veleros y auxiliares” - 2.7.2: “Módulo de los baos de la cubierta superior en embarcaciones a motor, veleros y auxiliares” - 2.7.5: “Peso del laminado de la superestructura y la cabina de popa en embarcaciones a motor, veleros y auxiliares” En estas tablas se entrará con el valor fijo del espaciado de refuerzos, y se interpolará según el valor de la eslora de escantillonado. LAMINADO DE REFUERZOS TRANSVERSALES Se debe mencionar que el reparto de los refuerzos transversales de la embarcación se realizará de forma que no resulten un obstáculo a la hora de disponer los interiores. Para el cálculo de los refuerzos transversales del casco, la normativa LLOYD’S establece unas reglas generales en cuanto al módulo resistente final que deben tener. Sin embargo, los detalles como la morfología de los refuerzos quedan a disposición del proyectista. Para dicho cálculo, la normativa LLOYD’S aporta una tabla en la que se puede calcular el módulo mínimo necesario para los refuerzos transversales (Tabla 2.6.2: “Armazón transversal para embarcaciones a motor, velero y embarcación auxiliar”). AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 184 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval En dicha Tabla aparece el módulo resistente para los refuerzos transversales en V función del calado y del coeficiente : LWL Tabla 9.6.a MÓDULO RESISTENTE DE VARENGAS Y CUADERNAS (cm3) V CALADO (m) < 3,6 LWL VARENGA DE CUADERNA DE CENTRO COSTADO 2,25 80 30 2,5 173,93 68,93 5,75 1.395 575 El módulo resistente obtenido en la tabla para los refuerzos es: MÓDULO RESISTENTE VARENGAS DE CENTRO: 173,93 174 cm3 MÓDULO RESISTENTE CUADERNAS DE COSTADO: 68,93 69 cm3 El módulo obtenido en la Tabla 9.6.a ha de ser corregido según el Punto 4.3.5, sección b) de la normativa aplicada, multiplicándolo por el factor de corrección Kz: Kz = 1 15 (Gc − 6 Gc + 1,45) 2 Considerando una geometría del refuerzo según la siguiente figura, llamado “sombrero de copa”, por descomposición del mismo en conjunto de paralelogramos se puede calcular su módulo resistente (en función de unas dimensiones iniciales), para comprobar que se alcanza el módulo requerido por la normativa. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 185 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Dibujo 9.6.a La descomposición en paralelogramos se realiza de la siguiente manera: Dibujo 9.6.b Haciendo uso de una hoja de cálculo se puede obtener el módulo resistente para estos refuerzos. Los datos de partida son: - Módulo resistente obtenido en la Tabla 9.6.a - Dimensiones iniciales - Gc del laminado de la zona a reforzar - Espesor de la zona a reforzar AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 186 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval a) Varengas de centro: Tabla 9.6.b DIMENSIONES (mm) T 17,1 t1 7 t2 7 C 150 h 83 W 500 F 200 Tabla 9.6.c ELEMENTO ÁREA (mm2) Yg (mm) A x Yg (mm3) Ip (mm4) I (mm4) 1 2.800 20,6 57.680 11.433,33 1.199.641,33 2 1.162 58,6 68.093,2 667.084,83 4.657.346,35 3 1.050 103,6 108.780 4.287,5 11.273.895,5 4 8.550 8,55 73.102,5 208.342,13 833.368,5 TOTAL 13.562 307.655,7 17.964.251,69 Tabla 9.6.d Yg (neutra) 22,685 mm Y (máxima) 84,415 mm In (línea neutra) 10.985.042,887 mm4 Módulo resistente real 130.131,606 mm3 Gc (fondo) 0,4113 Kz 0,6580 Módulo resistente (tabla) 174.000 mm3 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 187 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO MÓDULO CORREGIDO E.U.I.T. Naval 114.489,847 mm3 b) Cuadernas de costado: Tabla 9.6.e DIMENSIONES (mm) T 10 t1 7 t2 7 C 90 H 83 W 500 F 100 Tabla 9.6.f 2 ELEMENTO ÁREA (mm ) Yg (mm) A x Yg (mm3) Ip (mm4) I (mm4) 1 1.400 13,5 18.900 5.716,67 260.866,67 2 1.162 51,5 59.843 667.084,83 3.748.999,33 3 630 96,5 60.795 2.572,5 5.869.290 4 5.000 5 25.000 41.666,67 166.666,67 TOTAL 8.192 164.538 10.045.822,67 Tabla 9.6.g Yg (neutra) 20,085 mm Y (máxima) 79,915 mm In (línea neutra) 6.741.043,194 mm4 Módulo resistente real 84.352,881 mm3 Gc (fondo) 0,4105 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 188 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Kz 0,6602 Módulo resistente (tabla) 69.000 mm3 MÓDULO CORREGIDO 45.553,632 mm3 LAMINADO DE REFUERZOS LONGITUDINALES En la Tabla 2.6.3 del Reglamento aparece el módulo resistente para los longitudinales en función de la eslora y del coeficiente V , manteniendo constante el valor del espaciado LWL entre refuerzos: Tabla 9.6.h MÓDULO RESISTENTE DE LONGITUDINALES (cm3) V ESLORA (m) < 3,6 LWL FONDO COSTADO 14 150 100 15,7 171,25 113,81 30 350 230 El módulo resistente obtenido en la tabla para los longitudinales del fondo y costados son: MÓDULO RESISTENTE LONGITUDINALES DEL FONDO: 171,25 172 3 cm MÓDULO RESISTENTE LONGITUDINALES DEL COSTADO: 113,81 114 cm3 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 189 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval El módulo obtenido en la Tabla 9.6.h ha de ser corregido según el Punto 4.3.5, sección b) de la normativa aplicada, multiplicándolo por el factor de corrección Kz: Kz = 1 15 (Gc − 6 Gc + 1,45) 2 La morfología de este tipo de refuerzo es similar a las de los refuerzos transversales. Por tanto, con la ayuda de la hoja de cálculo se obtendrá el módulo resistente apto y las dimensiones de estos. a) Longitudinales del fondo: Tabla 9.6.i DIMENSIONES (mm) T 17,1 t1 7 t2 7 C 150 h 83 W 500 F 200 Tabla 9.6.j 2 ELEMENTO ÁREA (mm ) Yg (mm) A x Yg (mm3) Ip (mm4) I (mm4) 1 2.800 20,6 57.680 11.433,33 1.199.641,33 2 1.162 58,6 68.093,2 667.084,83 4.657.346,35 3 1.050 103,6 108.780 4.287,5 11.273.895,5 4 8.550 8,55 73.102,5 208.342,13 833.368,5 TOTAL 13.562 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 307.655,7 17.964.251,69 190 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Tabla 9.6.k Yg (neutra) 22,685 mm Y (máxima) 84,415 mm In (línea neutra) 10.985.042,887 mm4 Módulo resistente real 130.131,606 mm3 Gc (fondo) 0,4113 Kz 0,6580 Módulo resistente (tabla) 172.000 mm3 MÓDULO CORREGIDO 113.173,871 mm3 b) Longitudinales de costado: Tabla 9.6.l DIMENSIONES (mm) T 10 t1 7 t2 7 C 90 h 83 W 500 F 100 Tabla 9.6.m ELEMENTO ÁREA (mm2) Yg (mm) A x Yg (mm3) Ip (mm4) I (mm4) 1 1.400 13,5 18.900 5.716,67 260.866,67 2 1.162 51,5 59.843 667.084,83 3.748.999,33 3 630 96,5 60.795 2.572,5 5.869.290 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 191 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO 4 5.000 TOTAL 8.192 5 E.U.I.T. Naval 25.000 41.666,67 164.538 166.666,67 10.045.822,67 Tabla 9.6.n Yg (neutra) 20,085 mm Y (máxima) 79,915 mm In (línea neutra) 6.741.043,194 mm4 Módulo resistente real 84.352,881 mm3 Gc (fondo) 0,4105 Kz 0,6602 Módulo resistente (tabla) 114.000 mm3 MÓDULO CORREGIDO 75.262,522 mm3 A continuación se muestra un laminado apto para todos los refuerzos. Esto se ha adoptado así para que todos los refuerzos tengan la misma altura, y evitar desniveles entre ellos cuando se encuentren. Tabla 9.6.o LAMINADO DE LOS REFUERZOS CAPA g/m2 (capa) t (capa) MAT 300 0,60 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 500 1,00 TEJIDO 800 1,00 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 192 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 MAT 300 0,60 Nº DE CAPAS 11 ESPESOR TOTAL PESO 5.200 8,4 LAMINADO 9.7. LAMINADO DE LA CUBIERTA Aunque lo habitual es que la cubierta de este tipo de embarcaciones tenga una construcción tipo “sándwich”, en este caso se procederá al escantillonado para la construcción de la misma en laminado monolítico. La metodología para el cálculo del laminado de la superficie y de sus refuerzos es la misma a seguir que la que se ha llevado a cabo para el casco. El peso por metro cuadrado del laminado necesario viene recogido en la tabla 2.7.1 de la normativa. Para una LESC = 15,7 m. el peso del laminado de la cubierta será: Tabla 9.7.a ESLORA DE ESCANTILLONADO (m) 14 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García PESO DE LA CUBIERTA (g/m2) 2.250 193 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval 15,7 2.345,625 30 3.150 PESO DEL LAMINADO DE LA CUBIERTA: 2.345,625 2.346 cm3 Este peso, al igual que el resto de los pesos para las demás zonas del casco, tiene que ser corregido multiplicándolo por el factor de corrección Kw según el punto de la normativa 4.3.4, sección b), donde: Kw = (2,8 x Gc ) + 0,16 Gc es el contenido de fibra en el conjunto del laminado y responde a la siguiente fórmula: Gc = 2,56 3.072 x T + 1,36 W Donde T es el espesor total del laminado y W el peso total del laminado. En la siguiente tabla, se recoge un posible laminado para conseguir un peso igual o mayor que el hallado en la Tabla 9.7.a, según la normativa LLOYD’S: Tabla 9.7.b LAMINADO DE LA CUBIERTA CAPA g/m2 (capa) t (capa) MAT 300 0,60 TEJIDO 500 0,61 MAT 500 1,00 TEJIDO 450 0,55 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 194 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval MAT 500 1,00 TEJIDO 500 0,61 MAT 300 0,60 Nº DE CAPAS 7 ESPESOR TOTAL PESO 3.050 4,97 LAMINADO Tabla 9.7.c Gc (laminado) 0,4021 Kw 1,2860 Peso inicial 2.346 Peso laminado (corregido) 3.017 Espesor laminado cubierta 4,97 Los pesos están en g/m2 y los espesores en mm. Con este laminado se obtiene un peso de laminado de 3.050 g/m2, que supera el peso corregido, 3.017 g/m2, con lo que este laminado es aceptable para satisfacer el peso del laminado corregido exigido por la normativa aplicada en la Tabla 9.7.a. LAMINADO DE LOS REFUERZOS TRANSVERSALES DE LA CUBIERTA (BAOS) El escantillonado de los baos de cubierta está establecido en la tabla 2.7.2 de la normativa, en función de la longitud máxima de panel no soportado en la zona de cubierta. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 195 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Se tomará como longitud de panel sin soporte 1,5 m y un espacio entre refuerzos de 0,5 m: Tabla 9.7.d MÓDULO DEL BAO ESLORA DE (cm2) ESCANTILLONADO ESLORA DEL BAO (m) 1,5 m 14 23 15,7 24,4875 30 37 MÓDULO RESISTENTE BAO: 24,4875 25 cm3 El módulo obtenido en la Tabla 9.7.d ha de ser corregido según el Punto 4.3.5, sección b) de la normativa aplicada, multiplicándolo por el factor de corrección Kz: Kz = 1 15 (Gc − 6 Gc + 1,45) 2 La morfología de este tipo de refuerzo es similar a las del resto de refuerzos. Por tanto, con la ayuda de la hoja de cálculo se obtendrá el módulo resistente apto y las dimensiones de estos. Tabla 9.7.e DIMENSIONES (mm) T 4,97 t1 7 t2 7 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 196 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO C 90 h 83 W 500 F 100 E.U.I.T. Naval Tabla 9.7.f ELEMENTO ÁREA (mm2) Yg (mm) A x Yg (mm3) Ip (mm4) I (mm4) 1 1.400 8,47 11.858 5.716,67 106.153,93 2 1.162 46,47 53.998,14 667.084,83 3.176.378,4 3 630 91,47 57.626,1 2.572,5 5.273.631,87 4 2.485 2,49 6.175,23 5.115,14 20.460,58 TOTAL 5.677 129.657,47 8.576.624,77 Tabla 9.7.g Yg (neutra) 22,839 mm Y (máxima) 72,131 mm In (línea neutra) 5.615.367,377 mm4 Módulo resistente real 77.849,658 mm3 Gc (fondo) 0,4021 Kz 0,6836 Módulo resistente (tabla) 25.000 mm3 MÓDULO CORREGIDO 17.088,825 mm3 LAMINADO DE LOS REFUERZOS LONGITUDINALES DE LA CUBIERTA (ESLORAS) Para dotar de mayor resistencia a la cubierta y por extensión al resto del casco, se dispondrá de una serie de refuerzos longitudinales en cubierta, denominados esloras. El AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 197 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval módulo mínimo necesario de estos refuerzos se recoge en la tabla 2.7.3 de la normativa, en la cual se ha considerado un valor de panel no soportado de 1,8 metros. Tabla 9.7.h MÓDULO DE LAS ESLORA DE ESLORAS (cm2) ESCANTILLONADO LONGITUD DE LA (m) ESLORA 1,8 m 14 79 15,7 81,869 30 106 MÓDULO RESISTENTE ESLORAS: 81,869 82 cm3 El módulo obtenido en la Tabla 9.7.h ha de ser corregido según el Punto 4.3.5, sección b) de la normativa aplicada, multiplicándolo por el factor de corrección Kz: Kz = 1 15 (Gc − 6 Gc + 1,45) 2 La morfología de este tipo de refuerzo es similar a las del resto de refuerzos. Por tanto, con la ayuda de la hoja de cálculo se obtendrá el módulo resistente apto y las dimensiones de estos. Tabla 9.7.i DIMENSIONES (mm) T 4,97 t1 7 t2 7 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 198 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO C 90 h 83 W 500 F 100 E.U.I.T. Naval Tabla 9.7.j ELEMENTO ÁREA (mm2) Yg (mm) A x Yg (mm3) Ip (mm4) I (mm4) 1 1.400 8,47 11.858 5.716,67 106.153,93 2 1.162 46,47 53.998,14 667.084,83 3.176.378,4 3 630 91,47 57.626,1 2.572,5 5.273.631,87 4 2.485 2,49 6.175,23 5.115,14 20.460,58 TOTAL 5.677 129.657,47 8.576.624,77 Tabla 9.7.k Yg (neutra) 22,839 mm Y (máxima) 72,131 mm In (línea neutra) 5.615.367,377 mm4 Módulo resistente real 77.849,658 mm3 Gc (fondo) 0,4021 Kz 0,6836 Módulo resistente (tabla) 85.000 mm3 MÓDULO CORREGIDO 56.051,347 mm3 El laminado de estos refuerzos será el mismo que el de los refuerzos del casco, y se describe en la tabla 7.6.o. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 199 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval 9.8. LAMINADO DE MAMPAROS ESTRUCTURALES TRANSVERSALES El presente proyecto no está obligado por ninguna norma a incluir mamparos en su estructura. A pesar de ello, y para mayor seguridad, se dispondrán en los siguientes lugares, coincidentes con las siguientes cuadernas: c5, c13, c19, c24 y c29. Los mamparos transversales se fabricarán con un laminado tipo “sándwich”, que consta de dos laminados monolíticos y un núcleo intermedio. Este núcleo puede ser de varios materiales, como madera marina, madera de balsa, honey corn o panel de abeja, PVC (Policloruro de vinilo), etc. En este caso, se utilizará para el núcleo el PVC, que proporciona un módulo resistente apto, así como un bajo peso. Su densidad es de 96 Kg/m³. El espesor de los mamparos será de 20 mm: 16 mm para el núcleo y 2 + 2 mm para el laminado monolítico. Se puede ver en la siguiente figura: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 200 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval Dibujo 9.8.a En la siguiente tabla aparece un laminado apto para la fabricación de las capas de laminado que constituyen el “sándwich”: Tabla 9.8.a LAMINADO DEL MAMPARO CAPA g/m2 (capa) t (capa) MAT 800 1,00 TEJIDO 500 0,61 MAT 800 1,00 Nº DE CAPAS 3 ESPESOR TOTAL PESO 2.100 2,61 LAMINADO Los pesos están en g/m2 y los espesores en mm. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 201 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval 9.9. TANQUES DE PETRÓLEO Y AGUA Dado que se dispondrán tanques rígidos prefabricados, no es necesario el escantillonado de tanques. 9.10. PUNTALES Esta embarcación carece de puntales. Se podría proyectar uno para transmitir esfuerzos del mástil al casco, pero no será necesario dado que el mástil se apoya directamente en el fondo. 9.11. CÁLCULO DEL PESO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES LAMINADO DEL CASCO El peso del laminado se puede obtener mediante la siguiente expresión: PLAMINADO = e x A x 1,55 ( Kg ) Siendo: - e: espesor del laminado - A: área del laminado El cálculo del peso del laminado se realiza aplicando dicha expresión a cada tipo de laminado (costados, fondo, quilla y cubierta). AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 202 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESCANTILLONADO E.U.I.T. Naval REFUERZOS El peso de los refuerzos se estima de modo similar al del laminado del casco. La fórmula para hallar el peso de un refuerzo es la siguiente: PREFUERZO = L REFUERZO x ASECCIÓN x 1,543 ( Kg ) Donde: - ASECCIÓN: área de la sección del refuerzo, expresada en metros - LREFUERZO: longitud del refuerzo MAMPAROS El cálculo de su peso no difiere del de los refuerzos o del laminado del casco. Su expresión es la siguiente: PMAMPARO = AMAMPARO x (0,039 x e NÚCLEO + 1,001 x e CHAPA ) ( Kg ) Siendo: - AMAMPARO: área del mamparo, en m2 - eNÚCLEO: espesor del núcleo del mamparo - eCHAPA: espesor total de la chapas AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 203 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval En este capítulo se va a realizar el cálculo del Peso en Rosca (PR) del buque y de las coordenadas del Centro de Gravedad de dicho peso. El Peso o Desplazamiento de un buque se descompone en dos partidas principales: el Peso en Rosca (PR) y el Peso Muerto (PM). Se define el Peso en Rosca como la suma de todos los pesos del buque listo para navegar, excluyendo la carga, el pasaje, la tripulación, los pertrechos y los consumos, pero incluyendo fluidos en aparatos y tuberías. La determinación del peso de cualquier buque es un proceso tedioso y que requiere gran experiencia. De hecho, el Peso y la posición del Centro de Gravedad en Rosca no se conocen exactamente hasta su puesta a flote, y es la realización de la experiencia de estabilidad la que nos proporciona estos valores. Un cálculo de Desplazamiento exhaustivo requeriría computar todos y cada uno de los elementos de peso conocidos que va a llevar el buque, y en aquellos elementos en los que no es posible conocer un peso de antemano, se usarán datos de diseños parecidos o datos estadísticos. El proceso que se va a seguir para definir el Peso en Rosca del buque consiste en dividir el PR en: - Peso del laminado y refuerzos del casco - Peso del equipo y armamento - Peso de la habilitación - Peso de la maquinaria específica - Peso del aparejo AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 205 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD - E.U.I.T. Naval Peso del lastre fijo Se va a emplear el método antes dicho para estimar los pesos, y por último se completará hasta el Desplazamiento necesario con el lastre de la orza. A continuación se presenta el desglose del Peso en Rosca por partidas, con los diferentes conceptos que se han considerado en cada una, y el cálculo de la cantidad y posición del lastre necesario. Para cada elemento se indicará su peso a partir del peso suministrado por el fabricante del equipo determinado, o peso estimado mediante ecuaciones, y la posición de su centro de gravedad. El peso de los diferentes elementos de a bordo del casco se dará en kilogramos (Kg) y las distancias en metros (m). El Centro de Gravedad Longitudinal (LCG) se medirá desde la perpendicular de popa y se considerará positivo hacia proa. El Centro de Gravedad Transversal (TCG) se mide desde la Línea de Crujía, siendo los valores positivos hacia babor. La posición Vertical del Centro de Gravedad (VCG) se medirá desde la Línea Base, siendo los valores positivos hacia arriba. 10.1. PESO DEL LAMINADO Y DE LOS REFUERZOS Dentro del cálculo del peso del laminado se incluye el cálculo de los siguientes elementos de la estructura: - Quilla - Fondo AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 206 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD - Costado - Cubierta - Refuerzos transversales y longitudinales E.U.I.T. Naval Para determinar el peso de todos los elementos se va a emplear la normativa de laminado y refuerzos de Lloyd’s Register of Shipping. Esta normativa permite modelar la estructura de la embarcación, y proporciona, una vez modelada, el valor del peso y centro de gravedad de cada uno de los elementos que la componen, y en consecuencia, el peso y el centro de gravedad de la estructura. Al final de este capítulo se puede ver una relación de los elementos de que se compone la estructura con sus escantillones, área, longitud, peso y centro de gravedad de cada elemento. 10.2. PESO DEL EQUIPO, ARMAMENTO Y MÁQUINAS Todos los datos de pesos y centros de gravedad de los elementos se detallan al final del capítulo. PESO DE LA MAQUINARIA Aquí se incluye el peso del motor principal, cuyo valor lo suministra el fabricante. PESO DEL EQUIPO DE FONDEO Y AMARRE La embarcación está dotada de un ancla de 40 Kg, así como de la longitud de estacha necesaria. PESO DEL EQUIPO DE GOBIERNO AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 207 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval Para la determinación del peso del equipo de gobierno se va a emplear el peso de dichos específicos suministrado por Vetus. El pistón hidráulico pesa 3,7 Kg, y la bomba 4,1 Kg. PESO DEL EQUIPO DE CUBIERTA Se incluyen en esta partida todos los herrajes sobre cubierta, cornamusas, base de tangones, base de jarcias firmes, etc. Todo será de acero inoxidable L316 y lo suministrará la empresa LEWMAR. Los winches situados sobre la caseta pesan 1,4 Kg cada uno. Los de popa, 2,9 Kg cada uno. PESO DE LA HABILITACIÓN Para este apartado se han considerado los pesos de cada elemento utilizados en la habilitación de la embarcación. CÁLCULO DEL PESO DEL APAREJO El aparejo es el conjunto de mástiles, velas y jarcias de una embarcación a vela. A continuación se presentan los criterios que se han tenido en cuenta para el cálculo del peso de cada uno de ellos. a) Peso de los mástiles: En el capítulo 6, correspondiente al diseño del pleno vélico y aparejos, se describen las dimensiones de los mástiles y velas que lleva el barco. Se dispone un mástil con dos crucetas, una mayor y una génova. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 208 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval Para el cálculo de los pesos de los mástiles se va a emplear una densidad por unidad de longitud de palo, obtenida de la bibliografía para mástiles de aluminio, e incluye un margen suficiente para tener en cuenta herrajes, crucetas, enrolladores de la botavara y otros elementos. A partir de la altura de los mástiles y de la densidad del aluminio se obtiene su peso. b) Peso de las velas: Las velas también se deben considerar para calcular el peso en rosca, y se va a considerar la situación más desfavorable, que será aquella en la que todas las velas están desplegadas al 100%. Las velas de la embarcación serán de Dacron, y para calcular su peso se va a emplear el área de las velas y la densidad de los paños del material, que es de 650 gr/m2. c) Peso de la jarcia: La jarcia de un buque está constituida por todos los cabos y cables que forman parte del aparejo, y que sirven para sujetar, sostener o mover las piezas de la arboladura o directamente las velas. Se deben distinguir entre: - Jarcia firme: está compuesta por los cables siempre fijos, que sirven para sujetar o sostener fundamentalmente los palos. En este caso consisten en obenques, stays y backstays. - Jarcia de labor: está compuesta por los cabos o cables movibles que se emplean para izar, orientar o arriar el aparejo. La jarcia de labor la constituyen en este caso las drizas, escotas, amantillos, etc. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 209 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval Para la jarcia firme se va a emplear cable de acero trenzado de 5 mm de espesor, mientras que para la jarcia de labor se van a emplear diferentes tipos de cabos de fibras sintéticas. Los pesos de estos elementos se determinarán empleando una longitud recomendada, obtenida a partir de las dimensiones de la embarcación, multiplicada por la densidad por unidad de longitud media. 10.3. PESO MUERTO Dentro de este apartado se engloban los pesos debidos a las personas, equipajes y víveres, y tanques de combustible, agua dulce y aguas grises. Para el cálculo de las personas se ha considerado un peso de 110 Kg por persona, repartidos en: - 75 Kg por persona - 25 Kg de equipaje - 10 Kg de víveres El desglose con detalle de todos los pesos están al final del capítulo. 10.4. DISTRIBUCIÓN DE PESOS Y CÁLCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 210 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval En el siguiente apartado se desglosan con detalle todos los pesos de que se compone la embarcación. Tabla 10.4.a HABILITACIÓN CAMAROTE DE PROA ELEMENTO PESO (Kg) Mto. LCG Mto. VCG Mto. TCG CAMA 1 100 13,5 2,4 0 1350 240 0 ARMARIO Br 1 25 12,25 3 0,69 306,25 75 17,25 ARMARIO Er 1 25 12,25 3 -0,69 306,25 75 -17,25 PUERTA HAB. 1 10 12,22 3 -0,39 122,2 30 -3,9 CAMA 2 100 11 2,4 0,67 1100 240 67 ARMARIO Br 2 25 9,75 3 1,28 243,75 75 32 ARMARIO Er 2 25 11,64 3 -0,86 291 75 -21,5 PLACA DUCHA 15 9,84 2,24 -0,66 147,6 33,6 -9,9 WC 10 10,51 2,55 -1,16 105,1 25,5 -11,6 LAVABO 10 11,1 2,9 -0,91 111 29 -9,1 10 9,53 3 -0,8 95,3 30 -8 1000 12 3,15 0 12000 3150 0 PUERTA HAB. 2 10 9,73 3 -0,57 97,3 30 -5,7 TOTAL 1365 11,924 3,010 0,021 16275,75 4108,1 29,3 SOFÁ Br 80 7,9 2,66 1,55 632 212,8 124 SOFÁ Er 80 7,9 2,66 -1,55 632 212,8 -124 MESA 25 7,9 2,56 0 197,5 64 0 PUERTA CUARTO DE BAÑO RECUBRIMIENTO MADERA SALÓN AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García LCG (m) VCG (m) TCG (m) 211 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD RECUBRIMIENTO MADERA 350 7,9 2,9 0 2765 1015 0 TOTAL 535 7,9 2,812 0 4226,5 1504,6 0 FREGADERO 5 5,98 3,4 1,25 29,9 17 6,25 35 4,7 2,95 2,07 164,5 103,25 72,45 70 3,45 2,95 1,25 241,5 206,5 87,5 MICROONDAS 10 3,45 3,58 1,98 34,5 35,8 19,8 LAVADORA 50 3,45 2,95 1,98 172,5 147,5 99 BOMBONA 25 4,1 2,95 1,98 102,5 73,75 49,5 MENAJE 30 5,98 2,95 2,04 179,4 88,5 61,2 RECUBRIMIENTO MADERA 1300 4,64 3,4 0 6032 4420 0 TOTAL 1525 4,562 3,339 0,259 6956,8 5092,3 395,7 MESA DE CARTAS 25 6,1 2,85 -1,55 152,5 71,25 -38,75 SILLA 5 5,62 2,97 -1,25 28,1 14,85 -6,25 ELECTRÓNICA DE NAVEGACIÓN 25 5,8 3,6 -2,1 145 90 -52,5 ACCESORIOS 30 6,1 2,85 -1,18 183 85,5 -35,4 TOTAL 85 5,984 3,078 -1,564 508,6 261,6 -132,9 PLACA DUCHA 15 4,75 2,54 -1,78 71,25 38,1 -26,7 WC 10 4,8 2,85 -1,09 48 28,5 -10,9 LAVABO 10 3,66 3,2 -1,84 36,6 32 -18,4 PUERTA CUARTO DE BAÑO 10 3,14 3,45 -0,98 31,4 34,5 -9,8 TOTAL 45 4,161 2,958 -1,462 187,25 133,1 -65,8 CAMA 100 0,97 2,71 1 97 271 100 ARMARIO 1 25 1,53 3,24 1,77 38,25 81 44,25 MÓDULO COCINAHORNO NEVERACONGELADOR COCINA MESA DE NAVEGACIÓN CUARTO DE BAÑO CAMAROTE DE POPA Br E.U.I.T. Naval AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 212 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD CAMAROTE DE POPA Er E.U.I.T. Naval ARMARIO 2 25 2,15 3 0,5 53,75 75 12,5 PUERTA 10 2,27 3,45 1,98 22,7 34,5 19,8 RECUBRIMIENTO MADERA 325 1,25 3,25 1,27 406,25 1056,25 412,75 TOTAL 485 1,274 3,129 1,215 617,95 1517,75 589,3 CAMA 100 0,97 2,71 -1 97 271 -100 ARMARIO 1 25 1,53 3,24 -1,77 38,25 81 -44,25 ARMARIO 2 25 2,15 3 -0,5 53,75 75 -12,5 PUERTA 10 2,27 3,45 -1,98 22,7 34,5 -19,8 RECUBRIMIENTO MADERA 325 1,25 3,25 -1,27 406,25 1056,25 -412,75 TOTAL 485 1,274 3,129 -1,215 617,95 1517,75 -589,3 Tabla 10.4.b ARMAMENTO CÁMARA DE MÁQUINAS SISTEMA DE FONDEO ELEMENTO PESO (Kg) LCG (m) VCG (m) TCG (m) Mto. LCG Mto. VCG Mto. TCG MOTOR 255 3,82 2,32 0 974,1 591,6 0 EJE / HÉLICE 46 2,66 1,9 0 122,36 87,4 0 TIMÓN 25 0 1,57 0 0 39,25 0 TOTAL 326 3,363 2,203 0,000 1096,46 718,25 0 ANCLA 40 15,9 4 0 636 160 0 CADENA 100 15,17 3,34 0 1517 334 0 MOLINETE 45 15,11 4,17 0 679,95 187,65 0 TOTAL 185 15,313 3,685 0,000 2832,95 681,65 0 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 213 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD CARGA BATERÍAS TANQUE DE COMBUSTIBLE TANQUE DE AGUA DULCE TANQUE DE AGUAS GRISES E.U.I.T. Naval 455 5,5 2,08 0 2502,5 946,4 0 530 8 1,91 0 4240 1012,3 0 500 10,25 1,92 0 5125 960 0 TOTAL 1485 7,992 1,965 0,000 11867,5 2918,7 0 BATERÍA Br 100 11,5 1,98 0,27 1150 198 27 BATERÍA Er 100 11,5 1,98 -0,27 1150 198 -27 TOTAL 200 11,5 1,98 0 2300 396 0 Tabla 10.4 c VELAS Y APAREJO VELAS Y APAREJO Mto. TCG ELEMENTO PESO (Kg) LCG (m) VCG (m) TCG (m) VELA MAYOR 49,92 7,04 12,74 0 351,4368 635,9808 0 VELA DE PROA 46,82 11,66 11,96 0 545,9212 559,9672 0 MÁSTIL 265 9,51 15,59 0 2520,15 4131,35 0 BOTAVARA 66 5,87 5,86 0 387,42 386,76 0 Mto. LCG Mto. VCG JARCIAS, CRUCETAS Y ANCLAJES WINCH POPA Br 16 5,87 12,3 0 93,92 196,8 0 2,9 0,32 4 1,35 0,928 11,6 3,915 WINCH POPA Er 2,9 0,32 4 -1,35 0,928 11,6 -3,915 1,4 3,7 4,55 0,75 5,18 6,37 1,05 1,4 3,7 4,55 -0,75 5,18 6,37 -1,05 96,74 14 3,79 0 1354,36 366,6446 0 549,08 9,590 11,498 0,000 5265,424 6313,4426 0 WINCH CASETA Br WINCH CASETA Er RESPETOS VELAS TOTAL AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 214 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval Tabla 10.4.d EQUIPO DE SEGURIDAD EQUIPO DE SEGURIDAD ELEMENTO PESO (Kg) LCG (m) VCG (m) TCG (m) Mto. LCG Mto. VCG Mto. TCG EXTINTOR 1 15 9,5 3,6 1,63 142,5 54 24,45 EXTINTOR 2 15 3,1 2,5 2,08 46,5 37,5 31,2 EXTINTOR 3 15 2,5 3 0 37,5 45 0 BOTIQUÍN 20 6,5 3,1 1,44 130 62 28,8 75 5,37 4,6 0 402,75 345 0 4 7,9 2,46 1,39 31,6 9,84 5,56 4 7,9 2,46 -1,39 31,6 9,84 -5,56 148 5,557 3,805 0,571 822,45 563,18 84,45 BALSA SALVAVIDAS 4 CHALECOS SALVAVIDAS 4 CHALECOS SALVAVIDAS TOTAL Tabla 10.4.e PERSONAS Y PERTRECHOS PERSONAS Y PERTRECHOS ELEMENTO PESO (Kg) LCG (m) VCG (m) TCG (m) Mto. LCG Mto. VCG Mto. TCG PERSONA 1 75 13,5 2,75 0,34 1012,5 206,25 25,5 PERSONA 2 75 13,5 2,75 -0,34 1012,5 206,25 -25,5 PERSONA 3 75 11 2,75 1,09 825 206,25 81,75 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 215 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval PERSONA 4 75 11 2,75 0,47 825 206,25 35,25 PERSONA 5 75 0,96 3,05 1,27 72 228,75 95,25 PERSONA 6 75 0,96 3,05 0,6 72 228,75 45 PERSONA 7 75 0,96 3,05 -1,27 72 228,75 -95,25 PERSONA 8 75 0,96 3,05 -0,6 72 228,75 -45 VÍVERES 80 4,7 2,95 2,07 376 236 165,6 20 12,25 3 0,69 245 60 13,8 20 12,25 3 -0,69 245 60 -13,8 20 11,1 2,9 -0,91 222 58 -18,2 20 9,75 3 1,28 195 60 25,6 20 11,64 3 -0,86 232,8 60 -17,2 20 3,66 3,2 -1,84 73,2 64 -36,8 20 1,53 3,24 1,77 30,6 64,8 35,4 20 2,15 3 0,5 43 60 10 20 1,53 3,24 -1,77 30,6 64,8 -35,4 PERTRECHOS CAM. PROA 1, ARMARIO Br PERTRECHOS CAM. PROA 1, ARMARIO Er PERTRECHOS BAÑO PROA PERTRECHOS CAM. PROA 2, ARMARIO Br PERTRECHOS CAM. PROA 2, ARMARIO Er PERTRECHOS BAÑO POPA PERTRECHOS CAM. POPA Br, ARMARIO 1 PERTRECHOA CAM. POPA Br, ARMARIO 2 PERTRECHOS CAM. POPA Er, ARMARIO 1 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 216 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval PERTRECHOS CAM. POPA Er, ARMARIO 2 20 2,15 3 -0,5 43 60 -10 TOTAL 880 6,476 2,940 0,268 5699,2 2587,6 236 Tabla 10.4.f ESCANTILLONADO ELEMENTOS DEL ESCANTILLONADO ELEMENTO PESO (Kg) LCG (m) VCG (m) TCG (m) Mto. LCG Mto. VCG Mto. TCG LAMINACIÓN CASCO FONDO 492,801 6,701 2,076 0 3302,259 1023,05 0 LAMINACIÓN CASCO COSTADO 334,255 7,685 3,09 0 2568,749 1032,84 0 CUADERNAS 522,632 7,099 3,346 0 3710,164 1748,72 0 VARENGAS 705,756 7,008 2,22 0 4945,938 1566,77 0 VAGRAS 367,142 5,96 2,33 0 2188,166 855,440 0 LONGITUDINALES DE COSTADO 182,495 8,132 4,01 0 1484,049 731,804 0 177,628 6 4,01 0 1065,768 712,288 0 121,778 6 2,3 0 730,668 280,089 0 BAOS 558,443 7,099 3,346 0 3964,386 1868,55 0 ESLORAS 304,759 6,375 4,116 0 1942,838 1254,38 0 LAMINACIÓN CUBIERTA SUPERIOR LAMINACIÓN CUBIERTA INTERMEDIA AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 217 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD TOTAL 3767,68 6,875 2,939 0 E.U.I.T. Naval 25902,98 11073,9 0 10.5. RESUMEN DEL CÁLCULO DE LOS PESOS Por último se presenta en la siguiente tabla el resumen de todos los pesos que componen el rosca y el muerto, y el cálculo del centro de gravedad. Al Peso en Rosca obtenido aquí se le va a añadir un margen de seguridad del 5%, para compensar las imprecisiones que se pudiesen haber cometido durante su cálculo, o los elementos que no hayan sido tenidos en cuenta. Tabla 10.5.a DESPLAZAMIENTO EN ROSCA ELEMENTO PESO LCG (m) VCG (m) TCG (m) Mto. LCG Mto. VCG Mto. TCG Escantillonado + 10% (Kg) 4.144,458 6,875 2,939 0 25.902,989 11.073,969 0 5.140,3 6,465 3,145 0,067 30.213,25 14.698,38 310,78 Lastre 9.000 7,64 0,75 0 68.760 6.750 0 Cámara de máquinas 326 3,363 2,203 0 1.096,46 718,25 0 423,5 12,12 2,544 0 5.132,95 1.077,25 0 576,534 9,59 11,498 0 5.265,424 6.313,443 0 19.610,792 6,954 2,072 0,016 136.371,07 40.631,292 310,78 de margen Habilitación + 10% de margen Equipos + 10% de margen Velas y aparejos + 5% de margen TOTAL AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 218 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. CÁLCULO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD E.U.I.T. Naval Tabla 10.5.b PESO MUERTO ELEMENTO PESO LCG (m) VCG (m) TCG (m) Mto. LCG Mto. VCG Mto. TCG Personas y pertrechos (Kg) 880 6,476 2,94 0,268 5.699,2 2.587,6 236 455 5,5 2,08 0 2.502,5 946,4 0 530 8 1,91 0 4.240 1.012,3 0 500 10,25 1,92 0 5.125 960 0 2.365 7,428 2,328 0,099 17.566,7 5.506,3 236 Tanque de combustible Tanque de agua dulce Tanque de aguas grises TOTAL Tabla 10.5.c MÁXIMA CARGA ELEMENTO PESO LCG (m) VCG (m) TCG (m) Mto. LCG Mto. VCG Mto. TCG ROSCA (Kg) 19.610,792 6,954 2,072 0,016 136.371,07 40.631,292 310,78 PESO MUERTO 2.365 7,428 2,328 0,099 17.566,7 5.506,3 236 TOTAL 21.975,792 7,005 2,099 0,025 153.937,77 46.137,592 546,78 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 219 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval El estudio de estabilidad determina el rango de navegación, es decir, con qué fuerza de viento y oleaje puede navegar la embarcación y que seguridad se tiene para que el barco no vuelque debido al par escorante producido por dichas fuerzas. Para llevarlo a cabo, se parte del diseño realizado con el programa Maxsurf y de distintas situaciones de peso. Todos estos datos se procesan con el programa Hydromax, el cual permite conocer el comportamiento, más o menos estable, del modelo a estudiar. Con este estudio se determina el rango de navegación, y para ello debe cumplir ciertos requisitos, entre ellos estabilidad a grandes ángulos, el ángulo de equilibrio y el francobordo mínimo. La estabilidad estática y la dinámica son muy importantes. Se realizan para un rango de escora que va desde el 0º hasta los 180º. Debe cumplirse que la estabilidad estática a los 10º sea superior al valor de la tangente de GM, es decir, que GZ10º > GM x sen10º. Además, el brazo escorante resultante de llevar todo el pasaje a una banda debe ser menor que GZ10º. Respecto al francobordo, se debe cumplir que haya una estabilidad nula superior a los 90º. Por lo que se refiere a las distintas situaciones de carga (encargadas de simular distintos casos de salida y llegada de puerto), todas ellas han sido elaboradas imponiendo un límite máximo de 8 personas a bordo. 11.1. NORMATIVA ESPAÑOLA NORMA UNE-EN ISO 12217-2 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 221 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Evaluación y clasificación de la estabilidad y flotabilidad Embarcaciones propulsadas a vela de eslora igual o superior a 6 m. a) Objeto y campo de aplicación: Esta parte de la norma ISO 12217 especifica los métodos de evaluación de la estabilidad y flotabilidad de las embarcaciones de estado intacto, es decir, sin averías. También se contemplan las características de flotación de las embarcaciones susceptibles de inundación. La evaluación de las condiciones de estabilidad y flotabilidad utilizando esta parte de la norma permitirá designar a la embarcación una categoría de diseño (A, B, C o D), adecuada al diseño en su máxima carga. Esta parte de la norma es aplicable a las embarcaciones propulsadas principalmente a vela (incluso si dispone de motor auxiliar), de una eslora comprendida entre 6 y 24 m, ambos inclusive. Sin embargo, también se puede aplicar a las embarcaciones de menos de 6 m. si se trata de multicascos habitables o si no alcanzan la categoría de diseño necesaria que se especifica en la norma ISO 12217-3 y disponen de cubiertas y aberturas de achique rápido de acuerdo con la norma ISO 11812. Esta parte de la norma ISO 12217 excluye: - Embarcaciones neumáticas y rígido-neumáticas hasta de 8m. incluidas en la norma ISO 6185 - Canoas, Kayaks u otras embarcaciones de manga inferior a 1,1 m. b) Términos y definiciones: Para los fines de esta parte de la norma se aplican los siguientes términos y definiciones: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 222 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD - E.U.I.T. Naval Categoría de diseño: descripción de las condiciones de mar y viento para las que una embarcación se ha evaluado idóneas para cumplir con esta parte de la norma ISO 12217. El significado de las categorías de diseño se define en el Capítulo 4 “Especificaciones y normativa a aplicar”, de la página 50 en adelante. - Embarcación propulsada a vela: embarcación en la que el principal medio de propulsión es la fuerza del viento, teniendo AS ≥ 0,07 (mLDC)2/3. - Nicho: cualquier volumen abierto al exterior que pueda contener agua. - Nicho de achique rápido: nicho que cumple todos los requisitos de la norma ISO 11812 para “cabinas y nichos de achique rápido”. - Nicho estanco: nicho que cumple con los requisitos de la norma ISO 11812 para “cabinas y nichos estancos”. - Embarcación con cubierta completa: embarcación en la que la proyección horizontal del área de diseño comprende cualquier combinación de: o Cubiertas estancas y superestructuras y/o o Nichos de achique rápido que cumplan con la normativa ISO 11812 y/o o Nichos estancos que cumplan con la norma ISO 11812 con un volumen inferior a L H x B H x FM 40 Todos los dispositivos cerrados son estancos al agua de acuerdo con la norma ISO 12216. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 223 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD - E.U.I.T. Naval Vuelco: situación en la que una embarcación alcanza cualquier ángulo de escora del que es incapaz de recuperarse hasta una posición de equilibrio próxima a la de adrizado sin intervención extrema. - Hundimiento: situación en la que una embarcación alcanza un ángulo de escora suficiente para sumergir el tope del palo, y de la que puede o no recuperarse sin intervención extrema. - Inversión: situación en la que una embarcación se pone del revés. - Condiciones de embarcación en rosca: embarcación equipada con el peso en rosca de acuerdo con la norma ISO 8666, incluyendo las siguientes observaciones cuando corresponda: o Cuando se prevea la propulsión mediante un (unos) motor (es) fueraborda de más de 3 kW, se debe montar en la posición (es) de trabajo el (los) mayor (es) motor (es) por el fabricante de la embarcación. o Cuando existan baterías se deben montar en la posición propuesta por el constructor. o Los mástiles, botavaras y otros palos a bordo y aparejos en su posición de estiba, listos para su uso, pero no montados, todos los aparejos permanentes y en funcionamiento deben estar en su sitio. o Cualquier vela suministrada por el constructor y aparejos listos para su uso, pero no montados. - Condición mínima operativa: embarcación en la condición de rosca añadiendo los siguientes pasos: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 224 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval o El peso que representa a la tripulación, situado en la línea crujía y próximo a la posición del puesto de control de: 75 Kg cuando LH ≤ 8 m 150 Kg cuando 8 m < LH ≤ 16 m 225 Kg cuando 16 m < LH ≤ 24 m o El equipo esencial de seguridad con un peso no menor de (LH – 2,5)2 Kg o Provisiones no consumibles y equipos normalmente llevados a bordo de la embarcación o Agua de lastre en tanque situado simétricamente con respecto a la línea de crujía y para los que figure en el manual del propietario que se llenan siempre que la embarcación esté a flote, pero no los líquidos contenidos en los tanques de lastre previstos por el constructor para usarse como lastre asimétrico variable durante la navegación o Una bolsa se salvamento (cuando corresponda) situada en la estiba provista Los elementos de posición variable (por ejemplo falsas quillas, lastres sólidos movibles y palos abatibles) se deben situar simétricamente con respecto a la línea de crujía de la embarcación. Cualquier orza o quilla debe estar en la posición de izada a menos que se pueda fijar su posición más baja, y se le dan las instrucciones apropiadas en el manual del propietario. - Peso mínimo operativo: mMOC es el peso de la embarcación en la condición mínima operativa. - Carga máxima total: mMTL es la carga máxima a la que la embarcación se diseña para llevar además de la condición de embarcación en rosca, incluyendo el máximo peso recomendado por el fabricante tal y como se define en la norma ISO AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 225 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval 14946, y comprendiendo todos los líquidos (combustible, aceites, agua dulce, agua de lastre, tanques para cebos, pozos de peces vivos, etc) hasta la máxima capacidad de los tanque fijos o portátiles. - Condición de desplazamiento en carga: embarcación en la condición de rosca añadiendo la carga máxima total hasta alcanzar el asiento de diseño, siendo la distribución vertical del peso de la tripulación la que se indica en el apartado de posición vertical del centro de gravedad. - Peso del desplazamiento en carga: mLDC es el peso de la embarcación en la condición de desplazamiento en carga. - Ensayo de estabilidad: método por el que se puede determinar la posición vertical del centro de gravedad (VCG). - Momento de adrizamiento: RM, es el momento de recuperación generado, para un determinado ángulo de escora en aguas tranquilas, por el par transversal del centro de gravedad de la embarcación desde el centro de carena de la parte sumergida del casco. - Brazo del par de adrizamiento: GZ, es la distancia tanto de los planos horizontales como transversales entre el centro de carena y el centro de gravedad. - Línea de flotación en carga: línea de la flotación de la embarcación cuando se adriza, con el peso del desplazamiento en carga y el asiento de diseño. - Grado de estanquidad: el grado de estanqueidad se define en el Capítulo 4 “Especificaciones y normativa a aplicar”, de la página 67 en adelante. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 226 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval c) Requisitos para las embarcaciones de tipo monocasco: Las embarcaciones propulsadas a vela de tipo monocasco deben satisfacer todos los requisitos de las siete opciones de acuerdo con las características de la flotación y cubierta, y según la embarcación se equipe o no con los nichos apropiados. La categoría de diseño que finalmente se da es aquella para la cual la embarcación satisface todos los requisitos relevantes de una de esas opciones. Para las embarcaciones que utilicen las opciones 1 o 2 se deben satisfacer los requisitos en las condiciones mínimas de operación a menos que se indique específicamente otra cosa. Si la relación mLDC/mMOC es mayor de 1,15 entonces se deben satisfacer los requisitos tanto en la condición de desplazamiento en carga como en la mínima operacional. Al calcular la posición del centro de gravedad conjunto en la condición de desplazamiento en carga se debe observar lo siguiente: - El combustible y el agua se deben situar en tanques fijos - Las provisiones se deben almacenar en sus lugares adecuados - El paso de la tripulación adicional (tripulación límite inferior a la requerida por mMOC) se debe añadir a la altura de la regala en la mitad de la eslora LH Las embarcaciones que utilicen las opciones 1 o 2 y dispongan de lastres asimétricos durante la navegación (bien sean líquidos o sólidos) deben: - Cumplir con los requisitos de la opción seleccionada como se indica en la tabla - Cumplir con los requisitos de los apartados de ángulo de inundación, ángulo de estabilidad nula y peso mínimo (si corresponde), e índice de estabilidad para la categoría de diseño menos exigente, considerando que los lastres móviles son de tal posición de manera que den el resultado más adverso posible cuando se considera cada requisito individual de estabilidad AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 227 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Los nichos de la embarcación a la que se le asigne la categoría de diseño A o B utilizando la opción 1 de la tabla, deben cumplirse las limitaciones del área de proyecto que se dan más abajo, a menos que se tenga expresamente en cuenta el peso y el efecto de superficies libres del agua que los nichos puedan contener cuando se calculen las características de la estabilidad. Si se utiliza esta opción de cálculo, los brazos de los pares de adrizamiento se deben calcular como si cada nicho no tuviera achique y considerando que inicialmente contienen una cantidad de agua equivalente al siguiente porcentaje de su capacidad máxima: Porcentaje lleno = 60 − 240 x F LH Donde F es el francobordo mínimo a la brazola del nicho en cuestión. Se considera que esta agua se debe derramar al exterior cuando la embarcación se escora, y se supone que los momentos de adrizamiento son simétricos con respecto a la vertical. - Para la categoría de diseño A: o Área de trazado de todos los nichos m 2 < 2 x LH x BH o Área de trazado de todos los nichos de proa - LH x m 2 < 0,1 x L H x B H 2 Para la categoría de diseño B: o Área de trazado de todos los nichos m 2 < 3 x LH x BH o Área de trazado de todos los nichos de proa AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García LH x m 2 < 0,15 x L H x B H 2 228 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Requisitos que se deben aplicar a las embarcaciones a vela monocascos: Tabla 11.1.a OPCIÓN 1 2 3 4 5 6 7 CATEGORÍAS POSIBLES A, B C, D C, D C, D C, D C, D C, D C.T. C.T. C.T. C.T. C.T. C.T. X X X X X X X X X 4. Ángulo de inundación X X 5. Ángulo de estabilidad nula X X 6. Índice de estabilidad X X 1. Cubiertas o protecciones C. Comp. 2. Aberturas de inundación 3. Ensayo de la altura de X inundación 7. Ensayo hundimiento- X X reparación 8. Ensayo resistencia al viento 9. Requisitos de flotación X X 10. Ensayo recuperación vuelco X X X CUBIERTAS O PROTECCIONES Embarcación con cubierta completa en la que la proyección horizontal del área total de diseño comprende cualquier combinación de: - Cubiertas estancas y superestructuras y/o - Nichos de achique rápido que cumplan con la norma ISO 11812 y/o AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 229 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD - E.U.I.T. Naval Nichos estancos que cumplan con la norma ISO 11812 con un volumen del conjunto inferior a L H x B H x FM 40 Todos los dispositivos cerrados son estancos al agua de acuerdo con la norma ISO 12216. ABERTURAS DE INUNDACIÓN Se deben aplicar los requisitos dados más abajo y a todas las aberturas inundable, excepto: - Nichos estancos al agua de un volumen del conjunto inferior a L H x B H x FM o 40 nichos de achique rápido. - Conducto de drenaje de los nichos de achique rápido o de los nichos estancos al agua, si están llenos, no llevarían a la inundación o vuelco cuando la embarcación está adrizada. - Dispositivos no abiertos. - Dispositivos abiertos situados en las partes superiores que cumplan con la norma ISO 12216 para una estanqueidad de grado 2 y a los que haga referencia en el manual del propietario y en los que está claramente marcado “Cierre estanco. Mantener cerrado durante la navegación”, y que sean: o Escotillas de salida de emergencia o dispositivos fijados con cierres atornillados o Estanco en un compartimento de un volumen tan reducido que, incluso si se inunda, la embarcación satisface todos los requisitos o En una embarcación de la categoría de diseño C o D en la que, cargada con el peso del desplazamiento, no naufragaría si el compartimento en cuestión se inundara como resultado de haberse dejado abierto el dispositivo AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 230 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD - E.U.I.T. Naval Dispositivos abiertos situados en el interior de las partes superiores que cumplan con la norma ISO 12216 para una estanqueidad de grado 2 y a los que se haga referencia en el manual del propietario, y en los que esté claramente marcado “Marcado estanco. Mantener cerrado durante la navegación”. - Escapes de máquinas u otras aperturas que se conectan solamente a los sistemas de estanqueidad. - Aberturas en los costados exteriores de las sentinas de la cámara de máquinas que sean: o Grado de estanqueidad al agua 2 y que tengan el punto más bajo de inundación a más de 0,1 m por encima de la línea de flotación de la carga o Grado de estanqueidad al agua 3 y tengan el punto más bajo de inundación a más de 0,2 m por encima de la línea de flotación en carga, y estén también por encima del extremo superior del espejo de popa en la zona del soporte de la maquinaria y existan aberturas para el drenaje de la sentina o Grado de estanqueidad de agua 4 y que tengan el punto más bajo de inundación a más de 0,2 m por encima de la línea de flotación en carga y estén también por encima del extremo superior del espejo de popa en la zona del soporte de la máquina, y existan aberturas para el drenaje de la sentina y cumpliendo además que la parte de los espacios interiores o de no achique rápido en los que pueda entrar el agua tengan una eslora inferior a LH/6 y no se pueda achicar el agua hasta una altura de 0,2 m por encima de la línea de flotación en carga en otros espacios interiores o de no achique rápido de la embarcación Todos los dispositivos cerrados aptos para las aberturas inundables deben cumplir con la norma ISO 12216, de acuerdo con la categoría de diseño y la zona en la que esté situado el dispositivo. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 231 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Los dispositivos del tipo no abierto deben instalarse en el caso 0,2 m por encima de la línea de flotación en carga, a menos que cumplan con la norma ISO 9093 o sean escotillas de salida de emergencia de acuerdo con la norma ISO 909. Las aberturas en el interior de la embarcación, tales como troncos para motores fueraborda y tanques para peces o cebo que floten libremente, deben considerarse como aberturas de posible inundación. En las embarcaciones a las que se les va a otorgar la categoría de diseño A o B se deben permitir aberturas inundables que no sean reglamentarias o de tipo cerrado si son esenciales para la ventilación o los requisitos de la combustión del motor. ENSAYO DE LA ALTURA DE INUNDACIÓN Este ensayo sirve para demostrar que la embarcación dispone de margen suficiente de francobordo en la condición de carga de desplazamiento antes de que se embarque aguas a bordo. El ensayo debe realizarse utilizando el personal que se describe a continuación mediante los pesos de ensayo que representa al personal (a razón de 75 Kg. por persona), o por medio de cálculos (utilizando el plano de formas y el desplazamiento calculado a partir del pasaje o la medición del francobordo): a) Seleccionar un número de personas igual a la tripulación límite, cuyo peso medio no sea inferior a 75 Kg. b) Cada embarcación, en aguas tranquilas, con todos los elementos que constituyen la carga máxima total y con las personas colocadas de forma que se consiga el asiento de diseño. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 232 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval c) Medir la altura desde la línea de flotación hasta los puntos por los que pueda comenzar a entrar el agua por cualquier abertura inundable tal y como se describe en el apartado de aperturas inundables. Cuando una apertura inundable está completamente protegida por una brazola más alta alrededor del nicho del que sobresale, la altura inundable se debe medir hasta el punto más bajo de la brazola. Requisitos: Se determina la categoría de diseño comparando las mediciones efectuadas con los requisitos para una altura mínima de inundación, modificadas según los párrafos b) y c) siguientes, usando bien las normas de los límites en la altura de inundación requerida, que generalmente dan los requisitos más bajos. La siguiente figura se basa solamente la eslora de la embarcación: Dibujo 11.1.a En las embarcaciones evaluadas utilizando estas gráficas se debe permitir que las aberturas tengan un área conjunta libre, expresada en milímetros cuadrados (mm2), de no más de 50 LH 2, comprendida dentro de la cuarta parte de LH a popa, siempre que la altura inundable de esas aberturas no sea inferior a los ¾ de la requerida por las gráficas. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 233 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval La altura requerida de inundación por la orza, falsa quilla o cajas de puntales provisionales debe ser la mitad de la determinada por el párrafo anterior. ÁNGULO DE INUNDACIÓN Este requisito sirve para comprobar que existe un margen suficiente de ángulo de escora para que no puedan penetrar en la embarcación cantidades significativas de agua. El ángulo de inundación para cualquier abertura inundable (ØDA ) aparte de la que están incluidas en el apartado de aberturas inundables, que se pueden determinar usando cualquiera de los métodos de la normativa para el calculo del ángulo de inundación, debe ser mayor que el ángulo requerido de inundación (ØD(R) ) que se muestra en la siguiente tabla: Tabla 11.1.b Categoría de diseño AyB C D Ángulo requerido de inundación ØD(R) 40º 35º 30º Cuando una abertura inundable se proteja por una brazola más alta alrededor del nicho del que sobresale, el ángulo de inundación se debe medir hasta el punto más bajo de la brazola. ANGULO DE ESTABILIDAD NULA Este requisito pretende asegurar en condiciones severas una absoluta capacidad mínima de supervivencia. Este ángulo de estabilidad nula para una adecuada condición de carga se debe obtener utilizando las propiedades de la curva del par de adrizamiento. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 234 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Las embarcaciones deben cumplir normalmente los requisitos del ángulo de estabilidad nula, incluidas en la siguiente tabla, pero las de las categorías A ó B pueden cumplir alternativamente los requisitos para las categorías de diseño A ó B. Tabla 11.1.c Requisitos para las categorías de diseño A ó B: A las embarcaciones se les puede asignar una categoría de diseño A ó B siempre que: a) ØV ≥ 90º para la categoría de diseño A, ó ØV ≥ 75º para la categoría de diseño B. b) Se haya comprobado mediante calculo utilizando la normativa cuando la embarcación se sumerja totalmente bien por hundimiento o inversión, el volumen de flotabilidad, expresado en metros cúbicos, proporcionado por la estructura del casco, dispositivos y elementos de flotación, sea mayor que el numero representado por (mLDC / 850), de forma que se asegure que sea suficiente para soportar el peso de la embarcación cargada con n margen adecuado. No se debe incluir el margen para las bolsas de aire (aparte del destinado a los tanques de aire y compartimentos estancos). c) Cuando se utilicen compartimentos accesibles vía escotillas o puertas para demostrar una flotación positiva después de un vuelco, el compartimento se debe construir con un grado de estanqueidad 1, con las escotillas y puertas que satisfagan los requisitos de estanqueidad para el grado 2 de la norma ISO 12216. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 235 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Los cierres en las aberturas de acceso a los compartimentos estancos deben marcarse claramente por los dos lados con la inscripción: “CIERRE ESTANCO MANTENER CERRADO DURANTE LA NAVEGACIÓN” d) Cuando se utilicen elementos de flotación, se deben satisfacer los requisitos de la siguiente tabla: Tabla 11.1.d e) Si se ha suministrado información sobre la estabilidad similar a al requerida en el apartado de requisitos para catamaranes y trimaranes, excepto la equivalente a la derivada de la normativa para determinar el viento de escora, la máxima fuerza del viento recomendada para n área de velas dada se debe determinar partiendo de que el momento de adrizamiento de la escora debida al viento con rachas de dos veces la presión media del viento no debe ser mayor que el momento máximo de adrizamiento para cualquier anglo de escora. f) Se deben colocar en el puesto principal de control los símbolos de aviso que se muestran en la siguientes figura: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 236 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Dibujo 11.1.b ÍNDICE DE ESTABILIDAD El índice de estabilidad es un método que permite obtener una evaluación conjunta de las propiedades de estabilidad de las embarcaciones a vela monocasco. El índice consiste un factor de eslora que se puede modificar por siete factores que se refieren a diferentes aspectos de las propiedades de estabilidad y flotabilidad. Cada factor se debe calcular, utilizando los valores para cada parámetro relativo a la condición de carga apropiada, el valor STIX y la categoría de diseño asociada se debe determinar entonces de acuerdo a: STIX = (7 + 2,25 x LBS) x (FDS x FIR x FKR x FDL x FBD x FWM x FDF)0,5 + δ Donde: LBS = (2 x LWL + LH )/ 3, expresadas en metros δ = 5 si tiene una reserva de flotabilidad de acuerdo con los apartados 5.b y se cumple que también GZ90 > 0 cuando la embarcación se inunda completamente con agua δ = 0 en todos los demás casos AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 237 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval El STIX debe ser mayor que el valor del STIXR requerido por la categoría de diseño correspondiente, que figura en la siguiente tabla: Tabla 11.1.f Cada factor modificador se puede obtener por unos de estos tres caminos: a) El valor mínimo permitido, sin hacer mas cálculos b) Utilizando métodos aproximados c) Mediante cálculos rigurosos Todas las propiedades de los brazos del par de adrizamiento y de inundación se determinan para la embarcación en una adecuada condición de carga, corregidas en lo que sea necesario para las embarcaciones provistas de lastres asimétricos. Se obtiene la categoría más ventajosa si se calculan rigurosamente estas propiedades. Factor de Estabilidad Dinámica: Este factor representa la energía intrínseca de adrizamiento a esperar antes de que ocurra un incidente de estabilidad: FDS = AGZ 15.81 L H FDS no se debe tomar nunca menor de 0,5 ó mayor de 1,5; AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 238 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Donde: AGZ es el área positiva bajo la curva de brazos del par de adrizamiento, expresada en metros grados, para una adecuada condición de carga, como sigue: - Desde la posición de adrizado hasta ØV , si ØD ≥ ØV - Desde la posición de adrizado hasta ØV , si ØD ≤ ØV - ØD debe tomarse como el menor de ØDC ó ØDH Factor de recuperación de la Inversión: Este factor representa la capacidad para recuperarse sin ayuda exterior después de una inversión. FIR = φV m 125 − 1.600 FIR = φV 100 si m < 40.000 si m ≥ 400000 Donde m es el peso de la embarcación en una condición de carga adecuada, expresada en Kg. FIR no se debe tomar nunca menor de 0,4 ó mayor de 1,5. Factor de Recuperación del Hundimiento: Este factor representa la capacidad de una embarcación para expulsar el agua de las velas y por lo tanto recuperarse después de haberse hundido: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 239 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD FR = E.U.I.T. Naval GZ 90 x m 2 x As x hCE Donde m es el peso de la embarcación en una condición de carga adecuada, expresada en Kg. GZ90 es el brazo del par de adrizamiento para una escora de 90º, expresada en metros, para la embarcación con un peso de m. hCE es la altura del centro de área nominal de las velas (AS) por encima de la línea de flotación, cuando la embarcación se adriza, expresada en metros, para la embarcación con un peso de m. - Si FR ≥ 1,5 FKR = 0,875 + 0,0833 FR - Si FR < 1,5 FKR = 0,5 + 0,333 FR - Si ØV < 90º FKR = 0,5 FKR no se debe tomar nunca menor de 0,5 ó mayor de 1,5. Factor de eslora-desplazamiento (FDL): Éste tiene en cuenta el efecto favorable de un mayor desplazamiento para una eslora dada incrementando la resistencia de vuelco: 15 x m x FL FDL = 0,6 + L 3 x (333 − 8 L ) BS BS 0,5 FDL no debe tomarse nunca menor de 0,75 o mayor de 1,25; Donde: L BS = (2 LWL + L H ) 2 3 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 240 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD L FL = BS 11 E.U.I.T. Naval 0, 2 m es el peso de la embarcación en una condición de carga adecuada, expresado en Kg. Factor de desplazamiento-manga (FBD): Este factor tiene en cuenta el incremento de vulnerabilidad al hundimiento con mares de costado en las embarcaciones con una apreciable obra muerta y el incremento de la manga en relación con el desplazamiento: FB = 3,3 B H (0,03 m) 1 3 Donde m es el peso de la embarcación en una condición de carga adecuada, expresado en Kg. - Si FB > 2,20 - Si FB < 1,45 0,5 13,31 BWL FBD = B xF 3 B H B x FB 2 FBD = WL 1,682 B H - En los demás casos 0,5 B FBD = 1,118 x WL BH 0,5 FBD no debe ser nunca menor de 0,75 o mayor de 1,25 Factor del momento debido al viento (FWM): AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 241 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval En las embarcaciones en que bien φ D o φ DH sean menores de 90º, este factor representa el riesgo de inundación debido a rachas de viento que escoren una embarcación desprotegida. - Si φ D > 90º FWM = 1 - Si φ D < 90º FWM = υ AW 17 FWM no se debe tomar nunca menor de 0,5 o mayor de 1,0; Donde: υ AW es la velocidad aparente continua del viento, expresada en metros por segundo (m/seg), requerida para escorar la embarcación hasta φ D cuando lleve totalmente desplegada todas las velas (es decir, sin protección): υ AW 13 x m x GZ d = As x (h + h ) cos φ CE LP D 1, 3 0,5 Donde: GDD es el brazo escorante del par de adrizamiento cuando el ángulo de escora es igual a φD φ D es φ DC o φ DH , cualquiera que sea menor hCE + hLP es la altura, expresada en metros, entre los centros geométricos de los perfiles de la embarcación por encima y por debajo de la línea de flotación, incluyendo velas, mástiles y casco, con orzas, puntales provisionales y protecciones contra el viento en la posición más baja, y con la embarcación adrizada. Factor de inundación (FDF): AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 242 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Este factor representa el riesgo de inundación en un hundimiento. FDF = φD 90 FDF no se debe tomar nunca menor de 0,5 o mayor de 1,00; Donde: φ D se debe tomar como el menor de los siguientes: φ DC , φ DH , φ DA1 φ DA1 es el ángulo de escora con el que comienzan a inundarse las aberturas que no disponen de cierres con un grado de estanqueidad 3 según la Norma ISO 12216, y que tenga un área conjunta total, expresada en mm2, mayor que el número representado por 50xL2H. 11.2. CONSIDERACIONES PARA BARCOS DE VELA De acuerdo con la normativa, en los barcos de vela, además de los requerimientos anteriores, se deberá detallar en el cuaderno de información de estabilidad los ángulos de escora máximo permisibles durante la navegación a vela para evitar inundaciones progresivas en las rachas de vientos y chubascos. En ausencia de otros requisitos, la información sobre los ángulos máximos de escora navegando a vela debe estar basada en criterios de la Agencia de Seguridad Marítima. 11.3. CONSIDERACIONES DEL CÓDIGO MCA Los requisitos son los siguientes: AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 243 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval La curva de brazos adrizantes debe tener un rango positivo no inferior al ángulo determinado por la siguiente fórmula, o a 90º, el que sea mayor de los dos: 90 + 60 x (24 – LOA)/17 = 125º El ángulo de escora permanente que se obtiene de la intersección de la curva DWHL de brazos de escora por vientos derivados, con las curvas de GZ, debe ser superior a 15º. La curva DWHL se obtiene de la siguiente manera: Dibujo 11.3.a AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 244 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Si el barco cumple con los requisitos de estos puntos y navega a vela con un ángulo de escora que no es superior al ángulo de escora derivado, debe ser capaz de soportar una ráfaga de viento igual a 1,4 veces la velocidad actual del viento, lo que implica el doble de la presión que puedan dar lugar a una inundación progresiva o escorante hasta un ángulo superior a 60º. 11.4. CONSIDERACIONES DE CARGAS A ESTUDIAR Las consideraciones de carga estándar a estudiar para este tipo de buques son las siguientes según el reglamento: - Salida de puerto a plena carga: 100% consumos y víveres, 100% tripulación y pasajeros con sus equipajes - Llegada a plena carga a puerto: 10% de consumos y víveres, 100% tripulación y pasajeros con sus equipajes CONSIDERACIONES PARA EL CÁLCULO DE LAS CONDICIONES Para calcular las condiciones de carga se tendrán en cuenta las siguientes directrices: - Se asume un peso de 75 Kg por persona. - La altura del centro de gravedad de las personas se considera que esta a 1 m sobre el nivel del suelo para una persona de pie. - La altura anterior se considera igual a 0,3 m sobre el asiento para personas sentadas. - Se considera que los pasajeros y sus equipajes se sitúan en los espacios que están normalmente reservados para ello, excepto en el cálculo de pasajeros a una banda, que se considera la situación más desfavorable. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 245 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval 11.5. PESOS ADICIONALES Los pesos adicionales que se deben añadir al rosca en cada condición de carga para obtener el desplazamiento serán los que se indican a continuación: - Peso de la tripulación: se considera un peso de 75 Kg por cada uno. El centro de gravedad de las personas y sus equipajes se va a considerar en el centro de gravedad de la bañera de la habilitación. - Respetos y pertrechos: se va a considerar el peso total de los diferentes elementos como un ancla de reserva, herramientas situadas en los espacios de la mesa de cartas, diferentes respetos para el motor, aceites, etc. - Peso de provisiones: para evaluar la cantidad de provisiones que deberá llevar el buque en sus viajes se va a estimar un consumo de 10 Kg por persona y día. A efecto de provisiones se va a considerar una autonomía de 7 días. 11.6. VERIFICACIÓN DEL CUMPLIMIENTO DE LOS REQUERIMIENTOS ESTANQUEIDAD DEL BUQUE Las aberturas de la cubierta que dan acceso a los espacios situados por debajo de la cubierta estarán diseñadas y construidas de tal manera que eviten la entrada del agua del mar, y tendrán la estanqueidad e integridad estructural acordes con los requerimientos de la ISO 12217-2. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 246 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Respecto a la bajada a la cabina, estará equipada con una puerta estanca, de construcción eficiente, abisagrada de forma permanente al mamparo y de apertura hacia el exterior. DETERMINACIÓN DE LOS PIP Los PIP, o puntos de inundación progresiva, son aquellos puntos en los cuales existen aberturas del casco, superestructura, o cubierta que no se pueden hacer estancos, y que por tanto si se sumerge dan lugar a una entrada de agua progresiva. Los únicos puntos que pueden dar lugar a una inundación progresiva en el barco es el acceso al interior del buque por popa. Como se ha dicho antes, todas las escotillas sobre la cubierta y demás elementos estarán cerrados de forma estanca durante la navegación. 11.7. ANALISIS DE LA ESTABILIDAD Por último, se procede a la verificación de que la embarcación cumple con los requisitos de estabilidad que le son aplicables, y que se mencionaron en apartados anteriores. Se va a calcular la estabilidad en las 2 condiciones anteriormente mencionadas y para el caso del buque intacto. Se empleará el programa Hydromax. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 247 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval 11.8. SALIDA DE PUERTO A PLENA CARGA En esta situación el buque se encuentra cargado con todos sus pasajeros y tripulantes con sus respectivos equipajes. Además la embarcación cuenta con el 100% de consumos y víveres previstos. Sin embargo, el tanque de aguas grises estará vacío. El desglose de pesos para esta condición de carga se presenta a continuación. EQUILIBRIUM CALCULATION Condición de máxima carga Damage Case - Intact Free to Trim Relative Density (specific gravity) = 1,025; (Density = 1025 kg/m^3) Fluid analysis method: Use corrected VCG WEIGHT LONG. VERT. TRANS. (Kg) ARM (m) ARM (m) ARM (m) 1 19.610,8 6,954 2,072 0,016 PERSONAS Y PERTRECHOS 1 880,0 6,476 2,940 0,268 TANQUE DE COMBUSTIBLE 100% 455,0 5,500 2,080 0,000 TANQUE DE AGUA DULCE 100% 530,0 8,000 1,910 0,000 21.475,8 6,929 2,104 0,026 ITEM NAME QUANTITY ROSCA Total Loadcase FS correction 0,000 VCG fluid 2,104 Draft Amidsh. M AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 2,547 248 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Displacement kg 21476 Heel to Starboard degrees 0,8 Draft at FP m 2,557 Draft at AP m 2,536 Draft at LCF m 2,545 Trim (+ve by stern) m -0,021 WL Length m 14,998 WL Beam m 3,886 Wetted Area m^2 56,293 Waterpl. Area m^2 40,871 Prismatic Coeff. 0,520 Block Coeff. 0,141 Midship Area Coeff. 0,300 Waterpl. Area Coeff. 0,701 LCB from zero pt. (+ve fwd) m 6,292 LCF from zero pt. (+ve fwd) m 6,339 KB m 2,158 KG fluid m 2,104 BMt m 1,735 BML m 24,431 GMt corrected m 1,790 GML corrected m 24,485 KMt m 3,893 KML m 26,589 Immersion (TPc) tonne/cm 0,419 MTc tonne.m 0,355 RM at 1deg = GMt.Disp.sin(1) kg.m 670,774 Max deck inclination deg 0,8 Trim angle (+ve by stern) deg -0,1 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 249 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Key point Freeboard m Margin Line (freeboard pos = 0 m) 0,842 Deck Edge (freeboard pos = 0 m) 0,918 KN CALCULATION Damage Case - Intact Initial Trim = 0 m (+ve by stern) Relative Density (specific gravity) = 1,025; (Density = 1025 kg/m^3) VCG = 0 m 3,5 80 deg. KN 70 deg. KN 90 deg. KN 60 deg. KN 100 deg. KN 50 deg. KN 3 110 deg. KN 2,5 40 deg. KN 120 deg. KN KN m 2 30 deg. KN 130 deg. KN 1,5 20 deg. KN 140 deg. KN 1 150 deg. KN 10 deg. KN 0,5 0 160 deg. KN 170 deg. KN KN 180 deg. 0 deg. KN -0,5 20000 20400 20800 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 21200 Displacement kg 21600 22000 22400 250 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD DISPLACEMENT E.U.I.T. Naval KN 10,0 KN 20,0 KN 30,0 KN 40,0 KN 50,0 deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. 0,000 0,670 1,302 1,876 2,340 2,671 6,931 0,000 0,671 1,302 1,877 2,340 2,670 20364 6,926 0,000 0,671 1,303 1,878 2,340 2,669 20545 6,921 0,000 0,672 1,304 1,879 2,340 2,669 20727 6,916 0,000 0,672 1,305 1,880 2,340 2,668 20909 6,911 0,000 0,672 1,305 1,880 2,340 2,667 21091 6,906 0,000 0,672 1,306 1,881 2,340 2,666 21273 6,901 0,000 0,673 1,307 1,882 2,340 2,665 21455 6,896 0,000 0,673 1,307 1,883 2,339 2,664 21636 6,891 0,000 0,673 1,308 1,883 2,339 2,663 21818 6,886 0,000 0,674 1,309 1,884 2,339 2,662 22000 6,881 0,000 0,674 1,309 1,885 2,338 2,661 LCG m KN 0,0 deg. 20000 6,936 20182 (kg) DISPLACEMENT KN 60,0 deg. KN 70,0 deg. KN 80,0 deg. KN 90,0 deg. KN 100,0 KN 110,0 KN 120,0 (kg) Starb. Starb. Starb. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. 20000 2,890 3,032 3,095 2,982 2,774 2,478 2,108 20182 2,888 3,029 3,093 2,981 2,773 2,478 2,108 20364 2,886 3,027 3,091 2,979 2,772 2,478 2,109 20545 2,885 3,024 3,089 2,978 2,771 2,478 2,109 20727 2,883 3,021 3,087 2,977 2,771 2,478 2,110 20909 2,882 3,018 3,085 2,975 2,770 2,478 2,111 21091 2,880 3,015 3,083 2,974 2,769 2,478 2,111 21273 2,879 3,013 3,081 2,973 2,768 2,478 2,112 21455 2,877 3,010 3,079 2,971 2,768 2,477 2,112 21636 2,875 3,007 3,077 2,970 2,767 2,477 2,113 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 251 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval 21818 2,874 3,005 3,075 2,969 2,766 2,477 2,114 22000 2,872 3,002 3,072 2,967 2,765 2,477 2,114 DISPLACEMENT KN 130,0 KN 140,0 KN 150,0 KN 160,0 KN 170,0 KN 180,0 (kg) deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. 20000 1,677 1,207 0,725 0,278 -0,005 0,000 20182 1,679 1,209 0,728 0,282 0,000 0,000 20364 1,680 1,211 0,730 0,286 0,005 0,000 20545 1,681 1,213 0,733 0,290 0,010 0,000 20727 1,683 1,215 0,736 0,294 0,015 0,000 20909 1,684 1,217 0,739 0,298 0,020 0,000 21091 1,685 1,220 0,742 0,301 0,025 0,000 21273 1,687 1,222 0,745 0,305 0,030 0,000 21455 1,688 1,224 0,748 0,309 0,035 0,000 21636 1,689 1,226 0,751 0,313 0,039 0,000 21818 1,691 1,228 0,754 0,317 0,044 0,000 22000 1,692 1,230 0,757 0,321 0,049 0,000 STABILITY CALCULATION Loadcase - Condición de máxima carga Damage Case - Intact Free to Trim Relative Density (specific gravity) = 1,025; (Density = 1025 kg/m^3) Fluid analysis method: Use corrected VCG Item Name Quantity AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Total Mass Long.Arm Trans.Arm kg m m Vert.Arm m 252 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval ROSCA 1 19610,8 6,954 0,016 2,072 PERSONAS Y PERTRECHOS 1 880,0 6,476 0,268 2,940 TANQUE DE COMBUSTIBLE 100% 455,0 5,500 0,000 2,080 TANQUE DE AGUA DULCE 100% 530,0 8,000 0,000 1,910 21475,8 6,929 0,026 2,104 Total Loadcase FS correction 0,000 VCG fluid 2,104 1,25 Max GZ = 1,042 m at 56,4 deg. 1 GZ m 0,75 0,5 0,25 0 -0,25 -0,5 0 Heel to Starboard 25 50 75 100 Heel to Starboard deg. 125 150 175 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Displacement kg 21476 21476 21476 21476 21477 21476 21474 Draft at FP m 2,557 2,558 2,554 2,537 2,496 2,427 2,310 Draft at AP m 2,536 2,495 2,368 2,147 1,847 1,449 0,853 degrees AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 253 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval WL Length m 14,990 15,083 15,149 15,161 15,205 15,283 15,127 Immersed Depth m 2,548 2,521 2,380 2,130 1,797 1,406 1,120 WL Beam m 3,886 3,831 3,742 3,565 2,989 2,633 2,670 Wetted Area m^2 56,299 55,911 55,170 54,907 55,881 56,679 56,968 Waterpl. Area m^2 40,879 40,391 39,487 38,273 34,296 31,017 29,374 Prismatic Coeff. 0,521 0,517 0,513 0,507 0,506 0,511 0,529 Block Coeff. 0,141 0,144 0,155 0,182 0,257 0,370 0,463 6,929 6,929 6,930 6,933 6,941 6,951 6,962 VCB from DWL m -0,388 -0,387 -0,381 -0,370 -0,370 -0,386 -0,413 GZ m -0,026 0,281 0,561 0,804 0,963 1,033 1,040 6,338 6,403 6,554 6,761 7,069 7,349 7,597 0,000 0,706 1,372 1,944 2,274 2,520 2,662 0,1 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 -0,1 -0,2 -0,7 -1,5 -2,5 -3,8 -5,6 70,0 80,0 90,0 100,0 110,0 120,0 130,0 Displacement kg 21477 21476 21477 21474 21474 21475 21475 Draft at FP m 2,108 1,485 N/A -4,545 -3,834 -3,612 -3,513 Draft at AP m -0,222 -3,206 N/A -8,550 -5,503 -4,449 -3,896 WL Length m 15,061 15,257 15,898 16,503 16,305 16,210 16,168 Immersed Depth m 1,280 1,501 1,663 1,770 1,817 1,803 1,727 WL Beam m 3,316 3,732 1,924 1,858 1,841 1,875 1,969 Wetted Area m^2 55,241 50,527 50,397 50,727 51,107 51,665 52,435 Waterpl. Area m^2 28,959 25,608 24,292 23,884 23,943 24,536 25,840 Prismatic Coeff. 0,574 0,649 0,637 0,626 0,647 0,666 0,683 Block Coeff. 0,343 0,394 0,412 0,386 0,384 0,382 0,381 LCB from zero pt. (+ve fwd) m LCF from zero pt. (+ve fwd) m TCF to zero pt. m Max deck inclination deg Trim angle (+ve by stern) deg Heel to Starboard degrees AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 254 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval LCB from zero pt. 6,975 6,985 6,994 6,992 6,985 6,972 6,955 VCB from DWL m -0,456 -0,517 -0,548 -0,565 -0,568 -0,555 -0,527 GZ m 1,023 1,003 0,868 0,701 0,510 0,304 0,094 7,775 7,850 7,887 7,894 7,838 7,727 7,580 2,676 2,838 2,854 2,747 2,551 2,276 1,937 70,0 80,0 90,0 100,0 110,0 120,0 130,0 -9,0 -17,6 N/A -15,1 -6,4 -3,2 -1,5 140,0 150,0 160,0 170,0 180,0 Displacement kg 21476 21475 21476 21476 21476 Draft at FP m -3,461 -3,437 -3,431 -3,438 -3,444 Draft at AP m -3,549 -3,312 -3,155 -3,092 -3,103 WL Length m 16,149 16,143 16,141 16,114 15,979 Immersed Depth m 1,588 1,385 1,115 0,762 0,657 WL Beam m 2,142 2,439 2,974 4,203 4,613 Wetted Area m^2 53,678 55,777 59,769 68,566 69,986 Waterpl. Area m^2 28,137 31,920 38,429 50,548 52,345 Prismatic Coeff. 0,704 0,728 0,761 0,806 0,815 Block Coeff. 0,381 0,384 0,392 0,406 0,432 6,937 6,918 6,904 6,897 6,899 VCB from DWL m -0,483 -0,424 -0,349 -0,257 -0,202 GZ m -0,107 -0,278 -0,382 -0,305 0,026 7,406 7,188 6,900 6,416 6,328 1,554 1,154 0,791 0,599 0,000 (+ve fwd) m LCF from zero pt. (+ve fwd) m TCF to zero pt. m Max deck inclination deg Trim angle (+ve by stern) deg Heel to Starboard degrees LCB from zero pt. (+ve fwd) m LCF from zero pt. (+ve fwd) m TCF to zero pt. m AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 255 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Max deck inclination deg 140,0 150,0 160,0 169,9 178,7 -0,3 0,5 1,1 1,3 1,3 Trim angle (+ve by stern) deg Code ISO 122172:2002(E) Key point Immersion angle deg Margin Line (immersion pos = 5 m) 25,4 Deck Edge (immersion pos = 5,5 m) 27,3 Criteria 2:2002(E) 2:2002(E) Actual Margin % Analysed 40,0 Not deg Analysed Pass 130,0 deg 6.4 STIX 134,6 Pass +3,52 Pass See ISO delta 0 AS, sail area ISO 8666 72,000 m^2 height of centroid of AS 9,180 m LH, Hydromax calculated 16,600 m BH, Hydromax calculated 4,800 m LWL, Hydromax calculated 14,99 m BWL, Hydromax calculated 3,886 m AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Status Not 6.3 Angle of vanishing stability shall be greater than (>) ISO 12217- Units 6.2.3 Downflooding angle shall be greater than (>) ISO 12217- Value 12217-2 256 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD height of immersed profile area centroid, Hydromax calculated STIX value shall be greater than (>) 1,756 32,0 E.U.I.T. Naval m See ISO 12217-2 76,3 Pass +138,5 Intermediate values m, mass of boat in current loading kg 21475,8 m 2,547 phiD, actual downflooding angle deg 180,0 PhiV, actual angle of vanishing stability deg 134,6 m.deg 91,8970 m 0,868 m 0,026 condition height of waterline in current loading condition AGZ, area under righting lever curve, from 0,8 to 135,2 deg. GZ90, righting lever at 90 deg GZD, righting lever at downflooding angle See ISO FR 12217-2 See ISO LBS, weighted average length 12217-2 See ISO FL, length factor 12217-2 See ISO FB, beam factor 12217-2 VAW, steady apparent wind speed m/s FDS, dynamic stability factor (1,427) FIR, inversion recovery factor (1,206) FKR, knockdown recovery factor (2,501) FDL, displacement-length factor (1,021) AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García See ISO 12217-2 See ISO 12217-2 See ISO 12217-2 See ISO 12217-2 19,523 15,527 1,071 1,834 n/a 1,427 1,206 1,500 1,021 257 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD FBD, beam-displacement factor (1,006) FWM, wind moment factor (1,000) FDF, downflooding factor (2,000) E.U.I.T. Naval See ISO 12217-2 See ISO 12217-2 See ISO 12217-2 1,006 1,000 1,250 Part 170, Stability requirements for all 170.173: c5 - Area 0 to angle of GZmax Pass inspected vessels from the greater of spec. heel angle 0,0 deg 0,0 spec. heel angle 30,0 deg 30,0 angle of max. GZ 56,4 deg lower heel angle 0,0 deg required GZ area at lower heel angle 4,8700 m.deg higher heel angle 30,0 deg required GZ area at higher heel angle 3,1510 m.deg shall be greater than (>) 3,1510 m.deg to the lesser of 12,4042 Pass +293,66 11.9. LLEGADA A PUERTO EN PLENA CARGA En este caso, el buque llega a puerto con el 100% de sus ocupantes con todos sus equipajes, y con el 10% de consumo y víveres. EQUILIBRIUM CALCULATION Llegada a puerto AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 258 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Damage Case - Intact Free to Trim Relative Density (specific gravity) = 1,025; (Density = 1025 kg/m^3) Fluid analysis method: Use corrected VCG Item Name Quantity Total Mass Long.Arm Trans.Arm kg m m Vert.Arm m ROSCA 1 19610,8 6,954 0,016 2,072 PERSONAS Y PERTRECHOS 1 800,0 6,654 0,880 2,940 VÍVERES 10% 8,0 4,700 0,000 1,950 TANQUE DE COMBUSTIBLE 10% 45,5 5,500 0,000 1,930 TANQUE DE AGUA DULCE 10% 53,0 8,000 0,000 1,810 20517,3 6,941 0,050 2,105 Total Loadcase FS correction 0,000 VCG fluid 2,105 Draft Amidsh. M 2,523 Displacement kg 20517 Heel to Starboard degrees 1,6 Draft at FP m 2,529 Draft at AP m 2,516 Draft at LCF m 2,522 Trim (+ve by stern) m -0,012 WL Length m 14,883 WL Beam m 3,845 Wetted Area m^2 55,222 Waterpl. Area m^2 40,157 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 259 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Prismatic Coeff. 0,517 Block Coeff. 0,138 Midship Area Coeff. 0,297 Waterpl. Area Coeff. 0,702 LCB from zero pt. (+ve fwd) m 6,941 LCF from zero pt. (+ve fwd) m 6,358 KB m 2,140 KG fluid m 2,105 BMt m 1,746 BML m 24,816 GMt corrected m 1,782 GML corrected m 24,852 KMt m 3,885 KML m 26,956 Immersion (TPc) tonne/cm 0,412 MTc tonne.m 0,345 RM at 1deg = GMt.Disp.sin(1) kg.m 638,019 Max deck inclination deg 1,6 Trim angle (+ve by stern) deg 0,0 Key point Freeboard m Margin Line (freeboard pos = 0 m) 0,839 Deck Edge (freeboard pos = 0 m) 0,915 KN CALCULATION Damage Case - Intact Initial Trim = 0 m (+ve by stern) AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 260 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Relative Density (specific gravity) = 1,025; (Density = 1025 kg/m^3) VCG = 0 m 3,5 80 deg. KN 70 deg. KN 90 deg. KN 60 deg. KN 100 deg. KN 50 deg. KN 3 110 deg. KN 2,5 40 deg. KN 120 deg. KN KN m 2 30 deg. KN 130 deg. KN 1,5 20 deg. KN 140 deg. KN 1 150 deg. KN 10 deg. KN 0,5 0 160 deg. KN 170 deg. KN KN 180 deg. 0 deg. KN -0,5 20000 20400 DISPLACEMENT 20800 21200 Displacement kg 21600 22000 22400 KN 10,0 KN 20,0 KN 30,0 KN 40,0 KN 50,0 deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. 0,000 0,670 1,302 1,876 2,340 2,671 6,931 0,000 0,671 1,302 1,877 2,340 2,670 20364 6,926 0,000 0,671 1,303 1,878 2,340 2,669 20545 6,921 0,000 0,672 1,304 1,879 2,340 2,669 20727 6,916 0,000 0,672 1,305 1,880 2,340 2,668 20909 6,911 0,000 0,672 1,305 1,880 2,340 2,667 LCG m KN 0,0 deg. 20000 6,936 20182 (kg) AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 261 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval 21091 6,906 0,000 0,672 1,306 1,881 2,340 2,666 21273 6,901 0,000 0,673 1,307 1,882 2,340 2,665 21455 6,896 0,000 0,673 1,307 1,883 2,339 2,664 21636 6,891 0,000 0,673 1,308 1,883 2,339 2,663 21818 6,886 0,000 0,674 1,309 1,884 2,339 2,662 22000 6,881 0,000 0,674 1,309 1,885 2,338 2,661 DISPLACEMENT KN 60,0 deg. KN 70,0 deg. KN 80,0 deg. KN 90,0 deg. KN 100,0 KN 110,0 KN 120,0 (kg) Starb. Starb. Starb. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. 20000 2,890 3,032 3,095 2,982 2,774 2,478 2,108 20182 2,888 3,029 3,093 2,981 2,773 2,478 2,108 20364 2,886 3,027 3,091 2,979 2,772 2,478 2,109 20545 2,885 3,024 3,089 2,978 2,771 2,478 2,109 20727 2,883 3,021 3,087 2,977 2,771 2,478 2,110 20909 2,882 3,018 3,085 2,975 2,770 2,478 2,111 21091 2,880 3,015 3,083 2,974 2,769 2,478 2,111 21273 2,879 3,013 3,081 2,973 2,768 2,478 2,112 21455 2,877 3,010 3,079 2,971 2,768 2,477 2,112 21636 2,875 3,007 3,077 2,970 2,767 2,477 2,113 21818 2,874 3,005 3,075 2,969 2,766 2,477 2,114 22000 2,872 3,002 3,072 2,967 2,765 2,477 2,114 DISPLACEMENT KN 130,0 KN 140,0 KN 150,0 KN 160,0 KN 170,0 KN 180,0 (kg) deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. deg. Starb. 20000 1,677 1,207 0,725 0,278 -0,005 0,000 20182 1,679 1,209 0,728 0,282 0,000 0,000 20364 1,680 1,211 0,730 0,286 0,005 0,000 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 262 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval 20545 1,681 1,213 0,733 0,290 0,010 0,000 20727 1,683 1,215 0,736 0,294 0,015 0,000 20909 1,684 1,217 0,739 0,298 0,020 0,000 21091 1,685 1,220 0,742 0,301 0,025 0,000 21273 1,687 1,222 0,745 0,305 0,030 0,000 21455 1,688 1,224 0,748 0,309 0,035 0,000 21636 1,689 1,226 0,751 0,313 0,039 0,000 21818 1,691 1,228 0,754 0,317 0,044 0,000 22000 1,692 1,230 0,757 0,321 0,049 0,000 STABILITY CALCULATION Loadcase – Llegada a puerto Damage Case - Intact Free to Trim Relative Density (specific gravity) = 1,025; (Density = 1025 kg/m^3) Fluid analysis method: Use corrected VCG Item Name Quantity Total Mass Long.Arm Trans.Arm kg m m Vert.Arm m ROSCA 1 19610,8 6,954 0,016 2,072 PERSONAS Y PERTRECHOS 1 800,0 6,654 0,880 2,940 VÍVERES 10% 8,0 4,700 0,000 1,950 TANQUE DE COMBUSTIBLE 10% 45,5 5,500 0,000 1,930 TANQUE DE AGUA DULCE 10% 53,0 8,000 0,000 1,810 20517,3 6,941 0,050 2,105 Total Loadcase FS correction 0,000 VCG fluid 2,105 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 263 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval 1,25 Max GZ = 1,036 m at 58,2 deg. 1 GZ m 0,75 0,5 0,25 0 -0,25 -0,5 0 Heel to Starboard 25 50 75 100 Heel to Starboard deg. 125 150 175 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 Displacement kg 20517 20517 20517 20517 20518 20518 20516 Draft at FP m 2,529 2,529 2,527 2,510 2,469 2,397 2,276 Draft at AP m 2,517 2,474 2,344 2,118 1,804 1,386 0,758 WL Length m 14,871 14,968 15,044 15,054 15,079 15,140 15,028 Immersed Depth m 2,524 2,497 2,356 2,105 1,770 1,377 1,084 WL Beam m 3,847 3,790 3,700 3,574 3,007 2,646 2,742 Wetted Area m^2 55,234 54,867 54,134 53,787 54,673 55,433 55,588 Waterpl. Area m^2 40,171 39,708 38,821 37,892 34,121 30,895 29,382 Prismatic Coeff. 0,518 0,514 0,510 0,504 0,503 0,508 0,526 Block Coeff. 0,139 0,141 0,153 0,177 0,249 0,363 0,448 6,941 6,941 6,942 6,945 6,953 6,963 6,974 degrees LCB from zero pt. (+ve fwd) m AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 264 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval VCB from DWL m -0,382 -0,381 -0,375 -0,363 -0,360 -0,373 -0,398 GZ m -0,050 0,256 0,535 0,779 0,945 1,021 1,035 6,356 6,417 6,566 6,761 7,062 7,338 7,589 0,000 0,708 1,374 1,957 2,293 2,538 2,668 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 0,0 -0,2 -0,7 -1,5 -2,6 -3,9 -5,9 70,0 80,0 90,0 100,0 110,0 120,0 130,0 Displacement kg 20518 20517 20518 20516 20516 20516 20517 Draft at FP m 2,066 1,382 N/A -4,656 -3,893 -3,654 -3,546 Draft at AP m -0,375 -3,541 N/A -8,907 -5,681 -4,564 -3,977 WL Length m 14,986 15,183 15,827 16,436 16,322 16,222 16,178 Immersed Depth m 1,243 1,459 1,620 1,726 1,774 1,761 1,687 WL Beam m 3,421 3,710 1,908 1,840 1,820 1,851 1,940 Wetted Area m^2 53,414 48,754 49,024 49,357 49,717 50,291 51,068 Waterpl. Area m^2 28,654 24,919 23,964 23,547 23,610 24,157 25,432 Prismatic Coeff. 0,575 0,646 0,634 0,624 0,642 0,661 0,680 Block Coeff. 0,340 0,430 0,409 0,383 0,380 0,379 0,378 6,989 6,999 7,008 7,007 7,000 6,987 6,970 VCB from DWL m -0,442 -0,501 -0,531 -0,549 -0,552 -0,540 -0,513 GZ m 1,028 1,008 0,874 0,707 0,516 0,310 0,100 7,752 7,800 7,868 7,881 7,838 7,724 7,585 2,683 2,877 2,860 2,747 2,547 2,266 1,921 70,0 80,0 90,0 100,0 110,0 120,0 130,0 LCF from zero pt. (+ve fwd) m TCF to zero pt. m Max deck inclination deg Trim angle (+ve by stern) deg Heel to Starboard degrees LCB from zero pt. (+ve fwd) m LCF from zero pt. (+ve fwd) m TCF to zero pt. m Max deck inclination deg AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 265 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval Trim angle (+ve by -9,4 -18,4 N/A -16,0 -6,9 -3,5 140,0 150,0 160,0 170,0 180,0 Displacement kg 20517 20516 20517 20517 20517 Draft at FP m -3,489 -3,462 -3,453 -3,459 -3,465 Draft at AP m -3,608 -3,355 -3,185 -3,109 -3,118 WL Length m 16,157 16,149 16,146 16,119 15,979 Immersed Depth m 1,552 1,354 1,090 0,743 0,636 WL Beam m 2,108 2,395 2,913 4,108 4,624 Wetted Area m^2 52,300 54,387 58,364 67,324 69,353 Waterpl. Area m^2 27,664 31,369 37,772 49,989 52,505 Prismatic Coeff. 0,701 0,726 0,760 0,807 0,819 Block Coeff. 0,379 0,382 0,391 0,407 0,426 6,951 6,931 6,916 6,908 6,909 VCB from DWL m -0,471 -0,414 -0,340 -0,250 -0,193 GZ m -0,101 -0,274 -0,381 -0,307 0,050 7,413 7,202 6,923 6,436 6,331 1,532 1,127 0,761 0,570 0,000 140,0 150,0 160,0 169,9 178,7 -0,5 0,4 1,0 1,4 1,3 stern) deg Heel to Starboard degrees -1,7 LCB from zero pt. (+ve fwd) m LCF from zero pt. (+ve fwd) m TCF to zero pt. m Max deck inclination deg Trim angle (+ve by stern) deg Key point Immersion angle deg Margin Line (immersion pos = 5 m) 26,2 Deck Edge (immersion pos = 5,5 m) 28 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 266 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD Code ISO 122172:2002(E) Criteria 2:2002(E) 2:2002(E) Actual 40,0 % Pass 130,0 deg 134,9 Pass +3,74 Pass See ISO delta 0 AS, sail area ISO 8666 72,000 m^2 height of centroid of AS 9,180 m LH, Hydromax calculated 16,600 m BH, Hydromax calculated 4,800 m LWL, Hydromax calculated 14,871 m BWL, Hydromax calculated 3,847 m 1,737 m height of immersed profile area centroid, STIX value shall be greater than (>) Margin Not Analysed deg 6.4 STIX Hydromax calculated Status Not Analysed 6.3 Angle of vanishing stability shall be greater than (>) ISO 12217- Units 6.2.3 Downflooding angle shall be greater than (>) ISO 12217- Value E.U.I.T. Naval 12217-2 See ISO 32,0 12217-2 75,1 Pass +134,67 Intermediate values m, mass of boat in current loading condition height of waterline in current loading condition phiD, actual downflooding angle AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García kg 20517,4 m 2,523 deg 180,0 267 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD PhiV, actual angle of vanishing stability AGZ, area under righting lever curve, from 0,8 to 135,2 deg. GZ90, righting lever at 90 deg GZD, righting lever at downflooding angle E.U.I.T. Naval deg 134,9 m.deg 91,1306 m 0,874 m 0,050 See ISO FR 12217-2 18,705 See ISO LBS, weighted average length 12217-2 15,447 See ISO FL, length factor 12217-2 1,070 See ISO FB, beam factor 12217-2 VAW, steady apparent wind speed m/s 1,862 n/a See ISO FDS, dynamic stability factor (1,415) FIR, inversion recovery factor (1,202) FKR, knockdown recovery factor (2,433) FDL, displacement-length factor (1,013) FBD, beam-displacement factor (1,001) FWM, wind moment factor (1,000) FDF, downflooding factor (2,000) 12217-2 1,415 See ISO 12217-2 1,202 See ISO 12217-2 1,500 See ISO 12217-2 1,013 See ISO 12217-2 1,001 See ISO 12217-2 1,000 See ISO 12217-2 1,250 Part 170, Stability requirements for all 170.173: c5 - Area 0 to angle of GZmax Pass inspected vessels AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 268 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ESTUDIO DE ESTABILIDAD E.U.I.T. Naval from the greater of spec. heel angle 0,0 deg 0,0 spec. heel angle 30,0 deg 30,0 angle of max. GZ 58,2 deg lower heel angle 0,0 deg required GZ area at lower heel angle 4,8700 m.deg higher heel angle 30,0 deg required GZ area at higher heel angle 3,1510 m.deg shall be greater than (>) 3,1510 m.deg to the lesser of AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 11,6458 Pass +269,59 269 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PREDICCIÓN DE POTENCIA Y MOTORIZACIÓN E.U.I.T. Naval Según lo expuesto en el Capítulo 3 “Predimensionamiento”, en el apartado 3.3, la potencia estimada para esta embarcación es de 120 hp. Se ha considerado adecuado este valor tras llevarse a cabo una estimación de las posibles rutas de tránsito de este barco y su autonomía (Capítulo 1, Introducción, Apartado 1.1). Teniendo todo esto en cuenta, y tras buscar referencias en diversas marcas y modelos, se ha optado por motor un Volkswagen Marine 120-5, y como hélice, una de 3 palas de la casa Vetus especial para embarcaciones de desplazamiento. Este motor de cinco cilindros y 2,5 L. de cilindrada desarrolla 120 hp. y 250 Nm. de par. Este motor proviene de la automoción y destaca por su ligera construcción y probada fiabilidad. Cuenta con la más avanzada tecnología, como inyección directa y turbocompresor de geometría variable que le permiten tener un económico consumo y adaptarse a las actuales y futuras normas de emisión de gases contaminantes de la Unión Europea, además de poder funcionar tanto con gasóleo común como con Bio-Diesel. El motor está totalmente marinizado (enfundado de cableado, tornilleria adaptada, pintado,etc), y destaca por su fácil mantenimiento contando para ellos con: cambio de aceite cada 200 horas de funcionamiento, bomba eléctrica integrada para cambio de aceite, filtros de aire perpetuos y tensor automático de la correa de accesorios. En el ANEXO II se puede encontrar la ficha técnica del motor. En ella se pueden observar todas las características técnicas además de las correspondientes gráficas de potencia, par y consumos. AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 271 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PRESUPUESTO E.U.I.T. Naval El objetivo de este capitulo es el de estimar el coste de fabricación de la embarcación y sus componentes. Se detallan a continuación el precio de los elementos que componen la embarcación, materiales y mano de obra estimada. Todos los precios incluyen IVA. MATERIALES DEL CASCO Elemento Cantidad (Kg) Fibra de Vidrio Mat Fibra de Vidrio Tejido Resina Gelcoat Quilla Acero Herramientas 700 1.000 2.500 100 9.000 1 Precio Unitario 2,1 4 2,5 6,9 4 500 Total Total (€) 1.470 4.000 6.250 690 36.000 500 48.910 APAREJO Elemento Cantidad Velas Mástil Botavara 1 1 1 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Precio Unitario 5.000 3.600 420 Total Total (€) 5.000 3.600 420 9.020 273 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PRESUPUESTO E.U.I.T. Naval CARPINTERÍA Elemento Cantidad Forrado Piso Acabados Teca 1 1 Precio Unitario 3.200 3.500 Total Total (€) 3.200 3.500 6.700 INSTALACIÓN Elemento Cantidad Motor Eje Hélice Baterías Aislamientos Cableado Tubería Tanque Combustible Tanque Agua Dulce Tanque Aguas Negras Cilindro Timón 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 Precio Unitario 16.500 320 410 620 400 350 300 580 620 618 276 Total Total (€) 16.500 320 410 1.240 400 350 300 580 620 618 276 21.614 EQUIPOS CUBIERTA Elemento Cantidad Winches Pequeños Winches Grandes Carros Puerta Acceso Cornamusas Portillos Reda Timón 2 2 3 1 6 12 1 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Precio Unitario 180 450 200 350 33 192 180 Total (€) 360 900 600 350 198 2.304 180 274 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PRESUPUESTO Bomba Tmón Cabos Candeleros Cable Acero Ancla Molinete Cadena Panel Instrumentos Luces Navegación 1 1 16 64 2 1 100 1 1 E.U.I.T. Naval 294 400 63,4 6 699 3.011 2,5 190 93 Total 294 400 1.014,4 384 1.398 3.011 250 190 93 11.926,4 CAMAROTES Elemento Cantidad Cama Colchon Armario 4 4 8 Elemento Cantidad Placa Ducha Lavabo WC Armario Lavabo 2 2 2 2 Elemento Cantidad Precio Unitario 250 180 200 Total Total (€) 1.000 720 1.600 3.320 ASEOS Precio Unitario 180 110 853 150 Total Total (€) 360 220 1.706 300 2.586 COCINA AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Precio Unitario Total (€) 275 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PRESUPUESTO Encimera Muebles Cocina Fregadero Fuego - Horno Nevera Microondas 1 1 1 1 1 1 Elemento Cantidad Sofá Mesa Televisión DVD 2 1 1 1 E.U.I.T. Naval 150 500 80,15 1.075 755 80 Total 150 500 80,15 1.075 755 80 2.640,15 SALÓN Precio Unitario 650 250 500 50 Total Total (€) 1.300 250 500 50 2.100 MESA DE NAVEGACIÓN Elemento Cantidad Mesa Silla Equipos Electrónicos 1 1 1 Precio Unitario 150 50 700 Total Total (€) 150 50 700 900 EQUIPOS DE SEGURIDAD Elemento Cantidad Balsa Salvavidas Chalecos Extintores 1 8 3 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García Precio Unitario 2.190 27 55 Total (€) 2.190 216 165 276 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. PRESUPUESTO Botiquín Aro salvavidas Kit Bengalas 1 1 1 E.U.I.T. Naval 159,2 135 95 Total 159,2 135 95 2.960,2 MANO DE OBRA Elemento Cantidad Construcción Casco Bañera y Cubierta Montaje 500 300 500 Precio Unitario 18 18 18 Total Total (€) 9.000 5.400 9.000 23.400 TOTAL EMBARCACIÓN Concepto Materiales del Casco Aparejo Carpinteria Instalación Equipos de Cubierta Camarotes Aseos Cocina Salón Mesa Navegación Equipos de Seguridad Mano de Obra Subtotal (€) 48.910 9.020 6.700 21.614 11.926,4 3.320 2.586 2.640,15 2.100 900 2.960,2 23.400 TOTAL 136.076,75 € AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 277 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. BIBLIOGRAFÍA E.U.I.T. Naval APUNTES DE LAS SIGUIENTES ASIGNATURAS - Embarcaciones Deportivas - Construcción en Materiales Compuestos - Teoría del Buque I y II PÁGINAS WEB - http://www.beneteau.com/sp/veleros/ - http://www.dufour-yachts.com/ - http://www.hallberg-rassy.com/ - http://www.nauticexpo.es/ - http://www.warwickyachts.com/ - http://www.allures-yachting.com/ - http://www.jeanneau.fr/ - http://www.navegar.com/guia/es/default.asp - http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENE RALES/MARINA_MERCANTE/_INFORMACION/NORMATIVA/ LIBROS - Principles of Yacht Design Lars Larsson y Rolf E. Eliasson Segunda edición AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 279 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ANEXO I CALADO (m) 4,85 2,4 ALLURES 51 16,1 14,05 CIGALE 16 16,49 14,6 15,91 4,61 COMET 51s 15,4 12,7 15,1 COMET 52 15,9 12,97 CYCLADES 50.5 15,65 13,18 DISCOVERY 55 17 DUFOUR 525 15,32 13,74 14,99 4,9 ELAN IMPRESSION 514 16,1 13,76 15,69 4,68 FRANCHINI F53L 16,2 4,54 FRANCHINI F53S 16,2 GRAND SOLEIL 56' 16,9 HALLBERG-RASSY 54 POTENCIA MOTOR (CV) MANGA MAX. (m) 16,6 AGUA (L) ESLORA CASCO (m) 14,5 FUEL (L) ESLORA EN FLOT. (m) 16,95 LASTRE, ORZA (Tn) ESLORA TOTAL (m) 55' NORDIA CRUISER DESPLAZAMIENT O EN ROSCA (Tn) MODELO E.U.I.T. Naval 8 1200 1500 135 14,5 5,4 750 600 80 11 3,3 300 500 55 4,7 13 4,4 350 600 90 15,45 4,64 14,5 4 350 600 90 15,24 4,9 400 980 110 4,78 1334 1008 160 16,2 500 750 75 2,2 18 440 780 110 2,6 22,3 185 4,54 22,3 185 4,83 19 6,5 400 600 26,3 9,75 900 1050 180 18,7 5,8 375 690 110 4,68 14,86 14,3 16,74 4,7 2,4 2,3 HANSE 540e 16,08 14,6 16,08 4,91 HUNTER 50 15,21 13,36 14,58 4,47 JEANNEAU SUN ODYSSEY 49i 15,07 12,98 14,75 4,49 NAJAD 505 15,3 14,08 4,59 2,45 17,9 700 800 110 NAJAD 511 15,5 13,4 4,5 2,4 19 615 630 100 OCÉANIS 50 15,1 13,3 14,75 4,49 235 565 110 OCÉANIS 54 16,7 15 16,26 4,9 474 970 110 OYSTER 54 16,43 14,1 16,12 4,75 850 750 110 RANGE 51.2 15,95 13,32 14,91 4,58 RANGE 56.1 16,55 14,33 15,99 5,1 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 240 21,315 2 75 15,7 4,4 460 960 100 22,5 6,3 750 1300 140 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ANEXO I SOLARIS 53 E.U.I.T. Naval 16,2 4,8 16,15 14,173 4,75 WARWICK W54 SLOOP 16,45 14 4,6 2,44 16,92 WARWICK W55 PERFORMANCE 16,74 13,73 4,5 3 21 TARTAN 5300 2,6 20,5 6,75 1000 820 110 473,18 946,42 5,67 1080 860 140 6,6 110 165 165 62 E (m) 4,57 P (m) 16,76 J (m) 14,46 I (m) X-55 ÁREA DEL SPINNAKER (m2) 75 ÁREA DEL GENNAKER (m2) 4,69 ÁREA DE LA GÉNOVA (m2) (AL 100%) 4,28 ÁREA DE LA MAYOR (m2) 15,24 ÁREA TOTAL VELAS (m2) 13,14 MODELO X-50 18,6 5,14 18 5,2 19,43 6,65 17,93 6,04 18,8 5,94 18 6,6 19,3 5,2 18,4 6,6 18,25 5,45 16,74 5,9 55' NORDIA CRUISER ALLURES 51 122 CIGALE 16 69 COMET 51s 75 52,38 COMET 52 60,5 49,5 CYCLADES 50.5 65 62,5 59,5 49,14 164 21,83 6,21 19,33 6,78 68,3 57,78 133 17,6 5,58 17,25 5,78 19,4 5,48 17,98 6,65 21,25 5,99 21,45 6,5 DISCOVERY 55 128,3 DUFOUR 525 ELAN IMPRESSION 514 162 FRANCHINI F53L 162 FRANCHINI F53S 190 172 170 140 GRAND SOLEIL 56' HALLBERG-RASSY 54 155 85,1 HANSE 540e AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 65,71 195 VELERO TIPO CRUCERO DE 16 M. DE ESLORA APROX. APTO PARA NAVEGACIÓN EN ZONA 2, CONSTRUIDO EN P.R.F.V. ANEXO I HUNTER 50 111,3 49,2 44,36 NAJAD 511 115,8 51,6 64,2 OCÉANIS 50 149 69 80 OCÉANIS 54 154,09 OYSTER 54 109,5 39,5 70 RANGE 51.2 109,5 39,5 70 RANGE 56.1 74 62,22 SOLARIS 53 128,85 67,18 E.U.I.T. Naval JEANNEAU SUN ODYSSEY 49i NAJAD 505 TARTAN 5300 137,3 WARWICK W54 SLOOP 153,2 17 5,62 15,75 5,6 19,5 6,48 19 6,35 22,25 6,5 20,38 7 80,6 WARWICK W55 PERFORMANCE 77 X-50 93,6 X-55 AUTORA: Dña. Natalia Fuentes Arenas TUTOR: D. Gaspar Penagos García 194,4 TDI 120-5 88 kW (120 hp) – turbo-charged 5-cylinder diesel engine Ample power – ample reserve! TDI-diesel with 2.5 litre engine capacity, favourable weightperformance ratio and a mighty torque of over Torque (Nm) Performance (kW) 90 360 Performance (kW) 80 320 70 280 250 Nm at any engine speed between 1900 and 3200 rpm. Thanks to those characteristics,the perfect engine for a wide range of 240 60 Torque (Nm) heavier boats – with all the fuel economy and 50 200 40 160 30 120 20 80 low emissions that you expect from us. Direct injection engine with electronically controlled distribution injection pump (Marine Diesel Control) and watercooled VTG-turbocharger (Variable Turbine Geometry). T E C H N O L O G Y Easily meets EU emission standards and all expected future emission standards for marine engines. S U P E R I O R 18 Frontal view of TDI 100-5 and TDI 120-5 1500 2000 2500 3000 3500 Engine speed (rpm) TDI 120-5 Capacity Performance Max. Torque Weight 2461 cm3 88 kW (120 hp) at 3250 rpm 275 Nm at 2500 rpm 255 kg (dry, without gearbox) TDI 120-5 Engine type 5-cylinder Diesel 5-cylinder Turbo-Diesel 5-cylinder Turbo-Diesel Fuel system direct injection 1 direct injection 1 direct injection 1 Charge – exhaust turbocharger VTG 2 exhaust turbocharger VTG 2 inline 5 inline 5 inline 5 Cylinders 2461 2461 2461 Stroke [mm] 95,5 95,5 95,5 Bore [mm] 81,0 81,0 81,0 Compression ratio 19,0:1 19,0:1 19,0:1 Performance (ISO 3046) [kW] 55 74 88 Performance [hp] 75 100 120 at 3600 rpm 2600 rpm 3250 rpm Specific power output [kW/l] 22,3 30,1 35,8 Approx. piston speed [m/s] 11,5 8,3 10,2 Max. torque [Nm] 155 275 275 at 2250 rpm 2500 rpm 2500 rpm Min. specific fuel consumption. [g/kWh] 233 217 217 Weight* [kg] 245 255 255 Alternator 120 A 120 A 120 A Electrical system 12 V 12 V 12 V Oil change Once a year or after 200 hours of operation (depending on which occurs first) Cooling Thermostatically controlled double circuit cooling system with heat exchangers, collective exhaust pipe and water-cooled exhaust turbocharger (if applicable), oil cooling, fuel and hydraulic oil cooling Standard supply includes Piping for hot water preparation or heating, wiring and instrumentation, on-board computer, electric oil drain pump for oil change, engine mounts Options Bipolar electrical system Power steering pump 230 V-generator set Displacement [cm3] distribution injection pump water-cooled turbosupercharger with variable turbine geometry * dry, without gear unit (ZF 25A: + 23 kg; ZF 45A: + 35 kg) 1 2 T E C H N O L O G Y TDI 100-5 19 S U P E R I O R SDI 75-5 Subject to change without prior notice Specifications Marine Engine Performance Volkswagen Marine TDI 120-5 Power Rating TDI 120-5 - Data On ISO 8178-4 (metric) Power Rating TDI 120-5 - Diagram On ISO 8178-4 (metric) DRZ [1/min] Torque [Nm] 1000 145 15 1500 199 31 9 2000 242 51 21 100 300 90 Prop Demand [kW] 3 250 70 200 60 50 150 Torque [Nm] Power [kW] 80 Power [kW] 2500 274 72 40 3000 273 86 70 3250 228 88 88 40 100 30 20 50 10 1000 1500 2000 2500 3000 3500 rpm [min-1] Torque Power Prop Demand Specific Fuel Consumption TDI 120-5 - Data On ISO 8178-4 (metric) Specific Fuel Consumption TDI 120-5 - Diagram On ISO 8178-4 (metric) DRZ [1/min] Full Load [g/kWh] Prop Demand [g/kWh] 350 1000 235 1500 224 360 2000 215 272 2500 220 239 3000 229 230 3250 234 234 fuel consumption [g/kWh] 330 310 290 270 250 230 210 1000 1500 2000 2500 3000 3500 rpm [min-1] Full Load Prop Demand Fuel Consumption TDI 120-5 - Diagram On ISO 8178-4 (metric) Fuel Consumption TDI 120-5 - Data On ISO 8178-4 (metric) DRZ [1/min] Full Load [I/h] Prop Demand [I/h] 25 fuel consumption [l/h] 20 15 1000 4,3 2,0 1500 8,5 3,8 2000 13,1 6,7 2500 19,1 11,6 3000 23,8 19,0 3250 25,0 25,0 10 5 1000 1500 2000 2500 3000 3500 rpm [min-1] Full Load Prop Demand 1 Nm ^ = 5,71015 lb inch 1 kW ^ = 1,3410219 HP English 1 inch = 0,08333 foot 1 kW = 1,359621 PS metric 1 l = 0,2641704656 g 1 g^ = 0,0022046223 Ib American 1 Nm ^ = 0,7375620525 lb ft foot pound 1
