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Centro Universitario de la Defensa

en la Escuela Naval Militar

TRABAJO FIN DE GRADO

Generación de las curvas hidrostáticas y de estabilidad transversal del Buque Escuela Juan Sebastián de Elcano.

Grado en Ingeniería Mecánica

ALUMNO: Fernando Bernardo Sanz Navarro

DIRECTORES: Antonio Eirís Barca

CURSO ACADÉMICO: 2015-2016

Centro Universitario de la Defensa

en la Escuela Naval Militar

TRABAJO FIN DE GRADO

Generación de las curvas hidrostáticas y de estabilidad transversal del Buque Escuela Juan Sebastián De Elcano

Grado en Ingeniería Mecánica

Intensificación en Tecnología Naval

Cuerpo General

i

RESUMEN

En este TFG, partiendo de los planos de forma del Buque Escuela Juan Sebastián de Elcano, se llevan

a cabo los estudios iniciales que exige un estudio de estabilidad actualizado del emblemático buque de

la Armada Española.

En la primera parte del trabajo se crea un modelo CAD tridimensional del casco del buque a partir de

los planos de formas con el programa CAD Siemens NX. A continuación se generan las curvas

hidrostáticas del buque en la condición de adrizado y se presentan los resultados en un gráfico que

permita visualizar de forma rápida y cómoda la variación de las características geométricas del buque

con el calado. Por último se obtienen las curvas transversales del buque donde se expresa el valor del

brazo de adrizamiento para una situación de escora y un desplazamiento asumiendo una posición de

referencia para el centro de gravedad.

PALABRAS CLAVE

Buque Escuela Juan Sebastián de Elcano, Curvas hidrostáticas, Curvas transversales

ii

iii

AGRADECIMIENTOS

A mi tutor Antonio, por tener siempre una respuesta para toda duda que le planteé, gracias a esa

gran dedicación e ilusión.

A mi tío Fernando por ayudarme con valiosas ideas e información desde mis comienzos en el

mundo de la estabilidad.

A mis padres Fernando y Ana por darme la oportunidad de vivir.

A todos mis familiares que han pasado por este gran buque, especialmente a mis Tíos Bernardo y

Antonio por animarme a abrazar esta hermosa profesión.

A todas las generaciones habidas y por haber del buque escuela Juan Sebastián de Elcano,

navegando siempre bajo el amparo de la virgen del Carmen.

iv

GENERACIÓN DE LAS CHS Y DE ET DEL BE JSE

1

CONTENIDO

Contenido ................................................................................................................... 1

Índice de Figuras ........................................................................................................ 3

Índice de Tablas ......................................................................................................... 5

1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ........................................................................ 6

1.1 Introducción ...................................................................................................... 6

1.2 Motivación ........................................................................................................ 8

1.3 Trabajo previo ................................................................................................. 12

1.3.1 Información .............................................................................................. 12

1.3.2 Trabajos anteriores ................................................................................... 12

1.4 Objetivos ......................................................................................................... 13

2 GENERACIÓN DEL CAD DEL BUQUE ........................................................... 14

2.1 Plano de formas .............................................................................................. 14

2.1.1 Introducción ............................................................................................. 14

2.1.2 Plano de formas Juan Sebastián de Elcano .............................................. 15

2.2 Digitalización de los puntos ........................................................................... 17

2.2.1 Introducción ............................................................................................. 17

2.2.2 Procedimiento ........................................................................................... 18

2.3 Modelado en NX ............................................................................................ 20

2.3.1 Tipos Spline .............................................................................................. 20

2.3.2 Modelado de Spline .................................................................................. 21

2.3.3 Simetría y representación de estaciones ................................................... 22

2.3.4 Obtención del volumen ............................................................................ 23

2.3.5 Comparativa programa Delftship ............................................................. 24

2.3.6 Obtención del sólido ................................................................................. 25

3 CURVAS HIDROSTÁTICAS .............................................................................. 27

3.1 Introducción .................................................................................................... 27

3.2 Curva desplazamiento, abscisas centro de carena y TPC ............................... 28

3.2.1 Introducción ............................................................................................. 28

3.2.2 Obtención datos con NX .......................................................................... 29

3.2.3 Curvas hidrostáticas ................................................................................. 30

3.3 Curva KM, MTC y abscisas centro de flotación ............................................ 32

3.3.1 Introducción ............................................................................................. 32

3.3.2 Obtención datos con NX .......................................................................... 38


2

3.3.3 Curvas hidrostáticas ................................................................................. 39

4 ESTABILIDAD TRANSVERSAL ...................................................................... 42

4.1 Introducción .................................................................................................... 42

4.2 Trabajo en NX ................................................................................................ 46

4.2.1 Objetivo .................................................................................................... 46

4.2.2 Centro y volumen de carena ..................................................................... 46

4.2.3 Obtención KN .......................................................................................... 48

4.3 Curvas transversales de estabilidad ................................................................ 50

5 RESULTADOS ..................................................................................................... 56

5.1 Comparativa con curvas corbeta tipo Descubierta ......................................... 56

5.2 Comparativa con estudios anteriores .............................................................. 57

5.2.1 Tablas Hidrostáticas 2016 ........................................................................ 57



5.2.4 Tablas estabilidad transversal 1992-2006 ................................................ 61

5.2.5 Tablas Excel estabilidad transversal 2016 .............................................. 62

6 CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS .......................................................... 63

6.1 Conclusión ...................................................................................................... 63

6.2 Futuro.............................................................................................................. 63

7 Bibliografía ........................................................................................................... 65

Anexo I: Estudio de estabilidad a bordo del crucero de instrucción ........................ 67


3

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1-1 Buque escuela Juan Sebastián de Elcano ................................................. 7

Figura 1-2 Barcos participantes en la regata grandes veleros 2010. [10] [11] ......... 9

Figura 1-3 Buque escuela canadiense Concordia. [10] ............................................. 9

Figura 1-4 Gráfico hundimiento Concordia.[9] ....................................................... 10

Figura 1-5 Estudiantes supervivientes al naufragio. [10] ....................................... 11

Figura 1-6 Trinquete del JSE rifado [9] ................................................................... 11

Figura 1-7 Importancia del CAD en diseño naval ................................................... 13

Figura 2-1 Ejemplo plano de formas [10] ................................................................ 14

Figura 2-2 Plano de formas JSE vectorizado [11] ................................................... 15

Figura 2-3 Caja de secciones. .................................................................................. 16

Figura 2-4 Sistema de referencia DIN 812091 [10] ................................................. 17

Figura 2-5 Caja de secciones utilizando software engauge digitizer ....................... 19

Figura 2-6 Spline puntos pasantes ........................................................................... 20

Figura 2-7 Spline de ajuste ...................................................................................... 21

Figura 2-8 Spline uniendo los puntos obtenidos desde plano de formas [12] ........ 22

Figura 2-9 Todas las estaciones desde plano de formas [12] .................................. 22

Figura 2-10 Superficie reglada [12] ........................................................................ 23

Figura 2-11 Volumen final [12] ............................................................................... 24

Figura 2-12 Comparativa cuadernas de trazado plano de formas y CAD ............... 24

Figura 2-13 Modelado JSE con Delftship ................................................................ 25

Figura 2-14 Sólido obtenido desde el volumen creado ............................................ 26

Figura 3-1 Curvas Hidrostáticas Corbeta Descubierta ............................................. 27

Figura 3-2 Volumen de carena ................................................................................. 28

Figura 3-3Centro de carena [12] [13] ...................................................................... 29

Figura 3-4 Obtención Centro de Carena y volumen para un calado medio concreto

[12] [13] .......................................................................................................................... 30

Figura 3-5 Metacentro transversal ........................................................................... 33

Figura 3-6 Calcular BM ........................................................................................... 34

Figura 3-7 Radio metacéntrico transversal .............................................................. 35

Figura 3-8 Distancia entre perpendiculares [12] [13] .............................................. 36

Figura 3-9 Marcas de calado JSE ............................................................................. 36

Figura 3-10 Metacentro longitudinal ....................................................................... 37

Figura 3-11 Gráfico explicativo MTC ..................................................................... 37


4

Figura 3-12 Momentos de inercia y CF [12] [13] .................................................... 39

Figura 3-13 Tabla hidrostática final agrupada ......................................................... 41

Figura 4-1 Curvas de estabilidad transversal clase Descubierta .............................. 42

Figura 4-2 Evoluta metacéntrica .............................................................................. 43

Figura 4-3 Estabilidad transversal ........................................................................... 45

Figura 4-4 Centro y volumen de carena ................................................................... 46

Figura 4-5 Archivo centro de carena en .asc ............................................................ 47

Figura 4-6 Importación de puntos de centros de carena .......................................... 48

Figura 4-7 Proyección de punto sobre el plano de la línea de flotación .................. 48

Figura 4-8 Línea de acción del empuje .................................................................... 49

Figura 4-9 Obtención distancia KN o AP ............................................................... 49

Figura 4-10 Paralelos a 90º, obtención KN para diferentes desplazamientos ......... 50

Figura 5-1 Comparativa de las CHs y CTs de las corbetas tipo Descubierta y el JSE

........................................................................................................................................ 56

Figura 5-2 Comparativa KN 1992 ........................................................................... 61


5

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Características JSE ........................................................................................ 7

Tabla 2 Desplazamiento sin apéndices en agua salada (1,026 𝒕𝒎𝟑)....................... 31

Tabla 3 Abscisas centro de carena (negativo desde la sección media hacia popa) .. 31

Tabla 4 Toneladas por cm de inmersión .................................................................. 32

Tabla 5 KM metacentro transversal ......................................................................... 40

Tabla 6 MTC momento transversal para cambiar el asiento 1 cm .......................... 40

Tabla 7 Centro de flotación respecto sección media (-a popa) ................................ 41

Tabla 8 KN 5º escora ............................................................................................... 51

Tabla 9 KN 10º escora ............................................................................................. 51

Tabla 10 KN 15º escora ........................................................................................... 52

Tabla 11 KN 20º escora ........................................................................................... 52

Tabla 12 KN 30º escora ........................................................................................... 53

Tabla 13 KN 45º escora ........................................................................................... 53

Tabla 14 KN 60º escora ........................................................................................... 54

Tabla 15 KN 75º escora ........................................................................................... 54

Tabla 16 KN 90º escora ........................................................................................... 55

Tabla 17 Tabla Brazos Adrizantes Agrupada .......................................................... 55

Tabla 18 Tabla Hidrostáticas 2016 .......................................................................... 57

Tabla 19 Tablas Hidrostáticas 2006 ......................................................................... 58

Tabla 20 Tablas Hidrostáticas 1992 (1/2) ................................................................ 59

Tabla 21 Tablas Hidrostáticas 1992 (2/2) ................................................................ 60

Tabla 22 Comparativa KN 1992 – 2016 .................................................................. 61

Tabla 23 Excel datos KN 2016 (1/2) ....................................................................... 62

Tabla 24 Excel datos KN 2016 (2/2) ....................................................................... 62


6

1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

1.1 Introducción

La temática de este TFG tuvo su génesis durante la instrucción de prácticas a bordo

del B/E Juan Sebastián de Elcano. En concreto relacionado con una conferencia

realizada en grupo con el Alférez de Fragata José María Liaño y el Alférez García Ruiz,

la cual será comentada con posterioridad. Después de esta conferencia el Jefe de

Estudios y el Comandante del Elcano recalcaron en la necesidad de hacer un nuevo

estudio de la estabilidad del buque. El intenso horario del alumno a bordo, no le

permitió desarrollar el estudio durante el crucero. Sin embargo en la última semana en

la que había menos carga lectiva se intentó abordar el estudio. [1] El estudio sirvió para

entender cómo se habían obtenido las tablas de reducción de aparejo y contrastarlas con

los resultados obtenidos.

El alumno ha visto en este TFG una oportunidad para abordar de nuevo el estudio

de la estabilidad del Buque Escuela. El punto de partida son los conocimientos

aprendidos en el Buque Escuela y la recién asignatura cursada `Ìnstalaciones y

Construcción Naval´´. El proyecto propuesto, la obtención de las curvas hidrostáticas y

de estabilidad transversal, normalmente se hace a priori de la construcción, en el diseño.

En este caso particular dada la antigüedad del buque y la inexistencia de medios

suficientes en aquella época, haremos el estudio a posteriori. Las curvas hidrostáticas

son una serie de datos inherentes a la forma del casco del buque. En los barcos, estas

curvas son las mismas desde la botadura hasta el desguace.

No somos los primeros en interesarnos en la estabilidad del buque, se conoce que

hubo un estudio de estabilidad en 1992 y una experiencia de estabilidad en el 2006.

Estudios que fueron motivados por diferentes remodelaciones. [2] [6] Estos dos estudios

están desactualizados ya que en un correo [7] intercambiado con un responsable del

astillero uno de los ingenieros navales explica que ha habido una obra de renovación del

acero del casco y que se ha operado con el lastre fijo del que dispone el buque, todo ello

después del 2006. Lo que hace que el centro de gravedad no sea el mismo. Además en

el manual de Máquinas Juan Sebastián de Elcano [8] el autor de la publicación

menciona que las curvas de estabilidad transversal del buque están desaparecidas.


7

A continuación, proporcionaremos algunos datos técnicos del buque en cuestión:

Figura 1-1 Buque escuela Juan Sebastián de Elcano

El B/E Juan Sebastián de Elcano es un buque botado en 1927 por los antiguos

astilleros Echevarrieta y Larrinaga de Cádiz. Con los siguientes datos técnicos:

Eslora entre perpendiculares 79,24 m

Eslora máxima 94,1 m

Eslora máxima con bauprés 113 m

Manga máxima 13 m

Puntal cubierta principal 6,3 m

Guinda altura máxima 49,9 m

Desplazamiento a plena carga 3770 tons.

Desplazamiento en rosca 2983,7 m

Calados a plena carga proa/popa 6,5/7,5 m

Tabla 1 Características JSE


8

1.2 Motivación

En el LXXXVI crucero de instrucción en el Buque Escuela Juan Sebastián De

Elcano al grupo de guardiamarinas nombrado anteriormente se nos encomendó realizar

una conferencia centrada en la estabilidad naval de los grandes veleros, haciendo

referencia al reciente hundimiento del buque escuela Canadiense Concordia.

Este buque en el año 2010 participaba en la regata de grandes veleros junto con el

buque escuela Español. La flota navegaba en ese momento frente a las costas de Brasil.

Inesperadamente un Pampero, un viento de fuerte intensidad, que se forma rápida e

inesperadamente en la región de la Pampa Sudamericana, sorprendió a toda la flota, con

la mayoría de los buques, con todas las velas izadas. El buque Canadiense rápidamente

comenzó a escorar, hasta que la entrada de agua en el buque lo hizo irrecuperable. El

Concordia se hundió el 18 de Febrero de 2010 [9].

Esto no quiere decir que el buque no estuviera preparado, para afrontar esta

situación. Fueron varias las razones, que por ser el estudio del tema un buque velero,

hace especialmente importante esta gran característica, muchas veces olvidada, que es la

estabilidad.

La primera razón, fue la difícil predicción del viento. Este viento pampero, se

genera rápidamente y es difícil de predecir. El temporal alcanzó a toda la flota, en la que

se incluía el propio buque escuela Español, con todo el trapo dado, es decir con todas

las velas listas para recibir el viento. Esto hacía muy vulnerables a los buques y no sólo

provocó el hundimiento del Concordia, sino que causó también importantes destrozos

en el resto de los barcos. La segunda razón y la que no se puede perdonar, es la reacción

del buque, que no abrió el viento ni las velas. Además de tener varias escotillas abiertas,

permitiendo la libre circulación del agua. Por esto es importante, hacer hincapié en la

importancia de la estabilidad, de un buque. Especialmente, la estabilidad del buque

Escuela Juan Sebastián de Elcano.

Este trabajo espera ser un impulso y una motivación en el estudio de la estabilidad

del navío, ya que una vez que se haya digitalizado toda la información pertinente, será

más fácil intercambiar información y trabajar.

A continuación, se pueden observar unas imágenes de los barcos participantes en la

regata, y de los supervivientes al naufragio, en el cual gracias a Dios, no hubo que

lamentar muertos.


9

Figura 1-2 Barcos participantes en la regata grandes veleros 2010. [10] [11]

En esta foto podemos ver que la mala fortuna podría haber caído sobre cualquiera

de estos buques entre ellos volvemos a insistir el JSE.

Figura 1-3 Buque escuela canadiense Concordia. [10]

Eslora 57,5 m

Manga 9,4 m

Guinda 35 m


10

Figura 1-4 Gráfico hundimiento Concordia.[9]


11

Figura 1-5 Estudiantes supervivientes al naufragio. [10]

Sirva la Figura 1-5 como una muestra de la gran juventud e inexperiencia de los

tripulantes naufragados del Buque Concordia. El duro temporal también causó daños en

el JSE.

Figura 1-6 Trinquete del JSE rifado [9]


12

1.3 Trabajo previo

1.3.1 Información

La única información oficial que se dispone del buque, es la recogida en el ramo de

ingenieros del Arsenal de la Carraca, en San Fernando, en la Navidad del 2015. En

formato digital, no se dispone información oficial del plano de formas del buque. Sólo

se conoce que existen esquemas, que utiliza la dotación, para representar la disposición

de los diferentes espacios del buque.

En la visita mencionada anteriormente, al Arsenal de la Carraca, se acudió a su vez

al buque de estudio, el cual tiene base en el mismo Arsenal. Se recibió un libro de

estabilidad, [2] por parte del Alférez de Navío Manuel Gutiérrez Beltrán. El libro de

estabilidad data del año 1992, realizado por los antiguamente llamados astilleros

BAZAN-SAN FERNANDO. Este libro nos será útil, a la hora de comparar resultados.

Destacar, que el Buque ha sufrido cambios notables en la disposición interna, por lo

tanto las curvas de estabilidad transversal están desactualizadas. Existe un estudio de

1992 y una experiencia de estabilidad del 2006 del buque, aunque parte de la

información está incompleta

1.3.2 Trabajos anteriores

-Existen algunos trabajos que han obtenido las curvas hidrostáticas de otros buques,

nos hemos apoyado en estos trabajos, para estudiar como plantearon y resolvieron los

problemas, que encontraron estos alumnos.

-En la universidad politécnica de Cartagena, se hizo un estudio similar realizado

con el programa informático Matlab. [11]


13

1.4 Objetivos

Obtener el CAD del casco del buque, a partir del plano de formas. El plano de

formas, es el elemento clave de este proyecto. Ya que es nuestro verdadero punto de

partida. Todo los datos que obtengamos, dependerán de lo exacto que sea el plano y

como lo interpretemos.

Figura 1-7 Importancia del CAD en diseño naval

Obtener las curvas hidrostáticas, con programas de software libre o bien

software comercial con licencia disponible en el Centro Universitario de la Defensa de

Marín. El programa Engauge Digitizer será útil para digitalizar nuestro plano de formas.

Lo que haremos punto a punto. El otro programa utilizado será el software comercial

NX Siemens del cual el CUD cuenta con licencia. El programa es una potente

herramienta que brinda una gran cantidad de opciones para dibujar el CAD del buque y

hacer cálculos.

Obtener las curvas de estabilidad transversal, las cuales están perdidas. Los

oficiales, que han pasado por el destino de máquinas de Elcano, han resaltado esta falta,

que se espera poder resolver con el desarrollo del presente TFG. Utilizaremos el mismo

software, que en el objetivo anterior.

Que el alumno, aprenda en el transcurso del proyecto, de una forma que sepa tal

y como se obtiene cada dato. Se podría utilizar, cualquier otro software como el Foran o

el Maxsurf pero no tendría el mismo valor académico. De esta forma, realizaremos las

operaciones paso a paso.

Obtener unas nuevas gráficas que sirvan como apoyo a la asignatura

``construcciones navales´´ permitiendo ampliar la galería de problemas y motivando a

los alumnos.

Contrastar los datos hidrostáticos de 1992 y 2006. Estas tablas hidrostáticas,

servirán de referencia al alumno.

Motivar un nuevo estudio y experiencia de estabilidad transversal, obteniendo el

nuevo centro de gravedad y correcciones por superficie libre, que integrando con las

curvas obtenidas por el alumno, den como fruto, las curvas operacionales de estabilidad

transversal del buque actualizadas.

CAD


14

2 GENERACIÓN DEL CAD DEL BUQUE

2.1 Plano de formas

2.1.1 Introducción Las formas de un buque, representan la superficie interior o exterior del casco. Las

curvas que se utilizan para su trazado, no pueden obtenerse, normalmente a través de

expresiones matemáticas. Lo que hace necesario, representar estas formas en un plano.

Por medio de intersecciones del casco, con planos paralelos: transversales,

longitudinales y horizontales. Obteniendo 3 proyecciones. La superficie del casco que

se suele representar es la superficie interior del casco, o fuera de miembros.[9]

Esta es una representación de las tres proyecciones:

Figura 2-1 Ejemplo plano de formas [10]

- En la parte superior de la imagen, podemos observar las curvas longitudinales,

obtenidas por cortes con planos paralelos al plano longitudinal de crujía o diametral. El

número de curvas suele ser de 5 y la más alejada del diametral dista ¾ de la semimanga

máxima.

- En la parte inferior, estan representadas las curvas horizontales o líneas de agua

que corresponden, a cortes paralelos al plano horizontal.

- En la parte superior derecha, las curvas transversales o de trazado, obtenidas por

cortes paralelos a la cuaderna maestra. Suelen representarse 20 estaciones equidistantes.


15

A estribor, se representan las estaciones desde la cuaderna maestra hacia proa y en

babor a popa.

2.1.2 Plano de formas Juan Sebastián de Elcano

En un primer lugar, como se mencionó anteriormente, en las Navidades del 2015 se

visitó el Ramo de Ingenieros del Arsenal de la Carraca, donde se encontraban los planos

existentes del buque. Los documentos suministrados, fueron el plano de formas y el

plano del forro exterior del buque. Estos planos fueron fotocopiados y devueltos en el

mismo permiso.

Figura 2-2 Plano de formas JSE vectorizado [11]

La principal proyección que vamos a utilizar es la transversal. Las demás

proyecciones se utilizaran de referencia para completar la forma del casco, así se

consigue que el CAD tenga consistencia. Además de las 20 secciones, el plano ofrece

mas estaciones numeradas con letras, para definir con mas precisión formas con mayor

curvatura. La distancia entre las secciones de 0 a 20 son 3,96235 m y de la A a la J

1,219 m.

A continuación se muestra una imagen, de la principal zona de trabajo, del plano de

formas del JSE.


16

Figura 2-3 Caja de secciones.


17

2.2 Digitalización de los puntos

2.2.1 Introducción

En primer lugar, resaltar que es un trabajo que requiere destreza del alumno y que

no se puede tener más precisión, que la del propio plano. [10] El ojo humano, en las

mejores circunstancias, tiene una precisión de 0,1 mm en una escala de 1:50 sería un

error de 5 mm. Por lo tanto, este es nuestro límite. [3]

El principal objeto de estudio, fue la caja de secciones, Figura 2-3 Caja de

secciones. Que se encuentra dentro del plano de formas, escala 1:50. Era necesario

obtener las coordenadas, de los puntos de las 32 estaciones, que contenía el plano. En

un primer momento, se planteó conseguir esos puntos uno a uno, manualmente con

instrumentos de medición. Finalmente se escaneó la caja de secciones y se utilizó el

programa Engauge Digitizer, programa de software libre. Aunque la labor, seguía

siendo tediosa, aceleraba mucho el proceso.

En este contexto, definiremos nuestro eje de coordenadas en el centro del buque, en

la línea base. Haciendo referencia a la norma DIN 812091. El eje X para la eslora, Y

para la manga y Z para la altura. Esta norma, establece los signos positivos, pero no

dicta un origen definido. Nosotros estableceremos nuestro origen en el centro del buque

o sección media, coincidiendo con el punto inferior central del buque, ya que nos

facilitará los cálculos hidrostáticos y será más cómodo trabajar de esta forma.

Figura 2-4 Sistema de referencia DIN 812091 [10]


18

2.2.2 Procedimiento

El procedimiento a utilizar, fue establecer 3 puntos de referencia en el plano

transversal (Y-Z). Fueron, (0,0), (6550,0), (0,14550). Estos puntos están ya en mm,

porque el programa CAD sólo permite la entrada de datos en mm. Con estas referencias,

los puntos que marcásemos con el ratón, estarían perfectamente vinculados con los

puntos del plano de formas. Una vez establecidas las 3 referencias, se crea una nueva

curva y en propiedades es importante seleccionar la opción ``contour´´ en lugar de

``single value function´´ sino no podremos seleccionar puntos con coordenadas en

abscisas, no sucesivas. Una vez obtenemos la curva, habiendo seleccionado los puntos

necesarios para obtener la semisección, pulsamos en ``view´´ y en el cuadro que aparece

``show geometry info´´. De esta forma aparece un archivo en columnas en los que

aparecen los puntos en X e Y (correspondiente a Y y Z ya que nuestro plano, es el

transversal). Estos puntos se copian y antes de pasarlos a un archivo Excel, hay que

pegarlos en un bloc de notas y reemplazar comas por puntos porque si no Excel no

reconocerá los decimales. Una vez en Excel ajustamos nuestros datos. El programa

CAD NX, reconocerá las coordenadas como (x,y,z). Nosotros lo hemos asociado a las

coordenadas (eslora, manga, altura) como recomienda la norma DIN 812091.

Establecemos el origen en la sección media, nuestra estación número 10, según nuestro

plano de formas. [3]

Pegaremos nuestros datos en la segunda y tercera columna datos correspondientes a

eslora y altura. La coordenada X habrá que introducirla manualmente en Excel. La

referencia 0 es la sección media o estación número 10 y el espacio en cada estación es

3,96235 metros, como estipula el plano de formas, de la estación 0 a 20. De la A a la J

serán 1,219 m. Una vez tenemos los puntos en las 3 columnas, volvemos a copiar las 3

columnas, pegamos en un bloc de notas y reemplazamos puntos por comas. Ahora

realizamos la operación inversa, debido a que nuestro programa CAD reconoce sólo los

puntos y no las comas. Finalmente guardamos el archivo en formato .asc


19

Figura 2-5 Caja de secciones utilizando software engauge digitizer

En la Figura 2-5 Caja de secciones utilizando software engauge digitizer, se muestra

la ventana gráfica del programa una vez que han sido recorridos los puntos de las

estaciones que van de la 1 a la 20. Cada estación ha sido punteada con los puntos

necesarios para definir su forma.


20

2.3 Modelado en NX

2.3.1 Tipos Spline En arquitectura naval, el término Spline, se refiere al trozo de metal, madera o

plástico que define las curvas del barco. Cuando se fuerza esta curva, a pasar por un

determinado número de puntos, la forma de la curva se describe, por un polinomio

cúbico. Pero el fin último de la Spline, es asegurar la continuidad entre puntos.

Considerando un número de puntos, que definen una estación del barco, haciendo pasar

la curva a través de todos ellos, se obtiene una Spline por interpolación.

En diseño naval, preferimos obtener una curva que se ajuste a los puntos, es decir

que mantenga la continuidad en la curvatura, en vez de que pase estrictamente a través

de los puntos. La curva ajustada, es una Spline aproximada.

Aquí, ponemos un ejemplo de las 2 curvas para la misma nube de puntos.

Figura 2-6 Spline puntos pasantes


21

Figura 2-7 Spline de ajuste

2.3.2 Modelado de Spline

Entrando en NX 10, se importan los puntos que hemos guardado previamente en

formato .asc importando la nube de puntos, generamos una curva de ajuste. Hay que

jugar con el grado y el número de segmentos de la spline, para que se adapte mejor a los

puntos de control. Con esto lo que se quiere transmitir es, que una curva no debe ser

más complicada de lo que necesita ser. Por lo tanto, lo importante es que sea

`àgradable´´ a la vista. [3]


22

Figura 2-8 Spline uniendo los puntos obtenidos desde plano de formas [12]

2.3.3 Simetría y representación de estaciones

Una vez se tiene la curva ajustada a los puntos, es necesario hacer la operación de

simetría por el plano X-Z. Esta acción se repite con todas las estaciones. La distancia

entre estaciones, es la definida anteriormente diferenciando entre el intervalo 0-20 y A-

J. En la imagen podemos apreciar como en los extremos del buque las estaciones son

más próximas, adaptándose con más precisión a las formas del buque.

Figura 2-9 Todas las estaciones desde plano de formas [12]


23

2.3.4 Obtención del volumen

Una vez tenemos todas las estaciones dibujadas nos disponemos a crear el volumen.

Para ello, se utiliza el comando ``superficies regladas´´, entre splines. En la imagen

podemos apreciar como consideramos plana la parte superior. La cual tiene una

curvatura definida en el plano de formas conocida como brusca. Sin embargo, la hemos

despreciado, porque a efectos hidrostáticos no nos afecta de forma considerable.

Figura 2-10 Superficie reglada [12]

Finalmente se genera el volumen completo. Con este volumen se aprecia cómo a

partir de un plano de formas se puede obtener el casco del buque. Esta superficie

representa el forro interior del casco o volumen sin apéndices, es decir la quilla el timón

y la hélice del buque no están representadas. En los próximos cálculos estos apéndices

no tendrían apenas influencia.


24

Figura 2-11 Volumen final [12]

En esta imagen podemos comparar las curvas transversales del plano de formas

inicial y el obtenido por el CAD.

Figura 2-12 Comparativa cuadernas de trazado plano de formas y CAD

2.3.5 Comparativa programa Delftship

Somos conscientes, de la posibilidad de haber utilizado otros paquetes de software,

como por ejemplo Delftshift, para crear el CAD del buque. Este programa nos podría

haber ahorrado tiempo y facilitado el procedimiento.


25

Figura 2-13 Modelado JSE con Delftship

Sin embargo hemos utilizado NX por varias razones:

- Es un software del que dispone licencia el Centro Universitario de la Defensa.

- Nos permite exportar el CAD

- Ha sido utilizado en diferentes asignaturas a lo largo de la carrera.

- Es didáctico, es decir tienes el control del procedimiento y realizas paso a paso la

generación del CAD

2.3.6 Obtención del sólido

Es importante resaltar, que para medir propiedades, necesitamos convertir este

volumen en un sólido. Una vez realizado este paso sí podremos medir el volumen de

secciones, momentos de inercia y centros de masas. Para ello utilizaremos el comando

``sew´´ o coser. Es posible, que haya que modificar algún filo o forma para que el

programa nos acepte la operación. Debido a que el volumen debe ser continuo y estar

completamente cerrado.


26

Figura 2-14 Sólido obtenido desde el volumen creado

Este solido nos permite realizar operaciones y medir propiedades.


27

3 CURVAS HIDROSTÁTICAS

3.1 Introducción

Como se mencionó anteriormente, las curvas hidrostáticas son propias de cada

buque. Hay varios paquetes de software, que te permiten obtener estas curvas de forma

automática una vez introducidas las formas del buque o CAD en el programa. Sin

embargo hemos visto oportuno, que en el proceso sea el alumno el que tenga el control

de los datos. Por eso vamos a obtener estas curvas paso a paso. A continuación, se

presenta un ejemplo, de las curvas hidrostáticas de una corbeta. Como eje común, todas

las curvas comparten el eje de ordenadas, que corresponde al calado medio del buque.

Figura 3-1 Curvas Hidrostáticas Corbeta Descubierta


28

3.2 Curva desplazamiento, abscisas centro de carena y TPC

3.2.1 Introducción

Para calcular, la curva hidrostática del desplazamiento, será necesario hallar el

volumen de carena del buque. Obteniendo el centro de masas de este volumen,

estaremos obteniendo, la posición del centro de carena.

Volumen de Carena:

La parte del casco estanca al agua, situada sobre la línea de flotación, se llama obra

muerta. Obra viva es el volumen de la parte inferior o parte sumergida. Es decir, el

espacio limitado por el plano de flotación y la quilla, es el volumen de carena. [14]

Figura 3-2 Volumen de carena

Centro de carena B:

Por la ley de Arquímedes, este volumen sumergido genera una fuerza de empuje. Esta

fuerza es la que contrarresta al peso del buque. Su dirección es vertical al plano de

flotación, pasando por el centro geométrico del volumen sumergido o carena. Este punto

se conoce con el nombre de ''centro de carena'' o centro de presión y se designa con la

letra ''B''. Para cada flotación paralela a la quilla, existirá un solo centro de carena. El

punto B variará cuando lo haga la escora o cuando el barco se incline a proa o a popa, B

estará en crujía si el barco está adrizado. Su posición longitudinal con respecto a la

sección media y su altura vertical con respecto a la línea de base, se obtendrán para cada

calado. Cuando el buque se balancee, el centro de carena describirá una curva para cada

calado, cuya forma depende las formas del buque. [14]


29

=

Figura 3-3Centro de carena [12] [13]

Desplazamiento:

Para calcular el desplazamiento del buque, sólo se tendrá que hacer una

multiplicación. El volumen de carena por la densidad del agua en la que se navegue. En

este caso, vamos a tomar la densidad del agua salada por ser la más común.

𝐷𝐸𝑆𝑃𝐿𝐴𝑍𝐴𝑀𝐼𝐸𝑁𝑇𝑂 = 𝑉 ∗ ρ

𝜌 = 1,026𝑡𝑜𝑛𝑠

𝑚3

Toneladas por cm de inmersión TPC:

Es el número de toneladas que es necesario embarcar o desembarcar, para que el

calado medio aumente o disminuya un centímetro (TPC) o una pulgada (TPI), según el

caso. Con frecuencia es interesante efectuar un cálculo rápido para poder determinar la

variación de calado al aumentar o disminuir el desplazamiento. Este consiste en dividir

el cambio de desplazamiento por las ''toneladas por centímetro o por pulgada de

inmersión. [14]

3.2.2 Obtención datos con NX

En primer lugar lo que tenemos que hacer es unir el volumen generado y convertirlo

en un sólido para poder medir las propiedades. Podemos utilizar el comando Coser o

Sew para realizar esta operación como previamente se ha nombrado. A continuación

haremos corte paralelos a la línea base del buque, en intervalos de 0,2 m. Crearemos

planos datum y sobre estos planos haremos los cortes. Utilizando el comando ``medir

los cuerpos´´, se extrae la información del volumen (volumen de carena) y su centro de

masas (centro de carena B), del cual utilizaremos la coordenada ``y´´ para saber la altura

sobre la quilla y coordenada ``x´´ para construir la curva de abscisas de centro de

carena.

B=Centro de carena


30

Figura 3-4 Obtención Centro de Carena y volumen para un calado medio concreto [12] [13]

Una vez hallados todos los volúmenes de carena, multiplicamos por la densidad

1,026 𝑇

𝑚3. Y así obtendremos los distintos desplazamientos. Después de realizar esta

operación repetidamente, para todos los calados medios desde 0 a 8 m en intervalos de

0,2 m pasaremos nuestros datos a un archivo Excel. Rellenaremos la columna de

volumen de carena, desplazamiento, abscisas de centro de carena y ordenadas de centro

de carena (KB). También podemos obtener los diferentes TPC (toneladas por

centímetros de inmersión). Para ello dividimos la diferencia de desplazamientos

sucesivos entre 20 ya que hemos hallados desplazamientos entre 20 cm.

3.2.3 Curvas hidrostáticas

A continuación se presentan las curvas obtenidas tras las operaciones con el

software NX y graficado en Excel.


31

Tabla 2 Desplazamiento sin apéndices en agua salada (1,026 𝒕

𝒎𝟑)

Como se puede apreciar la pendiente de la curva disminuye acorde a la forma del

buque, es decir cerca de la quilla la manga del buque se va incrementando hasta

aproximadamente 2 m de calado en el cual la longitud de la manga se estabiliza.

Tabla 3 Abscisas centro de carena (negativo desde la sección media hacia popa)

Para pequeños calados el centro de carena está marcadamente desplazado hacia la

popa, debido al asiento a popa de diseño que tiene el buque.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

CA

LAD

O m

.

TONELADAS, t

Dto-Calado medio

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

-14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0

CA

LAD

O m

.

(- Hacia Popa, Referencia Estación 10)

Abscisas c. de carena (m)


32

Tabla 4 Toneladas por cm de inmersión

El incremento de pendiente en esta curva es inverso al del desplazamiento. Para

calados pequeños, la manga del buque es menor, por lo tanto también es menor TPC. En

torno a un calado de 3,5m la pendiente se estabiliza.

3.3 Curva KM, MTC y abscisas centro de flotación

3.3.1 Introducción

A continuación definiremos los términos de estudio:

Metacentro transversal M:

Puede definirse el metacentro, como el centro de curvatura del lugar geométrico de

los centros de carena para escoras próximas entre sí, a desplazamiento constante”.

También se puede decir que es el “punto de intersección de dos líneas de acción

sucesivas de la fuerza de empuje, al escorarse el buque un ángulo muy reducido, a

desplazamiento constante. Para escoras mayores de 7º, no se puede considerar que

permanezca estático. [14]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

CA

LAD

O m

.

Tons/cm

TPC


33

Figura 3-5 Metacentro transversal

Radio metacéntrico transversal BM: La distancia entre el metacentro transversal M y el centro de carena B se llama

''radio metacéntrico transversal''. Los metacentros son los centros instantáneos, para

incrementos infinitesimales, de la trayectoria curva del lugar geométrico de los centros

de carena, cuyos radios son las distancias entre ambos centros. Para el estudio de la

estabilidad inicial, sólo interesa el radio metacéntrico inicial BM; es decir, el

correspondiente al buque adrizado.

El radio metacéntrico se puede calcular por la fórmula: 𝐵𝑀 =𝐼

𝑉

𝐼 Momento de inercia de la superficie de la flotación con respecto a la línea de

crujía del buque.

𝑉 Volumen de carena.

El momento de inercia 𝐼 de la superficie de la flotación respecto a la línea de crujía

puede calcularse dividiendo la superficie en una serie de pequeños rectángulos.

B=Centro de carena

M=Metacentro transversal

r

r


34

Figura 3-6 Calcular BM

Con los rectángulos así obtenidos, se calcula el momento de inercia de cada uno de

ellos, con respecto a la línea de crujía:

𝐼 =𝑏3 ∗ 𝑙

12

𝐼 Es el momento de inercia de cada uno de los rectángulos.

𝑏 Manga de los rectángulos.

𝑙 Eslora de los mismos.

Una vez obtenidos los valores de los momentos de inercia parciales, se integran,

con lo que calcularemos el momento de inercia total, 𝐼 y el radio metacéntrico BM:

𝐼 = ∫𝑏3 ∗ 𝑙

12

𝐵𝑀 =𝐼

𝑉

h

l


35

Figura 3-7 Radio metacéntrico transversal

Eslora entre perpendiculares L:

Es la longitud que hay entre la perpendicular de popa y la perpendicular de proa.

Centro de Flotación CF:

El centro geométrico o centro de gravedad del plano de flotación se denomina

''centro de flotación''. Por este punto pasa el eje transversal de giro o eje de asiento del

buque, alrededor del cual gira el mismo cuando, cabecea en aguas tranquilas o cuando

sufre modificaciones en su asiento. Su posición exacta se obtiene, para cualquier

condición de carga mediante las curvas hidrostáticas. Normalmente, viene referido por

su distancia a la sección media que en este caso coincide con la estación número 10. [14]


36

Figura 3-8 Distancia entre perpendiculares [12] [13]

Figura 3-9 Marcas de calado JSE

Metacentro longitudinal Ml:

Para una inclinación longitudinal infinitesimal, los empujes que pasan por la

posición inicial y final del centro de carena intersectarán en un punto denominado

metacentro longitudinal. Partiendo de la situación de equilibrio para buque sin asiento,

el empuje correspondiente a un ángulo infinitesimal, cortará la línea de empuje del

centro de carena inicial en un punto, Ml, metacentro longitudinal inicial. Dentro de los

primeros grados de inclinación longitudinal, las diferentes líneas de empuje pasarán,

prácticamente, por el punto Ml.

L CF Cpp Cpr


37

Figura 3-10 Metacentro longitudinal

Momento para cambiar el asiento un cm MTC:

Una deducción importante de la estabilidad longitudinal inicial es el momento para

cambiar el asiento un centímetro.

Figura 3-11 Gráfico explicativo MTC

tan 𝜑 =𝐴

𝐿=

𝐺𝐺1

𝐺𝑀

𝐴 variación asiento total.

𝐿 eslora entre perpendiculares.

𝐺 centro de gravedad

dθ

CF

B

B` dθ

Ml


38

Si multiplicamos por el desplazamiento:

𝐴

𝐿=

𝐺𝐺1𝑊

𝐺𝑀𝑊 y 𝑀𝑡𝑜 = 𝐺𝐺1𝑊 por lo tanto 𝑀𝑡𝑜 =

𝐺𝑀∗𝑊∗𝐴

𝐿

Pasando a cm 𝑀𝑇𝐶 =𝑊∗𝐺𝑀

100∗𝐿

Para medir la estabilidad longitudinal tenemos que: GML = KB + BML – KG.

KB Y KG los mismos valores que en la estabilidad transversal.

Por ser BML mucho mayor que KB y KG podemos aproximar para cálculos de

estabilidad.

GML=BML

Por lo tanto MTC es una propiedad también hidrostática que depende solo de la

forma del buque.

𝑀𝑇𝐶 =𝑊 ∗ 𝐵𝑀𝐿

100 ∗ 𝐿

3.3.2 Obtención datos con NX

Se utilizará el mismo procedimiento anterior, pero esta vez en vez de utilizar el

comando ``medir los cuerpos´´ utilizaremos el comando ``medir los momentos de

inercia´´. Con este comando obtendremos: el centro de flotación o centro de inercia

(CF), momento de inercia transversal (Ix) y longitudinal (Iy) de cada superficie.


39

Figura 3-12 Momentos de inercia y CF [12] [13]

Los datos subrayados corresponden a: la abscisas del centro de flotación con respecto a

la sección media (Abscisas CF), Iy, Ix.

Con estos datos podemos rellenar las columnas BM, BML, y abscisas CF.

𝐵𝑀 =𝐼𝑥

𝑉

𝐾𝑀 = 𝐾𝐵 + 𝐵𝑀

𝐵𝑀𝐿 =𝐼𝑦

𝑉

3.3.3 Curvas hidrostáticas

A continuación se presentan las curvas hidrostática obtenidas.


40

Tabla 5 KM metacentro transversal

Como se puede apreciar en la gráfica hay un gran aumento del valor de KM para

valores pequeños de calado. Esto es debido a que la manga para calados pequeños es

también de menor longitud por lo tanto los incrementos de volumen son pequeños hasta

la estabilización del valor de la manga, en un valor de 2 m aproximadamente.

Tabla 6 MTC momento transversal para cambiar el asiento 1 cm

La relación entre Ix y el volumen de carena se mantiene uniforme, aunque se puede

apreciar una vez más que hasta los 2 m de calado, no se estabiliza debido a las formas

del buque.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4 5 6 7 8

CA

LAD

O m

.

Distancia vertical del metacentro sobre quilla m

KM (m)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

CA

LAD

O m

.

MTC


41

Tabla 7 Centro de flotación respecto sección media (-a popa)

Finalmente, hemos obtenido la gráfica final agrupada, esta gráfica va a ser muy útil

a la hora de resolver distintos problemas de estabilidad. Si se necesitara más precisión

habría que ir directamente a las tablas Excel.

Figura 3-13 Tabla hidrostática final agrupada

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0

CA

LAD

O m

.

(- Popa, Referencia Sección 10)

CF (m)


42

4 ESTABILIDAD TRANSVERSAL

4.1 Introducción

Al igual que se comentó con las curvas hidrostáticas, las curvas transversales de

estabilidad, también dependen únicamente de las formas del buque, cuando suponemos

el centro de gravedad en la quilla.

Aquí tenemos un ejemplo de las curvas de estabilidad transversal las corbetas clase

Descubierta.

Figura 4-1 Curvas de estabilidad transversal clase Descubierta

Cada curva pertenece a una escora diferente.


43

Flotabilidad:

Como establece el principio de Arquímedes, todo cuerpo sumergido en un líquido

estable experimenta un empuje igual al valor del peso del volumen desplazado. [15]

Desplazamiento:

En referencia a la definición anterior podemos definir, desplazamiento como el

volumen de carena multiplicado por la densidad reinante en el líquido. [15]

𝐷𝐸𝑆𝑃𝐿𝐴𝑍𝐴𝑀𝐼𝐸𝑁𝑇𝑂 = 𝑉 ∗ ρ

Centro de Gravedad:

Este término, que no es objeto de estudio de este proyecto, es obviamente vital en la

estabilidad. No es objeto de estudio porque no depende exclusivamente de las formas

del buque. Depende de la cantidad de peso y distribución a bordo. Normalmente está

por encima del centro de carena lo que significa que el buque tiene estabilidad positiva

o que tiende a adrizarse cuando sufre una escora. Las curvas que vamos a obtener nos

permitirán calcular la estabilidad transversal para cualquier condición de carga y

posición del centro de gravedad.

Metacentro transversal:

Centro de curvatura de los centros de carena. Para escoras menores de 7º se

considera fijo, para mayores va cambiando. La trayectoria que describen los diferentes

puntos de carena se llama evoluta metacéntrica.

Figura 4-2 Evoluta metacéntrica


44

Altura metacéntrica transversal:

Una de las formas, con la que podemos tener una aproximación a la estabilidad de

un buque, es con la distancia desde G a M o altura metacéntrica. Si M está por encima

de G el buque será estable, si está por debajo será inestable. Para escoras menores de 7º,

en las que consideramos que M permanece en la misma posición, podemos calcular el

brazo adrizante GZ como la multiplicación de la altura metacéntrica por el seno de la

escora.

𝐺𝑍 = 𝐺𝑀 ∗ sin 𝜃

Para escoras mayores de 7º deberemos utilizar el falso metacentro, es decir el corte

de la línea de acción del empuje con el plano de crujía. Como explicaremos en una

figura posterior.

Momento de adrizamiento:

Cuando el buque se escora, la forma de la obra viva cambia. Por lo tanto la línea de

acción del centro de carena también.

La separación de esta línea de acción al centro de gravedad (GZ o brazo de

adrizamiento) multiplicado por el desplazamiento del buque (W) resulta el momento

adrizante del buque o momento para contrarrestar esa escora.

𝑀𝑇𝑂 𝐴𝐷 = 𝐺𝑍 ∗ 𝑊

Con las tablas que vamos a obtener supondremos G en la quilla. Obtendremos KN

(brazo de adrizamiento suponiendo G en la quilla), por lo tanto habrá que hacer una

corrección para hallar el valor real de GZ.

𝐺𝑍 = 𝐾𝑁 − 𝐾𝐺 ∗ sen(escora)

KG Distancia de G a la quilla KN siempre será mayor que GZ

A continuación se muestra una figura en la que se muestra gráficamente:


45

Figura 4-3 Estabilidad transversal

Carenas líquidas y superficie libre:

En el estudio de la estabilidad transversal no podemos obviar ni olvidar este

importante efecto.

El centro de gravedad de un buque, no se movería si todos los pesos a bordo fueran

sólidos y estuvieran debidamente trincados. También, en caso de que fuesen líquidos,

tendrían que estar completamente rellenos. Cuando un tanque está parcialmente relleno,

el líquido queda en libertad, moviéndose a una banda y otra al balancearse el buque.

Porque su superficie, tiende a mantener la horizontal. Cuando un tanque se llena

parcialmente, se dice que tiene superficie libre y al mismo se le denomina carena

líquida. En un barco debido a que hay consumo de combustible y agua de diferentes

tanques, siempre vamos a sufrir este efecto. Además, un buque podría sufrir un

embarque de agua accidental, debido a la mar o una avería en el casco.

El efecto de las carenas líquidas siempre es negativo a lo que estabilidad se refiere.

Cuando se produce una escora la carena líquida se desplazará hacia don se produce la

escora, dificultando que el buque recupere su posición inicial. Es decir el brazo

adrizante se ve perjudicado, por una fuerza propia del barco.

B

N

Z G

K

Línea de acción empuje (perpendicular a LF)

Escora

Falso Metacentro


46

4.2 Trabajo en NX

4.2.1 Objetivo

Una vez definidos los términos nos dispondremos a calcular los diferentes KN para

las posibles escoras y desplazamientos. Calcularemos KN, también conocido como AP

para los siguientes rangos:

escoras de: 5º,10º,15º,20º,30º,45º,60º,75º y 90º.

desplazamientos de 1000 a 5000 toneladas.

4.2.2 Centro y volumen de carena

En primer lugar, obtendremos los distintos centros y volúmenes de carena para

diferentes calados y escoras. Este centro de carena, nos definirá la línea de acción del

empuje. Ya que es la línea perpendicular a la línea de flotación que pasa por el centro de

carena. El volumen de carena nos definirá el desplazamiento del buque.

Pongamos un ejemplo de un corte calado medio 5,4m y escora 20º.

Figura 4-4 Centro y volumen de carena

Resaltar el dato centro de masas se corresponde al centro de carena, suponiendo que

nuestro sólido es la obra viva. En este dato, la primera coordenada ``x´´ vamos a

igualarla a 0. Para importar este punto a NX deberemos genera un archivo.asc ya que en

la estabilidad transversal, no nos interesa esta coordenada vamos a suponerla en el

origen de coordenadas. Como es muestra en la figura.


47

Figura 4-5 Archivo centro de carena en .asc


48

4.2.3 Obtención KN

A continuación se importa este punto, representaremos la línea de acción del

empuje y calcularemos la distancia desde la quilla, suponiendo que pasa por el origen de

coordenadas. Primero se importa el punto:

Figura 4-6 Importación de puntos de centros de carena

Se proyecta el punto sobre el plano de flotación:

Figura 4-7 Proyección de punto sobre el plano de la línea de flotación


49

Se traza la línea de acción:

Figura 4-8 Línea de acción del empuje

Y se mide la distancia KN o AP:

Figura 4-9 Obtención distancia KN o AP


50

En el caso de escoras grandes, como 90º hay que repetir la operación con planos

paralelos, para conseguir resultados de KN para todos los desplazamientos posibles.

Porque si no solo tendremos un valor de KN para 90º en un solo desplazamiento.

Figura 4-10 Paralelos a 90º, obtención KN para diferentes desplazamientos

4.3 Curvas transversales de estabilidad

Estas son las curvas resultado de todas las operaciones explicadas anteriormente,

repetidas para abarcar toda la serie de desplazamientos y escoras propuestos. Eje de

ordenadas el valor del brazo de adrizamiento en metros y eje de abscisas el

desplazamiento.


51

Tabla 8 KN 5º escora


0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000

DESPLAZAMIENTO,t

5º

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000

DEPLAZAMIENTO,t

10º


52



0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000

DESPLAZAMIENTO,t

15º

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000

DESPLAZAMIENTO,t

20º


53



0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000

DESPLAZAMIENTO,t

30º

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000

DESPLAZAMIENTO,t

45º


54



0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000

DESPLAZAMIENTO,t

60º

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

DESPLAZAMIENTO,t

75º


55


Finalmente se representan las curvas agrupadas, este gráfico es útil para el oficial de

seguridad interior para hallar el brazo adrizante para cualquier condición de carga.

Tabla 17 Tabla Brazos Adrizantes Agrupada

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

KN

, m

DESPLAZAMIENTO,t

90º

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1000 2000 3000 4000 5000

BR

AZO

S A

DR

IZA

NTE

S (m

etr

os)

DESPLAZAMIENTO,t

90º

75º

60º

45º

30º

20º

15º

10º

5º


56

5 RESULTADOS

5.1 Comparativa con curvas corbeta tipo Descubierta

Uno de los objetivos secundarios del TFG consistía en obtener unas gráficas

similares a las gráficas usadas en la asignatura `Ìnstalaciones y Construcción Naval´´.

Una vez obtenidas las gráficas del Buque Escuela Juan Sebastián de Elcano, podrán ser

usadas también para proponer y resolver problemas de estabilidad. Así se consigue dar

una motivación añadida a la asignatura en cursos venideros.

Figura 5-1 Comparativa de las CHs y CTs de las corbetas tipo Descubierta y el JSE

0

2

4

6

0 5000

BR

AZO

S A

DR

IZA

NTE

S (m

etr

os)

DESPLAZAMIENTO,t

90º

75º

60º

45º

30º

20º


57

5.2 Comparativa con estudios anteriores

5.2.1 Tablas Hidrostáticas 2016

Tabla 18 Tabla Hidrostáticas 2016


58


Tabla 19 Tablas Hidrostáticas 2006


59


Tabla 20 Tablas Hidrostáticas 1992 (1/2)


60

Tabla 21 Tablas Hidrostáticas 1992 (2/2)


61

5.2.4 Tablas estabilidad transversal 1992-2006 Respecto a las desaparecidas curvas transversales de estabilidad podemos

compararlas con datos encontrados en el libro de estabilidad de 1992. Como se puede

apreciar en estas imágenes el estudio del 92 solo aporta los KN para 5, 10, 20, 30, 40,

50, 60, 70, y 80 grados de escora para 4 diferentes condiciones de carga ``rosca´´

``plena carga´´ ``media carga´´ y ``fin de viaje´´. Lo cual no abarca todos los rangos de

desplazamiento que nosotros hemos obtenido. A continuación veremos la comparativa

para la condición de buque en rosca.

Figura 5-2 Comparativa KN 1992

º

Escora

Calado

Medio

DESPLAZAMIENTO

1992

KN

1992

DESPLAMIENTO

2016

KN

2016

5 5,615 3052,73 0,549 3084,81

0,543

10 5,615

3052,73 1,098 3092,23

1,087

15 5,582 3030,73333 1,645 3104,54 1,637

20 5,554

3012,06667

2,191

3124,92

2,182

30 5,457

2947,4

3,249

2906,14

3,237

60 4,788

2501,4

5,508

2670,83

5,843

Tabla 22 Comparativa KN 1992 – 2016


62

5.2.5 Tablas Excel estabilidad transversal 2016

En la presente imagen se muestra de donde han bebido las gráficas transversales de

estabilidad.

Tabla 23 Excel datos KN 2016 (1/2)

Tabla 24 Excel datos KN 2016 (2/2)

Como vemos en las tablas, estos son los datos recogidos para diferentes escoras

sobre un mismo planos datum o de referencia, además fue necesario desplazar el centro

de algunos planos datum, para obtener los distintos desplazamientos para una misma

escora, como la de 90º , como se explicó anteriormente.


63

6 CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS

6.1 Conclusión

En el comienzo del proyecto encontré numerosas dudas y dificultades para avanzar,

no tenía certeza de poder lograr los objetivos propuestos. Sin embargo, con la gran

ayuda del tutor y los apuntes, pude ir solventando los diferentes problemas. Puedo decir

que en este TFG he aprendido y asimilado muchos conceptos, que no tenía lo

suficientemente asimilados al cursar la asignatura. En el transcurso del proyecto nos

hemos dado cuenta que no era necesario recurrir a otros programas como Matlab.

Porque NX es un programa de gran potencia y utilidad. El cual además ofrecía los

recursos necesarios. Se ha generado el CAD y obtenido las curvas hidrostáticas y de

estabilidad transversal del Buque escuela Juan Sebastián de Elcano. Lo que espera ser

de aprovechamiento tanto para la asignatura de construcciones navales en los cursos

posteriores como para el buque escuela. Con los resultados obtenidos y una nueva

experiencia de estabilidad se podría dar por actualizado el estudio de estabilidad del

JSE.

Finalmente este TFG espera servir de apoyo para nuevos proyectos o estudios de

estabilidad de otros navíos. Es sencillo seguir y entender los diferentes pasos que se han

realizado.

6.2 Futuro

Cómo se propuso en los objetivos, se insta a hacer una experiencia de estabilidad

para obtener el nuevo centro de gravedad.

Con este dato y teniendo en cuenta las correcciones por superficie libre y libre

comunicación se podrán obtener las curvas operacionales de estabilidad transversal del

Buque Escuela Juan Sebastián de Elcano.

Con el nuevo CAD se podrán hacer nuevos estudios referentes a estabilidad

dinámica e incluso reproducir el buque a escala para ensayos en el canal de experiencias

hidrodinámicas de el Pardo en Madrid, España.


64

Cruzar las nuevas curvas transversales de estabilidad transversal, con las curvas de

los brazos escorantes, producidas por el viento en las distintas condiciones: intensidad

del viento, aparejo y condición de carga. Para actualizar el estudio realizado por los

Guardiamarinas en el LXXXVI crucero de instrucción y la tabla de recomendación de

aparejo del B/E Juan S. de Elcano.


65

7 BIBLIOGRAFÍA

[1] D. R. C. F. B. S. N. Jose Mª Liaño Cuquerella, «Estudio de estabilidad de

Guardiamarinas 2015,» Armada Española, A bordo del B/E Juan Sebastián de

Elcano, 2015.

[2] SAN FERNANDO BAZAN, «Libro estabilidad buque escuela Juan Sebastián

de Elcano,» SAN FERNANDO, 1992.

[3] J. G. Navantia, Experiencia de Estabilidad 2006, San Fernando, 2006.

[4] Fernado Gamboa de la Calleja, «Correo con Responsable de Navantia,» San

Fernando, 2015.

[5] T. R. S. Reino, Manual de Máquina Juan Sebastián de Elcano, San Fernando,

2004.

[6] EFE, «eldiariomontanes.es,» Noticias EFE, Febrero 2010. [En línea].

Available: http://www.eldiariomontanes.es/agencias/20100220/mas-

actualidad/internacional/llegan-janeiro-naufragos-velero-

canadiense_201002202029.html. [Último acceso: 6 Febrero 2016].

[7] «Imágenes hundimiento buque escuela canadiense febrero 2010 Armada

española,» [En línea]. Available: http://www.google.com.

[8] P. B. Rodríguez, «Programa de las curvas hidrostáticas para un buque, en su

condición de adrizado, realizado con MATLAB,» 2013.

[9] «http://csudamvela.org/descargas/6-RM/2-not/058-

El%20naufragio%20del%20Concordia.pdf,» [En línea].

[10] J. O. Puig, Teoría del Buque, Flotabilidad y estabilidad, Barcelona: Politext,

1994.

[11] A. B. Biran, . R. López Pulido and J. Juana Gamo, Ship Hidrostatics and

Stability, 2014 (second edition).

[12] Antonio Eirís Barca, Marín, 2016.


66

[13] SIEMENS, «NX 10».

[14] Armada Española, ICP-03 ESTABILIDAD DEL BUQUE, 2015.

[15] F. B. S. Navarro, 2016.

[16] Roberto Cocheteux, Apuntes de la asignatura Construcciones Navales, Marin:

Armada Española, 2015.

[17] F. J. Ocampo, Dibujo Naval, Ingenieria Naval y Oceánca Universida de

Acoruña ..


67

ANEXO I: ESTUDIO DE ESTABILIDAD A BORDO DEL

CRUCERO DE INSTRUCCIÓN

ALUMNOS:

GM2º RODRIGUEZ COLLANTES, DAVID

GM2º SANZ NAVARRO, FERNANDO

GM2º LIAÑO CUQUERELLA, JOSÉ Mª

TUTOR:

CC VILLA DEL ÁLAMO, ANTONIO


68

ÍNDICE:

1.-INTRODUCCIÓN

2.-ANTECEDENTES

3.-DATOS, CÁLCULOS Y GRÁFICOS

4.-CONSIDERACIONES

5.-CONCLUSIONES


69

Introducción

A raíz de los acontecimientos ocurridos en 2010 que culminaron en el hundimiento del buque

Concordia, se ha hablado mucho acerca de estabilidad de los grandes veleros. En el caso

mencionado, un buque escuela de origen canadiense llamado “Concordia” fue azotado

repentinamente por un pampero, haciendo que escorara hasta alcanzar el punto de no retorno

y volcara, hundiéndose. Afortunadamente toda la tripulación fue rescatada. Estudios

posteriores determinaron que las causas del hundimiento fueron la falta de reacción por parte

de la dotación, que no redujo el aparejo conforme arreció el viento, no arribar y una deficiente

estanqueidad, que provocó que al escorar el barco éste hiciera agua, hasta que no fue capaz

de adrizarse y volcó.

Estos acontecimientos han llevado a diferentes marinas y empresas del mundo a replantearse

la estabilidad de sus grandes veleros. Dentro de este clima de estudio surge este proyecto.

El objetivo del proyecto es recopilar la información existente acerca de la estabilidad del Juan

Sebastián de Elcano, centrándose en su condición especial como buque de vela, estudiarla

detenidamente, y en función de ello determinar la necesidad de un nuevo estudio de

estabilidad y justificarlo en caso de que fuera necesario. Con ello se pretende averiguar si los

procedimientos existentes a bordo son suficientes y destapar posibles vulnerabilidades del

buque.

Antecedentes

Tras las obras de carena y re motorización del Juan Sebastián de Elcano por la empresa

“Bazán” en 1992, se procedió a efectuar una experiencia de estabilidad, la cual tiene lugar el

día 12 de Enero de 1992, siendo las condiciones del buque favorables para su realización.

Como consecuencia de esta experiencia se obtuvo el actual Libro de Estabilidad del Juan

Sebastián de Elcano, el cual cuenta con 4 apartados:

-Experiencia de estabilidad: en el que constan todos los datos obtenidos durante las

pruebas de estabilidad realizadas.

-Condiciones de carga: en el cual se profundiza en las diferentes configuraciones de

carga del buque, en la distribución de pesos por compartimentos, y cómo afectan estos a la

estabilidad, proporcionándonos las curvas de adrizamiento y los ángulos límite de escora.

-Aplicación Criterio de estabilidad para veleros de la U.S. Coast Guard: serie de cálculos

matemáticos que definen unos parámetros que debe cumplir un velero en función de su

desplazamiento, superficie vélica etc. A pesar de no ser un criterio oficial, es el criterio más

reconocido a nivel internacional.

-Planos


70

Además del libro de estabilidad, existe un libro complementario, en el que a través de un

modelo matemático se trata de predecir cómo reaccionará el buque bajo la influencia del

viento, en función del desplazamiento y la configuración vélica.

Dicho estudio, bajo unas suposiciones, calcula la superficie vélica total para 5 configuraciones

del aparejo, y junto con el baricentro de la superficie expuesta es capaz de predecir

aproximadamente el ángulo de escora que un viento provocará.

Posteriormente, en 2006 se realizó un nuevo estudio, concluyendo que los datos obtenidos en 1992 todavía eran válidos. Los responsables del estudio del 2006 han concluido que el único cambio considerable respecto al estudio del 2006 ha sido la variación en la ordenada del centro de gravedad que pasó del 5,728 al 5,749 ese cambio no es significativo por lo que es válido el estudio del 92 para el 2006 no obstante huno una obra posterior de renovación de acero del casco de la que no hay datos y pudo influir en otra variación además cuando se quita y se vuelve a poner lastre fijo del buque nunca dan los mismos resultados.

Datos y gráficos

En éste apartado extraeremos los datos más importantes de ambos documentos, explicando

brevemente los conceptos principales.

El libro de estabilidad de 1992

El libro de estabilidad nos proporciona una cantidad enorme de datos acerca de la distribución

de pesos en los compartimentos del barco. Entre otros datos hemos querido resaltar los más

relevantes para el estudio, que son:

-Ángulo de inmersión de cubierta: ángulo a partir del cual la borda se introduce en el agua. El

convenio de la US Coast Guard establece que un barco deja de ser estable en el momento en el

que un barco alcanza este ángulo.

- Ángulo de inundación: ángulo a partir del cual el primer compartimento no estanco se

sumerge. Es considerado como el punto de no retorno, ya que en cuanto el barco se inunda, su

estabilidad se ve drásticamente reducida.

Ángulo de inmersión de cubierta: 21,93º

Ángulo de inundación: 80,4º


71

-Curvas de adrizamiento: curva que define el brazo de adrizamiento del buque en función del

ángulo de escora. Dependen del desplazamiento del barco. En el eje de ordenadas queda

representado el brazo de adrizamiento y en el eje de abscisas el ángulo de escora.

Se contemplan 4 situaciones:

1-En rosca (Desplazamiento: 2983,7 T) Fig. 1

2-Plena carga (Desplazamiento: 3670,8T) Fig.2

3-Media carga (Desplazamiento: 3348,2T) Fig.3

4-Fin de viaje (Desplazamiento: 3089.9 T) Fig.4

En rosca

Ilustración 1

Plena carga

Ilustración 2

Media carga


72

Ilustración 3

Fin de viaje

Ilustración 4

Como podemos observar, las tablas cubren hasta los 80 grados de escora, a pesar de que por

su forma y desplazamiento el barco es capaz de soportar más. Esto se debe a que, como

hemos dicho antes, a partir de los 80,4º de escora el barco se inundará y consideraremos que

ya no será capaz de adrizarse.

De las cuatro configuraciones expuestas la de mayor estabilidad es la de plena carga, al ser su

desplazamiento el mayor. Esto se ve reflejado en su brazo de adrizamiento máximo que es de

0,942m. Por otro lado, la configuración de menor estabilidad será en rosca, por la misma

razón, sin embargo, dado que el buque no va a hacer ningún trayecto en rosca, consideramos

la configuración de menor desplazamiento real, o “fin de viaje”, cuyo brazo de adrizamiento

máximo es de 0,58m.

Criterio de la U.S. Coast Guard

El libro incluye la demostración de que el Juan Sebastián de Elcano cumple el criterio de la U.S.

Coast Guard para buques escuelas veleros. Dicho criterio viene definido por las siguientes

fórmulas:

𝐺𝑀 ≥ 𝑃 ∗ 𝐴𝑚 ∗𝐻𝑚

∆𝑡𝑔𝜃

𝑌 ≤ 103 ∗ ∆ ∗𝐻𝑍𝐵

𝐴 ∗ 𝐻

𝑋 ≤ 103 ∗ ∆ ∗𝐻𝑍𝐴

𝐴 ∗ 𝐻

𝑍 ≤ 103 ∗ ∆ ∗𝐻𝑍𝐶

𝐴 ∗ 𝐻

𝐻𝑍𝐴 =𝐻𝜃

(cosθ)2


73

𝐻𝑍𝐵 = 𝐼 ∗ 𝜃 ∗𝑓

𝜃 ∗𝑓2

+ 0,25 ∗ 𝑠𝑒𝑛(2 ∗ 𝜃 ∗ 𝑓)

ℎ𝑧𝑐 =𝐼𝑇

𝜃 ∗902

Los valores mínimos requeridos de los parámetros de U.S. Coast Guard son:

𝐺𝑀 = 0,360 𝑚

𝑋 = 9,8𝑡𝑜𝑛𝑠

𝑚2

𝑌 = 8,8𝑡𝑜𝑛𝑠

𝑚2

𝑍 = 9,6𝑡𝑜𝑛𝑠

𝑚2

GENERACIÓN DE LAS CURVAS HS.Y DE ESTABILIDAD TRV. DEL B/E J. S. ELCANO

1

Como punto de inundación se ha seleccionado la entrada a alojamientos en proa.

Teniendo en cuenta estos cálculos se observa que el barco deja de cumplir el criterio para todo el aparejo a

partir de los 27kn. Es de conocimiento público que por la tabla de reducción del aparejo, a partir de 20 nudos

empezaríamos a cargar velas, por lo que se recomienda seguir con esta práctica.

Estudio complementario de estabilidad

En este estudio se pretende profundizar más en la estabilidad del buque teniendo en cuenta diferentes

configuraciones vélicas. Para ello se calcula la superficie vélica individual de cada una de las velas, y la posición

del baricentro para cada una de las configuraciones. De esta forma podemos conocer el valor del brazo

escorante en cada uno de los casos.

Para calcular el empuje del viento consideraremos que nos encontramos en una atmósfera media, con una Tº

de 25ºC y un 50% de humedad relativa. Consideraremos también que le viento se mantiene constante a

diferentes alturas, ya que la guinda máxima del buque no es suficiente para que la diferencia sea significativa.

De esta forma podremos calcular el empuje del viento para una determinada configuración vélica mediante:

𝐺𝑀𝑍 = 0,08 ∗ 𝑉2 ∗ 𝐴 ∗𝐻

1000 ∗ ∆

A y H son datos extraídos del estudio que representan el área velica equivalente y la altura del baricentro, o

centro de presiones.

Sin embargo sabemos, que el brazo escorante irá disminuyendo conforme aumente el ángulo de escora, ya

que la superficie velica equivalente se irá reduciendo.

Para calcular en que función disminuye el brazo escorante utilizaremos la siguiente fórmula:

𝐻𝐴1 =𝐺𝑍𝑓

(𝑐𝑜𝑠𝜃𝑓)^1.3


2

Esta fórmula nos permite averiguar cómo va ir reduciéndose el brazo escorante producido por el viento en

función del ángulo de escora y la configuración de aparejo. Si aplicamos esta fórmula para diferentes rangos

de vientos obtenemos una gráfica tal que:

En el eje X están representados los ángulos de escora y en el eje Y la longitud del brazo.

Combinando esta gráfica con la curva de adrizamiento obtenemos diferentes intersecciones o puntos de

equilibrio. En dichos puntos el brazo escorante y adrizante se igualan, produciendo una escora estable (al

margen de otros efectos como la mar).

Hemos seleccionado 6 configuraciones vélicas diferentes, aunque con los datos del estudio se podrían calcular

los mismos gráficos para cualquier configuración.

Las configuraciones seleccionadas son:

1.- Viento de través con todo el aparejo

2.- Viento de través sin foque volante y stays.

3.- Viento de través sin foque volante, stays, escandalosas, juanete y petifoque.

4.- Viento de través sin foque volante, stays, escandalosas, juanete, petifoque, foque, contrafoque y velacho

alto.

5.- Viento de través sólo con velacho bajo, con cangrejos y trinquetilla.

6.- Viento de través a palo seco

Con las fórmulas anteriores combinadas con la curva de adrizamiento obtenemos las siguientes gráficas:

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 20 40 60 80 100

20 KN

30 KN

40 KN

50 KN

60 KN

70 KN

80 KN


3

Gráficos 1 TODO EL APAREJO

Gráficos 2 SIN FOQUE VOLANTE Y ESTAYS

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 20 40 60 80 100

adrizantes

20 KN

30 KN

40 KN

50 KN

60 KN

70 KN

80 KN

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 20 40 60 80 100

ADRIZANTE

80 KN

70 KN

60 KN

50 KN

40 KN

30 KN

20 KN


4

Gráficos 3 SIN VELAS ALTAS Y PETIFOQUE

Gráficos 4 SIN VELAS ALTAS Y V.A. HASTA CONTRAFOQUE

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 20 40 60 80 100

20 KN

30 KN

40 KN

50 KN

60 KN

70 KN

80 KN

ADRIZAMIENTO

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 20 40 60 80 100

ADRIZAMIENTO

20 KN

30 KN

40 KN

50 KN

60 KN

70 KN

80 KN


5

Gráficos 5 APAREJO DE CAPA CORRIDA

Estas gráficas han sido levantadas para la condición más vulnerable del buque, que es a fin de viaje y con el

viento completamente de través y las velas cazadas al medio. Dicha situación es irreal y en la mayoría de los

casos se cargarían velas o se rifarían antes de llegar a esas intensidades de viento, pero ayuda a tener un

margen de seguridad.

Se puede deducir de ellas la robustez del buque. Dada la gran disminución de la superficie vélica se vuelve muy

difícil que el viento por sí mismo fuera capaz de hacer escorar el barco lo suficiente para llegar al ángulo de

inundación anteriormente mencionado.

Consideraciones

-El Libro de estabilidad data de 1992, después de la obra de re motorización y se comprobó por última vez en

2006 considerando que debido a las ínfimas variaciones que había habido, el estudio seguía siendo

perfectamente válido. Desde entonces no ha habido ninguna obra mayor que invalidara completamente los

datos del estudio, aunque sí que ha habido una serie de reformas, como la reestructuración y

compartimentación del sollado de guardiamarinas, que provocan que el estudio no se ajuste exactamente a la

realidad actual.

- El ángulo de inundación considera el primer compartimento no estanco el acceso a suboficiales. A pesar de

ello es lógico suponer que existen otras vías a través de las cuales el barco hará agua antes de llegar a dicho

ángulo. Para resolver esta incertidumbre, se recomienda realizar un estudio más exhaustivo de la

estanqueidad a bordo en un futuro.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 20 40 60 80 100

ADRIZAMIENTO

20 KN

30 KN

40 KN

50 KN

60 KN

70 KN

80 KN


6

- En los gráficos de brazo escorante se han tenido en cuenta unas condiciones atmosféricas de temperatura y

humedad muy determinadas, consideradas las más comunes. La presencia de lluvia por ejemplo hace que la

densidad aparente del aire aumente exponencialmente, aumentando también su empuje.

- Los estudios no tienen en cuenta la presencia de la mar asociada al viento. Las olas provocadas por un viento

de 80kn pueden provocar un balanceo muy grande y la entrada masiva de agua, aunque el propio viento no

sea capaz de ello.

- Los estudios no tienen en cuenta tampoco como afecta una racha repentina de viento, que puede provocar

una escora inicial mayor hasta que se alcance el punto de equilibrio.

PROPUESTAS

1. Hacer un nuevo estudio exhaustivo como el del 92 incluyendo un estudio de todos los compartimentos

y hallando su curva de estabilidad.

2. Si no fuera posible este estudio hallar al menos el desplazamiento actual del buque para adaptar la

gráfica.

3. Añadir en el estudio suplementario del buque según el viento reinante la condición de aparejo con los

triángulos de capa, que es cómo además se enfrentaría a fuertes vientos. Así como vientos recibidos

por aleta que es como debería afrontarse viento duro.

4. Estudio de estanqueidad del buque y solucionar la estanqueidad primaria del buque.

Los respiraderos en cubierta añadiendo válvulas no retornables, las puertas de cocina,

Guardiamarinas, Suboficiales, cabos primeros, comedor, marinería y fumador del comandante

cambiando las puertas de madera por puertas estancas además de concienciar a la dotación.

5. Añadir un estudio de viento máximo soportable por las velas que supondría una seguridad contra un

temporal.


7

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