Introducción a Sistemas Marítimos 2015: Clase 01
| Asignatura | Introducción a los Sistemas Marítimos |
|---|---|
| Del Curso | Introducción a Sistemas Marítimos 2015 |
| Nº | 01 |
| Fecha | 2015/03/27 |
El Proceso de Diseño de un Buque
El Diseño de un Buque es un proceso creativo, complejo e iterativo a ser desarrollado de acuerdo a un Objetivo definido. El proceso de diseño del buque sigue una serie de tareas iterativo vas. La arquitectura naval requiere de mantener una disciplina de objetivos bien definidos para satisfacer las necesidades del dueño del proyecto. Más aún debe tener condiciones de borde bien definidos y que se requiere le sean definidos al diseñador. Una vez que los límites están definidos , el arquitecto puede iniciar su creatividad. Este es un proceso circular o en espiral que se inicia con la primera versión , corregida y recreada tantas veces sea necesario hasta que se satisfagan los objetivos establecidos.
Hay varias metodologías de diseño naval:
1. Diseño siguiendo la espiral de diseño
2. Diseño basado en sistema
3. Diseño basado en riesgos.
Diseño Conceptual
El diseño convencional es el más popular entre los arquitectos navales y tiene una representación gráfica de una espiral, donde se representan los parámetros más relevantes a considerar.
Por ejemplo:
Misión Dimensiones preliminares Formas del casco Eslora inundable Arreglo general Estructura Potencia Peso estimado Estabilidad intacta Estabilidad dañada Costo estimado
Diseño Conceptual es la fea en la cúal se determina si la solución propuesta es viable, aunque no necesariamente óptima, lo que procurará posteriormente.
Todos los arquitectos realizan una aproximación a la solución mediante la metodología siguiente:
1. Análisis de diseños similares y costo comparado 2. Identificación de los elementos mayores 3. Selección de un proceso iterativo que conduzca a la diseño viable 4. Creación de una figura de mérito (analítica o subjetiva) 5. Optimización de las dimensiones principales 6. Optimización de detalles de la embarcación
Diseño Preliminar
Una vez completado el diseño conceptual podemos pasar al próximo nivel de especificación y con más detalles. Así tenemos:
1. Definición completa de la forma del casco 2. Análisis estructural 3. Arreglos generales interiores 4. Determinación de la hidrostática y estabilidad 5. Re evaluación resistencia, potencia y performances 6. Cálculo detallado de pesos 7. Cálculo detallado de costos de la embarcación
Diseño Detallado
Es la fase en que se generan documentos para la construcción y que se defina los entregable
Diseño basado en sistema
Es como una lista de chequeo que recuerda al diseñador todo lo que debe considerar para alcanzar el objetivo. El resultado es una descripción total de la embarcación y las actividades asociadas a su materialización. El punto de partida siempre es la misión y función del buque.
1. Misión
2. Función
3. Forma
4. Performances
5. Economía
Estas fases se caracterizan por:
Misión: Transporte, Ruta, Capacidad, Velocidad,Restricciones
Función: Sistema de Carga, Sistema Buque, Peso Muerto, Potencia, Tonelaje Grueso
Formas: Dimensiones Ppls. Líneas del Casco, Balance de Espacios, Balance de Pesos, Estabilidad.
Performances: Resistencia, Propulsión, Estructura de Caco, Maquinaria, Equipamiento, Seguridad
Económico: Costo de Construcción, Costo de Operación, Tasa de Flete Requerida, Utilidad.
Diseño basado en riesgos
Las notificaciones de las Partes interesadas
Armadores: Beneficios de explotación
Astilleros: Beneficios de Construcción
Clasificación: Beneficios de mayor seguridad
El riesgo de diseño debe superar el nivel de riesgos aceptables, para ello se requiere asegurar que se cumple con:
El marco regulatorio (IMO, SSCC,
El marco de diseño y las herramientas usada para ello
El contar con Ingenieros calificados y competentes
El estado del arte y tecnología de la Industria Naval
Requerimientos de Alto Nivel
Cualquier diseño se inicia a partir de la definición que hace alguien respecto del artefacto deseado, aún que se trate del diseñador mismo en una iniciativa personal. Si esta definición es casi imposible diseñar nada.
Requerimiento de alto nivel es la expresión de lo que desea alcanzar como objetivo y generalmente va asociada al destino que se quiere dar al objeto a diseñar.
Requerimiento de alto nivel se expresa por la especificación de más de un parámetro y las más de las veces de varios parámetros, incluso por restricciones exógenas. (Presupuesto, Dimensiones, Capacidades, etc).
En un buque si se le da la opción a cada tripulante definir sus propios intereses se termina en un híbrido que no atiende al objetivo principal. Así la Arquitectura Naval intenta conciliar los intereses individuales convirtiéndolos en colectivos, de tal suerte que haya un justo acomodo o conciliación.
Dentro de variables aparecen dos requerimientos ineludibles, la Aerostática y la Hidrodinámica, consideraciones de la ciencia que no podemos obviar.
En un ordenamiento mental, toda embarcación primero debe Flotar, en segundo término Navegar y finalmente Operar. Otros atributos importantes son la Estabilidad, la Velocidad y la Autonomía. Flotar implica responder a la Ley de Arquímedes y a la Ley de Gravitación Universal. El Navegar también impone los límites de las leyes de la naturaleza, es decir no podemos navegar a cualquier velocidad. Y el Operar, bueno depende de cual sea la característica de operación que se le haya definido a la embarcación. poder ejemplo: buque de pasajeros, buque tanquero de hidrocarburos, buque transporte de automóviles, etc.
PROA: parte delantera de la nave
POPA: parte posteriori de la nave
ESTRIBOR: costado derecho de la nave
BABOR: costado izquierdo
OBRA VIVA: superficie sumergida del casco
OBRA MUERTA: superficie fuera del agua
ESLORA: longitud del casco
MANGA: ancho del casco
PUNTAL: altura desde la quilla a la cubierta principal
CALADO: profundidad sumergida del casco
FRANCOBORDO: distancia entre la línea de flotación y la cubierta principal
DESPLAZAMIENTO: peso total del buque
Presentación de tipos de embarcaciones
Los buques en general pueden clasificarse de distinta manera.
De acuerdo a su tamaño por ejemplo:Mayor, Medio o Menor
De acuerdo a su objetivo: Mercante, Guerra, Industrial, Pesquera o Deportiva
De acuerdo a su propulsión: A remo, a vela, a vapor, a motor, a turbina,
Las naves de guerra se clasifican como: Cruceros, Destructores, Fragatas, Corbetas, Patrulleros,Submarinos, Barcazas, etc.
Las naves mercantes se clasifican de acuerdo a la carga que transportan: Tanqueros, Quimiqueros, Gaseros, Graneleros, Pasajeros, Transporte Automóviles, Porta Contenedores, etc.
Las naves pesqueros por su parte, se distingue de acuerdo al arte de pesca: De. Cerco, De Arrastre, Balleneros, Atuneros, Palangreros, Camaroneros, Centolleros, etc.
Los buques industriales son de una gran variedad según su empleo: Dragas, Perforadores, Remolcadores, Diques Flotantes, Grúa Flotante, Tiende Líneas, Rompehielos, etc.
Las embarcaciones destinadas a actividades van desde simples lanchas Deportivas hasta Veleros y Megayates.
A continuación se presentan algunos de estos tipos de naves para mostrar sus características principales, que entre paréntesis se pueden ver en Google o Youtube.
Marco Regulatorio aplicable al Diseño y Construcción de Embarcaciones
La mayoría de las exigencias legales y universales que se aplica al diseño, construcción y mantenimiento de embarcaciones , son según sea el caso:
SOLAS 74 : Safety of Life at Sea
MARPOL 73: Marine Pollution
COLREG: Reglas de Tráfico en el Mar
STCW 95:Normas de Calificación y Competencia del Personal de a Bordo
IMO - ILO : Reglas de Trabajo a Bordo
SSCC: Reglas de Clasificación
AAMM: Disposiciones de la Autoridad Marítima de cada País.
Y muchas otras normativas más que se enlazan con Normas Internacionales como AWS, ASME. ASTM, ÁPI, ANSI, IEEE, SSPC, etc. Estas últimas normas deben considerar las disposiciones para contener la corrosión propia del medio ambiente marino.
1. OMI: Organización Marítima Internacional
2.- Autoridad. Marítima AAMM, en Chile DGTM
3.- Sociedades de Clasificación SSCC, Chile: ABS , BV, DNV, LR, NKK, RINA,
4.- P&I y Cías de Seguros
5.- Organizaciones de la Industria.
Análisis Comparativo de embarcaciones Similares
No es necesario intentar inventar una embarcación desde "cero" a sabiendas que pueden existir similares en las cuales el diseñador se pueda basar. Para ello es conveniente buscar soluciones similares que puedan servir de punto de inicio y trabajar a partir de ella como una primera aproximación., pero además desarrollando estudios paramétricos que permitan afinar la aproximación a la solución buscada.
Hoy en día con toda la información disponible en Google esto es absolutamente posible e incluso necesario.
