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DISEÑO DE CÁM ARA DE MÁQUINAS

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN 2. CONSIDERACIONES GENERALES 3. LIMITACIONES EN EL DISEÑO 4. CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE MÁQUINAS: ELEMENTOS DE

LAS CÁMARAS DE MÁQUINAS 5. FASES DEL DISEÑO DE LA CÁMARA DE MÁQUINAS 6. SISTEMAS DE MAQUINARIA PRINCIPAL UTILIZADOS 7. NORMAS BÁSICAS A TENER EN CUENTA EN EL DISEÑO DE LAS

CÁMARAS DE MÁQUINAS 7.1. Número de cámara de máquinas 7.2. Formas en área de cámara de máquinas. Perfiles 7.3. Longitud de las cámaras de máquinas. 7.4. Disposición de espacios de las cámaras de máquinas: Situación 7.5. Disposición de espacios de máquinas: Altura 7.6. Disposición de espacios de máquinas: Centro de gravedad y peso. 7.7. Tamaño completo de los espacios de máquinas 7.8. Volumen de espacios de máquinas 7.9. Disposición del combustible, del aceite lubricante y de otros líquidos.

8. MÉTODO PARA ESTIMAR LAS DIMENSIONES DE LA CÁMARA DE

MÁQUINAS 8.1. Introducción 8.2. Croquis conceptual 8.3. Plantillas recortadas a escala 8.4. Sistema interactivo de gráficos por ordenador 8.5. Herramientas de diseño CAD 3D para el diseño de la cámara de

máquinas. 8.6. Otros métodos

9. DESARROLLO DEL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LAS CÁMARAS DE

MÁQUINAS 9.1. Fase de viabilidad o de diseño conceptual 9.2. Fase de diseño preliminar 9.3. Fase de diseño de contrato 9.4. Fase de diseño de detalle y apoyo a la construcción

10. GUÍA PARA LA DISPOSICIÓN Y DISEÑO DE CÁMARAS DE MÁQUINAS

SEGÚN LA IMO MSC/CIR.834 11. CÁMARA DE MÁQUINAS: PROPULSIÓN 12. CÁMARA DE MÁQUINAS: GENERACIÓN ELÉCTRICA 13. CÁMARA DE MÁQUINAS: ESTRUCTURAS EN LA CÁMARA DE

MÁQUINAS, POLINES, TANQUES, PUNTALES, ETC. 14. SERVICIO DE VENTILACIÓN Y EXTRACCIÓN EN ESPACIOS DE LA

CÁMARA DE MÁQUINAS 15. CÁMARAS DE MÁQUINAS: EXHAUSTACIÓN 16. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIO DE COMBUSTIBLE 17. CÁMARA DE MÁQUINAS: ENGRASE Y SERVICIO DE LUBRICACIÓN 18. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIO DE AGUA SALADA

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19. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIO DE AGUA DULCE 20. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIO DE VAPOR 21. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIO DE AIRE COMPRIMIDO 22. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIO DE HABILITACIÓN 23. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIO DE CARGA 24. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS 25. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIOS ECOLÓGICOS 26. CÁMARA DE MÁQUINAS: SERVICIO DE VIGILANCIA Y CONTROL 27. CÁMARA DE MÁQUINAS: AISLAMIENTOS TÉRMICOS, ACÚSTICOS Y

ANTIVIBRATORIOS. 28. CÁMARA DE MÁQUINAS: TECLES Y CUBIERTAS INTERMEDIAS 29. ESCOTILLAS Y REGISTROS EN LA CÁMARA DE MÁQUINAS 30. OTROS EQUIPOS Y ELEMENTOS EN LA CÁMARA DE MÁQUINAS 31. OTROS ESPACIOS EN LA CÁMARA DE MÁQUINAS 32. RUTAS DE DESMONTAGE Y MONTAJE. 33. CÁMARA DE MÁQUINAS: DISPOSICIÓN DE PLANTAS PROPULSORAS 34. CÁMARA DE MÁQUINAS: ESTRATEGIA CONSTRUCTIVA 35. CÁMARAS DE MÁQUINAS EN DIFERENTES TIPOS DE BUQUES:

35.1. En buques de guerra 35.2. En buques mercantes 35.3. En yates y embarcaciones de recreo 35.4. En buques no convencionales

36. BIBLIOGRAFÍA

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DISEÑO DE CÁMARA DE MÁQUINAS Volumen cámara de máquinas está en función de las plantas propulsoras, las máquinas auxiliares y otros espacios. El Diseño de una C.M es iterativo, buscando la máxima compatibilidad, y en ciertos casos la elección de un elemento podrá obligarnos a reconsiderar elecciones hechas anteriormente. En el diseño de una cámara de máquinas se busca que se consiga la máxima compatibilidad entre:

1. El cumplimiento de los requisitos 2. Los equipos, los sistemas asociados y sus controles 3. Su seguridad 4. El mantenimiento 5. Los componentes estructurales en el interior de un volumen mínimo de la

cámara de máquinas. El diseño, desde el comienzo del proyecto hasta la construcción, de la C.M. requiere de:

1. Criterio de experiencia 2. Criterio técnico

CONSIDERACIONES GENERALES Anteproyecto:

1. velocidad 2. rendimiento propulsivo 3. clase de servicio 4. margen de seguridad 5. número de hélices y tamaño máximo

El anteproyecto nos da una idea de la potencia total a instalar: poner un Grupo Propulsor (GP) o varios GP. El volumen de los tanques para almacenar combustible suelen ubicar en:

1. El doble fondo 2. El doble casco 3. Los tanques laterales junto al trancanil 4. Tanques profundos o verticales 5. Tanques de servicio diario.

Volumen tanques para las máquinas de la CM:

1. volumen de tanques profundos 2. volumen de tanques de CM

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3. volumen de tanques del guardacalor de CM Volumen de tanque para máquinas de la CM – volumen de tanque necesario = volumen a ubicar en bodegas y otros espacios Habrá que tener en cuenta que el c.d.g. debe estar lo más bajo posible y en el plano diametral, equilibrando lateralmente los pesos. Si el resultado es satisfactorio, pueden ya fijarse en principio:

1. la situación y tamaño de la CM, tanques y GC 2. los mamparos estancos q limitan la CM

Resumen de elementos en C.M según los casos y/ó buques y requisitos:

1. Maquinaria propulsora 2. Grupos electrógenos 3. Cuadros eléctricos 4. Bombas y otros equipos para servicio de casco y máquinas 5. Tuberías principales de gran volumen y resto de tuberías. 6. Espacios para puestos de mando y control 7. Central de comunicaciones 8. Pañoles para la estiba de respetos 9. Taller de máquinas 10. Pasillos y espacios de tránsitos: tecles, entradas, ascensores,… 11. Espacios de trabajo: puentes grúa, polipastos,… 12. Aislamientos 13. Conductos 14. Alumbrado

También se suele prever:

1. Espacio para todos los elementos 2. Posibilidad de manejo de los elementos 3. Posibilidad de separación de los elementos 4. Posibilidad de mantenimiento de los elementos

Estudiar también:

1. ventilación 2. iluminación 3. servicio de contraincendios 4. otros servicios

Se diseñará la CM adaptándola a nuestros requisitos y siguiendo desde el principio las reglas de una SSCC. Si hubiera que cambiar de SS.CC la adaptación no sería excesivamente complicada dado que en el diseño de CM no hay grandes diferencias entre SS.CC. Diseñaremos la CM que se adapte a nuestros requerimientos con elementos de serie, existentes en el mercado para poder decidir sobre la solución óptima de su selección y/ó optimización.

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El diseñador de la cámara de máquinas, deberá estudiar en algunos casos, los espacios de fuera la C.M:

1. Túneles de las líneas de ejes. 2. Compartimiento de bombas u otros medios de carga 3. Compartimiento de grupos electrógenos 4. Local del servo 5. Etc.

LIMITADORES DE DISEÑO En el diseño de la cámara de máquinas habrá unas limitaciones en cuanto a las limitaciones de:

1. Peso 2. Espacio 3. Costes 4. Industriales 5. Consideraciones de experiencia

6. Disponibilidad, fiabilidad y mantenimiento

7. Nivel de ruido 8. Nivel de vibraciones 9. Número de tripulantes 10. Adiestramiento de la tripulación

1. Limitaciones de peso: Consideraremos para el diseño de la CM el peso y su c.d.g.

1. maquinaria (potencia requerida y tipo de maquinaria) 2. equipos 3. servicios 4. aislamientos 5. refuerzos estructurales 6. cuadros eléctricos 7. otros

1.1. Desplazamiento:

1. buques mercantes:

++++++=+++=

+=∆

PROVPASAJLIQDAACFC

MARGOMSPR

PR

WWWWWWDWTDWT

WWWWW

DWTW

/

2. buques de guerra:

=++=∆

toequipamieny sensores armamento, de peso P

PPR

W

WDWTW

1.2. Principales factores del peso de la maquinaria:

1. tipo de unidad de propulsión 2. tipo de motor principal 3. rpm del motor propulsor y unidad de propulsión 4. potencia propulsora

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1.3. Peso de la maquinara auxiliar:

1. Grupos generadores (GG) 2. compresores 3. calderas 4. intercambiadores de calor 5. purificadoras

6. bombas 7. tuberías 8. servicios (principales y auxiliar.) 9. talleres 10. pañoles

2. Limitadores de espacio: Considerar las operaciones, controles y mantenimiento. Espacios a considerar:

1. Maquinaria propulsora principal y auxiliar

2. equipos 3. servicios 4. aislamientos 5. cuadro eléctrico

6. refuerzos estructurales 7. montaje y desmontaje 8. sala de control 9. mantenimiento 10. taller 11. otros

La situación de los espacios de CM serán en el extremo de popa menos los buques nucleares que, por una razón de distribución de peso, se colocará el reactor en medio. 2.1. Determinar la altura de un equipo, dependiendo de:

1. su polín 2. inclinación de su eje 3. bridas de unión 4. control, operación y mantenimiento (COM) 5. c.d.g. 6. etc.

2.2. Situación de los mamparos en la C.M Los mamparos estancos transversales de la C.M, o de la cámara de generadores o de calderas se deberán situar tras estudiar además de otros factores:

1. Conductos de exhaustación 2. Conductos de ventilación 3. Refuerzos 4. Cableado eléctrico 5. Aislamientos 6. Servicios 7. Maquinaria principal y equipo 8. Etc.

Y se deberán tener en cuenta en los compartimientos superiores y sucesivos que comprendan las correspondientes rutas. 3. Limitadores por coste:

1. coste de adquisición de máquinas, equipos y materiales 2. coste de mantenimiento 3. coste de ciclo de vida 4. coste de apoyo logístico

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4. Limitadores de la propia industria: 1. suministro 2. asistencia técnica 3. mantenimiento 4. volumen de importación 5. políticas 6. etc.

5. Limitadores por considerar la experiencia: En la elección del tipo de propulsión y de maquinaria auxiliar, en la primera fase del proyecto, así como en el diseño de la C.M, no nos hemos de limitar al tipo tradicional, siendo necesario innovar tratando de buscar: mayor eficacia y menor coste. 6. Limitaciones por Disponibilidad, Fiabilidad y Mantenimiento: Objetivos del proyectista: Disponibilidad y Fiabilidad durante el 100% de la vida operativa Fiabilidad y Mantenimiento: Es necesario análisis y:

1. definir parámetros de fiabilidad (F) y mantenibilidad (M) de equipos 2. fijarles concretos a cada uno 3. realizar pruebas y análisis en fábricas de los componentes que demuestren

tendencia a conseguir valores especificados de F y M 4. comprobar que en la realidad se cumple esas previsiones

El procedimiento analítico para obtener los valores de F y M se basa en elaboración de Modelos Matemáticos que tienen en cuenta la periodicidad del fallo y el tiempo necesario para reparar el equipo o sistema (MTBF, MTTR) Disponibilidad:

( )( ) MTTRRSMTBF

RSMTBFD

+=

La disponibilidad se relaciona con la mantenibilidad y la fiabilidad. 7. Limitadores por nivel de ruido: Según tipo de buque y zonas del mismo, se limitará el nivel de ruido máx. Los niveles de ruidos estarán basados en la resolución A.468 (XII) de la OMI, código de niveles de ruido a bordo de los buques. 7.1. Medidas Adicionales para la reducción del nivel de ruido en motores diesel 8. Limitadores de vibración: En función de tablas donde se reflejan los rangos de funcionamiento de diferentes elementos.

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9. Limitaciones por el número y nivel de adiestramiento de la dotación y del apoyo en tierra Número mínimo del personal a bordo, cada uno con una formación técnica para los trabajos propios del buque, la misión, la navegación y las acciones de mantenimiento previstas en el plan.

Limitadores del medio:

1. Temperatura 2. humedad 3. calado 4. viento

5. estado de mar 6. corrientes 7. etc.

Limitaciones impuestas por el armador Limitaciones técnicas:

1. materiales de la estructura, equipos y servicios 2. potencia disponible en el mercado 3. rendimiento de la maquinaria 4. etc.

Limitaciones por ser buque de guerra:

1. compatibilidad electromagnética 2. vulnerabilidad 3. firma acústica 4. firma infrarroja 5. etc.

Detectabilidad: La detectabilidad se compone de tres firmas:

1. Firma de radar 2. Firma infrarroja 3. Firma de acústica submarina 4. Firma magnética 5. Otras firmas

1. La firma de radar Los factores determinantes en la firma de radar:

1. Tamaño y geometría del buque 2. Dirección y incidencia del haz (orientación del objeto) 3. Naturaleza de las superficies visibles al radar

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4. Polarización y frecuencia del radar Las medidas reductoras a la firma de radar son:

1. Orientar los planos principales en las direcciones de sacrificio 2. Inclinar los mamparos y costados 3. Dar continuidad entre costados y superestructuras 4. Ocultar equipos de fondeo y amarre 5. Evitar mástiles de alosía 6. Evitar diedros y triedros 7. Amuradas en vez de candeleros 8. Apantallar los polines sobre cubierta 9. Diseño adecuado de escobenes 10. Cristales especiales en el puente 11. Empleo de pinturas absorbentes en ciertas zonas

2. Firma infrarroja La firma infrarroja se puede reducir:

1. Instalando un sistema de reductor-difusor para la exhaustación del motor principal o de la turbina de gas y de los generadores diesel.

2. Un sistema de “lavado” para reducir la temperatura del casco 3. Buena ventilación de los espacios calientes 4. Evitar la incidencia de gases de exhaustación sobre las superficies de la

superestructura. 5. Colocación de aislantes térmicos.

3. Firma acústica submarina Los objetivos del ruido radiado submarino se definen a diversas velocidades y coincidiendo con operaciones antisubmarinas. Para cada velocidad se definen dos objetivos en función de la frecuencia:

• Nivel máximo permisible en bandas de octava • Nivel y número máximo permisible de tonos puros

Estos objetivos se presentan como niveles espectrales medios de presión sonora equivalente en el agua (en dB referidos a un micropascal, a un metro) Variaciones de presión en el agua tienen una relación compleja con la vibración en los polines del buque. Para equipos grandes y montados rígidamente, esta relación se presenta por una función de transferencia:

)(·log20·log20naceleració de Nivel

agua elen sonoraPresión

00

dBa

a

P

PFT −==

La transmisión sonora submarina se reduce con la incorporación de montajes flexibles entre el equipo y su polín y en todas las otras vías de transmisión.

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La reducción es la pérdida de insersión:

)(·log20 dBP

PPI

rígida

flexible=

Para otros equipos con montajes flexibles: Objetivo Nivel)( ≤− PINIVEL rígidoa

Los objetivos de la firma acústica submarina se orientan a conseguir dos objetivos claros, que son, mejorar el funcionamiento del sonar (baja ruido propio) y reducir la detectabilidad del buque (baja firma acústica). Mejorar el funcionamiento del sonar, se consigue:

1. Mejorando el ruido estructural que llega al domo del sonar, mediante el aislamiento de las fuentes de ruido.

2. Minimizar el ruido hidrodinámico generado en el domo del sonar y alrededor de la carena, mediante un cuidadoso diseño de formas del domo, un buen aislado de proa-carena, etc.

3. Minimizar el ruido radiado que llega al transductor del sonar por popa.

Firma magnética Materiales magnéticos duros: Campos ferromagnéticos permanentes Materiales magnéticos suaves: Campos ferromagnéticos inducidos Máquinas eléctricas: Campos dispersos Circuitos conductores: Campos de Foacult Medidas reductoras: Magnetismo permanente: “Demperming” y “Degaussing” Magnetismo reducido: “Degaussing” Campos dispersos: Medidas de diseño Campos de Foacult: Medidas de diseño y “Degaussing”

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Otras firmas Firma de presión Firma electrostática originada por la corrosión Firma magnética originada por la corrosión Firma electromagnética de baja frecuencia Firma visual En cuanto a la firma visual se debe tener en cuenta la reflectividad de la luz ambiente (difusa).

Reducción de la detectabilidad del buque La reducción de la detectabilidad del buque se consigue:

1. Minimizando la contribución de la maquinaria ruidosa instalada en el buque. 2. Minimizando la contribución de la hélice.

La vulnerabilidad La vulnerabilidad es el grado de deterioro después de recibir un ataque. Los objetivos son:

1. La resistencia al choque-impacto. 2. Redundancia y separación de los sistemas. 3. Resistencia estructura a explosiones de misiles en el interior. 4. Protección NBQ. 5. Seguridad interior para el control de las averías.

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La protección NBQ consiste en: 1. Una presurización del interior del buque e incorporación de diversas zonas de

defensa NBQ que coinciden con los de fuego. 2. Sistemas de ventilación y A/A del exterior 3. Cada zona estará equipada con un sistema de filtrado NBQ. 4. Sistemas de lavado de las superficies exteriores con agua salada después de un

ataque. 5. Incorporación de estaciones de descontaminación.

Redundancia La redundancia aumenta la vulnerabilidad con los choques, impactos de mísiles, etc.

1. Los sistemas de propulsión dispuestos en diversos compartimientos para garantizar la propulsión en caso de inundación o pérdida de alguna cámara.

2. Dos líneas de ejes. 3. Instalación de “Bow Thruster” de proa, para la maniobrabilidad y para mantener

movilidad limitada después de verse afectada la propulsión principal 4. Instalación de dos cámaras de control de plataformas y dos CIC’s 5. Definición de varias cámaras de fuego y seguridad interior. 6. Dos zonas autónomas, cada una con capacidad de generación de energía. 7. Diesel generadores y cuadros principales separados por dos o tres

compartimientos estancos al agua y una zona de control de averías dotada de mamparos resistentes al “blast” y fragmentos.

8. Cuadros eléctricos principales dispuestos en cubierta, con seguridad interior e interconectados en configuración de anillo.

9. Red eléctrica de accidentes instalada para uso de emergencia. 10. Sistema de contraincendios de agua salada alimentado por varias bombas,

dispuestas en diferentes zonas de control de averías y alguna no accionada no eléctricamente.

11. Sistemas vitales como el servicio de contraincendios y agua refrigerada, en configuración de anillo.

12. Plantas de agua refrigerante separadas y redundantes. 13. Dos bloques separados de superestructuras. 14. Uso de criterios exigentes de estabilidad después de averías. 15. Sistemas vitales en configuración de anillo.

VULNERABILIDAD: CHOQUE El choque es la capacidad de supervivencia de un buque de guerra (tripulación, estructuras, equipos y/o sistemas) frente a fenómenos derivados de explosión submarina sin contacto directo CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE LA CÁMARA DE MÁQUIN AS Funciones principales:

1. El gobierno del buque 2. La seguridad del buque 3. El aprovisionamiento 4. La maniobra

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Componentes principales: 1. Calefacción, ventilación y

AA.CC 2. Sistema de agua salada y de

agua dulce. 3. Almacenamiento y

manipulación de combustibleustibles y lubricantes

4. Sistema de exhaustación de gases

5. Sistema de gobierno y maniobra 6. Sistema de abastecimiento 7. Sistemas mecánicos de

maniobra en cubierta 8. Sistemas de extinción de

incendios 9. Sistemas especiales 10. Maquinaria auxiliar y sistemas

de tuberías.

Propulsión: El rendimiento de los sistemas de propulsión por Combustibleustión Interna es mayor que los sistemas Caldera – Turbina. Los motores de combustibleustión interna de ciclo Otto son utilizados en embarcaciones de velocidad o deportivas. Nos vamos a centrar en MOTORES ALTERNATIVOS DE COMBUSTIÓN INTERNA DE CICLO DIESEL. Generación eléctrica: Su función es generar energía eléctrica para alimentar a todas los componentes eléctricos del buque (Grupos Diesel-Alternadores con/sin aprovechamiento de las energías residuales del motor principal). Abastece a:

1. Propulsión y servicios 2. Maquinaria auxiliar 3. Maquinaria de cubierta 4. Comunicación, navegación y control 5. Sistemas de combustibles

Componentes principales:

1. Generadores de emergencia 2. Baterías 3. Equipos de conversión de potencia 4. Iluminación 5. Cuadros y paneles de distribución 6. Sistemas auxiliares de los generadores 7. Generadores eléctricos principales.

Servicios de vapor: El fluido a utilizar para transmitir el calor es el Vapor Saturado de Agua y se produce con calderas de mechero o de gases de escape(estos puedes ser de Tª muy altas) o mixta. Servicio de agua de mar:

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casco del sevico

etc

lastre de servicio

sanitarios servicio

ccii de cervicio

baldeo de servicio

fría fuente

Mar del Funciones

Servicio de agua dulce: Es necesario Capacidad y Autonomía de A/D, esto es o bien almacenada en su totalidad en el buque o una parte almacenada y la otra destilada del A/S más su correspondiente tratamiento. Servicios de arranque:

1. pesqueros: acumular energía (E) en muelles q luego lanzan el motor. 2. 400300< BHP: motor eléctrico pero con excepciones.

3. 400300> BHP: por aire comprimido, hay excepciones. Sistemas de ventilación y extracción: Se aporta aire a la CM y se la refrigera. La ventilación y la extracción deben ser equilibrada. Servicio de combustibleustible: • Suministrado desde:

1. puerto 2. terminales 3. otros buques

• Distribución y almacenamiento en tanques

• Trasiego de los tanques a los de servicio diario

• Tratamiento: 1. combustibleustible de buena

calidad: filtración y presurización

2. combustibleustibles residuales: decantación, calentamiento, etc.

En el caso de usar heavy fuel, se situará un tanque de Diesel de pequeño diámetro para arrancar el motor. Engrases y servicio de lubricación: Mantener dentro de los límites razonables el rendimiento mecánico y los desgastes. Aceite:

1. de periodo de vida determinado 2. limpieza y regeneración 3. consumidos durante su uso

Servicios de habilitación: Hacer habitable el buque y contribuir a la operatividad del buque. En parte tienen su origen en la CM:

1. servicio de refrigeración a la Gambuzas 2. ventilación 3. A/A y calefacción

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4. servicio de agua caliente y fría 5. servicio eléctrico 6. servicio de combustible para cocinas 7. etc.

Servicios de carga: Son los servicios q pueden ser utilizados por la carga a transportar. En los buques que transportan cargas líquidas o gaseosas inflamables, los servicios de carga se disponen fuera de la CM. Servicios ecológicos:

1. sistema de tratamiento de aguas residuales sanitarias 2. sistema de evacuación de sentinas 3. separadores de lodos 4. incineradoras de residuos sólidos 5. etc.

Sistemas de control: Alto coste de personal especializado con tal de minimizar el número de tripulación compatible con la seguridad (Cámara de Control en la CM). Puede ser Cámara de Máquinas Desatendida que se controla desde el puente de gobierno. Mando y vigilancia:

1. funciones principales: a. recepción de información

del exterior b. transmisión de

información al exterior c. distribución de

información en el buque d. obtención y elaboración

de datos para navegación y control de las armas

2. componentes principales: a. equipos de navegación b. comunicaciones exterior

e interiores c. dirección de tiros de

armas d. contramedidas e. sistemas de radar f. sistema de sonar g. mando y control

Armamento:

1. Funciones principales: a. Proporcionar capacidad

de defensa y ataque b. Manejo y

almacenamiento de municiones

2. Componentes principales: a. Manejo y estiba de

munición de cañón b. Lanzadores de misiles y

cohetes

c. Manejo y estiba de misiles y cohetes

d. Dispositivos de largado de minas

e. Manejo y estiba de minas f. Manejo y estiba de

torpedos g. Cañones h. Armas ligeras, munición

y estiba i. Munición para aeronaves

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j. Tubos lanzatorpedos FASES DEL PROYECTO

1. estudio de viabilidad o diseño conceptual 2. diseño preliminar 3. diseño de contrato 4. diseño detallado y construcción del buque

El siguiente esquema es la espiral del diseño de Evans:

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Para la fase de definición del buque de guerra relacionar, objetivos, resultados y requerimientos.

Diferentes partes del plan de gestión de la ingeniería de un buque de guerra

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Principales sistemas actuales de propulsión eléctrica en buques incluyendo sus posibles variantes SISTEMAS DE MAQUINARIA PRINCIPAL Se suele usar una planta de vapor para más de 60.000 kW Motores de combustión interna o turbina de gas hasta los 60.000 kW. Propulsión eléctrica hasta los 40.000kW Elección:

1. limitaciones de potencia 2. limitaciones o de diseño 3. consumo combinado.

LAS NORMAS BÁSICAS A TENER EN CUENTA EN EL DISEÑO D E LA CM:

1. La instalación de equipos y maquinaria se hará de modo que su rendimiento operativo sea el máximo y resulte fácil su mantenimiento y desmontaje.

2. Los equipos, maquinaria, etc. se situarán de modo que hagan posible el montaje

o desmontaje de las piezas sin inferir con las estructuras o con el resto de la maquinaria base.

3. El proyecto de la maquinaria, equipos y otros, se hará de modo que su

funcionamiento continuado no resulte afectado si se inundan las distintas zonas de la cámara, como las sentinas, etc.

4. Toda la maquinaria rotativa se instalará con su eje rotativo lo más horizontal y lo

más paralelo al eje diametral del buque, a menos de que la maquinaria se haya diseñado para su funcionamiento vertical.

5. El primer elemento a ubicar en la cámara de máquinas será el motor incluyendo

la línea de ejes y su reductor.

6. Se deberá atender al desmontaje del eje de cola.

7. Los grupos generadores se situaran, si el tamaño lo permite, en la primera plataforma. En caso contrario se situaran en el doble fondo. Siempre próximos al local de control.

8. Las bombas que aspiran del mar a tanques bajos se deben situar próximos a las

zonas más bajas de las máquinas para evitar problemas de cebado.

9. En general, los talleres se situaran en plataformas altas.

10. Las cámaras de bombas se ubicaran en zonas próximas a la carga e independientes de la cámara de máquinas principales.

Número de CM: • Por tipo de caldera y combustible.

1. no se requiere separación entre CM y cámara de calderas (CC) si la caldera es de tiro Howden y combustible líquidos.

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• Por tipo de buque; 1. mercantes: 1CM 2. pasaje: 1CMPrincipales + 1CC + 1CAuxiliar 3. guerra: varias CM

Formas en área de CM:

Definición de las formas de popa:

1. dar cabida a la hélice con una inmersión adecuada 2. huelgos mínimos 3. minimizar la resistencia con el diseño de la líneas de agua 4. popa de estampa 5. separación de la estructura 6. influye en el rendimiento propulsivo

Curvas de áreas seccionales: Ó, según buque, [ ] PPBBCC LCCL ⋅−+−= 2914607,1658

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Formas de popa y en área de CM: Las formas de popa deben dar cabida a las hélices con una inmersión adecuada y con unos huelgos mínimos entre hélices, codaste y timón. El diseño del final de las líneas de agua de manera que se minimice la separación y por lo tanto la resistencia. Afectan de modo significativo a la hidrodinámica del buque. Influencia del propulsor:

1. La zona de popa debe dar cabida al propulsor 2. Situación generalmente más adversa: llegada al puerto con un 10% de consumo 3. En general, el proa. debe estar inmerso al menos por debajo de 1/10 se su

diámetro desde el punto más alto. 4. vibraciones, inducidas por la frecuencia propia de vibración de la hélice

Diseño de la flotación: Debe ser recta o ligeramente convexa (ángulo de salida de la flotación en popa < 20º). Bobadilla del codaste: para reducir el cabeceo. Diseño de las cuadernas:

1. deben permitir una buena estabilidad reflujo y configuración de estela 2. no son recomendables las popas en U, generan torbellinos 3. las popas en V generan mala configuración de estela 4. para bajas velocidades, cuadernas en forma de U 5. a altas velocidades, en V 6. las más adecuadas son las mixtas, U-V. En U en zonas verticalmente más

próximas al propulsor y en V en las más retiradas. 7. dos hélices: formas en V muy pronunciadas

El bulbo de popa: Son necesarios en buques: monohélice, llenos y relativamente rápidos • Desventajas:

1. aumenta t 2. disminuye Hη 3. aumento de la resistencia formas

• Ventajas: 1. Mejora el flujo de la hélice y de su regularidad en el rendimiento rotativo

relativo de la hélice así como el de la hélice asociada a la carena. 2. Retrasa el desprendimiento de la capa límite compensado el aumento de la

resistencia. 3. Menor riesgo de cavitación y vibraciones. 4. El diseño del bulbo para unas formas determinadas es muy sensible a: • Pequeñas variaciones en ese semiángulos de salida de líneas de agua. • Formas de secciones extremas o en el contorno del codaste.

Estampa de popa: La estampa de popa mejora la resistencia al avance por la reducción de la resistencia por formación de olas debido a la interacción de trenes de olas generados en popa y proa. Además es constructivamente más sencilla frente a otras construcciones como popa de crucero, pero son menos marineras. Permitir la operación de la estructura de manera que

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se puedan disponer los elementos de soporte de hélice y timón, de forma constructiva económica. Gran influencia en el rendimiento propulsivo. Parámetro importante es la inmersión: 1. Fn < 0,3 � el espejo comienza en la flotación 2. Fn ≈ 0,3 � espejo ligeramente sumergido 3. Fn ≈ 0,5 � inmersión del 10/15% T 4. Fn > 0,5 � inmersión del 15/20% T Longitud de la CM: Longitud necesaria para instalar todos los elementos y depende de la maquinaria propulsora. Si es necesario mayor longitud:

1. modificar situación de uno de los mamparos extremos 2. hacer un “nicho” en el mamparo de popa 3. modificar el mamparo de proa

Para buques de pasaje y guerra se dimensiona la longitud de CM considerando, entre otras, las razones de seguridad. Número de mamparos transversales (estancos hasta la cubierta de francobordo) = f(requisitos armador, reglas SSCC, requisitos de subdivisión) De modo preliminar se puede establecer la eslora de CM (Lcm) como:

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SITUACIÓN DE LA CÁMARA DE MÁQUINAS La cámara de máquinas cuanto más a popa esté:

1. Una línea de ejes más corta, esto supone menor coste, menor peso y menor volumen de las bodegas perdido por el túnel de ejes.

2. Asiento de popa mayor en rosca. 3. Menor manga en la popa de la cámara de máquinas 4. Mayor altura del centro de gravedad. 5. Se simplifica el diseño. 6. Se reducen interferencias con la manipulación de la carga. 7. Se debe lastrar el buque cuando no lleva carga para compensar la posición en el

extremo de popa de la cámara de máquinas y mantener un trimado óptimo para la navegación.

8. Se requieren unas formas de popa llenas. En el centro del buque: Una cámara de máquinas situada en el centro del buque, no produce problemas de trimado y tiene una distribución longitudinal de pesos más homogénea. Pero tiene la desventaja de tener unos ejes de mayor longitud ocupando espacio útil o espacio para la carga. ALTURA DE LA CÁMARA DE MÁQUINAS La altura de la cámara de máquinas, se defines por:

1. Inclinación y altura de la línea de ejes. 2. Unión de la línea de ejes a la maquinaria propulsora. 3. Elementos de la maquinaria propulsora por debajo de la línea de ejes. 4. Tanques de doble fondo. 5. Tipo de maquinaria propulsora

EL CENTRO DE GRAVEDAD DE LA CÁMARA DE MÁQUINAS El centro de gravedad:

1. El centro de gravedad del buque se fija en gran parte por la altura e inclinación de la línea de ejes y por el tipo de maquinaria propulsora.

2. El centro de gravedad debe ser lo más bajo posible y en el plano diametral equilibrando los pesos laterales.

Se puede variar el c.d.g.:

1. Modificando la colocación de los auxiliares. 2. Variando la distribución de los tanques de combustible. 3. Variando las calidades de materiales de las líneas de ejes convencionales.

PESO Para estimar el peso de la maquinaria propulsora en fases iniciales del proyecto, se suele utilizar fórmulas empíricas. En etapas más avanzadas del proyecto del buque, el peso de la maquinaria se realiza por suma directa de cada una de las partidas. Ídem en el caso de los pesos de los equipos.

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Margen: El propósito de éste es asegurar la consecución del peso muerto requerido, en el caso de que haya habido una infraestimación del peso en rosca (2%PR o calculándolo). Peso muerto:

1. combustible para los motores principales y auxiliares 2. A/D para cualquier propósito 3. cualquier tipo de elementos almacenados 4. contenido de tanques diversos 5. tripulación y pertrechos 6. pasajeros y equipajes 7. agua en piscinas 8. etc.

El PM que se debe utilizar para determinar el ∆, debe ser el máximo que puede darse en un momento del servicio del buque. TAMAÑO COMPLETO DE LOS ESPACIOS DE MÁQUINAS Restricciones de espacio por causas económicas con espacio razonablemente posible y de modo que la tripulación tenga espacio para servicio, mantenimiento y reparación. Espacios para subministro de aire y su descarga en la cámara de máquinas y los conductos de los gases de escape. Distribución de los servicios de hotel entre la cámara de máquinas y los alojamientos. Escaleras, escalas y pisos para acceder a la cámara de máquinas y dentro de ellos. Engine Casing: gran espacio vertical Engine Casing Piramidal: el número y tamaños de los sistemas va disminuyendo en niveles más altos.

1. determinar dimensiones de los compartimentos 2. valorar los requerimientos de los mismos compartimentos y su tamaño total

resultante 3. recurrir a base de datos de envolventes standards 4. asignar la localización de las envolventes

Uno de los principales objetivos cuando se determinan las localizaciones es el de minimizar las conexiones entre las funciones

5. recurrir a la base de datos para las conexiones 6. ajustes de los compartimentos

Se debe reducir el tamaño en lo posible ya que las medidas standards son más grandes de lo necesario. DISTRIBUCIÓN DE ESPACIOS. TANQUES DE CONSUMO Tanque almacén de combustible de MMPP:

1. En dobles fondos lo más cerca posible del MMPP 2. En zonas próxima a la sección maestra

Tanque almacén de combustible de MMAA: En el doble fondo de CM Tanque de sedimentación y SD:

1. su capacidad se calcula a partir del consumo específico del motor (24h).

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2. la capacidad de los tanques de sedimentación de fuel-oil son prácticamente q los de SD.

3. los tanque de SD de MMAA y calderas se definen de modo análogo. Tanque de derrame, reboses y lodos: En los dobles fondos de la CM. Tanque de aceite: Tanque de servicio: inmediatamente debajo del motor. Tanque de almacén: sobre el nivel del motor. Se intercambian para facilitar la limpieza y pueden ser no estructurales. Tanque de A/D: Coexisten:

1. A/D de refrigeración. 2 a 5 la capacidad del circuito. 2. Agua de alimentación a calderas. 2 a 3 veces la capacidad de la caldera. 3. Agua para servicios sanitarios. 125 a 200 litros por persona día.

Tanques estructurales, situados en niveles altos y cerca de donde tienen q subministra el agua. Tanque de lastre:

1. se definen en función de las necesidades de calado y trimado del buque. 2. se usarán para tal fin aquellos espacios que no se usan para otros fines. 3. no se permite el uso mixto de cob-lastre o carga líquida-lastre.

MÉTODOS PARA ESTIMAR LAS DIMENSIONES DE LAS CM A tener en cuenta: la intersección de los ejes de hélices con el mamparo de popa de la futura CM principal. Los métodos para hacer la disposición general de equipos, tuberías, etc. de CM principales y auxiliar depende de los grandes volúmenes de:

1. conductos de admisión y exhautación de máquinas 2. conductos de ventilación 3. volúmenes de accesos y troncos de escape para personas

Croquis conceptuales: En la 1ª fase de viabilidad, permiten:

1. aproxima rápida a dimensiones generales de CM 2. establecer orden en que se prefieren situar la CM principales y auxiliar

Acciones:

1. preparar esquemas básicos con equipos principales incorporados y estimando el espacio requerido para el resto.

2. si disponemos de proyectos muy similares: a. mayor nivel de avance b. posibilidad de incorporar más elementos

En la 2ª fase del proyecto se establecerá la localización definitiva de CM. Plantillas recortadas a escala: Acciones:

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1. recortar plantillas a escala (1:50) de equipos principales + espacio para mantenimiento.

2. las plantillas se sitúan sobre esquema obtenido por el método “croquis conceptual” para confirmar o modificar.

Sistema Iterativo de Gráficas por Ordenador: (aportación del sistema CAD para ordenador) Resumen de Etapas Principales para diseño de disposición de maquinaria usando sistema CAD:

1. Tener actualizada la biblioteca de componentes 2. Desarrollar la lista de equipos para cada espacio de la maquinaria principal y

auxiliar 3. Introducir en el programa el plano de formas del casco y los planos estructurales

con elementos que afecten a la situación de la maquinaria. 4. Determinar la situación de grandes conductos de admisión y exhaustación. 5. Reservar volúmenes estimados para otros grandes componentes. 6. Establecer las dimensiones de la cámara de máquinas. 7. Localizar espacios en disposiciones generales para asegurar la separación

requerida de plantas propulsoras (buques de guerra), generadores, equipos vitales y sistema de control para supervivencia, etc.

8. dimensionar espacios de maquinaria auxiliar 9. desarrollar espacios de maquinaria con mayor detalle para verificar y corregir el

W de la fase anterior. 10. establecer diseño base de disposición de maquinaria. 11. establecer situación de hélices y desarrollar plano de compartimiento y accesos. 12. desarrollar disposición de:

a. maquinaria principal. b. Línea de ejes. c. Maquinaria auxiliar de mayor peso y empacho para optimizar la

situación y longitud de tuberías y cableado. 13. Dibujar rutas de grandes conductos. 14. señalar espacios para tuberías, cables piano de válvulas y conductos de

ventilación. 15. señalar ruta de desmontaje para mantenimiento 16. situar escotillas estructurales. 17. desarrollar niveles de tecles y pasillos para el paso del personal y los espacios

para W + alturas adicionales que se precisan para instalar grúas, plumas, etc. DESARROLLO DEL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA CÁMARA D E MÁQUINAS FASES DE VIABILIDAD O DE DISEÑO CONCEPTUAL Obtener las dimensiones de las diversas CM que ofrecen la mejor alternativa para satisfacer requerimientos preliminares. Se selecciona la planta propulsora y se estudia para obtener sus características específicas. El diseño de una nueva CM es un resultado de:

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tipo.mismo del anteriores

similares buques de pulsorasplantaspro sobre realizadas

ajustes 3.

onesmodificaci 2.

mejoras deón introducci la 1.

La lista de equipos principales incluirá: 1. cantidades de cada equipo 2. tamaño del contorno exterior 3. características del funcionamiento y situación para los equipos de mayor

tamaño. FASES DEL DISEÑO PRELIMINAR Esta fase comienza cuando el Armador ha decidido cuáles son los requisitos definitivos. Objetivo:

Alcanzar el nivel de desarrollo requerido para disponer de descripción de ingeniería y de subsistemas principales (diagrama de sistema preliminares).

Proceso: Estudios comparativos para mejorar definiciones de subsistemas y disposiciones de CM de fase anterior, para tener base para selección de componentes principales.

Es decir, el buque base debe quedar definido. La disposición de maquinaria se realizará con:

1. lista de componentes basada en: a. resultados b. estudios de viabilidad c. lista de equipos principales

2. diseño de buques similares anteriores 3. búsqueda de mejoras respecto a diseños anteriores

Factores de influencia sobre la disposición de la maquinaria: Partes que suelen cambiar y que afectan a disposición de maquinaria:

1. alternativa maquinaria 2. disposición general de compartimentos 3. miembros estructurales 4. grandes conductos 5. acceso CM 6. etc

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Planos de diseño de disposición de maquinaria: 1. CM prop 2. línea de ejes (LC) 3. troncos de admisión de aire ventilación y combustión 4. conductos de exhaustación 5. CM auxiliar

Vista en planta:

1. situación, en todos los niveles de CM 2. espacios para desmontaje o mantenimiento de equipos 3. situación de acceso principales, secundarios y de troncos escape de emergencia 4. grandes tanque no estructurales 5. áreas para grandes pianos de válvulas 6. grandes elementos estructurales que pueden afectar a localización de maquinaria

Vista en alzado:

1. maquinaria si a babor 2. maquinaria si a estribor

Tb se realizan vistas de secciones de espacios. Ejes propulsores: LE + las desviaciones angulares. Penetraciones del casco Estudios y documentación: Se representan de los sistemas de admisión y exhaustación: (planta, alzado y secciones)

1. ventiladores de tiro forzado 2. silenciadores admisión y exhaustación 3. juntas de expansión 4. rejillas de entrada y salida 5. filtros deshumidificadores 6. separadores sal 7. conductos

FASES DE DISEÑO DE CONTRATO Objetivos:

1. validar resultados del diseño preliminar 2. elaborar planos de contrato 3. elaborar especificaciones de contrato 4. con lo q el astillero realiza un presupuesto 5. finalmente, contrato construcción (si o no)

Especificaciones: 1. documento con capítulos 2. describe requisitos, características esenciales, funciones y disposición. 3. sus criterios prevalecen sobre todos 4. casi inalterable

Planos de contrato:

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1. Documentación del casco: a. Disposición general b. Formas y dimensiones c. Curvas hidrostáticas, de estabilidad y las de Bonjean d. Sección maestra e. Plano “hierros”

2. Documentación de la maquinaria:

a. Disposición de CM b. Disposición de LE c. Balance térmico y eléctrico d. Diagrama de planta eléctrica e. Diagrama de servicios de tuberías

Objetivos:

1. coherencia completa con los requisitos del diseño 2. obtener lista de equipos 3. situar los equipos definidos en la anterior lista 4. mostrar los elementos estructurales en las rutas y situaciones de maquinaria y

servicio. 5. localizar espacios para grandes productos y tuberías de gran diámetro 6. prever accesos de mantenimiento de equipos y áreas suficientes para

inspecciones y uso Resultado: Proyecto de Contrato FASE DE DISEÑO DETALLADO Y APOYO A LA CONSTRUCCIÓN En esta fase se realiza:

1. planos de construcción 2. documentación de aprobación por el armador o su inspección (buena

comunicación entre armador y astillero) Control de configuración: Debe recoger los cambios y modificación durante el diseño detallado. Un buen control de configuración proporciona la posibilidad de volver a constructiva otro buque idéntico. El astillero debe realizar buenos estudios de estrategia constructiva y de coste de construcción para obtener el éxito de la ejecución del contrato. Documentación básica relacionada con la estrategia constructiva:

1. documentación necesaria para la elaboración de la estrategia constructiva, denominada documentación de contracto:

a. especificación del contrato: para conocer las características generales del buque, requisitos generales de construcción, de la estructura del casco, de la maquinaria, etc.

b. disposición general del buque: para saber dónde están localizados, la misión y la disposición de los equipos de cada espacio del buque.

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c. Plano de la cuaderna maestra y “planos de hierro”: información para la construcción de espesores, dimensiones de chapas, tipos de refuerzos y calidad del material.

d. Disposición General de la CM. e. Esquemas de los sistemas de tuberías. f. Lista de equipos principales.

2. Cuadernos de estrategia constructiva (EC): constituyen el conjunto final que aporta la información necesaria para empezar a const. Su contenido es:

a. Ideas básicas de la EC del bloque. b. Disposición general del bloque. c. Etapas y procesos de prearmamento. d. Lista de locales contenidos totalmente en el bloque. e. Lista de locales contenidos parcialmente en el bloque. f. Disposición en 3D de los locales importantes. g. Dimensiones y situaciones de las cesáreas. h. W más importantes a realizar en el prearmamento. i. Sugerencias al proyecto. j. Sugerencias y rutas al montaje. k. Lista de equipos contenidos o relacionados con el bloque. Momento de

introducción del equipo. l. W a realizar, documentación necesaria y fechas de necesidad. m. Listado general de planos necesarios para el prearmamento del bloque

por secciones. n. Lista de W a realizar en el bloque que no tienen plano asignado.

Algunas normas generales para la realización de los planos de CM:

1. en los planos de disposición debe haber una lista de equipos dibujados, con su numeración, indicando cantidad y descripción.

2. los dibujos se realizan con los mínimos detalles. 3. la maqui, elementos estructurales, accesos, tanque no estructurales, etc. que

estén en alzado y en sección, se identificarán con claridad. 4. todos los equipos deben aparecer como mínimo en dos vistas.

GUÍA PARA LA DISPOSICIÓN Y DISEÑO DE LA CÁMARA DE M ÁQUINAS SEGÚN IMO MSC/CIR. 834. PROCEDIMIENTO Y RECOMENDACI ONES Pretende mejorar la seguridad y eficiencia de la cámara de máquinas así como de la seguridad completa del buque. Así pues, la cámara de máquinas se ha de diseñar teniendo en cuenta:

1. La Familiaridad 2. La salud ocupacional 3. La ergonomía 4. La supervivencia 5. Minimizar el riesgo a través del diseño y disposición.

Familiaridad La familiaridad establece la relación entre la seguridad de la C.M, eficiencia y familiaridad con los equipos, máquinas, dispositivos y los distintos servicios. Se consigue pintando las tuberías del color según el fluido, los cables eléctricos deberán estar etiquetados con un código de identificación usando un distintivo permanente y

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fijado a ellos. Instrumentos y alarmas de la C.M definidos en el SOLAS e IMO. Las válvulas localizadas bajo las planchas de los pisos se deben instalar con indicaciones de controles de válvulas y perceptibles por los miembros de la tripulación, mostrando si las válvulas están posición abierta o cerrada. En casos donde hay posibilidad de operación manual directa se requiere de control remoto, deberán existir medios para observar la posición de la válvula y proporcionar la localización de la válvula. Salud operacional La salud operacional establece el efecto del ambiente de la cámara de máquinas para que no afecte a la salud de los miembros de la tripulación, cumplir con la normativa de sobre el nivel de ruidos a bordo, minimización de vibraciones, requerimientos de ventilación, salas de control cerradas con aire acondicionado, alumbrado adecuado, etc. Ergonomía La ergonomía establece la disposición y diseño de la cámara de máquinas para que fomente la efectividad de procedimientos. La ergonomía establece las relaciones sensoriales entre los miembros de la tripulación y el equipo de la cámara de máquinas, controles, instrumentos y necesidades típicas del trabajo personal en la cámara de máquinas. Considera necesidades personales y las interferencias hombre – máquina, en el diseño, reconocimiento, capacidades humanas y minimiza los accidentes debidos a las limitaciones humanas y tendencias. Las consolas, paneles, disposición y diseño de los controles, deberán de tener en cuenta un estándar de ingeniería humana internacional reconocida con respecto, al menos la colocación, forma, visualización, identificación, complejidad y control de movimientos. Supervivencia La supervivencia es la capacidad de la tripulación para sobrevivir en casos de emergencia en la cámara de máquinas. Se considerarán situaciones posibles de emergencia, guardias rutinarias, etc. Los trajes de inmersión y chalecos en la cámara de máquinas se colocaran en la primera salida a la cubierta principal o localización fácilmente visible. Deberán existir rutas de escape marcadas. Dispositivos de respiración autónomos para emergencias. Equipos de extinción de incendios portátiles dentro de la cámara de máquinas situado en localizaciones de fácil acceso, lo más cerca posible de la maquinaria con mayor riesgo de incendio. Minimizar el riesgo a través del diseño y disposición Configuración de la cámara de máquinas para aumentar la seguridad, de manera que minimice o elimine peligros por maquinaria rotativa, superficies calientes o potencial eléctrico. La creación de la configuración de la cámara de máquinas por medio detallado de un sistema con perspectivas evitará impedimentos para realizar de modo eficaz operaciones en la cámara de máquinas y minimizar la posibilidad de accidentes en piezas de equipos y que afecte a la operatividad o rendimiento de otra pieza del equipo, es decir, evitar los fallos múltiples. Se deberá considerar la orientación de la maquinaria para minimizar cargas dinámicas sobre apoyos debido a los movimientos del buque.

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En cubiertas, plataformas, pisos, etc., se deberá aplicar pintura antideslizante. En zonas peligrosas de tropiezos, caídas, golpes, etc., deberá estar señalizado con un marcado visible. La cámara de máquinas se deberá diseñar con medios para reconocer y almacenar aceites, trapos, etc. Los cables y tuberías deberán estar soportados para resistir vibraciones, cargas, etc. NORMAS APLICABLES A LA MAQUINARIA PRINCIPAL Y AUXIL IAR La maquinara principal y auxiliar se debe aplicar lo más baja posible Se debe diseñar los polines y el doble fondo de acuerdo con el tipo de maquinaria propulsora, fabricante y de las SS.CC. Debajo de los engranajes reductores, de turbinas y de motores, es necesario, usualmente, tanques de retorno de aceite que deben de llevar por ejemplo los motores diesel de cárter seco. Los equipos y tuberías se dispondrán e instalaran de modo que permitan una fácil accesibilidad para el manejo, inspección y mantenimiento. Para el mantenimiento será necesario desmontar un mínimo número de elementos. Para montar el motor se tendrá en cuenta un suficiente espacio para realizar un mantenimiento periódico así como para un posible reacondicionamiento. SOLAS – PLANTA PROPULSORA – NORMATIVA

• Instalación de maquinaria propulsora • Sistema de combustible, aire a presión y ventilación • Comunicación con el puente • Indicadores y alarmas • Potencia, número y situación de los equipos de emergencia • Controles del equipo propulsor y auxiliar

Requisitos contractuales y/o de diseño – Condiciones ambiente de referencia: Para determinar la potencia de los motores de combustión interna principales y auxiliar, se debe aplicar las condiciones ambientales de referencia siguientes para buques de servicio no restringido:

1. presión barométrica total 1000 mbar 2. temperatura del aire +45ºC 3. humedad relativa 60% 4. temperatura agua Mar (de refrigeración)

32ºC

Regla 26 – Generalidades: CONJUNTO MOTOR Criterios de selección del motor: Motor de 2T: Motor de 4T:

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• ciclo de W en 1 revolución • ciclo de W en 2 revoluciones • motor de cruceta: 3 < C/D < 3,5

• motor de émbolo buzo: 1,2 < C/D < 1,5

Configuración: Causas por las que puede ser conveniente dividir la potencia instalada en 2 o más motores:

1. limitación de espacio disponible. 2. razones especiales de seguridad. 3. exigencias especiales de maniobrabilidad. 4. demanda excepcional de consumo elec. 5. régimen de potencia diferenciado.

CÁLCULO APROXIMADO DE LAS DIMENSIONES EXTERIORES DE L MOTOR Las dimensiones del motor dependen de:

1. Potencia 2. Carrera 3. Diámetro del pistón 4. Número cilindros 5. Velocidad

Diferencias entre los motores de 2T y 4T: Generalmente los motores de 2T son usados para potencias superiores a los 13000 kW y los de 4T para potencias superiores, aunque en rangos cercanos podrían ser viables ambas soluciones. En este caso dependerá de las preferencias del armador.

Volumen 2T > 4T Peso 2T > 4T Coste 2T > 4T

Coste mantenimiento 2T < 4T RPM 2T < 4T

Consumo específico 2T < 4T La utilización de reductora es necesaria para motores de 4T mientras que para 2T es opcional. El motor de 2T lleva integrada la chumacera de empuje y le es más fácil W con combustibles pesados.

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El motor de 4T necesitará de chumacera de empuje externa o dispondrá de la chumacera de la reductora.

RAZONES PARA EL USO DE LA PROPULSIÓN ELÉCTRICA Respuesta mecánica de los motores eléctricos

1. Par 2. Maniobrabilidad y

posicionamiento dinámico 3. Ruido y vibraciones

Necesidad a bordo de una planta eléctrica de alta potencia

Libertad de colocación de la maquinaria 1. Espacio reducido 2. Aumento de la capacidad de carga

Subdivisión de la potencia 1. Seguridad 2. Espacio Disponible

EJES PARA LA PROPULSIÓN

Número de ejes Ventajas Inconvenientes 1 eje 1. Menor peso y menor

número de componentes. 2. Menor coste. 3. Generalmente, eje cubierto por el casco para su protección. Reducción de cuellos de botella críticos en los tiempos de producción de repuestos.

1. Uso de la potencia de modo ineficaz. 2. Elevados niveles de ruido y vibraciones. 3. No hay redundancia ante daños mecánicos (o de combustibleate en buques de guerra) 4. Menor capacidad de maniobra. 5. Graves problemas de diseño con respecto a otras partes del buque.

2 ejes 1. Relativo rendimiento con reducción de ruido y vibraciones. 2. Permite mayor maniobrabilidad. 3. Redundancia ante daños

1. Requiere una popa de sección mayor. 2. Diseño preferible para buques de guerra pequeños.

3 ejes 1. Permite un incremento de potencia

1. Uso de la potencia de modo eficaz. 2. Altos niveles de ruido y vibraciones. 3. Grabes problemas de diseño con respecto a la interacción de las líneas propulsoras con los ruidos y vibraciones.

4 ejes 1.Elevado rendimiento 2. Buena maniobrabilidad 3. Permite una redundancia ante daños. 4. Permite flexibilidad en

1. Requiere una popa de amplia sección. 2. Diseño preferible para grandes buques de guerra.

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la subdivisión de espacios de máquinas.

MATERIALES DE LAS HÉLICES

MENOR CALIDAD CALIDAD INTERMEDIA MAYOR CALIDAD Bronce al manganeso Aleaciones CU-NI-AL Acero inoxidable

Tipos de vibraciones forzadas – generadas por la hélice:

1. Fuerzas de presión alternativas en el casco debidas a campos de presión hidrodinámicas alternativas causadas por las palas.

2. Fuerzas por apoyo eje-hélice, básicamente debidas a irregularidades de olas. 3. Fuerzas alternativas transmitidas a través del sistema eje, básicamente debidas a

irregularidades de las olas. Inclinación del eje:

• Ángulo vertical: θ < 3,75º aprox. • Ángulo horizontal: Φ < 2,5º aprox.

CONJUTO PROPULSOR Los sistemas de propulsión actuales son la hélice (de paso fijo o variable), el waterjet, el azipod, la hélice de superficie, el voith schneider, schottel, la magnetofluidohidrodinámica, etc.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL TIPO DE HÉLICES Hélice Ventajas Inconvenientes

Palas fijas 1. Robustez 2. Sencillez 3. Precio 4. Bajo mantenimiento 5. Diseñadas a medida 6. Diseñadas para absorber cualquier potencia con la única limitación del vano del codaste

1. Dependencia mecánica entre las revoluciones del sistema y la potencia del o de los motores.

Paso variable 1. Cambiando la posición relativa de las palas con respecto al núcleo la hélice absorbe las potencias sin tener que cambiar las revoluciones del sistema. 2. No requieren montar reductores-inversores. 3. Más flexibilidad y rapidez de respuesta para pasar de un régimen a otro.

1. Coste más elevado. 2. Sistema de transmisión complicado 3. Alto mantenimiento y mayor índice de averías. 4. El máximo tamaño construido absorbe 50000 HP a 120 r.p.m. 5. Un núcleo de mayor diámetro que reduce el rendimiento.

Criterios de selección del propulsor: Por lo general se instala el sistema que tenga:

36

3abs *

fijas palas de Hélice

ninstalació en adquisició de costemenor 5.

averías de índicemenor 4.

orendimientmayor 3.

mtomenor 2.

robustezmayor 1.

nKP ≈→

Pero normalmente se impone usar la hélice de paso controlable. Transmisión de la potencia mecánica generada en el MMPP:

1. Mecánica: a. Directa b. Con Reducción

2. Eléctrica 3. Variantes

CONJUNTO DE TRANSMISIÓN Transmisión mecánica: Rígida Número de tramos de la línea de eje = f (situación del motor con respecto al codaste). Mínimo 2: el eje de cola y el intermedio. El desmontaje puede ser hacia el interior o exterior del buque:

1. buques de una sola hélice: a. se suele retirar el eje a bordo b. si es necesario repararlo, se saca el eje por cesárea o por ruta de

desmontaje diseñada previamente. 2. ejes con arbotantes:

a. asegurarse de poder retirar la hélice de los arbotantes después de haber desmontado la hélice.

b. Se puede desmontar los cojinetes de apoyo de manera que permitan la inclinación del eje.

3. hélices de palas fijas: a. el eje de cola termina en un cono seguido de la zona cilíndrica en la que

se mecaniza una rosca. b. El núcleo de la hélice está horadado de forma cónica q ajusta con el eje. c. Si existe chaveta la conicidad es: ̴ 1:12. d. Si no existe chaveta la conicidad es: ̴ 1:20. e. El apriete entre hélice y eje se hace con una tuerca sobre la rosca

anterior: i. Apriete por medios manuales en buques pequeños.

ii. Apriete hidráulico para mayores potencias. 4. hélices de palas controlables:

a. la hélice y el eje son huecos, por lo que las uniones serán mediante bridas o platos, y por lo tanto el eje no se puede desmontar hacia dentro del buque.

b. Transmisión con reductora: el accionamiento de las palas se monta a popa de la reductora.

c. Si la transmisión es rígida (no hay reductora): se intercala en la línea de ejes un carrete sobre el que en forma concéntrica va montado el sistema

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de accionamiento y que deberá estar afirmado a la estructura del buque para evitarse su giro.

Criterios de selección del sistema de transmisión:

1. un solo motor: a. de 2T con palas fijas o controlables � sistema rígido de transmisión. b. De 4T: necesita reductora o reductor-inversor.

2. dos motores: necesario reductoras con acoplamientos o embragues. Criterios de selección del sistema de transmisión eléctrica:

1. Buques cableros (Diesel-Eléctrica): a. La necesidad de posicionado eparacto del buque. b. Por la demanda eléctrica.

2. Hélices de maniobra: a. por falta de espacio. b. El uso de hélices de maniobra está limitado en el tiempo, por lo que se

usan los generadores que normalmente están alimentando a servicios no esenciales.

FUERZAS Y MOMENTOS QUE PRODUCEN VIBRACIONES EN EL B UQUE.

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La resultante general de todas estas fuerzas son las fuerzas de inercia. Vibraciones en los buques propulsados con Diesel, donde el conjunto de fuerzas y momentos creados por el funcionamiento del motor que no se ha podido equilibrar son:

1. Fuerzas de inercia centrífugas de masas rotativas. 2. Fuerzas de inercia de masas alternativas. 3. Par de vuelco. 4. Otras (cambios periódicos del empuje de las hélices, equilibrado deficiente de la

línea de ejes y volante de inercia, el casco con su propio periodo de vibración dando lugar a vibraciones amortiguadas o forzadas con resonancia)

Formas de evitar las vibraciones en la fase de proyecto 1. Los motores de 5 cilindros suelen dar problemas de vibraciones torsionales

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Otras formas de reducir las vibraciones:

ESPACIOS DE MAQUINARIA PRINCIPAL La refrigeración del forro exterior con sistemas en depósitos/tuberías en el forro exterior del buque ubicados por debajo de la línea de flotación. Reservar suficiente espacio para:

1. grandes instalaciones de tuberías, conductos de ventilación y cableado de potencia.

2. operaciones adecuadas y mantenimiento de equipos y servicios. 3. salida rápida del personal en caso de emergencia. 4. acceso fácil para labores de extinción y controlar daños.

Guías para la disposición de equipos y componentes:

1. localizar y orientar componentes teniendo en cuenta la de otros componentes para minimizar:

a. longitud de tuberías b. cambios de dirección c. número de unidades o conexiones

2. disponer de tuberías para facilitar acceso de uniones o conexiones para: a. ensamblar o desmontar b. inspeccionar c. probar

3. dar prioridad al rutado más directo, tuberías de mayor tamaño o de material difícil de fabricar o elaborar.

4. usar tuberías curvadas en lugar de codos, siempre q sea posible 5. localizar juntas de desmontaje en límites de unidades de const y planchas de

acceso practicable

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6. planificación de ensamblaje de tuberías con el propósito de realizarlo fuera del buque lo máximo posible.

7. las válvulas de seguridad de exhaustación no deben alcanzar el puesto personal de guardia.

Disposición de la CM para plantas propulsadas por motores de combustible interna:

1. según operaciones, mantenimiento, inspecciones y reposición se evaluará la cantidad de espacio del alrededor del motor y reductor.

2. tomas de aire y salidas de escape: compatibilidad con la disposición de la parte superior (de Perogrullo).

3. posición horizontal y vertical de los motores-reductor: dependen de la disposición de la línea de ejes y la hélice. Si hay inclinación del eje, se obtiene un grado de libertad en la localización del motor.

Desde el punto de vista operativo es aconsejable q el nivel de operación tenga el misma elevación en todos los puntos. 4. hay muchas cosas de Perogrullo. 5. si la disposición de CM ha resultado ser satisfactorio para el Nivel Más Bajo, se

puede establecer como Operación Principal. 6. se deben dar consideraciones al espacio por debajo de ese nivel:

a. tuberías b. canalizaciones de cables c. conductos de ventilación d. alumbrado e. altura sobre nivel o piso tránsito (inspección y mantenimiento) más bajo f. mantenimiento de equipo y sustitución

7. nivel de operación situados a cada lado de la unidad propulsora principales. 8. espacio suficiente para:

a. overhaul (revisar) b. labores de mantenimiento y conexión de tuberías a auxiliar ligados al

motor c. desmontaje de los haces de tubo enfriadores intermedios anteriores y

posteriores. Otros espacios:

• localización de cocinas y espacios sanitarios • rutado de tuberías a través de espacios de habilitación • sistemas de distribución • etc.

Localización del espacio de maquinaria:

1. en zona popa buque a. simplificación del diseño b. línea de eje corta c. se reduce interferencias para la maniobra de carga d. en casos de buques de formas llenas

2. en zona popa del medio buque: a. para buques de líneas de formas del casco en popa finas.

Desarrollo de la disposición de un espacio de maquinaria:

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1. visualizar: a. estructura del buque b. Pipping c. Válvulas necesarias d. Tanque e. Equipos más servicios f. Maquinaria principales y auxiliar g. Otros componentes

2. desarrollar rutados y minimizar distancias 3. dejar espacios necesarios para operadores 4. proporcionar accesos para mantenimiento y operaciones 5. permitir permeabilidad suficiente para los agentes extintores de incendios 6. etc.

La localización de los elementos estructurales es de considerar como de máxima importancia en la disposición de maquinaria y servicios. CHECK LIST PARA FACILITAR UN PRIMER CRITERIO APROXI MATIVO DE CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO Y OPERACIÓN ASÍ C OMO PARA REALIZAR UN ANÁLISI PREVENTIVO Y LA CONFECCIÓN DE MAPAS DE RIESGOS DEL TRABAJO CONSIDERANDO DE RIESGO EN ESPACIOS DE TRABAJO A BORDO Y SUS ACCESOS, EN LOS ESPACIOS DE LAS CÁMARAS DE MÁQUINAS, COCINAS, PAÑOLES Y TALL ERES. Accesos a espacios de trabajo

1. Se accede a través de puertas estancas, tiene juntas de estanqueidad con palomillas a ambos lados del acceso.

2. Altura de la brazola de más de 0,15 metros. 3. El ancho de la puerta será de más de 1,2 metros. 4. Trincas de sujeción para la posición abierta. 5. Abertura hacia el exterior. 6. Acceso al rellano interior. 7. Superficies antideslizantes previas. 8. Libre de obstáculos y con un buen estado de limpieza en ambos lados. 9. Disponer de visos acristalados. 10. Nivel de iluminación en los accesos de más de 150 lux. 11. Un sistema de iluminación de emergencia de más de 5 lux. 12. Señalización aplicada al sentido de apertura.

General para los espacios de trabajo

1. Altura entre cubiertas de más de 2.5 m. 2. Superficie neta por tripulante de más de 2 metros cuadrados. 3. Volumen por tripulante de más de 10 metros cuadrados. 4. Cubierta homogénea y lisa al mismo nivel. 5. Rampas e cubierta con desnivel menor de un 10%. 6. Piso de las cubiertas poco o nada resbaladizo. 7. Servicio de baldeo de las cubiertas. 8. Protectores en aberturas de los mamparos 9. Ancho de pasillos entre equipos de más de 0,8 m.

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10. Altura disponible en los pasillos de más de 1,8 m. 11. Señalización de los límites de los pasillos. 12. Mamparos pintados en tonos claros. 13. Iluminación mínima de más de 100 lux. 14. Iluminación de emergencia de más de 5 lux.

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ESPACIOS DE MÁQUINAS FUERA DE LA CM Y QUE PERTENECE N AL SERVICIO DE MAQUINARIA

1. Guardacalor o tronco de máquinas: para facilitar luz y ventilación a la CM y permitir el embarque de grandes elementos de máquinas. Tb se alojan gran número de aparatos auxiliar.

2. espacio independiente, dentro de la CM, para sala de mando o control: aislado térmicamente o acústicamente.

3. taller de máquinas 4. pañoles del maquinista y electricista 5. espacio para respeto de piezas grandes, que se colocarán adosados a mamparos

donde poder trincarlos 6. compartimiento para el equipo de depuración en buques de motor que queman

petróleo pesado. 7. vías y vigas soporte para puente-grúa y aparejos de desmontaje 8. espacios para los numerosos tanques no estructurales.

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Inconexiones con el resto del buque: 1. entradas y salidas de CM en más de una cubierta 2. no debe haber ningún paso por debajo de la cubierta estanca, salvo el q conduce

al túnel de la línea de ejes. 3. cables, conductos y tuberías deberán atravesar de modo estanco los mamparos

estancos. 4. debe existir los medios de comunicación por medio de:

a. telégrafo de maquinaria b. transmisor y receptor de rpm c. teléfonos d. tubos acústicos

5. es necesario q las bombas de combustible y las válvulas principales del servicio de combustible se puedan mandar desde fuera de CM para poder parar e incomunicar en caso de incendio en CM.

Túnel de línea de ejes (para buques con la CM en el centro de la eslora):

1. espacio suficiente para el eje y el paso del personal de vigilancia 2. en su extremo de popa es frecuente que vaya estibado el eje de cola de respeto. 3. un trozo de la parte alta del túnel será desmontable 4. este túnel deberá tener un tronco de escape hasta la cubierta principal

EL GUARDACALOR Y VENTILACIÓN EN LA C.M En el guardacalor se situaran los conductos de admisión y exhaustación. Con sus válvulas de desvío, calderetas de escape, silenciadores y apaga chispas. Los conductos de ventilación incluirán un soportado antivibración. El ventilador lo situaremos a la mayor distancia posible de la extracción forzada de la cámara de máquinas. El aire de alimentación es aspirado del exterior por el guardacalor debido a que as temperaturas máximas del ciclo del motor son función de las temperaturas del aire de alimentación. La potencia es función de la presión de admisión por lo que situaremos los conductos de descargas de los motores dirigidos a las inmediaciones de las turbosoplantes. Para realizar la extracción del aire, los extractores se sitúan en la parte alta de la cámara de máquinas y aspiran el aire caliente acumulado en el guardacalor. No obstante existirán espacios en los que pueden producirse vapores más densos y necesitaran conductos de extracción localizados. El aire de ventilación se subministra por medio de ventiladores centrífugos, parte de él se inyecta directamente en la C.M y parte es dirigido mediante conductos a puntos de consumo localizados de forma que no existan zonas sin ventilación. CONJUNTO DE TRANSMISIÓN Transmisión mecánica con reductora:

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1. tipos de entrada de la reductora: a. simple: permiten acoplar un motor a una LE b. doble entrada: acoplamiento de dos motores a una LE c. más entradas

2. tipos de salida de la reductora: a. tienen, en general, una sola salida para LE. Pero pueden tener más de una

salida b. opción: una toma de fuerzas (PTO) para accionar una máquina auxiliar

3. instalación: a. en general, las reductoras se deben instalar in mediatas al motor b. acoplamiento de la reductora al motor mediante embragues

4. reductora tipo Standard: a. reducción: un solo salto b. reducción máxima: ~4:1 (hasta 5:1) c. para reducciones inferiores a 4:1, los fabricante:

i. mantienen dimensiones externas ii. ajustan la reducción disminuyendo la distancia “d” entre el radio

de la rueda de entrada y el de la salida, en proporción adecuada. 5. reductora y hélices de paso controlable: el eje de la rueda de salida es hueco y

accesible por su parte delantera para poder instalar el sistema de distribución de aceite accionamiento de palar

6. chumacera de empuje: a. casi en todas las reductoras tienen incorporada en su salida la chumacera

de empuje para que los dientes de la rueda no estén sujetos a esfuerzos creados por empuje.

b. En cálculo de los anclajes de la reductora se tendrán en cuenta aquellos esfuerzos.

ARTICULACIÓN Y DISPOSICIÓN DE REDUCTORAS MARINAS

1. piñón engranado con engranajes: no se usa para equipo propulsor de turbinas, pero si para equipos auxiliar con turbina

2. reductora conducida por dos piñones:

a. para motores de gran potencia b. no se usa para conexión directa a turbinas de alta

velocidad, pero si en unidades engranaje 2ª reducción de turbina transmitida por reductoras doble reducción

3. antigua reductor de simple reducción de transmisión con turbina

a. obsoleta

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b. par relaciones de velocidad superiores a o ligeramente mayores a 20 á 1

4. “Tandem”/”Articulado”: a. disposición de reductoras de doble relación de

reducción para transmisión con turbinas b. 2 piñones de entrada transmitidos por 2

elementos de turbina “Cross-Compound” c. La potencia se divide entre los 2 piñones de

entrada d. la 2ª reducción es común tanto en la turbina de

AP como en la de BP. Pero el diseño de los dientes se realiza para transmitir potencia de una turbina

5. reductora de doble reducción tipo “anidado”, tb para

turbinas “Cross-Compound”: a. hélices 2ª reducción divididas para proporcionar

espacio para la 1º reducción, “división secundaria” b. el tipo anidado tb se puede disponer como “división

primaria”

6. “Tandem Dual”: a. Reductor de doble reducción de Tren-Bloqueado b. La potencia entra por el piñón de entrada sencillo

y se divide por = entre 2 elementos a velocidad intermedia.

i. Ventajas: 1. se divide por 2 la potencia y los

engranajes son + pequeños q si lo fuera con un elemento intermedio sencillo.

2. Tamaño completo y peso reducido ii. Desventajas:

1. número añadido de partes, necesidad de proporcionar ejes flexibles torsionalmente entre 1ª y 2ª reducción y necesidad de hacer a tiempo ensamblaje para igualar la potencia dividida entre los dos trenes

7. Reductor de doble reducción de Tren-Bloqueado para turbinas “Cross-Compound” o para generadores fuerza motriz de turbina de gas:

a. Para buques de alta potencia porque proporciona:

i. Peso total ii. Tamaño montaje

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8. reductora planetaria: a. “piñón conductor” de entrada sencilla q transmite a 3 o más a la vez

engranajes planetarios. b. El engranaje planetario se monto sobre el

plato planetario q se conecta al acoplamiento de salida

c. El “engranaje de anillo” exterior se mantiene estacionario en carcasa

d. Sirve para transmisión a generadores de turbinas y turbinas principales q transmiten a reducciones primarias

e. O para reducciones secundarias de engranajes de reductores principales. CÁLCULO APROXIMADO DEL TAMAÑO DE LOS REDUCTORES. FACTORES DEL DISEÑO DE LOS DIENTES. El paso de diente se calcula después para el mejor equilibrio entre:

1. Flecha por pandeo 2. Factor de desgaste 3. Ruido

El mejor compromiso es generalmente el paso más fino permitido por el límite de flecha por pandeo y por carga unitaria. Se obtiene una flecha por pandeo mínimo por desgaste y mínimo nivel de ruido. Paso del diente, el diente de engranaje, longitud del pie de engranaje, las proporciones del diente. Se hacen para satisfacer los estándares para los cuales el fabricante tiene herramientas. Estos estándares implican pequeños cambios que no afectan a los compromisos tomados. El número de dientes se escoge para proporcionar combinaciones de “diente con desplazamiento” entre piñones y engranajes emparejados, y los grados de ángulos de hélice se ajustan a los valores precisos determinados por el número de dientes. Una combinación de diete con desplazamiento es aquella para la cual el número de piñones y de dientes no tiene un factor principal común. El diseño de las reductoras se basa en que la presión del diente se debe distribuir de forma uniforme a través de todo el ancho de la cara. Los factores negativos que afectan a la distribución de presión del diente y que se deben tener en cuenta son:

1. Deformaciones torsionales y por pandeo del piñón 2. Precisión de fabricación 3. Deformaciones debidas a fuerzas centrífugas 4. Tensiones debidas a variaciones de la temperatura. 5. Distorsiones de la estructura envolvente por la diferencia de temperatura y por

las deformaciones del casco. 6. Incorrecta alineación de la línea de ejes.

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CALDERAS 1. Se colocan en la misma cámara que la máquina propulsora 2. en algunos casos se colocan a proa de turbinas en plan máquinas 3. en otros casos se sitúan sobre cubierta intermedia debido a su relativo bajo peso 4. las calderas auxiliar mecheros o de gases de escape se suelen colocar en

cualquier nivel atendiendo sólo a simplificar servicios 5. excepto para drenaje de calderas, ventilaciones y otras tuberías, que deban

penetrar el cuerpo de la caldera, maquinaria, tubería, tecles u otros equipos on deben estar a menos de 18 inches de accesos al cuerpo de la caldera.

6. para asegurar control inmediato de las válvulas de extracción, no usar engranajes de transmisión ni juntas universales

7. se debe instalas protección estanca debajo para prevenir entrada de agua en caso de inundación de CM

TURBINAS DE GAS PARA LA PROPULSIÓN

1. se debe dejar libre una distancia mínima de 90cm a ambos lados de la turbina y en uno de sus extremos, en el otro extremo se dejará 120cm. Por otro lado las unidades propulsoras dobles se debe dejar una distancia entre ellas de 105cm y 60cm en los laterales exteriores

2. debe estar prevista el rutado de desmontaje y las herramientas y medio para realizar la maniobra de salido y entrada en el buque en tiempo limitado

3. para el mantenimiento a bordo o primer escalón se debe disponer a bordo del apoyo de herramientas especiales y repuestos correspondientes, ya que incluye como mínimo:

a. inspección boroscópica y reemplazo de bombas de combustible b. motores de arranques c. sistema de ignición d. inyectores y controles de combustible

DISPOSICIÓN DE CM CON PLANTAS PROPULSODAS POR TURBINAS DE VAPOR

1. poco flexible 2. la caldera se puede poner a proa, popa o encima de los MMPP 3. espacio alrededor de la caldera y rutado de tubos para el mantenimiento de los

tubos de la caldera, desmontaje de los tubos sopladores de hollín, tubos economizadores, quemadores y des recalentadores

4. posición vertical y horizontal: ídem motores de combustión interna 5. apenas hay espacio adecuado debajo de la reductora principal para el cárter de

aceite 6. la bomba del condensador se sitúa en un nicho en el doble fondo 7. el eje principal es de inclinación hacia arriba invariable yendo a proa para aliviar

estos problemas 8. una vez fijada la altura del nivel de operación, se deben dar las debidas

consideraciones al espacio bajo ese nivel para: a. tuberías b. canalizaciones de cables c. conductos de ventilación d. alumbrado e. altura sobre nivel o piso tránsito (inspección y mantenimiento) más bajo

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f. mantenimiento de equipo y sustitución 9. el nivel de operación situado a cada lado de la unidad de proa principal sirve

para la ubicación los: a. generadores b. plantas destiladoras c. evaporadores contaminados d. cuadros eléctricos. e. otros equipos

BOMBAS Las bombas se clasifican según su función, es decir, se agrupan según sean necesarias para los servicios propios del buque y las que cumplen con una función específica relacionada con el tipo de buque que sea.

1. Servicios inherentes al buque. 2. Servicios relacionados con la funcionalidad del buque.

a. Petrolero: Bombas de llenado y achique en bodegas b. Buque de carga general: Bombas para apertura y cierre de escotillas de

carga. c. Buque de guerra: Bombas de la hidráulica de los montajes.

Estas bombas las situaremos normalmente en un compartimiento adyacente a la cámara de máquinas llamado cámara de bombas. La totalidad de las bombas propias del funcionamiento del buque se montan en la cámara de máquinas, agrupadas en la medida de lo posible en función de los fluidos que accionen, pues:

1. Algunas deben poder trabajar como reservas de otras. 2. Tramos de tuberías más cortas. 3. Se pueden agrupar válvulas en colectores o pianos que faciliten las maniobras.

Dispondremos de dos bombas de contraincendios, una de respeto de la otra unidas mediante un by-pass dimensionadas según las SS.CC. La mayoría de las bombas son centrífugas de eje vertical. Ocupan una superficie plana y sus polines están construidos de altura suficiente para que las conexiones de tuberías estén por el piso de la cámara de máquinas. Las bombas que lo necesiten llevaran autocebado. A veces de usaran bombas alternativas para el achique de sentinas y para la carga de petróleo. Aunque las bombas de aceite lubricante y de petróleo suelen ser, en general, de engranajes o de tornillo. OTROS EQUIPOS AUXILIAR

1. grupo de alimentación de agua de calderas 2. compresores de aire de arranque para motores diesel 3. instalación de quema calderas

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4. bombas de transvase y de alimentación del petróleo y aceite, calentadores, filtros, etc.

5. equipos separadores para la depuración y clasificación de los petróleos y aceites 6. separador agua-aceite 7. servicio de Chi

INTERCAMBIADORES DE CALOR De tubo y se debe prever suficiente espacio para manejo y reparación. LOS GRUPOS ELECTRÓGENOS

1. Se situaran en locales bien ventilados 2. No deberán tener riesgo de golpes o salpicaduras 3. Alejados de materiales combustibles desprotegidos. 4. El sentido de giro de los ejes de los grupos el longitudinal. 5. Medios de operación y maniobra dispuestos de forma que sólo se puedan

accionar desde un lado. 6. Deben de ser iguales 7. Estarán en la cámara de máquinas en buques pequeños y medianos. 8. La CM estará dividida en dos partes, una planta generadora completa con su

correspondiente cuadro de distribución principal en cada cámara. Otros grupos auxiliares Dispondremos de dos compresores de aire de arranque para motores Diesel formando parte de los grupos electrógenos al que están acoplados por un embrague al extremo del generador eléctrico. Los compresores cargan las botellas de aire de arranque. Las botellas de aire de arranque se situarán en un compartimiento aislado por cuestiones de seguridad. TUBERÍAS Y CONDUCTOS Prever espacio para las siguientes tuberías:

1. circulación de A/S: a. 2 tomas de agua b. 2 descargas

2. tubería de vapor principal 3. conductos para tragantes y salidas de humo de calderas y motores 4. conductos y silenciadores de entrada de aire para buques con turbinas 5. resto de tuberías

TRAZADO DE TUBERÍAS EN BUQUES El trazado de tuberías en los buques o el proceso de diseño pipping es un proceso progresivo e iterativo:

1. Diseño básico: de acuerdo con especificaciones de requisitos de acuerdo con el armador, SSCC y reglamentos

2. Diseño funcional a. Se comienzan con datos desarrollados y con topología de conjunto

obtenidos en diseño básico

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b. Se re-eparamina desarrollo de sistema c. Se determina topología y atributos de todos los componentes d. Se considera factores de coste y diseño, se ajusta a la estructura ya más

refinada del buque 3. Diseño de detalle

a. Se determina información física de todos los componentes del sistema de tuberías

b. Se determina información básica de taller y fabricante a usar en la etapa de producción

4. Diseño de producción: información de los planos de la etapa de diseño detallado Principales etapas del proceso de modelado detallado de tuberías: En el proceso progresivo e iterativo tenemos:

1. Preparación: la librería de proyecto del buque se compone de librerías parciales estandarizadas

2. Pipping esquemático y unitario: a. El modelizado y trazado de planos se realiza utilizando datos preparados

y fijando aplicación de rutina b. Se diseñan unidades de tubería estandarizadas c. Se diseña unidades de tubería para nuestro proyecto

3. Pipping general: los planos preparados separadamente se unen en un módulo y el diseño de detalle fino se realiza añadiendo información de elaboración para la construcción.

4. Dimensionamiento y etiquetado: se completan los planos añadiéndoles dimensiones, la “BOM” y la información formateada.

Bases de conocimiento en sistemas consiste de tres partes: 1. conocimiento del control q toma decisiones principales y toma decisiones del

conocimiento de diseño activadas 2. diseñador global q encuentra la disposición óptima de tuberías principales en 2D 3. diseñador de detalles q expande el plano 2D al 3D

GENERACIÓN ELÉCTRICA. CONSIDERACIONES GENERALES: PÁG. 459 La planta eléctrica La planta generadora de electricidad dispone de dos generadores cada uno con capacidad suficiente para suministrar la energía necesaria o tres generadores o también el generador de cola más dos generadores. La planta generadora Standard consta de tres grupos diesel-alternadores, cada uno de los cuales puede generar la potencia necesaria para la condición de mar, unas 24 horas y un grupo pequeño arrancable a mano que accione el compresor que llena las botellas de arranque en condición de buque muerto, y subministre la energía para los servicios de emergencia. Configuración: Características de los alternadores marinos:

1. son generadores síncronos de corriente alterna con el devanado de campo situado en el rotor

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2. para alternadores de < 150kVA a veces se usa el sistema inverso: el devanado de campo en el estator y el devanado inducido en el rotor

3. los alternadores marinos movidos por un motor diesel usan un devanado de campo del tipo de polos salientes en el rotor

4. y los movidos por turbinas usan un devanado del tipo de rotor cilíndrico 5. el empacho depende de la potencia aparente y de la velocidad

Configuración Standard: ≥ 2 grupos diesel-generadores

Las RPM del grupo dependen de:

armador del rismoconservadu de grado del 3.

usar a comb de tipodel 2.

generar a fecuencia la 1.

Etc.

Criterios de selección: Tradicionalmente: 3 grupos diesel-alternadores.

SSCC e inspecciones DGMM:

BE) del 80% al 1 (kda esalternador-diesel grupos 3

esalternador-diesel grupos 2

Motores consumiendo combustible pesado: 1. Ø del cilindro ~ 20cm 2. > 600BHP 3. Potencia nominal del fabricante consumiendo combustible pesado < Potencia

nominal del fabricante consumiendo combustible destilados 4. mucho mayor mantenimiento que si consumiese combustible destilados 5. precio del combustible residual muy bajo frente al de los combustible destilados

El generador de cola: Máximo rendimiento en periodos de navegación largos a velocidad constante. El generador de cola funciona con sistemas de:

1. Hélice de paso controlable 2. De electrónica de potencia 3. Hidráulicas 4. Variador mecánico en buques de pesca

Ventajas: 1. Reducción del nivel de ruido 2. Reducción del peso y empacho 3. Ahorro en los costes de aceite lubricante 4. Ahorro en inversión 5. Ahorro en costes de mantenimiento y costes de reparación.

Inconvenientes: 1. Mayor potencia y mayor coste 2. Reducción de la velocidad de servicio. 3. La navegación en mala mar provoca fluctuaciones en la alimentación de la red.

Tipos: 1. Dinamo con regulación automática de tensión 2. Máquina síncrona con rectificación 3. Máquina síncrona con inversor estático (problemas arónicos) 4. Máquina asíncrona

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Instalación justificada de sistema completo de recuperación de calor de gases de escape para generar E eléc: Si:

aux gruposcon en vapor tasespecialis decost mto decost comb decost inst decost <+++ Se valora:

1. cost de inst 2. ahorro de combustible 3. complejidad de mantenimiento 4. personal altamente cualificado en conocimientos del vapor

NECESIDADES ENERGÉTICAS Clasificación de los consumidores a bordo Considerando la seguridad

1. Servicios no esenciales 2. Servicios esenciales 3. Servicios de emergencias

Clasificación de los consumidores a bordo: Misión del equipo eléctrico:

1. Servicios de máquina 2. Servicios de casco y cubierta 3. Servicios de operación 4. Servicios de carga y descarga 5. Alumbrado 6. Equipos electrónicos de navegación, comunicaciones y automoción. 7. Habilitación

Clasificación considerando la potencia relativa de los consumidores: Considerando el nivel de tensión al que se alimentan. SITUACIONES DE CARGA ELÉCTRICA POSIBLES

1. Las situaciones en las que va a operar un % importante de su vida 2. Las situaciones que pueden dar lugar a mayores consumos 3. Las situaciones que pueden tener una necesidad muy pequeña de potencia. 4. Las situaciones de emergencia.

DIMENSIONAMIENTO DE LAS PLANTAS Y SUS GENERADORES Lo más importante es conocer:

1. los equipos q lleva el buque 2. la misión de sus equipos 3. el modo de funcionamiento de sus equipos

Situación de los generadores Diesel Realizaremos un estudio de necesidades energéticas en las diferentes situaciones de carga eléctrica mediante un balance eléctrico, definiendo tanto el número de grupos a instalar como la potencia unitaria de los mismos. En las primeras fases de proyecto el balance eléctrico lo calcularemos con un proceso de estimación directa mediante fórmulas o en caso de disponer de ellos mediante una homotecia de de un buque base suficientemente parecido. En una fase más avanzada calcularemos el balance eléctrico mediante un cálculo clásico. Una vez obtenida la potencia mayor del Balance eléctrico (St), seleccionaremos un número N de grupos

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generadores con una potencia nominal de cada uno de ellos (Sg), de forma que se cumpla:

Sg x (N-1) > St

En la selección del número de grupos consideraremos los siguientes criterios:

1. Coste de adquisición 2. Flexibilidad de operación 3. Coste de mantenimiento 4. Experiencia

Resumiendo, debemos seleccionar los grupos generadores, de forma que sean iguales y con una potencia tal que con (N-1) grupos se cubra sobradamente la situación de carga eléctrica más desfavorable. De esta forma, las situaciones de carga eléctrica en las que opere durante más tiempo correspondan a un número de grupos de modo que su régimen de funcionamiento esté dentro de la zona ideal. Una vez definidos Sg y N debemos elegir un alternador existente en el mercado. El grupo de emergencia ira situado por encima de la cubierta principal, fuera de la cámara de máquinas. Es completamente autónomo, por lo que su refrigeración se basará en una bomba autocebante situada en sus proximidades. El tiempo de arranque y puesta en marcha será menor de 45 segundos. Para reducir la posibilidad de cortocircuitos en los equipos eléctricos causados por inundación parcial de compartimientos estancos, se colocarán, por ejemplo, los transformadores, motores auxiliares, y controladores por encima del nivel del marco inferior de las puertas estancas de acceso al compartimiento. La colocación de los cables eléctricos se dispondrá de forma que se cubra un recorrido mínimo reduciendo así los costes. Se situarán debidamente soportados sobre cerchas o bandejas a través de recorridos apropiados (línea recta si es posible). Donde exista la posibilidad de daño mecánico, se protegerán los cables con bandejas de chapa. Todos los equipos eléctricos irán convenientemente identificados con placas-rótulos en español-inglés. Las envueltas conductoras de todo el equipo eléctrico deben llevar una conexión a tierra. CUADRO ELÉCTRICO

1. armario donde hay los mandos de mando y control de los elementos de la red. 2. punto de conexión de los distintos generadores de la red 3. alojamiento de los elementos del equipo de sincronización, reparto de cargas y

potencia generada 4. incorpora los elementos de distribución del primer nivel 5. en CM, cámara de control o el local independiente

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ILUMINACIÓN Se distribuirán luces y focos fijos que iluminarán permanentemente todos los lugares y especialmente los mandos y aparatos de medida que necesiten vigilancia o maniobra. Las lámparas serán estancas y estarán protegidas. Para el recorrido y reparación se dispondrán además de unos focos intensos. Iluminación permanente bajo el plan de máquinas para controlar las pérdidas de tuberías y aparatos. En la cámara de máquinas habrán unas 100 lux, pero en reparaciones y trabajos delicados se incrementará a 1000 lux. Alumbrado en la C.M y calderas

1. En general se usaran lámparas estancas y protegidas de unos 200 W a una altura tan elevada como sea posible y con accesibilidad para el mantenimiento y recambio.

2. En particular, para el refuerzo de la iluminación general se usarán lámparas estancas y protegidas de unos 60 W.

3. Se debe evitar reflejos y puntos de deslumbramiento 4. Bombillas situadas en el interior de una pantalla curva y continua sobre el

cuadro. 5. En CC se usaran lámparas tubulares de incandescencia cubiertas por una tapa de

cristal esmerilado. 6. En C.A se usarán líneas de tubos fluorescentes. 7. Los enchufes se situarán entre 10 – 12 m entre ellos para lámparas o

herramientas portátiles. BATERÍAS

1. Dos grupos de baterías de gel herméticas de unos 200 Ah. 2. Alternadores rectificadores arrastrados por el motor. 3. Tres grupos de 140 Ah para el arranque de los grupos generadores 4. Un grupo de 200 Ah para suministrar energía a 24 V de corriente continua en la

C.M. y otro grupo de iguales características para el puente de gobierno. 5. Dos rectificadores.

COLOCACIÓN DE CABLES ELÉCTRICOS

1. recorrido mínimo para:

pérdidas dereducción

inst decost dereducción

nadquisició decost deredución

2. protegerlos ante accidentes 3. recorrido compatible con otros servicios 4. evitar transferencias entre los cables de potencia y los de señal

5. bandejas:

cable del diámetro el veces4 ó 6 de admmín radio

grapasy bridas

perforaday ogalvanizad acero de chapa de

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COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA Técnicas de soluciones:

1. apantallamiento del equipo 2. apantallamiento de cables y filtrado de señales 3. empleo de transformadores convencionales 4. empleo de transformadores de aislamiento 5. separación física y eléctrica de los equipos sensibles

HOMOLOGACIÓN DE EQUIPOS Las SSCC especifican los siguientes ensayos de tipo eléctrico:

1. aislamiento 2. calidad de la alimentación 3. inmunidad ante interferencias conducidas 4. inmunidad ante interferencias radiadas 5. resistencia ante transitorios

CABLES ELÉCTRICOS

1. Se emplearan cables marinos 2. Se emplearan pantallas como protección contra radiointerferencias 3. Carga máxima admisible según las SS.CC. 4. Conductores de varias bridas, de 1,5 mm cuadrados para fuerza y 0,4 mm

cuadrados para comunicaciones y control. 5. Los cables irán sobre cerchas o bandejas a través de recorridos apropiados. 6. Los cables irán en mazas y sujetas a los soportes mediante grapas. 7. Si hay riesgo de daños mecánicos se protegen con bandejas de chapa. 8. Equipos eléctricos identificados con placas rótulo en español – inglés. 9. Cables con marbetes de identificación en las entradas y salidas de los cuadros.

CRITERIOS PARA EL CÁLCULO DE LOS CABLES ELÉCTRICOS

1. parámetros de entrada: intensidad nominal del cable 2. calentamiento

a. por utilización en régimen permanente, servicio temporal y servicio intermitente

b. para grandes intensidades se ponen dos cables en paralelo c. corrección por Tª ambiental ≠ 45º d. corrección por no usar cables unifilares e. corrección por agrupamiento de cables f. consideración de la elección de cables trifilares o cables individuales g. constante del tiempo de calentamiento del cable

3. corrientes de cortocircuito: reproduce un calentamiento adiabático del cable. 4. caída de tensión:

a. según normativa no debe superar el 6% b. dependencia de resistencia, sección y longitud

c. % de caída = VS

IL

*

100***ξ

d. Aumento de la resistencia por Tª e. Aumento de la resistencia por el efecto pelicular f. Efectos de los fenómenos de inducción por armadura g. Caída de la tensión por reactancia inducida del cable

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COLOCACIÓN Y TENDIDO DE CABLES ELÉCTRICOS 1. La colocación y el tendido debe evitar zonas de elevadas temperaturas 2. No se colocaran atravesando tanques salvo que se haga de forma estanca. 3. No se colocaran ni por detrás ni en el interior de estructuras aisladas

térmicamente. 4. Se debe evitar el paso de los cables por debajo de sentinas. 5. Se debe evitar huecos inaccesibles para la inspección y donde pueda haber ratas. 6. Protección contra daños mecánicos aprovechando baos o refuerzos. 7. Cables tendidos bajo techos encerrados en tubos con drenajes en su parte

inferior. 8. Se agrupan mediante mazos y se sostienen mediante canaletes eléctricos. 9. Instalación de prensaestopas para mantener la estanqueidad. 10. Para evitar el pelado y desgaste del cable, se usan boquillas o manguitos para

atravesar baos o mamparos no estancos. SERVICIOS MÍNIMOS EN SITUACIONES DE EMERGENCIA

1. Estaciones de evacuación 2. Iluminación de emergencia 3. Luces de navegación 4. Comunicaciones interiores y

exteriores 5. Sistemas de alarma 6. Señales sonoras 7. Telecontrol contraincendios 8. Bomba contraincendios de

emergencia

9. Sistema de splinkers 10. Bomba de achique 11. Accionamiento de las válvulas

de sentinas 12. Servomotor 13. Puertas estancas 14. Ascensores de coches con

ocupantes.

TOMAS DE MAR Conviene tener cuatro tomas de mar, dos a cada banda, una al pantoque para que nunca se descubra y otra más alta por el costado para que no aspire fangos durante la navegación debido a aguas poco profundas. Conviene que haya cuatro descargas, dos descargas a cada banda para evacuar siempre por el lado contrario del muelle donde se está descargando. En buques con turbinas además de las tomas indicadas, es frecuente poner una en forma de cuchara por el fondo o por el costado para que ayudado por la marcha del buque se produzca una circulación de flujo sin necesidad de bomba. Las tomas de mar serán de acero soldado, de las mismas características y espesor que el acero estructural del buque. En la cara exterior de cada toma de mar se dispondrá de una rejilla protectora. En estas se instalaran ánodos de sacrificio o protección catódica. Dichos ánodos serán de tipo tapón roscado de fácil reemplazo. Se podrá disponer de un sistema anti-incrustante en la tomas de mar. A la hora de diseñar las tomas, debemos estimar el caudal necesario así como el diámetro de estas. Lo realizaremos considerando que con una sola toma somos capaces de cubrir todas las necesidades de agua de refrigeración en caso de que una no cumpla su función (escorias, obstáculos, suciedad, etc.)

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OTROS ESPACIOS Si el buque estuviese mucho tiempo en navegación, se dispondrá de una planta destiladora. En los buques con aletas estabilizadoras se tendrá en cuenta la instalación de las plantas hidráulicas correspondientes, que podrán estar situadas a proa de la cámara de máquinas, junto a dichas aletas. En los pañoles de máquinas se estiban algunos pertrechos y respetos de los espacios de máquinas En los talleres de máquinas habrá una adecuada ventilación un adecuado número de renovaciones por hora. TALLERES DE TRABAJO Y ESPECIALES Los talleres de trabajo y talleres especiales están separados y aislados de otros locales, dotados de bancos con tornillos de sujeción, deben tener un cuadro de herramientas adecuado y fácilmente accesible. Deben tener una ventilación general suficiente y también localizada en el puesto de trabajo. Una iluminación en el banco de trabajo superior a los 300 lux y en las máquinas herramientas de más de 500 lux. El taller estará en un adecuado estado de orden y limpieza, con unos recipientes para desperdicios. Deberá existir un circuito y recipiente de aceite para el corte. CÉLULAS O PILAS DE COMBUSTIBLE Las células de combustible transforman el combustible mediante métodos electroquímicos en electricidad. Cada célula esta compuesta por dos electrodos separados por una matriz que contiene el electrolito. Los subproductos, son vapor de agua y calor, y energía eléctrica, aunque dependiendo del combustible, se pueden producir otros.

VENTAJAS TIPOS Flexibilidad Alcalinos Eficiencia Ácido fosfórico

Menor mantenimiento Óxidos sólidos Seguridad Carbonatos fundidos

Bajo impacto ambiental Metanol directo Uso de combustible Membrana de polímero sólido Carácter modular

Capacidad de cogeneración EL SERVICIO DE LASTRE Debido a la importancia de este servicio, tendrá su colector independiente. Situaremos las dos bombas de lastre lo más cercanas a dicho colector. EL SERVICIO DE CONTRAINCENDIOS Y BALDEO El servicio de contraincendios por agua salada y baldeo se abastecerá en principio del colector de servicios generales, por lo tanto, situaremos las dos bombas de contraincencios lo más cerca posible de dicho colector para evitar pérdidas de carga.

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El servicio de contraincendios dispondrá de una instalación fija de espuma en la cámara de máquinas. Habrá una bomba de contraincendios sumergible y portátil que tendrá su propia toma de admisión. En la cámara de máquinas se dispondrá de un número determinado de extintores adecuado en número y características según las normativas aplicables. SERVICIO DE AIRE ACONDICIONADO (A/A) Y CALEFACCIÓN En el diseño de la cámara de máquinas se debe disponer del espacio suficiente para la instalación de los equipos de aire acondicionado y calefacción. TRIMADO DEL MOTOR Se tendrá en cuenta para todos los equipos los asientos dinámicos y estáticos exigidos por la IACS, sus escoras permanentes y dinámicas. En buques de alta velocidad y en petroleros debemos tener en cuenta el trimado dinámico. EL SERVOMOTOR El servomotor es un equipo electro-hidráulico que nos permite virar los timones. Lleva incorporada una serie de bombas hidráulicas que tendrán sus necesidades de aceite y electricidad. Entonces se dispondrá de un cuadro eléctrico y de un tanque de aceite hidráulico. De esta forma, el número de timones será un factor importante a considerar en el diseño de la cámara de máquinas. ESTRUCTURAS EN CÁMARA DE MÁQUINAS, POLINES, TANQUES , PUNTALES, ETC. Las distintas soldaduras y la fabricación e inspección de los componentes de equipos, tuberías y recipientes a presión y de la propia estructura de la cámara de máquinas se realizarán tomando como guía lo establecido en los reglamentos de las SS.CC. Se prestará especial atención a las secuencias de soldadura con el fin de minimizar las deformaciones durante el proceso. Toda la instalación debe respetar la integridad estructural del buque, manteniéndose las características de estanquidad y resistencia al fuego. En fondos, costados y cubierta, la estructura será reticulada de tipo mixto. Las aberturas en la cubierta serán redondas o elípticas. Cuando las aberturas hayan de ir, necesariamente, unas junto a otras, se combinarán en una sola abertura.

1. Radios de redondeo mínimo 2. Distancia mínima de un corte a un refuerzo entre 150 mm a 200 mm

DISPONIBILIDAD La disponibilidad es la probabilidad de que el sistema este operativo cuando es requerido para operación. La disponibilidad engloba los siguientes métricas:

1. Fiabilidad 2. Mantenibilidad 3. Mantenimiento

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Fiabilidad La ISO define como fiabilidad como la probabilidad de que un componente o sistema, desarrolle durante un periodo de tiempo dado la tarea que tiene encomendada sin fallos y en las condiciones establecidas. Las predicciones de fiabilidad se desarrollan mediante modelos matemáticos. Probabilidad de supervivencia: Valor numérico de la fiabilidad de un sistema Fallo: Una avería es una desviación del comportamiento de un sistema respecto de su especificación. Mantenimiento

1. Costes de repuestos 2. Costes de adiestramiento 3. Costes debido al número de personas requeridas para la dotación

Mantenibilidad Los objetivos de la mantenibilidad son:

1. Establecer los conceptos de mantenibilidad de un sistema y sus características esenciales.

2. Describir la medida de dichas características de forma cualitativa y cuantitativa. 3. La metodología para la predicción de esas características. 4. La metodología para la evaluación de las medidas de esas características,

basándose en los datos empíricos disponibles. Conclusión: Definir parámetros de fiabilidad y mantenibilidad de …. Fijar objetivos concretos de cada uno. Realizar pruebas y análisis en fábrica de los componentes que demuestren la tendencia a conseguir valores específicos de fiabilidad y mantenimiento. Comprobar que en la realidad se cumplen esas previsiones.

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Generalidades prescritas relativas a los mandos de máquinas del SOLAS

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Prescripciones básicas sobre sistemas de alarmas en espacios sin dotación permanente

Normas generales más significativas para la colocación y tendido de cables eléctricos en los espacios de máquinas de un buque. Los cables conductos y tuberías de los distintos servicios de un buque deben atravesar de modo estanco los distintos mamparos estancos.

Indicar por un lado los aspectos más relevantes por un lado de salud operacional y por otro de supervivencia a considerar cuando se dispone y diseña la cámara de máquinas de un buque, ambos aspectos de acuerdo con las reglamentaciones de la IMO (u OMI). 1. La salud Operacional Los niveles de ruido estarán basados en la resolución .468 XII de la organización marítima Internacional. Código de niveles de ruido a bordo de los buques.

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2. Ergonomía

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3. Minimizar el riego mediante la disposición y el diseño de la C.M

4. Supervivencia

5. Familiaridad

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PROPULSIÓN ELÉCTRICA Propulsión eléctrica es aquella en que las máquinas motrices tradicionales y los reductores de velocidad se sustituyen por unos grupos generadores, los equipos de distribución y conservación de energía eléctrica a bordo, y unos motores eléctricos de propulsión, que accionan las hélices o elementos propulsores del buque.

Ante el hecho de aumentar los elementos necesarios para instalar a bordo del buque o vehículo con objeto de asegurar su movilidad, se plantea la cuestión de la necesidad de ello. En buques tales como: o Cableros o tendedores de tuberías o Oceanográficos o Rompehielos o Plataformas Offshore o Cruceros de pasaje o Buques de combate de superficie se plantean las siguientes necesidades: o Optimización del diseño y funcionamiento del buque o Mejor rendimiento de la planta propulsora o Menor dotación o Mejora de ARM (Availability, Reliability, Maintainability) o Aumento de la supervivencia del buque o Reducción de los ruidos aéreos y estructurales o Facilidad de control y de automatización o Reducción de la firma infrarroja y acústica o Reducción de las emisiones contaminantes o Reducción del Coste del Ciclo de Vida de la Instalación Sin embargo, no todo son ventajas, en el momento actual, para este tipo de propulsión. Entre las desventajas actuales, se pueden enumerar las siguientes: o Mayor pecho y dimensiones de la planta propulsora o Mayores costes de desarrollo o Existencia de requisitos de entrenamiento adicionales o Aumento de las fuentes potenciales de armónicos o Aumento de las fuentes potenciales de EMC Los equipos que componen actualmente una planta eléctrica, son los siguientes: o Grupos Generadores o Cuadros eléctricos o Equipos de conversión de corriente eléctrica o Motores eléctricos o Equipo propulsor

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Yendo a la base de este tipo de propulsión, nos encontramos con que los Grupos Generadores de Energía Eléctrica a bordo, admiten las siguientes alternativas: Máquinas primarias: o Motores Diesel o Turbinas de Gas o Células de Combustible En cuanto a los Generadores puros, se tienen actualmente las siguientes alternativas: o Alternadores o Alternadores – rectificadores En lo relativo a los equipos de conversión de corriente eléctrica, las alternativas son: o Rectificadores o Transformadores o Convertidores pudiendo ser estos últimos o Ciclo – convertidores o CSI (Current Source Inverters) o PWM (Pulse Width Modulation) Los motores eléctricos de propulsión pueden ser: o Motores de CC. o Motores síncronos o Motores de inducción o Motores de imanes permanentes El equipo propulsor propiamente dicho admite a su vez las siguientes alternativas: o Hélice convencional con el motor eléctrico acoplado al eje (Con o sin reductor) o Azipods La introducción de la corriente continua o alterna a bordo de un buque de combate, presenta las siguientes ventajas y desventajas: Ventajas: o Control fácil y sencillo o Electrónica simple (rectificadores) o Rizado de par bajo (bajo nivel de ruido y vibraciones) Desventajas: o Existe actualmente un límite de proyecto, que está cifrado en los 10.000 kW o Requisitos de mantenimiento muy exigentes o Es una instalación pesada y cara de adquisición Los Ciclo – Convertidores, tienen como principales características las siguientes: o Frecuencia máxima : 1/3 de la frecuencia de entrada o Bajo factor de potencia (0,1 -0,7) o Alto par a bajas velocidades o Alta producción de armónicos o Coste alto por el gran número de tiristores o Apropiado solamente para motores síncronos y de inducción Los CSI (Current Source Inverters), presentan las siguientes características: o Frecuencia variable o Bajo factor de potencia a bajas velocidades (0,4 – 0,9) o Alto par a bajas velocidades o Alta producción de armónicos

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o Precio alto, aunque más bajo que con ciclo - convertidores o Apropiados solamente para motores síncronos y de inducción Los equipos PWM (Pulse Width Modulation), tienen las siguientes características: o Frecuencia variable o Factor de potencia alto y constante (Aprox. 0.98) o Par alto a bajas velocidades o Producción moderada de armónicos o Es el sistema más caro de todos o Apropiado para motores síncronos y de inducción Sí fijamos nuestra atención en los motores de propulsión, propiamente dichos, nos encontramos con que las alternativas existentes son solamente dos: el motor síncrono y el motor de inducción. El motor síncrono, presenta las siguientes características: o Ventajas: � Alto par de arranque � Factor de potencia y rendimiento alto � Entrehierro grande, lo que implica facilidad de instalación y cumplimiento de requisitos de choque � Bajo nivel de ruido y vibraciones � Corriente y par de cortocircuito bajos o Desventajas: � Es una máquina compleja � Tiene un peso elevado y unas dimensiones grandes � El precio de adquisición es alto Los motores de inducción, presentan las siguientes características: o Ventajas: � Máquinas robustas � No necesitan excitación � Tienen pesos y dimensiones reducidas (10 – 20%) � Son más baratos de adquisición que los motores síncronos (10 – 20%) o Desventajas: � El entrehierro es pequeño, lo que implica dificultad para cumplimentar los requisitos de choque � La corriente y el par de cortocircuito son altos En cuanto a los equipos propulsores, las alternativas enumeradas, presentan estas características especiales cuando se opta por una propulsión eléctrica: o Hélice convencional con el motor eléctrico acoplado al eje (Con o sin reductor) � Existe una disminución en la longitud de la línea de ejes o Azipod � No se necesitan timones en el buque � El rendimiento propulsivo es mayor � Existe mayor disponibilidad de espacio � Existe una gran facilidad de montaje � El cumplimiento de los requisitos de choque constituye una incógnita

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VISTAS DE GUARDACALOR

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VENTAJAS DE PONER UNO O VARIOS EJES

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FACTORES QUE AFECTAN DE FORMA ADVERSA A LA DISTRIBU CIÓN DE PRESIONES EN LOS DIENTES DE LA REDUCTORA

BIBLIOGRAFÍA Apuntes de la asignatura de Cámara de Máquinas de Universidad Politécnica de Cartagena. ETSINO