Tecnología de la Construcción Naval

Buques de eslora mayor a 50 metros

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERÍA MECANICA

ASIGNATURA: TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION I MV 425 PROFESOR: PhD JOSÉ LUIS MANTARI LAUREANO

REALIZADOR POR: MOSCOL PROAÑO MARIANO mariano.moscol@gmail.com ESPECIALIDAD: INGENIERIA NAVAL

LIMA-PERÚ 2013

Consistencia del Proyecto de Investigación

• Se partirá de una idea general basada en la bibliografía usada mundialmente para la enseñanza de conceptos básicos e importantes del curso y la formación profesional del alumno en el conocimiento de la tecnología de la construcción de buque, desde la fase de diseño, proyecto, construcción y botadura.

• Se analizaran con mayor detalle posibles temas de interés, profundizándolos con más bibliografía e investigación en publicaciones científicas y paginas web puntuales.

Alcances Preliminares

• Buques de eslora mayor a 50 m. Normas para aguas internacionales. Luces de Navegación

Se instalan abordo de cualquier tipo de embarcación con el fin de alertar a las demás naves en el área de su presencia, informar las capacidades de maniobra, dirección de avance y características especiales para una correcta identificación.

Índice a seguir (preliminar)

• Descripción general del astillero • El proyecto del buque • En la oficina de delineación • Alisado, trazado y desarrollabilidad de formas • Un labrado del acero • Procesos de soldadura. • Técnicas de construcción naval. • Movimiento y elevación de pesos. • En el montaje del buque • Preparación de las superficies metálicas y protección con

pintura • Entrega del buque

Introducción • El presente trabajo de investigación tiene como finalidad la

obtención del conocimiento de las estrategias constructivas en la fabricación de buques y artefactos en astilleros. Dentro del contenido de este informe de construcción naval, es básico que conozcamos como se realiza el proyecto de la estructura del buque, así como el desarrollo de su planificación y construcción en el ámbito del astillero.

• Se pretende que el alumno aprenda de los diferentes elementos estructurales y su posición en el conjunto de la estructura del buque para su identificación, junto a un análisis de la función que desempeñan. Así mismo conoceremos la configuración de talleres de un astillero y los trabajos que en ellos se realizan.

• También conoceremos las complejas técnicas de fabricación y montaje para la construcción de un buque moderno de eslora mayor a cincuenta metros, la disposición de máquinas y herramientas en un astillero y la integración de sistemas. Esto adquiere una relevancia importante debido a la competencia existente, haciéndose una buena planificación, un buen control y un buen seguimiento de obra.

EL PROYECTO DEL BUQUE

Generalidades

• Conjunto de cálculos, planos y documentación escrita.

• Definen como va a ser y como se va a construir el buque o estructura naval.

• Aspectos

– Económico

– Técnico

– Comercial

Anteproyecto

Presupuesto básico

Disposición de sala de maquinas

Idea básica

• Formas

• Disposición general

Potencia • Velocidad

Capacidades

• Condiciones de carga

• Estabilidad • Equipos

esenciales

• Ya se puede hablar con el armador

• Futuros gastos

• Maniobrabilidad • Planos de hierros • Resistencia longitudinal • Equipos(carga, fondeo,

gamuzas) • Balance eléctrico.

Espiral de Diseño

Espiral de Diseño

Diagrama de Flujos de la Construcción naval

Fuente: Newport News Shipbuilding

Actividades Básicas del Proyecto

• Proyecto Básico. – Se definen las dimensiones del barco – Proyectista experto – Barcos similares (mayor actualidad) – Detalles Constructivos (aprovechamiento) – Modelamiento Computacional

• Evaluación técnica. – Cálculos necesarios para cumplir requisitos (Seguridad, estabilidad,

capacidades, etc.)

• Evaluación Económica. – Oferta al armador (atractiva, no perjudique astillero) – Inicio del proyecto conceptual. – Coste/hora. – Peso de aceros. – Equipos a montar. – Márgenes de beneficio.

Incidencia del proyecto en el coste directo y en el coste final

Contribución al coste directo Influencia en el coste del buque

Realización de proyectos • En el proyecto del buque interviene personas

físicas y jurídicas. – Armador.- Determina origen tipo buque,

caracteristicas(carga a transportar, peso muerto, velocidad, numero de tanques, bodegas, numero de pasajeros, cubiertas, etc.)

– Astillero.- Autoridades Nacionales, Sociedades de Clasificación, proyecto constructivo, oficina técnica(sistemas constructivos, medios cuenta, locales prefabricación, disponibilidad gradas diques)

– Oficinas Técnicas Exteriores.- Consultores del armador (conceptual, contractual), auxilio al desarrollo del proyecto(delimita trabajos, Europa, EEUU, Japón,Corea).

Proyecto Conceptual

• Anteproyecto, estimación inicial de dimensiones, caracteristicas, costo.

• Oferta al armador. • Cumplir con requerimientos IMO.

– Peso muerto – Velocidad – #Bodegas, tanques – Tripulación – Tipo de carga – Propulsión – Disposición general. – Potencia preliminar – Formas preliminares – Capacidades preliminares – Presupuesto.

Proyecto Contractual

• Nos sirve de soporte para la realización del contrato de construcción.

• Contrato por calidad, precio, plazo de entrega.

• No debe haber problemas, no modificar parámetros esenciales. – Plano de cámara de maquinas.

– Línea de ejes.

– Especificación de maquinaria auxiliar y equipos esenciales.

Proyecto Clasificación

• Una vez firmado acuerdo armador, astillero solicita permiso de construcción organismos estatales competentes .

• Remite documentos y planos de construcción a la Sociedad de Clasificación.

• Aprobación documentos. – Planos de calculo: Plano de formas, disposición general,

curvas hidrostáticas, curvas transversales de estabilidad(KN) Cuaderno de estabilidad, CG, condiciones de carga, cuaderna maestra, secciones tipo, calculo de resistencia longitudinal.

– Equipo radio eléctrico: balance eléctrico. – Presupuesto del buque

Proyecto Constructivo

• Suministra la documentación necesaria para construir, montan, adquirir y probar todos los elementos del buque. – Planos de construcción

– Planos de montaje

– Especificaciones de consulta de equipos y materiales

– Especificaciones de pedido de equipos y materiales

– Especificaciones de prueba de equipos y servicios del buque.

Costes

Control del buque mediante sistemas informáticos (IDEF)

• IDEF (del inglés Integration DEFinition) es una familia de lenguajes de modelado en el campo de la Ingeniería de sistemas. Cubren una amplia gama de usos, desde el modelado funcional, simulación, análisis orientado a objetos hasta el diseño y adquisición de conocimientos. Precio mas competitivo.

• Tiempo de construcción menor posible. – Crear modelo funcional – Crear un modelo de información mediante representación estructurada

de las funciones de un sistema y de la información que interrelacionan sus funciones.

Control del buque mediante sistemas informáticos (IDEF)

Control del buque mediante sistemas informáticos (IDEF)

Control del buque mediante sistemas informáticos (IDEF)

Control del buque mediante sistemas informáticos (IDEF)

Control del buque mediante sistemas informáticos (IDEF)

OFICINA DE DELINEACION

Influencia de la Prefabricación en la delineación

• Los bloque se prefabrican y se sueldan en talleres para que, una vez terminados, se pueden montar en la grada o dique de acuerdo con un esquema y una secuencia cuidadosamente estudiada, para tratar de evitar distorsiones ( que requieran posteriormente costosos sistemas de enderezado) y reducir al minimo el tiempo de montaje.

• Es la ofocina de delineacion quien tiene que definir el tamaño de los bloques en los que se va a dividir el buque, su peso, los metodos de soldadura a emplear, lista de materiales

DEFINICION DE CONJUNTOS

- Limitaciones impuestas por los medios: Peso máximo que levantan las grúas en talleres, gradas y/o diques y sus alcances.

- Limitaciones de resistencia de los bloques: ya que hay que voltearlos, izarlos y montarlos, pueden deformarse, lo que supondría costos muy elevados.

- Posicionamiento correcto de los bloques en sus camas de prefabricado, con el fin de facilitar al máximo el montaje posterior y reducir el tiempo del mismo.

- Estudio detallado de una secuencia de montaje.

- Montaje de los bloques con ajustes entre ellos, incremento en la importancia de los procesos de verificación y control dimensional.

SISTEMAS DE DESPIECE Para poder realizar un sistema correcto de despiece es impredecible conocer previamente cual va a ser el sistema de montaje que se va a emplear para ajustarlo a los condicionantes de montaje del astillero, a los pesos máximos (siempre que sea posible) que puedan izar las grúas, etc.

• Tradicionalmente los sietmas de montaje que se han utilizado son:

Sistema Piramidal • Fue el primero que se utilizo, cuando los

bloques se montaban eran mayoritariamente bidimensional. El montaje comenzaba en zonas correspondientes a caminos críticos y que solía corresponder con la zona de sala de maquinas, continuándose con los montajes hacia Proa y Popa a la vez que se avanzaba también hacia los costados.

Sistema de Islas

• Las pirámides se constituyen en varios puntos a lo largo de la eslora del buque configurando diversas islas, por lo que al ir soldándose los bloques de cada pirámide, se podría comenzar el armamento del barco.

Sistema de Anillos

• En este caso los bloques son tridimensionales y de las mayores dimensiones y peso posibles, formando secciones completas del buque, de modo que al ser montados constituyan rebanadas transversales completas del barco.

Construcción por Bloques

Construcción por Bloques

Construcción por Bloques

Construcción por Bloques

Montaje por Bloques

Normalización

• Es un arma de relevancia en la organización de todo astillero, ya que sin normalizar todo aquello que sea susceptible de serlo, tendríamos los almacenes diversos. En la actualidad su importancia es de tal calibre que muchos armadores, antes de comenzar las negociaciones con el astillero, le solicitan su libro de normas o estándares de construcción.

• Su alcance debe llegar hasta la normalización de elementos tan teóricamente “insignificantes” como los papeles o los impresos.

Ventajas e inconvenientes de la normalización de chapas

• Ventajas:

- Posibilidad de cursar pedidos de planchas en un mínimo tiempo y sin la necesidad de que estén desarrollados todos los planos de aceros.

- Reducción del numero de elementos diferentes, permitiendo un stock de planchas y perfiles mas completo con un menor inmovilizado.

• Inconvenientes:

- Dificulta algo el despiece al tener que atender a unas dimensiones de planchas preestablecidas.

- Aumenta el numero y la importancia del recorte.

Criterios para la normalización de dimensiones de planchas

• Tener en cuenta cuales son las diemnsiones y espesores de las planchas normalizadas de las siderurgias a las que vayamos a comprar.

• Conocer cuales son las capacidades de las grúas del astillero en donde se vaya a manejar el material.

• Prever las dimensiones que definen las características de las maquinas - herramienta u otros elementos de producción.

EL DESPIECE

Los barcos estan compuestos de diferentes piezas “elementales” de las que luego se obtienen los subbloques y luego los bloques constituyendo estos ultimos, despues de un estudio para su definicion lo mas profundo y adecuado a los sistemas constructivos del astillero que sea posible, el despiece del buque. Es importante indicar, que las chapas con forma se ha de procurar que sean desarrollables. El despiece se obtiene escencialmente del plano de formas.

PLANOS DE CONSTRUCCION Y PEDIDO DE MATERIALES

La finalidad de un plano es la de expresar con rigor y claridad absoluta aquello que se pretende construir auxiliándose para ello de cuantos cortes, vistas o secciones se necesitan para lograr esa finalidad y de tal modo que el operario no tenga que suponer o inventar nada. Cada plano lleva un numero de referencia que lo distingue de cualquier otro, así como el numero del buque al que pertenece.

PLANOS DE CONSTRUCCION Y PEDIDO DE MATERIALES

En cada plano se relaciona la lista de materiales que se precisan para su construcción, los procesos necesarios para su fabricación y los medios necesarios para su traslado y posterior montaje.

- Cada pieza de cada plano lleva una numeración que es la que figura en la lista de materiales con el fin de facilitar su identificación. La nomenclatura tanto para piezas como para planos suele estar normalizada y codificada para cada astillero.

Fuentes Bibliográficas

• GONZALES DE LEMA, FRANCISCO. TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN DEL BUQUE. Universidad De Coruña. ED. 2007

• EYRES, DAVID J. SHIP CONSTRUCTION.

• GONZÁLEZ LÓPEZ PRIMITIVO B. TÉCNICAS DE CONSTRUCCIÓN NAVAL. Universidad de La Coruña. ED. 2005

• CONSTRUCCION NAVAL III TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEL BUQUE