Cálculo del volumen de carga y tanques

en el diseño preliminar de buques de carga

En el siguiente formulario se pueden introducir las dimensiones de un buque de carga para obtener una aproximación de los volúmenes de bodegas ó tanques de carga y de los tanques de lastre. Al final se indican  las instrucciones de manejo.

Cálculo de Volúmenes de espacios

Buques de carga

Granelero Petrolero Quimiquero P.Productos Carguero general Costero Frigorífico

Eslora Lpp (m)
Manga B (m)
Puntal a Cta. Superior (m)
Calado T. de verano (m)
Coeficiente de bloque @T. verano
Potencia motor(es) propulsor(es) (Kw)
RPM del(os) M.Propulsor(es)
Eslora Cra. máquinas + Cra. bombas (m) *
Longitud Pique de proa (m) *
Longitud Pique de popa (m) *
Longitud tanque alto de proa (m) *
Longitud tanque alto de popa (m) *
Altura doble fondo (m) *
Manga del doble casco (m) *
Manga de la tolva baja (m) *(desde el D.Casco)
Longitud total de escotillas (m) *
Manga media de las escotillas (m) *
Coef. experiencia de Volumen de carga *

Espacios	Volumen(m3)
Tipo de buque
Espacio de carga
Pique proa
Pique popa
Tanque alto proa
Tanque alto popa
D. Fondo + D. Casco + Tolvas

Cálculo de Volúmenes de espacios

(En el diseño preliminar de un buque de carga)

Introducción

El cálculo del volumen de los espacios de carga es una de las tareas básicas que se deben realizar en la etapa de diseño inicial de un buque ya que, normalmente, es una prestación del buque especificada en el contrato. Por ello es aconsejable poder realizar en esta etapa cálculos rápidos, aproximados, que permitan analizar varios dimensionamientos alternativos en poco tiempo. También se deben estimar las capacidades de los tanques de combustible, agua y lastre, por su impacto en la autonomía y en los calados y estabilidad en distintas condiciones de carga. En esta entrada del blog presento un formulario para introducir las dimensiones principales de un buque de carga a partir de las cuales el programa calcula, en forma aproximada, los volúmenes de espacios de carga y tanques.

Observaciones

• Cra. de máquinas a popa, con Cra. de bombas en petroleros y quimiqueros
• No se admiten buques de más de 320 m. de eslora entre perpendiculares
• Las relaciones entre dimensiones deben ser normales
• No se consideran espacios de carga por encima de la Cta. superior, salvo en frigoríficos
• No se han considerado los tipos portacontenedor ni gasero LPG, que serán tratados en otro artículo

Definiciones

Solamente se pide al usuario que defina necesariamente estas dimensiones y el tipo de buque:

• Eslora entre pp
• Manga
• Puntal a Cta. Superior
• Calado de verano (T)
• Coeficiente de bloque
• Potencia MCR del equipo propulsor
• RPM del motor(es) propulsor(es)

Opcionalmente se pueden también definir las siguientes dimensiones, con valores por defecto que estimará el programa según estas normas, si el usuario no las define:

• Eslora Cra. máquinas + Cra. bombas: Según Ref.1
• Longitud del pique de proa: Según Ref.1
• Longitud del pique de popa: Según Ref.1
• Longitud tanque alto de proa, junto al pique: 0
• Longitud tanque alto de popa, junto a la Cra. de máquinas: 0
• Altura del doble fondo: S/ Marpol, en petroleros. Fórmula 3.8.6 de Ref.1 en otros tipos
• Manga del doble casco: S/ Marpol, en petroleros. Cero en otros tipos
• Manga de la tolva baja (medida desde el D.Casco): 0
• Longitud total de escotillas: 50% de Lpp, excepto 0% en buques tanque y 30% en Frigos
• Manga media de las escotillas: 50% de la manga, excepto 0% en buques tanque y 30% en Frigos
• Coeficiente de experiencia de Volumen de carga: 1

Los datos opcionales se señalan con un * y en celdas de color gris.

Hay otras dimensiones de menor importancia que el programa define sin opción para el usuario, son éstas:

• Inclinación con la horizontal de la tolva baja de petroleros y graneleros: 45º
• Inclinación con la horizontal de la tolva alta de graneleros: 30º
• Tolva alta en petroleros: No existe; el doble casco sube verticalmente hasta la cubierta
• Tolva alta en graneleros: Desde las escotillas hasta el doble casco (si existe) o hasta el forro exterior
• Cta. Superior sin arrufo y con brusca de valor igual a Manga / 50 (m)
• Si se disponen tanques verticales altos (TVA) a proa y/o popa de zona de carga, se extienden hasta el fondo del buque
• Las tolvas alta y baja no penetran en los TVA
• En buques mayores de 100 m de Lpp se considera un túnel para tuberías en D. Fondo
• No se calcula el volumen de posibles tanques de D. Fondo o altos dentro de Cra. Máquinas, que se destinan a fuel, aceite, agua dulce
• Frigoríficos: Se considera que tienen un castillo de carga del 20% Lpp, aislamiento para -30ºC, sin conductos laterales de ventilación, D. Fondo elevado en bodega No.1

Resultados

Las estimaciones de capacidades obtenidas en este formulario se realizan por fórmulas aproximadas, que se publicaron en las referencias siguientes. No se realiza una integración de áreas seccionales de los volúmenes de cada espacio, que es lo normal en la siguiente fase de desarrollo del proyecto.

En la tabla de resultados se muestran estos en la forma señalada.

Referencias

Ref.1 El Proyecto Básico del Buque Mercante. R. Alvariño, J.J. Azpiroz, M.Meizoso. FEIN 2007

Ref.2 Ship design for Efficiency and Economy. H. Schneelkuth. Butterworths

Ref.3 La determinación de las características principales en los buques de cabotaje. R. Alvariño. Ingeniería Naval 1977