Término usado frecuentemente por la arquitectura naval, también usado por los alumnos en el diseño de la embarcación Amereida.

Transcripción

1 Clase 4 Introducción a los sistemas maritimos Abril 18 /09 Sergio Ostornol 1. ESTUDIOS PARAMÉTRITOS, Término usado frecuentemente por la arquitectura naval, también usado por los alumnos en el diseño de la embarcación Amereida. Llamamos estudios Paramétricos a la búsqueda de soluciones a partir de una recopilación de información parecida al proyecto en el que se está trabajando, de este modo poder analizar estos datos comparativos para así poder aproximar el diseño. En el caso de Barcos, a la hora de diseñarlos, es necesario tener claro cual tipo de embarcación es la que se va a construir, de esta forma tener la primera comparación es preguntarse: Para que es este barco? Tipos de barco Tamaño Grande Mediano Pequeño Pasajeros X X X Tanqueros X X X Porta contenedores X X X Granelero (transportan granos secos) Buques gas natural liquido (GNL) X X Buques transportan autos X X X Pesqueros X X X Remolcadores X X Otra pregunta es: que tan grande? (Esta es una clasificación para ver donde se está ubicado) Grande - mediano pequeño, Esto es hasta donde y que dimensión tendrá nuestro estudio Ej.: El Buque de Gas es siempre grande

2 Por lo tanto es necesario siempre preguntarse, para que voy a diseñar? y de qué tamaño? todo depende de la función que requiera cumplir la embarcación. En el caso del pez volador, este será un objeto pequeño por su capacidad de transporte, solo para una persona. Ej.: En el caso de puertos, Si se está hablando del caso del puerto del Aconcagua, este es de un tamaño medio respecto a otros puertos Valpo. posee sólo 10 sitios de atraque, con dos o tres grúas lo que es considerado pequeño comparado con el puerto Guanabara de Río de Janeiro con cincuenta sitios de atraque (en Chile no hay mega puertos, sin embargo Valpo es el mas grande del país).los sitios son solo para transferencia de carga y pasajeros, no incluye el molo de abrigo de la armada Estos sitios son para barcos de 100 a 120 mts. de largo, o sea, que si tengo un barco más grande ocuparía dos sitios, por eso no vemos gran cantidad de barcos en el puerto de Valparaíso. Los Puertos más grandes en Latinoamérica son: El puerto de Buenos Aires - El puerto de Río de Janeiro - El Puerto de Santos en Brasil - En Panamá el del Atlántico y del Pacifico El de Valpo a nivel latinoamericano estaría en el lugar (tamaño medio). Luego tenemos puertos de Chile que se parecen a Valpo.: - Arica - Iquique - Antofagasta - Mejillones, - Coquimbo, - San Antonio, - Talcahuano, - Coronel, - Puerto Montt - Punta Arenas

3 Estos Puertos son para cargas secas básicamente. Luego tenemos otros puertos que transfieren graneles, productos mineros o productos líquidos como petróleo En total Chile tiene entre puertos donde se reciben barcos de tamaño medio. La mayoría de esos puertos son de muelle de atraque mediano a pequeño (Los Vilos, Ventanas, los terminales de petróleo de ENAP con cuatro o cinco terminales) La característica de estos puertos es que tienen una plataforma seca para poder atracar el buque y poder hacer una transferencia de carga. Todos esos puertos deben cumplir con una variable para recibir embarcaciones de tamaño medio, esta es el calado, es decir el nivel del agua optimo para que esta flote, la que debe ser entre metros de agua. En chile no existe una limitación de ancho de barco, pero sí en cuanto a su altura, ya que la embarcación debe mantener una altura prudente para que la grúa de descarga pueda agarrar los containers y/o carga del barco. La limitación de los puertos está dado por la grúa de carga que transfiere los productos, esto es muy importante para los proyectos que se están pensando en cuanto a Puertos. Hay puertos en chile que no poseen grúas, como Arica, Iquique, Antofagasta, mejillones, Coquimbo, Talcahuano, Pto. Montt y Pta. Arenas, por lo que hay que usar las plumas del barco, son plataformas básicamente que no prestan más servicio que el poder traer el barco al costado y operar en el traslado de carga y descarga, además del embarque y desembarque de pasajeros. Por lo tanto si queremos diseñar un barco o comprar una embarcación para Chile tenemos ciertas condicionantes físicas y geográficas que nos darán la primera aproximación de lo que necesitamos. Un claro ejemplo,es cuando viene el Queen Mary a Valpo, este ocupa tres sitios de atraque, lo cual limita que ingresen otros barcos al área. Una relación que siempre va a existir entre el estacionamiento (por llamarlo así) y el tamaño de vehiculo que estamos trayendo a estos lugares.

4 La marea Es un fenómeno natural, que es fundamental tener en consideración, ya que hace que el nivel del agua diariamente suba y baje dos veces al día. Este ciclo en la costa chilena es más o menos de 1,5 metros (esto está en la tabla de mareas). La excepción la constituye Pto. Montt donde la amplitud de marea es de 10 mts. En este caso esta es una limitación importante donde el agua sube y baja mucho a la hora de diseñar una embarcación, sobre todo en el caso de estabilizar la carga, del desembarque de pasajeros. Es un lugar donde dos veces al día se debe mover la escala del barco, ajustandose a la amplitud de marea En arquitectura naval, sea que se trate de una solución de borde costero o de la construcción de un barco, nosotros no podemos desprendernos de las condiciones meteorologotas, oceanográficas que nos van a imponer ciertas restricciones, en esto Chile es un país lleno de restricciones. Hay otro países que tienen otras restricciones como por ejemplo los que tienen ríos, para que los barcos puedan entrar al río, hay un canalizo que tiene una ancho y una profundidad y los barcos que por allí pasen tienen que ajustarse a esas dimensiones. El único caso que existe en chile es el río Calle Calle, que tiene un canalizo, por el cual no pueden subir, ni bajar algunos barcos con cierto calado. El caso del submarino que compró la municipalidad de Valdivia y llevarlo para ponerlo como museo en el río Calle Calle y la profundidad del submarino es mayor al del río y no lo pueden instalar. Los estudios Paramétricos se hacen necesariamente para no volver a estudiar los temas que ya han sido realizados y tener una partida más acotada (no volver a inventar la rueda que ya está inventada) La lógica del cuerpo flotante El largo de barco se conoce como eslora, el ancho es conocida como manga, la parte sumergida es el calado, la altura es el puntal. Como estoy en estudios Paramétricos y voy a diseñar un determinado artefacto, lo primero que conviene ver si hay alguna relación entre estas dimensiones de mi artefacto, para poder hacer una aproximación gruesa ( grosera ) respecto de que orden de magnitud tiene que tener.

5 Veámoslo bien, en nuestro lenguaje: El barco es una viga autosoportada, como cualquier elemento mecánico. El Perfil más crítico para esta viga es estar simplemente soportada en dos puntos, que es la peor ola que se puede dar y el barco sufre la máxima flexión Otro parámetro es la boyantez y esta contrasta con la fuerza gravitacional, estas dos cosas deben estar siempre en equilibrio, que siginica esto: el volumen sumergido boyantez, tiene que ser el que debe ser capaz de neutralizar el peso del artefacto. La relación que tiene con la geometría es que si el artefacto es muy largo y angosto, se está alargando la viga por lo que estaré haciendo algo muy frágil, o se diseñará de tal manera que tendrá que resistir la flexión a la estará sometida esta viga y la única forma es hacerla mas pesada, por lo tanto hay una relación de lógica entre la componente peso, la boyantes, el volumen de agua sumergida. La boyantes tiene una relación eslora x manga x calado. En la medida en que no se consiga una relación de equilibrio entre peso y boyantes la embarcación simplemente no flota. Estos dos elementos peso y boyantez aplicados en puntos diferentes en la embarcación uno arriba (centro de gravedad) y otro abajo ( punto de boyantez), deben estar perfectamente alineados para lograr el equilibrio. Cuando estas distancias se achican mucho el artefacto pierde la estabilidad y se da vuelta. Si la distancia es muy pequeña quiere decir que la boyantez se aproxima mucho al centro de gravedad, al aproximarse la boyantez al centro de gravedad se pierde el equilibrio y se voltea. O sea que para nosotros esto es como los monos porfiados, siempre se estará jugando con la geometría para hacerla estable. Pero, si una embarcación es demasiado estable, diremos que es dura, porque volverá a cada momento a su posición, si por otro lado tarda en volver a su equilibrio estará campaneando todo el tiempo, provocando mareos, siempre en continuo movimiento. El problema que nosotros tenemos es que este cuerpo está en dos densidades, agua y aire. Por eso su complejidad.

6 Cuando pensamos de manera lógica en esto, recurrimos a los estudios Paramétricos, porque nos permite ordenarnos. Por ej, si vamos a diseñar un barco pesquero, lo primero es pensar que tipo de barco es, pequeño, factoría grande, artesanal. Porque así primero veo lo que se hizo antes. En el libro Amereida, hay un estudio de diversos barcos y de bahías de la zona, un estudio que recoge la casi totalidad de las embarcaciones, analizándolas comparativamente, la característica principal es que eran embarcaciones artesanales viendo las posibilidades de cada una. Finalmente se termina perfeccionando la embarcación chilota. Entonces, como hacemos una relación de lo que quiero aproxima? Primero pensando cual el la capacidad de carga, si lo piensan un barco es un camión de carga. Si volvemos a la lista del tipo de embarcaciones, se darán cuenta de que cuando se habla del tipo de mercancía, por ejemplo. Pasajeros, cuantos 500,1000 o graneles, que volumen necesito, o si hablo de barcos pesqueros, cuanta capacidad quiero almacenar, vuelve a ser un problema de peso y volumen, no del arte de la pesca en si misma Es importantísimo entender la funcionalidad de un barco ya que va a determinar cuanto volumen necesito. En el caso de un barco pasajero debo pensar qué quiero ofrecer al pasajero y cuanto tiempo va a durar el viaje, o que cosas vamos a poner al buque para que sea atractivo. Por ejemplo varias piscinas, shoping, varios restaurantes, cine, teatro, etc. Todo eso es fundamental para saber de la funcionalidad que prestará la embarcación, y con esto se dará cuenta del volumen que se necesita, para atender los requerimientos de alto nivel (RAN). Si estamos buscando un tipo de barco determinado, lo que hacemos es buscar barcos parecidos, para determinar alguna relación, como por ejemplo si existe alguna relación entre el largo del buque y su peso, tomamos distintos barcos y buscamos y de pronto vamos a descubrir que podemos trazar una curva que nos lleva a pensar que por las imposiciones naturales y de la tecnología, los barcos tienden a ser de una determinada eslora en relación a un determinado peso.

7 Relación geométrica entre peso y eslora Estas curvas no son asintóticas, no pueden llegar al infinito, no se puede llegar a pensar en un barco de 500 mt de largo(los portaviones son los mas largos de eslora) Relación geométrica entre eslora y calado Cuando busco esta relación me daré cuenta de lo que dice la geometría de la forma de los barcos. Para lo que sirven estas curvas es para ver como fue la lógica que se fue dando por efecto de prueba y error, es decir que dice la experiencia. Se pueden hacer otras curvas dependiendo del tipo de barco o construcción que se necesite, donde va a operar, que dijo la historia, se puede asociar a cualquier proyecto. Por ejemplo una plaza, un mall, un edificio. Pero tenemos que descubrir los parámetros gobernantes para hacer algún tipo de construcción.

8 Si nombramos alguno de los proyectos: La plataforma flotante en el Archipiélago Juan Fernández, tenemos que entender cual es el problema oceanográfico de la isla, en el cual para parar cualquier objeto en el medio del mar, el viento, los oleajes, las corrientes, la profundidad de agua. Cómo puedo hacer una plataforma que vérselas con todos estos problemas, principalmente al viento. Porque cuando tengo un artefacto que flota, la superficie expuesta genera problemas, es una fuerza que lo desestabiliza. El Aconcagua, hay que mirar que a pasado con estas soluciones de plataformas, hay buen historial, los puertos mas jóvenes son Mejillones y Coronel, que tienen menos de 15 años, además de las condiciones geográficas existentes. En Quintero, por ejemplo se hizo la plataforma muy afuera porque los barcos que traen el gas, necesitan un gran calado, por lo que cada vez que salgo mar afuera con el muelle, me encuentro con vientos mas grandes, olas mas grandes, y el barco estará expuesto a otras condiciones. Ejemplo de estos es el puerto de Mejillones que en determinadas condiciones meteorológicas se suspende n las operaciones portuarias.el puerto de Valparaíso necesito hacer un molo para poder proteger la bahía, y poder realizar las faenas. De los pequeños puertos para yates, no hay mucha historia, tenemos Higuerillas, Algarrobo y Recreo En el caso de canal de prueba, es un laboratorio esa es su complejidad, se busca una precisión y esta medición no debe ser alterada. El mayor problemas es la alteración del ambiente, la presión, el polvo, el viento, el clima,, todo, afecta a los datos y mediciones que se hagan en el interior. Por ejemplo el viento su intensidad, su dirección, temperatura del agua, temperatura del aire, la presión atmosférica, la densidad del agua, por ser un canal natural puede traer más o menos sedimentos lo que puede afectar los resultados. La densidad del agua cambia el estado de flotación de los objetos. Todas son variables a tomar en cuenta para el laboratorio, Hoy en día todos los laboratorios están regidos por la norma ISO , en Chile todos los laboratorios que prestan servicios de calibración y estudios, y están en esta red son validados en sus resultados

9 2. PARTES INTERESADAS Cualquiera sea el artefacto que se quiera diseñar, nos vamos a ver involucrados con las partes interesadas que no tiene otra traducción. Y son los actores que se vinculan al proyecto: En todo proyecto aparecen los siguientes entes participativos: - dueño de la embarcación o el armador (alguien que tiene la propiedad) - diseñador (es el que soluciona lo que se quiere hacer) No puede ignorar el interés de las otras partes - astillero (que construye, se tiene la capacidad para producir) - la autoridad, es la que fija las normativas a considerar a la hora de construir una embarcación. Existen dos tipos de autoridades, una marítima y otra correspondiente a obras portuarias. - la compañía de seguro (garantías de la obra) - proveedores (de equipos, insumos, iluminación, etc) - comunidad-sociedad - Financiero, (banco) Cada uno tiene su visión e interés, por lo que es fundamental tener en cuenta todas estas opiniones a la hora de diseñar.

10 Algunas página para tener en cuenta: regulación de artefactos navales, borde costero, publicaciones, normativas, códigos, etc. ir a dirección de obras portuarias, todo lo que tiene que ver con reglamentación del borde costero noticias periodicas, información de distintas cosas, de puertos, armadores, barcos, empresas, etc. Dentro de los entes señalados, están las sociedades de clasificación, las seis empresas que están en Chile son : ABS BV Bureau Veritas DNV DET NORSKE VERITAS GL Germanisher Lloyd LR Lloyd s Register NKK Nippon Kaisi Kyokai (classnk) w.classnk.org Son las mas importantes a nivel mundial, en las paginas web de cada una está la información en forma gratuita de catálogos, de reglas, de normativas, y reglamentaciones que se requiera. Diseño de puentes de mando, ergonomía, contaminación atmosférica, cabinas, camarotes, sillas, mesas, todo está estandarizado. La importancia de estas entidades, es la compañía de seguro la que da origen a estás empresas, son el brazo técnico de la empresa de seguro Cual es el rol mas importante del arquitecto, es poder conciliar los intereses de las partes interesadas, es sobre un proyecto darle cabida y respuesta a todas las partes interesadas y de manera que todos tengan su espacio. Luego de ver de manera global nuestro proyecto con los estudios Paramétricos y las partes interesadas, Pasamos a los requerimientos de alto nivel: -Que es lo quiere el dueño -Que normativa vamos a utilizar -En que país vamos a operar -Que otras partes interesadas tienen que ser consideradas De manera de tener claro el marco en el cual nos vamos a mover con nuestro proyecto.

11 3. ESPIRAL DE DISEÑO La espiral de diseño es una representación, no es un absoluto. Es a partir de los RAN, por lo que nos vamos aproximando al centro donde está la respuesta, partimos desde arriba, hasta llegar al centro, entonces nosotros hacemos un viaje que se llama la espiral de diseño: Dice que a partir de los requerimientos de alto nivel, hago un supuesto de que tamaño de barco queremos, una hipótesis, al avanzar, se darán otras características, que determinaran el peso para este barco, y luego al ver el peso será importante la estabilidad El porque de la forma de espiral, es porque al partir y avanzar dentro de la configuración, es posible concluir que tengo que volver atrás y pensar la embarcación con otras dimensiones, es un estudio de la forma, no es un absoluto. El juego de la espiral va revisando los parámetros mas importantes para dar respuesta a este centro, en este juego voy conciliando las partes.

12 De estos RAN, voy a determinar por ejemplo, cuanta electricidad necesito, que potencia, para iluminar, calefaccionar, entonces como necesito mas potencia voy a necesitar mas peso y al tener mas peso, cambia la estabilidad y vuelvo a revisar, y vuelvo a revisar la dimensión. Esto es la lógica del diseño, son distintos parámetros que ayudaran a definir el que se quiere. La espiral de diseño tendrá tantas barras como se estime convenientes, aparecen en el ejemplo solo los mas importantes, no tiene el detalle del diseño, pero si suficiente información para decir a los requerimientos de alto nivel esta es la respuesta. En la industria de los barcos, por ejemplo, el canal de Panamá impone el ancho de los barcos hoy día, porque si hago un barco mas ancho que el canal de Panamá tengo que usar otra ruta. Si construyo un barco mas ancho, restrinjo la venta del barco, si es un barco de mas calado, restrinjo la entrada de ese barco a los puertos. Como ejemplo, para los RAM, en el caso del puerto de Aconcagua, voy a mover containers, si es así tendrá que tener una área de acopio, que para Valparaíso a sido un problema, al llevar los container a Placilla, construyendo nuevo a caminos, nuevos, túneles. Para el proyecto Av. del Mar.,los RAN, la conectividad, para Viña del Mar y Valparaíso, cuales son los parámetros mas importantes que definan la avenida, áreas de transito, áreas de descanso, flujos, etc. Punta Arenas, cuales son los parámetros importantes que van a gobernar el diseño y como algunas condiciones meteorológicas van a interferir con las otras condiciones. Los bordes costeros de Chile son bastante estaticos, comparados con otros.. ENCARGO: 1.-Con el diseño de cada uno, establecer los RAN, es una página, no es más que eso 2.-Por otra parte, cuales son los parámetros principales que definen el proyecto de manera de construir la espiral de diseño, el camino para construir la obra.