Tipos de cascos (2011)
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Tipos de cascos (2011) Document Transcript

  • 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA NAVAL (U 02- 1023) TRABAJO PRÁCTICO: TIPOS DE CASCOSProfesor: M. Ing. Nancy FigueroaA.P.T.: Ing. Enrique MassiAlumno: Romero Palacios FabianCurso: W 1091
  • 2. Tabla de ContenidosTabla de Contenidos ..................................................................................................................... 21 - Introducción. Importancia del casco del buque.......................................................................... 32 - Formas mas comunes .............................................................................................................. 4 Proa .................................................................................................................................... 4 Popa ................................................................................................................................... 4 Casco .................................................................................................................................. 5 - El Casco Plano ................................................................................................................ 5 - El Casco Redondo........................................................................................................... 5 - La Carena en „V‟.............................................................................................................. 5 - Los Multicascos ............................................................................................................... 6 - Los Cascos de Goma ...................................................................................................... 6 - Cascos de Kayaks ........................................................................................................... 63 - Otros tipos de Cascos .............................................................................................................. 7 Hidro Ala o Jet Foil .............................................................................................................. 7 El Planeo............................................................................................................................. 7 - Los Redanes ................................................................................................................... 8 Hovercraft o Aerodeslizador................................................................................................. 9 Catamaranes y Trimaranes ................................................................................................. 9 a) Catamarán ................................................................................................................... 9 b) Trimarán...................................................................................................................... 104 - Materiales mas utilizados en la construccion del casco de flotaciones .................................... 11 Barcos de Madera ............................................................................................................. 11 Barcos de Ferro-Cemento ................................................................................................. 11 Barcos de Fibra de Vidrio .................................................................................................. 12 Barcos de Compuesto ....................................................................................................... 12 Barcos de Acero ................................................................................................................ 12 Barcos de Aluminio............................................................................................................ 13 Cascos de Cruceros Oceanicos ......................................................................................... 135 – Requerimientos en la selección de los materiales .................................................................. 14 a) Relacion Resistencia vs. Peso ....................................................................................... 14 b) Tenacidad a la Fractura ................................................................................................. 14 c) Resistencia a la Fatiga................................................................................................... 14 d) Resistencia a la Corrosion ............................................................................................. 14 e) Otras Propiedades......................................................................................................... 14 - Conclusion ................................................................................................................... 146 – Corrosion en el Casco del Buque........................................................................................... 15 1) Tipos de Corrosion en el Casco del Buque ......................................................................... 15 - Corrosion Uniforme ........................................................................................................ 15 - Corrosion Galvanica o Bimetalica ................................................................................... 15 - Corrosion Localizada ...................................................................................................... 15 - Corrosion Intergranular .................................................................................................. 15 - Corrosion Selectiva ........................................................................................................ 15 - Corrosion Organismos microbiologicos ........................................................................... 15 2) Factores Controlantes de los Mecanismos de Corrosion en el Casco del Buque ................ 15 - Salinidad ........................................................................................................................ 15 - Temperatura................................................................................................................... 16 - Oxigeno.......................................................................................................................... 16 - Profundidad .................................................................................................................... 16 - Azufre ............................................................................................................................ 16 - Cloruros ......................................................................................................................... 16 - Velocidad de Flujo .......................................................................................................... 16
  • 3. 1 – INTRODUCCIÓN. IMPORTANCIA DEL CASCO DEL BUQUE.El casco es el envoltorio exterior del navío y asegura en resumen, tres funciones principales:1 ) La estanqueidad del navío en su parte inferior (obra viva), lo que permite a este flotar.aunque no esté puenteado,2) Rigidez o solidez, para que el navío conserve sus dimensiones y características principales lomás constantes posibles y que las deformaciones debidas a los esfuerzos que sufre en navegación,intemperies o a agresiones exteriores (buque suspendido por las bragas de una grúa por ejemplo),no sean importantes y no pongan en peligro la carga y los bienes de abordo que si no fuese asícorreríamos el riesgo de perder (En la mar: perdida de “Cuerpos y Bienes”).3) Este casco o “envoltorio del flotador”, debe también tener una forma apropiada para permitir queel navío se desplace de un punto a otro de la superficie del agua de la manera más eficaz posible,con relación al objeto para el cual fue construido y que nosotros llamaremos “Programa”.
  • 4. 2 – FORMAS MÁS COMUNES.PROA.Se llama así a la parte delantera del buque que va cortando las aguas del mar. También sedenomina proa al tercio anterior del buque. Esta extremidad del buque es afinada para disminuir entodo lo posible su resistencia al movimiento.- PROA RECTA. Casi universal en la época pasada.- PROA LANZADA. Es frecuente en los barcos de pesca, incluso se usa una combinación de proarecta en la obra viva y lanzada en la obra muerta.- PROA TRAWLER. Se usa en pesqueros de altura.- PROA DE VIOLÍN. Llamada también de yate y clíper.- PROA DE BULBO. Se llama así por el bulbo que lleva en la proa, presenta una reducidaresistencia a la marcha en buques de gran tonelaje. La proa de bulbo de hoy en día de casi todoslos grandes barcos, tiene decidida ventaja desde el punto de vista de la velocidad por disminuir elasiento del buque; tiene en cambio el inconveniente de los grandes machetazos que se producencon mar gruesa.- PROA MAIER O DE CUCHARA. Es una clase de proa lanzada, con formas en V muy abiertas, quepresentan buenas características marineras, aunque con mal tiempo atenúa poco el movimiento decabeceo, y disminuye la capacidad de carga en el tercio de la proa.- PROA ROMPEHIELOS. Dispuesta para montar y romper con, su peso la capa de hielo. Proa „Lanzada‟ Proa „Bulbo‟ Proa „Violín‟ Proa „Recta‟ Proa „Trawler‟ Proa Maier o „ de cucharaPOPASe designa con este nombre a la terminación posterior de la estructura del buque. Por extensión sellama también popa a la parte trasera de un buque considerando a éste dividido en tres partesiguales a contar desde la proa.Al igual que la proa y a fin de evitar los remolinos y pérdida de energía, esta parte del buque estambién afinada. Según su forma se le denomina popa llana, redonda (pesca, arrastreros), tajada,lanzada, ancha, de cucharro, de culo de mona, caída y levantada, en forma de rampa (atuneros).Sin embargo, los tipos más generalizados son la popa de crucero y la de espejo o estampa (verfigura).
  • 5. CASCO.E casco es el cuerpo del buque en rosca, sin contar su arboladura. Su forma varía según lautilización del buque, de fondo plano, redondo, quebrado, en U o V. y estas formas sondeterminadas por las cuadernasEL CASCO PLANO.El casco más elemental que descubrió el hombre cuando construyo la primera embarcación sinobtenerla del tronco de un árbol vaciado fue el casco plano. Los barcos de fondo plano, o de cascoplano, más que para el recreo están destinados al uso profesional para pescadores. La pocaresistencia hidrodinámica permite instalar a popa motores de baja potencia para obtener unamarcha constante.Del casco plano se han derivado, con las modificacionesoportunas, cascos como el trimarán o el de ala de gaviota que, alas características de buen gobierno en distintas condiciones quetiene el casco plano, agregan la posibilidad de alcanzarvelocidades elevadas, manteniendo al mismo tiempo una grancapacidad y una buena estabilidad transversal. Entre lascaracterísticas peculiares de una embarcación de casco planotenemos la buena resistencia a los desequilibrios de pesolaterales, muy importante para el trabajo a bordo, porque permite Dibujo – Casco Planoa los pescadores desplazarse, pero también estibar las redes aun lado o sencillamente sacarlas fuera del agua a lo largo de la borda sin correr el peligro de que sevuelque la embarcación.  Ventajas del fondo plano: El fondo plano despega rápidamente la embarcación del agua y le permite planear en pocos segundos, reduciendo el consumo de combustible. Enseguida llega a unos 35 ó 40 Km/h teniendo en cuenta que no es un casco para alta velocidad. El diseño del casco con fondo plano permite un mayor espacio interior sin alterar las prestaciones. Se utiliza como transporte de carga, pasajeros o turistas y para el pescador deportivo. Los guías de pesca y pescadores deportivos la eligen por sobre otros modelos, por su comodidad y amplitud lo que da muchas ventajas sobre otros cascos, entre los que más cuentan la posibilidad de utilizar menos combustible y poder trasladar varias personas con total comodidad tanto en el viaje como en el desplazamiento para pescar sobre cubierta. Los guías de pesca, generalmente eligen los modelos pelados, con consola central para tener ambas bandas libres para que los clientes se muevan discrecionalmente.EL CASCO REDONDO.Las piraguas obtenidas de los árboles fueron las primeras embarcaciones de las que se tienennoticia. Al transformarse la canoa en barco, se añadió al casco una quilla a lo largo de toda lacarena por la parte inferior, cuya función es la de soportar el esqueleto del barco y que resultafundamental para la estabilidad en la navegación.La característica principal de este tipo de casco es que navega lentamente y es muy marinero. Elcasco redondo se balancea de forma acentuada cuando tiene el mar de través, amortiguando pormedio de las oscilaciones el efecto de la fuerza de las olas. En lugar de intentar imponerse condureza ante un impacto decidido contra la ola, el casco redondo amortigua el golpe con el aguaresbalando por encima de ella. Al cambiar la inclinación lateral del barco varía el volumen de aguadesplazado por el casco mismo, que ya no se “apoya” sobre la quilla. Es decir, sobre la parte larga yestrecha de la embarcación, sino sobre el costado, que, al ser mas plano, desplaza mayor cantidadde agua y recibe, consecuentemente, un impulso de abajo hacia arriba mayor, según el conocidoprincipio de Arquímedes.LA CARENA EN “V”.Cuando se habla de un casco rápido, se entiende instintivamente la carena en ”V”. Estasembarcaciones han sido ideales para practicar el esquí náutico y para las excursiones rápidas a lolargo de la costa. Se acentúa el adelgazamiento hacia la proa, con un tajamar especialmente afiladoen la roda, mientras que desde la mitad del casco hasta la popa van sobresaliendo progresivamentedos nervaduras cuya función es la deservir de apoyo lateral tanto con el barco parado como ennavegación. La carena en “V” no es muy estable en ruta cuando no avanza en planeo.
  • 6. LOS MULTICASCOS.Su principal característica es que ofrecen una resistencia al avance hidrodinámico verdaderamentemínima, por lo que pueden motorizarse con potencias bajas manteniendo al tiempo prestacionesmuy altas. Pero para obtener este tipo de cascos es necesario sacrificar, por lo menos en parte, lahabilidad de la embarcación.La solución a la que se ha llegado es combinar medio barco con forma de ala de gaviota a proa y laotra mitad en “V”. El casco de ala de gaviota -se llama así porque su perfil en sección recuerdaprecisamente a una gaviota volando- prima la nervadura central de la quilla respecto a las doslaterales; con este sistema se obtiene un casco que corta las olas con su centro, como si fuera en„V‟, pero se apoya inmediatamente después en las nervaduras laterales mejorando la estabilidadtransversal. En algunos barcos cuyas prestaciones son especialmente altas y destinados a hacerfrente al mar en sus condiciones más adversas –razón por la cual han sido adaptados también paralos salvamentos costeros en los diferentes mares del mundo-, se ha adoptado el casco en forma decatedral. Se trata de una ala de gaviota modificada que conserva la nervadura central de la quillamuy pronunciada y de soporte, con las dos nervaduras laterales que comienzan no al final de laproa, sino aproximadamente un tercio más atrás respecto a la eslora del barco. Con este tipo decascos se obtiene un impacto más suave sobre la ola porque corta con su parte central el agua yforma un surco no excesivamente profundo, con el fin de que las dos nervaduras lateralesintervengan a su debido tiempo y sirvan como estabilizadores de soporte.LOS CASCOS DE GOMA.Se trata de un panel que se tensa por la presión misma del aire de los flotadores y por una quilla decontrachapado o de una cámara de aire más en la parte central del fondo que sirve de larguero dequilla, el casco de un bote de goma no puede ser nunca perfecto por lo que respecta a sucomportamiento en el mar. Es una copia de la carena en „V‟ y el diedro de popa está determinadopor el espejo en contrachapado que perfila de una forma naturalmente rígida el arranque de popadel panel que configura el fondo de la lancha.CASCOS DE KAYAKSExisten unos cuantos términos utilizados para describir las diversas formas del casco, el diseño ylas características que determinan el rendimiento de un kayak y su "personalidad". “California con plano de “California con plano de “Plano de banda banda redondeada”. banda recta”. redondeados”. „Bandas Flare Side‟. „Bandas Rectas o Straight ‟. „Casco Plano o Flat Hull‟. „Banda donde las líneas de„Planos de banda rectos con „Casco con estabilizadores flotación decrecen hacia banda tradicional‟. laterales‟. cubierta‟
  • 7. 3 – OTROS TIPOS DE CASCOS.HIDRO ALA O JET FOIL.El casco de un barco normal se mantiene a flote en virtud del principio de Arquímedes, es decir, sehunde en el agua hasta que desplaza un volumen de agua cuyo peso iguala al del barco mismo.Este principio es adecuado para sostener el casco, pero ya no lo es tanto cuando se trata demoverlo.Cuando un barco se desplaza mediante hélicesdebe abrirse camino en el agua apartándola yamontonándola por delante; en esta situaciónexisten dos posibilidades: franquear el montón deagua que hay delante, o esperar a que éste sedisperse en forma de ola. Esta segundaalternativa es la que siguen normalmente loscascos del tipo desplazante. El inconveniente deeste método consiste en que la ola se aleja haciaadelante con una velocidad proporcional a la raízcuadrada de la longitud del casco de laembarcación. Únicamente cascos muy largos, Hidroala- Ferry para pasajeros.como los de los grandes barcos, pueden moverse con la velocidad adecuada. Para superar lavelocidad de la ola es necesario consumir mucha energía y la navegación en estas condiciones yano es conveniente.El hidroala resuelve el problema de la resistencia de la ola elevándose por encima del agua ymanteniendo sumergidas unas alas o patines que lo sostienen mientras la velocidad sea lo bastantealta. Como las olas no golpean el fondo del casco tienen poca influencia sobre el equilibrio del barcoy la navegación. A bajas velocidades funciona como un barco normal capaz de flotar y moverselentamente en el agua, lo que es necesario para maniobrar en un puerto o permanecer fondeado.Cuando el casco se mueve lentamente en el agua, el efecto de las alas no se percibe; pero cuandolos potentes motores impulsan la embarcación con velocidad suficiente, las alas funcionan como lasde un avión y levantan el hidrofoil por encima del agua.Las alas de un avión, cuando se mueven en el aire, consiguen que éste, deslizándose alrededor desu perfil, se comprima por debajo y se expansione por encima. De este modo el ala es aspirada hacia arriba y el avión se sostiene en el aire. El ala sumergida del hidrofoil actúa de la misma manera, pero al ser el agua unas 750 veces más densa que el aire, con unas pequeñas aletas y velocidades mucho menores, genera la fuerza de sustentación que levanta el casco por encima del agua. Un complejo sistema electrónico mide los cambios en la situación del mar y produce las pequeñas y rápidas rotaciones de las alas que mantienen al barco en equilibrio. Mientras el casco permanece elevado, es necesario que la hélice permanezca sumergida a Tipos de „Hidrofoils‟. cierta profundidad. Si se emplea un sistema de propulsión a chorro la potencia es generada porunas turbinas de gas de tipo aeronáutico modificadas. El agua se extrae de la toma situada en elbrazo central de sostén de las alas posteriores y se bombea hacia atrás a nivel de la superficie oincluso por encima de ella hacia el aire.EL PLANEOCuando un barco planea, su casco esta fuera del agua desapareciendo el desplazamiento ymanteniéndose sobre el agua a pesar de su peso por la presión de la superficie del casco sobre lasuperficie del agua. El fenómeno es el mismo al del patín de un esquí acuático.La sustentación se efectúa únicamente sobre una superficie (la superficie exterior del casco) adiferencia del ala de un hidrofoil o de un avión en donde ambas caras contribuyen a la sustentación.Cuando esta sustentación debido a la presión sobre el casco alcanza el peso del barco, este saledel agua lo que a su vez reduce la superficie mojada y por tanto disminuye la resistencia. Por elloaumenta la velocidad, lanzándose el barco a toda velocidad. Por esta misma razón se entiende quees necesario utilizar más potencia para iniciar el planeo, que para mantenerlo.La mejor forma de un casco para el planeo es la de una superficie totalmente plana, como la de losesquís acuáticos, pero un barco con esta forma de casco sería un auténtico suplicio durante el pasode olas, por lo que se adopta un compromiso con una forma de „V‟ que aunque no es ideal para elplaneo, permite afrontar las olas con más seguridad y comodidad.
  • 8. Cabe diferenciar tres tipos de carena: de planeo, desemiplaneo y de desplazamiento.Se considera un barco con carena de desplazamientocuando la cantidad de agua que desplaza al avanzarno varía mucho con respecto al agua desplazadacuando está en reposo. Es decir, el casco estásumergido siempre por un igual. Como ejemplo decascos de desplazamiento: la mayoría de los veleros,los buques comerciales, los pesqueros y los grandesyates a motor.El caso contrario es el de los barcos de planeo que,por el diseño de la carena y a la potencia motrizinstalada, navegan con la mayor parte del casco fueradel agua. Las lanchas y las embarcaciones deportivas Distintas secciones transversales ypertenecen a este grupo. perfiles, según los tipos de carena.Entre ambos grupos se encuentran los barcos desemiplaneo o de semidesplazamiento. Se trata de barcos que al avanzar evolucionan con una partedel casco fuera del agua, pero con otra en el interior. Aproximadamente un 50% del desplazamientodisminuye cuando se encuentran en una posición de máximo planeo. Algunas cabinadas y un buennúmero de cruceros se encuentran en este grupo. La elección del tipo de casco debe efectuarse enfunción del tipo de navegación que se vaya a realizar.Un casco de desplazamiento es lento, pero seguro, y suele ofrecer una gran autonomía; casisiempre puede navegar a la misma velocidad. Por el contrario, un casco de planeo está diseñadopara correr y planear. La gran potencia que se necesita para el planeo implica menor autonomía,pero planear por encima de la superficie del agua es la única manera de alcanzar esas velocidades.Esas prestaciones serían impensables en un casco de desplazamiento. Con una carena desemidesplazamiento se consiguen prestaciones intermedias, de modo que la utilizan muchoscruceros y cabinadas de eslora media.LOS REDANESSe conocen como tales a los realces longitudinales instalados simétricamente debajo delcasco.Los instalan los cascos de planeo ysemiplaneo con la finalidad de contribuir a lasustentación del barco fuera del agua. Noaumentan la superficie de contacto con elagua, sino que la disminuyen, lo que permitemayores velocidades; también contribuyen amantener la estabilidad direccional, incluso enlos giros.Los redanes longitudinales pueden recorrer lacarena del barco hasta la popa o no. Si seprolongan hasta la popa o muy cerca de ella, Diferencia de superficie mojada entre una carenasuele ser porque el barco pretende altas que cuenta con redanes longitudinales yprestaciones y una trazada muy precisa en los otra que carece de ellos.giros; si, por el contrario no llegan todos los redanes, es porque se pretenden giros más suaves.También existen los redanes transversales. Se aplican a los barcos de muy altas prestaciones,lanchas rápidas para el esquí o la competición. Los redanes transversales suponen una reducciónaún mayor de la superficie mojada del casco y, en consecuencia, la posibilidad de alcanzar mayorvelocidad. Muy pocos astilleros en todo el mundo los aplican a sus modelos.HOVERCRAFT O AERODESLIZADOR.Un aerodeslizador, también designado con el término inglés hovercraft, es un vehículo que sesustenta al lanzar un chorro de aire contra una superficie que se encuentra debajo de él; estogenera un colchón de aire o cojín de aire, que le permite, en principio, moverse sobre cualquiersuperficie horizontal lo suficientemente regular, como llanuras, sobre el agua, la nieve, arena o hielo,sin estar propiamente en contacto con ella. Algunos pueden desplazarse a velocidades superiores alos 150 km/h.Propiamente, un aerodeslizador se clasifica como una aeronave, puesto que se sostiene y sedesplaza completamente en el aire; en tal ámbito, pertenece a los aerodinos sustentados porreacción directa (el mencionado colchón de aire), ya que la acción directa de la fuerza creada por elchorro de aire eyectado contra una superficie, genera una reacción hacia arriba, la cual es losuficientemente fuerte como para separar al aerodeslizador de la superficie en cuestión.
  • 9. Generalmente, los aerodeslizadores tienen dos o más motores separados (aunque algunos, como elSR-N6, tienen tan sólo un motor con la caja de cambios dividida). Uno de los motores mueve la olas hélices responsables de levantar el vehículo al impeleraire por debajo de la nave; y uno o más motoresadicionales se usan para dar movimiento al vehículo en ladirección deseada.Actualmente, los aerodeslizadores prestan servicio entodo el globo, tanto para uso civil como militar. Sonutilizados como transbordadores sobre ríos y estrechos;como herramientas de trabajo en lagos, ríos, pantanos ymares; como vehículos de auxilio e incluso como Aerodeslizador de pasajeros finlandésvehículos de desembarco de tropas militares. Se usan „Hiivari‟ estacionado en el puerto.oficialmente por dependencias gubernamentales de todoel mundo, como Guardias Costeras, Forestales y de Incendios, Institutos de Geología y ciencias delAgua, Escuadrones de Salvamento, Desastres Naturales y Desinfección.Hoy en día, existe un número cada vez mayor de compañías especializadas en la fabricación deaerodeslizadores utilizando técnicas de construcción a nivel profesional. También es creciente lacantidad de aerodeslizadores autoconstruidos y del tipo "para armar" con fines mayoritariamenterecreativos y competitivos. Así mismo, en lugares como Europa, se organizan carreras ycampeonatos, no patrocinados, pero que cuentan con una afición creciente. En estos campeonatoslos aerodeslizadores llegan a alcanzar velocidades superiores a los 150km/h.Su altísima velocidad, maniobrabilidad, gran capacidad de carga, versatilidad, insensibilidad a laconsistencia de la superficie sobre la que se desplaza, invisibilidad al radar y al sonar (en lasversiones militares), el hecho de no dejar huellas, unido todo a su bajo costo de mantenimiento,convierten a los aerodeslizadores en un medio de transporte único.CATAMARANES Y TRMARANES. a) CATAMARÁN.Es un tipo de embarcación o buque que consiste endos cascos unidos por un marco. Pueden serpropulsados a vela o motor.A partir del concepto que representa este tipo debuque, surgieron nuevas propuestas, diseños ypatentes que han dado lugar a los conocidos comoFOILCAT o los WAVE-PIERCING de dos cascosflotantes.Aunque los mismos principios de navegación seaplican tanto a los veleros monocascos tradicionalescomo a los catamaranes, éstos tienen algunaspeculiaridades, como por ejemplo: Catamarán RO-PAX de alta velocidad de - Tienen una velocidad promedio mayor. nombre „Bissat‟. - Al ser más estables, el riesgo de rotura del mástiles mayor.La mayor parte de los buques de pasaje tipo catamarán que encontramos hoy en día destinados altransporte combinado de pasaje y vehículos son unidades de alta velocidad con velocidades deexplotación superiores a los 20 nudosMayoritariamente tenemos veleros de dos cascos al hablar de yates catamaranes. No obstante, undesarrollo relativamente reciente en el diseño del catamarán ha sido la introducción del catamaránmotorizado.Uno de los progresos más grandes durante la década pasada ha sido la llegada del catamarán almundo de los grandes yates, con multicascos de más de 60 pies de eslora, generalmente diseñospersonalizados.Dentro del mundo de los mega yates (buques de recreo de más de 24 metros de eslora), el uso delcatamarán es una opción prácticamente residual, destacando el yate MOECCA.En el campo de la alta competición, el catamarán, al igual que el trimarán de vela, se ha convertidoen uno de los protagonistas en las regatas oceánicas. El más grande, PlayStation, de Steve Fossett,era de 125 de largo y tenía un mástil que era 147 sobre el agua. Virtualmente todos los megacatamaranes nuevos fueron construidos en fibra de carbono para mayor resistencia y menor pesoposible. Las velocidades máximas de estos barcos pueden exceder los 50 nudos. Toma hasta unaño terminar la construcción de uno de estos estupendos catamaranes y representan el enormeavance producido en el diseño de este sector.
  • 10. b) TRIMARAN.Es un barco multicasco que consta de un casco principal (vaka) y dos flotadores más pequeños(amas) atados al lado del casco principal con puntales laterales (akas). Este tipo de barco esprincipalmente utilizado para la recreación y carreras a la vela.Los barcos multicasco de vela (catamaranes y trimaranes) han cobrado mayor presencia a partir delas décadas de 1960 y 1970. Los trimaranes modernos con fines recreativos están arraigados a latradición de construirlos en casa como otros multicascos, aunque en la actualidad existe un númeromás o menos amplio de modelos comerciales.El diseño del trimarán también ha sido ampliamente utilizadocomo transporte de pasajeros. En el año 2005, el trimaránBenchijigua Express de unos 127 m de eslora y con unacapacidad de transportar 1280 pasajeros y 340 automóviles, oel peso equivalente, alcanza velocidades de hasta 40 nudos.En el tiempo en que se puso en servicio, este bote fue el demayor envergadura en todo el mundo.El trimarán también ha servido de inspiración para modernosbarcos de guerra. El RV Triton fue encargado en el año 2000a la compañía británica QinetiQ, especializada en cuestionesde defensa. Cinco años más tarde, en octubre de 2005, la „BMW – Oracle‟ (nuevo trimarán).Marina de los Estados Unidos hizo lo propio, pero en ese caso, el diseño y la construcción deltrimarán quedó a cargo de Austal (compañía estadounidense).Los trimaranes presentan varias ventajas en comparación con los monocascos (botesconvencionales de un solo casco). Dados un monocasco y un trimarán de la misma eslora, elsegundo tiene menor resistencia a la corriente, mejor estabilidad y un área de contacto menor en elcasco de la nave. Además, dadas sus dimensiones, el trimarán no necesita la pesada quilla lastradade un monocasco. Como resultado de lo anterior, los trimaranes son un tipo de naves ideales paranavegar en aguas turbulentas, y mantienen mejor estabilidad frente a fuertes corrientes de viento.Sin embargo, su longitud los hace un poco difíciles de maniobrar, y los cascos angostos proveen unmenor espacio que un monocasco del mismo tamaño.Debido a que el momento de adrizamiento (la fuerza que resiste la fuerza de torsión opuesta delviento en las velas) es producido por los flotadores laterales y no por una quilla profunda y pesada,los trimaranes son más ligeros, y por lo tanto más rápidos, que un buque monocasco de la mismalongitud. La mayoría de los trimaranes son incapaces de virar súbitamente, debido precisamente alos flotadores laterales, pero en cambio pueden alcanzar grandes velocidades.En buques propulsados a motor, la principal dificultad es el escaso espacio del que se dispone enla cámaras de maquinas, debido a la pequeña manga de los cascos. En estos casos, se puedeoptar por:1.- Instalar toda la potencia propulsora en los cascos laterales.2.- instalar roda la potencia propulsora en el casco central.3.- Repartir la potencia entre el casco central y los laterales.
  • 11. 4 – MATERIALES MÁS UTILIZADOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE CASCOS DEFLOTACIONES.- BARCOS DE MADERA.Un casco de madera es bello, pero siempre requerirá un mantenimiento alto especialmente sitenemos el barco en una base en los trópicos. Por ello cada vez hay menos barcos de madera y losprofesionales que trabajan correctamente este material van desapareciendo poco a poco. A pesarde ello, el moldeado en frío de la madera con nuevas resinasepoxis, está logrando un nuevo resurgir para este material yaque se obtienen pesos bajos y coste comedidos. El resultadoson cascos no demasiado resistentes para las condicionesextremas que necesita un yate oceánico.Algunos tipos de construcción de madera incluyen:Carabela, en el cual un casco liso está formado por tablonesde madera atados a un marco. Los tablones pueden serencorvados en el corte transversal como bastones de barril.Los tablones de carabela generalmente son calafateados conespuma o algodón que se coloca en las juntas de los tablonesy se cubre con alguna sustancia de prueba de agua. Estotoma su nombre de un tipo de barco arcaico y como se cree,ha provenido de el Mediterráneo. Yate de recreo con casco deOtro método de construcción de barcos de madera es madera.lapstrake, una técnica originalmente identificada con losvikingos, en la cual los tablones de madera son fijados uno con otro con un traslapo leve que esbiselado para un ajuste apto. Los tablones pueden ser unidos mecánicamente el uno al otro conremaches de cobre, uñas de hierro inclinadas, tornillos o con pegamento. A menudo, marcos demadera doblados a vapor son encajados dentro del casco. Esta técnica es conocida como clinker enGran Bretaña y también como construcción ajustada. También existe el método de usar planchas deplywood fijas a un marco. El chapeado puede ser laminado en un casco redondo o usado enplanchas solas. Estos cascos generalmente tienen uno o varios lomos. Un método de construcciónde barcos de paneles de plywood es conocido como el método de puntada-y-pegamento, donde lospaneles prefabricados de plywood son pegados en el borde y reforzados con fibra de vidrio sin elempleo de un marco. Cables metálicos o plásticos encorvan los paneles planos en formastridimensionales curvadas. Estos cascos generalmente tienen uno o varios lomos.- BARCOS DE FERRO-CEMENTO.Material muy utilizado en los años 70, se caracteriza por unoscostes muy bajos de materiales en la producción del casco. Pero alser solo aplicable al casco, la repercusión sobre el coste total delbarco no es tan espectacular como en principio pudiera parecer. Esbastante seguro para navegación oceánica y su mantenimientoparecido al de los cascos de fibra, y en cualquier caso mucho másbajo que el de los cascos de madera o de acero, pero más alto queel del aluminio.Son cascos pesados y con relativamente poca reserva deresistencia en caso de, por ejemplo, una colisión, y de nada valemejorar en el diseño avanzado en hidrodinámica para luegomalgastarlos con un material poco adecuado. Los cascos de ferro-cemento deben tener una capa aislante en su interior, y unamanera cómoda y fácil para conseguirlo suele ser el uso deespumas de de poliuretano. Actualmente está relegado a unaconstrucción tipo „amateur‟ y la mejor manera de garantizar una Embarcación de Ferro-buena compra consiste en conocer bien la técnica constructiva, cemento.poder certificar que el barco ha navegado por todos los maresincluso en malas condiciones y que no ha sido recientemente pintado, para posiblemente esconderalguna reparación estructural peligrosa y siempre de complicados resultados.El peso de un barco de ferro-cemento terminado es comparable con el de un barco tradicionalmenteconstruido en madera. Como tal, ellos a menudo son construidos para ir más despacio. Los cascosconstruidos correctamente de ferro-cemento requieren de mas mano de obra que el acero o la fibrade vidrio, así hay pocos ejemplos de astilleros comerciales que usan este material. La inhabilidad deproducir barcos de ferro-cemento en masa ha conducido a tener pocos ejemplos alrededor. Muchosbarcos de ferro-cemento construidos en patios traseros tienen un estilo áspero, grumoso, que ha
  • 12. ayudado a dar una pobre reputación al material. El método de ferro-cemento es fácil de hacer, peroes también fácil hacerlo mal. Esto ha llevado a algunos desastrosos barcos construidos en casa‟.Los barcos de ferro-cemento correctamente diseñados, construidos y enyesados tienen cascos lisoscon líneas finas, y por lo tanto a menudo se confunden con barcos de madera o fibra de vidrio. - BARCOS DE FIBRA DE VIDRIO. (Plástico Reforzado por Cristal o GRP)Por mucha diferencia es el material más utilizado y por muchas razones. Para grandes tiradas de unmismo barco la fibra es el tipo más económico y de acabado impecable, permitiendo realizarcubiertas, mamparos y distintos elementos interiores en el mismo material. Muchos modelos en fibrason fabricados teniéndose en cuenta que navegarán pocos días al año y que pasarán la mayorparte del tiempo en el amarre. Es relativamente sencillo y barato construir cascos de fibra que nodeban soportar muchos esfuerzos estructurales. Pero si son sometidos a esfuerzos intensos, laszonas sometidas a mayor estrés comenzarán a deteriorarse y partirse debido al sometimientorepetido de altas tensiones como las producidas en, por ejemplo, unvelero. No suelen degenerar en roturas trágicas pero requierencaras reparaciones. Los mejores cascos en fibra utilizanrefuerzos estructurales de acero inoxidable unidos y laminadoscon la propia resina que suele ser de tipo epoxídica o vinílicas(vinyl-Ester) ya que estas suelen ser de mejor calidad ypropiedades. Son pocos los astilleros que utilizan este tipo deresinas epoxis frente a la tradicional de poliéster debido a suelevado precio.Para esloras superiores a los 13 metros, si se pretende obtenerun casco de alta calidad con sus debidos refuerzos estructuralesy máximas calidades en las resinas, y si además no se producenmuchos barcos del mismo modelo, los costes de la fibracomienzan a igualarse con los de un casco de acero o dealuminio.Los cascos de fibra utilizan sándwich de madera de balsa oespuma entre dos capas de fibra de vidrio, para reducir peso,especialmente en las cubiertas, pero esta técnica debe cuidasemucho especialmente si taladramos el casco o la cubierta para Revestimiento interior de GRP.la colocación de instrumentos o distintos elementos. Debemosevitar que tales perforaciones permitan la introducción del agua entre las capas hasta alcanzar el laespuma o la balsa, ya que daría lugar a una lenta pero inexorable des-laminación. Las reparacionesa posteriori pueden llegar a ser muy caras.- COMPUESTO:Mientras GRP, madera, e incluso cascos de hormigón son técnicamente hechos de materialescompuestos, el término "compuesto" a menudo es usado para plásticos reforzados con otras fibrasademás de cristal. Moldeado en frío se refiere a un tipo de construcción de cascos únicos que usandelgadas tiras de madera aplicada a una serie de formas en ángulos de 45 grados a la línea central.A menudo llaman a este método la diagonal doble porque un mínimo de dos capas esrecomendado, cada una ocurriendo opuesta a ángulos de 45 grados. "El moldeado en frío" es ahoraun término relativamente arcaico porque el contrastante método de construir barcos "moldeadocaliente", en el cual se usaban hornos para calentar y curar la resina, no ha sido usadoextensamente desde la 2da. Guerra Mundial. Ahora casi toda la curación es hecha a temperaturaambiente.- BARCOS DE ACERO.El acero es el material por excelencia de los grandes barcos dada su extraordinaria dureza, aunquea veces los cascos de aluminio bien diseñados puede llegar a ser más duros que estos en lapráctica. Los tratamientos anti-oxidación son fundamentales y delicados ya que de ellos dependedirectamente la duración del casco. Permite cualquier diseño por complicado que este sea sincomprometer por ello la resistencia final obtenida. Para un acabado de calidad deben ser limpiadoscon chorro de arena para dejarlos completamente desnudos de otras capas de pinturas, antes deaplicárseles las nuevas, y esto debe ser efectuado cada 5 o 10 años.
  • 13. El asilamiento térmico del casco en el interior es ungrave problema ya que en aguas frías se producenmarcados efectos de condensación y, por el contrario,en los trópicos se convierten en auténticos hornos. Laaplicación de espuma sin más está muydesaconsejada, pues aunque aísle el interior, puedeproducir condensaciones entre la capa aislante y lapared interior del casco, produciendo oxidacionesimposibles de localizar.Una importante ventaja es la de poder soldardirectamente distintos accesorio y elementos del barcoa la cubierta de acero o al casco sin tener por ello que Embarcación de Hierro tipo Panmax.perforar y producir de esta manera posibles pérdidas de estanqueidad. Los cascos de acero sonmucho más compactos y rígidos que los barcos de fibra o madera.- BARCOS DE ALUMINIO.El ratio de dureza/peso del aluminio es excelente,especialmente si tenemos en cuenta su ductilidad parapoder recibir impactos accidentales sin fracturarse. Loscascos de aluminio resisten mucho mejor que la fibra,los roces con el fondo, golpes y otros abusos. Sontotalmente inmunes al proceso de ósmosis, norequieren pinturas de ningún tipo al resistirextremadamente bien la corrosión. Los antiguosproblemas de electrolisis al actuar como ánodos enreacciones electrolíticas son perfectamente evitadosmediante la aplicación de principios básicos como lade la instalación de un ánodo de sacrificio de magnesio Casco interior de aluminio.o de zinc.La aleación utilizada es la 5086 o la 5083 que es menos resistente que el aluminio 6000 pero esmucho más estable frente a corrosiones. Al ser inerte frente al agua marina, el interior del cascopuede ser „tapizado‟ por una capa de 3 a 6 centímetros de espuma de poliuretano para conseguir unaislamiento efectivo frente a temperatura y ruidos. Son mucho más compactos que los cascos defibra y los distintos elementos de cubierta o del interior pueden ser directamente soldados evitandoperforaciones susceptibles de provocar pérdidas de estanqueidad. FICHA TÉCNICA – ALUMINIO Tipo % Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Otros Al Min. O,40 4,00 0,05 Ti+Zr 5083 0,40 0,40 0,10 0,25 0,15 0,15 Resto Max. 1,00 4,90 0,25 0,20 Min. 0,20 3,50 0,05 5086 0,40 0,50 0,10 0,25 0,15 - 0,15 Resto Max. 0,70 4,50 0,25CASCOS EN CRUCEROS OCEÁNICOS.Unos de los materiales más destacables para este tipo de embarcaciones es el aluminio por sudureza y bajo mantenimiento. La relación calidad/precio de una construcción en aluminio escomparable a la de una buena construcción en fibra de vidrio, o incluso con la del acero (si tenemosen cuenta el caro tratamiento anti-oxidación al que debe someterse este).Aunque los cascos de aluminio no necesitan pintarse en su obra muerta, al no ser susceptibles a lacorrosión, pueden pintarse con resultados excelentes y tan buenos como en cascos de acero o demadera, con una debida preparación previa. Naturalmente la obra viva debe quedar protegida poranti-incrustantes así como anti-derrapantes en la cubierta.Los materiales más utilizados para la construcción de cascos son la madera, la fibra de vidrio, elferro-cemento, el acero y el aluminio. El hecho de que muchos armadores continúen comprando ynavegando en barcos de todos estos tipos de materiales simplemente demuestra que los factores atener en cuenta para la elección del material son muy variados y que todos tienen sus pros y suscontras. Existen elementos subjetivos como la estética, la familiaridad con un material ya conocidoque se superponen a los aspectos concretos de dureza, mantenimiento, seguridad, coste odurabilidad.
  • 14. 5 – REQUERIMIENTOS EN LA SELECCIÓN DE LOS MATERIALES.A continuación se enumeran las propiedades de los materiales más importantes de los miembrosresistentes de la estructura de un buque:a) RELACIÓN RESISTENCIA V/S PESO:El peso específico de un material es frecuentemente una característica crítica, así el pesoestructural es una de las de mayor consideración en el diseño.En muchos casos, esto no es así absolutamente sino que también la razón resistencia/peso,representada por la relación entre el esfuerzo de fluencia del material y el peso específico de éste.Este parámetro es usualmente empleado en casos en donde se desea mantener un cierto nivel deresistencia mecánica para un mínimo peso estructural.b) TENACIDAD A LA FRACTURA:Corresponde a la habilidad del material para absorber energía de deformación plástica antes defracturarse.Este factor comienza a ser un problema crítico cuando una estructura está sometida a bajastemperaturas.c) RESISTENCIA A LA FATIGA:Cargas las cuales no causan fractura en una simple aplicación pueden resultar en fractura cuandoson aplicadas repetidamente.El mecanismo de falla por fatiga es complejo pero básicamente involucra la iniciación de pequeñasgrietas, usualmente en la superficie y el subsecuente crecimiento bajo el mecanismo de repeticiónde cargas.d) RESISTENCIA A LA CORROSIÓN:Los materiales usados en componentes estructurales expuestos al agua de mar y otros ambientesdeben tener una adecuada resistencia al inicio de la corrosión.La corrosión es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con elambiente.El agrietamiento por corrosión esfuerzo es por otra parte la fractura del material bajo la presencia deambos, esfuerzo y ciertos ambientes nocivos.e) OTRAS PROPIEDADES:Otras características del material que deben ser consideradas son:- Fácil fabricación.- Soldabilidad.- Durabilidad.- Mantenimiento.- Confiabilidad.- Costo.CONCLUSIÓN.En los últimos 40 años se ha extendido el uso de aceros de alta resistencia en la construcción debuques, siendo utilizado especialmente en los buques más grandes, pero que requieren de normasmás específicas de diseño y construcción.Asimismo, muchas normas de construcción y especificaciones de los aceros han debido revisarse eincorporarse en el tiempo, a fin de evitar errores importantes derivados del conocimiento de ciertaspropiedades del acero y de las estructuras soldadas. Mejorar la resistencia del acero sin afectar sutenacidad, ha sido entonces el principal desafío para los metalurgistas en todo el mundo.Para ello se ha recurrido a dos principios básicos: Reducir el contenido de carbono tanto como seaposible y en su reemplazo incorporar elementos tales como manganeso, níquel y cromo, asociadoscon tratamientos de templado y revenido.Posteriormente, controlar el tamaño de grano en los aceros estructurales y permitir la precipitaciónde ciertos compuestos, no sólo para lograr un buen límite de fluencia sino que también paradesarrollar una adecuada resistencia al impacto y excelente soldabilidad.
  • 15. 6 – LA CORROSIÓN EN EL CASCO DEL BUQUE.La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímicopor su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienenlos materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosiónesté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugardependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad delfluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales encuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosiónmediante otros mecanismos.La corrosión será tanto mayor cuanto mayor sea la conductividad delelectrolito. En agua salina, por ejemplo, que tiene una conductividadalta, cualquier proceso corrosivo se verá incrementado en actividad yen velocidad. Un agua dulce será poco conductora, por lo que la Superficie corroída.corrosión será más lenta y menos activa en relación al primer caso.1.- CORROSIÓN EN EL CASCO DEL BUQUE:Todos los tipos básicos de corrosión pueden ocurrir en el agua de mar . Lo que se encuentrafrecuentemente en la corrosión del casco del buque es el ataque localizado en determinadas zonasdel componente metálico, permaneciendo inalteradas las restantes.Los tipos más comunes de corrosión suelen ser:- Corrosión Uniforme.- Corrosión Galvánica o Bimetálica.- Corrosión Localizada.- Corrosión Intergranular.- Corrosión Selectiva.- Corrosión Por Organismos Microbiológicos.De los cuales, los de mayor consideración son:- GALVÁNICA O BIMETÁLICA:Siempre que se unen dos metales o aleaciones diversas tiende a lacorrosión el más electro-negativo de los dos y tanto másintensamente cuanto más distanciados se encuentran ambosmetales en la serie galvánica. Este es el caso generalizado del pargalvánico hélice (bronce) y casco (acero); y el existenteantiguamente en buques con remaches.  Serie galvánica (de mayor a menor): Platino, oro, grafito, titanio, plata, níquel, bronce, latón, cobre, estaño, plomo, acero inoxidable, hierro de fundición, acero galvanizado, aleaciones de aluminio, zinc, magnesio y Corrosión galvánica – aleaciones de magnesio. „Ánodo de Sacrificio”.- POR ORGANISMOS MICROBIOLÓGICOS:El factor biológico puede tener una influencia importante en elfenómeno de la corrosión marina, siendo decisivo en el casco de losbarcos, en donde, además de originar corrosiones en el casco, ofreceimpedimentos a su movimiento.La existencia del „ensuciamiento‟ en los fondos del casco de un buquees perjudicial, no solo para la integridad del acero, pues una vez que losorganismos incrustados se desprenden se llevan con ellos las capas depintura dejando el metal al descubierto, sino también para eldesplazamiento del barco, por el aumento del coeficiente de fricción Severas incrustacionesrespecto al agua de mar. biológicas en la hélice.
  • 16. 2.- FACTORES DETERMINANTES DE LOS MECANISMOS DE CORROSIÓN DEL CASCO DEBUQUE:- SALINIDAD:De unos mares a otros, las variaciones en la salinidad no son muy acusadas. La salinidad del marestá comprendida entre el 33% y el 37 %, dependiendo del lugar geográfico y de las condicionesclimatológicas.- TEMPERATURA:La temperatura del agua de mar varía en función de la estación del año y de la posición geográficadel lugar. Los valores oscilan entre -2ºC y 35ºC.Las velocidades de corrosión, previsiblemente más elevadas en aguas calientes tropicales, se vanamortiguando por la existencia en este tipo de aguas del abundante crecimiento de organismosmarinos, lo que lleva consigo una reducción del oxigeno en la superficie metálica. Tabla – corrosion en funcion de la tempertatura.- OXIGENO:Debido al alto pH del agua de mar, el agente oxidante es por excelencia el oxigeno disuelto.La reducción del oxigeno disuelto está directamente relacionada con el proceso de oxidación delmetal, y por lo tanto, todos los factores que influyen en la relación de oxígeno con la superficie delmetal, influirán en el comportamiento de la corrosión .Las velocidades de corrosión para los aceros de los buques son más severas cuando el sistematiene oxígeno en abundancia.- PROFUNDIDAD.La velocidad máxima de corrosión del casco del buque se presenta en la zona de salpicaduras. Estoes debido a que el metal en esta zona, está continuamente mojado por una delgada capa de aguade mar, altamente aireada.Las burbujas de aire disuelto en el agua de mar tienden a hacer más destructiva la corrosión, aleliminar las películas de protección y recubrimientos.Otros factores determinantes en la corrosión también son:- AZUFRE.- CLORUROS.- VELOCIDAD DE FLUJO.
  • 17. Referencias Bibliográficas“Tipos de proa y popa” http://www.todomonografias.com/nautica-y-de-lo-naval/elementos-del-buque/“Los Cascos (Pág. 84)” http://es.scribd.com/doc/53479230/128/El-Casco-Plano“Cascos de Kayaks” http://www.kayakfishingcanarias.com/index.php?topic=2870.0“Planeo” http://www.fondear.org/infonautic/barco/Barco_Navegando/Planeo/Planeo.htm“Hidro ala o Jet Foil” http://www.facebook.com/topic.php?uid=210644545324&topic=11013 http://grupob-romena.blogspot.com/2010/10/el-hidrofoil.html http://www.fontem.com/archivos/68.pdf“La Carena – Los Redanes” http://www.masmar.com/articulos/art/119,15,8.html“Aerodeslizador” http://es.wikipedia.org/wiki/Aerodeslizador“Catamarán” http://es.wikipedia.org/wiki/Catamar%C3%A1n“Trimarán”http://es.wikipedia.org/wiki/Trimar%C3%A1n“Materiales en la Construcción Naval” http://www.fondear.org/infonautic/barco/Diseno_Construccion/Mat_Cascos_Oceanicos/Mat_Cascos_Oceanicos.htm http://www.fondear.org/infonautic/barco/Diseno_Construccion/Cascos_Acero/Cascos_Acero.asp“Selección de Materiales” http://www.google.com.ar/url?sa=t&source=web&cd=3&ved=0CCYQFjAC&url=https%3A%2F%2Fwww.u-cursos.cl%2Fingenieria%2F2008%2F1%2FME42A%2F1%2Fmaterial_alumnos%2Fobjeto%2F15933&ei=XFMkTqubLMm1twfRvZCnAw&usg=AFQjCNH56cNFaoR-IaL9ZIrpfk9ouvIqNA http://www.revistamarina.cl/revismar/revistas/1999/2/ortuzar.pdf“Corrosión” http://materias.fi.uba.ar/6713/NUEVE%20FORMAS%20DE%20CORROSION.pdf http://html.rincondelvago.com/corrosion_1.html http://html.rincondelvago.com/corrosion-del-casco-del-buque.html