Quilla Roda y Codaste

Quilla Roda y Codaste.

QuillaLa quilla es el elemento central del fondo del buque, la cual contribuye sustancialmente a la resistencia longitudinal, al mismo tiempo que es un elemento bsico de distribucin de esfuerzos locales causados durante la construccin del buque, ya que ha de soportar prcticamente la totalidad del peso del mismo. Cuando al buque se le efectan reparaciones en seco, ser la quilla el elemento de apoyo y por lo tanto de distribucin de esfuerzos al resto de la estructura.La quilla, dependiendo del tipo de buque y por lo tanto de la estructura del mismo, puede tomar varias formas, de las que son bsicas las siguientes:a. Quilla horizontal.b. Quilla de barra.Ambos tipos de quilla suelen ir acompaados de una quilla vertical. La quilla horizontal consiste en la traca de fondo central (figura 1.b), la cual suele tener espesores superiores a la traca de aparadura. La quilla vertical ir soldada sobre ella directamente por ambos lados, y ser continua y sin aligeramientos.La quilla de barra o maciza (figura 1.a), es una llanta rectangular, que se sita en la lnea de cruja y a la que se soldarn las tracas de aparadura. Este tipo tambin suele ir acompaado de quilla vertical sobre ella.

La utilizacin de una u otra forma de quilla depende bsicamente del tipo de buque y as los Pesqueros, Remolcadores, etc., suelen usar de barra, mientras que los dems, en construccin moderna, la tienen de tipo horizontal.Aparte de estos tipos bsicos, existen combinaciones entre ellos para formar quillas ms resistentes y complejas en su construccin, siendo la ms usada la denominada "quilla de cajn", compuesta por una quilla horizontal y dos verticales separadas equidistantemente de la lnea de cruja y la traca central del forro interior o tapa del doble fondo (figura 2).

Este tipo de quilla es muy comn en buques con doble-fondo, en los que se usa el mismo para tanques, bien de combustible o lastre, que requieren un servicio de tuberas que se alojarn en esta quilla de forma que no interrumpan los espacios de bodegas y sean al mismo tiempo fcilmente visitables. En el interior de la quilla de cajn han de disponerse refuerzos transversales, los cuales darn continuacin a las varengas, denominndose "varenguetas" o tambin "falsas varengas".La estructura de la quilla vertical, adems de las misiones de resistencias, cumple una funcin de compartimentacin del fondo, principalmente en dobles-fondos, o de interconexin de otros elementos estructurales, como es el caso de hacer intercostales a las varengas en el centro del buque, evitando de esta forma uniones entre trozos de varengas en forma de plancha. Por otra parte la altura de la quilla vertical define la altura de la estructura del fondo, tanto cuando es sencillo como cuando es doble fondo, teniendo en los casos de buques con Astilla Muerta una mayor altura y por lo tanto resistencia que el resto de los elementos longitudinales, y similar a estos en los casos de fondo plano. La quilla vertical puede as mismo absorber el asiento de proyecto con el fin de hacer horizontal el piso de la bodega.Como casos especiales se pueden hacer quillas combinacin de horizontal, vertical y de barra, siendo esta superpuesta sin interrupcin de la horizontal (figura 3). Esta solucin es tomada cuando se requiere de un aumento en la resistencia longitudinal y una estructura del fondo continua.

RodaLa roda se define como el elemento terminal o de cierre del casco en la proa, estando formada por piezas que se unirn e identificarn con el forro exterior del buque y elementos del soporte del mismo.La forma y distribucin de elementos depender de:a) Tamao del buque.b) Forma de construccin.Ambos puntos estn ntimamente ligados y aunque no en toda su extensin, se puede decir que la forma de construccin es funcin del tamao del buque.La roda puede ser construida mediante el trabajo en fro de planchas (acero laminado), en caliente (acero forjado) o bien por fundicin de la pieza entera en un molde al respecto (acero fundido). Estos tres tipos de construccin definen estructuras muy distintas e incluso crean soluciones constructivas y resistencias diferentes.La roda de acero laminado o forjado, cuya constitucin es muy similar en ambas, est formada por un conjunto de planchas curvadas y soldadas entre s, que crean la estructura del forro y una serie de elementos de refuerzo longitudinales y horizontales o transversales, segn la zona, dando resistencia al conjunto. Estos elementos de soporte pueden ser as mismo continuacin de los de la estructura del pique y por lo tanto no tener entidad propia en la zona de la roda.En la figura 4 puede observarse un detalle de roda armada o de acero laminado.

El elemento longitudinal de la roda suele ser continuacin de la quilla vertical y los refuerzos horizontales, denominados buzardas suelen tener continuacin con los palmejares o longitudinales de costado si existen.La roda fundida es una pieza enteriza, con estructura similar a la armada, es decir, con un forro exterior y reforzamientos horizontales y verticales que se conectarn al resto de la estructura. El escantilln suele ser mayor, debido a la ms baja resistencia del acero fundido frente al laminado.En la figura 5, se representa una roda de acero fundido.

En buques pesqueros por lo general la roda es similar a una quilla maciza, consistente en un perfil rectangular o redondo que toma la forma de la estructura y al que se sueldan directamente los forros exteriores de los costados, reforzndose mediante los elementos estructurales del pique. Este tipo de roda puede estar combinado con una armada y as en la parte baja de la carena, que es donde las formas son ms finas sera de tipo macizo, mientras que en la parte alta tomara la forma de teja con su reforzamiento propio; esta solucin podr observarse ms adelante cuando se vean los conjuntos estructurales de pique. Las formas ms usuales de roda maciza son las presentadas en la figura 6.

En buques de gran tamao, las formas de la roda sern llenas, e incluso dispondrn de bulbo de proa, lo que conllevar a rodas armadas o de acero laminado, ya que fcilmente se le podrn dar las formas con la maquinaria de trabajo en fro de planchas. El reforzamiento estar constituido por piezas del pique sin existir por lo tanto elementos propios, abarcando por ejemplo las buzardas un amplio espacio. Resumiendo, en estos casos la roda queda limitada a unas formas especiales del forro exterior sin entidad independiente en general.En buques de tamao mediano podrn existir tantos las rodas armadas como las fundidas, aunque la utilizacin de estas ltimas cada vez es ms reducida por la problemtica que presenta el moldeo y transporte de piezas tan grandes y estilizadas, al mismo tiempo que la unin por soldadura de materiales distintos no tiene la misma eficacia que con aceros iguales, lo que hace que uniones en zonas crticas estn debilitadas.Para buques pequeos, en general con eslora inferior a 100 metros, se suele casi siempre usar la maciza y cuando exista quilla maciza, la roda ser simplemente la prolongacin de la misma. Los nicos problemas que presenta este tipo de roda es la consecucin de una solucin apropiada de soldadura entre la barra y las planchas, aunque se puede decir que en la actualidad estn perfectamente logradas.CodasteSe define como codaste la pieza vertical o con poca cada que va desde el extremo de la quilla hasta la cubierta alta, cerrando la obra viva de la popa del buque.Existen dos tipos bsicos de codaste, dependiendo de la forma y piezas que lo componen y una estructura denominada falso codaste que en realidad es un soporte del timn.Por lo general cualquier tipo de codaste est formado por piezas fundidas y de acero laminado, que sern los elementos de soporte o nervios del mismo.El codaste completo es el que forma un marco cerrado, constituido por dos elementos verticales, ambos de acero fundido, denominados codaste popel y codaste proel o contracodaste, unidos por otros dos horizontales, el arco o superior, y la zapata o pie de codaste, el inferior. Todo el conjunto define el vano de la hlice.Este tipo de codaste es usual en los buques de una hlice, estando el timn soportado por el codaste mediante las hembras o salientes horizontales, que encapillan a los machos del timn; como continuacin de la zapata se sita la patilla o taln del codaste, que ser el ltimo soporte del timn. En el contracodaste y en el centro del mismo estar un ncleo taladrado para sujecin de la bocina de la hlice.La estructura de todo el conjunto descrito, como se indic anteriormente es de acero fundido, formado de una sola pieza o de varias soldadas entre s cuando sean de grandes dimensiones; a esta estructura se unir el resto de la siguiente forma:

La zapata suele disponer de un alargamiento hacia la proa que se unir a la quilla vertical y horizontal, disponiendo de unos nervios transversales para su unin a las varengas; el contracodaste se unir directamente con las planchas del forro exterior del costado, que deber curvarse para adoptar una perfecta interseccin, siguiendo este tipo de unin hasta el arco.No obstante ser el codaste completo el ms tradicional, el ms usado en la actualidad es el denominado "codaste abierto" consistente en una variedad del anterior en el que se ha eliminado el codaste popel, quedando el timn soportado exclusivamente por el taln y por un soporte superior. El vano de la hlice quedar por lo tanto limitado en la proa, arriba v abajo igual que en el completo, pero en la popa por el timn directamente. En este caso el timn no dispondr de machos sino que tendr un eje que lo atravesar a lo largo de un tubo o bocina.La construccin del codaste abierto es similar a la anteriormente descrita pudiendo darse los dos tipos representados en la figura 7, en la que el (a) est formado por una pieza completa y el (b) por una combinacin de piezas fundidas unidas por redondos, y de planchas de acero laminado.En cualquiera de los casos anteriormente considerados, la estructura del codaste ha de soportar el peso del timn, hlice y bocina, as como los esfuerzos dinmicos debidos al movimiento del timn y hlice y golpes de mar sobre la estructura. Circunstancialmente puede el buque varar la popa, por lo que el taln deber disponer de resistencia suficiente para soportar estos esfuerzos.El falso codaste es la estructura tpica en buques con dos hlices, por lo que el codaste queda reducido solo a soportar el timn, en cuyo caso ser colgado.La estructura del falso codaste estar formada por piezas de acero fundido que sern las que soporten el eje del timn, encastrndose en la estructura y unindose a ella de forma efectiva mediante nervios que correspondern con los elementos de soporte de las planchas del forro exterior del pique. Algunos sistemas comnmente utilizados son los representados en la figura 8.

Henchimientos y arbotantesCuando el buque tiene ms de una hlice, las que no estn en cruja han de salir al exterior a travs del fondo o costado del buque, modificndole la estructura del casco para dar salida con continuidad de formas, denominndose "henchimientos" a estas modificaciones estructurales. Una vez el eje en el exterior del casco, la hlice no puede clocarse inmediatamente ya que las formas lanzadas de la popa lo impiden, requirindose unas estructuras que unidas al casco den soporte al eje y hlice, denominadas "arbotantes". En resumen, se puede decir que las misiones de los henchimientos son crear en el casco unas formas apropiadas que no produzcan resistencia a la marcha y al mismo tiempo protejan los ejes en su salida al exterior; y las de los arbotantes sujetar el eje en su recorrido desde la salida del casco hasta la hlice, procurando crear la mnima resistencia a la marcha.La estructura de los henchimientos no es ms que una modificacin de la del casco, con su reforzamiento propio para soportar la bocina y eje as como los esfuerzos estticos y los dinmicos correspondientes al movimiento del mismo.

En la figura 12 se representa una seccin transversal en la que se muestran las modificaciones fundamentales, denominndose "cuaderna de gafas" a la resultante. El reforzamiento puede realizarse con cuadernas intermedias o bien con palmejares laterales a la curvatura de las cuadernas.Los arbotantes pueden ser de un solo cuerpo o de sujecin en "A". En ambos casos estar formado por dos elementos, el ncleo o cuerpo cilndrico y los brazos de sujecin, que en el caso de ser en "A" tendr dos. El ncleo cilndrico sern siempre de acero fundido y maquinado su interior para hacer de cojinete y los brazos podrn ser de acero fundido, con lo que haran una sola pieza con el ncleo, o de acero laminado y armados. (Figuras 13 y 14).

Teniendo en cuenta que los arbotantes han de sujetar:

a) Peso del eje y hlice.

b) Esfuerzos dinmicos de la hlice y eje al girar ambos.

c) Esfuerzos dinmicos accidentales, tales como golpes o desequilibrio de la hlice.

Su estructura ha de ser de gran resistencia al mismo tiempo que su conexin con el casco ha de estar diseada de forma que soporte y trasmita al resto del mismo estos esfuerzos. Debido a estos puntos, es de suma importancia que la unin se realice sobre elementos efectivos que en algunos casos debern crearse expresamente al respecto. Por lo general se requerir un reforzamiento especial y se aumentarn los escantillones del forro y elementos existentes. Una de las normas usadas en el diseo de los arbotantes es la de tratar de amortiguar los esfuerzos dinmicos, especialmente las vibraciones que induciran a la fractura de la estructura, cosa que se consigue en parte con un aumento de la rigidez y separacin entre el ncleo y la hlice.

Elementos estructurales del cuerpo de popaEl cuerpo de popa se puede dividir estructuralmente en dos partes, la correspondiente a la parte baja, que delimita el codaste y la alta, teniendo en cuenta que no existe una zona de diferenciacin clara entre ambas.

La parte baja, que forma prcticamente lo que es el fondo, tiene como principal caracterstica un gran afinamiento, debido a la necesidad de crear formas que faciliten la entrada del agua en la hlice.Cuando el buque dispone de una hlice central, el afinamiento deber dejar espacio para que dentro de las formas se aloje la bocina y que la interseccin de sta con el forro sea lo ms suave posible, al mismo tiempo que mnima. La estructura estar formada por la quilla horizontal que se unir al taln del codaste, y si existiera quilla maciza, la unin con el taln se har de forma que sea continuacin de la misma. Interiormente, en el caso de que el afinamiento sea muy grande, no existir quilla vertical. Las varengas, cuya forma es excesivamente estrecha, servirn de soporte a la bocina y se prolongarn sobre ella con una altura incluso superior a la del codaste, aligerndose con el fin de hacer todos los espacios que delimitan intercomunicados. En la mayora de los buques este espacio se suele llenar de cemento con el fin de proteger la estructura contra la corrosin al mismo tiempo que darle resistencia a todo el conjunto, ya que la utilizacin de este compartimiento slo sera posible como tanque y no es aconsejable, por ser, primero muy reducido, y segundo, delicado por las estructuras especiales que soportan. El reforzado de esta zona puede ser tambin en base a buzardas aligeradas que se unirn a los nervios del codaste. El forro exterior cubrir toda la estructura y cerrar el conjunto unindose al codaste y quilla.Cuando el buque tiene nmero par de hlices esta zona fina de la popa no alojar, por supuesto, a la bocina, pudiendo hacerse con formas suaves como una curvatura hacia arriba del fondo, en cuyo caso no habra diferencia entre las estructuras de popa y fondo de bodegas, slo que las varengas tomaran una mayor altura y podra usarse el espacio a popa del mamparo de prensaestopas como tanque. En algunas ocasiones se cierra la popa en su parte baja de forma similar a cuando existe hlice central, con el fin de continuar la quilla lo ms a popa posible y realizar as un sistema de proteccin de las hlices en caso de varada. Como se ha podido observar, no existen elementos estructurales especficos, sino que se vuelven a repetir los del fondo de bodegas con caractersticas geomtricas distintas.Una vez salvados los finos de popa, las formas se ensanchan formando la bovedilla o especie de tronco de cono, cuyo eje es el eje de limera o mecha del timn, y su delimitacin en altura ser la zona casi plana del costado que circunda la popa. Hasta la limera las varengas irn paralelas al plano transversal y ascendern por la pendiente del arco del codaste, pudiendo existir elementos longitudinales intercostales a las mismas, si ay delimitacin por medio de una cubierta sobre los finos de popa, como es normal. Tanto las varengas como las vagras elevadas iran aligeradas para no delimitar espacios pequeos sino simplemente aportar resistencia. A la primera varenga, es decir la que est sobre el codaste, se la llama "peto". La zona de bovedilla estar constituida por el forro y elementos de soporte, denominados "gambetas" o "rabos de gallo", que son perfiles o planchas aligeradas y con forma similar a un tringulo curvilneo, que se unen al peto v segn la direccin de los radios de la base del cono que forma la bovedilla. En el caso de ser perfiles finos los de la cubierta prxima, podrn formar estructuras planas similares a las de plancha, al igual que varengas abiertas. Existir una gambota central sobre el plano de cruja que har las funciones de quilla vertical.La delimitacin de la bovedilla se puede hacer a travs de una cubierta o en su defecto, aunque no es normal para buques grandes, con baos al aire. La forma normal es la de cubierta, ya que sobre ella se alojar el servomotor para el movimiento del timn.La parte superior de la popa es el abanico, cuya constitucin y forma se podra definir como cilndrica siendo la continuacin del forro y elementos resistentes de la bovedilla. Por lo general es usado como compartimiento el espacio que se delimita entre el mamparo de prensaestopas, los costados y el abanico, siendo los elementos estructurales propios del costado y similarmente a ellos son las gambetas del abanico, cuya constitucin ser a base de perfiles y en algunos casos los baos podrn tomar direcciones de radios.

Timones y Aparatos de Gobierno

TimnSe define como timn a un plano orientable que colocado en la popa sirve para gobernar el buque. Este plano que en pequeos buques puede estar constituido por una plancha, en general es una estructura armada de acero a la que se le da una forma hidrodinmica con el fin de que su actuacin sea mxima al mismo tiempo que interrumpa al mnimo el flujo de agua lanzado por la hlice.En la estructura del timn, se pueden distinguir la mecha o eje que le va a transmitir el giro y que ir conectada al servomotor, atravesando el casco por la limera; la pala o superficie plana que cuando el codaste es completo se apoyar en el codaste popel a travs de los machos, en cuyo caso no tendr eje de giro; y el eje para los casos en que el codaste sea abierto.Existen distintos tipos de timones, los cuales dependen de la forma de la pala y de la situacin del eje respecto a la longitud de la misma. As mismo el codaste definir algunas variantes en los timones que crearn formas distintas de los mismos.La estructura del timn est formada por planchas con formas, reforzadas interiormente con elementos de soporte en sentido vertical y horizontal. Los verticales por lo general suelen estar en el plano transversal. Interiormente existir as mismo, en los timones llamados compensados o semi-compensados, el eje que ir dentro de una bocina eficazmente unida al conjunto y formada por dos piezas fundidas que son los ncleos superior e inferior y un tubo que unir ambas. En la parte superior la pala dispondr de una superficie horizontal o plato de acoplamiento, copie, al que ser empernada la mecha.Como ejemplo de estas estructuras se pueden observar las figuras 9 y 10 en las que se han representado dos timones clsicos, el semi-compensado para codaste abierto y el colgado, el cual requiere del falso codaste.

Dentro de las caractersticas especficas de este tipo de estructuras merece importancia destacar las adaptaciones que han de realizarse a la misma para facilitar su construccin, ya que como se puede observar los principios generales de la soldadura no se pueden cumplir, pues el reforzado interior no podr unirse con el forro o envolvente de la pala. Estos problemas se resuelven mediante el aumento de la lnea de soldadura y uso de platabandas sobre los refuerzos con el fin de que las planchas tengan una superficie de unin suficientemente amplia (figura 11).

El reforzamiento interior deber ir aligerado a efectos de crear una libre comunicacin entre todos los espacios de forma que cuando el timn se llene de aceite o poliuretano expandido se ocupe la totalidad, debiendo dejar un orificio roscado para la revisin y llenado, el cual se asegurar mediante tapn.Aparato de gobiernoSalvo en los casos previstos ms abajo todos los buques estarn provistos de un aparato de gobierno aprobado. Todos los aparatos de gobierno accionados mediante servomotor sern construidos a satisfaccin del Inspector y probados en su presencia. El aparato de gobierno se proyectar de forma que sea capaz de girar el timn desde 35 grados a una banda hasta 35 grados a la banda opuesta, con el buque navegando avante a las mximas r.p.m. del eje en rgimen continuo, y al calado correspondiente a la flotacin de verano, pero nunca para una velocidad inferior a 11 nudos.El aparato de gobierno ser capaz de girar el timn desde 35 grados en una cualquiera de las bandas hasta 30 grados a la banda opuesta en un tiempo mximo de 28 segundos, en las mismas condiciones anteriores. El sistema se proyectar de tal forma que cualquier avera aislada en tuberas o servomotores no afecte a la integridad de las partes restantes del sistema, y el sistema restante sea capaz de mover el timn desde 15 grados a una banda hasta 15 grados a la banda opuesta en un tiempo mximo de 60 segundos con el buque navegando al calado correspondiente al francobordo de verano, a una velocidad mitad de la mxima en marcha avante, o a 7 nudos, si sta es mayor. El aparato de gobierno ha de estar dispuesto de tal forma que despus de una avera aislada en su sistema de tubera o en uno de los servomotores se pueda aislar el defecto para que se mantenga esta capacidad de gobierno o se recupere la misma con rapidez.Los buques cuyos sistemas de propulsin sean del tipo cicloidal, acimutal o similar, en los que el gobierno se efecta al cambiar la direccin del empuje en la propulsin, sern objeto de consideracin especial.PlanosSe sometern para aprobacin planos detallados de la instalacin de gobierno, incluyendo maquinaria, controles, instrumentacin, tomas de potencia, sistemas de tuberas, y recipientes a presin. El par nominal de la unidad se indicar en los datos sometidos para revisin.Proteccin del aparato de gobiernoEl aparato de gobierno estar protegido de la intemperie. El local del aparato de gobierno ha de ser fcilmente accesible. En las proximidades de la maquinaria y controles del aparato de gobierno se dispondrn barandillas y enjaretados u otras superficies antideslizantes.Aparatos de gobierno accionados por servomotor.En todos los buques de eslora superior a 61 m el aparato de gobierno ser accionado mediante servomotor.Componentes mecnicosTodas las partes del aparato de gobierno que transmitan fuerzas desde o hacia el timn tales como yugos, sectores, vstagos, bulones, tirantes y chavetas estarn proyectados de tal forma que tengan una resistencia equivalente a la requerida en para la parte superior de la mecha del timn.Servomotoresa. Definiciones. A los efectos de las Reglas, un servomotor del aparato de gobierno es:1. Aparato de gobierno elctrico: Un motor elctrico y su equipo elctrico asociado.2. Aparato de gobierno electro-hidrulico: Un motor elctrico, su equipo elctrico asociado, y la bomba o bombas acopladas.3. Otros aparatos de gobierno hidrulicos: El motor de accionamiento y la bomba o bombas acopladas.b. Composicin. El aparato de gobierno ha de constar de dos o ms servomotores idnticos, y ser capaz de mover el timn tal como se requiere en 2.1 con uno o varios de los servomotores en funcionamiento. Las conexiones mecnicas al servomotor han de ser de construccin robusta.El aparato de gobierno ha de estar dispuesto de tal forma que una avera aislada en uno de los servomotores o en una de las conexiones mecnicas a los servomotores, no afecte a la integridad del resto del aparato de gobierno. Vase 2.1.c. Pruebas. Se harn pruebas en fbrica de un prototipo de cada nuevo proyecto de bomba de servomotor con una duracin no inferior a 100 horas.Las pruebas se realizarn de acuerdo con un programa aprobado y como mnimo debern incluir lo siguiente:1. El control de la bomba y de la carrera (o la vlvula direccional de control) deber ser accionado con continuidad desde la posicin de flujo total, en un sentido, a la presin de la vlvula de alivio, pasando por la posicin neutra, hasta la de flujo total en el sentido opuesto a la presin de la vlvula de alivio.2. Las condiciones de aspiracin de la bomba debern simular la presin de aspiracin mnima prevista. Se comprobar que no se producen calentamientos anormales, vibraciones excesivas u otras irregularidades en el servomotor. Una vez finalizadas las pruebas se desmontar la bomba del servomotor y se comprobar en presencia del Inspector.Sistemas de gobierno mecnicosLos cables de acero, cadenas, y dems sistemas de gobierno mecnicos estarn sujetos a consideracin especial.Resistencia Longitudinal

ESFUERZOS LONGITUDINALES DEL BUQUE EN AGUAS TRANQUILAS

En la (Fig. 1) tenemos un tabln de seccin rectangular, flotando libremente y en reposo en aguas tranquilas. En estas condiciones el peso total del tabln (P) al flotar, est equilibrado con el empuje (-P = Volumen sumergido x densidad del liquido). Como sus secciones son de material uniforme y de la misma forma (rectangular), cada una de ellas tiene equilibrado su peso (p) con su empuje (-p). En estas condiciones, el tabln no est sometido a ningn tipo de esfuerzo.Vamos a considerar un buque, el de la (Fig. 2), flotando en aguas tranquilas, en reposo y en aguas iguales (el mismo calado a' proa que a popa).

Figuras 1 y 2

El peso total del buque es equilibrado por su empuje total (Volumen forma sumergida x densidad del agua = Desplazamiento); pero los pesos y empujes parciales que lo constituyen, no estn repartidos uniformemente a lo largo de su eslora, como pasaba en el tabln.

El buque de la (Fig. 2) est dividido en 5 secciones, que nosotros vamos a suponer cortadas (rebanadas de barco) y estancas, y que se pueden mover verticalmente con independencia una de otra. El peso de las secciones 1 y 5, exceden de sus propios empujes (recuerden que las zonas 1 y 5 se corresponden con los finos de proa y popa, y por su forma afinada tienen poco empuje), por lo que estas secciones se movern verticalmente hacia abajo, hundindose, buscando su propio equilibrio, y siguiendo en el dibujo la direccin de la flecha. La seccin 3, supuesto la de Mquinas, excede el peso a su empuje y tambin se hunde. Las secciones 2 y 4 son bodegas, ahora vacas, los empujes predominan sobre los pesos, ellas subirn verticalmente, siguiendo la direccin de las flechas. El resultado lo vemos en la (Fig. 3).

Figura 3

Realmente las secciones 1, 2, 3, 4, 5, no pueden moverse verticalmente. Los Momentos flectores creados, y consecuentemente los esfuerzos longitudinales a que se ve sometido toda la estructura del casco, son debidos a la desigual distribucin de pesos y empujes a lo largo del mismo; y debern ser tenidos en cuenta en su construccin; as como los Esfuerzos Cortantes. ESFUERZOS LONGITUDINALES DEL BUQUE EN OLASLos esfuerzos del buque en olas, difieren de cuando est en aguas tranquilas. Son mximos, y por tanto crticos para el casco, cuando la longitud de la ola es igual a su eslora, y adems la cresta o el seno est en su mitad o cuaderna maestra (normalmente coincide la cuaderna maestra con la mitad de la eslora entre perpendiculares).

En la (Fig. 4) la cresta de la ola est en la mitad del buque, y los senos en los extremos de proa y popa. En este caso la distribucin de pesos y empujes en las secciones del buque, dan lugar a un reparto de cargas (esfuerzos resultantes), representados por los vectores 1, 2 Y 3. Esta condicin da lugar, a que los extremos de proa y popa tiendan a hundirse y el centro a elevarse, condicin de Quebranto. Esta condicin dara lugar a esfuerzos longitudinales por traccin en la cubierta, y de compresin en la quilla y fondo del casco (Fig. 5).

Los esfuerzos del casco que estamos estudiando, son similares, a los de una viga apoyada en sus extremos, y con la carga concentrada en el centro. se puede representar como la (Fig. 6). Ahora consideremos que es el seno de la ola el que est en la mitad del buque y la cresta en los extremos de proa y popa.

En este caso, la distribucin de cargas (resultante de los esfuerzos de peso/empuje), viene representado por los vectores 1, 2 Y 3. Esta condicin del buque, da lugar a que los extremos de proa y popa, tiendan a levantarse, y el centro a hundirse, condicin de Arrufo.

Esta condicin da lugar a esfuerzos longitudinales por compresin en la cubierta, y de traccin en la quilla y fondos del casco (Fig. 8).

Figuras 6 y 7

Figura 4

En la (Fig. 1) tenemos un tabln de seccin rectangular, flotando libremente y en reposo en aguas tranquilas. En estas condiciones el peso total del tabln (P) al flotar, est equilibrado con el empuje (-P = Volumen sumergido x densidad del liquido). Como sus secciones son de material uniforme y de la misma forma (rectangular), cada una de ellas tiene equilibrado su peso (p) con su empuje (-p). En estas condiciones, el tabln no est sometido a ningn tipo de esfuerzo.

Vamos a considerar un buque, el de la (Fig. 2), flotando en aguas tranquilas, en reposo y en aguas iguales (el mismo calado a' proa que a popa).

Figuras 8 y 9

Estructura del Fondo

FONDO Y DOBLEFONDORecibe el nombre de Fondo, si recordamos, la forma ms o menos de prisma rectangular de la viga casco, con las aristas redondeadas y ciertos afinamientos a proa y popa; a la base del prisma, a las planchas del forro exterior, donde el buque recibe el empuje verticalmente.Adems del Fondo, en esta parte del buque tenemos que distinguir:a) Tapa del doble fondo, que es como un segundo forro exterior en la parte inferior del casco (fondo); su misin es tanto por seguridad como por resistencia.b) Espacio del doble fondo Doble fondo, es la zona comprendida entre el doble forro, o sea, entre el fondo y la tapa del doble fondo. Nos interesa su estudio, tanto desde el punto de vista, resistencia estructural, como de su divisin celular; para contener combustible, lastre y lquidos residuales; adems de todo el servicio de tuberas, vlvulas y sondas. Ver (Fig. 5).

Figura 5 Fondo, tapa y espacio del doble fondo

FONDOSus funciones en general son:a) Tener la estanqueidad necesaria al agua del mar. Tener la suficiente resistencia para soportar el empuje del agua, y transmitirla al resto de su estructura interna, para que resista como un todo homogneo. Su estructura interna est formada por: Quilla vertical con sus refuerzos, longitudinales de fondo y sus contretes, vagras, varengas y tapa del doble fondo.b) Soportar los esfuerzos longitudinales dando la rigidez necesaria.c) Contribuye a los esfuerzos transversales.d) La quilla plana, la quilla vertical, y la traca central de la tapa del doble fondo: forman una viga en doble "T", que constituyen algo as como la columna vertebral del buque. En la (Fig. 5) tenemos un esquema de la zona. La quilla vertical, tambin es una vagra que est en el plano de cruja o diametral del buque.El fondo est formado por tracas de planchas de anchura y espesor determinado, y que se mantienen en gran parte de la longitud del casco. El espesor segn el Reglamento de las Compaas Clasificadoras, es forzoso mantenerlo en los 3/5 de su eslora, con reduccin progresiva hacia los extremos de proa y popa. La traca de quilla tiene una normativa distinta al resto de las tracas del fondo; en un barco normal de carga su escantilln puede ser, de un ancho de 1.425 mm. y un espesor de 20 mm. La traca de quilla se une en los extremos de proa y popa, mediante unas planchas extremas de forma apropiada con la roda y el codaste.Las tracas adyacentes a la de quilla, se llaman de Aparadura, y se suelen numerar con letras maysculas del abecedario A, B, etc., hasta la del extremo superior del casco, llamada de Cinta. Otra traca, que aparte su letra de orden, se localiza por su nombre, es la de Pantoque. Traca curva, que sirve de unin del fondo con, el costado. Recordamos que esta traca, y en particular la de cinta, est sometida a grandes esfuerzos por flexin transversal (pandeo), durante los balances.

QUILLALa quilla es el elemento central del fondo del buque, la cual contribuye sustancialmente a la resistencia longitudinal, al mismo tiempo que es un elemento bsico de distribucin de esfuerzos locales causados durante la construccin del buque, ya que ha de soportar prcticamente la totalidad del peso del mismo. Cuando al buque se le efectan reparaciones en seco, ser quilla el elemento de apoyo y por lo tanto de distribucin de esfuerzos al resto de la estructura.La quilla, dependiendo del tipo de buque y por lo tanto de la estructura del mismo, puede tomar varias formas, de las que son bsicas las siguientes: Quilla horizontal. Quilla de barra.Ambos tipos de quilla suelen ir acompaados de una quilla vertical.La quilla horizontal consiste en la traca de fondo central (Fig. 6 b), la cual suele tener espesores superiores a la traca de aparadura. La quilla vertical ir soldada sobre ella directamente por ambos lados, y ser continua y si n aligeramientos.La quilla de barra o maciza Fig. 6 a), es una llanta rectangular, que se sita en la lnea de cruja y a la que se soldarn las tracas de aparadura. Este tipo tambin suele ir acompaado de quilla vertical sobre ella.La utilizacin de una u otra forma de quilla depende bsicamente del tipo de buque y as los Pesqueros, Remolcadores, etc., suelen usar de barra, mientras que los dems, en construccin moderna, la tienen de tipo horizontal.

Figura 6Aparte de estos tipos bsicos, existen combinaciones entre ellos para formar quillas ms resistentes y complejas en su construccin, siendo la ms usada la denominada "quilla de cajn", compuesta por una quilla horizontal y dos verticales separadas equidistantemente de la lnea de cruja y la traca central del forro interior o tapa del doble fondo (Fig. 7).

Figura 7

Este tipo de quilla es muy comn en buques con doble-fondo, en los que se usa el mismo para tanques, bien de combustible o lastre, que requieren un servicio de tuberas que se alojarn en esta quilla de forma que no interrumpan los espacios de bodegas y sean al mismo tiempo fcilmente de ser visitados. En el interior de la quilla de cajn han de disponerse refuerzos transversales, los cuales darn continuacin a las varengas, denominndose "varenguetas" o tambin "falsas varengas".La estructura de la quilla vertical, adems de las misiones de resistencia, cumple una funcin de compartimentacin del fondo, principalmente en dobles-fondos, o de interconexin de otros elementos estructurales, como es d caso de hacer intercostales a las varengas en el centro del buque, evitando e le esta forma uniones entre trozos de varengas en forma de plancha. Por otra parte la altura de la quilla vertical define la altura de la estructura del fondo, tanto cuando es sencillo como cuando es doble fondo, teniendo en los casos de buques con Astilla Muerta una mayor altura y por lo tanto resistencia que el resto de los elementos longitudinales, y similar a estos en los casos de fondo plano. La quilla vertical puede as mismo absorber el asiento de proyecto con el fin de hacer horizontal el piso de la bodega.

Figura 8Como casos especiales se pueden hacer quillas combinacin de horizontal, vertical y de barra, siendo esta superpuesta sin interrupcin de la horizontal (Fig. 8). Esta solucin es tomada cuando se requiere de un aumento en la resistencia longitudinal y una estructura del fondo continua.

VARENGASLas varengas son refuerzos de plancha o perfil situados transversalmente en el fondo, formando en los buques conjuntamente con las cuadernas o bulrcamas de costado y los baos de cubierta los anillos de Resistencia Transversal del buque.La varenga segn su constitucin puede ser de tres tipos:1. Varenga llena.2. Varenga estanca.3. Varenga abierta.La varenga llena (Fig. 9) es la constituida por una plancha a la que se hacen aligeramientos para reduccin de peso y escotes para paso de longitudinales, en estructuras mixtas o longitudinales de fondo. Este tipo de varenga es la ms usada, ya que tanto en estructuras de fondo sencillo o de doble-fondo, puede utilizarse al mismo tiempo que es fcil de construir con los medios de trabajo que actualmente tienen los astilleros.La forma de la varenga llena depender de:a) Tipo de fondo (sencillo o doble-fondo).b) Inclinacin del fondo (con Astilla Muerta o sin ella).c) Interseccin entre traca de margen y pantoque.d) Estructura del fondo (longitudinal y transversal).En el caso "(a)", si el fondo es sencillo (Fig. 9.a), la varenga estar formada por el alma y la tabla. En doble fondo ser una plancha simple, haciendo de tabla parte del forro interior.Si el fondo dispone de Astilla Muerta, la forma de los lados de la varenga sern triangulares, con el fin de mantener el piso de la bodega horizontal (Fig. 9.d).La interseccin entre la traca de margen y el pantoque condicionar la forma del extremo, pudiendo existir tres casos bsicos: con sentina (Fig. 9.a), con traca de margen horizontal (Fig. 9. b), y con tanque de ctara (Fig. 9. c), estructura especial en buques de carga seca.La diferencia entre una varenga en estructura mixta o longitudinal y una transversal, es en disponer o no de escotes, tal como puede observarse en las Fig. 9. b y c.Los escotes son aberturas realizadas en el alma de la varenga para permitir el paso de elementos longitudinales de pequeo escantilln, dependiendo de la forma de los mismos la del escote. Una de las caractersticas fundamentales que ha de tener es la de sujecin mxima del elemento, pues entre las misiones especficas de las varengas est la de sujetar estructuras longitudinales a efectos de mantener su posicin y de recibir los esfuerzos que trasmitan.

Figura 9 a, b, c y d

VAGRASLas vagras son elementos de soporte del fondo en sentido longitudinal, cuya estructura es similar a las varengas llenas y estancas, estando destinadas a colaborar eficazmente con la Resistencia Longitudinal del buque al mismo tiempo que reforzar las varengas contra deformaciones de pandeo repartiendo los esfuerzos que reciben.La vagra es un elemento paralelo a la quilla vertical, pudiendo llamarse a sta vagra central, por lo que re fuerza las misiones de resistencia de ella, pudiendo ser intercostales o continuas segn estn o no interrumpidas por las varengas, siendo la forma ms usual la intercostal con cualquier tipo de estructura.Al igual que las varengas, las vagras pueden ser usadas como separacin de tanques con o sin espacios vacos (cofferdam).El nmero de vagras depende de la manga del buque y de la estructura que tenga el fondo, ya que como se dijo anteriormente .al ser un elemento de resistencia longitudinal, la existencia de longitudinales de fondo reducira el nmero de las mismas. Puede darse el caso de que las vagras no sean paralelas a cruja en algunas zonas del fondo, aunque esta solucin complica el desarrollo de los elementos y por lo tanto no suele usarse.

LONGITUDINALES DE FONDOLos longitudinales de fondo son perfiles de tipo comercial (laminados en T, L, o llanta de bulbo), o armados (T o L), situados en el fondo del buque y paralelos a cruja, que tienen como misiones:a) Ser elementos eficaces para la resistencia longitudinales del casco.b) Ser elementos de soporte del forro exterior del fondo para evitar el pandeo del mismo.c) Ser elementos de reparto de esfuerzos a la estructura transversal del fondo y de esta al resto de la estructura.

Figura 10 a y bEn estructuras de doble-fondo, en el mismo plano de cada longitudinal de fondo existir otro similar en el forro interior formando entre ambos una estructura similar a las varengas abiertas. Ambos elementos o solo el longitudinal de fondo para estructuras sencillas conjuntamente con las vagras y quilla, son los elementos bsicos de la Resistencia Longitudinal del fondo en estructuras longitudinales.La colocacin de los longitudinales de fondo podr ser intercostal o continua respecto a las varengas, adoptndose preferentemente la ltima; cuando son varengas llenas que dispondrn de escotes. Cuando existan varengas estancas, el longitudinal se interrumpir o bien se acorbatar el escote, siendo preferible la primera solucin, ya que el acorbatamiento presenta problemas de construccin generalmente.Todo cruce en la estructura de elementos de distinta altura, ha de estar reforzado mediante cartabones, que cumplirn como misin bsica la de trasmitir los esfuerzos de un elemento al otro y auxiliarmente el elemento de mayor canto ser reforzado contra pandeo, evitando de esta manera los casquillos aislados.Las formas ms usuales de conexin entre longitudinales de fondo y varengas son los indicados en la Fig. 10, en la que se hace notar la forma triangular que generalmente se les da a las consolas con el fin de facilitar el camino a las lneas de fuerzas, teniendo en cuenta que la conexin ha de ser mxima entre los elementos y sus partes, por ejemplo con las tablas de las varengas.

Figura 10 c y d

Todas las soluciones constructivas dadas en la Fig. 10 son para fondos sencillos, siendo las indicadas con a) y b) para el caso de varengas del tipo lleno aligeradas, y c) y d) para varengas estancas, pudindose observar que incluso se deben colocar tablas a las consolas para buscar la continuidad como en el caso de perfiles tipo T.Cuando la unin no est sujeta a esfuerzos estructurales, las consolas pueden ser rectas, debiendo ir a solape o a tope con el longitudinal segn el tipo de ste.En estructuras de doble fondo, la conexin entre las varengas y longitudinales de fondo se hace como se indicaba anteriormente conjuntamente con los longitudinales del forro interior, mediante consolas cuadradas (Fig. 11), que podrn ser de diversas formas segn el tipo de perfil y de varenga.

Figura 11 a y bEn la Fig. 11.a, se representa la unin entre una varenga llena aligerada con longitudinales, y en la 11.b, con varenga estanca, pudindose adoptar otras formas para las consolas de unin, tales como redondeadas para el canto libre o con tabla o faldilla.En cualquiera de los dos casos anteriormente indicados, fondo sencillo o doble-fondo, la interconexin con las varengas de los longitudinales suele usarse para la unin de los perfiles entre s, ya que generalmente no son aceptados los empates de cabeza de los mismos por falta de calidad y dificultad de inspeccin, usndose de esta forma una unin eficaz a travs de la consola.Los longitudinales no tienen ms aligeramientos que los correspondientes a las groeras para paso de soldadura y circulacin de lquidos, que debern ser con esquinas redondeadas (Fig. 12).

Figura 12

FORRO INTERIOR

El forro es una estructura exclusiva del sistema de doble-fondo, y est formado por tracas longitudinales, generalmente unidas al resto de los elementos de soporte estructural, tales como quilla vertical, vagras y varengas. Como misiones ms importantes del forro interior son:a) Contribuir eficazmente a las resistencias transversal y longitudinal.b) Crear una superficie plana y resistente para la carga.c) Delimitar el volumen de los tanques profundos que podrn tener uso independiente del de la bodega, al mismo tiempo que proteger a esta de inundaciones por rotura del forro exterior del fondo.Como se ha indicado, las planchas tienen como elementos de soporte los mismos que el fondo, y cuando es estructura longitudinal, longitudinales similares a los del fondo que formarn estructuras que podran denominarse "vagras abiertas" por ser similares a las varengas abiertas. De todas las tracas existentes, en cuyo escantilln pueden influir los medios de carga y descarga del buque, tiene entidad propia la que se une con el pantoque, denominada "traca de margen". Esta traca puede adoptar distintas formas, de acuerdo a la inclinacin con que se una a la de pantoque, usndose generalmente tres posiciones bsicas: Perpendicular al pantoque, horizontal e inclinada hacia arriba. El adoptar cualquiera de estas soluciones depende de una serie de factores, como son:1. Condicionantes constructivos.2. Necesidad de sentina.3. Necesidad de tanques profundos especiales,Segn estos puntos se tiene que cuando un buque requiere por el tipo de carga un sistema de achique de lquidos constante, se ha de disponer de sentinas y se aprovecha en tal caso los costados para realizada mediante la colocacin de la plancha o traca de margen perpendicular al pantoque, situando los pozos de sentina en los que colocarn las aspiraciones de las bombas de achique. Esta solucin fue muy usada en los buques remachados, por facilidades de tipo constructivo y de resistencia de la unin (figura 13 .a), En la actualidad, con la soldadura, aunque sigue usndose, es ms corriente la plancha horizontal, con lo que se le da forma plana al fondo de la bodega (Fig. 13. b).

Para buques tipo Granelero por necesidades de la carga y de tanques profundos grandes, se usan las planchas de margen inclinadas hacia arriba.La importancia de la tranca de margen se basa en que es el elemento que va a servir de unin entre las estructuras del fondo y del costado, siendo soporte de las consolas de margen, que unirn cuadernas o longitudinales de costado con las varengas o longitudinales de fondo, aunque como elemento estanco deber ser continuo y por lo tanto interrumpir la unin. La traca de margen puede adoptar distintas formas en un buque dependiendo, por supuesto, de la zona del mismo.Todo forro interior se encuentra sujeto a aberturas, que han de realizarse para permitir visitas al interior del doble-fondo que son los Registros.El registro es una abertura de dimensiones tales que permitan el paso de un hombre (350 x 450 mm, como mnimo) y que ha de disponer de una tapa resistente y estanca, que se asegura generalmente mediante tornillos. La forma de la abertura ser elptica u ovalada para evitar concentraciones de esfuerzos en las esquinas.El nmero de registros que dispondr un doble-fondo, depender del nmero de tanques que tenga, y sern a razn de dos por cada uno, dispuestos de forma diametral, que permitirn el paso de un hombre de uno a otro al recorrer el tanque, as como la creacin posible de una corriente de aire, natural o forzada.Los registros pueden ser de varios tipos segn la carga del buque, siendo algunas de sus caractersticas las de disponer de brazolas que den resistencia al conjunto y el que los tornillos no tengan salida al interior del tanque, por efectos de estanqueidad.Las soluciones ms comnmente usadas son las indicadas por las secciones de

Figura 13 a y blas Fig. 14.a y b; la a) como sistema convencional, y la b) con tapa a ras del piso.

Figura 14 a y b

CONJUNTO ESTRUCTURAL DE UN FONDO SENCILLO

La estructura de fondo sencillo se puede afirmar que prcticamente est en desuso para determinadas zonas del buque, como son las bodegas, pudiendo existir en piques, cmara de mquinas, de forma parcial y en algunos buques de transporte de lquidos o con cargas paletizadas, tales como contenedores. El gran problema de un fondo sencillo es la falta de uniformidad en el mismo, requerimiento importante en bodegas, y el desaprovechamiento del espacio o volumen entre la estructura del fondo, caso que no ocurre con el transporte de lquidos.

Figura 15

En una estructura de fondo sencillo estar compuesta por elementos de soporte, con tabla generalmente para los de gran escantilln, y elementos simples segn sea la estructura longitudinal o transversal. En algunos tipos de estructura y con el fin de construir un forro interior de madera, se suelen situar elementos sobre la estructura bsica, denominados "sobrequillas", que tendrn una similitud con las tablas de las vagras, pero dispuestos independientemente de las mismas (Fig. 15).Cuando un cruce de dos elementos de gran escantilln (vagra y varenga) se usa como apoyo por ejemplo de un puntal, la unin de las tablas es especial, formando lo que se llama una "plancha de diamante" (Fig. 16), consistente en una pieza octogonal que dispone de caras de igual anchura a las tablas, pudindose reforzar con consolas triangulares para soporte y transmisin de esfuerzos.

Figura 16

De los elementos analizados anteriormente, no podrn existir en un fondo sencillo varengas abiertas, ni por supuesto forro interior y longitudinales del forro interior, pudiendo ser, en estructuras muy sencillas de buques pequeos las varengas de dos tipos, unas de perfil comercial y otras armadas y de mayor escantilln que coincidiran con los anillos reforzados; esta solucin no es muy comn por necesidades estructurales, siendo por lo tanto todos los elementos de igual altura y pudiendo o no mantener una superficie horizontal respecto al plano de agua.

CONJUNTO ESTRUCTURAL DE UN DOBLE-FONDO

El doble-fondo puede disponer de estructura longitudinal, transversal y mixta, no existiendo alternativa preferencial entre ellas. Las diferencias sern en el tipo de elementos, as un doble-fondo longitudinal no podr tener varenga s abiertas y las llenas tendrn una separacin igual a las bulrcamas de los costados, mientras que tendr longitudinales de fondo y forro interior y reducido nmero de vagras, solo las mnimas requeridas y si se necesitan para la separacin de tanques (Fig. 17).

Figura 17El doble-fondo con estructura transversal, dispondr generalmente de varenga s abiertas, ya que son de menos peso, alternadas con llenas, mayor resistencia, con vagras intercostales (Fig. 18).

Figura 18

En general para ambos tipos de estructura, los aligeramientos s de los elementos como vagras y varengas, adems de la funcin propia de reduccin de peso debern tener algunos de ellos dimensiones de "paso de hombre" , ya que tanto durante la construccin como para inspeccin ha de hacerse toda la estructura accesible para ser visitadas. Los pasos de hombre, como generalmente se denomina a estos aligeramientos especiales, son al menos uno en cada elemento o trozo del mismo que se encuentre en un tanque.

Captulo 8 y 9. Cuadernas, Bularcamas y Palmejares

GENERALIDADES Se denominan costados a las estructuras laterales de la viga-casco, disponiendo una con respecto a la otra, simetra de espejo, distinguindose en cada costado dos zonas cuya delimitacin es la flotacin a plena carga, que tendrn misiones estructurales distintas, ya que la perteneciente a la obra viva estar sujeta a esfuerzos continuos mientras que la superior o de obra muerta recibir esfuerzos dinmicos. No obstante esta diferenciacin de las zonas, todo costado, hasta la cubierta resistente formar la estructura principal de la viga-casco, pudiendo existir sobre ella una continuacin que ayudar a las necesidades de resistencia. El centro del costado no estar sujeto a esfuerzos mximos flectores, situndose en el mismo el eje neutro del buque, recibiendo, por el contrario, mayores esfuerzos cortantes. La estructura de los costados contribuye eficazmente a las Resistencias Longitudinal y Transversal, y est formada por los siguientes elementos:

1. Forro Exterior.

2. Cuadernas.

3. Longitudinales de Costado.

4. Bulrcamas.

5. Palmejares.

FORRO EXTERIOR DE COSTADO

El forro exterior de costado abarca desde el canto alto de la traca de pan toque hasta la amurada, disponindose en forma de tracas longitudinales unidas entre s por las "costuras". De todas las tracas, tiene entidad propia la que se une con la cubierta, denominada "traca de cinta", la cual recibe mayores esfuerzos de flexin por ser la que est ms alejada de la lnea neutra. En el caso de existir ms de una cubierta, slo una de ellas ser resistente a efectos de la viga-casco y sta ser la que defina la traca de cinta.

El escantilln del forro exterior en la parte central del buque, y entre un 50 % de la eslora al centro, es de mayor magnitud que en proa y popa, pudiendo ser mayor en la zona de la flotacin, cuando el buque est reforzado contra hielos.

Respecto a la situacin de topes de planchas en las tracas, existen varias tendencias en las que entran como factor importante la calidad de la soldadura. Cuando existe baja calidad de ejecucin se colocarn los topes alter nados de forma que estn en el centro de la distancia entre los mismos de tracas adyacentes. Si se usan medios automticos, los topes pueden estar continuados, de forma que se creen cruces de cordones de soldadura. Este sistema tiene problemas respecto a la concentracin de tensiones que se originan en el punto de cruce, que pueden dar origen no slo a deformaciones sino tambin posibilidad de grietas. Si el cruce no es perfecto se han de separar una distancia mnima de 150 mm, lo cual reducir los problemas.

Las tracas del forro, en los piques de proa y popa reducen su anchura y tienen que ser absorbidas una por cada dos, denominndose "atn" o "ladrn de traca", cuyas dos formas son las indicadas en la figura 1.

Figura 1

El forro exterior puede estar interrumpido por discontinuidades, unas generales, como los escobenes, y otras propias del tipo de buque, puertas para buques de pasaje. Estas discontinuidades originarn concentraciones de esfuerzos en los laterales de las mismas que debern ser reforzados para evitar roturas. El reforzamiento generalmente ser con aumentos de espesor de las planchas o bien en algunas ocasiones, mediante la colocacin de planchas dobles.

Uno de los efectos que suele ocurrir en el forro exterior, independiente de los esfuerzos, y que requiere clculo extra, es la corrosin y desgaste. A pesar de que este efecto se puede evitar mediante un buen mantenimiento y calidad en las pinturas, muchas veces se suelen aumentar los escantillones.

CUADERNASLas cuadernas son elementos de soporte del costado, situados segn secciones transversales que tienen como funciones:

a) Contribuir a la resistencia transversal del buque.

b) Ser soporte de los esfuerzos dinmicos que recibe el forro exterior y transmitido al resto de la estructura.

c) Aumentar la esbeltez del costado para evitar el pandeo del mismo.

La cuaderna est constituida por un perfil, generalmente comercial, cuyo clculo se har en base al mdulo resistente del mismo, asociado con un trozo de plancha. La separacin de las cuadernas, en buques de estructura transversal no ser mayor de 1.000 mm, por lo general, siendo separacin constante a lo largo de bodegas y cmara de mquinas, pudiendo ser inferior en las zonas de proa y popa, fundamentalmente cn proa, donde harn de reforzamiento de la estructura contra el macheteo por cabezada, es decir golpes de mar con la fuerza correspondiente a la velocidad combinada del buque y las olas, adems de las diferencias de presiones cuando la proa se sumerge y emerge alternativamente, lo que da origen a vibraciones.

Las cuadernas podrn ser de bodega, entrepuente y piques, variando entre ellas casi exclusivamente la separacin y las dimensiones, teniendo en cuenta que en una misma seccin transversal pueden existir dos tipos distintos, interrumpidos por la cubierta pero con continuidad estructural, en general con consolas a ambos lados.

Los puntos de ms inters en las cuadernas son las conexiones con el resto de la estructura, fondo y cubiertas, ya que al ser estas zonas las de mximos esfuerzos de flexin, se requieren uniones slidas que ayuden a la unin simple de las planchas. Estas conexiones dependern del tipo de estructura que tenga tanto el fondo como la cubierta, pudindose dar los siguientes casos indicados en la figura 2.

Figura 2

Las soluciones a), b), c) y d) de la figura 2, son para buques con doble-fondo, con plancha de margen horizontal (a y b) Y perpendicular al pan toque (c y d). La forma ms convencional, pero que presenta problemas al reducir la manga interior de la bodega, es la que la consola de margen toma inclinacin hacia arriba, cortndose la cuaderna antes de llegar al forro interior (solucin a y c). Frente a este problema, en muchas ocasiones se contina la cuaderna para que la unin con la varenga se realicebajo la lnea del forro interior, en cuyo caso ha de perforarse mediante un escote la chapa de margen; esa solucin presenta la gran ventaja de no interrumpir la superficie de bodegas, pero tiene el problema de debilitar la traca de margen, con la necesidad, por supuesto, de acorbatar el perfil, trabajo que debido a la zona en que se encuentra puede presentar problemas constructivos importantes. No obstante este tipo de unin se usa con frecuencia (soluciones b y d).

Cuando el fondo es sencillo, la unin ha de hacerse directamente a la varenga, con el nico problema de la interconexin de la tabla de la varenga con la del perfil que slo es fcil cuando ste corresponde a uno en "T". En los casos ms generales, con perfiles en ngulo o llanta con bulbo, se aprovechar la consola a la que se le colocar una tabla para dar continuidad de formas (figura 2, e y f). Asimismo, la consola de margen podr formar parte de la varenga o ir sobre la tabla de la misma.

Figura 3

Como casos generales, se puede observar que la unin de las cuadernas con la estructura del fondo se hace a travs de la consola de margen, que suele disponer de tabla, armada o afaldillada, y que la conexin es a la varenga. Cuando no existiesen varengas, situacin que slo se presenta en buques con fondo de estructura longitudinal y costados transversales, se agrandar la consola de margen, hasta que conecte con el primer longitudinal de fondo o vagra, pudiendo la consola estar dividida por el forro interior. Estas soluciones constructivas pueden ser usadas con fondo sencillo o doble-fondo, indistintamente (figura 3).

En cuanto a la unin con las cubiertas, aunque es similar se estudiar una vez vistos los baos.

Para cuadernas de entrepuente las soluciones constructivas del extremo bajo son iguales que las de bodegas con forro interior horizontal, pudindose dar el caso de soldadura directa la cabeza del perfil a la plancha de trancanil, sustitutiva en cubiertas de la de margen. Las cuadernas de pique, al tener stos estructura de fondo sencillo, la unin ser igual que en bodegas.

Las cuadernas podrn disponer de groeras para el paso de soldadura de las costuras de tracas del forro exterior.

LONGITUDINALES DE COSTADO

Los longitudinales de costado son elementos de soporte de estructura similar a las cuadernas, pero en sentido longitudinal, los cuales tienen como funciones:

a) Contribuir eficazmente a la resistencia longitudinal.

b) Ser soporte de los esfuerzos dinmicos que recibe el forro exterior y transmitido al resto de la estructura.

La separacin de los longitudinales de costado es similar a la de las cuadernas, entre 700 y 1.000 mm., siendo continuos a lo largo de la eslora, Cuando existan mamparos transversales estancos, la continuidad se dar por consolas, o bien atravesndolos por escotes que posteriormente se acorbatarn.

En general, el uso de longitudinales de costado es para buques de eslora superior a los 130 mts., los cuales requieren una gran resistencia longitudinal, lo que har que los perfiles usados sean de escantilln superior 11 las cuadernas, obligando a veces a perfiles armados en forma de T o L. Puede darse el caso que los longitudinales de costado no ocupen la totalidad de la eslora del buque, disponiendo ste de zonas como la Cmara de Mquinas, con cuadernas y bodegas con longitudinales, o bien en buques con entrepuentes de estructura transversal y bodegas longitudinales.

BULARCAMAS

Las bulrcamas son elementos de resistencia transversal, que forman secciones reforzadas con las varengas y baos reforzados. Son elementos de gran resistencia que existen tanto en buques con estructura transversal como longitudinal, colocndose en el primer caso alternado con las cuadernas y equidistante entre s. En buques con estructura longitudinal son las bulrcamas de gran importancia, pues son los nicos elementos transversales estructuralmente.

Por estas causas son misiones de las bulrcamas las siguientes:

a) Ser elementos fundamentales en la resistencia transversal del buque.

b) Ser soportes eficaces del forro exterior del costado.

c) Ser sujecin de los longitudinales de costado, recibiendo los esfuerzos que stos trasmitan.

La estructura de una bulrcama est formada por un alma de plancha, que podr disponer de escotes para el paso de longitudinales si existen, con una tabla, formando "T" o "L".

Cuando existen mamparos longitudinales, la bulrcama tendr en el mismo plano transversal y sobre el mamparo un elemento similar denominado "contrabulrcama", unida mediante traviesas, para formar un anillo de gran resistencia estructural.

A todo el conjunto, de uso muy generalizado en buques petroleros, se le del10mina "bulrcama", aunque realmente sean varios refuerzos independientes.

La unin de la bulrcama con la estructura del fondo se hace de forma directa, ya que la anchura del alma es tal que no requiere de consolas de margen. As cuando el fondo es sencillo (figura 4.a), slo ser necesario dar una pequea curvatura a la parte lateral de la varenga que unir con pi de la bulrcama.

Figura 4

Cuando es doble-fondo, la bulrcama se soldar directamente al forro interior, tanto alma como tabla, pudiendo sustituir el pie de la bulrcama a la consola de margen (figura 4.b). Este tipo de uniones son de gran facilidad y muy efectivas para formar los anillos transversales.

PALMEJARES

Los palmejares son elementos reforzados en sentido longitudinal, disponiendo de poca importancia en la resistencia longitudinal del buque, por ser elementos muy aislados. Como misiones fundamentales de los palmejares son:

a) Ser soporte del forro exterior.

b) Ser sujecin de las cuadernas, para mantener su posicin con respecto al forro y trasmitir los esfuerzos de las mismas al resto de la estructura.

Los palmejares estn formados por alma de plancha y tabla, con aligeramientos para paso de las cuadernas cuando estn en estructuras transversales, como es lo normal, teniendo un escantilln similar a las bulrcamas para efectos de hacer cruces eficaces (figura 5).

El palmejar se interrumpe no slo en el cruce con la bulrcama, sino tambin en mamparos, realizndose la conexin mediante consolas, teniendo en cuenta que casi siempre coincidir el plano del palmejar con el de los refuerzos horizontales de los mamparos, tanto transversales como longitudinales, formando anillos longitudinales reforzados en sentido horizontal.

Figura 5

Cuando la estructura de costado es longitudinal, el nmero de palmejares se reduce e incluso no es necesario su colocacin, debido a que la escasa resistencia longitudinal que da es suministrada por los longitudinales del costado y la funcin de sujecin slo se limita a las bulrcamas, a las cuales se les puede dar a travs de consolas que conectan con los elementos sencillos.

En general el nmero de palmejares suele ser mnimo en estructuras de costado, uno o dos y dependiendo por supuesto del puntal de bodega o entrepuente.

ABERTURAS EN LOS COSTADOS

En algunos tipos de buques, tales como ferrys, roll-on/roIl-off, son necesarias aberturas en los costados para el movimiento de personal y carga, que han de ser normalizadas de tal manera que no afecten de forma sustancial a la resistencia estructural, tanto transversal como longitudinal, al mismo tiempo que garanticen los cierres una perfecta estanqueidad.

cuando se realiza una abertura en una plancha de forro se ha de tener en cuenta el efecto negativo que se produce con respecto a la resistencia del conjunto, ya que se crea por una parte una reduccin de material y por otra se cortan las lneas de fuerza que circulan a lo largo del acero cuando ste est sujeto a esfuerzos en alguna de sus partes, principio en el que se basa la transmisin de la que se lleva hablando en todos los puntos anteriores.

Especificando para cada uno de estos puntos, se ha de tener en cuenta que la resistencia de la estructura est dada por las planchas y los elementos de soporte, como son las cuadernas, longitudinales, etc. La abertura por lo general va a afectar ambos y la compensacin puede realizarse mediante los siguientes principios:

a) Reforzamiento de las planchas que rodean la abertura mediante espesores ms grandes que los que existan sin la misma.

b) Aumento de los elementos de soporte, de forma que aquellos que se interrumpan se unan a otros y el conjunto antes y despus de la abertura tenga igual resistencia.

c) Colocacin de cierres que una vez apretados, adems de la estanqueidad, proporcionen resistencia a la estructura.

A efectos de evitar en las esquinas concentraciones de esfuerzos, por una superposicin y ruptura de las lneas de fuerza, se debern hacer redondeadas o con grandes refuerzos. Siguiendo esta serie de principios se puede garantizar cualquier tipo de abertura.

En la figura 6 se puede apreciar la modificacin de la estructura, pudindose comparar entre la misma con o sin abertura. Es de destacar que los principios anteriormente indicados se han cumplido, primero con un alimento de espesor en la plancha que rodea a la abertura, y en segundo lugar con el reforzado alrededor de la misma que recibir esfuerzos de las cuadernas y bulrcama en sentido transversal y del palmejar longitudinalmente, crendose un doble palmejar a ambos lados y una doble bulrcama que en general se puede decir que forman una estructura similar a

Figura 6

una brazola interior. Solo faltara la estructura resistente del cierre que deber estar compuesta de plancha reforzada con elementos de soporte, tipo llanta o perfil que tenga una estructura similar a la general del costado.

CONJUNTO ESTRUCTURAL DE LOS COSTADOS

Como se ha visto, los costados del buque estn formados por planchas en forma de tracas longitudinales con un reforzado de elementos en sentido longitudinal o transversal.

En sentido longitudinal los esfuerzos estn concentrados en la parte baja y alta, es decir en las zonas de pan toque y en las intersecciones con la cubierta principal, traca de cinta, disminuyendo a medida que se alejan de estas zonas, hasta que al Ilegal' a la lnea neutra son nulos. Esta lnea est situada en el costado, por lo tanto los requerimientos estructurales son mnimos, y por lo general la plancha del forro exterior suele tener casi la resistencia longitudinal necesaria para todo el conjunto, pudindose dar por medio de longitudinales de costado la que falte.

Transversalmente existen las bulrcamas y los mamparos transversales que podran dar una resistencia apropiada; no obstante los escantillones y separacin tan poca de las bulrcamas seran tan grandes que sera un problema la utilizacin de bodegas, requirindose por lo tanto las cuadernas para hacer un reforzado ms uniforme.

Las principales combinaciones de los elementos de soporte, tanto simple como reforzado, cumplen con los siguientes principios:

a) Siempre existen bulrcamas.

b) Para buques de ms de 130 mts. de eslora se recomiendan estructuras con longitudinales de costado.

c) Para buques pequeos se recomiendan cuadernas sujetas por uno o dos palmejares, cuando la altura del puntal as lo requiera.

En la figura 7 se pueden observar las dos formas clsicas de hacer un costado. En la solucin (a) se trata una estructura transversal y en la (b) longitudinal.

Figura 7 (a)y 7 (b)

APENDICES DEL FORRO EXTERIOR

Son apndices del forro exterior:

1. La quilla de balance.

2. Los cintones.

3. Quilla de balance

La mayora de los buques tienen en la zona del pantoque un angular perpendicular a la traca, que tiene como misin fundamental reducir el balanceo del buque. Adems como funciones secundarias ayudar a la resistencia longitudinal de la viga-casco y proteger las planchas contra golpes.

La accin contra el movimiento que tiene la quilla de balance es relativamente pequea pero efectiva y virtualmente con un bajo costo de construccin. La situacin puede ser estudiada para cada buque, siendo en general la zona central la que con su colocacin tiene mayores efectos, estando en el interior de la superficie limitada por los planos de manga mxima y plano del fondo segn la astilla muerta, pudindose extender hasta proa y popa en un 75 % de la eslora.

Figura 8

El perfil que suele usarse para quilla de balance es la llanta con bulbo, que podr soldarse directamente a la traca de pan toque o a travs de una pletina (figura 8), a la que se soldar o remachar, ya que es siempre conveniente que la unin no sea resistente para que cuando existan esfuerzos localizados esta se desprenda sin afectar a la traca de pantoque. Para sta solucin se suelen usar soldaduras discontinuas que reduzcan el rea efectiva de sujecin (figura 9).

Figura 9

Los esfuerzos mximos que la quilla trasmite al casco se encuentra en los extremos de proa y popa, para lo que requiere que stos estn reforzados, trabajo que se hace generalmente con una plancha doble con formas redondeadas, al mismo tiempo que se reduce la seccin horizontal, para que el efecto de presin del agua sea mnima y creciente hacia el interior (figura 10)

Figura 10

La anchura mxima que suelen tener las quillas de balance es de 400 mm., por lo general.

Cintones

Los cintones son estructuras exteriores al casco (apndices) que sirven millo defensa del mismo contra golpes que el casco pueda recibir de agentes exteriores, siendo slo usado en buques que requieren mucho contacto con muelles o como en el caso de remolcadores, con otros buques, disponiendo en cada caso de estructuras especficas as como situacin definida.

El cintn es una estructura compuesta de materiales rgidos combinados con otros flexibles, acero y madera o goma, pudiendo ser en algunos casos exclusivamente de acero, pero con la salvedad de buscar en ste cierta flexibilidad. La forma ms normal de esta estructura es la indicada en la figura 11en la que al mismo tiempo se pueden observar detalles de su colocacin, que ha de ser en lugar de gran reforzamiento interior, ya que aunque los esfuerzos que se reciban a travs del cintn van a ser amortiguados por ste, es necesario que la estructura los reciba y los trasmita lo ms ampliamente posible al resto de la misma, evitando por lo tanto deformaciones locales.

Figura 11

Captulo 10. Baos

GENERALIDADES

Se denominan cubiertas las estructuras horizontales que cierran o delimitan la viga-casco, abarcando por lo general, de babor a estribor y de proa a popa. Segn la situacin de la cubierta, sta podr ser resistente, de franco-bordo o intermedia.La cubierta resistente es la que forma la estructura superior de la viga casco, y tiene como misin fundamental por lo tanto contribuir de forma eficaz a la resistencia total del buque, unindose con los costados y mamparos.La cubierta de franco-bordo es la ms alta con medios de cierre permanentes y ser la que d estanqueidad en la parte superior al casco, pudiendo ser al mismo tiempo la resistente, como es el caso de buques con una sola cubierta.Las cubiertas intermedias son las que se encuentran debajo de las anteriormente definidas, teniendo como misin exclusivamente la de subdividir horizontalmente el interior de la viga-casco por necesidades de carga. Las cubiertas intermedias tendrn resistencia propia y ayudarn a la resistencia total, principalmente como elementos de transmisin de esfuerzos.Cuando una cubierta intermedia est limitada en eslora o manga, se denomina plataforma y su resistencia ser para soportar cargas locales, independizndose casi por completo de la resistencia general del buque.La estructura de cualquier tipo de cubierta est formada por los siguientes elementos:1. Forro.2. Baos.3. Longitudinales de cubierta.4. Baos reforzados.5. Esloras.

FORRO DE CUBIERTAEl forro de cubierta est formado por tracas, dispuestas generalmente en sentido longitudinal, aunque para cubiertas intermedias se pueden colocar transversalmente (figura 1).Tradicionalmente la cubierta superior dispona de doble curvatura, compuesta por el arrufo y la brusca, cuya misin fundamental es la de conseguir seguridad en el buque mediante la eliminacin rpida del agua embarcada sobre la misma durante la navegacin.

(a) (b)

Figura 1

La curva de arrufo, consistente en elevacin de la horizontal en proa y popa, est nicamente definida en los Reglamentos de Franco-Bordo como una funcin de la eslora, considerndose que en la proa el valor de la elevacin ha de ser el doble que en la popa, y en el centro o cuaderna maestra, cero.La curva de la brusca se ha tomado por lo general casi siempre 1/50 de la manga del buque y de tipo parablico, aunque en la actualidad se estn realizando de tipo poligonal o trapezoidal, manteniendo una zona plana en el centro y cadas hacia los costados.Esta doble curvatura ha creado problemas constructivos, ya que la maquinaria del Taller de Herreros de Ribera no es apropiada a tales fines y se est llegando a soluciones de tipo poligonal, con lo que se resuelven gran parte de los inconvenientes.De todas las tracas que definen el forro de la cubierta, tienen gran importancia las laterales que se unen a la de cinta para formar las esquinas superiores de la viga-casco. Estas tracas denominadas de trancanil suelen tener un espesor mayor que el resto y la unin con el forro exterior del costado es de gran importancia, ya que como se dijo anteriormente, es una zona en la que los esfuerzos debidos a momentos Electores son mayores.Cuando existen aberturas, cosa muy corriente en casi todos los buques mercantes, como son las escotillas de carga y descarga, las tracas que las delimitan tendrn tratamiento especial.Las cubiertas suelen forrarse muchas veces con madera, con el fin de proteger el acero contra corrosin y elementos abrasivos que las desgasten as como para dar seguridad al paso del personal evitando el deslizamiento con la superficie mojada. La cubierta de madera suele ocupar toda la zona que va a la intemperie, dejando a veces los laterales como canales de agua (figura 2). Esta finalidad que se consigue con la madera puede tambin obtenerse mediante pinturas especiales, solucin muy utilizada en la actualidad.

Figura 2

BAOSLos bao s son los elementos de soporte de las cubiertas en sentido transversal, pudindose distinguir entre baos simples y reforzados.El bao simple tiene como funciones principales:1. Contribuir a la resistencia transversal.2. Ser elementos de soporte de las planchas de la cubierta.3. Transmitir los esfuerzos que se reciben en la cubierta a los costados a travs de las cuadernas.El bao es elemento tipo perfil comercial, preferentemente ngulo "L" o llanta con bulbo, asignando un escantilln segn sea la cubierta resistente o no y cuando la estructura es transversal en el costado existir un bao por cuaderna; es decir, la separacin de los baos es la clara de cuadernas.En estructuras transversales de cubierta y debido a la necesidad de un reforzamiento por las aberturas de escotillas, se colocarn baos reforzados, con misiones idnticas a las simples pero de mayor escantilln, debiendo por lo tanto ser del tipo armado, en tal caso en forma de "L" o "T",El bao reforzado cumple misiones especficas con estructuras longitudinales de la cubierta, en las que ser:1. Elemento eficaz de resistencia transversal.2. Sujecin de los longitudinales de cubierta.3. Elemento de reforzamiento de las aberturas de las escotillas.En general el bao reforzado dispondr de escotes para el paso de los longitudinales pudiendo ser intercostal entre las esloras y mamparos longitudinales.

LONGITUDINALES DE CUBIERTAEl longitudinal de cubierta es el elemento de soporte de las cubiertas cuando stas tienen estructura longitudinal, teniendo como misiones:1. Contribuir eficazmente a la resistencia longitudinal del buque.2. Transmitir los esfuerzos que recibe la cubierta a los anillos transversales y mamparos.El longitudinal tiene caractersticas similares al bao en cuanto a tipo de elemento y separacin, unindose a los refuerzos de los mamparos mediante consolas similares a la unin de baos y cuadernas, siendo sujetados entre estas uniones mediante los baos reforzados con o sin ayuda de consolas. En algunas ocasiones el tipo de perfil puede ser exclusivamente de llanta sin ala o tabla.

ESLORASLas esloras son elementos reforzados de soporte longitudinal de las cubiertas de gran importancia estructural ya que forman los anillos longitudinales en combinacin con los refuerzos de mamparos y vagras.El nmero de eslora s generalmente es reducido, dependiendo de la estructura de la cubierta y de las aberturas por escotillas que sta tenga, existiendo en todo tipo de buques por lo tanto, ya que en estructuras transversales tendrn como misin:1. Contribuir eficazmente a la estructura longitudinal.2. Sujetar los baos.3. Ser puntos de apoyo de puntales.En estructuras longitudinales la nica funcin de las anteriores que no cumplen es la referente a la sujecin de los baos, ya que stos no existen.El tipo de perfil ms usado es el de "T", de tipo armado, ya que dispone de simetra y la unin con los otros elementos o forro de mamparos es ms efectivo. Cuando la eslora est en los laterales de las escotillas se suelen usar ngulos en "L", de tipo armado igualmente.Las esloras suelen ser continuas entre mamparos estancos, a los que unirn de forma efectiva bien directamente o con consolas, lo que dar continuidad estructural.En los finos de proa y popa las esloras, si son laterales, suelen tomar inclinacin con respecto al plano longitudinal con el fin de actuar centradas con la manga del buque en esas zonas. Estas conexiones y caractersticas son de gran importancia, ya que en muchos buques son los nicos elementos de soporte de las cubiertas en sentido longitudinal, al mismo tiempo que son bsicos para la transmisin de esfuerzos al fondo a travs de los puntales.

CONJUNTO ESTRUCTURAL DE LAS CUBIERTASAl igual que el resto de la estructura, las cubiertas pueden tener estructura longitudinal y transversal, siendo una u otra casi exclusivamente debida a las necesidades de resistencia que tenga la viga-casco. En ambos casos existen siempre los elementos reforzados, baos reforzados y esloras, siendo los simples que se combinan con ellos los que refuerzan el tipo de estructura.En el caso de ser la cubierta de estructura longitudinal (figura 3), los baos reforzados se conectarn con los longitudinales de cubierta mediante los escotes que les servirn de sujecin y consolas que los unirn con la tabla del mismo.Figura 3Las consolas podrn ir a tope con los longitudinales o a solape y el bao reforzado generalmente es intercostal entre las esloras.Esta estructura repite sus caractersticas en el caso transversal, en la que los baos tendrn tratamiento similar a los longitudinales respecto a las esloras, disponiendo por lo tanto de escotes y consolas en los cruces.En ambos casos, las esloras y baos reforzados tienen alturas iguales, lo cual har que los cruces entre ambos sean sencillos de alma con alma y tabla con tabla.

Figura 3

CONEXIONES DE LA ESTRUCTURA DE CUBIERTA CON EL RESTOLa conexin de la cubierta con el resto de la estructura son las que se realizan con los costados y con los mamparos tanto longitudinales como transversales, las cuales sern estudiadas cuando se analicen stos ltimos.La unin entre los costados y cubiertas, es de gran importancia, pues en ella se van a ejercer grandes esfuerzos de traccin y compresin por ser la esquina superior de la viga-casco y por lo tanto en donde los momentos flectores son mximos al mismo tiempo que alternativos.Dentro del tipo de unin se han de tener en cuenta los tipos de estructuras que pueden tener tanto la cubierta como el costado. As cuando el Costado y cubierta son transversales se pueden dar dos casos: elementos simples, cuaderna y bao (figura 4), y elementos reforzados, bulrcama y bao reforzado (figura 5).

(a) (b)

Figura 4

(a) El elemento ms importante es la consola, pudiendo ser colocada a tope con las alas de los perfiles (figura 4, a) o a solape, abarcando la esquina totalmente (figura 4, b). Esta ltima solucin se adopta como medio ptimo, cuando el trancanil es redondeado, que suele darse en algunos buques como los petroleros.Cuando los elementos que se unen son reforzados, la unin es directa entre almas y tablas, sin necesidad de consola, soldndose por lo tanto a tope ambos elementos.

Fugura 5

Como se ha podido observar, este tipo de uniones presentan una gran simplicidad y resistencia pero no siempre se dan estructuras transversales y por lo tanto es necesario ver las distintas combinaciones como son: estructura transversal en el costado y longitudinal en la cubierta (figura 6) y viceversa (figura 7).

Figura 6 y 7

En ambos casos la consola que une un elemento con otro hace la esquina resistente, teniendo en cuenta que raramente se unen los elementos transversales a las planchas de cubierta o costado quedando a una distancia que permita la soldadura de las tracas de cinta y trancanil. Las consolas con el elemento transversal, pueden unirse a solape o a tope como se indica en las figuras 6 Y 7, pudindose dar los casos representados en la figura 8.

Figura 8

Finalmente, cuando las estructuras son longitudinales en ambas estructuras, no existe una conexin entre los elementos y puede darse el caso de que la unin se realice exclusivamente entre planchas, debiendo crear un elemento tipo consola de grandes dimensiones para reforzar la esquina si fuese necesario; as se da el caso, por ejemplo, en los buques graneleros de disponer de reforzados interiores en los tanques altos que interconectan los longitudinales de cubierta y costado. En la figura 9 se representa una unin simple, y en la figura 10, a travs de una estructura combinacin de bao reforzado y bulrcama en el interior de un tanque alto.

Figuras 9 y 10

ESCOTILLASLas escotillas son aberturas con cierres no permanentes, que se realizan en las cubiertas con el fin de permitir la carga y descarga de las bodegas, teniendo dimensiones que dependern de las funciones del buque, llegando en algunos casos, como en los buques portacontenedores a dimensiones tales que ocupan casi la totalidad de la cubierta. Estas discontinuidades que se presentan en las cubiertas y que por otra parte no son posibles de eliminar, originan grandes perturbaciones en la resistencia estructural de la viga-casco, por lo que han de estudiarse detenidamente con el fin de reducir al mximo los problemas, no slo la falta de resistencia sino tambin de tipo constructivo.Dentro del estudio que ha de realizarse de las escotillas, se puede agrupar ste segn dos conceptos: la abertura y los cierres, ya que stos al mismo tiempo que dan estanqueidad han de proporcionar resistencia a la estructura de la cubierta que, como se ha indicado, ha sido debilitada por la abertura.

ABERTURA DE ESCITILLASCualquier abertura que se realice en una estructura, origina una discontinuidad que se refleja especialmente en una disminucin de la resistencia y una distribucin no uniforme de las lneas de fuerza que la recorren, siendo el origen de concentracin de esfuerzos en determinadas zonas. Si se analiza grficamente la cubierta, la cual es recorrida por una serie de lneas de fuerza, distribuidas uniformemente, a la que se ha practicado una discontinuidad (figura 11),

Figura 11

se puede observar cmo estas lneas toman caminos distintos y se producen concentraciones en zonas como proximidades de la abertura en el sentido longitudinal y en las esquinas de la misma, Esta concentracin se puede reflejar en deformaciones, o incluso en la rotura del material, por lo que ser necesario hacer un reforzamiento.Este efecto de aumento de esfuerzos crea otra zona en las que prcticamente no actan esfuerzos y por lo tanto para efectos de clculo de resistencia general del casco no debe ser considerada, la cual se sita entre aberturas prximas (figura 12), ya que se encuentran modificadas las lneas de fuerza y la continuidad slo es posible no circulando por esas reas. El ngulo de entrada y salida se considera como aproximacin de 30.

Figura 12

Para evitar los problemas derivados de las aberturas de escotillas han de tomarse en cuenta los siguientes principios:a) Se debern reforzar las planchas y elementos de soporte en los laterales longitudinales de las escotillas. Con este reforzamiento se compensar en parte el acero eliminado por la abertura, al mismo tiempo que se harn ms resistentes para la mayor concentracin de esfuerzos.b)Las esquinas de la abertura se realizarn redondeadas para facilitar la continuidad de las lneas de fuerza a la vez que evitar por la misma causa, fracturas en la plancha.c)Para compensar la prdida de resistencia y disponer de mxima resistencia contra esfuerzos en las esquinas, se colocarn planchas de diamante o dobles en las mismas, aumentando de esta forma el espesor y el reparto de esfuerzos por lo tanto ser ms adecuado. Estas planchas se soldarn con las adyacentes cuidando mantener una continuidad con los sistemas apropiados.d)Todo el reforzamiento en base a elementos de soporte se har de tal modo que su resistencia sea mxima, basndose fundamentalmente en la colocacin de esloras y baos reforzados en los laterales, tanto longitudinales como transversales de las aberturas, as como en el resto, tratando de transmitir al mximo los esfuerzos a las estructuras de costado y mamparos y al fondo a travs de los puntales.e) Se tratar de dar resistencia a la cubierta con la colocacin de elementos especficos, como son las brazolas y cierres metlicos de las escotillas.Siguiendo estos principios como elementos estructurales con caractersticas especiales se pueden considerar:1. Forro de cubierta de escantilln superior en los laterales de las aberturas.2. Esquinas redondeadas y de mayor espesor o plancha doble.3. Elementos estructurales reforzados, esloras y baos reforzados, en el permetro de la escotilla, as como elementos de transmisin a los costados y mamparos.4. Puntales prximos a la abertura para transmisin de los esfuerzos al fondo del buque.5. Brazolas que aumenten la resistencia suministrada por los refuerzos estructurales.

Figura 13

El conjunto estructural de una escotilla por lo tanto se puede representar tal como se indica en la figura 13, para el plancheado, y la figura 14 para el reforzamiento que se consider con estructura transversal de la cubierta.Cuando la estructura es longitudinal en la cubierta, ser necesario la colocacin de baos reforzados que coincidirn con las estructuras reforzadas de costados, bulrcamas, y de fondo, varengas, no existiendo por lo tanto baos sino longitudinales, en cuyo caso la seccin AA y CC de la figura 14 se transforma tal como se indica en la figura 15.

Figura 14

Figura 15

Transversalmente las modificaciones son similares, teniendo slo como principal detalle el que las consolas que estn uniendo los baos con las esloras del borde de la escotilla e irn hasta el longitudinal de cubierta adyacente (figura 16), estando situadas en el mismo plano que los barraganetes de las brazolas de la escotilla.

Figura 16

Respecto a los otros elementos estructurales que aparecen en el reforzamiento de las escotillas, es de hacer notar los puntales y las brazolas. Los primeros aunque su estructura es igual casi siempre, como se ver ms adelante, la nica salvedad de importancia es el nmero de ellos, que podr ser tal que coincida uno en cada esquina de la escotilla, o bien en el centro de la escotilla o conjuntamente ambas soluciones. En cualquier caso, el apoyo se tratar de hacer en cruce de bao reforzado y eslora. En algunas ocasiones se divide la bodega por un mamparo longitudinal en cruja, lo que actuar como apoyo centrado y similar a si existiera un puntal nico en el mismo plano.Las brazolas de escotilla, que adems de la misin bsica de reforzamiento de abertura, cumplen funciones de seguridad contra estanqueidad en la cubierta superior o de franco-bordo, debern su forma y construccin al tipo de cierre que disponga la escotilla. As la forma clsica de tapas de escotilla, formada por galeotas y cuarteles, deben tener un barraganete de altura no total para poder situar el refuerzo como plano de apoyo de los galpago s que cinchen los encerados (figura 17).

Figura 17

Este tipo de brazola, que no requiere una superficie ancha en el tope, sino todo lo contrario, por lo que suele estar reforzada por elementos verticales, es muy distinta a las que en la actualidad disponen los buques con cierres metlicos y de movimiento automatizado, que requieren de una superficie plana para la instalacin de rales y juntas de estanqueidad y en cuyo caso suele disponerse de un barraganete total y de gran resistencia incluso con tabla. La parte