Equipo de carga y descarga en petroleros de crudo (parte 1)

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Líneas de fondo:

En el caso de esta imagen, el buque está provisto de 4 tanques centrales y 5 pares de tanques laterales, todos ellos para carga de crudo. Las líneas principales de carga están localizadas en los tanques centrales. Con el término “líneas de fondo” entendemos que estas se encuentran en el fondo del buque, soportadas normalmente a una altura de entre 4 y 6 pies del fondo. Las válvulas de cruce interconectan los extremos de las líneas entre sí.

En este esquema se observa como cada línea central suministra a su grupo de tanques, uno central y dos laterales, con los que se procura por su distribución que no alteren el centro de gravedad del buque. Todas estas líneas finalizan en sus respectivos tanques mediante las campanas de succión antes comentadas.

Líneas de llenado:

Estas líneas se emplean durante la carga del crudo. Mediante el cierre de las válvulas principales de la línea de cubierta, la carga es dirigida a los tanques cuando se emplean estas líneas. Por tanto, tal como puede verse en el esquema, la cámara de bombas está totalmente aislada de la carga durante el embarque. Sin embargo, durante la descarga las líneas de llenado están aisladas de la carga manteniendo cerradas las válvulas de llenado.

Cámara de bombas:

Éste es el punto principal donde van interconectadas la línea de puerto y las líneas del buque. Las líneas de fondo dirigen el crudo desde los tanques hasta las bombas principales.

Los actuadores que mueven dichas bombas, ya sean de vapor o eléctricos, van instalados en la cámara de máquinas, accionando a distancia los ejes de las bombas, atravesando el mamparo mediante sellos neumáticos que impiden el paso de gases de hidrocarburos hacia la cámara de máquinas con el consiguiente riesgo de incendio en éste punto crítico del buque.Esta cámara viene normalmente emplazada entre la cámara de máquinas y los tanques de carga, y la razón de que esto sea así es la peligrosidad que se deriva de su operativa. Por otra parte, garantiza un cómodo acceso a sus componentes para reparaciones, sustituciones y control.

Representación de una cámara de bombas

El sistema de succión, para descarga a puerto de los tanques de crudo, viene equipado con bombas de succión y eyectores, así como un sistema de vacío en las bombas que permite mantener su succión cuando solo resta una pequeña cantidad de crudo en los tanques.En este punto vienen muy inter relacionados el sistema de carga y el sistema de lastre, siendo todo ello monitorizado y controlado bien manualmente, bien remotamente desde la sala de control de cargas o bien desde el puente del buque.
 

De otro lado, tal como se comentaba, la inter relación entre el sistema de lastre y el de bombeo de crudo, puede apreciarse en el siguiente esquema de una cámara de bombas, donde el sistema de agua de lastre “S.W. suct. y B.W.Pp” actúa llevando agua salada al sistema de lavado de los tanques, en caso de que todavía se haga así. Tras un lavado con agua salada, la mezcla de crudo y agua se lleva a los tanques slop, donde se deja decantar hasta que la fase del agua cumpla las concentraciones máximas exigidas por MARPOL, momento en que podrá achicarse al mar.

Cabe remarcar que normalmente, como aquí puede observarse, los sistemas se numeran correlativamente de uno a otro costado del buque.

En el siguiente esquema puede observarse la disposición del sistema de agotamiento de los tanques, donde se ha empleado un sistema en que no se hace necesario emplear por separado bombas de agotamiento, si no que se integra todo en el mismo conjunto.

En éste, la unidad de control desempeña las funciones de monitorización y control de carga, descarga y lastrado, así como las desconexiones y paros de emergencia, activación de alarmas y control de válvulas.

Equipo de carga y descarga en petroleros de crudo (parte 2)

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Líneas de fondo:

En el caso de esta imagen, el buque está provisto de 4 tanques centrales y 5 pares de tanques laterales, todos ellos para carga de crudo. Las líneas principales de carga están localizadas en los tanques centrales. Con el término “líneas de fondo” entendemos que estas se encuentran en el fondo del buque, soportadas normalmente a una altura de entre 4 y 6 pies del fondo. Las válvulas de cruce interconectan los extremos de las líneas entre sí.

En este esquema se observa como cada línea central suministra a su grupo de tanques, uno central y dos laterales, con los que se procura por su distribución que no alteren el centro de gravedad del buque. Todas estas líneas finalizan en sus respectivos tanques mediante las campanas de succión antes comentadas.

Líneas de llenado:

Estas líneas se emplean durante la carga del crudo. Mediante el cierre de las válvulas principales de la línea de cubierta, la carga es dirigida a los tanques cuando se emplean estas líneas. Por tanto, tal como puede verse en el esquema, la cámara de bombas está totalmente aislada de la carga durante el embarque. Sin embargo, durante la descarga las líneas de llenado están aisladas de la carga manteniendo cerradas las válvulas de llenado.

Cámara de bombas:

Éste es el punto principal donde van interconectadas la línea de puerto y las líneas del buque. Las líneas de fondo dirigen el crudo desde los tanques hasta las bombas principales.

Los actuadores que mueven dichas bombas, ya sean de vapor o eléctricos, van instalados en la cámara de máquinas, accionando a distancia los ejes de las bombas, atravesando el mamparo mediante sellos neumáticos que impiden el paso de gases de hidrocarburos hacia la cámara de máquinas con el consiguiente riesgo de incendio en éste punto crítico del buque.Esta cámara viene normalmente emplazada entre la cámara de máquinas y los tanques de carga, y la razón de que esto sea así es la peligrosidad que se deriva de su operativa. Por otra parte, garantiza un cómodo acceso a sus componentes para reparaciones, sustituciones y control.

Representación de una cámara de bombas

El sistema de succión, para descarga a puerto de los tanques de crudo, viene equipado con bombas de succión y eyectores, así como un sistema de vacío en las bombas que permite mantener su succión cuando solo resta una pequeña cantidad de crudo en los tanques.En este punto vienen muy inter relacionados el sistema de carga y el sistema de lastre, siendo todo ello monitorizado y controlado bien manualmente, bien remotamente desde la sala de control de cargas o bien desde el puente del buque.
 

De otro lado, tal como se comentaba, la inter relación entre el sistema de lastre y el de bombeo de crudo, puede apreciarse en el siguiente esquema de una cámara de bombas, donde el sistema de agua de lastre “S.W. suct. y B.W.Pp” actúa llevando agua salada al sistema de lavado de los tanques, en caso de que todavía se haga así. Tras un lavado con agua salada, la mezcla de crudo y agua se lleva a los tanques slop, donde se deja decantar hasta que la fase del agua cumpla las concentraciones máximas exigidas por MARPOL, momento en que podrá achicarse al mar.

Cabe remarcar que normalmente, como aquí puede observarse, los sistemas se numeran correlativamente de uno a otro costado del buque.

En el siguiente esquema puede observarse la disposición del sistema de agotamiento de los tanques, donde se ha empleado un sistema en que no se hace necesario emplear por separado bombas de agotamiento, si no que se integra todo en el mismo conjunto.

En éste, la unidad de control desempeña las funciones de monitorización y control de carga, descarga y lastrado, así como las desconexiones y paros de emergencia, activación de alarmas y control de válvulas.

Equipo de carga y descarga en petroleros de crudo (parte 3)

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Líneas de cubierta:

En un petrolero de crudo, el mismo sistema principal cambia de nombre en función de su emplazamiento. Por tanto, nos encontramos que, dentro del mismo sistema, cuando se mira de las bombas de carga a los tanques de carga se habla de líneas  de fondo, cuando se hace desde el lado de descarga de las bombas se habla de lineas verticales que, cuando aparecen en la cubierta principal, cambian a líneas de cubierta.

Cabe destacar que todos los siguientes sistemas van de alguna manera integrados en el sistema de manejo de la carga, y por tanto relacionados con la cámara de bombas.

Las líneas de cubierta son una prolongación de las líneas verticales desde la cámara de bombas, y pueden ser independientemente aisladas de las bombas mediante las válvulas principales de cubierta.

Estas líneas de cubierta finalizan en los colectores, donde el buque se conecta a terminal en puerto mediante mangueras y los accesorios que fueren. Dichos colectores vienen igualmente numerados  a las líneas de las que provienen. Por lo que, en conclusión, el colector 1 viene suministrado por la línea de cubierta 1, que a su vez viene en prolongación de la línea vertical 1, prolongación de la línea de fondo 1 que es suministrada por la bomba 1. De otro lado existen colectores de cruce que permiten intercambiabilidad entre los diferentes sectores de las líneas.

De otro lado encontramos la línea de pequeño diámetro que suministra, desde la bomba de agotamiento, a un colector.

En la siguiente imagen se presenta un esquema de una posible disposición para estas líneas de cubierta.

Líneas de lavado con crudo COW:

COW, acrónimo ingles de crude oil washing, son las que llevan el hidrocarburo a las respectivas máquinas de lavado con crudo en sus correspondientes tanques.

Esta línea viene abastecida del lado de descarga de la cámara de máquinas y va reduciendo progresivamente su diámetro a fin de garantizar la presión necesaria en las máquinas COW.

Las líneas COW tienen la posibilidad de ser purgadas a cualquiera de las líneas de carga principales.

En el siguiente esquema, se presenta una posible disposición de este sistema de lavado con crudo.

Líneas de gas inerte:

para el control de la atmósfera en los tanques de crudo, las líneas de gas inerte se encuentran en la cubierta principal y llevan a cada uno de los tanques. Estas líneas suministran los tanques de carga durante las operaciones de descarga o lavado de tanques. Algunos de estos sistemas van conectados a un suministro común, dotado de válvulas de presión/vacío a fin de regular la presurización y vacío en los tanques de carga. Otros sistemas implementan dichas válvulas en cada uno de los tanques.

En la siguiente imagen se presenta un esquema de su disposición.

Trimado Dinámico "SQUAT"

Se entiende por trimado dinámico o “squat” el incremento adicional de calado de un buque (d_t) en relación con el nivel estático del agua, producido por el movimiento del barco a una velocidad determinada.

La navegación de un buque en aguas tranquilas ocasiona una velocidad relativa entre el buque y el agua. Esta diferencia de velocidades altera la distribución de presiones hidrodinámicas alrededor del buque generando los efectos siguientes:

• Un descenso del nivel del agua, que es variable a lo largo de la eslora del buque.
• Una fuerza vertical descendente actuando sobre el casco del buque y un momento con relación al eje horizontal transversal, que ocasionan un desplazamiento del buque en su plano longitudinal de simetría, que se compone por tanto de dos movimientos:
• Una traslación vertical descendente uniforme.
• Un giro sobre el eje horizontal transversal.

El trimado dinámico es la combinación de ambos efectos (descenso del nivel del agua y los dos movimientos) que producen variaciones del calado del buque de distinto valor a lo largo de su eslora. Habitualmente se denomina trimado dinámico al valor máximo del sobre calado, que puede producirse en la proa o en la popa del barco según el tipo de embarcación, presentándose generalmente en la proa para la mayoría de los barcos comerciales.

Dado que el trimado dinámico es función de la velocidad relativa del agua con respecto al buque, su valor depende principalmente de las dimensiones geométricas de la zona en que navega el barco. Las fórmulas que permiten calcular el valor del squat están determinadas generalmente para navegación en aguas poco profundas sin restricciones laterales, de las que se han deducido generalizaciones aplicables para navegación en canales sumergidos y en canales convencionales (ver fig. 1), que cubren la totalidad de los supuestos de interés para las Áreas de Flotación que se analizan en esta recomendación. La navegación en aguas canalizadas resulta afectada fundamentalmente por la velocidad de retorno del agua, dependiendo así de la relación entre la sección transversal principal de la obra viva del buque (A_b)  y la sección transversal del canal (A_c);  para canales sumergidos se considera como sección transversal del canal (A_c) la superficie equivalente configurada por la prolongación de los taludes de los cajeros hasta la superficie del agua.

La determinación del trimado dinámico puede calcularse mediante la fórmula de Huuska/Guliev/Icorels, que tiene la expresión siguiente:

En donde:

d_t: Valor máximo del trimado dinámico (m)

∇: Volumen del desplazamiento del buque (m³)

L_pp: Eslora entre perpendiculares del buque (m)

La resistencia hidrodinámica al movimiento de un buque depende de este Número de Froude. Cuando F_nh se aproxima a 1.00 la resistencia al desplazamiento alcanza valores muy elevados, que la mayoría de los buques no pueden superar con la potencia instalada; de hecho todos los buques, salvo casos especiales de embarcaciones rápidas, navegan a velocidades que no ocasionan valores de F_nh  en exceso de 0,60/0,70 (petroleros y portacontenedores respectivamente), cifras que resultan ser barreras efectivas de la velocidad del buque. En consecuencia y simultánea-mente con el estudio de los requerimientos de calado, deberá comprobarse que los números de Froude resultantes, son compatibles con las condiciones del caso.

V_r  = Velocidad relativa del buque con respecto al agua, excluidos efectos locales (m/s)

g   = Aceleración de la gravedad (m/s²)

h   = Profundidad del agua en reposo, excluidos efectos locales (m)

K_s = Coeficiente adimensional de corrección para canales sumergidos o convencionales (ver fig. 1.), (para zonas sin restricciones laterales se tomará K_s=  1.00). Para su determinación se emplearán las expresiones siguientes:

K_s  = 7,45 * s₁ + 0,76                       Para s₁ > 0,032

K_s  = 1,00                                          Para s₁ ≤ 0,032

A_b  = Área de la sección transversal principal de la obra viva del buque (m²)  ≈ 0,98 * B * D para buques comerciales

B   = Manga del buque (m)

D   = Calado del buque (m)

A_c  =  Área de la sección transversal del canal situado por debajo del nivel de agua en reposo (m²). Para canales sumergidos se considerará la superficie equivalente configurada por la prolongación de los taludes de los cajeros hasta la superficie de agua.

K₁ = Factor de corrección, función de  A_b/A_c y de h_z/h

h_z  = Profundidad de la zanja dragada referida al nivel medio del fondo (m). Ver fig. 1.

Para la determinación de la velocidad Vr  del buque con respecto al agua que interviene en la formulación anterior, se deberá considerar, además de la limitación ya expuesta al analizar el número de Froude, las restricciones que provengan de las normas de operación del Área de Flotación o Navegación que se considere. Para la determinación de calados en fase de proyecto se considerarán los valores máximos de la velocidad que fijen las citadas normas de operación, o que se establezcan precisamente a consecuencia del proyecto que se realice; en el supuesto de que estas normas consideren velocidades diferentes según tipos y dimensiones de los buques será necesario analizar los supuestos más desfavorables. A falta de criterios específicos al respecto se recomienda adoptar valores máximos de la velocidad absoluta de los buques “V” dentro de los márgenes siguientes, sin que en ningún caso resulten números de Froude mayores de 0.70:

Todas estas velocidades recomendadas corresponden a la navegación que se define en cada uno de los epígrafes, por lo que será necesario considerar todos los supuestos que puedan presentarse en cada caso para hacer un estudio correcto (p.e. la navegación de buques por un canal puede corresponder no sólo a embarcaciones en tránsito hacia áreas interiores, sino también hacia atraques que estén emplazados en el mismo canal).

Se hace notar que estas velocidades recomendadas son absolutas “V”, mientras que la velocidad “V” que interviene en la formulación es la velocidad relativa del buque con respecto al agua, por lo que será necesario tomar en consideración la velocidad del agua en el supuesto de que existan corrientes fluviales, de marea, etc.

Para la navegación que se efectúe en la fase final de las maniobras de aproximación y atraque, o a comienzo de las de salida, en las que la velocidad es inferior a 1 m/s y suele efectuarse con ayudas de remolcadores, puede considerarse que el efecto del squat es despreciable.

La fórmula de cálculo del trimado dinámico recogida anteriormente no toma en consideración todas las circunstancias que pueden presentarse, al no disponerse actualmente de estudios globales que cubran todos los aspectos, por lo que se recomienda su utilización tanto para estudios determinísticos como semiprobabilísticos. Las circunstancias más habituales que suelen presentarse y que no están cubiertas por la formulación, son las siguientes:

-        Adelantamiento y cruce de buques. El flujo de agua alrededor del buque resulta afectado modificándose el trimado dinámico, cuyo valor puede incrementarse hasta el 50-100%. Si el adelantamiento o cruce de buques es ocasional se recurre normalmente a reducir la velocidad de los buques para no aumentar los requerimientos de calado. Si estas maniobras fueren habituales deberá considerarse un incremento del trimado dinámico.

-        Navegación descentrada. El movimiento de un buque fuera del eje de un canal y la proximidad a un talud modifica el régimen hidráulico del agua alrededor del barco aumentando el trimado dinámico. El efecto es despreciable si la distancia de los taludes es mayor de 2 ó 3 mangas del buque (dependiendo del Número de Froude: a mayor Número de Froude se requiere mayor separación). Análogamente al caso anterior, si el descentramiento es ocasional se recurre normalmente a reducir la velocidad del buque, precisándose efectuar estudios de mayor detalle si las maniobras son habituales.

-        Configuración geométrica del fondo. El procedimiento de cálculo descrito anteriormente presupone que la profundidad de agua disponible y la velocidad del barco permanecen constantes. Si la profundidad de agua disminuye progresivamente, como sucede habitualmente al acercarse a puerto, aumenta la resistencia del agua, disminuye la velocidad del buque y se reduce el fenómeno de trimado dinámico. Sin embargo, si se produce una disminución rápida de la profundidad de agua y el buque entra navegando a velocidades elevadas en esta zona, el trimado dinámico aumenta significativamente produciéndose vibraciones violentas. En estos casos se recomienda reducir la velocidad del buque de manera que el número de Froude no supere el valor de 0,50.

-        Fondos fangosos. La presencia de una capa de fangos fluidificados en el fondo produce en general disminuciones del trimado dinámico debido a variaciones en el régimen hidráulico del flujo alrededor del barco y a la variación de las condiciones de flotabilidad. Excepcionalmente pueden presentarse mayores valores del trimado dinámico en caso de que el barco se desplace a través de fangos muy poco densos y en el supuesto de que la velocidad de navegación supere los 4 m/s (≈8 nudos).

-        Navegación en curva o con ángulo de deriva. En la actualidad no se conocen investigaciones que permitan cuantificar la transcendencia de estos supuestos. A efectos prácticos se mantendrá el cálculo para navegación en tramos rectos sin ángulo de deriva, recurriéndose a disminuir la velocidad del buque en el supuesto de que el trimado dinámico fuese más desfavorable.

Escora debido a inundación de compartimientos.

Cuando en un buque se inunda un compartimiento, la flotación que este provee se pierde. Esto causa que el centro de flotación se mueva inmediatamente de su centro y, al menos que dicho compartimiento se encuentre en el centro de la línea de flotación, un momento escorante se generara, b = w.

Observe el buque en la figura 1 el cual se encuentra adrizado en la línea WL.G representa la posición del centro de gravedad del buque y B el centro de flotación.

Ahora observemos que un compartimiento el cual está dividido en su línea central se encuentra inundado en el costado de estribor como se muestra en la figura.

Para observar mejor la perdida de flotabilidad el buque se sumergirá hasta la línea de agua W₁L₁

Por tanto se puede observar perfectamente la perdida de flotabilidad observando WL y W₁L₁.

El centro de flotación se moverá de B a B₁, alejándose del centro de gravedad original, y la distancia BB₁ es igual a w . d / W. 

Donde w representa la perdida de flotación y d representa la distancia.

Entre el centro de flotación del buque y el centro de flotación original.

La variación en el centro de flotación produce un momento escorante. Por tanto θ es la escora resultante.

Luego,

Donde XM representa la altura metacéntrica inicial para la condición de inundación.

Ejemplo 1

Un buque de coeficiente de bloque bajo de 100 m de eslora y manga 18 m, flota en agua salada a  7.5 m de calados, encontrándose Even Keel. KG = 4 m. El buque tiene un mamparo central continuo completamente estanco.

Encuentre la escora si un compartimiento a nivel de medianía que se encontraba vacío, de 15 m de longitud, se inunda en un costado.

a) Encontrando el nuevo calado medio:

b) Encontrando el nuevo centro de flotación:

c) Encontrando IOZ

a) Encontrando GM

b) Hallando la escora:

Ejemplo 2

Un buque con coeficiente de bloque bajo (similar a una caja), 50 m eslora y 10 m manga, flota en agua salada en condición even-keel a un calado de 4 m. Posee un mamparo estanco a toda la eslora del buque. Un compartimiento a medianía en el costado de estribor de 15 m de largo contiene un cargamento cuya permeabilidad es del 30%. Calcule la escora si este compartimiento se inunda. KG=3 m.

a) Encontrando el nuevo calado medio:

b) Encontrando IOZ

c) Encontrando GM

d) Encontrando la escora:

Conclusiones

A)    Haga un esquema de la información suministrada (tome datos).

B)    Calcule el incremento de volumen por calados

C)    Calcule el centro de flotación del Buque

D)    Estime el segundo momento del área en la condición de inundación con el uso del teorema del eje paralelo

E)     Calcule el Nuevo KB, BM, KM y GM

F)     Finalmente calcule el ángulo de escora requerido

Ejercicios

1.    Un buque de construcción rectangular (tipo caja) tiene 100 m eslora, 15 m manga y flota en agua salada a calados iguales, calado = 5 m. KG = 3 m. Se encuentra dividida longitudinalmente por un mamparo estanco ubicado en la línea crujía del buque. Tiene un compartimiento vacio de 10 m. de largo. Halle la escora si este compartimiento es inundado.

2.    Un buque de construcción rectangular (tipo caja) tiene 80 m eslora y 10 m manga, esta flotando a calados iguales, con 5 metros de calado. Halle la escora si este compartimiento de 15 m de largo,  ubicado a medianía y a un lado del mamparo central ya mencionado, se encontrase inundado. KG = 3 m.

3.    Un buque de construcción rectangular (tipo caja), de 120 m de eslora y 24 m manga, flota en agua salada a calados iguales, calado= 7 m. KG =7 m. Un compartimiento ubicado a medianía del buque, de 12 m de largo y dividida longitudinalmente por un mamparo estanco ubicado en la línea de crujía del buque. Halle la escora si este compartimiento se encontrase inundado.

4.    Un buque de construcción rectangular (tipo caja) de 50 m de eslora, 10 m manga se encuentra dividida longitudinalmente por un mamparo estanco ubicado en la línea de crujía del buque  y flota en agua salada a calados iguales, calado= 4 m.  KG = 3 m. Un compartimiento a la medianía de 12 m largo contiene carga de 30 % de permeabilidad. . Halle la escora si este compartimiento se encontrase inundado.

5.    Un buque de construcción rectangular (tipo caja) de 68 m de eslora y 14 m manga tiene KG= 4.7 m, flota en agua salada a calados iguales, calado= 5 m. Un compartimiento ubicado a medianía del buque, de 18 m largo y dividido longitudinalmente por un mamparo estanco ubicado en la línea de crujía del buque contiene carga y un 30% de permeabilidad. Halle la escora si este compartimiento se encontrase inundado.

Resultados:

1.    3.6°

2.    11.57°

3.    5.7°

4.    4.9°

5.    8°

Calado Medio Verdadero.

En capítulos anteriores se ha demostrado que el asiento del buque se calcula cerca de su centro de flotación. Ahora se muestra que, por esta razón, el calado medio verdadero de un buque se mide en su centro de flotación y puede no ser igual a la media de los calados de proa y popa. Sólo lo hace cuando LCF es proporcionalmente en el medio. Considere el buque que se muestra en la Figura 1 (a) que está flotando a calados iguales y cuyo centro de flotación es FY a popa de la medianía. El calado medio verdadero es KY, que también es igual a ZF, el calado en el centro de flotación.

Ahora dejemos que un peso se desplace hacia popa del buque de modo que el asiento sea sobre F, como se muestra en la Figura 1 (b).

El calado en el centro de flotación (ZF) no cambia. Dejemos que el nuevo calado en proa sea F y el nuevo calado en popa sea A, entonces el asiento “t” será igual a (A – F). Ya que ningún peso ha sido cargado o descargado, el desplazamiento del buque permanece igual y el calado medio verdadero permanece igual a KY. Esto se puede apreciar en la figura 1 (b) que la media de los calados de proa y popa es igual a KX, el calado en el medio. También,

Donde FY es la distancia del centro de flotación desde el centro del buque. También puede verse en la figura que, cuando un buque se asienta hacia popa y el centro de flotación es hacia popa del centro del buque, la corrección se suma a la media de los calados de proa y popa. También por sustitución de proa por popa y popa por proa en la Figura 1(b), se puede observar que la corrección es de nuevo sumada al calado medio de proa y popa cuando el buque tiene asiento hacia proa y su centro de flotación esta a proa de la cuaderna maestra.

Ahora considere el buque se muestra en la figura 1(c), en donde el asiento es hacia popa y su centro de flotación es hacia proa de la cuaderna maestra, en este caso

La corrección por sí misma se puede encontrar mediante el uso de la fórmula anterior, pero en este caso la corrección debe ser restada de la media de los calados de proa y popa. De manera similar, sustituyendo proa por popa y de popa por proa en esta figura, se puede observar que la corrección es la resta de la media de los calados de proa y popa del buque cuando se asienta hacia proa y su centro de flotación esta a popa de la cuaderna maestra. Una regla general ahora se puede derivar de la aplicación de la corrección al calado en el medio del buque con el fin de encontrar el calado medio verdadero.

Regla

Cuando el centro de flotación está en la misma dirección desde el centro del buque como el calado máximo, la corrección se añade al calado medio. Cuando el centro de flotación es en la dirección opuesta desde el centro del buque al calado máximo, la corrección se debe restar.

Ejemplo

Un buque de francobordo mínimo permisible es a un calado medio verdadero de 8,5 m. La eslora del buque es de 120 m, centro de flotación es de 3 m de la popa del buque. TC = 50 toneladas. Los calados actuales son 7,36 m 9,00 m Proa y Popa. Hallar cuánto más carga puede ser transportada.

Efecto de quebranto y arrufo en calado en el medio

Cuando un buque no tiene quebranto ni arrufo, el calado en el medio será igual a la media de los calados de proa y popa. En la figura 1(d) el buque se muestra en el esquema flotando sin quebranto ni arrufo. El calado de proa es F, el calado de popa es A, y los calados en el medio del buque (KX) es igual a la media de los calados de proa y popa. Ahora veamos a la embarcación que tiene arrufo como se muestra en la Figura 1 (d) por el contorno discontinuo. Ahora los calados centro del buque K₁X, que es igual a la media de los calados de proa y popa (KX), más el arrufo (KK₁). Por lo tanto, la cantidad de quebranto o de arrufo, debe tenerse en cuenta en los cálculos relacionados a los calados en el centro del buque. Los calados en el centro del buque desde la quilla hasta la línea de cubierta (KY o K₁Y₁) es constante en igualdad de condiciones a el calado en el medio del buque mas el francobordo.

Ejemplo

Un buque está flotando en el agua de densidad relativa 1015. El desplazamiento actual es de 12.000 toneladas, un KG = 7,7 m, KM = 8,6 m. Los calados actuales son proa 8,25 m, popa 8,65 m, y el francobordo actual es de 1,06 m. El calado de verano es 8.53m, y el francobordo de verano es 1.02 m, FWA = 160 mm, T_C = 20. Suponiendo que el KM es constante, encontrar la cantidad de carga (KG = 10,0 m), que se puede cargar para el buque se haga a la mar cargado al calado de verano. También encuentre la cantidad de quebranto o arrufo y el GM inicial de la salida.

Ejercicios

1.      El francobordo mínimo permisible para un buque cuyo calado medio verdadero es de 7,3 m. Sus calados actuales es 6,2 m en proa y 8,2 m en popa. TC = 10. Su centro de flotación a de 3 m hacia popa del medio del buque. Eslora es de 90 m. Encontrar cuanta más carga puede ser cargada.

2.      Un buque tiene una carga con desplazamiento en agua salada de 12000 toneladas, el calado cargado en agua salada es de 8,5 m, eslora 120 m, TC de 15 toneladas, y el centro de flotación esta a 2 m hacia popa del centro del buque. El buque se encuentra flotando en agua de densidad de 1015 kg por metro cúbico a calados de 7,2 m en proa y 9,2 m en popa. Hallar cuanta carga se debe cargar para llevar el buque a su calado máximo permisible.

3.      Hallar el peso de la carga que debe cargar el buque del ejercicio 2 para que su centro de flotación sea 3 m hacia proa del centro del buque en vez de 2 m hacia popa.

4.      Un buque está flotando en agua de muelle de densidad relativa 1.020. El desplazamiento actual es de 10000 toneladas, KG 6,02 m, KM 6,92 m. Los calados actuales son proa 12,65 m y popa 13,25 m. Francobordo actual de 1,05 m. Calado de verano 13.10 m y francobordo de verano es de 1,01 m. FWA 150 mm. TC 21. Asumiendo que el KM es constante hallar la cantidad de carga (KG 10,0 m), que se puede cargar en el buque para navegar cargado al calado de verano. Hallar también la cantidad de quebranto o arrufo y la altura metacéntrica inicial para la salida.

Resultados

1. 33 ton

2. 514 ton

3. 488 ton

4. 146.3 ton, Sag 0.11 m, 0.843 m