Diseño estructural de un buque de carga con 2500 tpm para las Islas Galápagos

Abstract

Las continuas pérdidas de embarcaciones logísticas en la ruta a las Islas Galápagos motivaron a considerar de gran importancia el adecuado diseño de este tipo de embarcaciones que operan en el abastecimiento de las Islas, pero considerando que el diseño estructural es uno de los problemas más frecuentes y críticos durante el diseño. Este proyecto tuvo un mayor enfoque en el cálculo estructural y el estudio de elementos sometidos a grandes cargas, además de la implementación de procesos de producción en el desarrollo constructivo del proyecto. En el capítulo l, considerando las etapas de diseño, se inició con la estimación de las dimensiones principales con estadística regresional considerando los requerimientos del armador, junto a la selección de un prototipo que cumpla con los parámetros establecidos por el análisis regresional, y con ayuda del análisis dimensional definir las formas y dimensiones requeridas del proyecto (L=82.55 m, B=14.33 m, D=8.73 m). Además de la determinación de la distribución general de la embarcación y de los espacios de habitabilidad, considerando lo indicado por las entidades reguladoras (SOLAS, OMI), junto al estudio de estabilidad de la operación de la embarcación. El escantillonamiento preliminar se realizó con la formulación recomendada por las sociedades de clasificación y la validación parcial de las estructuras con el software POSEIDON perteneciente a DNV (Det Norske Veritas). En el capítulo ll, con la etapa de optimización del proyecto, se buscó la optimización de las formas de la embarcación y de la distribución estructural a través de un método computacional (Programación en Matlab 12.1), además del análisis y validación mediante elementos finitos (Ansys), donde los resultados muestran que la estructura diseñada resiste las cargas y esfuerzos requeridos en operación según lo indicado por las sociedades de clasificación, teniendo como resultado: - Una reducción en las dimensiones principales (L=81.1 m; B=14.73 m; D=9.33 m), y la reducción del peso de la embarcación en un 20% (773.46 ton). Para la etapa final de diseño, en el capítulo lll fue desarrollado: - El presupuesto de construcción de la embarcación, considerando costos por estructura, y costos de otros sistemas y grupos tecnológicos. Se consideró una inversión inicial de $8’939,297.18, financiado con un préstamo del 60% de la inversión ($5’363,578.31) a la CFN, con una tasa de interés de 11.83% a 10 años. Con una tasa de rentabilidad esperada de 15.09%, y posterior al análisis de flujo de caja se obtuvo un VAN ($) = $ 10.515.564 y una TIR de 25.04% superior a la proyectada. - El método constructivo (construcción por bloques) que nos brindó una reducción del 15% en el tiempo de construcción estimado (18meses). En el capítulo lV gracias a la implementación de un software de ingeniería de producto se desarrolló la modelación estructural del bloque #4 (Sección de Bodega) en esta plataforma y con ello la generación de los detalles de construcción y planos de ensamble de este bloque, además de los planos de anidado de las estructuras presentando las ventajas y beneficios que brinda la implementación de un software de este tipo.