ES2249109B1 - Estructura de casco modular polivalente para embarcaciones de actividades costeras. - Google Patents
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Abstract
Estructura modular para un "casco compuesto", formado por dos cascos constructivamente independientes: a) Casco superior, de sección semielíptica u oval y proa semiesférica. b) Casco de carena, inferior, de sección adecuada a las condiciones de navegabilidad exigidas en cada clase de embarcaciones. El casco superior es una "célula estructural" común y polivalente para toda clase de embarcaciones de la misma eslora. Constructivamente es seccionable en módulos acoplables para permitir la construcción de naves con diferente grado de esbeltez. El casco de carena puede tener secciones y características variables para conseguir las condiciones hidrodinámicas más favorables para cada tipo de embarcación. También puede alojar diversos mecanismos para estabilizar el barco (adrizar y trimar) con independencia del casco superior. Además el casco de carena aísla y protege el fondo del casco superior reforzando su estanqueidad y seguridad. La unión de ambos cascos integra un casco compuesto polivalente,de gran flexibilidad constructiva para fabricar grandes series.
Description
Estructura de casco modular polivalente para
embarcaciones de actividades costeras.
El título de la invención indica claramente que
debe ser incluida en el Sector de la Técnica correspondiente
a las Industrias de Construcción Naval; sin embargo esa
aclaración es insuficiente para acotar su ámbito de aplicación y
poder investigar antecedentes que permitan conocer el estado de la
técnica en relación con dicha invención.
La investigación debe realizarse tomando como
referencia algunas de las características señaladas en el
título:
Estructura modular. No es un casco, sino
una estructura metálica, que puede ser revestida con diversos
materiales para constituir un casco compuesto.
Su carácter modular, seccionable para su
construcción no es una novedad, pero como detallaremos mas adelante
sus características especificas permiten que la investigación se
oriente hacia la fabricación en serie de elementos
prefabricados.
Su finalidad es la construcción de
embarcaciones de actividades costeras, lo que también limita
el campo de investigación hacia naves de pequeño y mediano tonelaje
y dimensiones máximas de eslora: guardacostas, salvamento,
pesqueros. (sin que se tenga en cuenta su autonomía o la potencia
de sus motores).
Las investigaciones realizadas por el
solicitante y el estudio y análisis de documentación técnica,
gráfica y literaria, bibliografía, etc. relacionada con
embarcaciones de las clases señaladas anteriormente, no muestran la
existencia de antecedentes relevantes, sin que esta afirmación
prejuzgue los resultados del Informe del Estado de la Técnica que
deberá realizar el departamento competente de OEPM.
La invención que presentamos es un diseño
conceptual para responder con una oferta común a una demanda
atomizada y pequeña de embarcaciones costeras. Es una demanda
heterogénea y muy reducida dentro de cada clase de naves por sus
diferentes actividades: guardacostas, salvamento y pesca. Es
un sector en el que no existe la producción de grandes series pues
los armadores exigen barcos especiales adaptados a sus necesidades
y se construyen pocas embarcaciones del mismo tipo.
La diversidad de tipos y su reducida
demanda han impedido una racionalización de la producción en serie
y su consiguiente evolución técnica. Los progresos técnicos se han
realizado en la propulsión, en las comunicaciones y en el
equipamiento especializado, pero la forma y estructura de los
cascos permanece fiel a los procedimientos constructivos
tradicionales.
La problemática que plantea esta
situación se resume en breves palabras:
- Pluralidad de actividad - Variedad de clases
de barcos - Diversidad de tipos dentro de cada clase.
Consecuencias finales: Demanda global
heterogénea - Demandas parciales reducidas - Inexistencia de
series - Producción semiartesanal y oferta no especializada -
Costes elevados.
La respuesta tecnológica para solucionar
esa múltiple problemática implica un cambio radical en el diseño y
en los procedimientos constructivos de un nuevo tipo de casco cuya
condición principal es ser "polivalente" para
diferentes clases de barcos y diferentes actividades.
El diseño de una estructura de un casco
común para embarcaciones de usos y características tan
diferentes exige una flexibilidad y adaptabilidad técnicas que
podrían ser conseguidas con el sistema que detallamos
seguidamente.
Es un concepto innovador pues se basa en
una estructura modular para un casco, compuesto por dos
estructuras independientes tanto en su diseño como en su
procedimiento de construcción. (Figura 1).
Este planteamiento técnico es muy diferente del
sistema tradicional de diseño naval tanto en las formas del casco
(U, V, Y) como en su construcción unitaria. Estrictamente lo
que se propone no es un casco, sino una estructura metálica para
un casco compuesto (no doble casco) integrado por dos
estructuras complementarias, pero funcionalmente
independientes. (Figura 4).
Esta dicotomía es la única forma de satisfacer
dos condiciones aparentemente contradictorias: Polivalencia
(validez general) y adaptabilidad a necesidades especiales
(validez particular).
Esa doble exigencia se cumple con el diseño y
construcción de un casco compuesto integrado por dos partes:
a) Casco superior, de sección
semielíptica u oval y proa semiesférica o cónica.
b) Casco de carena, inferior y de sección
adecuada a las condiciones de navegabilidad exigidas en cada clase
de embarcaciones.
El perfil externo de la unión de ambos
cascos es una sección que debe reunir las condiciones exigidas por
las leyes hidrodinámicas; sin embargo esto no impide que
internamente su estructura y funcionamiento sean diferentes.
- El casco superior es una "célula
estructural" común y polivalente para toda clase de
embarcaciones de la misma eslora. Constructivamente es
seccionable en módulos combinables mediante "mamparos de
acoplamiento" que refuerzan su solidez y estanqueidad y
permiten la construcción de naves con diferente grado de esbeltez.
(Figura 1 y 2).
- El casco de carena se adapta al casco
superior y puede tener secciones y características variables para
conseguir las condiciones hidrodinámicas más favorables para
cada tipo de embarcación.
El casco de carena también determina las
condiciones de equilibrio dinámico del barco y puede alojar
en su interior diversos mecanismos para estabilizar el barco
(adrizar y trimar) y también influir en la posición del
centro de gravedad con independencia del casco superior.
Además el casco de carena, en posición inferior,
aísla y protege el fondo del casco superior reforzando su
seguridad y estanqueidad.
- El casco compuesto integrado por ambos
cascos, superior y de carena ofrece una gran flexibilidad
constructiva porque permite la adaptación de diferentes tipos
de carena a un mismo modelo de casco superior, sin alterar su
flotabilidad, pues se cumplen las condiciones hidrostáticas e
hidrodinámicas con independencia de que el barco este constituido
por una o varias partes.
Esa flexibilidad constructiva también permite
que la estructura metálica del casco compuesto pueda ser
revestida externamente con diversos materiales: acero,
aluminio, poliéster, etc.
El casco compuesto en su parte superior
es como una cubierta sobre la que se puede adaptar cualquier
tipo de superestructura adecuada a la utilización especifica de
cada clase de barcos, sin afectar a sus elementos estructurales
básicos.
Otra, característica muy importante del
casco superior es la sección de proa, de forma semiesférica o
cuasi cónica muy diferente del perfil convencional de las
embarcaciones de superficie. Su perfil cóncavo aumenta en un 25
por ciento el volumen del habitáculo de proa. (Figura 1)
Para realizar este diseño se han analizado las
condiciones hidrodinámicas de grandes mamíferos marinos (orcas,
ballenas, delfines) y las de las proas de modernos submarinos y
también el perfil frontal de grandes aeronaves.
Las características innovadoras citadas
implican la introducción de técnicas, materiales y procedimientos
de diseño y construcción de la industria aeronáutica,
especialmente para la realización teórica y práctica del casco
superior.
La serialización - fabricación de
grandes series de un tipo o módulo - es consecuencia de tres de las
cualidades necesarias expuestas anteriormente:
Polivalencia (validez general),
Adaptabilidad (instalación y utilización posibles de un
sistema) y Compatibilidad (utilización conjunta o alternativa
con otros sistemas).
La serialización de la producción es uno de los
objetivos de la invención que presentamos para poder planificar
la realización de gran número de unidades (embarcaciones)
basadas en un diseño modular común y la
prefabricación de sus elementos.
Con dicho fin se ha elaborado un Programa de
serialización basado en dos criterios: un criterio geográfico y
un criterio utilitario.
El criterio geográfico determina el radio
operativo de las embarcaciones en un ámbito costero.
El criterio utilitario permite
seleccionar la clase de embarcación que normalmente opera en ese
espacio marítimo.
Con ambos criterios se han señalado tres
clases de embarcaciones especiales dedicadas a las siguientes
actividades:
- Guardacostas. Funciones militares,
civiles o mixtas.
- Salvamento y vigilancia. Guardapescas,
playas, medio ambiente, contrabando, inmigración, policía
costera.
- Pesca. Adaptable a diversos
procedimientos.
Algunas de esas actividades son mixtas, según
indicamos en el apartado de Aplicación Industrial.
El programa de serialización establece un
plan de fabricación de estructuras modulares, seccionables,
de casco compuesto que comprende tres series diferenciadas por
la longitud de la eslora:
- Serie A. Eslora de 45 metros
(longitud recomendada)
- Serie B. Eslora de 30 metros
- Subserie Bs- Eslora de 36
metros.
- Subserie Bi- Eslora de 24
metros
- Serie C. Eslora de 15
metros.
Dentro de cada serie el puntal y la manga de la
sección central serán proporcionales a la eslora según
procedimientos de calculo usuales.
También en algunos casos se podrían utilizar
módulos de la misma sección para diferentes esloras.
- Mamparos de acoplamiento. La unión de
las secciones modulares del casco compuesto se realiza mediante
mamparos de acoplamiento, encajables entre si mediante un sistema
giratorio de coronas dentadas formando dobles mamparos entre
cada sección.
- Rompeolas: es un elemento necesario en
este tipo de cascos para evitar que las olas lleguen al puente, al
carecer de proa de alto bordo. Esta formado por un robusto
bastidor de acero en forma de herradura, adaptable a la línea de
la sección de proa del casco y enmarca una rejilla metálica
que fragmenta las olas y dispersa el agua lateralmente. También se
puede utilizar como plataforma de trabajo. (Figuras 2 y 4).
Como ejemplo de diseño indicamos las
características de una estructura modular, adecuada para barco de
las siguientes dimensiones.
El casco superior estará formado por
cinco módulos de seis metros cada uno. Tres iguales en la
sección central. El de proa de forma semiesférica o semicónica. La
sección de popa puede ser de tipo convencional o modificada según
las condiciones exigidas por la clase de trabajo que realice.
Los módulos se unen mediante dobles
mamparos de acoplamiento.
Los elementos transversales (cuadernas)
serán de acero o aluminio y toda la estructura estará reforzada
longitudinalmente por varias bandas de acero, especialmente en
la zona de unión con el casco de carena.
El casco de carena será diseñado en
función de las características exigidas por el constructor y la
plataforma rompeolas de proa será diseñada y realizada para
adaptarse a la sección de proa del barco. (Figura 4).
El diseño y construcción del casco superior
serán realizados según cálculos y procedimientos constructivos de
la industria aeronáutica.
- Su aplicación industrial no solamente es
posible, sino necesaria porque es la respuesta tecnológica a
la problemática técnica y comercial que señalamos anteriormente.
Su polivalencia es la clave para que su utilización en la
construcción de barcos de actividades muy diversas: Vigilancia,
salvamento y pesca.
El concepto de casco modular compuesto es
innovador por su adaptabilidad funcional y sus
procedimientos constructivos que permiten fabricar grandes
series con notable reducción de costes.
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Observación final: El sistema de
estructura modular polivalente es un diseño conceptual
suficientemente definido para cumplir los requisitos exigidos en la
Solicitud de Patente aunque no se indiquen exactamente dimensiones
ni comportamiento de sus elementos.
Sin embargo esta imprecisión es
provisional pues la descripción conceptual es la base de un
Programa de Investigación y Desarrollo, cuyos resultados serán
adicionados a la presente solicitud para comprobar su eficacia y
viabilidad.
Este plan de actuación tiene la ventaja de poder
presentar la solicitud de no solo como protección registral de una
posible invención, sino que también puede utilizar los preceptivos
informes sobre el Estado de la Técnica y de búsqueda
tecnológica, que son investigaciones oficiales, para confirmar
su carácter innovador.
El conjunto de figuras que se describen
seguidamente representa de un modo sintético el concepto
estructural de la invención, cuyos detalles, cotas y
dimensiones optimas, con sus correspondientes cálculos se
adicionaran posteriormente.
Figura 1: Vista en alzado de sección
longitudinal mostrando los tres elementos fundamentales de la
estructura del caso modular:
(1) Casco superior, (2) Casco de carena, (3)
Plataforma rompeolas.
Figura 2: Vista en planta mostrando casco
superior y rejilla rompeolas
Figura 3: Vista en alzado de sección
frontal mostrando casco superior, con cuadernas de la sección
de proa (1) y casco de carena en posición inferior.
Figura 4: Axonometría. Vista expansiva de los
tres elementos de la estructura de casco modular: Casco
superior (1), Casco de carena (2) y Rejilla rompeolas (3).
Claims (2)
1. Estructura de casco modular polivalente para
embarcaciones de actividades costeras, caracterizada por ser
una estructura metálica para un casco compuesto, integrado
por dos estructuras complementarias, pero funcionalmente
independientes.
(1) Casco superior de sección
semielíptica u oval y proa semiesférica o semicónica. (2) Casco
de carena, inferior, de sección adecuada a las condiciones de
navegabilidad exigidas para cada clase de embarcación.
2. Estructura de casco modular polivalente,
según Reivindicación 1, caracterizada por la forma
semicónica de proa, complementada con la rejilla
rompeolas, robusto bastidor de acero en forma de herradura que
fragmenta las olas y dispersa el agua lateralmente.
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