5. especificaciones técnicas de diseño de una embarcación de madera para pesca artesanal

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5. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE DISEÑO DE UNA EMBARCACIÓN DE MADERA
PARA PESCA ARTESANAL

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5.1. CARACTERÍSTICAS
5.1.1. Tipo de embarcación.
Se trata de una embarcación construida en madera para las actividades profesionales
de pesca artesanal bajo los principios de eco-construcción, que responde a los criterios
de ergonomía y seguridad de uso, economía de construcción, adaptada a la
alternancia de artes de pesca y conservando la identidad cultural de las comunidades
pesqueras.

5.1.2. Características principales.
Características Valores recomendados
Tipo de Embarcación PESCA ARTESANAL
Material de construcción MADERA
Eslora total máxima 12,00 m
Manga máxima 4,00 m
Puntal de trazado 1,50 m
Arqueo en GT´s 11,68
Potencia propulsora 150-250 C.V.
Tipo de propulsión Intraborda
Suministro energía Eléctrico o Diesel/Eléctrico
Velocidad de crucero 12 kn
Velocidad máxima 16 kn
Tripulación Mínima/Máxima 2-5 personas
Tabla 6: Características principales de la embarcación. Fuente elaboración propia.

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5.1.3. Descripción general.
La embarcación será construida en madera. Contará con una única cubierta con arrufo
y brusca, popa de estampa, y proa lanzada.

El casco será de tipo hidrocónico, con doble codillo.

Sobre cubierta, en la zona de proa, por popa del castillo, dispondrá de un puente de
gobierno con habilitación. En la zona de popa, contará con una amplia cubierta, que
podrá estar protegida con una toldilla.

Bajo cubierta dispondrá de un pañol y pique de proa, seguido del espacio destinado a
la habilitación, una bodega, una cámara de máquinas y un pañol/local del servo en
popa. Todos estos espacios estarán separados por mamparos estancos.

La propulsión será de tipo eléctrica o híbrida, diesel/eléctrica. El motor, ya sea eléctrico
o diesel/eléctrico, accionará una hélice de paso fijo a través de reductora y eje.

5.1.4. Cálculo del arqueo en GT´s.
Al tratarse de una embarcación de pesca, el arqueo en GT´s es un dato relevante. A
continuación se calcula el valor para la embarcación:

Características Dim.reales (m).

ESLORA, Lou 12,000 Los valores se obtienen de las siguientes

expresiones:
MANGA, B 4,000

a1 = Max ( 0,6 ; 0,5194 + 0,0145 * Lou )
PUNTAL, T 1,500

V = a1 * Lou *B * T
a1 0,6934 K 1 = 0,2 * 0,02 * Log V

GT = K1 * V
V 49,9248

K1 0,2340
GT 11,68
Tabla 7: Cálculo del arqueo en GT´s.
Fuente elaboración propia

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5.2. CONSTRUCCIÓN
5.2.1. Casco.
El casco estará construido en madera, aplicando las técnicas más modernas de
construcción naval en madera, como son el diseño en 3D, el corte por control numérico,
maderas laminadas, madera moldeada en frío, etc. Se buscará aligerar la estructura,
con respecto a una embarcación de construcción tradicional.

Las formas del casco serán de tipo hidrocónico con doble codillo, o "chain". Este tipo de
formas facilitan la construcción y aumentan el coeficiente de bloque, por lo que, para
un mismo arqueo en GT´s, tendremos un volumen de obra viva mayor.



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Gráfico 31. Caja de cuadernas del casco de la embarcación. Fuente elaboración propia, se adjunta
plano de formas en el punto 5.10.1.

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Para el cálculo de la estructura de la embarcación emplearemos principalmente la serie
normativa UNE-EN ISO 12215, para una categoría de diseño A o B. Esta norma
internacional es una de las últimas que se ha publicado. En ella se recogen todas las
técnicas de construcción en madera y de madera con composites. Además, cuenta
con un amplio catálogo de tipos de madera, con sus propiedades mecánicas básicas.

La disposición estructural será mixta, es decir, se alternarán los refuerzos estructurales
transversales y longitudinales. Al introducir un mayor número de refuerzos longitudinales,
la separación entre refuerzos transversales podrá ser aumentada, permitiendo reducir la
complejidad y horas de mano de obra necesarias para la construcción del casco.

El casco será construido quilla arriba, sobre una bancada fija. Sobre la bancada se
situarán las cuadernas y sobre ellas se irán situando los refuerzos longitudinales. Una vez
instalados los refuerzos longitudinales, se procederá al forrado del casco. Cuando se
finalice el forrado del casco se podrá dar la vuelta al conjunto y comenzar la instalación
de equipos, forrado de cubierta e instalación de la superestructura.

Las maderas macizas empleadas deberán ser de Clase de Durabilidad 1, según la
clasificación del Forest Products Research Laboratory, Princess Risborough, del Reino
Unido. En caso de emplear maderas con una Clase de Durabilidad mayor a 1, se deberá
garantizar que las propiedades mecánicas son suficientes para los escantillones, y que
se protege la madera adecuadamente.

La madera que se destine a partes estructurales deberá estar libre de defectos que
afecten negativamente a la resistencia y/o durabilidad de la estructura. La madera que
se vaya a emplear en el forrado del casco, deberá cortarse teniendo en cuenta el
alabeo, contracción e hinchazón en la condición de montaje. El contenido de humedad
de la madera debe estar dentro de los límites requeridos por el método de unión,
teniendo en cuenta la estabilidad dimensional de la estructura. En caso de madera con
fines estructurales, encapsulada o sobre laminada, debe de tener un contenido en
humedad medio no mayor de 15%.

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Los contrachapados que sean empleados para partes estructurales y no protegidos con
PRFV o similar, deben de ser de tipo marino. Cumplirán con los requisitos de la norma
UNE-EN 636, sobre especificaciones de los tableros contrachapados y normas vinculadas.

Se pueden usar Estructuras Compuestas de Madera. Estas son construcciones de madera,
generalmente construidas por moldeo y hechas de sucesivas capas de chapeados o
entabladuras de tracas con uniones de bordes con machihembrados o con lengüeta y
cámara con una o más capas de fibras sintéticas incorporadas soportando una parte
significativa de la fatiga. Para el uso de estructuras de madera compuestas, la resina
empleada para saturar las fibras debe tener una buena penetración en la superficie de
la madera, creando una unión estructuralmente fiable entre la madera y la tela. El uso
de las estructuras de madera compuesta requiere que se estudien las diferentes
propiedades de los materiales a emplear y la forma en que se repartirán las cargas
aplicadas.

Como norma general, se deberá contar con la siguiente información de la madera a
emplear:
 Nombre científico y comercial.
 Densidad media para un % de humedad definido.
 Propiedades mecánicas medias, según norma. Por ejemplo la serie
normativa ISO 31XX
 Contenido de humedad a la entrega y el método de secado (aire u horno).

Para la estructura transversal se empleará contrachapado marino cortado por control
numérico.
Para la quilla, roda y codaste se empleará madera de elondo.
Para la sobrequilla, vagras, palmejares y esloras, madera de eucalipto.
Para el forro del fondo, costado y cubierta, maderas laminadas o contrachapados
marinos.

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Se emplearán uniones encoladas, que deberán cumplir con la norma UNE-EN 14080:2013,
sobre ensayos de esfuerzo cortante y delaminación en estructuras de madera. Madera
laminada encolada y madera maciza encolada. Se empleará clavazón de acero
galvanizado de sección cuadrada donde sea necesario.

A continuación se muestra los requisitos mínimos de escantillonado obtenidos al aplicar
la norma UNE-EN ISO 12215 para una categoría de diseño A. Hay que señalar que estos
resultados son una primera aproximación y que deberán ser comprobados en sucesivas
revisiones de la espiral de diseño:
DATOS DE ENTRADA:
Eslora del casco(m) 12
Eslora de la flotación(m) 11,31
Manga en el pantoque (Bc)(m) 3,8
Semiangulo del diedro (grados) >10º y <30º 11,6
Velocidad a máxima carga (nudos) 12
Categoría de diseño A
Embarcación de desplazamiento o planeadora DESPLAZAMIENTO
Máximo desplazamiento (mldc)(kg) 18000
Separación entre cuadernas (mm) (l) 600
Separación entre longitudinales (mm) (b) 450
Longitud de la cuaderna en el fondo (mm) (Lu) 1800
Longitud de la cuaderna en el costado (mm) (Lu) 1000
Separación de baos (mm) (b) 450
Calado mínimo (popa-medio-proa) (m) 0,95
Puntal máximo(popa-medio-centro) (m) 1,5
Altura del centro del panel del costado sobre la flotación(h)(m) 0,35
Z 1
Tabla 8: Requisitos mínimos de escantillonado obtenidos al aplicar la norma UNE-EN ISO 12215 para una
categoría de diseño A. Fuente elaboración propia.

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FACTORES DE DISEÑO:
Factor de categoría de diseño (kdc) 1
Factor de carga dinámica (ncg) 3
Factor de reducción de presión en costado (kZ) 0,65
Tabla 9: Factores de diseño. Fuente elaboración propia.

Factor longitudinal de Presión (Kl).
Panel 1(popa)
Posición longitudinal del centro del panel (x) 1
Factor longitudinal de presión (kL) 0,575
Panel 2(centro)
Posición longitudinal del centro del panel (x) 6
Factor longitudinal de presión (kL) 0,942
Panel 3 (proa)
Posición longitudinal del centro del panel (x) 11
Factor longitudinal de presión (kL) 1
Tabla 10: Factor longitudinal de presión (KI). Fuente elaboración propia.

Factor reducción de presión (Kar).
Paneles del fondo
Factor estructura (KR) 1,365
Área de diseño (AD) 0,27
Factor de reducción de presión(KAR) 0,879

Refuerzos del fondo
Factor estructura (KR) 0,64
Área de diseño (AD) 1,069
Factor de reducción de presión(KAR) 0,273
Tabla 11: Factor reducción de presión (Kar). Fuente elaboración propia.

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PRESIONES DE DISEÑO:
PRESIÓN EN EL FONDO
Modalidad desplazamiento
Presión base(PBMD base) (KN/m^2) 80,877
Presión de diseño (PBMD) panel 1(KN/m^2) 40,877
Presión de diseño (PBMD) panel 2(KN/m^2) 66,968
Presión de diseño (PBMD) panel 3(KN/m^2) 71,091

PRESIÓN EN EL COSTADO
Modalidad desplazamiento
Presión base (PDMbase) (KN/m^2) 18,5585
Presión de diseño(PSMD) panel 1(KN/m^2) 29,853
Presión de diseño(PSMD) panel 2(KN/m^2) 48,907
Presión de diseño(PSMD) panel 3(KN/m^2) 51,919
Tabla 12: Presiones de diseño. Fuente elaboración propia.

FONDO Y COSTADO
Tipo de contrachapado
Densidad (kg/m^3) 500
Número de capas (NPLY) 11
Resistencia a la rotura
Paralelo a las fibras (N/mm^2) 35,09
Perpendicular a las fibras (N/mm^2) 34,38
Módulo elástico
Paralelo a las fibras (N/mm^2) 4136,06
Perpendicular a las fibras (N/mm^2) 3963,03
ESPESOR DEL FONDO (mm) 27,28
ESPESOR DEL COSTADO (mm) 17,49
Tabla 13: Espesor de fondo y costado, resistencia a la rotura, módulo elástico
Fuente elaboración propia.

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REFUERZOS:
cu/lu 0
Factor de ajuste por curvatura (kCS) 1
Factor de superficie de cizalla(kSA) 5
Tabla 14: Refuerzos. Fuente elaboración propia.

PRESIONES DE DISEÑO REFUERZOS:
densidad del contrachapado (kg/m/3) 500
kN 0,545
Módulo Young paralelo (N/mm^2) 4133,5
Módulo Young perpendicular (N/mm^2) 3566,5
Tensión de diseño tracción/compresión 13,951
Tensión de diseño cizalla 4,5
Tabla 15: Presiones de diseño refuerzos. Fuente elaboración propia.

CUADERNAS
Superficie del Alma Mínima (Aw) (cm2) 85,31
Módulo de inercia mínimo (SM) (cm3) 794,062
Tabla 16: Cuadernas. Fuente elaboración propia.

QUILLA
Resistencia a la rotura ELONDO
Paralelo a las fibras (N/mm^2) 177
Perpendicular a las fibras (N/mm^2) 78
Módulo elástico
Paralelo a las fibras (N/mm^2) 15700
Perpendicular a las fibras (N/mm^2) ------
Tabla 17: Quilla, resistencia a la rotura del elondo y módulo elástico. Fuente elaboración propia.

f1 0,83
Módulo de inercia mínimo (SM) (cm3) 501,98
Tabla 18: Datos para f1 y módulo de inercia mínimo. Fuente elaboración propia.

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