Alberto LagosAlberto Lagos
IV Xornadas de Construcci n Naval en óIV Xornadas de Construcci n Naval en óMadeira: Un Mar de Madeira“ ”Madeira: Un Mar de Madeira“ ”
DISE O DE EMBARCACIONES DE ÑDISE O DE EMBARCACIONES DE ÑMADERAMADERA
IntroducciónIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
Objetivo: dar unas pinceladas sobre diseño de embarcaciones de madera: proceso, herramientas, ventajas. El diseño en las restauraciones. Particularidades y limitaciones
Proceso de diseño 1. Proceso de diseño.
2. Fases.
3. Herramientas.
4. El Diseño en la Restauración
5. Ingeniería Inversa
6. El Proceso de Mejora
Organización de la presentación:
Diseño en restauraciones
Conclusiones 7. Diferencias.
8. Limitaciones y Condicionantes.
El diseño en la restauración
Trataremos de responder a las siguientes preguntas:
¿Por qué? y ¿Para quién?
¿Cómo?
¿Cómo se promociona?
1. Proceso de diseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
El por qué y para quien:
Petición de un cliente
Puede ser porque ha visto el diseño y le gusta Le gusta el diseñador/un diseño en particular y quiere un barco parecido
Decisión del Astillero/Diseñador
Detección de una necesidad, o un tipo de embarcación novedoso
Siempre está guiado por los comentarios de clientes/clientes potenciales
1. Proceso de diseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
El cómo:
Es un proceso en espiral, muy laborioso
Se necesitan muchas horas para completar un proyecto con un cierto grado de definición (una embarcación es una máquina compleja)
Hoy en día el uso de ordenadores es de gran ayuda
1. Proceso de diseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
¿Cómo se promocionan?/Presentación al Cliente:
Tradicionalmente, con plano de lineas y planos de disposición general en 2D
Hoy en día, además, con programas de CAD 3D y software de renderizado, se le puede mostrar al cliente imágenes foto-realistas de cómo va a ser una embarcación
Esto es una ventaja para astilleros pequeños, con dificultades para hacer prototipos que poderenseñar en salones
1. Proceso de diseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Renderizado Lagos L12
¿Cómo se promocionan?/Presentación de planos al Cliente:
1. Proceso de diseñoIntroducción
Conclusiones
Plano de líneas
Plano de disposición general
Introducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
¿Cómo se promocionan?/Presentación de planos al Cliente:
1. Proceso de diseñoIntroducción
Conclusiones
Modelo Plano de lineas Pesquero a Vapor (Astilleros Lagos; aprox. 1945)
Introducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Pero realmente, lo más efectivo es ….
1. Proceso de diseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Frauscher Yachts
Otra forma de promoción:
- Concursos Internacionales de Diseño - Revistas del Sector - Internet, webs, Youtube, etc...
1. Proceso de diseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
El cómo:
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
1) ¿Como se Inicia? Diseño Pre-conceptual
Con una idea
Y con unos requerimientos:
¿Para qué se va a usar?
¿Aspecto clásico moderno?
¿Restricciones de calado?
¿Tipo de navegación?
Material
…
Se le debe ayudar al Cliente a identificar todos los objetivos y prioridades del proyecto.
En esta fase ya se deben generar los primeros dibujos y planos conceptuales.
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
2) ¿Existe algo parecido?
Se debe hacer un análisis de mercado
Estudiar embarcaciones similares, y elaborar una base de datos de dimensiones y parámetros principales de estas embarcaciones
Gráficas a partir de base de datos para control parámetros
Estudio preliminar de viabilidad del concepto
Que no influya en la creatividad deuno mismo
Area Vélica-LOASA = 20,336LOA - 203,01
R2 = 0,766
0
100
200
300
400
500
600
15 20 25 30 35 40
LOA (m)
SA (m
2) Sail A. (m2)Lineal (Sail A. (m2))
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
¿Existe algo parecido?….... O NO!
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
3) Determinación de las dimensiones y parámetros básicos
La siguiente operación es determinar las dimensiones principales de la embarcación
L, B, T, SA, potencia y desplazamiento preliminar
A partir de estas dimensiones se obtienen unos ratios y coeficientes
Con estos ratios se evaluá el diseño con fórmulas empíricas, experiencia y base de datos
L y B, generalmente ya no variarán en todo el proyecto (tipo embarcación)
Las otras si que sufrirán modificaciones (rangos)
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
4) Obtención de unas FORMAS básicas
Se evalúa la resistencia hidrodinámica del casco
Se optimiza las formas de la carena para conseguir poca resistencia y buen comportamiento
Con vistas a obtener las líneas 3D del casco (FORMAS)
Herramientas que se usan:
La propia experiencia
VPP
Comportamiento conocido de otras embarcaciones similares
CFD (aún no!)
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
5) Hidrostáticas y Pesos
Cuando se disponen de una formas básicas, aún a nivel paramétrico, ya se pueden obtener unas características hidrostáticas de la embarcación.
Se estiman los pesos y centros de gravedad de la embarcación
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
6) Propulsión:
a) Diseño del aparejo y plano vélico, si se trata de un barco de vela
Se estudian las velas y su configuración, y se analiza el equilibrio del plano vélico y la obra viva de la embarcación
Se diseña la operación y manejo de las velas y herrajes en cubierta
b) Si lleva motor, se estudia el sistema propulsivo
Se determina el motor necesario en función de la resistencia del barco
Se calcula la hélice óptima para dicho motor y embarcación
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
El cómo:
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
7) Estabilidad
Conociendo los pesos y centros de gravedad de la embarcación, y características hidrostáticas
Se hace una primera valoración de la estabilidad
Ya se intuye si habrá problemas de estabilidad o no
La embarcación tendrá que ser segura y estable
Se evaluá navegabilidad y comportamiento en la mar (parámetros)
De nuevo los programas informáticos de arquitectura naval son de gran ayuda
Se analiza la estabilidad para diferentes condiciones de carga
Se verifica el cumplimiento de los requerimientos es segura
Si no, analizar las causas y tratar de corregir
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Embarcaciones similares que se ha demostrado que aguantan
Reglamentos de las Sociedades de Clasificación
Normas ISO ++
Cálculo directo (muy pocas veces)
FEM (aún no!)
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
8) Escantillonado de la estructura
En esta fase se determinan el espesor del forro y la cubierta
Se determinan las dimensiones y configuración de todos los elementos estructurales (cuadernas, baos, varengas, mamparos, longitudinales, etc.)
Para esto, de nuevo, se pueden usar diferentes métodos:
Programas informáticos para esto - Normalmente lo único que hacen es aplicar las normas de los reglamentos (No generan ellos la estructura, únicamente valida la que tú le das)
9) Cumplimiento de estándares y normas de seguridad• Directiva 94/25/CE y sus modificaciones• Normas ISO• Reales Decreto que regulan su aplicación, etc
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
10) Disposición general preliminar
En este punto ya se estaría en condiciones de hacer una disposición general en la que se muestre ya cómo será el aspecto del barco
Esta fase lleva muchísimo tiempo, y en ella se estudian un gran número de alternativas
Se dibujan las lineas que condicionarán el aspecto del barco (arrufo)
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Se especifican, se calculan y diseñan todos los equipos y sistemas que llevará abordo la embarcación de acuerdo con los requisitos del Cliente (aguas, planta eléctrica, manejo de velas, fondeo, etc...)
Se disponen dichos equipos en la planta de la embarcación, para contabilizar su centro de gravedad, y se ajustan los planos de distribución interior
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
11) Estimación de costes
A continuación se vuelve a comenzar el proceso, en la fase de Proyecto Conceptual, haciendo pocas variaciones en los primeros items, pero ajustando y corrigiendo todo lo demás
Diseño final
Durante todo este proceso es fundamental tener una buena base documental
2. Fases del Proceso de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Existen multitud de paquetes de arquitectura naval• Estos van desde programas más o menos genéricos • A suites integradas de diseño que combinan CAD, desarrollo del proyecto, cálculos hidrostáticos, condiciones de carga, elementos finitos, e incluso fabricación
Rhinoceros: es un programa CAD de diseño 3D, que tiene un gran número de herramientas para construir y alisar superficies, desarrollar superficies, y análisis de curvaturas. Esto unida a su gran precisión y a su bajo coste lo hacen una herramienta muy útil.
3. Herramientas de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Los programas de diseño asistido por ordenador, han permitido pasar de un proceso de trabajo de diseño en 2 dimensiones a un proceso en 3 dimensiones
Permiten crear un modelo tridimensional del casco, del que se puede obtener rápidamente cualquier línea o sección que se quiera
Permite alisar el casco en la pantalla con gran precisión ahorrando problemas y procesos de alisado durante la construcción
Pero una de las mayores ventajas que ofrece el CAD y los programas de Arquitectura Naval, es la rapidez con la que se realizan todos los cálculos de arquitectura naval, y el hecho de que se actualicen inmediatamente para cualquier cambio que se realice en el modelo
3. Herramientas de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
3. Herramientas de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Permiten, pasando la información y lineas que generan a un centro CNC, cortar las cuadernas de una embarcación y cualquier otro elemento a tamaño real y con gran precisión (superior a 0,5 mm), pudiéndose usar como plantillas, con el consiguiente ahorro costes y disminución del tiempo de fabricación
Incluso elementos como timón y quilla se pueden maquinizar directamente
3. Herramientas de DiseñoIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Lagos E1 en construcción
En una restauración también se realiza una importante labor de diseño
1) En primer lugar, para hacerle una propuesta al armador
2) Una vez que el barco ya está en el Astillero, se debe medir su casco, cabina y distribución interior:
2.1) Para documentar lo que se va a deshacer, lineas, pesos, ...2.2) Detectar posibles mejoras
Se hace un modelo 3D en CAD del barco en el que se incluyen el mayor número de elementos posible
Este modelo + fotos sirven en la fase de reconstrucción para tener localizada todos las partes del barco
A partir de este modelo también se genera otro que contendrá todas las modificaciones propuestas al Armador y aceptadas
Normalmente el diseño final es una solución muy cercana al original, pero con mejoras constructivas, estéticas y operacionales
4. El diseño en las restauracionesIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
5. Ingenieria Inversa
Embarcación Original
Modelo en CAD renderizado
Introducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Ingeniería Inversa (Wikipedia): el el proceso de obtener información o un diseño, a partir de un producto accesible
Se trata de determinar que forma tiene, de qué está hecho, y como fue fabricado
Para determinar la forma se pueden emplear los siguientes métodos:
1) Método tradicional de plomada y reglas
4. Ingenieria InversaIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
4. Ingenieria InversaIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Ingeniería Inversa (Wikipedia): el el proceso de obtener información o un diseño, a partir de un producto accesible
Se trata de determinar que forma tiene, de qué está hecho, y como fue fabricado
Para determinar la forma se pueden emplear los siguientes métodos:
2) Fotogrametría
4. Ingenieria InversaIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
4. Ingenieria InversaIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Imágenes de rhinophoto.com
Ingeniería Inversa (Wikipedia): el el proceso de obtener información o un diseño, a partir de un producto accesible
Se trata de determinar que forma tiene, de qué está hecho, y como fue fabricado
Para determinar la forma se pueden emplear los siguientes métodos:
3) Fotografía 3D
4. Ingenieria InversaIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
4) Escáneres Laser
4. Ingenieria InversaIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
5) Estaciones totales laser
4. Ingenieria InversaIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
5) Otros dispositivos: Mecánicos como Proliner, laser portátiles, etc...
4. Ingenieria InversaIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
6. El proceso de mejora
Alternativa final
Introducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Solución final propuesta
6. El proceso de mejora
Alternativa final
Introducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
Solución final propuesta
¿Es el procedimiento igual para cualquier otro material?
Todo lo dicho hasta ahora no difiere realmente para cualquier otro material
Por lo que no hay diferencias en el proceso en general
Sí hay diferencias en procedimientos de cálculo concretos de cada fase (p.ej. escantillonado, fórmulas para estimación de pesos, etc...)
¿Se puede diseñar cualquier tipología de embarcación en madera?
• Pues básicamente sí
Existen muchos métodos de construcción en madera, habrá que atender a cual es el más indicado para cada forma y tipología de embarcación
IntroducciónIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
7. Diferencias
Diferentes formas llevan a diferentes métodos de construcción
Incluso en una misma embarcación, la forma de ciertas partes puede requerir o aconsejar que se use en esa zona un determinado procedimiento
IntroducciónIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
7. Diferencias
Embarcación en madera laminada, muy ligera y de formas redondas
Diferentes formas llevan a diferentes métodos de construcción
Incluso en una misma embarcación, la forma de ciertas partes puede requerir o aconsejar que se use en esa zona un determinado procedimiento
IntroducciónIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
7. Diferencias
Embarcaciones en V, con superficies desarrollables, construidas en tablero marino
Diferentes formas llevan a diferentes métodos de construcción
Incluso en una misma embarcación, la forma de ciertas partes puede requerir o aconsejar que se use en esa zona un determinado procedimiento
IntroducciónIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
7. Diferencias
Banceado
Laminado
Pero ojo! Dentro de unos límites
IntroducciónIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
8. Limitaciones y Condicionantes
¿Qué límite de eslora existe para los barcos de madera?
Para embarcaciones de construcción tradicional (est. transversal)- 45-50m
Hay excepciones de mucha mayor eslora, con un gran número de elementos estructurales de acero, o que tuvieron problemas toda su vida como el Wyoming (Maine, principios S. XX)
Las embarcaciones de madera laminada tienen estructura básicamente longitudinal – no tienen este límite
Dykstra & Partners – Dream Symphony: 141 m/4 mástiles
IntroducciónIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
8. Limitaciones y Condicionantes
¿Qué límite de eslora existe para los barcos de madera?
IntroducciónIntroducción
El proceso de diseño
Conclusiones
El diseño en la restauración
8. Limitaciones y Condicionantes
gracias por su atención
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