velero40´ "Rafiki" volvía de Antigua naufragado 4 muertos

[caribdis]

Originalmente publicado por Keith11

Caribdis... hay aceros al carbono que resisten mucho mas que el inox que has puesto de esa grafica

... eso que has puesto ahi no es así... Un AISI 304 tiene un limite de fluencia, del orden de unos 2000-2200 kg/cm2 mientras que aceros al carbono los hay de 2800 kg/cm2 (el mas comun que se usa para construir estructuras metalicas), pasando por 5000 kg/cm2, como el de las barras de armadura del hormigon armado hasta 23000 kg/cm2 (si. sí, 23000 kg/cm2) de limite de fluencia en cables de acero al carbono empleado para el pretensado de estructuras de hormigón

En cuanto a la deformacion, a igualdad de tensiones aplicadas, como ambos aceros tienen el mismo valor del modulo de elasticidad (o modulo de Young), 2000000 kg/cm2, ambos se deforman igual en rango elastico (admitiendo por rango elastico aquel que al destensar te dejar como maximo un 0.2% de deformacion remanente). Hay aceros al carbono, los estirados en frio, por ejemplo, que tienen su grafica tension-deformacion como la de la derecha, como las del inox que has puesto tu.

Por otro lado comento

Un perno de M12 tiene 110 mm2 (aprox)... (no se la metrica de los pernos del un First 40.7, pero sirva este valor como referencia). 9 pernos dan un area transversal de resistencia a la traccion de 990 mm2. El acero inox comun, y de niveles de resistencia bajos, dan unos 20 kg /mm2 (tambien aprox). Esa es resistencia ultima dentro del rango elastico (aun queda un resguardo de resistencia hasta la verdadera rotura fisica de unos 30 kg/mm2 mas... Todo datos a ojimetro, que me perdonen los expertos en inox) . Eso da una resistencia a traccion pura de 19800 kg, muy superiores a los 4000 kg que pesa la orza (por tanto en condiciones de traccion pura el conjunto de pernos trabaja al 20% de su resistencia (...resistencia elastica. Ojo que la resistencia ultima a rotura fisica del acero inox, aun es mayor, debe estar en los 50 kg/mm2 o si se quiere 5000 kg/cm2)... desde luego, eso como fusible tiene poco

¡¡algo debio pasar ahi para que toda la carga fuera a parar a los pernos centrales, y que eso agotase la capacidad de resistencia lateral del anclaje de estos, arrancando casco!!

Las características generales que encuentro son estas:



Recordar que 1 MPa = 10,19 Kg/cm2 que era la unidad que tu ponías.

El punto de fluencia del inox A316 es 205, con una resistencia (Tensile Strength) de 515 MPa.

En cuanto a la deformación, los módulos de elasticidad son similares, ante la misma tensión se deforman de igual manera en circunstancias normales, pero, en la cercanía del punto de fluencia, los aceros inoxidables se deforman más y de una manera menos brusca, así:



En cuanto a la fatiga, en general, el límite de tolerancia (endurance limit) es aproximadamente la mitad de la tensión de rotura del material, por lo que irá en correspondencia con esta, no encuentro en ningún sitio que el acero inoxidable se fatigue antes que el acero al carbono.

De todas maneras, está claro que son materiales bien conocidos y que se pueden dimensionar bien sin problemas, ya sea con un material de tensión de rotura relativamente bajo, dando mayores diámetros, o con materiales de alta tensión de rotura, con diámetros menores.

Haciendo un cálculo aproximado, como bien haces con un diámetro de perno de sólo 12 mm (creo que en el 40.7 deben ser de 15 o de 20 mm), tenemos una resistencia sin deformación de 2.200 Kgs por perno, que debería ser sobrada al utilizar 10 pernos (en la foto panza arriba se ven tres pernos a proa).

Si embargo, esta orza se cayó. Una posibilidad es la que apuntas, que se hubiera soltado la fijación en la orza. Los pernos deberían tener una estructura interna que los uniese, realizada antes de la fundición y colocada en su sitio al hacer esta. Me parece raro que fallara por ahí, pero si el barco ya tocó la quilla antes, puede haber pasado cualquier cosa.

Otra sería que los pernos hubieran cogido holgura, y que por fatiga hubieran ido cascando, primero el de popa (donde se ve que ha habido corrosión), y después en los tres de proa, que se ve que han salido de manera limpia, dejando todo el esfuerzo en los centrales, que no fallaron, pero que se llevaron a casco y contramolde por delante.

Ese es el punto que creo que no aclaran en el informe. Si las "varengas" del contramolde tienen un refuerzo laminado a mano debajo, me callo. Pero si no tienen nada, y su continuidad la cortan los longitudinales, creo que hay un fallo grave de diseño del contramolde.

Los refuerzos longitudinales de la orza deberían ser mayores que los transversales, porque defienden de un posible golpe contra el fondo, pero los transversales tampoco se pueden olvidar. De acuerdo que con el barco navegando en ceñida, el propio empuje lateral de la orza soporta su peso, pero, como dice Nefta, la fuerza de palanca transversal de la orza actúa en sólo unos centímetros de base (el ancho de la orza en su unión con el casco), y esos esfuerzos deben estar bien distribuídos.

Si el casco tuviera los refuerzos transversales laminados de que hablaba antes, la rotura en el casco hubiera sido mucho mayor, pero la que se ve en las fotos es bastante limpia, sobre todo en Br...

Creo que ha habido presiones para achacar todo el problema a malas reparaciones y no citar una estructura que creo que no es justificable para un Categoría A.

[Capicua]

Originalmente publicado por Keith11

. Todo datos a ojimetro, que me perdonen los expertos en inox) . Eso da una resistencia a traccion pura de 19800 kg, muy superiores a los 4000 kg que pesa la orza (por tanto en condiciones de traccion pura el conjunto de pernos trabaja al 20% de su resistencia (...resistencia elastica. Ojo que la resistencia ultima a rotura fisica del acero inox, aun es mayor, debe estar en los 50 kg/mm2 o si se quiere 5000 kg/cm2)... desde luego, eso como fusible tiene poco

Entiendo ahora cual es la resistencia de la estructura del casco?.
Dentro de mi ignorancia en lo que se refiere estas estructuras, en eléctrica utilizamos criterios definidos según el grado de protección que buscamos. En resumo, que los pernos trabajen al 20% de la resistencia elástica no me sorprende, es mas para un elemento de estos que sufre fatiga parece hasta razonable.
El que la carga de ruptura de los pernos sea varias veces mayor, que la carga de trabajo no descarta que los pernos trabajen como fusible. Si consideramos que en el proyecto se deben haber considerados la posibilidades de colisión, llevando un barco de 8000 kg o mas de 10 Kts a 0 en centésimas de segundo. Sigo pensando sin saber lo del casco, que los pernos si podrían funcionaria como fusible.
Fuera el análisis por cierto muy valido de este caso particular, lo que me inquieta es:

1) Vale la pena reforzar una estructura que talvez soporta mas que los pernos?
2) De que sirve colocar la HH si lo que se partiría son los pernos?
3) La propia deformación de la estructura no hace parte del conjunto y al reforzarla tenemos como efecto colateral, la quiebra de estructuras que nos llevan a peligros mayores?
4) Sera que el costo de unas chapas de inox es tan significativo como para comprometer el nombre y el marketing de una empresa?

A los especialistas en calculo estructural las preguntas.

[Capicua]

Originalmente publicado por NEFTA

el refuerzo de la doble H es longitudinal y transversal.... gira esta H, esto es proa-HH-esto popa, ves donde inciden los esfuerzos???

DISCULPA, Sigo si entenderte...

[hibrido]

En la página 20 de:

https://assets.digital.cabinet-offic...eekiRafiki.pdf

aparece toda la estructura de la quilla, los pernos son de 24 mm y van unidos con una pletina por parejas los centrales y los de proa van soldados a una pletina perforada para aumentar la adherencia, pero no están unidos todos por una estructura.

Doctores tiene la iglesia

[Keith11]

Originalmente publicado por Capicua

Entiendo ahora cual es la resistencia de la estructura del casco?.
Dentro de mi ignorancia en lo que se refiere estas estructuras, en eléctrica utilizamos criterios definidos según el grado de protección que buscamos. En resumo, que los pernos trabajen al 20% de la resistencia elástica no me sorprende, es mas para un elemento de estos que sufre fatiga parece hasta razonable.
El que la carga de ruptura de los pernos sea varias veces mayor, que la carga de trabajo no descarta que los pernos trabajen como fusible. Si consideramos que en el proyecto se deben haber considerados la posibilidades de colisión, llevando un barco de 8000 kg o mas de 10 Kts a 0 en centésimas de segundo. Sigo pensando sin saber lo del casco, que los pernos si podrían funcionaria como fusible.
Fuera el análisis por cierto muy valido de este caso particular, lo que me inquieta es:

1) Vale la pena reforzar una estructura que talvez soporta mas que los pernos?
2) De que sirve colocar la HH si lo que se partiría son los pernos?
3) La propia deformación de la estructura no hace parte del conjunto y al reforzarla tenemos como efecto colateral, la quiebra de estructuras que nos llevan a peligros mayores?
4) Sera que el costo de unas chapas de inox es tan significativo como para comprometer el nombre y el marketing de una empresa?

A los especialistas en calculo estructural las preguntas.

La verdad es que a mi el tema tambien me ha dejado mosqueado... tengo muuuucha deformacion profesional (por todos los lados veo grilletes, eslabones de cadena u obenques fallando... ) y solo me faltaba eso, con tan tragicas consecuencias...

respecto a tus preguntas, y dando mi opinion sin querer sentar catedra (entre otras cosas porque yo me dedico a los edificios y no a los barcos, y tampoco tenemos todos los datos), yo te diria...

1) Reforzar, (en el caso que nos ocupar prefiero hablar de redistribuir) el entramado estructural siempre es beneficioso... si se va por un estanque helado con zapatos de tacon de aguja y se cambia de zapatos y se pone una alpargata plana, la tension (que es lo que rompe los materiales) aplicada sobre el hielo baja drasticamente, aunque sea la misma persona. Pues en el caso que nos ocupa lo mismo

2) Serviria para repartir en mas area de plastico las cargas que transfiere la orza a traves de los pernos. Pero ojo... si algo tiene el acero (tanto el "al carbono" como el inox) es una gran ductilidad, se deforman mucho antes de quebrase... Eso es la ductilidad del acero.... que antes de partirse avisa, y lo hace deformandose mucho. Aquello queda hecho un buñuelo, y tendras que tirarlo y poner pernos nuevos, pero no rompen haciendo crack en un instante y se acabo.

Este comentario hay que tomarlo con mucha prudencia. La fatiga Sí que provoca roturas instantaneas. Y la rotura por forma de trabajo a cizalladura casi que tambien... en fin que en un post no se puede matizar todo

3) hablado así "a lo gordo" sí... a veces reforzando "al tun-tun" rigidizas tanto aquello que con menos carga de la de calculo, rompes la pieza, porque es tan rigido que te coge mas esfuerzo. Recordad el simil aquel de la caña de bambu. Por eso hay que llevar cuidado con reforzar, hecho asi a lo bestia. Un refuerzo hay que estudiarlo un poquillo y hacer algun numerito. Yo entiendo que la H que propone Nefta es mas un mejor reparto de tensiones sobre el plastico, desconcentrando tensiones en zonas localizadas, mas que un refuerzo. Repartir mas ampliamente las cargas

4) Sin comentarios... a mi me eso me hace sentir vergüenza ajena. En mi propio barco veo las arandelillas (asi en diminutivo despectivo ) que han puesto en la orza y... prefiero no mirar. Pero eso vale tambien para tinteros de candeleros, bases de winches, mordazas, poleas, etc... En fin es lo que hay y lo que hago es ir mejorandolo poco a poco. Y quede claro que en general, y sin haber hecho un estudio exhaustivo de mi barco (entre otras cosas porque yo de barcos ni papa), estoy contento con el comportamiento estructural de mi barco... aunque claro... tampoco le he pedido "peras a un olmo", o sea tampoco le he exigido demasiado. Hasta hoy al menos.

[caribdis]

En el informe vienen dibujados unos refuerzos transversales (rojos) que se superponen a los longitudinales (verdes):



Pero en las fotos se ve que los transversales son cortados por los longitudinales:

[Capicua]

Originalmente publicado por Keith11

La verdad es que a mi el tema tambien me ha dejado mosqueado... tengo muuuucha deformacion profesional (por todos los lados veo grilletes, eslabones de cadena u obenques fallando... ) y solo me faltaba eso, con tan tragicas consecuencias...

respecto a tus preguntas, y dando mi opinion sin querer sentar catedra (entre otras cosas porque yo me dedico a los edificios y no a los barcos, y tampoco tenemos todos los datos), yo te diria...

1) Reforzar, (en el caso que nos ocupar prefiero hablar de redistribuir) el entramado estructural siempre es beneficioso... si se va por un estanque helado con zapatos de tacon de aguja y se cambia de zapatos y se pone una alpargata plana, la tension (que es lo que rompe los materiales) aplicada sobre el hielo baja drasticamente, aunque sea la misma persona. Pues en el caso que nos ocupa lo mismo

2) Serviria para repartir en mas area de plastico las cargas que transfiere la orza a traves de los pernos. Pero ojo... si algo tiene el acero (tanto el "al carbono" como el inox) es una gran ductilidad, se deforman mucho antes de quebrase... Eso es la ductilidad del acero.... que antes de partirse avisa, y lo hace deformandose mucho. Aquello queda hecho un buñuelo, y tendras que tirarlo y poner pernos nuevos, pero no rompen haciendo crack en un instante y se acabo.

Este comentario hay que tomarlo con mucha prudencia. La fatiga Sí que provoca roturas instantaneas. Y la rotura por forma de trabajo a cizalla dura casi que tambien... en fin que en un post no se puede matizar todo

3) hablado así "a lo gordo" sí... a veces reforzando "al tun-tun" rigidizas tanto aquello que con menos carga de la de calculo, rompes la pieza, porque es tan rigido que te coge mas esfuerzo. Recordad el simil aquel de la caña de bambu. Por eso hay que llevar cuidado con reforzar, hecho asi a lo bestia. Un refuerzo hay que estudiarlo un poquillo y hacer algun numerito. Yo entiendo que la H que propone Nefta es mas un mejor reparto de tensiones sobre el plastico, desconcentrando tensiones en zonas localizadas, mas que un refuerzo. Repartir mas ampliamente las cargas

4) Sin comentarios... a mi me eso me hace sentir vergüenza ajena. En mi propio barco veo las arandelillas (asi en diminutivo despectivo ) que han puesto en la orza y... prefiero no mirar. Pero eso vale tambien para tinteros de candeleros, bases de winches, mordazas, poleas, etc... En fin es lo que hay y lo que hago es ir mejorandolo poco a poco. Y quede claro que en general, y sin haber hecho un estudio exhaustivo de mi barco (entre otras cosas porque yo de barcos ni papa), estoy contento con el comportamiento estructural de mi barco... aunque claro... tampoco le he pedido "peras a un olmo", o sea tampoco le he exigido demasiado. Hasta hoy al menos.

Gracias....

Solo sigo sin saber si el casco no es mas resistente que los prisioneros.
Porque de no serlo, si se justifica la distribución de cargas aumentando la superficie en que se va distribuir la misma. En todo caso para saber si el área es la correcta hay que saber lo que resiste el casco.


Con respecto Rafiki, de la observación de la foto, a mi me parece que los prisioneros frontales y el ultimo (con notoria oxidación) fueron seccionado por cizallamento(aquí entra se fue por fallas en el mantenimiento, golpes sucesivos en la quilla, torsión repetitiva producto del balanzo, etc) lo que hizo colapsar el restante de la estructura, inclusive arrancando partes del casco.

Aguardo detalles del HH que serviria para distribuir
mejor el esfuerzo.

Ya tuvimos un IMX que tenia una estructura de acero fantástica.

[Capicua]

Para los especialistas, encontré en algunos trabajos (San Google) donde se apunta que la resistencia a la ruptura de fibra de vidrio laminada con resina sería de 57 MPa cn2, para una laminación de 8 capas 5mm de espesura. Considerando que el casco tendría 18mm se tendría 205 MPa cn2?
Si las platinas que se prenden los pernos tienen 6x10 cn y son 5 platinas la carga se distribuiría en 300 cn2 o lo que equivale a 51300 MPa cn2?

Hay algo errado...... 513 toneladas para ruptura?

[Avante]

Originalmente publicado por Keith11

De una forma velada, en el texto dan a entender que el barco estaba bien construido y que no tenía porqué romper su quilla, pero que los efectos de una embarrancada, por más que se 'reparase' de forma satisfactoria, dejan secuelas ocultas en las estructuras (pernos, contramoldes, laminados, etc.) difíciles de predecir.
Qué opinión teneis los técnicos en esta materia?

Desde luego, ni lo dudes... no tanto en los pernos (y es que el acero es un material noblote, noblote , ) pero desde luego en materiales plasticos,

Estas secuelas en la fibra de embarrancadas / reparaciones, ¿hay manera alguna de detectarlas en forma de grietas alrededor de los pernos o similar? De lo contrario, es casi imposible anticipar, a la hora de comprar un velero de segunda mano o en el nuestro propio, si hay daños ocultos de la gravedad de los que sufría este First...

Avante

[Keith11]

Originalmente publicado por Avante

Estas secuelas en la fibra de embarrancadas / reparaciones, ¿hay manera alguna de detectarlas en forma de grietas alrededor de los pernos o similar? De lo contrario, es casi imposible anticipar, a la hora de comprar un velero de segunda mano o en el nuestro propio, si hay daños ocultos de la gravedad de los que sufría este First...

Avante

Pues no lo sé... supongo que habra algun aparato que con ultrasonidos, o rayos "de algun tipo", te permita ver el estado de esos daños...

Para el hormigón sí que existe, aqui tienes un video ... posiblemente para plasticos haya algo parecido. Aunque ambos materiales son muy distintos

[caribdis]

Originalmente publicado por Capicua

Para los especialistas, encontré en algunos trabajos (San Google) donde se apunta que la resistencia a la ruptura de fibra de vidrio laminada con resina sería de 57 MPa cn2, para una laminación de 8 capas 5mm de espesura. Considerando que el casco tendría 18mm se tendría 205 MPa cn2?
Si las platinas que se prenden los pernos tienen 6x10 cn y son 5 platinas la carga se distribuiría en 300 cn2 o lo que equivale a 51300 MPa cn2?

Hay algo errado...... 513 toneladas para ruptura?

57 MPa es la tensión de rotura de la resina sola. Son 5.700 Newtons por cm2, o sea 5.700/9,8 Kilogramos fuerza/cm2.

Un laminado de solo mat tiene de tensión de rotura 100 MPa, un laminado de solo tejido tiene 250 Mpa y un laminado con mat y tejido tiene algo intermedio entre 100 y 250 dependiendo de la proporción de mat y tejido.

Esta resistencia (en caso de solo tracción) es la de la sección resistente, en un perno sería el área de su sección (pi por radio al cuadrado por 515 MPa), y en un laminado sería la sección que soporta la quilla por su tensión de rotura.

Esa sección ya no es tan fácil de obtener, la estructura de un barco es compleja, y a pesar de que hay programas que calculan por elementos finitos los momentos flectores en cada punto, simplemente introducir los esfuerzos a que se ve sometido un barco ya es una cuestión compleja y abierta a diferentes interpretaciones.

Para el perno, Keith hacía un cálculo simple de su resistencia a la tracción, pero este cálculo habría que completarlo con su resistencia a la flexión, para lo que habría que obtener el momento flector a que está sometido, y ver si el módulo resistente (Inercia de la sección/distancia del punto más alejado de la sección a su eje neutro) de la sección sobrepasa o no (admite o no) el límite de rotura del material.

Con el casco sería lo mismo, y lo deseable sería que en la sección resistente se pudiera considerar también el contramolde y sus refuerzos, cosa ante la que ya he expresado mis dudas en este caso puntual.

Perdón si me he enrrollado de más o no he sabido explicar bien el proceso de cálculo..

[migueltronic]

Aquí se puede leer el informe del MAIB sobre la perdida del barco.

http://www.webmar.com/archives/9717

[Avante]

Originalmente publicado por Keith11

Pues no lo sé... supongo que habra algun aparato que con ultrasonidos, o rayos "de algun tipo", te permita ver el estado de esos daños...

Gracias Keith, pensaba en signos que puedan identificarse visualmente; de lo contrario, ¿puede haber daños en la fibra que, como consecuencia de -por ejemplo- una varada, afecten a la unión orza-casco y que no puedan verse en forma de pequeñas marcas o grietas alrededor de los pernos, a simple vista?

Cuando vamos a comprar un barco de segunda mano, la inspección que hacemos en la inmensa mayoría de los casos es visual; y, en la mayoría de los casos, es difícil descartar que un velero con un par de décadas encima no haya tenido alguna varada. En este sentido, o estamos siendo muy alarmistas con el informe del First o da la sensación de que podemos pasar por alto daños serios que podrían afectar a parte importante de nuestros veleros.

¿Ya no basta con analizar visualmente la unión orza-casco y el estado de pernos / sentina para asegurarnos de que un barco de segunda mano - o el nuestro propio- no va a tener un problema como el de este First?

Rondas

Avante

[Keith11]

Originalmente publicado por Avante

En este sentido, o estamos siendo muy alarmistas con el informe del First o da la sensación de que podemos pasar por alto daños serios que podrían afectar a parte importante de nuestros veleros.

Yo no me comeria mucho la olla. Te la comes y te obsesionas con el tema, y va y se te cae el palo. Es lo que pasa con los barcos, que averias, pegas, deficiencias, etc, los tienen casi todos (y en mi opinion sin el "casi")

Yo creo que una buena inspeccion visual para que al menos no hayan defectos o daños "groseros", y si se puede acompañado de un experto, "surveyor" o similar, y aplicar un poco de sentido comun.

Tambien se puede rastrear en internet, y en las redes sociales, (que hoy en dia es dificil esconder siniestros graves ... solo hay que ver lo cotillas que somos aqui ), y enterarse de si el barco en cuestion tuvo algun percance grave. Si incidente no es grave tampoco hay que obsesionarse.

Y hay barcos que tienen incidentes graves y se reparan bien (que todo se repara), y tampoco pasa nada. A saber todo el historial del "Raficki"

En fin, en mi opinion, sin tener mucha idea, y ni mucho menos querer sentar catedra, no creo que haya que obsesionarse. Saber que te la pueden colar, defenderse si es muy descarado, y disfrutar de la compra de un barco, que es de las experiencias mas gozosas que podemos tener la gente que nos gusta esto.

Saludos

[Keith11]

Originalmente publicado por Capicua

Para los especialistas, encontré en algunos trabajos (San Google) donde se apunta que la resistencia a la ruptura de fibra de vidrio laminada con resina sería de 57 MPa cn2, para una laminación de 8 capas 5mm de espesura. Considerando que el casco tendría 18mm se tendría 205 MPa cn2?
Si las platinas que se prenden los pernos tienen 6x10 cn y son 5 platinas la carga se distribuiría en 300 cn2 o lo que equivale a 51300 MPa cn2?

Hay algo errado...... 513 toneladas para ruptura?

Caribdis te lo explica fenomenal... nada que decir.

Solo aportar de que los ensayos a traccion que se hacen de algunos materiales (o a compresion de otros), lo unico que persiguen es encontrar una manera de CARACTERIZAR mecanicamente un material. Una caracterizacion que ademas es arbitraria, y de la que se obtiene ese dato y que "sirve para muchas cosas".

Luego, y aqui viene un poco a colacion de tu comentario, hay que hacer trabajar las cargas sobre la estructura, y estudiar como se MOVILIZAN LOS MECANISMOS DE TRABAJO DE LA ESTRUCTURA. Si este mecanismo, por ejemplo, es una traccion, pues entonces el valor de la resistencia que tu has obtenido puede valer. Pero si la manera de trabajar es a flexión, por ejemplo, o a cizalladura, hay que ver como un mecanismo de flexion somete a tension a la estructura, y cómo "se defiende" ésta para resistirla. Y esta resistencia no es ni mucho menos el valor del ensayo de traccion. Está relacionado, y se aplica en el analisis de esa flexion, pero entra en una formulacion mas o menos compleja (facil, ya te lo digo yo) que es la que da como resultado la capacidad de resistir esa flexion ( o lo que sea, torsión, cizalladura, combinacion de varios al mismo tiempo, etc)

Un rollo para contar así a pelo... con un cacho papel, un lapiz y dos birras me explicaria mucho mejor (para ti otras dos)

Perdon por el tocho ... vayan unas rondas para bajar mejor el ladrillo...

[vent]

No es un tocho en absoluto,se agradecen intervenciones con solvencia científica.A mi me resulta un tocho leer sobre que bandeja colocar bajo la botella de gas para evitar el oxido sobre el gel coat......

Seria interesante conocer el punto de fluencia,resistencia y modulo de elasticidad de un buen bronce marino.Quizás resultaría que el material usado para los pernos ,inox,no es el ideal.A la idea de lograr la máxima rigidez contrapunto la opción de buscar la máxima deformidad que no comprometa una irremediable deformidad del casco.Los estudios de absorción de impactos mas solventes son los de la industria del automóvil y todos van en la linea de absorción del impacto ,de la energía del impacto,mediante una deformidad buscada.

Entonces,parecería lógica una combinación de pernos de bronce marino con una orza de"plomo con una aleación muy pobre de antimonio.Ello daría una gran facilidad para deformar orza y pernos y con ella una gran capacidad de absorber la energía del impacto.

No se entiende que la orza de"plomo,como opción en barcos de gran serie,( en barcos"medianamente buenos no es una opción) sea tan rematadamente cara.El material no justifica lo desmesurado del precio de opcion.Un Kg de plomo mecanizado puede costar del orden de 3 euros aprox.Una orza de 2.000 no debería costar mas de 6 .m,contando que no colocan la orza de hierro de serie.

[Capicua]

Originalmente publicado por caribdis

57 MPa es la tensión de rotura de la resina sola. Son 57 Newtons por cm2, o sea 57 x 10,19 Kilogramos fuerza/cm2.

Un laminado de solo mat tiene de tensión de rotura 100 MPa, un laminado de solo tejido tiene 250 Mpa y un laminado con mat y tejido tiene algo intermedio entre 100 y 250 dependiendo de la proporción de mat y tejido.

Esta resistencia (en caso de solo tracción) es la de la sección resistente, en un perno sería el área de su sección (pi por radio al cuadrado por 515 MPa), y en un laminado sería la sección que soporta la quilla por su tensión de rotura.

Esa sección ya no es tan fácil de obtener, la estructura de un barco es compleja, y a pesar de que hay programas que calculan por elementos finitos los momentos flectores en cada punto, simplemente introducir los esfuerzos a que se ve sometido un barco ya es una cuestión compleja y abierta a diferentes interpretaciones.

Para el perno, Keith hacía un cálculo simple de su resistencia a la tracción, pero este cálculo habría que completarlo con su resistencia a la flexión, para lo que habría que obtener el momento flector a que está sometido, y ver si el módulo resistente (Inercia de la sección/distancia del punto más alejado de la sección a su eje neutro) de la sección sobrepasa o no (admite o no) el límite de rotura del material.

Con el casco sería lo mismo, y lo deseable sería que en la sección resistente se pudiera considerar también el contramolde y sus refuerzos, cosa ante la que ya he expresado mis dudas en este caso puntual.

Perdón si me he enrrollado de más o no he sabido explicar bien el proceso de cálculo..

Dejo claro que esto no es lo mio, si quilla y el casco fuesen componentes electrónicos seria otro cantar...

Los datos que yo coloque, son los datos de un estudio hecho en un trabajo de final de curso para maestrado en el que se hace el estudio de ruptura de unos laminados de 8 capas de manta con resina. Que conste que para considere la peor condición.

"As amostras de fibras de vidro/epóxi foram fornecidas pela Embraer. Os compósitos utilizados neste trabalho foram laminados em 8 camadas, mantendo o urdume a 0o, resultando em uma espessura nominal de 5 mm. Todos os laminados foram curados em autoclave a 121oC e pressão de 0,71 MPa"

" O maior valor da tensão de cisalhamento foi encontrado para as amostras A3 e A4,sendo estes de 84,94 e 84,84 MPa respectivamente. Nas amostras A1 e A2, o valor desta tensão foi inferior, 58,05 e 54,70 Mpa respectivamente. Isso, se deve ao grau de anisotropia do material."

Entiendo el razonamiento, yo me proponía algo mas simple, o si prefieres la peor condición. Olvidemos al principio de toda la estructura. Intento llegar a que el casco con estas platinas de por si ya soportaría una carga mucho mayor que los pernos. Todo indica que 10 diez veces mayor. De ser así y si todavía consideremos el resto de la estructura estaríamos en una situación muy cómoda, con respecto a lo que el casco soportaría.

Si o NO?

Se que esto no apunta a entender el problema del Rafki. Pero si dormir tranquilos cuanto a la estructura.

[Capicua]

Originalmente publicado por Keith11

Caribdis te lo explica fenomenal... nada que decir.

Solo aportar de que los ensayos a traccion que se hacen de algunos materiales (o a compresion de otros), lo unico que persiguen es encontrar una manera de CARACTERIZAR mecanicamente un material. Una caracterizacion que ademas es arbitraria, y de la que se obtiene ese dato y que "sirve para muchas cosas".

Luego, y aqui viene un poco a colacion de tu comentario, hay que hacer trabajar las cargas sobre la estructura, y estudiar como se MOVILIZAN LOS MECANISMOS DE TRABAJO DE LA ESTRUCTURA. Si este mecanismo, por ejemplo, es una traccion, pues entonces el valor de la resistencia que tu has obtenido puede valer. Pero si la manera de trabajar es a flexión, por ejemplo, o a cizalladura, hay que ver como un mecanismo de flexion somete a tension a la estructura, y cómo "se defiende" ésta para resistirla. Y esta resistencia no es ni mucho menos el valor del ensayo de traccion. Está relacionado, y se aplica en el analisis de esa flexion, pero entra en una formulacion mas o menos compleja (facil, ya te lo digo yo) que es la que da como resultado la capacidad de resistir esa flexion ( o lo que sea, torsión, cizalladura, combinacion de varios al mismo tiempo, etc)

Un rollo para contar así a pelo... con un cacho papel, un lapiz y dos birras me explicaria mucho mejor (para ti otras dos)

Perdon por el tocho ... vayan unas rondas para bajar mejor el ladrillo...

Que lastima que estoy a 15000 KM de distancia. En el verano me voy a Palermo, destino Grecia, si andas en la vuelta, las birras las pago yo.

Busco entender mas sobre la estructura y su resistencia sobre todo intento dejar de lado lo que hay de pasional, tan característico en estos medios.

Por otro lado como había comentado, hace algunos días, este constructor naval neozelandes me decía que lo que primero rompen son los pernos. Hablo de los cascos hechos solo de carbono, con fibra de vidrio y aramida, etc , interesante pero para mi bien distante de mi formación

Dentro de mi ignorancia Agradezco los aportes

[fonsin]

Por relacion al tema os envio mi post de otro hilo

http://foro.latabernadelpuerto.com/s....php?p=1721983

Tambien os informo de un articulo de Yachting World que habla sobre el tema. Hace sonar las campanas pero no aporta mucho.

http://www.yachtingworld.com/news/ke...ng-facts-60006

Mi opinion puramente personal es que el lastre siempre deberia estar encapsulado en el casco. Quiero decir que cuando la estabilidad esta basada en el lastre alojado en la quilla y ésta está atornillada al casco, la seguridad del barco depende de esos tornillos.
Ya sé. Ya lo sé. Hay muchos barcos con la quilla atornillada perfectamente seguros.......
Sin embargo hay una creciente estadistica de barcos que perdiendo la quilla, y por tanto la estabilidad, vuelcan y se pierden (a veces tambien lamentablemente las vidas).

Un tema para estudiar con atencion, como ya lo llevais haciendo.

No pretendo polémica. Solo aportar mi granito de arena

[PEPOTE RAOR]

Un poco de literatura para quién le apetezca conocer el "Accident Investigation Report 8/2015", ...

https://assets.digital.cabinet-offic...ort_8_2015.pdf
https://assets.digital.cabinet-offic...eekiRafiki.pdf

[caribdis]

Originalmente publicado por Capicua

Para los especialistas, encontré en algunos trabajos (San Google) donde se apunta que la resistencia a la ruptura de fibra de vidrio laminada con resina sería de 57 MPa cn2, para una laminación de 8 capas 5mm de espesura. Considerando que el casco tendría 18mm se tendría 205 MPa cn2?
Si las platinas que se prenden los pernos tienen 6x10 cn y son 5 platinas la carga se distribuiría en 300 cn2 o lo que equivale a 51300 MPa cn2?

Hay algo errado...... 513 toneladas para ruptura?

Originalmente publicado por Capicua

Dejo claro que esto no es lo mio, si quilla y el casco fuesen componentes electrónicos seria otro cantar...

Los datos que yo coloque, son los datos de un estudio hecho en un trabajo de final de curso para maestrado en el que se hace el estudio de ruptura de unos laminados de 8 capas de manta con resina. Que conste que para considere la peor condición.

"As amostras de fibras de vidro/epóxi foram fornecidas pela Embraer. Os compósitos utilizados neste trabalho foram laminados em 8 camadas, mantendo o urdume a 0o, resultando em uma espessura nominal de 5 mm. Todos os laminados foram curados em autoclave a 121oC e pressão de 0,71 MPa"

" O maior valor da tensão de cisalhamento foi encontrado para as amostras A3 e A4,sendo estes de 84,94 e 84,84 MPa respectivamente. Nas amostras A1 e A2, o valor desta tensão foi inferior, 58,05 e 54,70 Mpa respectivamente. Isso, se deve ao grau de anisotropia do material."

Entiendo el razonamiento, yo me proponía algo mas simple, o si prefieres la peor condición. Olvidemos al principio de toda la estructura. Intento llegar a que el casco con estas platinas de por si ya soportaría una carga mucho mayor que los pernos. Todo indica que 10 diez veces mayor. De ser así y si todavía consideremos el resto de la estructura estaríamos en una situación muy cómoda, con respecto a lo que el casco soportaría.

Si o NO?

Se que esto no apunta a entender el problema del Rafki. Pero si dormir tranquilos cuanto a la estructura.

El cálculo que haces no es correcto. A compresión, que es lo que estas calculando, a un laminado de fibra con poliester se le puede suponer una carga de rotura de 103 MPa (1.050 Kg/cm2), que daría, para los 300 cm2 que supones, una resistencia de 315 toneladas...

Pero eso simplemente diría que aguanta 315 T sin pulverizarse y dejar pasar las placas a través suyo, pero no cuenta con qué es lo que está aguantando ese peso, que es una estructura formada por un casco de 7 mm y un contramolde interior con longitudinales y varengas...¿resistiría esa estructura ese peso?

Por intentar aproximar el caso más negativo: supongamos que el barco está tumbado con el palo en el agua y los 2.700 Kg de la orza ejercen toda su fuerza sobre el casco solo (sin contramolde).

Tendríamos un momento flector de 2.700 Kg por 1 metro (la orza tiene aprox 2 metros), ese momento flector lo debe resistir una sección de laminado de 1 metro (la longitud de la orza de proa a popa) por los 7 mm que tiene el casco. Esta sección resistente tiene un área de 70 cm2, una inercia de 2,85 cm4 y un módulo resistente de 2,85/0,35=8,14 cm3.

La fórmula fundamental de la resistencia a la flexión dice que ese módulo resistente debe ser igual o superior al cociente entre momento flector y la tensión a flexión admisible. Como tensión a flexión podemos tomar 207 MPa (2.110 Kg/cm2), y el momento flector son 270.000 Kg x cm. El cociente entonces nos da que necesitamos un módulo resistente de al menos 128 cm3, que vemos que queda muy lejos del 8,14 que tenemos....

Nos hace falta pues contar con el contramolde para obtener el módulo necesario...No hay problema, con un sólo refuerzo de 10 cm de altura y 10 de ancho, de un grosor de 11 mm, ya tenemos un módulo de 1.235/8,3 cm3 = 148 cm3, superior al necesario. Con tres refuerzos iguales a este ya tendríamos un módulo de 401 cm3, tres veces superior al necesario.

Hasta ahí bien...Pero mi pregunta es: ¿son esos refuerzos contínuos?, porque el momento flector máximo está en crujía, pero hacia las bandas sigue habiendo, va disminuyendo pero es casi tan alto como en su punto máximo...Si los refuerzos transversales se cortan al cruzarse con los longitudinales, podemos tener en esa unión un punto de extraordinaria concentración de esfuerzos, que podría producir la fatiga del material y la rotura del contramolde, y ya vemos que el casco solo no resistiría...

Creo que por cálculo la estructura está bien dimensionada, pero que, debido posiblemente al fallo inicial de uno o varios pernos (las razones pueden ser varias, pero la verdad es que no me encaja, aunque la ISO lo permita, que los pernos que no van en pareja carezcan de estructura dentro de la orza -espero que al menos tuvieran una especie de cabeza-) y que ese fallo hubiese hecho trabajar por encima de lo normal la parte central de la estructura, produciendo, como se ve, un corte limpio de casco y contramolde..

[Capicua]

Originalmente publicado por caribdis

Hasta ahí bien, no tenemos solamente un refuerzo transversal sino al menos tres...Pero mi pregunta es: ¿son esos refuerzos contínuos?, porque el momento flector máximo está en crujía, pero hacia las bandas sigue habiendo, va disminuyendo pero es casi tan alto como en su punto máximo...Si los refuerzos transversales se cortan al cruzarse con los longitudinales, podemos tener en esa unión un punto de extraordinaria concentración de esfuerzos, que podría producir la fatiga del material y la rotura del contramolde, y ya vemos que el casco solo no resistiría...

Creo que por cálculo la estructura está bien dimensionada, pero que, debido posiblemente al fallo inicial de uno o varios pernos (las razones pueden ser varias, pero la verdad es que no me encaja, aunque la ISO lo permita, que los pernos que no van en pareja carezcan de estructura dentro de la orza -espero que al menos tuvieran una especie de cabeza-) y que ese fallo hubiese hecho trabajar por encima de lo normal la parte central de la estructura, produciendo, como se ve, un corte limpio de casco y contramolde..

Muy buen explicación.... esto era lo que esperaba.....

Hay dos puntos para seguir elucubrando , lo que tu planteas en lo que se refiere a los pernos. Realmente no tiene explicación como no se han fijado los pernos en la quilla. Las quillas en general tiene una jaula de inox en que los pernos van soldados. Cualquier holgura en alguno de estos pernos daría lugar a la sobre carga de los restantes, hasta el colapso de la estructura. El otro punto seria cuestionarse si vale la pena el refuerzo de la estructura, sea con la H la doble HH, etc. En este caso entiendo que la estructura es adecuada y un refuerzo no seria necesario. No que no sea útil! Pero todo indica que seria solo un complemento a una estructura lo suficientemente resistente. En todo caso iría mejorar la distribución de cargas.

En el caso del bavaria, si comparamos el contra molde con el 40.7, el de este ultimo parece de juguete. La altura del contramolde es de mas de 20 cn x 15 cn y la espesura es de mas 30 mm. Como contra partida no hay platinas para distribución, la estructura es mas espaciada y los 13 pernos son prendidos al casco y solo hay unas arandelas grandes para distribuir la carga. Por otro lado el casco seria reforzado con Kevlar , tanto en la proa como en esta sección del casco..... sera verdad.... Creo que aquí talvez sea bueno pensar en el doble HH.

https://www.youtube.com/watch?v=GIciQXXkd4Q , minutos 2,24 y 3,18

[sintripulación]

hola... interesantísimo este caso del fallo del anclaje de la orza...

perdonarme, pero me es muy difícil de creer que el diseño no sea correcto

mas bien, hablando con toda la libertad, parece un fallo en perno/os... los agujeros que se ven en el casco no tienen forma rectangular sino redonda...

lo que sí me parece curioso es que NO se considere en la normativa que la orza debería aguantar en el caso de que el peno más desfavorable fallara!!!!

por ejemplo, en los puentes atirantados se recomienda. aunque efectivamente no es obligatorio, comprobar la estructura en la hipótesis de fallo de un cable...

ya se ha comentado muchas veces e incluso se han puesto muchas fotos de pernos aparentemente en buen estado, y luego al desatornillarlos ver la pérdida de sección por corrosión!!!!

igualmente, esto no lo sé aunque me imagino que sí, la normativa debería considerar un porcentaje de pérdida de sección compatible con la resistencia que se le solicita al perno!!!



emi _/) *

[astrolabio68]

Hola Caribdis
Cuando haces el cálculo de resistencia en 'la condición más desfavorable', con una escora de 90º... me pregunto si la estructura no se ve sometida a un stress más grande cuando sufre un pantocazo. El golpe seco sumado a una cierta escora, no sería la más exigente de las condiciones?

Saludos y gracias

[NEFTA]

Originalmente publicado por sintripulación

hola... interesantísimo este caso del fallo del anclaje de la orza...

perdonarme, pero me es muy difícil de creer que el diseño no sea correcto

mas bien, hablando con toda la libertad, parece un fallo en perno/os... los agujeros que se ven en el casco no tienen forma rectangular sino redonda...

lo que sí me parece curioso es que NO se considere en la normativa que la orza debería aguantar en el caso de que el peno más desfavorable fallara!!!!

por ejemplo, en los puentes atirantados se recomienda. aunque efectivamente no es obligatorio, comprobar la estructura en la hipótesis de fallo de un cable...

ya se ha comentado muchas veces e incluso se han puesto muchas fotos de pernos aparentemente en buen estado, y luego al desatornillarlos ver la pérdida de sección por corrosión!!!!

igualmente, esto no lo sé aunque me imagino que sí, la normativa debería considerar un porcentaje de pérdida de sección compatible con la resistencia que se le solicita al perno!!!



emi _/) *

El forro del casco junto con su contramolde fue arrancado, no fue fallo de pernos, es fallo del material que la soportaba, bien por diferentes culadas, golpes o varadas, bien por fatiga de material