ESTRUCTURA DEL CUERPO DE POPA

CONSIDERACIONES GENERALES

CODASTE

TIMN

BOCINA

HENCHIMIENTOS Y ARBOTANTES ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL CUERPO DE POPA

CONSIDERACIONES GENERALES

El cuerpo de popa es la estructura de cierre de los costados y fondo por la popa del buque y que tiene

que soportar los elementos de maniobra, timn, propulsin, hlice y est delimitado por el mamparo de

prensaestopas.

Las estructuras caractersticas del cuerpo de popa son:

Codaste.

Timn.

Bocina.

Henchimientos.

Arbotantes.

La forma de la popa en la zona de interconexin entre la obra viva y la obra muerta, puede ser de

muchas formas con los mismos elementos estructurales. Dichas formas son bsicamente tres: popa de

crucero con formas redondeadas y llenas; la popa de espejo o plana, formando el denominado escudo; y la

popa de remolcador, con quiebro de la amurada que se inclina hacia dentro.

La eleccin de un tipo u otro, depender del tipo de buque exclusivamente, condicionando en

ocasiones las formas de los elementos caractersticos de la popa.

CODASTE

Codaste es la pieza vertical que va desde extremo de la quilla hasta la cubierta alta, cerrando la obra

viva del buque por popa. Existen dos tipos de codastes bsicamente que dependen de las piezas que los

componen y de sus formas.

Por lo general cualquier tipo de codaste est formado por piezas fundidas y de acero laminado, que

son los elementos de soporte o nervios del mismo.

Tipos de codastes

El codaste completo es el formado por un marco cerrado, constituido por dos elementos verticales,

ambos de acero fundido, denominados codaste popel y codaste proel, unidos por otros dos horizontales, el

arco o superior y la zapata o pie de codaste el inferior. Todo el conjunto define el vano del codaste estando

el timn soportado por el codaste mediante la hembras o salientes horizontales, que encapillan a los machos

del timn; como continuacin de la zapata se sita el taln del codaste como ltimo soporte del timn. En

codaste proel y en el centro del mismo est el ncleo para la sujecin de la bocina del eje de la hlice.

El diseo del codaste est influenciado por factores tales como la pala del timn, situacin de la

hlice y perfil de la popa. El ms usado en la actualidad es el codaste abierto, que consiste en una variedad

del anterior en el que se ha eliminado el codaste popel, quedando el timn soportado exclusivamente por el

taln y por el soporte superior. El vano de la hlice queda limitado en proa, arriba y abajo igual que en el

completo, pero en popa por el timn directamente.

En ste caso el timn no dispone de machos sino que tiene un eje que lo atraviesa a lo largo

del tubo de la bocina.

Toda la estructura del codaste est proyectada para soportar el peso del timn, la hlice, el

tubo de la bocina, el eje de cola, los esfuerzos transmitidos por la hlice, las cargas trasmitidas por el

timn cando el buque vira, los golpes de mar sobre el propio codaste y el timn con mal tiempo.

Los reglamentos de las Sociedades de Clasificacin dan en general, los escantillones de

secciones rectangulares para los codastes y exigen resistencias equivalentes a las de sus tablas, para

otras soluciones constructivas.

TIMN

Durante la navegacin los buques necesitan corregir modificar el rumbo, lo mismo que a la

entrada y salida de puerto son precisas evoluciones rpidas y eficaces. Por otra parte, aunque el

buque es simtrico en su carena respecto su plano longitudinal, existen causas exteriores que desvan

su rumbo, como el viento, las corrientes de agua, golpes de mar, el empuje lateral de la hlice en

determinadas circunstancias. De estas consideraciones se deduce la necesidad de proveer al buque de

un dispositivo que permita hacerle girar en el plano horizontal. Cada buque necesita un determinado

timn siendo su rea un determinado porcentaje del producto de la eslora entre perpendiculares por el

calado.

Se define como timn a un plano orientable que colocado en la popa sirve para gobernar el

buque. Este plano puede , en pequeos buques, estar constituido por una plancha, pero en general es

una estructura armada de acero a la que se le da una forma hidrodinmica con el fin de que su accin

sea mxima, al tiempo que interrumpa al mnimo el flujo de agua lanzado por la hlice.

La estructura del timn est sometida a los esfuerzos:

Una fuerza transversal debida a la presin hidrodinmica del agua.

Un momento flector al girar el timn, venciendo la presin del agua.

Fuerzas dinmicas producidas por impacto de las olas.

Tipos de timones

Existen distintos tipos de timones, los cuales dependen de la forma de la pala y de la situacin

del eje respecto a la longitud de la misma.

Segn su estructura los timones los podemos clasificar en los de simple plancha, de doble

plancha y currentiformes que son los en la actualidad se emplean. El timn de plancha simple est

constituido por una sola plancha con refuerzos, que al tiempo sirven para los pernos o machos de

soporte.

La estructura del timn actualmente, est formada por planchas con formas, reforzadas

interiormente con elementos de soporte en sentido vertical y horizontal.

Atendiendo al tipo de montaje, se pueden diferenciar los timones soportados y los colgantes.

Teniendo en cuenta la distribucin del rea del timn a proa y popa de la mecha, se pueden

clasificar en: sin compensar, semi-compensados y compensados.

Hay necesidad de dar al timn formas aerodinmicas que ofrezcan mnima resistencia al mar

y no precisan grandes potencias para conseguir su movimiento.

En cuanto a su estructura estn constituidos por dos planchas que hacen de envolvente a un

entramado interno, que refuerza el timn en sentido vertical y horizontal.

Para disminuir el momento necesario para el giro, se proyectan los timones compensados, en

los que el rea situada a proa de la mecha es de un 20 al 25% del rea total del timn, consiguiendo

que el momento de la fuerza que acta proa de la mecha, equilibre al correspondiente a la parte de

popa, haciendo mnimo el momento necesario para moverlo.

En los timones compensados o semi-compensados, el eje que ir dentro de una bocina

unida al conjunto y formada por dos piezas fundidas que son los ncleos superior e inferior y un tubo

que unir ambas. En la parte superior la pala dispone de una superficie horizontal o plato de

acoplamiento, llamada cople, al que ser empernada la mecha.

Dentro de las caractersticas especficas de este tipo de estructuras, merece destacar las

adaptaciones que han de realizarse a las mismas para facilitar su construccin, ya que los principios

generales de la soldadura, no se pueden cumplir, pues el reforzado interior no podr unirse con el

forro o envolvente de pala. Estos problemas se resuelven mediante aumento de la lnea de soldadura

y uso de platablandas sobre los refuerzos con el fin de que las planchas tengan una superficie de

unin suficientemente amplia.

El reforzamiento interior debe ir aligerado a efectos de crear una libre comunicacin entre

todos los espacios de forma que cuando el timn se llene de aceite o poliuretano expandido se ocupe

la totalidad del interior, debiendo dejar un orificio roscado para la revisin y llenado, asegurndolo

con un tapn.

BOCINA

La bocina es el tubo cilndrico que constituye y forma el paso del eje a travs de la estructura

del pique de popa, desde el mamparo de prensaestopas hasta el ncleo del contracodaste, o del

codaste proel en buques de hlice central o hasta el exterior del casco

En buques con ejes laterales, soportando el eje de cola y evitando la entrada del agua al interior del

tnel o cmara de mquinas.

La estructura de la bocina est formada por tres cuerpos e3n los sistemas clsicos o por uno

solo en los sistemas modernos. Los cuerpos o cuerpo principal son de acero fundido y maquinado

posteriormente, esta operacin se suele realizar una vez instalada en el buque y totalmente soldada

con el fin de conseguir una perfecta alineacin de la lnea de ejes.

Las partes de la bocina o cuerpos son tres: Los extremos, de los cuales el de proa es el

prensaestopas, y el central que es un tubo de proteccin y lubricacin.

La siguiente figura representa una bocina simple formada por un tubo de acero fundido que

dispone a su alrededor de un conjunto de duelas de madera de guayacn, madera resinosa que se

lubrica con el agua y que permite la entrada de sta al interior del cuerpo central. El cuerpo de proa

es el prensaestopas y su funcionamiento se basa en conseguir la estanqueidad por apriete y friccin

entre el eje y el anillo de material blando que lo rodea.

Este sistema sencillo ha servido, para introducir los sistemas actuales de bocinas con

lubricacin de aceite.

En el caso de lubricacin por aceite, el cuerpo central est lleno, con bombas que lo

mantienen a presin y los cojinetes que usan para la friccin son de material blando.

HENCHIMIENTOS Y ARBOTANTES

Cuando el buque tiene ms de una hlice, las que estn fuera del plano de cruja salen sus

ejes al exterior a travs del fondo o del costado del buque, modificando la estructura del casco para

hacer la salida con continuidad de formas, denominndose estas modificaciones henchimientos.

Una vez que el eje est en el exterior del casco, las hlices no pueden colocarse

inmediatamente despus, ya que las formas lanzadas de la popa lo impiden, requirindose unas

estructuras que unidas al casco, sean soporte del eje y hlice, que se denominan arbotantes.

En resumen, los henchimientos dan al casco unas formas que no produzcan resistencia al

avance al tiempo que protegen a los ejes en su salida al exterior, y los arbotantes sujetan al eje en su

recorrido desde la salida del casco hasta la hlice.

La estructura de los henchimientos no es nada ms que una modificacin de la del casco, con

su reforzado propio para soportar la bocina y el eje, as como los esfuerzos estticos y dinmicos. En

la figura se representa una seccin transversal en la que se observa la modificacin, denominndose

cuaderna de gafas.

Los arbotantes pueden ser de un solo cuerpo o de sujecin en A. En ambos casos estn

formados por dos elementos, el ncleo cilndrico y los brazos de sujecin, que en el caso de ser en A

tendrn dos. El ncleo cilndrico son de acero fundido y maquinado su interior para hacer el cojinete

y los brazos pueden ser de acero fundido, haran un solo cuerpo con el ncleo, o de acero laminado y

armados.

Los arbotantes deben soportar:

1. Peso del eje y hlice.

2. Esfuerzos dinmicos de la hlice y eje al girar ambos.

3. Esfuerzos dinmicos accidentales, como golpes o desequilibrio de la hlice.

su estructura ha de ser de gran resistencia al tiempo que su conexin con el casco he de estar

diseada de forma que soporte y transmita al resto estos esfuerzos.

Debido a estos conceptos, es importante que la unin se realice sobre elementos efectivos que

en algunos casos debern crearse expresamente al respecto.

Por lo general se requiere un reforzado especial y se aumentarn los escantillones del forro y

y elementos resistentes. Una de las normas usadas en el diseo de los arbotantes es la de tratar de

amortiguar los esfuerzos dinmicos, especialmente las vibraciones que inducen a la fracturas de la

estructura, consiguindose, en parte, aumentando la rigidez y separacin entre el ncleo y la hlice.

ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL CUERPO DE POPA

El cuerpo de popa puede considerarse dividido en dos partes , la correspondiente a la parte

baja que est delimitada por el codaste y la parte alta, aunque no existe una zona de diferenciacin

clara entre ambas.

La parte baja que forma prcticamente lo que es el fondo, tiene un gran afinamiento por las

formas que deben facilitar la entrada de agua a la hlice. Cuando el buque tiene una sola hlice las

formas deben dejar espacio para alojar la bocina.

Salvados los finos de popa, las formas se ensanchan formando la bovedilla, cuyo eje es el eje

de la limera o mecha del timn. Est constituida por el forro y los elementos de soporte,

denominados gambotas o rabos de gallo, que son perfiles o planchas aligeradas y formas similares a

un tringulo curvilneo.

La delimitacin de la bovedilla se puede hacer a travs de una cubierta o para grandes buques

con baos al aire. Lo normal es la cubierta ya que sobre ella se alojar el servomotor del timn. La

parte superior de la popa es el abanico, como continuacin del forro y elementos resistentes de la

bovedilla. La forma geomtrica del conjunto bovedilla abanico define los distintos tipos de popa: de

crucero, de espejo y de remolcador.

La popa, pues, dispone de una serie de elementos estructurales iguales a los del resto de la

viga-casco, con modificaciones de formas y algunos especficos por ser la popa soporte de los

equipos de maniobra y propulsin.