Sistema de Achique y Contra Incendios PDF

Alberto Pila Alonso

Sistema de achique, lucha contra incendios, baldeo y lastre. Conceptos básicos Grado en Ingeniería Marítima (sistemas y tecnología naval), Facultad de Náutica de Barcelona

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PIPING Los sistemas que utilizan tuberías para mover fluidos dentro de un buque son numerosos. Se necesitan tuberías para: •Mover combustible acumulado en los tanques hasta los tanques de servicio diario, que son aquellos que el buque utiliza para aspirar el combustible que va a cada cilindro. •Distribuir agua dulce para consumo humano a diferentes puntos del buque. •Disponer de agua a presión en diferentes puntos para poder ser usada en la extinción de incendios. •Para distribuir aceite de lubricación. •Etc

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PIPING Los sistema de tuberías disponen de diferentes elementos constitutivos, algunos de ellos son:
Tubería: material, recubrimiento, diámetro interno, grosor de pared.
Válvulas: de diferentes funcionalidades y tipos.
Elementos de sujeción: muy importantes en un buque.

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Elementos de absorción de movimientos: causados por dilataciones y contracciones, por vibraciones externas al sistema, por movimiento de la estructura del buque (p ejm: arrufos y quebrantos), etc
Equipos impulsores de los fluidos
Elementos filtrantes: filtros, cajas de fangos.
Pasamamparos.
Elementos de unión: soldaduras, bridas, racores.
Elementos de protección: mecánica (golpes), química entre ellos la corrosión, física entre ellas el fuego y la radiación del fuego

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Otros elementos propios del servicio del que forme parte las tuberías (tanques hidróforos, tanques de aceite, sistemas de purificación, etc)

Achique (dewatering): En un buque se acumula agua en las partes mas bajas por efecto de la gravedad. El agua se escurre hasta puntos donde se acumula. Estos puntos si no están proyectados para contener agua, varían las condiciones de flotabilidad de un buque. El origen de esta agua es variado: salpicaduras del mar, lluvia, perdidas en sistemas, agua de baldeos, agua de lavados de tanques, etc. Por otro lado el agua puede entrar al buque a causa de vías de agua producida en el forro.

Servicio de achique: achique de aguas en sentinas y otros espacios estancos, o achique en espacios de carga o de servicios como caja de cadenas, bodegas, túneles de conductos, túnel de ejes.

En la sala de máquinas de buques grandes es muy habitual que se produzcan muchas pérdidas de agua y otros fluidos sobre todo aceites lubricantes y combustibles. Por ello todas las salas de maquinas poseen una sentina que normalmente ocupa la parte entre el piso y el forro. Es por ello que aquí se acumulan agua en cantidad importante y además con altos contenidos en aceites y otros residuos. Cualquier espacio normalmente seco que en una remota posibilidad pueda acumularse agua debe tener un sistema de vaciado o achique. Todos los locales estancos deben poderse achicar.

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•Sentina (bilge): es todo espacio estructural donde se prevé que se acumule agua escurrida por gravedad. Se sitúan sobre el forro, y quedan delimitados o incluso aislados por medio de cuadernas, mamparos u otros elementos estructurales. Es habitual que bajo la cámara de maquinas todo el espacio sobre el forro sea una zona para acumular los derrames de la cámara de maquinas, es la sentina de la cámara de maquinas. •Coffer-dam: es un espacio estructural sin función que suelen quedar en el buque. •Pocete (bilge well): es un pequeño deposito al que se vierte por gravedad aguas escurridas del espacio en el que se encuentre o desde espacios superiores mediante imbornales. Van provistos de una válvula de paso, un nivel y un filtro de sólidos. A el llega un ramal desde el colector de achique.

Caja de cadenas de un velero con bomba manual

SERVICIO DE ACHIQUE Dónde puede encontrarse agua en un buque?

1. Tanques concebidos expresamente para contenerla: tanques de lastre, tanques de agua de sentinas, tanques de agua dulce, etc. 2. Espacios estructurales donde se prevé se acumule: sentinas, cofferdams. 3. Espacios no estructurales donde se prevé se acumule: pocetes. 4. Otros compartimentos situados debajo de la cubierta de francobordo o dentro de las superestructuras. 5. Otros espacios estructurales en los cuales el agua puede evacuarse por gravedad a través imbornales.

El agua acumulado en lugares donde intencionadamente no se debe encontrar se denomina “bilgewater”, esto significa agua de sentina. Las sentinas en un buque son variadas, pero la mas importante por ser aquella que acumula agua contaminada por hidrocarburos entre otros es el agua de la sentina de la cámara de máquinas.

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Componentes básicos del sistema de achique:
Elementos de succión
Elementos de filtrado
Elementos de detección de nivel de acumulación de agua
Elementos de conducción
Elementos de maniobra y control (válvulas)
Elementos de bombeo
Elementos de acumulación
Elementos de tratamiento

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En cualquier local estanco se deben instalar los puntos de aspiración necesarios de forma que sea posible achicarlos en cualquier condición de escora o trimado que se pueda producir.

Achique de aguas sucias de las diversas sentinas

SERVICIO DE ACHIQUE Achique de emergencia en caso de inundación

A través de: •Pocetes •“Chupones” formados por una válvula de pie de fondo. •Bombas sumergibles con descarga a costado. •Otros

Acumuladas en: •Sentina de cámara de maquinas. •Pocetes. •Sentinas formadas por espacios estructurales sobre el forro. •Tanques cuya función es la de acumular agua succionada en otros espacios por el sistema de achique. •Cofferdams •Otros

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^Conexión con red C.I

Recomended: bilge water holding tank

SOLAS Mandatory: sludge tank

SERVICIO DE ACHIQUE Esquema simplificado

*Toma de mar para CI

* las bombas de achique pueden ser usadas como bombas en redundancia de las bombas principales de CI.

SERVICIO DE ACHIQUE Ramales

Cajas de fango, chupones

Colector principal

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Pocetes y bocas de succión situados en los finales de los ramales, son los elementos de succión del sistema. Deben poseer medios que retengan elementos que puedan atascar la red de tuberías o llegar a las bombas. Se deben colocar estratégicamente para que en situación de escora sean capaces de absorber agua. Por ello se sitúan en ambos lados, los fundos se hacen en pendiente para direccionar el agua hacia ellos, etc

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Sistema recomendado por la NSCV (Australia) para buques de recreo de entre 10 y 12,5 metros. Para esloras de hasta 20 metros, las válvulas de cada succión deben ser antiretorno y la bomba debe ser independiente del motor.

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Every ship should be equipped with an efficient self priming bilge pumping system consisting of at least:
For ships of length less than 20 m - one hand bilge pump having a minimum capacity of 1 m3/hr and one engine driven or independent, fixed power bilge pump having a minimum capacity of 5 m3/hr;
For ships having length of 20 m and over - two fixed power driven pumps having combined minimum capacity of 10 m3/hr.

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AGUAS RESIDUALES (WASTE WATER)

SERVICIO DE ACHIQUE Elementos de succión. La aspiración de las bombas llega a los espacios a agotar gracias a las tuberías ramales del colector principal. El colector principal une todos los ramales con las aspiraciones de las bombas. La tuberia normalmente termina con:
Válvula antiretorno
Elemento de medición del nivel de agua.
Filtro
Caja de fangos

VÁLVULA ANTIRETORNO

Sentido del flujo

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Aguas contaminadas de hidrocarburos son muy comunes en un buque. Los hidrocarburos son en uso intensivo en un buque. Los aceites lubricantes como los combustibles suelen estar contaminados con agua ya sea por contaminación previa a la carga en el buque o bien durante su uso.

El refinado o purificado y el decantado de aceites combustibles y lubricantes, después de ser almacenado o de ser usado produce residuos sólidos (sludge= oil residue), agua oleosa (oily water) y aceite no apto para su uso (waste oil).

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AGUAS RESIDUALES (WASTE WATER)

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En un buque se producen fluidos residuales que se han de tratar adecuadamente acorde a Reglas de las Sociedades de Clasificación y a los Convenios Internacionales.

Tipos de residuos : A.Aguas que contienen hidrocarburos: oily water. Procedente de sentinas varias (bilge water), de lavados de tanques, etc B.Residuos oleosos: oily waste. Procedente del tratamiento de aceites combustibles y lubricantes, tanto de depuración o refinado como del propio uso en maquinaria.

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+Anexo I MARPOL 73/78

Según se ha ido desarrollando la técnica los residuos oleosos en los buques han cambiado. Por ello a veces la nomenclatura puede ser confusa. Los conceptos de tanques y residuos viene explicados claramente en los siguientes documentos, junto a sus métodos de tratamiento a bordo.

SERVICIO DE ACHIQUE Residuos contaminados con hidrocarburos, origen: Purificación de aceites lubricantes y combustibles. Decantado de aceites lubricantes y combustibles sobre todo. Drenajes, fugas de equipos, tuberías, depósitos. Lavados de equipos o tanques con agua salada. Aceites no apto, al ser usado en maquinaria ha perdido propiedades (exhausted oil) Aceites no aptos que al ser usados en maquinaria se han contaminado (dirty oil) Aguas de sentinas de espacios de maquinas (propulsión, bombeo u otros) (bilge water)

Los residuos oleosos pueden separarse en 3 fases de diferente densidad:
Agua oleosa , con trazas de hidrocarburos diversos= oily water


Residuos sólidos: hidrocarburos pesados y otros elementos = sludge (oil residue)

+ +


Aceite no apto para uso: aceite contaminado, aceite sin propiedades =waste oil

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AGUAS RESIDUALES (WASTE WATER)

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SERVICIO DE ACHIQUE Esquema básico del tratamiento de aguas oleosas procedentes de: •Sentinas incluyendo la de cámara de maquinas: bilge well •Purgas de tanques: drains, •Agua residual del proceso de purificado de aceites combustibles y lubricantes. •Agua residual generado en procesos de decantación de aceites residuales o de fangos: waste oil, sludge •Agua de condensaciones recogida en bandejas

ALFA LAVAL

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AGUAS RESIDUALES (WASTE WATER)

SERVICIO DE ACHIQUE Tanques para residuos oleosos definidos por IMO:

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•Tanque de fangos (sludge tank): Contiene los residuos sólidos procedentes de la purificación de aceites combustibles o lubricantes, del tratamiento de aguas oleosas de sentinas, del decantado de aceites, de fugas y drenajes (purgado) de tanques y tuberías. MANDATORY •El tanque de agua de sentinas (bilge tank): es el tanque diseñado para acumular el agua que se recoge por medios mecánicos (bombas) de otros espacios del buque (sentinas, cofferdams, tuneles de conductos, etc) También se conduce a el al agua generada en la purificación de combustible o en la decantación. A veces llamado tanque de retención (holding tank for oily bilge water).

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•Slop tank, propio de petroleros. Tanque para almacenar los residuos procedentes del lavado de los tanques de crudo.

Tratamiento:

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Sludgetank: descarga en puerto, incineración
Bilge water holding tank: descarga en puerto, separación 15 ppm

.

Métodos de tratamiento de las aguas oleosas: consiste en separar en fases el agua, el o los hidrocarburos y los residuos.

Se fundamente en : 1)Decantación de fases de diferentes densidades por efecto gravitatorio o centrifugado. 2)Efecto coalescente por el que los hidrocarburos tienden a juntarse en gotas grandes cuanto mas probabilidad haya de que una gota pequeña golpee a una grande.

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Los residuos sólidos se acumulan en la periferia. Cada cierto tiempo se abre y se descarga el residuo.

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The small oil droplets coalesce to form larger droplets as they collect underneath the profiles, where they float to the top of the profiles, and pass through the openings. As the droplets rise, any solid particles thar are suspended in the droplets separate form the oil due to the difference in the densities between the oil and the solids. The solid particles drop onto the profile below, sliding off the profile edges to the bottom of the separator, where they are drained into the sludge tank. The oil colected is drained into the sludge waste oil tank. Seciond stage the microfibre bed by collision contribute to the formation of larger oil droplets. The fillaments collect the droplets. If the result is greater than 15 ppm the bilge water is re criculated back to the bilge water tank

SERVICIO DE ACHIQUE Catálogo ALFA LAVAL

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AGUAS RESIDUALES (WASTE WATER)

SERVICIO DE ACHIQUE Destacar que las aguas de sentinas son la fuente principal de contaminación. TREATMENT OF BILGEWATER: bilgewater deoling.

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Bilgewater is created by leaks of salt water, cooling water, fuel oil, and lube (lubricating) oil, by the dewatering of sedimentation and sludge tanks, by the degrading off of various cleaning process and also by particles of soot an dirt. The mixture normally is collected in the bilge water holding tank. Sometimes its maintained at an elevated temperature. This facilitates primary separation due the gravity force. Oil rises to the top of the tank while particles settle to the tank bottom. Normally three layers appear: i.Top layer: contains most of oil and organic solvents. ii.Middle or main layer: its an aqueous phase that contains water polluted by oil, chemicals and particles in emulsified form. This part is fed to the bilge water treatment system. iii.Bottom layer: contains solids and heavy sludge, which should also be removed for separate treatment.

Agua libre de hidrocarburos

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Before discharging into the sea, IMO regulations specify that this mix has to be treated so intensively that its residual oil content is below 15 ppm.

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I.

Aceite residual (waste oil)

Productos generados al tratar aguas oleosas:

II.

III. Residuos sólidos (sludge)

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AGUAS RESIDUALES (WASTE WATER)

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Método de separación: filtros coalescentes

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ACHIQUE: prescripciones básicas

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Aspiración en cámara de maquinas:

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Debe haber 2 aspiraciones como mínimo. Si el fondo tienen pendiente hacia crujía > 5 grados, ahí han de situarse. Si es horizontal o tiene pendiente hacia los costados deben ponerse las dos en los costados. Cada aspiración debe tener caja de fangos. Debe haber una aspiración directa que no pase por el colector de achique del buque, si no que se conecta directamente a la admisión de las bombas. En la cámara de máquinas se ha de poder achicar si el sistema principal de bombeo se estropea, por ello se podrá usar la bomba de refrigeración del motor para achicar la sentina de la cámara de maquinas.

Aspiración en otros espacios Los espacios a popa del mamparo estanco de popa y bajo la cubierta de francobordo, cuando no sean tanques, pueden tener un sistema propio de achique, pudiendo ser accionado por bombas de mano. En la caja de cadenas deberá instalarse cajas de fangos.

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ACHIQUE: prescripciones básicas ACHIQUE

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ACHIQUE: prescripciones básicas

SERVICIO DE ACHIQUE BOMBAS DE ACHIQUE Es la encargada de succionar el agua sucia de diferentes espacios y la descarga a un espacio proyectado para su acumulación. Puede ser un tanque de retención o en muchos casos la sentina de la cámara de máquinas. Esa agua acumulada se descarga en puerto o se lanza al mar si y solo si cumple con una serie de premisas. La mas importante es el porcentaje de partículas oleosas que tiene disueltas. Aspectos importantes: Cantidad de bombas Uso adicionales de las bombas Caudal de las bombas

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De forma general podemos decir que:
Buques de carga: al menos 2 bombas de achique. Pudiendo estar también dar servicio a otros sistemas como lastre o CI.
Buques de pasaje: al menos 3 bombas.
Solo 1 de ellas puede estar movida por un motor de propulsión.
La sentina de maquinas debe poder ser achicada en caso de emergencia con una bomba que esté destinada de forma continua para otro uso, como por ejemplo las de refrigeración de motores.
En ciertos espacios pueden instalarse bombas exclusivas para achicar esos espacios, tendrán su propia descarga al mar. Es habitual en yates.
Los espacios exteriores a mamparos de colisión que sea una reserva de flotabilidad y que no estén proyectados para que nunca contengan agua se les debe instalar un sistema individual de achique.
Las bombas de sentina pueden ser utilizadas para otros servicios intermitentes. Las bombas reglamentarias para sentina no deben ser utilizadas para una operación continua de otro servicio.

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Aspiración para sistema achique de bodegas, situación: a) Buques sin doble fondo: • A popa, en crujía, si la astilla muerta sobrepasa los 5º (según tipo de buque) • A popa, en cada banda, en los demás casos. b) Buques con doble fondo: a popa de los pantoques, en cada banda, en pozos situados en las esquinas. Si el techo de doble fondo tiene una pendiente hacia crujía mayor de 5º, se instalara un pozo con aspiración igualmente en crijía. c) Buques con una sola bodega: si la longitud de éstas es mayor de 30m se colocarán aspiraciones en cada mitad de proa y popa.

Aspiración para sistema de achique en la cámara de máquinas, debe poder realizarse con tres métodos a fin de aumentar la seguridad: i. Por un sistema ordinario: formado por una red de tuberías para unir las aspiraciones con el colector principal. ii. Por una aspiración directa: una tubería que se acopla directamente a la bomba de aspiración de sentinas sin pasar por el colector. iii. Por un sistema de emergencia o de socorro: habitualmente la bomba de refrigeración principal del motor que puede tener una aspiración directa a la sentina.

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ACHIQUE: prescripciones básicas

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Locales de popa del mamparo estando de popa: En locales situados a popa del mamparo estanco de popa bajo la cubierta de francobordo, podrán achicarse manualmente cuando no estén destinados a tanques. Pueden también achicarse por imbornales que desalojen en el túnel, debiendo ir provistos de grifos de cierre automático. Esta disposición no se admite en buques de pasaje. Locales de proa del mamparo de colisión Estos espacios deben poder achicarse de forma indepediente sin tener que atravesar el mamparo estanco. P ejm es el pique de proa.

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Locales de proa: Si estuvieran destinados a tanques el achique debe efectuarse por medio de bombas mecánicas. Pañol del servomotor: En éste, los pozos deben ir colocados cerca del mamparo de proa, uno a cada costado y, en caso de no ser un buque de pasaje, se pueden conectar los pozos de sentinas con la cámara de máquinas o túnel de la hélice. Caja de cadenas: Debe ir provista de su correspondiente sistema de achique que deberá estar instalado fuera de la caja de cadenas. Las bombas deben ser autoaspirantes y capaces de aspirar también el fango proveniente del izado de la cadena. Tanques verticales: Los destinados a contener agua de lastre, combustible u otra carga líquida o seca, se achicarán de la misma forma que las bodegas. Túnel de la línea de ejes: Se achica por medio de una tubería unida al colector de sentinas. El pocete se colocará en popa a no ser que el plan tenga inclinación hacia proa. Locales refrigerados: La importancia de éstos radica en poder evacuar el efluente de condensados, tanto de locales refrigerados como los que alojen los frigoríferos. Generalmente se emplea un sistema continuo. Cofferdams: Estos espacios deben poder ser también achicados mediante su propio sistema de tuberías.

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Conexión de las bombas a la red, debe cumplir:
Que un equipo de bombas pueda desmontarse manteniendo en funcionamiento el resto de bombas.
Que el desmontaje de un equipo no afecte al funcionamiento de otros sistemas esenciales, en especial el de CI.
Que los principales circuitos y compartimentos queden independizados mediante el uso de valvulas.
Las conexiones a aspiraciones directas deben poder ser usadas independientemente del colector principal.
Cada bomba debe tener un sistema de filtrado, de tal manera que se pueda limpiar sin dejar fuera de servicio la bomba (necesitan un by-pass).
Cada ramal debe tener una válvula antiretorno para evitar que por ese ramal se inyecte agua proveniente de otros ramales. Conexión con la red de CI Es habitual montar varias bombas de achique, haciendo que una de ellas tenga las características para que pueda ser usada como bomba de CI, bien sea como bomba principal o como bomba de emergencia del servicio de CI. Es habitual en buques pequeños encontrar dos bombas idénticas, una de CI y otra de achique. En estos barcos pequeños las bombas está unidas a una toma de mar (una por cada bomba) y a la red de CI.

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ACHIQUE: prescripciones básicas

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V=volumen que queda por debajo de la cubierta de cierre P1=kN N= numero de pasajeros K=0,056L

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Coef bmb sentinas = 72

M + 2P Coef bmb sentinas = 72 V M + 2 P1 V + P1 − P

Las bombas para aguas sucias, las de lastrado y las de servicios generales podrán utilizarse en el servicio de achique como bombas de sentina motorizadas independientes (SOLAS) Bombas en buques de pasaje: Coeficiente de bombas de sentina: L= eslora M=volumen espacio máquinas P=volumen de espacios pasajeros y tripulación

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•Mínimo tres bombas motorizadas conectadas al colector de achique. 1 podría accionarse con un motor de propulsión. •Para coeficientes mayores de 30 se añadirá una bomba motorizada independiente. •Se debe procurar separar las bombas de achique en diferentes compartimentos estancos. •La velocidad minima de bombeo debe es de 2 m/s en el colector de achique. •Las bombas situadas en espacios de maquinas, tendrán una aspiración directa de dicho espacio. •El colector debe tener un diámetro interior mínimo según lo prescrito en el SOLAS.

Bombas en buques de carga Debe haber al menos 2 bombas motorizadas conectadas al colector de achique.

SERVICIO DE ACHIQUE Para buque de carga según SOLAS 2002 regla 21

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ACHIQUE: ejemplos

Requerimiento estatutario para barcos de recreo (