¿Cuáles son los aspectos que se deben tener en cuenta para el diseño y selección del sistema de defensas marinas?
Las defensas marinas son la protección principal para las instalaciones portuarias, su diseño óptimo, dará como resultado: una estructura segura, de bajo mantenimiento y de larga duración que beneficia la eficiencia del puerto y proporciona costos de ciclo de vida menores.
Quién asume la responsabilidad de la compra del sistema de defensas, debe hacer una evaluación detallada de los requisitos que debe cumplir el sistema de defensas. Las propiedades de las defensas deben elegirse con mucho cuidado o las consecuencias pueden ser costosas para el operador.
El sistema de defensas es la interfaz entre un buque y las instalaciones. Este medio sirve para absorber una cierta porción de la energía cinética de un buque sin dañar el buque o la estructura del muelle. Esta absorción es el resultado de la deflexión elástica de las defensas.
Para el diseño y la selección de defensas, los siete (7) aspectos básicos de diseño que se deben tener en cuenta de acuerdo con las guías para el diseño de sistemas de defensas de PIANC (Informe de PIANC MarCom Working Group 33 —publicado en el 2002) son:
1. Consideración de los requisitos funcionales
Dependiendo de la situación en la que se apliquen las defensas, es posible que se deban considerar algunos o todos los siguientes requisitos funcionales:
• Tipo de carga a ser manejada
• Permitir un atraque o amarre seguro de la embarcación.
• La protección de la embarcación
• La protección de la estructura de atraque / muelle
• La reducción de los movimientos del barco bajo la influencia del viento, las olas y las corrientes y bajo la influencia de las operaciones de carga y descarga.
• La reducción de la fuerza de reacción como resultado del atraque y amarre de un buque.
2. Consideración de los aspectos operacionales
Los siguientes aspectos operativos deben ser considerados:
• Procedimientos de atraque
• Frecuencia de buques
• Limitaciones de atraque y operativas (bajo condiciones climáticas adversas)
• Tamaño y tipo de buques a ser atendidos.
• Aspectos especiales de la embarcación de diseño
• Únicamente atracaran embarcaciones vacías
• El máximo alejamiento de la cara de atraque
• Cualquier requerimiento especial como resultado del tipo de estructura y método de construcción. (Prefabricación, etc.)
• Carga excéntrica de un sistema de defensas
3. Las condiciones del sitio
Las condiciones del sitio son importantes para la selección del sistema de defensas. Con suficientes datos del sitio, el diseño de un sistema de defensas y la estructura de atraque pueden optimizarse y también puede haber un ahorro en los costos finales. la reducción de los costos de las investigaciones del sitio puede disminuir los costos iniciales de inversión, pero también puede resultar en mayores costos de mantenimiento y/o más daños como resultado de un diseño no óptimo. Por lo tanto, se recomienda la recopilación de datos suficientes del sitio, y es tarea del diseñador asesorar sobre el alcance del programa de recolección de datos.
Los datos requeridos sobre el sitio pueden referirse a: viento, marea, corrientres, profundidad/batimetría, temperatura, oleaje.
4. Evaluación de los criterios de diseño
Tras la evaluación de los requisitos funcionales y operativos y en función de las condiciones del sitio, se pueden determinar los criterios de diseño que se utilizarán en el cálculo del de las energías de atraque y amarre y la selección del sistema de defensas.
Criterios de diseño:
• Códigos y estándares que se utilizarán
• Embarcación de diseño a utilizar en los cálculos
• Velocidad de aproximación en condiciones normales y revisión de condiciones anormales.
• Angulo de atraque en condiciones normales y revisión de condiciones anormales.
• Máxima fuerza de reacción (horizontal y vertical)
• Presión del casco permitida de los buques a atender
• Coeficiente de fricción
• Tiempo de vida deseado
• Factores de seguridad
• Distancia mínima y máxima entre defensas.
• Periodos de mantenimiento
5. La corrosión
Todos los metales sufren corrosión en un entorno marítimo y puede ser severa en la zona de salpicadura debido a la presencia de abundante oxígeno.
Esto se debe principalmente a:
a) La formación de células galvánicas dentro de los metales de las estructuras
b) Acción microbiana induciendo células galvánicas
c) La erosión constante de los productos de corrosión, como el óxido en el caso de aceros estructurales.
d) La inadecuación de los métodos planificados de prevención y / o mantenimiento por parte de los propietarios.
Las tasas de corrosión variarán según las condiciones locales y la posición de las defensas y pueden ser significativamente más altas en climas más cálidos. Por lo tanto, se debe considerar la influencia de la corrosión en el diseño de las defensas y sus accesorios:
• El acero no protegido comenzará a reducir su grosor inmediatamente después de su instalación.
• El inicio de la corrosión puede demorarse con un esquema de pintura/recubrimientos apropiados, adecuadamente mantenidos.
• El diseño debe basarse en los espesores del acero en el momento del primer mantenimiento o, si no se planifica el mantenimiento, al final de la vida útil del diseño.
• En el caso de las cadenas y los pernos, una vez que comienza la corrosión puede haber una pérdida muy rápida de la fuerza, lo que a menudo hace que el reemplazo periódico sea más económico en lugar de usar tamaños excesivamente grandes para mantener los factores de seguridad mínimos durante toda la vida útil del sistema de defensas.
6. Los paneles de acero y accesorios
Los paneles de acero y sus accesorios son fundamentales para el correcto funcionamiento del sistema de defensas. Pueden estar sujetos a una combinación de cargas distribuidas uniformemente, cargas lineales o cargas puntuales de acuerdo con el tipo de embarcaciones que usan las defensas.
Recomendaciones:
• Se deben utilizar códigos de diseño de estado límite para determinar la construcción de los paneles y marcos de acero.
• Se deben considerar las cargas de entrada desde el casco del barco, la unidad de defensa elastomérica y las conexiones de la cadena.
• Los cálculos de diseño deben considerar flexión, resistencia al corte y pandeo local en los paneles de acero y accesorios.
• Se debe considerar los espesores mínimos recomendados para acero en paneles de defensas.
7. Cadenas
Las cadenas se utilizan a menudo para mejorar el rendimiento de los sistemas de defensa. Se utilizan los siguientes tipos de cadenas:
• Las cadenas de peso se utilizan para soportar el marco de acero y evitar la caída de las unidades de defensas elastoméricas. También deben resistir las fuerzas de fricción verticales cuando hay grandes variaciones de mareas, cambios en el barco, calado durante la carga y descarga o donde el oleaje del mar puede hacer que el barco se mueva en el muelle.
• Las cadenas de cillazamiento se utilizan para limitar el movimiento lateral de los marcos de acero, en particular cuando los buques son regularmente alabeados a lo largo del muelle.
• Las cadenas de tensión se utilizan para evitar cargas de tracción excesivas en las unidades de guardabarros de elastómero en diseños en voladizo y para garantizar el uso más eficiente de los elementos de elastómero. Las cadenas de tensión más pequeñas a veces complementan las cadenas de peso para prevenir la caída del guardabarros.
• Las cadenas de mantenimiento se utilizan para permitir que un guardabarros se recupere fácilmente después de que se haya incurrido en daños y son adicionales al sistema de soporte normal.
Las cadenas pueden sufrir mayores tasas de desgaste y corrosión que otros componentes de guardabarros. Esto puede reducir rápidamente la capacidad de carga de la cadena, por lo que se debe tener en cuenta la inspección periódica y el reemplazo durante la vida útil del sistema.
Si las cadenas se sobrecargan, es deseable que un componente fácilmente reemplazable falle primero. Se debe tener cuidado para garantizar que la integridad del guardabarros no se vea comprometida debido a la falla de un elemento de falla de sobrecarga.
IRM representación exclusiva de RECUMAR SAS
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IRM, a través de su equipo de especialistas técnicos y como un valor agregado para sus clientes, desarrollan los estudios, análisis y cálculos requeridos para determinar y garantizar que el sistema de defensas sea el adecuado. El correcto diseño y selección del sistema de defensas es crítico y fundamental en cualquier proyecto, el sistema apropiado puede contribuir a la seguridad y beneficiar las operaciones en la terminal durante todas las etapas y procedimientos de atraque y desatraque.
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