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MANUAL DE DISEO DE DEFENSAS
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>>FENDER TEAMUn equipo de expertos dedicados a proporcionar
los sistemas de defensas y accesorios con mejor
rendimiento y seguridad. Con sede principal en Ale-
mania y con oficinas locales en Francia y EEUU ms
una red de representantes locales bien establecidos,
FenderTeam se ha ganado su reputacin como un
socio de confianza en los mercados de puertos, em-
barcaderos y vas martimas internacionales.
Defensa: somos especialistas en el diseo, fabri-
cacin y venta de defensas y sistemas de defensas.
Equipo: nuestro equipo de socios, empleados y
proveedores acreditados, todos compartimos una
filosofa - La pasin por las defensas y el servicio a la
industria portuaria.
Colectivamente sumamos dcadas de experiencia y
conocimiento especializado en este nicho de merca-
do que es fundamental para la seguridad de las per-
sonas, barcos e infraestructura portuaria. Nuestras
habilidades y know-how garantizan soluciones de
defensas bien elaboradas, productos de alta calidad
y precios razonables.
>>DISEO DE DEFENSASBienvenidos al Manual de Diseo de Defensas de
FenderTeam.
Las defensas son el punto de contacto entre el barco
y el puerto. Son ante todo una barrera de seguridad
para proteger a las personas, los barcos y las estruc-
turas. La mayora de los sistemas de defensas uti-
lizan unidades de caucho (elastmeros), espuma
especial o de aire que actan como resorte para
absorber la energa cintica del barco. Mientras se
comprime el resorte, las fuerzas en incremento son
transmitidas a otras reas del sistema de defensa
- paneles, anclajes y cadenas - y luego a travs del
canal de carga seleccionado hacia las estructuras de
soporte.
Un buen diseo de defensas comprende muchas
disciplinas. El conocimiento terico no puede reem-
plazar la experiencia de las operaciones portuar-
ias y las maniobras de atraque del mundo real. La
mayora de los cdigos y estndares asumen que
el usuario posee un buen conocimiento de trabajo
sobre la materia. FenderTeam posee una dilatada y
diversa experiencia en todos los aspectos del diseo
de defensas
Esta gua tiene la intencin de ser una fuente con-
cisa, que ayude a los diseadores y prescriptores a
identificar los criterios de informacin clave, para
calcular las energas de atraque y seleccionar los
tipos de defensas adecuados. Los especialistas de
FenderTeam siempre estn disponibles para res-
paldar este proceso y proporcionar asesoramiento
acerca de detalles y especificaciones.
Excepciones: Este manual puede ser aplicado a la
mayora de los barcos comerciales convencionales.
Comunquese con FenderTeam sobre aplicaciones
y requerimientos especiales para naves inusuales
tales como catamaranes, barcos de la armada, plata-
formas petroleras, etc.
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CONTENIDO
CONTENIDO(Seccin 1 de 2)SECCIN 1: CLCULO DE ENERGA DE ATRAQUE
Nomenclatura y Fuentes de Informacin
Proceso de Diseo
Barcos
Dimensiones de Barcos
Terminologa de Barcos
Petroleros
Graneleros
Cargueros de Gas
Barcos Portacontenedores
Carga General, RoRo y Ferries
Transportes de Vehculos, Cruceros, Ferries Rapidos
Lmitaciones de los Barcos
Cargas de Barcos
Maniobra de Aproximacin de Barcos
Factor de Masa Agregado (CM)
Factor de Excentricidad (CE)
Factor de Configuracin de Atraque (CC) & Factor de Suavidad(CS)
Velocidades de Atraque
Energa de Atraque
SECCIN 2 : GUA DE SELECCIN DE DEFENSA
En la Seccin 2 se cubre todo el proceso de seleccin, materiales, pruebas
e informacin relacionada.
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Nomenclatura
B
C
CB
CC
CE
CM
CS
D
DB
DL
DS
EA
EF
EN
ERPD
ELET
F
FB
FL
FS
H
HP
K
KC
LL
LOALBP
LS
LWL
MB
MD
P
R
RB
RF
RRPD
RHET
T
v
vB
vL
x
C
SW
Unidades
m
m
m
m
m
m
kNm (kJ)
kNm (kJ)
kNm (kJ)
kNm (kJ)
kNm (kJ)
kN
m
m
m
m
kN/m(kPa)
m
m
m
mm
m
m
toneladas
toneladas
m
m
m
kN
kN
kN
kN
m/s
m/s
m/s
m
grados
grados
grados
m
grados
toneladas/m
Descripcin
Manga (ancho) de buque, excluyendo cinturones
Espacio entre el casco del buque y la cara de la estructura
Coeficiente de bloque del casco del barco
Coeficiente de configuracin del muelle
Coeficiente de excentricidadCoeficiente de masa hidrodinmica (agregado)
Coeficiente de suavidad
Calado real del barco
Calado de lastre del barco
Calado de carga o de verano del barco
Calado de escantilln (mximo) del barco
Energa de atraque cintica anormal del barco
Energa de la defensa (corregida para el ngulo, temperatura etc.)
Energa de atraque cintica normal del barco
Energa de defensa (para dato de rendimiento estimado)
Energa de defensa a tolerancia de extremo baja (a tolerancia mnima de fabricacin)
Fuerza de impacto aplicada a panel o cara de la defensa por el casco del barco
Lastre del francobordo del barco al nivel de cubierta
Francobordo de carga o de verano del barco al nivel de cubierta
Francobordo (mnimo) del escantilln del barco al nivel de cubierta
Altura de la defensa compresible excluyendo el panel etc.
Presin del casco
Radio de giro del barco
Espacio de quilla a fondo marino
Eslora total del barco ms largo que utiliza el muelle
Eslora total del barcoLongitud del barco entre perpendiculares
Eslora total del barco ms pequeo que utiliza el puerto
Longitud del casco del barco a nivel de mar en calado de verano
Desplazamiento del barco en condiciones de lastre
Desplazamiento del barco
Espaciado entre defensas
Distancia desde el punto de impacto al centro de masas del barco
Radio de proa
Reaccin de la defensa (corregida para el ngulo, temperatura, etc.)
Reaccin de la defensa ( para dato de rendimiento estimado)
Reaccin de la defensa a tolerancia de extremo alta (a tolerancia de fabricacin
mxima)
Fuerza cortante
Velocidad del barco
Velocidad del barco perpendicular a la lnea de atraque
Velocidad del barco paralela a la lnea de atraque
Distancia desde proa a cuerpo central paralelo (extremo del radio de proa)
ngulo de atraque (lnea central de barco a lnea de atraque)
ngulo de abanico de proa (ngulo vertical del casco a cara del panel de defensa)
ngulo del vector de velocidad (entre R y VB)
Deflexin de la defensa compresible
ngulo de contacto del casco con la defensa (permitido para el radio de la proa)
Factor de seguridad para energa de atraque anormal
Factor de seguridad para cadenas
Coeficiente de friccin
Densidad de agua de mar
Cdigos y Estndares
Cdigo para la Prctica del Diseo de Sistemas de
Defensas y Amarre: BS 6349: Parte 4 (1994)
PIANC WG33 Directrices para el Diseo de
Defensas (2002)
Recomendaciones del Comit para Estructuras
de Muelles, Puertos, y Vas Martimas (EAU 2004)
PIANC Reporte de la Comisin Internacional para
la Mejora del Diseo de Sistemas de Defensas: :
Suplemento del Boletn No.45 (1984)
Acciones para el Diseo de Obras Maritimas y
Puertos: ROM 0.2-90 (1990)
Recomendaciones para el Diseo de la
Configuracin Martima de Puertos,Canales de Aproximacin y Drsenas :
ROM 3.1-99 (1999)
Defensas para Diques - Rosa 2000 Edicin No.1
Ingeniera y Diseo de Puertos Militares:
Unified Facilities Criteria UFC 4-159-02 (2004)
Diseo de Muelles y Embarcaderos: Unified Facili-
ties Criteria UFC 4-152-01 (2005)
Criterios para el Diseo de Estructuras
Martimas Australia: AS4997 (2005)
Estndares Tcnicos y Comentarios sobre
Instalaciones de Puertos y Muelles en Japn (2009)
Canales de Aproximacin Gua de Diseo:
Suplemento PIANC del Boletn No.95 (1997)
Manual del Diseador de Puertos
Recomendaciones y Directrices:
Carl Thoresen (2003) ISBN 9780727732886
Planificacin y Diseo de Puertos y Terminales
Martimas: Editado por Hans Agerschou
2da Edicin (2004) ISBN 0727732242
Embarcaciones Significativas: Instituto Real de los
Arquitectos Navales (1992-2010) www.rina.org.uk
Mtodo de Prueba Estndar para
Determinar y Reportar la Energa de Atraque y
Reaccin de Defensas Martimas:
ASTM F2192-05 (2005)
Sistema Estndar de Clasificacin para Productos
de Caucho En Aplicaciones Automotrices: ASTM
D2000 (2012)
>>NOMENCLATURA >>FUENTES
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> Durabilidad
> Pruebas
> Recubrimientos
> Excoriacin
> Costos de capital> Mantenimiento
> Embarcadero o
Duque de Alba
> Rampa RoRo
> Esclusas o esclusas
en seco> Asistencia de
remolcador
PROCESO DE DISEO
PROCESO DE DISEOEl diseo de las defensas rene muchas habilidades y
disciplinas. El ingeniero debe considerar todos los fac-
tores que determinarn el tamao de las defensas, de-
talle de los accesorios, con qu fiabilidad trabajarn en
condiciones martimas extremas.
El diseo de defensa ptimo dar como resultado unaestructura segura, con bajos costes de mantenimiento
y de larga duracin que beneficiar la eficiencia del
puerto durante su vida til.
Una consideracin importante es quin toma la re-
sponsabilidad de adquirir el sistema de defensas. El
puerto comprar un sistema que est de acuerdo a sus
necesidades pero un contratista seleccionar el sistema
ms econmico que cumpla con las especificaciones.
Esto significa que las propiedades y el desempeo de
las defensas deben ser escogidos cuidadosamente olas consecuencias pueden resultar muy costosas para
el operador.
ESTRUCTURASLas defensas estn montadas en estructuras de atraque - algunas veces de reciente construccin, modernizadas o res-
tauradas. Las estructuras se clasifican en dos categoras principales: estructuras macizas que pueden soportar fuerzas
de reaccin altas de las defensas y estructuras de carga crtica que pueden resistir fuerzas limitadas de las defensas.
Las estructuras macizas son usualmente de tablestaca, bloques de concreto o pilotes. Son muy slidas pero puedenser poco prcticos para construir en aguas profundas y en lugares expuestos por lo que normalmente se encuentran
en puertos y vas martimas. Las estructuras de carga crtica incluyen diseos de muelles suspendidos y monopilotes
donde las cargas de las defensas y de amarre son fuerzas de diseo primario.
Los atraques se pueden clasificar en embarcaderos o muelles continuos, y estructuras individuales (no continuas) cono-
cidas usualmente como duques de alba o dolphins. Algunos duques de alba son diseos rgidos, con pilotes inclinados
u otros soportes. Los monopilotess son una categora especial de estructuras de duques de alba.
> Pueden resistir fuerzas de
defensas altas
> Fcil ajuste de concreto
> La conexin de tablestaca necesita
diseo cuidadoso
> Evitar accesorios que cruzan las
juntas de expansin
> Estructura sensible a las cargas
> rea de ""huella"" limitada para ac
cesorios de defensas y cadenas
> Cubierta usualmente de concreto
pero a veces de acero
> Estructura sensible a las cargas
> Los monopilotes contribuyen
a la energa total
> rea de ""huella"" limitada para
accesorios de defensas y cadenas
ESTRUCTURAS MACIZAS ESTRUCTURAS DE CARGA CRTICA POSTES DE AMARRE Y MONOPILOTES
> Tipos
> De Carga o Lastre
> Abanico de proa
> Cinturones
> Presin del casco
> Vida til de servicio
> Cargas
> Construccin
> Conexiones
> Frecuencia
> Exposicin
> Rango de mareas
> Corrientes & oleaje
> Barcos en transito
> Accesibilidad
> Temperaturas
> Corrosividad
> Flujos de hielo
> Eventos ssmicos
> Ozono y UV
BARCOS ESTRUCTURA APROXIMACIN UBICACIN MEDIO AMBIENTE MATERIALES
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BARCOSHay barcos de todas las formas y tamaos imaginables. Los puertos deben acomodar los barcos de diseo ms grande,pero tambin deben atender barcos pequeos y medianos, particularmente si stos representan la mayora de losatraques. En muchos puertos de exportacin los barcos pueden arribar en condicin ""de lastre"" con un calado y des-plazamiento reducido. Si sta es una prctica estndar entonces el diseo deber considerar las defensas para estasituacin, tambin evaluando el riesgo de que un barco con carga deba regresar al puerto completamente cargado.
Las caractersticas del barco afectarn a la seleccin de las defensas y el diseo. Por ejemplo, a los operadores de cru-ceros no les gustan las marcas negras causadas por el contacto con las defensas cilndricas de caucho. Los barcos decontenedores y transportes de vehiculos deben tener un abanico de proa largo por lo que la defensa debe articularsepara adaptarse al ngulo. Muchos barcos poseen cinturones o bandas que pueden asentarse o asirse debajo de lospaneles de la defensa, por lo que es posible que se necesiten chaflanes. Los petroleros de doble casco, transportadoresde gas y otros barcos de casco ligero solamente pueden resistir presin de contacto limitada lo que significa que senecesita una gran rea de contacto del panel de la defensa.
Es importante la forma del casco o la curvatura del barco. El radio de la proa influye en dnde hace contacto el barcocon la defensa en relacin con el centro de masas, as como el nmero de defensas comprimidas dependiendo de suespaciado. El abanico de la proa puede empujar los bordes superiores de la defensa hacia la estructura, as que losbordes superiores del panel, las abrazaderas de las cadenas, etc. deben ser revisados necesariamente para verificar quehay suficiente espacio.
Abajo se encuentran los diversos tipos de barcos comerciales ms comunes y las caractersticas principales que eldiseador debe tomar en consideracin:
>Carga peligrosa>Gran cambio en el calado>Presiones bajas en el casco>Asistencia de remolcador es estndar
PETROLEROS
>Cargueros pequeos pueden tener cinturones>Atraque frecuente en lugares expuestos>Muchas terminales utilizan lser DAS*
>Algunos barcos son multiuso(OBO petrleo/granel/mineral)
>Las cargas pudieran ser peligrosas>Gran cambio en el calado
GRANELEROS
>Presiones bajas en el casco>Asistencia de remolcador es estndar>Atraque frecuente en lugares expuestos
>Carga muy peligrosa>Una sola clase de barco en terminales designadas>Presiones bajas en el casco
GAS
>Asistencia de remolcador es estndar>Cargueros pequeos pueden tener cabos>Atraque frecuente en sitios expuestos>Muchas terminales utilizan lser DAS*
>Los abanicos de proa presentan peligro para las gras de contenedores>Manga larga limita el tamao de la defensa>Presiones bajas en el casco
PORTACONTENEDORES >Asistencia de remolcador es estndar
excepto en rutas secundarias>Barcos pequeos pueden tener cabos>Defensas estables mejoran la productividad
>La seguridad de pasajeros es crtica>Muchos tamaos y formas de barcos>Atraque sin pilotos>Atraque de lado y de popa
R
ORO
>La mayora de los barcos tienen cinturones>Tiempos en puerto escasos y uti lizacin del puerto en forma intensiva>Asistencia de remolcador raramente utilizada
>Muchos tamaos y formas de barcos>Defensas pequeas para reducir el
alcance de la gra>Barcos grandes pueden usar remolcador
CARGUEROS
>Pueden ocupar muelles por largos perodos de tiempo>Gran cambio en el calado>Muchos barcos de diferentes tamaos
utilizan un puerto>Asistencia de remolcador solamente para barcos ms grandes
>Maniobra difcil a velocidades bajasdebido a un alto francobordo
>Lado largo y plano con abanico de proa grande
TRANSPORTADORDE
VEHICULOS
>Puede tener cabos y puertas laterales>Asistencia de remolcador es comn>Atraque de lado y de popa
>La seguridad de pasajeros es crtica>Cambios pequeos en el calado>Los tamaos de los barcos empiezan a ser grandes para muchos puertos
CRUCEROS
>Grandes abanicos de proa comunes>Presin del casco baja a menos que tenga cinturones>Preferencia por defensas que no dejan marca>Muchos barcos de diferentes tamaos
utilizan un puerto
*Docking Aid Systems
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Carga (DWT)
Lastre(agua)
LOA
KC(cargado)
DLDL
FL
KC(Lastre)
FB
DB
LBP
R
vBPunto de impactoa nivel de defensa
RBRB
LOA2
Lneadeatraque
Centro de masas
x
a
B
LOA2
- x
7>
DIMENSIONES DEL BARCO
DIMENSIONES DEL BARCOLos diseadores debern considerar las dimensiones de la gama de barcos que utilizarn el puerto y las defensas. Lascaractersticas ms importantes de definicin se describen abajo:
Longitud mxima del barco que define el tamao de muelle o dique seco necesaria.
Algunas veces referida como ""L"".
Longitud entre el pivote del timn y la interseccin de la proa con la lnea de flotacin.Esto no es igual la longitud en la lnea de flotacin aunque ambas son confundidas a menudo.
El ancho del barco, usualmente en el centro del barco. Las dimensiones de la manga de algunas
fuentes pueden incluir cinturones pero esto no es relevante para los clculos de energa de atraque.
El calado de carga usualmente es el calado mximo de verano para buenas condiciones de operacin.
Los barcos operarn con este calado o menor dependiendo de la cantidad de carga.
El calado de navegacin mnimo cuando un barco est descargado y navegando en condiciones de lastre.
Considerado usualmente solo para barcos petroleros, a granel, barcos de carga y portacontenedores. El ca-
lado de lastre para barcos petroleros, a granel y portacontenedores se estima como DB 2 + 0.02LOA.
Es el calado mximo permitido para un barco. Raramente usado para el diseo de la defensa.
El francobordo de la parte central del barco correspondiente al calado de carga (D L).
El francobordo de la parte central del barco correspondiente al calado de lastre (D B).
La profundidad del agua debajo del casco del barco (quilla). Se deber considerar el efecto de lastre o carga,
la marea alta o baja para determinar el peor caso de diseo.
El radio terico de la proa del barco en un plano horizontal coincidiendo aproximadamente con
el nivel de la defensa. El radio a veces se toma como una constante para efectos del diseo de la defensa pero
en la prctica puede variar de acuerdo con el calado del barco.
A veces no est bien definida ya que puede variar de acuerdo con el perfil del barco, ngulo de atraque, etc.
Esta distancia se le denomina comnmente como cuarta parte (x = 0.25LOA), quinta parte (x = 0.2LOA) etc.,
medido desde la proa (o popa). Vase "Coeficiente de excentricidad" para ms detalles.
Esta dimensin se utiliza cuando se determina el Coeficiente de excentricidad (CE). Por convenio se asume
que el centro de masa se encuentra en la parte central del barco (L OA/2) pero pudiera estar a 5~10% de la popa
de la parte central del barco, para barcos de petrleo, a granel o de carga en lastre por la popa.
Eslora total
Eslora entre perpendiculares
Manga (o anchura)
Calado de carga
Calado de lastre
Lastre de escantilln (no se muestra)
Francobordo de carga
Francobordo de lastre
Espacio libre bajo la quilla
Radio de proa
Distancia de la proa a impacto
Impacto a centro de masas
LOA
LBP
B
DL
DB
DS
FL
FB
KC
RB
x
R
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TERMINOLOGA DE BARCOS
El peso del barco, el mismo que el peso del agua
desplazada por el casco cuando se encuentra cargado
en el calado establecido
Es el peso con que ha sido diseado el barco para
cargar con seguridad, incluyendo la carga, combus-
tible, agua potable y agua de lastre.
El peso de un barco vaco, excluyendo carga, com-
bustible, etc.
Una medida obsoleta del volumen interno del barco
donde:
1 GRT = 100 ft= 2.83 m
El GRT no est relacionado con el desplazamiento y
es irrelevante para el diseo de la defensa.
ndice sin unidades del volumen interno del
barco utilizado por IMO. Algunas veces (de formaequivocada) llamado GRT al cual reemplaz en 1982.
GT no est relacionado con el desplazamiento y es
irrelevante para el diseo de la defensa.
The size of a single, standard 20 foot
long container, used as an indication
of container ship size or capacity.
Desplazamiento
MD
Peso muerto
DWT
Peso ligero
LWT
Tonelaje bruto
registrado
GRT
Tonelaje bruto
GT
TEU (Twentyfoot
Equivalent Units, por
su nombre en ingls)
COEFICIENTE DE BLOQUE (CB)El Coeficiente de Bloque (CB) es el cociente entre el volu-men actual del casco y el volumen de la "caja" del cascousualmente expresado como:
CB=LBP .DL .B.SW
MD
Si es conocido, CBse pueden utilizar para estimar el des-plazamiento:
MD =CB.LBP.DL.B.SWLos cdigos y estndares de diseo sugieren algunosrangos tpicos de coeficientes de bloque para varios ti-pos de barcos:
Para las condiciones de carga que no sean de carga completa(por ejemplo, D < DL) entonces se puede estimar el Coeficientede Bloque:
Forma de casco
CB(at DL) 0.75
CB(at DL)< 0.75
Calado actual, D
DB< D < DL0.6DL< D < DLDB< D < 0.6DL
CB(at D < DL)
Constante
Constante
0.9 x CB(at DL)
Tipo de Barco
Petroleros
A granel (OBO)
Gas
Contenedores
RoRoCarguero
Tansporte Vehculos
Crucero/Ferry
Monocasco rpido
Catamarn
PIANC 2002
0.85
0.720.85
0.600.80
0.700.800.720.85
ROM 3.1-99
0.720.85
0.780.87
0.680.54
0.630.71
0.570.800.560.77
0.560.66
0.570.68
0.450.49
0.430.44
BS 6349
0.720.85
0.720.85
0.650.70
0.650.70
0.500.70
* Manga (B) es el total de dos cascos individuales
MOVIMIENTOS DEL BARCOAs como su velocidad de atraque hacia las defensas, los
barcos pueden tener otros movimientos causados porel aire, olas y corrientes que pueden causar movimien-tos angulares o de cizallamiento en la defensa duranteel contacto inicial y mientras atraca. En particular:
Barcos en transito: Oleaje, balanceo y virajeViento: Balanceo, balanceo lateral y virajeMarea, corrientes: Oleaje y agitacinOlas, marejada: Oleaje y cabeceo
Los diseadores deben considerar estos movimientos yel efecto que tienen en las defensas tales como fuerzasde cizallamiento, fatiga, abrasin y efectos vibratoriosen fijaciones.
Cabeceo
Viraje
Oleaje
Balanceo lateral
Oscilacin
Balanceo
DL
LBP
B Lnea de flotacindel barco
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200
250
300
350
400
450
500
0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000
9>
PETROLERO
DWT
500,000441,585
400,000350,000
300,000275,000250,000225,000200,000175,000150,000
125,000100,00080,00070,00060,00050,000
40,00030,00020,00010,000
5,0003,000
MD(toneladas)
590,000*528,460475,000420,000
365,000335,000305,000277,000
246,000217,000186,000156,000125,000102,00090,00078,00066,000
54,00042,000
29,00015,0008,0004,900
LOA(m)
415380380365
350340330320
310300285270250235225217210
200188
17414511090
LBP(m)
392359358345
330321312303
294285270255236223213206200
190178
16513710485
B(m)
73.068.068.065.5
63.061.0
59.057.055.052.549.546.543.040.038.036.0
32.2
30.028.024.519.015.013.0
HM(m)
30.528.929.228.0
27.026.325.524.8
24.023.022.021.019.818.718.217.016.4
15.414.2
12.610.08.67.2
DL(m)
24.024.523.022.0
21.020.519.919.3
18.517.716.916.015.114.013.513.012.6
11.810.8
9.87.87.06.0
DB(m)
10.39.69.69.3
9.08.88.68.4
8.28.07.77.47.06.76.56.36.2
6.05.8
5.54.94.23.8
CB
0.8380.8620.8280.824
0.8160.8140.8120.811
0.8020.7990.8030.8020.7960.7970.8040.7890.794
0.7830.7610.7140.7210.7150.721
* Tipo cargueros V-plus (los mas largos en servicio actualmente - TI Europa y TI Oceana). El calado de lastre asume las Normas de Marpol
Tipo
Pequeo
Handysize
Handymax
Panamax
Aframax
Suezmax
VLCC (VeryLargeCrudeCarrier)
ULCC (UltraLargeCrudeCarrier)
Dimensiones
DL10m
LOA180m
B32.3m
LOA289.6mDL12.04m
41B44m
DL21.3m
B70m
LOA500m
LOA300m
Tamao del Barco
10,000DWT
10,000~30,000DWT
30,000~55,000DWT
60,000~75,000DWT
80,000~120,000DWT
125,000~170,000DWT
250,000~320,000DWT
350,000DWT
PETROLEROS
EsloraentrePerpendiculares,LPP
(m)
Peso muerto, DWT (toneladas)
Pequeo
Handysize
Handymax
Panamax
Aframax
Suezmax
VLCC U
LCC
FenderTeam AG 2014
ES-A4-2014-03-LR
-
7/24/2019 FTDM-ES-A4-2014-03-LR-WM (1)
10/56
0
100
200
300
400
0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000
Pequeo
Handysize
Handymax
Panamax
Capesize
VLBC(VeryLargeBulkCarrier)
>
DWT
402,347400,000350,000300,000
250,000200,000150,000125,000100,00080,00060,000
40,00020,00010,000
MD(toneladas)
*454,000464,000406,000350,000
292,000236,000179,000150,000
121,00098,00074,00050,00026,00013,000
LOA(m)
362375362350
335315290275
255240220195160130
LBP(m)
350356344333
318300276262
242228210185152124
B(m)
65.062.559.0
56.0
52.548.544.041.539.036.533.529.023.5
18.0
HM(m)
30.430.629.328.1
26.525.023.322.1
20.819.418.216.312.610.0
DL(m)
23.024.023.021.8
20.519.017.516.5
15.314.012.811.59.37.5
DB(m)
9.29.59.29.0
8.78.37.87.5
7.16.86.45.95.24.6
CB
0.8460.8480.8490.840
0.8320.8330.8220.816
0.8180.8210.8020.7910.7640.758
*BM Vale Brasil y otros 11 barcos hermanos bajo construccin.
El calado de lastre asume las Normas de Marpol.
Tipo
Pequeo
Handysize
Handymax
Panamax
Capesize
Chinamax
VLBC (Very Large Bulk Carrier)
Dimensiones
LOA115m
DL10m
LOA190m
B 32.3m
LOA289.6m
DL12.04m
41 B 44m
LOA300m
Tamao del Barco
10,000 DWT
10,000 ~ 35,000 DWT
35,000 55,000 DWT
60,000 ~ 80,000 DWT
80,000 ~ 200,000 DWT
90,000 ~ 180,000 DWT
300,000 DWT
200,000 DWT
CARGUEROS A GRANEL
EsloraentrePerpendiculares,LPP
(m
)
Peso muerto, DWT (tonelada mtrica)
FenderTeam AG 2014
ES-A4-2014-03-LR
-
7/24/2019 FTDM-ES-A4-2014-03-LR-WM (1)
11/56
0
50
100
150
200
250
300
350
0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000
Pequeo
Pequeoconvencional
Grandeconvencional
Q-flex
Q-max
11>
CARGUEROS DE GAS
DWT
*125,000**97,00090,000
80,00052,00027,000
75,00058,000
51,000
60,00050,00040,00030,00020,000
10,0005,0003,000
60,00040,00020,000
MD(toneladas)
175,000141,000120,000
100,00058,00040,000
117,00099,00071,000
95,00080,00065,00049,00033,000
17,0008,8005,500
88,00059,00031,000
LOA(m)
345.0315.0298.0
280.0247.3207.8
288.0274.0249.5
265.0248.0240.0226.0207.0
160.0134.0116.0
290.0252.0209.0
LBP(m)
333.0303.0285.0
268.8231.0196.0
274.0262.0237.0
245.0238.0230.0216.0197.0
152.0126.0110.0
257.0237.0199.0
B(m)
53.850.0
46.0
43.434.829.3
49.042.040.0
42.239.035.232.426.8
21.116.013.3
44.5
38.230.0
HM(m)
26.227.626.2
24.520.617.3
24.723.721.7
23.723.020.819.918.4
15.212.510.1
26.122.317.8
DL(m)
12.012.011.8
11.49.59.2
11.511.310.6
13.512.912.311.210.6
9.38.17.0
11.310.59.7
DB(m)
8.98.38.0
7.66.96.2
7.87.57.0
7.37.06.86.56.1
5.24.74.3
7.87.06.2
CB
0.7940.7570.757
0.7340.7410.739
0.7390.7770.689
0.6640.6520.6370.6100.575
0.5560.5260.524
0.6640.6060.522
Cargueros de gas Tipo *Q-max y **Q-flex El calado de lastre asume las Normas de Marpol
Tipo
Pequeo
Pequeo convencional
Grande convencional
Q-flex
Q-max
Med-max
Atlantic-max
Dimensiones
LOA250 m
B 40 m
LOA270298 m
B 4149 mLOA285295 m
B 4346 m
DL12 m
LOA 315 m
B 50 m
DL12 m
LOA 345 m
B 5355 m
DL12 m
Tamao del Barco
90,000 m
120,000150,000 m
150,000180,000 m
200,000220,000 m
260,000 m
Approx 75,000 m
Approx 165,000 m
CARGUEROS DE GAS
Capacity(m)
266,000210,000177,000
140,00075,00040,000
145,000125,000
90,000
131,000109,00088,00066,00044,000
22,00011,000
7,000
131,00088,00044,000
CARGUERO DE GNL PRISMTICO
CARGUERO GNL ESFRICO, MOSS
CARGUERO DE GLP
CARGUERO DE METANO
EsloraentrePerpendiculares,LPP
(m)
Capacidad GNL (m)
FenderTeam AG 2014
ES-A4-2014-03-LR
-
7/24/2019 FTDM-ES-A4-2014-03-LR-WM (1)
12/56
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
0 3,000 6,000 9,000 12,000 15,000 18,0000
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
Desplazamiento
DWT (Diseo)
DWT (Escantilln) Despl
azamient
o
PesoM
uertoE
scantil
ln
PesoMu
ertoDise
o
Pequeo
Alimenta
dor
Panam
ax
Post-Panam
ax
New
Panam
ax
ULCS
>
Tipo
Pequeo
Alimentador
Panamax
Post-Panamax (existente)
New Panamax
ULCS (Ultra Large Container Ship)
Dimensiones
B 23.0m (approx)
23.0m B > 30.2m
B 32.3mDL12.04m
LOA294.1m
B > 32.3m
39.8m B > 45.6m
B 48.8m
DL15.2m
LOA365.8m
B > 48.8m
Tamao del Barco
< 1,000 teu
1,000~2,800 teu
2,800~5,100 teu
5,500~10,000 teu
12,000~14,000 teu
> 14,500 teu
BARCOS PORTACONTENEDORES
DWT
*195,000**171,000157,000143,000
101,00081,00067,00058,00054,00048,60043,200
38,10030,800
30,80027,70022,400
18,20013,80011,600
9,3007,0004,800
MD(toneladas)
262,566228,603190,828171,745
145,535120,894100,89385,56574,39970,54565,00654,88542,389
43,16637,87932,208
26,76219,21915,71913,70210,3907,472
LOA(m)
420397366366
349323300276
294286269246211
222209202
182160150140122107
LBP(m)
395375350350
334308286263
283271256232196
210197190
170149140130115100
B(m)
56.456.448.448.4
45.642.840.040.032.232.232.232.232.2
30.0
30.028.0
28.025.023.021.819.817.2
HM(m)
26.725.324.824.5
23.622.721.720.9
20.419.819.018.217.0
17.016.415.3
14.413.412.912.311.711.1
DL(m)
15.014.015.013.5
13.013.013.012.5
12.012.011.811.310.7
10.610.09.2
8.68.07.67.47.06.5
DB(m)
9.99.59.09.0
8.78.27.77.3
7.77.47.1
6.65.9
6.25.95.8
5.45.04.84.64.34.0
CB
0.7670.7530.7330.733
0.7170.6880.6620.635
0.6640.6570.6520.6340.612
0.6310.6250.642
0.6380.6290.6270.6370.6360.652
*Tipo Triple-E 18,000 TEU puesta en servicio en 2014 **Tipo E (Emma Maersk, Estelle Maersk, etc) ocho barcos en la flota de Maersk. Capacidades y
dimensiones se han recopilado de mltiples fuentes incluyendo ROM, MAN y PIANC. El calado de lastre asume las Normas de Marpol
TEU
18,00015,50014,00012,500
10,0008,0006,5005,5005,1004,500
4,0003,5002,800
2,8002,5002,000
1,6001,2001,000
800600400
Tipo Panamax y sub-Panamax (B 32.2m)
Desplazamiento,MD
(toneladas)
Capacidad TEU mxima
Pesomuerto,D
WT(toneladas)
FenderTeam AG 2014
ES-A4-2014-03-LR
-
7/24/2019 FTDM-ES-A4-2014-03-LR-WM (1)
13/56
13>
CARGA GENERAL
DWT
40,00035,00030,00025,000
20,00015,00010,0005,0002,500
MD(toneladas)
54,50048,00041,00034,500
28,00021,50014,5007,5004,000
LOA(m)
209199188178
166152133105
85
LBP(m)
199189179169
158145127100
80
B(m)
30.0
28.927.726.4
24.822.619.815.813.0
HM(m)
181716
15.4
13.812.811.28.5
6.8
DL(m)
12.512.011.310.7
10.09.28.06.4
5.0
DB(m)
6.185.985.765.56
5.325.044.664.10
3.70
CB
0.7130.7140.7140.705
0.6970.6960.7030.724
0.750
El calado de lastre asume las Normas de Marpol.
CARGA GENERAL (CARGUERO)
DWT
50,00045,00040,000
35,00030,00025,00020,00015,00010,000
5,000
MD(toneladas)
87,50081,50072,00063,00054,00045,000
36,00027,50018,4009,500
LOA(m)
287275260245231216
197177153121
LBP(m)
273261247233219205
187168145115
B(m)
32.232.232.232.232.031.028.626.223.4
19.3
HM(m)
28.527.626.224.823.522.0
21.019.217.013.8
DL(m)
12.412.011.410.810.29.6
9.18.47.46.0
CB
0.7830.7880.7750.7590.7370.720
0.7220.7260.715
0.696
RORO Y FERRIS
CARGUERO RORO
RO-PAX (RORO FERRY)
DWT
15,00012,50011,500
10,2009,0008,0006,500
MD(toneladas)
25,00021,00019,000
17,00015,00013,00010,500
LOA(m)
197187182
175170164155
LBP(m)
183174169
163158152144
B(m)
30.628.727.6
26.525.324.1
22.7
HM(m)
16.515.715.3
14.914.514.113.6
DL(m)
7.16.76.5
6.36.15.95.6
CB
0.6130.6120.611
0.6090.6000.5870.560
FenderTeam AG 2014
ES-A4-2014-03-LR
-
7/24/2019 FTDM-ES-A4-2014-03-LR-WM (1)
14/56
>
DWT
--------
GT
30,000
25,00020,00015,000
MD(toneladas)
48,00042,00035,50028,500
LOA(m)
220205198190
LBP(m)
205189182175
B(m)
32.232.232.232.2
HM(m)
31.229.427.526.5
DL(m)
11.710.910.09.0
CB
0.6060.6180.5910.548
TRANSPORTE DE VEHICULOS
GT
225,282
155,873148,528110,000102,58780,00070,00060,00050,00040,00035,000
MD(toneladas)
105,750
74,12672,19350,25352,239
44,00038,00034,00029,000
24,00021,000
LOA(m)
362
329345291273272265252234
212192
LPP(m)
308
280293247232231225214199
180164
B(m)
47.0
40.041.035.436.035.032.232.232.232.232.2
HM(m)
22.5
22.122.720.419.720.019.318.818.0
17.317.0
DL(m)
9.3
8.710.18.28.28.07.87.67.1
6.56.3
CB
0.767
0.7420.5800.6840.7440.6640.6560.633
0.6220.6220.616
NOMBRE DEL BARCO
Allure of the Seas
Norwegian EpicQueen Mary 2Carnival Conquest
Costa FortunaPost Panamax Genrico
Panamax GenricoPanamax GenricoPanamax GenricoPanamax GenricoPanamax Genrico
CRUCEROS
DWT
--------
GT
20,00015,00010,0008,000
MD(toneladas)
3,2002,4001,6001,280
LOA(m)
140128
112102
LBP(m)
133120
10287.5
B(m)
2119.216.9
15.4
HM(m)
5.85.4
5.25.0
DL(m)
2.92.7
2.52.5
CB
0.606
0.6180.5910.548
El calado excluye los hidroplanos y estabilizadores que pueden agregar hasta un 80% del calado del barco si se extienden.
Anchura de la lnea de flotacin es de 0.8~0.9 x manga a nivel cubierta.
FERRIS RPIDOS MONOCASCO
DWT
--------
GT
30,00025,00020,00015,000
MD(toneladas)
48,00042,00035,50028,500
LOA(m)
220205198190
LBP(m)
205189182175
B(m)
32.232.232.232.2
HM(m)
31.229.427.526.5
DL(m)
11.710.910.09.0
CB
0.6060.6180.5910.548
El coeficiente de bloque se calcula utilizando el ancho total de ambos cascos, anchura mxima de lnea de flotacin de cada casco es
aproximadamente 25% de la manga a nivel de cubierta (dada).
FERRIS RPIDOS - CATAMARN
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Chinamax
(calado areo ilimitado)
New Panamax
Panamax
Suezmax
(eslora ilimitada)
Q-max
Seawaymax
15>
LMITES DEL BARCO
LMITES DEL BARCOEn muchas partes del mundo, los tamaos de losbarcos estan limitados debido a las esclusas, cana-les y puentes. Comunmente, las dimensiones lim-itadas son la eslora, manga, calado y calado areo.
Chinamax se refiere a la capacidad
portuaria para mltiples puertos en
China. El mximo es
380,000400,000dwt pero se
ha impuesto una restriccin de
380,000dwt a los barcos.CHINAMAX
NEWP
ANAMAX
PANAM
AX
SUEZMAX
Q-MAX
SEAW
AYMAX
Las nuevas esclusas (terceras) del
Canal de Panam estn programa-
das para abrir en 2015. Algunos
barcos existentes demasiado
grandes para las esclusas actuales
(post-Panamax) y nuevos diseos de
barcos podrn transitar por aqu.
Las (segundas) esclusas del Canal de
Panam fueron puestas en marcha
en 1914 y han dictado el diseo de
muchos barcos desde entonces.
El Canal de Suez permite un paso
sin restricciones practicamente,
excepto para algunos petroleros con
carga total.
Q-max es el carguero de GNL
prismtico de mayor tamao
capaz de atracar en las terminales
de Catar, que en particular est
limitado por el calado en la regin.
Seawaymax son los barcos ms
grandes que pueden transitar por
las esclusas de la va martima de St.
Lawrence hacia el Lago Ontario. Bar-
cos ms grandes operan en los lagos
pero no pueden pasar las esclusas.
LOA 360 m
B 65 m
DL 24 m
DA Sin lmite
LOA 366 m
B 49 m
DL 15.2 m
DA 57.91 m
LOA 294.13 m
B 32.31 m
DL 12.04 m
DA 57.91 m
LOA Sin lmite
B 50 m
DL 20.1 m
DA 68 m
LOA 345 m
B 53.8 m
DL 12 m
DA 34.7 m
LOA 225.6 m
B 23.8 m
DL 7.92 m
DA 35.5 m
LOA Eslora total
B Manga
DL Calado
DA Calado Areo
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DL
DB
DL
DU
>
CARGAS DE BARCOSLa mayora de los puertos estn diseados para importar o exportar carga, algunas veces ambas. El diferente calado ydesplazamiento del barco en estos casos puede ser muy importante para el diseo de las defensas.
Puertos de importacin
El caso de que las defensas estn diseadas para barcos en calado de lastre o parcialmente cargados, se deber tener
cuidado en caso de que el barco parta totalmente cargado pero tenga que regresar debido a un problema tcnico. En
puertos de importacin/exportacin no se deber considerar el barco como ligero o sin carga.
Petroleros y a Granel
Para puertos de importacin el barco casi siempre arribar
parcial o totalmente cargado. Los barcos sobredimensionados
quizs puedan utilizar el puerto pero con una restriccin
de calado.
Puertos de exportacin
En los puertos de exportacin usualmente los barcos arriban
en condicin de lastre, con agua dentro de tanques especiales
para garantizar que los barcos estn lastrados apropiada-
mente, con la hlice y el timn sumergidos y el
barco estable y maniobrable. El agua de lastre se
descarga mientras se sube la carga.
Puertos de Pasaje, Cruceros y RoRo
Tales barcos llevan muy poca carga as que su calado cambia
poco entre las condiciones de carga y descarga. En estos casos
los barcos deben siempre ser considerados como en carga
total para calcular la energa de atraque. El calado mnimo es
usualmente de por lo menos 90% del calado de carga total.
AstillerosSolamente cuando los barcos estn en construccin o estn
siendo reparados es posible que puedan estar en condicin
ligera - sin carga o lastre. Se debe tener especial cuidado
porque algunas caractersticas del casco como los cabos
pueden asentarse sobre las defensas, o las protuberancias
bajo agua pueden estar a nivel de las defensas.
COEFICIENTE DE BLOQUE DE LASTREPara barcos de ""forma completa"", particularmente los petroleros y a granel, es comn asumir que el Coeficiente debloque (CB) no vara con el calado (D) bajo cualquier condicin de carga. Para los otros tipos de barcos el Coeficientede bloque se ir reduciendo ligeramente mientras se reduce el calado.
Otros tipos de Barcos
DL D DU
DLD 0.6DL
D
-
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v
v
a b
S/2 S/2
v
v
17>
APROXIMACIN DEL BARCO
APROXIMACIN DEL BARCODependiendo del tipo de barcos y muelles, las naves pueden aproximarse a la estructura de diferentes formas. Este tipode aproximacin debe ser considerada con mucho cuidado para entender el verdadero punto de contacto en el casco,la direccin de velocidad (vector) y otros factores que puedan causar que la defensa se comprima en ngulo, se cizallebajo friccin, se produzca efecto palanca, etc. Los casos ms comunes son:
ATRAQUE DE LADO> El barco est paralelo o a un pequeo ngulo de la lnea de atraque.> El vector de velocidad se encuentra casi perpendicular a la lnea de atraque.> El barco rota casi en el punto de contacto con la(s) defensa(s) lo que
disipa cierta energa cintica.> El contacto es tpicamente entre 20% y 35% de la proa, dependiendo del radio de la proa y la geometra.> El barco puede golpear una, dos, tres o ms defensas dependiendo de su tamao y del radio de la proa del barco.> Si la velocidad no es exactamente perpendicular a la lnea de atraque
entonces habr algn cizallamiento en las defensas debido a la friccin.
ATRAQUE EN DUQUE DE ALBA> El barco est paralelo o a un pequeo ngulo de la lnea de atraque.> Mtodo comn para terminales de petroleo/gas donde el vector de
velocidad es mayormente perpendicular a la lnea de atraque.> Tambin es comn para algunos puertos RoRo donde el vector de
velocidad puede incluir un componente atras/adelante mayor (hacia larampa) que puede producir grandes fuerzas de cizallamiento.
> El contacto en terminales de combustible/gas es a menudo entre 30%y 40% de eslora desde la proa o popa, usualmente en la seccin planamedia del casco.
> El contacto en puertos RoRo es usualmente 25% y 35% de la esloradesde la proa, pero a veces tambin en el centro del barco en duques
de alba exteriores.> Si la velocidad no es exactamente perpendicular a la lnea de atraque
entonces habr cizallamiento en las defensas debido a la friccin.
ATRAQUE POR POPA> El barco se desplaza hacia adelante o atras hacia la estructura.> Aproximacin comn a las rampas y pontones RoRo, pero algunas veces aplicado a barcazas y barcos con carga pesada.> Los ngulos de atraque son usualmente pequeos pero pudiera resul tar entrar en contacto con una sola defensa o una muy pequea rea con la proa del barco o con el cinturon de la popa.> Las velocidades de atraque pueden ser altas y poca rotacin del barco
si la hubiera en el punto de contacto, por lo que la defensa debe absorber toda la energa cintica.> La masa virtual (masa agregada) de agua arrastrada es muy baja
debido a un perfil de casco ms aerodinmico.
APROXIMACIN A ESCLUSA> La aproximacin es usualmente coaxial con la linea central de la esclusa.> Si el barco se encuentra "fuera del centro" la proa pudiera golpear la esquina del muello as que la lnea de atraque es una tangente en
relacin con el casco del barco.> El vector de velocidad tiene un gran componente de avance, lo que
crear fuerzas de cizallamiento mayores y sostenidas debido a la friccin.> El punto de contacto puede estar muy hacia adelante por lo que
deben considerarse mayores abanicos de proa.> El punto de contacto puede tambin estar bastante hacia atr, 30%
de eslora o ms de la proa por lo que hay menor rotacin para disiparla energa de atraque.
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D
Kc
VB
Kc/D
CM
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
>
COEFICIENTE DE MASA AGREGADO (CM)Cuando un barco se mueve de lado hacia el puerto, ar-rastra consigo una masa de agua. Cuando comienza areducirse el movimiento del barco a travs de las defen-sas, el momento del agua lo empuja contra el casco delbarco que incrementa la energa cintica total que serabsorbida. El factor de masa agregado toma en cuenta
la masa actual (desplazamiento) del barco y la masa vir-tual del agua
Hay diferentes estimaciones sobre la verdadera masa virtual del agua movindose con el barco, pero se acuerda queel efecto es menor en aguas profundas y mayor en aguas poco profundas. Esto es debido al limitado espacio de bajoquilla (KC) disponible para el agua que empuja al barco para salir. Algunas frmulas para el Factor de Masa Agregadoconsideran esto, pero otras lo contabilizan separadamente dentro del Factor de Configuracin de Atraque (CC). Las for-mulas comunes para el Factor de Masa Agregado son:
Mtodo PIANC (2002)PIANC amalgam los mtodos de abajo y el Fac-tor de Configuracin de Atraque (CC) en su reportedel 2002, considerando el efecto de masa agregado
y el espacio de bajo quilla dentro del mismo trmino.Este mtodo es adoptado por EAU-2004 y otros cdi-gos. Con este mtodo CC=1.
0.1 CM= 1.8D
KC
< 0.5 CM= 1.875 0.75
D
KC0.1
COEFICIENTE DE EXCENTRICIDAD
COEFICIENTE DE EXCENTRICIDAD (CE)Si el vector de velocidad (v) no pasa a travs del punto de contacto con la defensa entonces el barco rota al mismotiempo que comprime la defensa. La rotacin disipa parte de la energa cintica del barco y el restante debe ser absor-bido por la defensa.
ATRAQUE DE LADO
Tpicamente: 0.4 CR0.7
0 20 60 80
Si la distancia entre el vector de velocidad y el punto contacto de la defensa se incrementa (es decir, es ms cercano ala proa) entonces se reduce el CE, y vice versa. Si el punto de contacto de la defensa est directamente en oposicin alcentro de masa del barco durante atraque de lado o de popa entonces el barco no rota (C E 1).
1
Energa cintica total del barco
Energa cintica transmitida a la defensaCE=
MITAD CENTRAL DEL BARCO
Tpicamente: CE= 1.0
x = LBP/2
PUERTOS RORO
Tpicamente: 0.4 CE0.7 (Side)
CE= 1.0 (End)
Un ejemplo para un carguero de combustible carga to-tal de 100,000dwt (ver pgina 9), asumiendo un tercerpunto de contacto de lado de atraque (tpico para postesde amarre) y un ngulo de atraque de 5:
El caso especial de
= 90 debe
utilizarse con
cuidado
Las aproximaciones comunes del Factor de Excentri-
cidad se realizan para los clculos de energa rpidos:
Atraque de punto cinco: CE 0.45
Atraque de punto cuarto: CE 0.50
Atraque de punto tres: CE 0.70
Atraque parte central del barco: CE 1.00Atraque de popa (RoRo): CE 1.00
CE=K+(R cos () )
K+R
K = (0.19 .CB+ 0.11) .LBP
R = ( x)
+ ( )LBP
2
B
2
= 90 asin( )B2R
MD= 125,000t
LBP= 236m
CB=125000
1.025 .236 .43 .15.1= 0.796
K = (0.19 .0.796 + 0.11) .236 = 61.7m
R = ( )+ ( )= 44.8m2362
43
2
236
3
= 90 5asin ( )= 56.3432 .44.8
B = 43.0m
DL= 15.1m
CE=61.7+ (44.8.cos (56.3) )
61.7+ 44.8= 0.761
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D
Kc
vB
D
Kc
vB
D
Kc
vB
f
Rf vB
>
COEFICIENTE DE CONFIGURACIN DE ATRAQUE (CC)Durante la fase final del atraque un barco empuja un volumen de agua hacia la estructura. Dependiendo en el tipo deestructura, el agua puede fluir libremente a travs de las pilas o puede quedar atrapada entre el casco y el concreto.El efecto cojin del agua tambin depender del espacio de la quilla (KC) y el ngulo de atraque del barco (). Un granespacio debajo del casco del barco - quizs en marea alta o cuando se atraque en condiciones de lastre - permitir queel agua escape debajo del barco. Cuando el barco no atraque en paralelo entonces el agua puede escapar hacia la proao la popa.
El mtodo PIANC para el factor de Masa Agregada (CM) toma en consideracin el espacio de bajo quilla por lo que
en este caso CC=1. Si se utilizan los mtodos Vasco Costa o Shigeru Ueda para la Masa Agregada, entonces
CC puede ser considerado de acuerdo con lo sealado arriba.
COEFICIENTE DE SUAVIDAD (CS)Las defensas duras pueden causar que el casco del barco se desve elsticamente y absorba una pequea cantidadde energa. Las defensas modernas se conocen en su mayor parte como ""suaves"" por lo que este efecto no absorbeenerga.
Estructura Slida
Estructura Parcialmente Cerrada
Estructura de Pila Abierta
~0.5 CC= 0.8 ( 5)KCD
~>0.5 CC= 0.9 ( 5)KCD
cuando > 5 CC= 1.0
~0.5 CC= 0.9 ( 5)KCD
~>0.5 CC= 1.0 ( 5)KCD
cuando > 5 CC= 1.0
CC= 1.0
f 0.15m CS 0.9
f
0.15m CS
1.0
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0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
10 10 10 10
d
e
c
a
b
21>
VELOCIDADES DE ATRAQUE
"*No se recomiendan velocidades de atraque de diseo por debajo de 0.08m/s.
**PIANC establece que las curvas ""d"" y ""e"" pueden ser altas y deben utilizarse con precaucin.
0.1790.136
0.1170.0940.082
***
****
*****
0.3430.2690.2360.1920.1690.1530.133
0.119
0.1100.0940.083
******
0.5170.404
0.3520.2870.2520.2280.1980.178
0.1640.1410.1260.107
0.0950.0860.080
**
0.6690.5240.4590.3770.3320.3030.264
0.239
0.2210.1900.1710.1460.1310.1200.111
0.0990.090
0.865
0.6490.5580.4480.3910.3550.3080.279
0.2580.2230.2010.174
0.1580.1460.1370.1240.115
Desplazamiento
MD(tonelada mtrica)
1,0003,000
5,00010,00015,00020,00030,00040,000
50,00075,000
100,000150,000
200,000250,000300,000400,000500,000
VELOCIDADES DE ATRAQUELas velocidades de atraque de barcos son la variable ms importante en el clculo de energa. La velocidad se midede forma perpendicular a la lnea de atraque (vB) y depende de diversos factores que el diseador debe tomaren consideracin:
> Ya sea que el barco que est atracando es asistido o no por remolques; > La dificultad de la maniobra de aproximacin en el puerto; >
La exposicin del puerto debe incluir las corrientes y vientos que empujan el barco; > El tamao del barco y si est atracando con carga total, con carga parcial o en lastre
BS6349, PIANC y muchos otros
estndares adoptan la grfica de
velocidad de atraque Brolsma. Los
valores seleccionados de las curvas
son tambin suministrados en la
tabla de abajo. Las condiciones de
atraque ms comnmente utiliza-
das se encuentran representadas
por las lneas "b" y "c".
a: Atraque fcil, resguardado
b: Atraque difcil, resguardado
c: Atraque fcil, expuesto
d: Buen atraque, expuesto
e: Atraque difcil, expuesto
Las velocidades de atraque son para barcos comerciales convencionales. Para tipos de barcos inusuales incluyendomonocascos de alta velocidad y catamaranes, barcazas, remolcadores y naves similares, por favor contacten con elequipo de FenderTeam para su asesoramiento. Para barcos navales, los diseadores pueden referirse a lo establecidopor el Departamento de Defensa de EEUU, UFC 4-152-01 (figuras 5.3 y 5.4).
Atraque sin remolcadorTodas las velocidades en lagrfica y en la tabla asumenbarcos convencionales
atracando con asistencia de remolcador.Si no se utilizan remolcadores entonceslos diseadores debern referirse a lasgrficas proporcionadas en:
(i) EAU 2004 (Fig. R40-1)
(ii) ROM 0.2-90 (Tabla 3.4.2.3.5.2)
Estos cdigos sugieren que las velocidadesde atraque sin remolcadores pueden ser2~3 veces ms altas en condiciones favora-bles, y 1.3~2.3 veces ms altas en condi-ciones desfavorables.
a b c d* e**
VelocidaddeAtraque-As
istenciaderemolcador,vB
(m/s)
Desplazamiento, MD(tonelada mtrica)
De BS6349 : Parte 4: 1994 : Figura 1
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>
A menos que se especifique los contrario, los valores sugeridos son de PIANC 2002 (Tabla 4.2.5).
MAS GRANDE
1.25A
1.25A
MAS PEQUEA
1.75B
1.75B
COMENTARIOS E INTERPRETACIONES
A: Suezmax y mayores B: Handymax y menores
A: Capsize y mayores B: Handymax y menores
Sin orientacin de PIANC. Seguridad crtica por lo que se requiere un factor alto.
A: Post-Panamax y mayores B: Panamax y menores
Utilizar factores y velocidades altas si no hay remolcadores disponibles
Puede ser necesario tener factores de seguridad altos en los muelles ms expuestos.
Sin orientacin de PIANC. Una amplia zona de vientos puede hacer difcil el atraque.
Sin orientacin de PIANC. Una amplia zona de vientos puede hacer difcil el atraque.
Sin orientacin de PIANC. Los barcos poseen una velocidad de maniobrabilidad limitada.
Vienen en todos los tamaos y formas. Muchos desconocidos.
TIPO DE NAVE
Petroleros
Cargueros a Granel
Cargueros de Gas
Portacontenedores
Carga General, cargueros
RoRo y Ferris
Transportes de Vehculos
CrucerosFerris rpidos
Remolcadores, barcos de trabajo
ENERGA DE ATRAQUELa energa de atraque del barco se considera en dos etapas:
ENERGA NORMAL La energa cintica de atraque (EN) del barco sera determinada como:
FACTOR DE SEGURIDAD ()El factor de seguridad toma en cuenta los eventos y circunstancias que pueden causar que la energa normal seaexcedida. PIANC establece que ""la opinin de los diseadores es de suma importancia para determinar el fac-tor apropiado"". Se debe tener cuidado para evitar que los factores de seguridad excesivos que desempearan lasdefensas demasiado grandes o muy duras para barcos ms pequeos, particularmente cuando hay una amplia gamade tamaos de barcos utilizando el puerto. PIANC sugiere algunos factores de seguridad (tambin adoptados porEAU-2004, otros cdigos.
Energa Normal (EN)
La energa normal puede ocurrir rutinaria y regularmente du-
rante la vida til del puerto sin causar dao a la(s) defensa(s).
Se considerar:
> Todos los tipos de barcos utilizando el puer to
> Posibles desplazamientos durante atraque
(no necesariamente con carga completa)
> Frecuencia de atraque
> Facilidad o dificultad de la maniobra de aproximacin
> Condiciones del tiempo locales
> Fuerza de marea o corrientes
> Disponibilidad y potencia de los remolcadores
Energa Anormal (EA)
La energa anormal casi nunca se sobrepasa durante la vida til
de la(s) defensa(s), y no producira un dao significativo a la(s)
defensa(s). Se considerar:
> El fallo de la defensa en operaciones portuarias
> Barcos excepcionales ocasionalmente
> Barcos grandes con velocidades muy lentas que necesitan de
habilidades especiales durante las maniobras de atraque
> Cargas peligrosas e impacto ambiental
> Error humano
> Fallo del equipo
1.50~2.00
1.50A 2.00B
1.75
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
ENERGA ANORMAL La energa cintica anormal de atraque (EN) del barco se determina como:
La capacidad de energa de la defensa (ERPD) siempre deber sermayor que la energa anormal (EA). La seleccin de la(s) defensa(s)tambin deber considerar la temperatura de fabricacin, ngulode compresin, temperaturas de operacin y velocidades decompresin. Refirase a la pgina 26.
fTOL.fANG.fTEMP.fVELEAERPD
EA= EN.
EN= 0.5.MD.VB.CM.CE.CC.CS
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CONTENIDO
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34
35
36
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49
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54
55
SECCIN 1 : CLCULO DE ENERGA DE ATRAQUE
Las tablas de barcos y la metodologa para calcular la energa de
atraque estn cubiertas en la PARTE 1.
SECCIN 2 : GUA DE SELECCIN DE DEFENSA
Seleccin de la Defensa
Capacidad de Energa y Factores Ambientales
Eficiencia de la Defensa
Aplicaciones de la Defensa
Espaciado entre Defensas
Contacto en Mltiples Defensas
Momento de Flexin
Construccin del Panel
Paneles de la Defensa y Presiones del Casco
Distribucin de la Presin
Placas de Baja Friccin y Fijaciones
Diseo de Cadena
Cada de la Cadena y Diseo de los Anclajes
Ruedas y Rodillos
Diseo de la Defensa de Espuma
Compresin Angular
Instalacin de la Defensa de Espuma
Defensa Tipo Dona
Aplicaciones de la Defensa Tipo Dona
Instalacin de la Defensa neumtica
Defensas Hidroneumticas
Prevencin ambiental y de corrosin
nodos, Recubrimientos de pintura, Acero Inoxidable
Pruebas de Rendimiento
Certificados de Aprobacin Tipos
Cuestionario de Proyecto
Factores de Conversin
Garanta postventa
CONTENIDO(Seccin 2 de 2)
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SELECCIN DE DEFENSASAntes de seleccionar las defensas el diseador deber revisar todos los requerimientos del proyecto y cualquier otrainformacin disponible incluyendo cdigos y lineamientos de referencia de diseo. La lista que se muestra abajo actacomo una lista de revisin til para identificar qu informacin se conoce de las especificaciones y cul es la infor-macin que se asume faltante y para investigacin posterior. Algunos datos de diseo provienen de clculos por lo quees igualmente importante resaltarlos si estos clculos estn basados en informacin conocida y/o asumida.
Tamaos de barcos Tipos de barcos o clases Condicin de cargado o lastre Espacios de bajo quilla
Modo de atraque Frecuencia de atraque Velocidad de aproximacin ngulos de atraque
Punto de impacto
ngulos de abanico de proa Radio de proa Cinturones Puertas laterales y protuberancias del casco Niveles de francobordo
Construccin de muelle Nivel de tapa y niveles de soporte
Ancho disponible para ""huella"" de defensa Nivel del lecho marino Diseo de rangos de mareas Estructuras nuevas o existentes Juntas de construccin o de expansin
Rangos de temperatura Flujos de hielo Corrosin local
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SELECCIN DE DEFENSAS
SELECCIN DE DEFENSASOtros criterios de diseo de las defensas pueden ser especificados o asumidos de acuerdo con reglas de buena prctica,tipos de atracaderos y condiciones locales utilizando la experiencia del diseador. Hay muchos aspectos que consideraren el diseo de las defensas y la correcta seleccin incrementar el rendimiento, mejorar las operaciones y reducir elmantenimiento. Algunas veces hasta el ms pequeo detalle de cmo utilizar placas de baja friccin lateral o agregaruna tolerancia de corrosin a las cadenas puede extender la vida de servicio con un costo extra mnimo.
Tipo de defensa (fija, flotante, etc.) Tamao y grado de la defensa
Factores de temperatura, angulares y velocidad Tolerancia de fabricacin
Tipo aprobado segn PIANC, ASTM o ISO Pruebas, certificacin y atestiguamiento
Presiones del casco Altura y ancho de panel
Bordes de chaflanes o biseles Momento de flexin Diseo de caja de panel abierta o cerrada
Grados de acero (rendimiento, baja temperatura, etc.) Tolerancia de corrosin
Durabilidad de la pintura (ISO12944, etc.) Grosor de pelcula delgada
Tipo de pintura Colores de capa superior
Material de la placa de baja friccin Tolerancia de desgaste
Color Tamao y peso de la placa de contacto
Mtodo de fijacin y grado de perno
Peso, cizallamiento y tensin de cadenas Tipo, grado y acabado de eslabn
Anclajes de conexin a la estructura
Conexin al panel de la defensa Cadenas ajustadas o con tolerancia
Factor de seguridad de carga de trabajo Enlace dbil (PIANC)
Tolerancia de corrosin
Anclajes empotrados o qumicos Grado y acabado de material
Anillas o tuercas de cierre/bloqueo Arandelas especiales
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0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
Temperatura, T (C)
23C
FactordeTemperatura,fTEMP
0.99
1.00
1.01
1.02
1.03
1.04
1.05
1.06
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10FactordeVelocidad,
fVEL
Tiempo de compresin, t = 2/vB(segundos)
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
1.05
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
ngulos de Compresin,(grados)
FactorAngular,fANG
>
CAPACIDAD DE ENERGAEn todos los casos la defensa debe tener una capacidad de absorcin de energa mayor o igual a la energa de atraqueanormal calculada del barco (u obtenida de las especificaciones establecidas de la Energa requerida que se define enPIANC). Se debern tomar en cuenta las tolerancias de fabricacin de la defensa (fTOL) y los efectos de la temperatura,velocidad de compresin y ngulos de compresin (horizontal y vertical).
Los diferentes tipos de defensas y materiales responden de diferentes formas a estos efectos por lo que se recomienda
consultar el catalogo de productos FenderTeam o preguntar los datos especficos del tipo y material que est siendoutilizado. Los datos mostrados son tpicos para defensas SPC.
Factor de Temperatura (fTEMP)
El caucho y la espuma, como la mayora de los materiales, se ablan-dan cuando se calientan, y se endurecen cuando se enfran. El datoestndar de temperatura es de 23C (fTEMP= 1).
La energa mnima de la defensa ocurrir a la temperatura deoperacin ms alta, la fuerza de reaccin maxima ocurrir a la tem-peratura de operacin ms baja.
Factor de Velocidad (fVEL)
El caucho y la espuma tienen propiedades visco-elsticas, estosignifica que trabajan parcialmente como un resorte y parcialmentecomo un amortiguador. El dato estndar de velocidad inicial deimpacto es 0.15m/s.
Este factor depende de la tasa de tensin y del tamao de la defen-sa, por lo que el factor de velocidad se determina a partir del tiempode compresin, donde t= 2/vB. El factor de reaccin mximo de ladefensa ocurrir a la velocidad de impacto mas alta.
En la prctica, la mayora de las compresiones tardan mas de 4segundos.
Factor Angular (fANG)
Algunas defensas pueden estar afectadas por ngulos de compre-sin ya que algunas reas del caucho o espuma se comprimen msque otras. El ngulo estndar es 0.
La energa mnima de la defensa ocurrir en el ngulo de compre-sin ms grande. fANGdeber determinarse utilizando el ngulocompuesto (vertical y horizontal) para defensas cnicas y de celda.fANG deber determinarse utilizando los factores individuales verti-
cales y horizontales para los tipos lineales como las defensas de arco,cilndricas y de espuma.
Los factores angulares >1.0 usualmente son ignorados.
REACCIN MXIMA DE LA DEFENSA (RF)
fTOLes la tolerancia de fabricacin para el tipo de defensa, tpica-mente de 10% para defensas de caucho moldeadas, 20% paradefensas de caucho extruidas y 15% para defensas de espuma.
Por razones histricas la tolerancia de la defensa neumtica es 0%para la energa (llamada como la "energa de absorcin garantizada"o EAG [GEA, por sus siglas en ingls]) y 10% para la reaccin.
ENERGA MNIMA DE LA DEFENSA (EF)
DTR es el rendimiento publicado o de catalogo de la defensa a 23C,velocidad de impacto inicial de 0.15m/s, ngulo de compresin 0 ytolerancia media.
ERPDes la energa de la defensa a DTRRRPDes la reaccin de la defensa a DTR
TOLERANCIA DE DEFENSA (fTOL)DATOS TASA DE RENDIMIENTO (DTR)
RF= RRPD. fTOL. fANG. fTEMP. fVELEF= ERPD. fTOL. fANG. fTEMP. fVEL
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27>
EJEMPLO 1El barco ms grande atraca 12 veces al ao.Golpea las defensas a la velocidad ms alta una vez
cada 100 atraques. Atraca con el ngulo ms grandeuna vez cada 40 atraques. Se asume la vida de serviciode la defensa (N) en este caso es 25 aos.La probabilidad de este evento a cualquier nivelde marea es:
Los diseadores pueden considerar que esto
es significativo
EJEMPLO 2El barco ms grande atraca 12 veces al ao.Golpea las defensas a la velocidad ms alta
una vez cada 100 atraques. Atraca con el nguloms grande una vez cada 40 atraques. Se asumela vida de diseo de la defensa (N) en este casoes 25 aos. La probabilidad de que este eventoocurra a LAT (cada 18.5 aos) es:
Los diseadores pueden considerar que esto
no es significativo
ANLISIS DE RIESGOCada suposicin realizada en el diseo contiene un riesgo. Se puede estimar la probabilidad y frecuencia de los eventosen particular que se desarrollan durante la vida de trabajo de las defensas o la estructura. Quizs no sea comercial-mente viable el protegerse contra cada riesgo menor, pero si existe una alta probabilidad de algunos de estos eventos,
y estos eventos tienen consecuencias importantes, entonces un anlisis de riesgo ayudar a los diseadores en laseleccin de la mejor defensa.
P = Probabilidad a que un evento sea igual (o excedido) al menos una vez en un momento dado Y = Periodo de retorno de un evento N = Vida de servicio
EFICIENCIA DE LA DEFENSA
EFICIENCIA DE LA DEFENSACada tipo de defensa tiene diferentes caractersticas. Cualquier comparacin deber comenzar revisando el ratio deenerga a una tolerancia extrema baja (ELET) y reaccin a una tolerancia extrema alta (RHET). La eficiencia de la defensa(Eff) - sera la fuerza en la estructura por unidad de energa absorbida.
Esta comparacin solo considera energa, reaccin y tolerancias de fabricacin. Una comparacin mas detallada to-mara en consideracin los ngulos de compresin, temperatura y velocidad de impacto. Existen otros factores tam-bin, incluyendo la idoneidad de mareas altas o bajas, altura y deformacin de la(s) defensa(s), impactos a bajo nivel,presin del casco, cinturones, defensas anti-marcas, facilidad de instalacin, mantenimiento, durabilidad y precio.
Cnica Sencilla
1 pza/sistema
SPC1000 G2.1
ELET: 501 x 0.9 = 451kNm
RHET: 955 x 1.1 = 1051kN
Eff: 451/1051 = 0.43
Doble cnica
2 pza/sistema
SPC800 G2.0
ELET: 498 x 0.9 = 448kNm
RHET: 1186 x 1.1 = 1305kN
Eff: 448/1305 = 0.34
Cilndrica
1 pza/sistema
1400x700x2300L
ELET: 506 x 0.9 = 455kNm
RHET: 1771 x 1.1 = 1948kN
Eff: 455/1948 = 0.23
Neumtico
1 pza/sistema
2000x3500(0.8)
ELET: 491 x 1.0 = 491kNm
RHET: 1315 x 1.1 = 1447kN
Eff: 491/1447 = 0.34
Espuma
1 pza/sistema
OG 2000x4000 STD
ELET: 540 x 0.85 = 459kNm
RHET: 1005 x 1.15 = 1156kN
Eff: 459/1156 = 0.40
P = (1- (1- )N) .100%1Y
Y = 1/ (12 . . ) = 333 aos1
100
1
40
P = (1- (1- )25
).100% = 7.2%
1
333
Y = 1/ (12 . . . ) = 6167 aos1
100
1
40
1
18.5
P = (1- (1- )25
).100% = 0.4%
1
6167
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TIPOS DE BARCOS
APLICACIONES
Petroleros
Cargueros a Granel
Cargueros de Gas
Barcos de Contenedores
Carga General
Barcazas
RoRo Ferris
Transportadores de Vehculos
Barcos de Crucero
Ferris rpidos
Barcos de superficie navales
Submarinos
Tipo de defensa generalmenteadecuada
Adecuada para algunasaplicaciones en estas categoras
SPC
CSS
FE PM
PVT
V-SX
V-SXP
V-SH
CYL
RF
WF
PNEU
HYD-PN
ESPUMA
DONA
EXT
SPC
CSS
FE PM
PVT
V-SX
V-SXP
V-SH
CYL
RF
WF
PNEU
HYD-PN
ESPUMA
DONA
EXT
Embarcadero lineal/atr
Dolphins
Pilotes
Franco bordos de barcos bajos
Barcos con cinturn
Abanicos de proa grandes
Grandes zonas de mareas
Pequeas zonas de mareas
Zonas de hielo
Estructuras gua
Puertos apartadero
Defensas de rampas RoRo
Esclusas de entrada
Esclusas de pared
Astilleros
De barco a barco
Defensas de barco
Puertos temporales
Requiere conocimiento especializado delproducto - Pregunte al Equipo de FenderTeam
>
APLICACIONES DE LAS DEFENSASUna correcta seleccin de defensas ser un activo para el puerto, proporcionando operaciones suaves y libresde problemas.
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RB
LOA/2 LOA/2 - x x
Cuerpo lateral paralelo (CLP)
B
S/2 S/2
h HC
RB
29>
La distancia entre defensas es:
S = espacio entre defensasRB = Radio de la proaH = Altura de la defensa sin comprimirh = Altura de la defensa comprimidaC = Distancia al embarcadero
= ngulo de atraque= ngulo tangencial con la defensa
El ngulo de contacto con la defensa es:
BS6349 sugiere que:
LS= Largo total del barco ms corto
ESPACIADO DE DEFENSAS
ESPACIADO DE DEFENSASLos estndares de diseo como BS6349 establecen que la defensa puede ser un sistema sencillo o varios sistemas losuficientemente juntos como para que todos se muevan durante el impacto de atraque. El radio de proa del barco,el ngulo de abanico de proa y el ngulo de atraque determinarn la seleccin de la(s) defensa(s) y la distancia entredefensas.
RADIO DE PROA
Se asume a menudo que los barcos tienen un radio de curvatura del casco constante desde la proa hasta el cuerpolateral paralelo (CLP) (Parallel side body, PSB, por su nombre y siglas en ingls). Los barcos aerodinmicos que estndiseados para altas velocidades (es decir, barcos de crucero, contenedores y algunos RoRo) tendrn una curvatura deproa que se extiende hacia la parte anterior del casco. Un barco diseado para llevar la carga mxima (es decir, cargueroa granel o petrolero) tendr una curvatura de proa ms corta.
CABECEO DE DEFENSAGrandes espacios entre defensas permitir a los barcos, especialmentea los pequeos, hacer contacto con la estructura. En todo momentodeber haber un espacio entre el barco y la estructura, usualmente de5~15% de la proyeccin de la defensa sin comprimir (incluyendo cual-quier panel de defensa, espaciadores tipo bobina, etc.).
El grado de curvatura de la proa a veces seestima teniendo en cuenta el coeficiente debloque del barco:
El radio de proa se puede calcular como:
CB< 0.6 0.3LOA
x
0.6 CB< 0.8 0.25LOA
x
CB 0.8 0.2LOA
x
RB= +B
x
4
B
S 2 RB - (RB - h +C)
= asin ( )2 .RB
S
S 0.15 LS
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C'
C
Cubierta del Barco
a
H h C H h1 h2(=C)
F1 F2 F1F1 F1
>
CONTACTO EN MLTIPLES DEFENSASDependiendo del radio de la proa y del espaciado entre defensas, los barcos pueden contactar con ms de una defensacuando est atracando. Si esto sucede, la energa de atraque total ser absorbida de acuerdo con el respectivo des-plazamiento de cada defensa.
ABANICO DE LA PROAEl ngulo de proa del barco en el punto de contacto puedereducir el espacio efectivo entre el casco y la estructura:
C = C - a .sin ( )
C = espacio en el abanico de la proa
C = espacio debido al radio de la proa y la deformacin de la defensaa = altura desde la defensa a la cubierta del barco (o a la parte superior de la estructura, cualesquiera que fuera ms baja).= ngulo de abanico de la proa del panel de la defensa, espaciadores tipo bobina etc.).
Contacto Uniforme a la Defensa (2, 4 etc.)
> La energa se divide de forma equitativa entre dos defensas> Deformacin reducida de cada defensa> Reaccin total mayor hacia la estructura del muelle> El espacio (C) depender del radio de la proa y el abanico de la proa> Barcos con radio de proa pequeos pueden acercarse ms a la estructura
Contacto No Uniforme a la Defensa (1, 3, 5 etc.)
> La energa es absorbida por una defensa ms las defensas a ambos lados> Es posible un deformacin media de la defensa mayor> Es importante el abanico de la proa> Contacto sencillo de la defensa en barcos pequeos> Contacto mltiple de las defensas para los barcos mas grandes
DOLPHINS Y DEFENSAS DE EXTREMOEn estructuras tipo dolphin y para las defensas de extremo enpuertos continuos, es muy comn disearlas con un ngulode compresin de la defensa igual al ngulo de atraque delbarco (=).
M (R)=
Siempre hay que revisar el espacio entre
el panel o anclajes de la defensa con
la estructura.
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V(x) M(x)
xF
a
a
RF
RF
V(x) M(x)
x
F
F a
b
a
RF
RF
V(x) M(x)
x
q
a
b
a
RF
RF
31>
L = 2a + b
q = 2RF /L
V ( x = a) = q. aM ( x = a) = q. a/2
M ( x = L/2) = M ( x = a) q . b/8
MOMENTO DE FLEXIN
MOMENTO DE FLEXINLos paneles de las defensas estn diseados para distribuir las fuerzas en el casco del barco. Los barcos normalmentehacen contacto con el panel de las defensas en uno o dos puntos o como un contacto plano en su casco. Esto creamomentos de flexin y fuerzas de cizallamiento en la estructura del panel. Los momentos de flexin y las fuerzas decizallamiento se estiman usando simples mtodos estticos. Se requiere de un anlisis ms detallado para estudiar loscomplicados efectos provocados en los casos de cargas asimtricas. Se debe tener especial cuidado en zonas donde seconcentran los esfuerzos tales como en las abrazaderas de cadenas y conexiones de pernos. El Equipo de FenderTeam
est equipado para proveer asistencia con avanzado anlisis estructural segn cdigos y normas europeas.
CASOS DE DISEOSe muestran abajo algunos casos comunes de diseo:
Un barco con cinturn que contactaen el medio del panel causar mo-mentos de flexin altos. Las defensassuperior e inferior estarn comprimi-das de igual manera y ambas puedenalcanzar reacciones mximas.
CONTACTO MEDIO DEL CINTURN
L = 2a
F= 2RFV ( x = a) = RFM ( x = a) = F. L /4
Los contactos bajos por cinturn pro-
vocan que el panel se incline con unaflexin desigual de las defensas. Laparte superior puede hacer contactocon el casco del barco, creando unalarga porcin del panel que debe re-sistir el momento.
CONTACTO BAJO DEL CINTURN
b
Mxima fuerza de cizallamiento V(x)y momento flector M(x) puedencoincidir en el centro del panel.
La Fuerzas mximas de cizallamiento V(x)y momento flector M(x)co-inciden en las posiciones de las defensas. Si el contacto del cinturnse produce por debajo del punto de equilibrio, el panel en la parte in-ferior es empujado hacia adentro.
Las fuerzas mximas de cizallamiento V(x)y momento flector M(x)aveces coinciden en las posiciones de las defensas. Un anlisis simpleasume un panel simtrico y reacciones iguales (RF)en las defensas.
Los barcos con franco bordo alto ylados planos pueden hacer contactocompleto con el panel de la defensa.Los sistemas pueden estar integra-dos por una o ms unidades de cau-cho que se comprimirn de formaequitativa.
CONTACTO PLANO DEL CASCO
L = 2a + b
F = RFV ( x = a) = F
M ( x = a) = F. a
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Eje Neutral
Placa Frontal
Placa posterior
Refuerzos Internos
Bisel lateral Pernossoldados
>
Se producen diferentes acciones so-bre el panel de la defensa que causanmomentos, fuerzas de cizallamiento,torsin, aplastamiento y fatiga.
Los ambientes marinos exigen ca-pas de pintura de calidad que previ-enen que el acero se corroa y que porlo tanto mantenga la fortaleza delpanel.
Las temperaturas bajas exigen gra-
dos de acero especiales para que nose vuelvan quebradizos.
Las placas de friccin deben estaraseguradas al panel firmemente,pero permitiendo un fcil reemplazodurante la vida til de la(s) defensa(s).
CONSTRUCCIN DEL PANELLa mayora de los paneles de defensas modernos utilizan una construccin tipo ""caja cerrada"". Este mtodo de diseotiene una alta fortaleza al ratio de peso y crea una forma exterior simple que es ms fcil de pintar y mantener. El inte-rior del panel se prueba a presin para confirmar que est completamente sellado del medio ambiente y de cualquieringreso de agua.
Una seccin transversal tpica del panel incluye diversos refuerzos verticales, normalmente secciones en U o secciones
en T, fabricadas con placas de acero. El grosor, tamao del panel exterior y el tipo de refuerzos dependern de muchosfactores. Los ingenieros de FenderTeam aconsejarn el mejor diseo para cada caso.
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A
B
C
W
H
33>
CASOS DE DISEO
PANELES DE LA(S) DEFENSA(S)
GROSOR ACERO
PIANC 2002 recomienda un grosor mnimo del acero para la construccin del panel. Algunas secciones a vecessern mas gruesas que el mnimo requerido para sistemas de uso pesados y extremos.
Los paneles de las defensas estn fabricados de aceros estructurales soldables. El grado utilizado depende de las
condiciones locales y de la disponibilidad. Se enumeran abajo algunos grados de acero tpicos.
GRADOS DEL ACERO
EN10025
S235JR
S275JR
S355J2
S355J0
RendimientoN/mm
235
275
355
355
TensinN/mm
360
420
510
510
TempC
N/A
N/A
-20
0
ASTM
A36
A572-42
A572-50
RendimientoN/mm
250
290
345
TensinN/mm
400
414
448
TempC
*
*
*
A Expuesto ambos lados 12mm(1/2)
PESOS DEL PANEL DE LA DEFENSA
Cada diseo de defensa es diferente, pero esta tabla puede
ser utilizada como una regla bsica para clculos iniciales
de otros componentes como las cadenas.
Paneles de uso estndarPaneles de uso pesado
Paneles de uso extremo
200300kg/m300400kg/m
Over 400kg/m
*Los grados de acero ASTM para aplicaciones en temperaturas bajas de-beran especificar el valor Charpy requerido y la prueba de temperatura
B Expuesto un lado 9mm(3/8)
C Interno (no expuesto) 8mm(5/16)
Muchos barcos pueden resistir presiones limita-das en su casco, por lo que es importante determi-nar la presin de contacto probable de la defensade acuerdo con el francobordo del barco y las mar-eas para garantizar que los lmites permisibles nose excedan.
En ausencia de mas informacin especfica , las in-
dicaciones de PIANC mostradas abajo son los mascomnmente usadas.
Clase
Petroleros
Cargueros a granel
Tamao
Handysize
Handymax
Panamax o mas grande
Todos los tam aos
Alimentador
Panamax
Post-Panamax
ULVC20,000dwt
>20,000 dwt
Presin
kN/m (kPa)
300
300
350
200
400
300
250
200400700
400
No aplicable - usualmente de cinturnRoRo y Ferris
Carga General
Contenedores HP
RF
W
H
A
HP =RF
W .H=
RF
A
PRESIONES DEL CASCO
= promedio de la presin del casco (kN/mor kPa)
= reaccin total de la defensa (kN)
= ancho del panel plano (m)
= altura del panel plano (m)
= rea de contacto del panel plano (m)
GRADOS EUROPEOS COMUNES GRADOS AMERICANOS COMUNES
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1/2 H
1/2 H2/3 H
1/3 H1/6 H
5/6 H
1/3 H
HP
HP HP
HPMAX
HPMAX
v
vB
vL
RF
RF
>
PLACAS DE BAJA FRICCINLas Placas de Polietileno de pesomolecular alto (UHMW-PE) sonplacas reemplazables ajustadas alos paneles de las defensas. Poseenuna buena resistencia al desgaste ypresentan una superficie de baja fric-cin que ayuda a prevenir el dao enel casco del barco y el trabajo de pin-tura. Tambin reducen las fuerzas decizallamiento en las cadenas de lasdefensas.
Grandes lminas de UHMW-PE sonmoldeadas por sinterizacin degrnulos de polmeros. Estos luegopueden ser aplanados, cortados atamao, perforados y biselados paracrear paneles individuales. Estos sefijan al panel mediante pernos solda-dos, de fijaciones de bajo perfil.
El UHMW-PE se encuentra disponible
en grados vrgenes y regenerados, enmuchos colores y grosores para ad-ecuarse a las aplicaciones estndar,de uso pesado o extremas.
La friccin es importante para un buen diseo de la(s) defensa(s). Los barcos
inevitablemente se movern hacia la cara de la defensa, generando fuerzasque pueden alterar el desplazamiento geomtrico de la defensa. Con unareduccin de friccin y un apropiado diseo de cadena, estos efectos sonminimizados
Materiales
Material AUHMW-PE
UHMW-PEHD-PE
CauchoMadera
Material BAcero (hmedo)
Acero (seco)
AceroAcero
Acero
Mnimo0.10.150.150.2
0.20.250.50.8
0.30.5
Diseo*0.20.2
0.30.8
0.6
Coeficiente de Friccin ()
* Se recomienda un valor de diseo alto para tener en cuenta otros fac-
tores tales como la rugosidad, temperatura y presin de contacto de la
superficie que pudiera afectar el coeficiente de friccin.
DISTRIBUCIN DE PRESINLa presin del casco se distribuye de forma uniforme si la reaccin de la defensa en el panel es simtrica. Cuando lareaccin de la defensa se sale del centro, la presin mxima del caso es mayor, aunque la presin promedio del cascopermanece igual. Los ejemplos de abajo muestran casos de diseos tpicos. Es comn utilizar un arreglo de defensapara que la presin mxima del casco no sea mayor que el doble del promedio de la presin del casco.
HP =RF
AHPMAX=
2RF
A= 2HP HPMAX=
4RF
A= 4HP
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T
w
E
D
E
B
A
C
Fijacin de tapn Fijacin de perno Perno con tuerca ciega Fijacin de bajo perfil
35>
DISTRIBUCIN DE PRESIN
PLACAS DE BAJA FRICCIN
La seleccin de las placas y el mtodo de fijacin de-bera considerar factores incluyendo impactos, des-gaste o abrasin causados por los cinturones, oleajes yfrecuencia de uso. Si el acceso es difcil entonces unamayor tolerancia al desgaste de la placa puede sertil para reducir los costos de mantenimiento y vida til
total.
Peso(kg/m)
28.538.047.566.595.0
STDM16M16M16M20M24
HDM16M20M20M24M30
EHDN/A
M20M24M24M30
Placa
T (mm)
30*40*5070
100
STD613172743
HD37142337
EHDN/A
241427
Tamao de fijacin (M) Desgaste, W (mm)
STD510
300400
5070
HD510
2503505070
Otrasdimensiones
Bisel de borde, C
Espacio perno, D
Distancia borde, E
EHD510
2503506080
STD = Uso estndar H D = Uso pesado EHD = Uso extra pesadoPl