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Estudios Costeros De Ingeniería: Análisis Del Anclaje De Las Embarcaciones

Los análisis del anclaje fueron realizados para determinar movimientos esperados en las embarcaciones y a las cargas en las líneas de anclaje que se producen como resultado de condiciones ambientales como oleaje, corrientes, vientos y de embarcaciones aledañas. Los análisis fueron realizados para el rango de embarcaciones con el tamaño previsto en el atracadero, incluyendo embarcaciones como VLCC, AFRAMAX, y PANAMAX. Dichos análisis fueron realizados utilizando un modelo de simulador por computadora denominado TERMSIM para determinar el movimiento en la embarcación y en la línea de anclaje además de la fuerza en las defensas desarrolladas por el Instituto de Investigaciones Marítimas de los Países Bajos (Maritime Research Institute of the Netherlands o MARIN). Este modelo es un programa de simulación preponderante para analizar el comportamiento dinámico de una embarcación anclada sujeta al viento, oleaje y las fuerzas de las corrientes.

Tres casos de carga ambiental en las embarcaciones fueron analizados como se describen a continuación:

Un retorno del viento por un período de 25 años
Un período de oleaje de período largo del 4% (oleaje con períodos mayores a 25 segundos)
Un período de oleaje de período corto (oleaje con períodos menores a 25 segundos)

Estas cargas ambientales fueron seleccionadas basadas en simulaciones de modelos iniciales de viento y oleaje forzado los cuales no causaron tensión en las líneas de anclaje que excedieran el criterio especificado en los Estándares Marinos de Terminales Petroleros de Ingeniería y Mantenimiento ( Marine Oil Terminal Engineering and Maintenance Standads o MOTEMS), recientemente adoptados por la Comisión Estatal de Tierras como estándar para el diseño de los terminales petroleros marinos. Lo ocurrido con el resultado de las alturas del oleaje en el atracadero fue determinado basado en datos históricos de San Pedro Wave Bay, con oleaje en aguas profundas transformado en el área del atracadero como se comentó en la sección de oleaje en los estudios costeros de ingeniería. Un esquema demostrado en la configuración de anclaje con 14 líneas para VLCC se muestra ilustrado en la figura inferior.

El movimiento de la embarcación debido al viento en condiciones extremas ocurre una vez cada 25 años, lo cual no es significativo para movimientos en embarcaciones de cualquier tipo cuando son comparados con los movimientos y la fuerza en las líneas de anclaje inducidos por la presión de una ola.

Los movimientos de la embarcación debido a oleaje de períodos largo, cuyos períodos son mayores a 25 segundos, son referidos como ‚Äö?Ñ??oleadas‚Äö?Ñ?? y no son significativos para embarcaciones como PANAMAX y AFRAMAX, con un movimiento máximo lateral por debajo de los 2 pies. En cambio los movimientos de la embarcación debido a oleaje de períodos cortos para las embarcaciones VLCC pueden alcanzar los 5.3 pies entre picos de oleada cuando están cargados. Este movimiento está aceptado dentro de las capacidades de límite del atracadero.

El oleaje de período corto, con períodos mayores a 10 segundos y menor o igual a 25 segundos están comúnmente referidas como ‚Äö?Ñ??Ocean swell‚Äö?Ñ??. El oleaje de período corto no impacta las embarcaciones VLCC, ya que las mismas no ‚Äö?Ñ??lo sienten‚Äö?Ñ??. Sin embargo, el oleaje de corto período de tiempo posee un impacto sustancial sobre las embarcaciones tipo PANAMAX y AFRAMAX. Aunque el rompeolas federal reduce el impacto del oleaje de corto período y su energía en el área propuesta para el proyecto, se observarán movimientos notables en la embarcación durante eventos de tormentas.

Los simuladores incluyen 2 años de vientos, las embarcaciones fuera de las defensas y en el peor de los casos, oleaje directamente a la embarcación. Los rangos de tensión de las líneas de anclaje están entre 7 y 12% del mínimo de la línea de rotura. El máximo movimiento producido por oleaje y sacudones, y una máxima línea de tensión para las tres clases de tanqueros bajo las condiciones descritas anteriormente no causarán un exceso de sobrecarga en los criterios de los MOTEMS (Estándares Marinos de Terminales Petroleros de Ingeniería y Mantenimiento), cuyo criterio se señala a continuación:

Movimiento Máximo en una embarcación y línea de fuerzas al anclar en el atracadero 408
Tipo de embarcación Condiciones de carga Oleaje (pies)Sacudida (pies)Line Force (Kips)
PANAMAX 6.3 de excedente en oleajes cortos con 2 años de vientos 3.44 2.37 96.5
AFRAMAX 6.3% Exceedance Short Wave with 2-year Wind 2.44 2.35 94.2
VLCC 4% Exceedance Long Wave with 2-year Wind 5.27 2.39 158.6

Adicionalmente a la carga ambiental en los barcos anclados, existe un potencial para fuerzas significativas en el barco anclado causadas por otra embarcación adyacente al atracadero. Las embarcaciones que pasen viajando a alta velocidad y/o cercanas a los tanqueros anclados, pudieran imponer fuerzas considerables y momentos en la embarcación anclada. Dichas fuerzas pueden ser lo suficientemente fuertes para romper parte de las líneas de los anclajes o producir grandes conmociones a la embarcación. Dichos resultados se muestran en la figura inferior la cual ilustra una considerable pero transitoria carga experimentada por el anclaje del tanquero. Las fuerzas en la embarcación anclada dependerán de la distancia en la que la otra embarcación pase, su velocidad, el espacio libre entre las quillas de fondo de ambos barcos y la disposición de los mismos.

En el Pier 400, la línea de acercamiento a un tanquero anclado es cuando las embarcaciones están pasando paralelas al atracadero. Los ángulos más oblicuos resultarán más lejanos en el recorrido de un tanquero con respecto al tanquero anclado. Los análisis ‚Äö?Ñ??lado a lado‚Äö?Ñ??, representan un escenario conservador para determinar la vulnerabilidad de los efectos de pase.

Los análisis muestran que el pase de una embarcación tipo PANAMAX a una velocidad de 5 nudos o mayor puede resultar en cargas que son mayores a las establecidas para las líneas de anclaje de la embarcación para los tanqueros atracados tipo VLCC. Agregando líneas de anclaje adicionales reduce las cargas, pero la carga segura para trabajar está todavía excedida. No obstante, si la velocidad del barco de carga se reduce a 4 nudos o menos y la distancia de pase se mantiene en 300 pies o más, las cargas de las líneas de anclaje se mantendrán en los límites aceptables y se reducirán los múltiples viajes a menos de 1 metro de distancia.

Los tanqueros de tipo más pequeño fueron menos susceptibles a los efectos de pase entre los mismos; por lo que el VLCC representan una condición limitante. El análisis muestra que mientras más profundo está el bote en el agua, mayor es el desplazamiento del casco, y mientras más pequeño es el espacio para la quilla de fondo, mayor es el resultado del pase de fuerzas de la embarcación. El caso de limitantes de 4 nudos y 300 pies de separación fue también analizada coincidencialmente con un viento de 30 nudos. Mientras que el viento resultó en fuerzas mayores de anclaje, las cargas de las líneas de anclaje se mantuvieron en los límites de trabajo.

Las cargas y movilidad de los tanqueros que fueron impuestas por las embarcaciones que pasaban por el terminal pueden ser manejadas dentro de niveles aceptables, mientras se mantenga una mínima pretensión en la línea de anclaje en el momento que pasen tanqueros con velocidad limitada a 4 nudos y que la distancia entre casco y casco sea de 300 pies o mayor.

             

 

ENLACESDept. of Building and SafetyLos Angeles Fire Dept.California State Land CommissionOffice of the State Fire MarshallNFPAAmerican Petroleum InstituteAssociation of Oil PipelinesOCIMFMARIN
INFORMACIÓNPipeline 101Tank Section (PDF)MOTEMSISGOTT (PDF)Typical Pipeline Construction (PDF)Tsunami Hazards Facing Pier 400 (PDF)Los Angeles City Fire CodeMateriales para
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