DEFENSAS MARINAS GOOD YEAR

PRODUCTOS DE INGENIERIA GOOD YEAR

Durante 50 años, Goodyear Engineered Products se ha especializado en productos de caucho moldeados y extruidos, particularmente en defensas de muelle. El caucho se mezcla en el sitio para garantizar una calidad y uniformidad impecables del producto. Los equipos de vanguardia y el laboratorio de control de calidad propio de Goodyear EP permiten a la empresa igualar o superar los más altos estándares de la industria. Nuestra fábrica está certificada ISO 9001 y TS 16949, lo que garantiza un aseguramiento de calidad riguroso. Además, podemos producir defensas de muelle a medida de longitudes de hasta 30 pies y tener los recursos para llevar a cabo proyectos de respuesta muy cortos.

DISCUSIONES TÉCNICAS

Dado que el propósito de un sistema de defensa de muelle es absorber la energía de un barco de atraque, es necesario examinar los factores que conforman el paquete energético total. Estos factores son:

1 Peso del buque en toneladas de desplazamiento.

2 Velocidad de atraque normal al muelle.

3 Ángulo de aproximación.

4. Efecto hidráulico

5 Diseño de muelles.

La experiencia ha demostrado que, aunque todos los factores anteriores pueden variar y varían, es necesario llegar a una estimación razonable de la energía que será absorbida por las defensas marinas. La cantidad de energía que pueden absorber las defensas marinas se puede determinar con una precisión aceptable; sin embargo, la energía absorbida por el muelle y la embarcación en sí, así como la disipada por el agua solo pueden ser aproximadas. Sabemos, por ejemplo, que un dolphin sostenido por pilotes absorberá un mayor porcentaje de una cantidad dada de energía que un muelle sólidamente construido. El hecho de que los pilotes sean libres de flexionarse permite que el dolphin absorba energía. Un muelle respaldado por tierra no está diseñado para flexionarse, por lo tanto, una mayor cantidad de energía debe ser disipada por las defensas marinas mismas.

La energía cinética que posee un recipiente en movimiento se puede determinar mediante la siguiente ecuación:

(1) KE = ½ (W/g) VE

W = Peso de la embarcación en libras (tonelaje de desplazamiento x 2240 lbs.)

VE = Velocidad en pies por segundo normal al muelle

g = Aceleración debido a la gravedad (32.2 pies / seg)

1. Peso del buque

Es común referirse al peso del barco en términos de tonelaje de peso muerto (DWT) o tonelaje de desplazamiento.

El tonelaje de desplazamiento es la cifra más precisa para usar en el cálculo de la energía cinética porque es el peso total del barco y su carga y equipo. Si se conoce el tonelaje de peso muerto, multiplique DWT por 1.3 para obtener una precisión aproximada del tonelaje de desplazamiento.

2. Velocidad de atraque

Dado que la energía cinética que posee un barco es proporcional al cuadrado de la velocidad, es importante que la velocidad se determine con exactitud. La velocidad de un barco que se acerca a un muelle se ve afectada por varios factores:

-El tamaño de la embarcación

-La habilidad de los miembros de la tripulación

-El viento y las condiciones actuales

-Si el barco está haciendo un atraque sin asistencia o si está siendo asistido por remolcadores.

El ángulo de aproximación tiene una relación directa con la determinación de la energía cinética porque la velocidad utilizada en la ecuación (1) es ese componente de la velocidad real que está en ángulo recto con el muelle.

Dado que la velocidad de un barco generalmente se da en términos de nudos, es necesario convertir esa medida en pies por segundo de la siguiente manera:

Nudos x 1.09 = Pies por segundo.

La velocidad de un barco normal a un muelle (velocidad efectiva - VE) se expresa en términos de la velocidad real y el ángulo de aproximación. Todas las embarcaciones sin asistencia se acercarán a atracar en algún ángulo agudo, generalmente de 5° a 15°. Los grandes petroleros y los transportadores de mineral son guiados a la instalación de atraque por remolcadores y su ángulo de aproximación puede ser de hasta 90° en estos casos, el buque está bajo el control de los remolcadores y su velocidad puede regularse.

La velocidad efectiva de un barco que se acerca a un muelle en ángulo puede determinarse por:

(2) VE = Velocidad real x el seno del ángulo de aproximación.

Ejemplo:

Un barco que se acerca a un muelle a 1½ nudos y un ángulo de 10° tendría una velocidad efectiva de:

VE = (1½) (1,09) (sen 10°) = 0,44 pies / seg

3. Ángulo de aproximación

El ángulo en el que un barco se acerca a un muelle no solo influye en la velocidad efectiva, sino que también afecta qué parte del barco hace el contacto inicial con el muelle. En general, el barco se pondrá en contacto con el muelle en un punto cercano a la proa o a la popa. En tales casos, la fuerza de reacción impartirá un movimiento rotacional a la nave y este movimiento rotacional disipará una parte de la energía de la nave.

La proporción de la energía del barco disipada por rotación se puede aproximar mediante la siguiente relación:

Ed= 1/(1 + ((L1/r)^2))

Donde

L1 = La distancia en pies desde el punto de contacto hasta el centro de gravedad del barco medido en paralelo al muelle.

r = el radio de rotación de la embarcación desde su centro de gravedad (expresado en pies).

La experiencia ha demostrado que un barco normalmente entra en contacto con el muelle en un punto de ¼ de su longitud, de modo que la distancia desde el punto de contacto hasta el centro de gravedad del barco también es de ¼ L. Por lo tanto, la relación puede establecerse como:

Ed= 1/(1 + ((1)^2))=0.5

4. Efecto hidráulico

Al determinar la energía a ser absorbida por las defensas marinas, también es necesario considerar el efecto del agua. Cuando un barco hace contacto con el muelle y su movimiento se controla de repente, la masa de agua que se mueve con el barco aumenta la energía que posee el barco. Aunque hay una serie de teorías relacionadas con el efecto hidráulico, todas tratan de la longitud, el bao y el calado del barco.

La fórmula de F. Vasco Costa para la "Masa Hidrodinámica" considera un factor de:

1+2D/B donde D = calado y B = bao.

La energía calculada debe multiplicarse por este factor.

Otros diseñadores consideran la masa de un cilindro de agua cuyo diámetro es igual al calado y cuya longitud es igual a la longitud de un barco.

El peso de este cilindro se debe agregar al desplazamiento de la nave al calcular la energía cinética.

Estas dos teorías no dan como resultado los mismos valores. Además, las dimensiones utilizadas para el calado, el bao y la longitud variarán debido a los diferentes barcos y carga que son atendidos por el muelle. Sin embargo, es deseable considerar el efecto hidráulico en los cálculos de energía, y por esta razón, es sugerido que se use un valor promedio. Al promediar los resultados obtenidos mediante el uso de estos dos enfoques, se puede determinar un factor aproximado de 0.35. La cantidad de energía que posee el recipiente debe aumentarse en un 35% para incluir el efecto hidráulico (HA). Por lo tanto, para calcular la energía total a ser absorbida por las defensas marinas, incluido el coeficiente de atraque y el efecto hidráulico, se debe utilizar la siguiente fórmula:

(3) KE = ½(WVE^2)(CB)(HA)/g

donde W = tonelaje de desplazamiento

g = aceleración debido a la gravedad (32.2 pies / seg)

VE = velocidad normal al muelle

CB = coeficiente de atraque

HA = efecto hidráulico

Esta ecuación se puede simplificar a:

(4) KE = 23,48 WVE^2

Problema de muestra:

Determine la energía que se absorberá para las siguientes condiciones:

Tonelaje de desplazamiento = 40,000 toneladas

Velocidad de avance = 1 nudo

Ángulo de aproximación = 10°

Usando la ecuación (2) VE = (1) (1.09) (seno 10º) = 0.29 pies por segundo

Usando la ecuación (4) KE = KE = (23.48) (40,000) (0.29^2) = 79,000 ft-lbs

5. Diseño de muelle

Para seleccionar el tamaño y tipo adecuados de defensas de muelle, el diseño del muelle debe ser considerado.

Si el muelle no tiene un sistema frontal separado: Las defensas marinas se pueden montar directamente en la cara del muelle. Los métodos comunes de fijación de defensas a este tipo de cara de muelle incluyen:

A. Festonear las defensas cilíndricas suspendiéndolas con cadena.

B. Rectangular, tipo ala, en forma de D o defensas trapezoidales directamente atornillar a la cara del muelle.

Para cualquier método de fijación, las defensas marinas se pueden colocar en un patrón horizontal o diagonal dependiendo de las condiciones de marea y el tipo de embarcaciones que son atendidas por el muelle. En zonas de relativamente alta marea, o en muelles que manejarán barcazas y barcos, es bueno montar las defensas marinas en un patrón diagonal para proteger una mayor porción de la cara del muelle.

Para muelles que tienen un sistema frontal de protección formado por pilotes y tablones (wales): Las defensas marinas rectangulares o trapezoidales generalmente están montados entre la cara del muelle y los tablones (wales).

La resistencia de diseño del muelle también influye en el tamaño y el tipo de defensa marina que se utilizará. Los muelles y delfines (dolphins) que están soportados por las pilas (piles) tienen limitaciones de diseño con respecto a las cargas que pueden imponerse. En estos casos, se debe seleccionar un sistema de defensa que absorba la energía del barco de atraque y permanezca dentro de los límites de diseño de la estructura.

Habiendo determinado la cantidad de energía a absorber y el tipo de muelle a proteger, el siguiente paso es seleccionar el tamaño adecuado y tipo de defensa especifica. Además, se puede determinar el método de fijación de la defensa marina.

Problema de muestra:

Determine el tamaño y el tipo de defensas que se especificarán para una pila (pile) sostenida por un muelle que tiene una cubierta de concreto. La carga máxima que el muelle está diseñado para soportar es de 20,000 libras por pie. Usando el ejemplo anterior, la energía a absorber es de 79,000 ft-lb.

La experiencia ha demostrado que una embarcación en la clase de 40,000 toneladas entraría en contacto con un mínimo de 20 pies de superficie de muelle. Por lo tanto, podemos determinar que la energía que se absorberá por pie de defensa será:

79,000 ft-lbs / 20 pies = 3950 ft-lbs / ft

En referencia a las curvas de deflexión de energía y deflexión de carga, se puede encontrar la siguiente información:

Valores de defensa cilindrica

Valores de defensa rectangulares

Valores de defensa trapezoidal

A partir del estudio de estas figuras, se puede ver que una defensa cilíndrica de 18" x 9" o una defensa marina trapezoidal de 13" absorberían la energía y permanecerían dentro de la limitación de carga de la estructura. El medio más económico y efectivo para montar defensas cilíndricas sería suspenderlas con una cadena a lo largo de la cara del muelle. Las defensas marinas trapezoidales se montarían rígidamente atornillados. Debido a la adaptabilidad de los Productos de ingeniería de Defensa de muelle Goodyear, los patrones y métodos de montaje se pueden variar para resolver sus problemas particulares de defensa. 

Definiciones:

UNIDADES DE PESO DEL BARCO

Tonelaje de desplazamiento:

Es el peso en toneladas (2,240 lbs / ton) del agua desplazada por la parte sumergida del barco y es igual al peso del barco y todo a bordo (hombres, combustible, suministros, etc.) La densidad del agua de mar promedia 64 lbs /cu.ft o 35 pies cúbicos/tonelada, por lo tanto, el desplazamiento en el agua de mar es medido por el volumen sumergido en pies cúbicos, dividido por 35. (Para el agua dulce, divida por 36).

Tonelaje de peso muerto:

Es el peso de la carga, las tiendas, el combustible, el agua, el personal y los efectos que el barco puede transportar cuando se carga a un calado de carga específico. El peso muerto es igual al desplazamiento de la carga menos el peso del barco equipado, comúnmente expresado como toneladas largas (2,240 lbs), o la diferencia de peso del barco cuando está vacío y completamente cargado.

Tonelaje bruto:

Se basa en la capacidad cúbica del barco debajo de la cubierta de tonelaje, más las asignaciones para ciertos compartimentos superiores, que se utilizan para carga, pasajeros, tripulación y equipo de navegación. Una tonelada bruta equivale a 100 pies cúbicos de espacio cerrado.

Tonelaje neto

Es el tonelaje bruto menos la deducción de espacios para maquinaria de propulsión, cuartos de la tripulación y otros espacios sin ingresos. Una tonelada neta es igual a 100 pies cúbicos de volumen.

Para los petroleros como una estimación aproximada, la cifra de tonelaje de peso muerto es aproximadamente un 50% mayor que el tonelaje bruto, también el de desplazamiento cargado es aproximadamente un tercio mayor que el peso muerto.

PAUTAS PARA SELECCIÓN DE DEFENSAS MARINAS

Hay muchos factores de servicio que deben tenerse en cuenta al tomar una decisión sobre qué tipo y tamaño de defensa marina es la más adecuada para una aplicación dada: tipo de estructura de muelle, tipo y tamaño del buque, velocidad de atraque del buque, método de atraque, corrientes marinas y acción de las olas.

Algunas de las aplicaciones más comunes de los diversos tipos de defensas marinas ofrecidas por los productos de ingeniería de Goodyear son las siguientes:

Defensas cilíndricas:

Se usan normalmente donde se desean condiciones de marea y montaje flexible. Las defensas marinas cilíndricas generalmente están suspendidas en una cadena para una fácil instalación.

Defensas Rectangulares:

Normalmente se usan donde se desea un montaje rígido. Por ejemplo, en remolcadores, o donde no existen condiciones de marea y el atraque está en un ángulo bajo.

Las defensas rectangulares también se usan en combinación con el revestimiento de madera en estructuras de concreto ligero donde la carga impartida a la estructura del muelle debe mantenerse baja. El revestimiento de madera extiende el impacto de atraque sobre la superficie para evitar cargas concentradas en cualquier punto.

Defensas trapezoidales:

Se utilizan con o sin revestimiento de madera donde la estructura del muelle y / o el recipiente no pueden soportar grandes cargas de reacción. Debido a que el diseño trapezoidal de Goodyear Engineered Products está diseñado para utilizar de manera eficiente más de la elasticidad inherente al caucho, una sección más pequeña de defensa trapezoidal absorberá una mayor cantidad de impacto en comparación con otras secciones transversales.

Defensas en forma D y serie M

Normalmente se usan en remolcadores o barcazas. Sus secciones transversales están diseñadas para un montaje sólido y una cobertura completa, así como para una alta absorción de energía.

Tipo de ala:

Las defensas de muelle Wingtype (De ala) se utilizan con o sin revestimiento de madera. Las defensas marinas Wingtype están diseñados para utilizar eficientemente más de la elasticidad inherente al caucho. Se pueden usar para un montaje sólido y para una cobertura completa en remolcadores y barcazas.

Nota: Una propiedad física del caucho es que debe ser "rompible". En la compresión inicial de una defensa marina de goma, la carga requerida para una deflexión dada es relativamente alta. Durante esta primera compresión, las moléculas de caucho se vuelven a alinear. Para ciclos de compresión posteriores, la carga para flexionar la defensa marina una cantidad dada será menor que la primera compresión y permanecerá constante durante toda la vida útil de esta. Los datos utilizados para las curvas de carga y energía en las siguientes páginas se desarrollaron a partir de muestras de defensas marinas que se rompieron.

CILÍNDRICA

Las tolerancias estándar son ± 4% en dimensiones exteriores, ± 8% en dimensiones interiores y mayor de + 2%, -1½% o ± 1" en longitud. Póngase en contacto con la fábrica si se requieren tolerancias más estrechas.

Para datos de deflexión de carga y energía no mostrados, comuníquese con la fábrica.

RECTANGULAR

Las tolerancias estándar son ± 4% en dimensiones exteriores, ± 8% en dimensiones interiores y mayor de + 2%, -1½% o ± 1 " en longitud. Póngase en contacto con la fábrica si se requieren tolerancias más estrechas.

Para datos de deflexión de carga y energía no mostrados, comuníquese con la fábrica.

SERIE D

Las tolerancias estándar son de ± 4% en las dimensiones exteriores, ± 8% en dimensiones interiores y mayor de + 2%, -1½% o ± 1 "de longitud. Póngase en contacto con la fábrica si se requieren tolerancias más estrechas.

Para datos de deflexión de carga y energía no mostrados, comuníquese con la fábrica.

TRAPEZOIDAL

Las tolerancias estándar son ± 4% en las dimensiones exteriores, ± 8% en las dimensiones interiores y mayor de + 2%, -1½% o ± 1 "de longitud. Póngase en contacto con la fábrica si se requieren tolerancias más estrechas.

RECTANGULAR SÓLIDO

Las tolerancias estándar son ± 4% en dimensiones exteriores, ± 8% en dimensiones interiores y mayor de + 2%, -1½% o ± 1 "de longitud. Póngase en contacto con la fábrica si se requieren tolerancias más estrechas.

Para datos de deflexión de carga y energía no mostrados, por favor contacte fábrica.

TIPO DE ALA

Las tolerancias estándar son ± 4% en dimensiones exteriores, ± 8% en dimensiones interiores y el mayor de + 2%, -1½% o ± 1 "de longitud. Póngase en contacto con la fábrica si se requieren tolerancias más estrechas.

DEFENSAS MARINAS LIGERAS

DEFENSAS MARINAS DE SECCIÓN PEQUEÑA "D"

CINTA SELLADORA

DEFENSA MARINA DE GRAN SECCIÓN "D"

Las tolerancias estándar son ± 4% en las dimensiones exteriores, ± 8% en las dimensiones interiores y mayor de + 2%, -1½% o ± 1 "de longitud. Póngase en contacto con la fábrica si se requieren tolerancias más estrechas.