Análisis Mareas y Cálculo Bollard Pull Nave Chipera

CÁLCULO DE POTENCIA DE REMOLCADOR

BOLLARD PULL Y ANÁLISIS UKC TERMINAL PORTUARIO PUERTO MONTT

Fecha: Agosto 2013

Versión 1 Revisión. A

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Revisión A. Informe Técnico Cálculo de Bollard Pull para Nave Tipo Wood Ship Carrier.

INTRODUCCION. La Empresa Portuaria de Puerto Montt, EMPORMONTT ha estimado consultar que si la potencia de los remolcadores en toneladas de fuerza o tracción, denominado comúnmente bollard pull, que se encuentra actualmente en la resolución C.P. PMO. N° 12600/349/2012 de fecha 19 de Diciembre 2012, corresponde a la potencia real a utilizar considerando los parámetros de límites operacionales de viento, oleaje y corriente máxima del área, en la asistencia de naves de 194 metros de hasta 230 metros de eslora en la condición de máxima carga y condición límite para la ejecución de maniobra en la zona de reviro, entrada al canalizo de acceso, atraque al sitio 1, desatraque y salida del puerto a través del canalizo de acceso, aplicando a lo anterior el coeficiente de seguridad de 1,25 sobre la fuerza total combinada de viento, corriente y olas, establecida en el manual de recomendaciones españolas ROM 3.1-99 y la guía práctica del Capitán Henk Hensen denominada Tug Used In Port. Asimismo, dado las altas amplitudes de mareas que se producen en el sector de Puerto Montt, también se ha requerido consultar y establecer para las naves de 194 metros de hasta 230 metros de eslora, las condiciones de calados máximos permitidos de acceso y salida al canalizo de acceso al puerto y sitio N° 1 de acuer do a las regulaciones del empleo del Reloj de Marea, establecidas éstas en la circular DGTM Y MM Ordinario N° 12600/90 de fecha 20 de Enero 2012. EMPORMONTT, consciente de esclarecer el real de Bollard Pull requerido para las naves de 194 metros de hasta 230 metros de eslora con la asistencia de dos remolcadores y la aplicación del “reloj de marea” para la nave de diseño tipo Wood Ship Carrier TBN de 230 metros de eslora, ha solicitado la asesoría técnica del Capitán de Alta Mar, Asesor Marítimo Marcelo Hutinel Núñez con el objetivo de emitir los juicios adecuados basado en el criterio técnico para definir la potencia requerida de la capacidad de bollard pull bajo las condiciones límites en la ejecución de las diferentes maniobras a realizar y establecer el calado máximo operacional de entrada y salida de acceso del puerto comercial de Puerto Montt, aplicando el reloj de marea considerando a su vez las normas de seguridad bajo la quilla, UKC. Para establecer los informes técnicos requeridos por EMPORMONTT, se efectuará a través de la metodología conforme a los requisitos de aplicación del manual español ROM 3.1-99 titulado “Recomendaciones para Obras Marítimas ROM, de Puertos de España, aceptada y validada por la Dirección General del Territorio Marítimo, DIRECTEMAR.



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1.- OBJETIVO DEL INFORME TÉCNICO

El objetivo del presente informe técnico cuenta de las siguientes partes:

a) Analizar y establecer la génesis del informe técnico correspondiente a la comprobación, cuantitativa y cualitativa del cálculo de bollard pull que debieran utilizarse en el proceso de maniobrabilidad de reviro, acceso al canalizo y maniobra de atraque y desatraque al sitio N° 1, para las naves de 194 metros de hasta 2 30 metros de eslora, con respecto a resolución C.P. PMO. N° 12600/349/2012 de fecha 19 de Diciembre 2012.

b) Analizar y establecer para las naves de 194 metros de hasta 230 metros de eslora, las condiciones de calados máximos permitidos de acceso y salida al canalizo de acceso al puerto y sitio N° 1 de acuerdo a las regulaciones del empleo del Reloj de Marea, establecidas éstas en la circular DGTM Y MM Ordinario N° 12600/90 de fecha 20 de Enero 2012.

2.- UBICACIÓN GEOGRÁFICA

La ubicación del Puerto comercial de la Empresa Portuaria Puerto Montt se encuentra situado en la Décima región del país en los siguientes puntos geográficos:

Latitud 41º 29’ 00” S y Longitud 72º 57’ 24” W.

Figura N° 1 Ubicación Terminal Portuario de Puerto Montt



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3.- RESOLUCIONES C.P. PMO. N° 12600/349/2012

a) Condiciones actuales de operación en los sitios de atraque de la Empresa Portuaria de Puerto Montt (EMPORMONTT)

La Capitanía de Puerto de Puerto Montt – Departamento de Intereses Marítimos – ha establecido en la resolución Ordinario C.P. PMO N° 12600/ 349/2012 de fecha 19 de Diciembre 2012 la habilitación del área portuaria de Puerto Montt en el canal de acceso y sitio N° 1, los cuales se disponen las siguientes condiciones de operación con respecto a los calados máximos permitidos y bollard pull mínimo requerido

b) Canalizo de Acceso

Acápite II.- Normas de operación sitios 1 y 2

Capítulo 6. Vientos máximos permitidos Letra c) Naves de 194 hasta 230 metros de eslora Resolución: Hasta 9 nudos

Capítulo 7. Normas sobre altura de la marea, eslor a, calados y corriente Letra a) Resolución.

El ingreso o salida de cualquier nave estará supeditado a que en el canalizo frente a los pilotes existan como mínimo 2,0 metros de agua bajo la quilla, considerando una sonda carta (NRS) de 8,0 metros y que en el sitio de atraque se mantenga un UKC de 50 centímetros durante la estadía de la nave.

c) Sitio N° 1

Acápite II.- Normas de operación sitios 1 y 2

Capítulo 1. Eslora máxima permitida Resolución: 230 metros

Capítulo 2. Calados Máximos Resolución: 10,8 metros (cumpliendo lo indicado en punto II.- 7.a) Capítulo 6.- Vientos máximo permitidos Resolución: naves de 194 metros hasta 230 metros de eslora, hasta 9 nudos de día

Acápite III, Uso de remolcador sitio 1 Punto 4. Naves de 194 a 230 metros de eslora Resolución: � Atraque por Babor, (ingreso de popa) se usarán dos remolcadores � No se permite atraque por Estribor (ingreso de proa)



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� La salida será con dos remolcadores

Punto 10. Bollard Pull Mínimo Requerido Resolución: Punto c) Esloras desde 194 metros hasta 230 metros, siempre dos remolcadores de 41 ton cada uno, excepto con naves con elementos adicionales de maniobra que podrán usar uno de 41 ton. B.P. y otro de 35 ton. de B.P.

4.- DETERMINACIÓN DEL CÁLCULO DE BOLLARD PULL PARA LA NAVE DE DISEÑO

a) Nave de Diseño

De acuerdo a la solicitud de EMPORMONTT para establecer la potencia necesaria de los remolcadores en la asistencia de las naves del orden de 194 metros hasta 230 metros de eslora, en la maniobra de reviro en el área del antepuerto, acceso al canalizo y atraque al sitio N° 1, se ha considerado en este caso la nave de mayor porte, tipo Wood Ship Carrier en la condición de máxima carga y condición límite para la ejecución de maniobra, de acuerdo a las resoluciones establecidas por la Capitanía de Puerto de Puerto Montt Ordinario C.P. PMO N° 12600/ 349/2012 de fecha 19 d e Diciembre 2012, indicadas anteriormente, tomando como referencia la siguiente nave de diseño:

Tabla N° 1. Características de las naves de diseño.

Tipo de Nave Wood Ship Carrier Nave diseño TBN

Eslora total [m] 230,0 Eslora Entreperpendicular

[m] 218,0

Manga Máxima de Arqueo

[m] 35,0

Puntal cubierta principal

[m] 22,50

Calado Máximo Nave

[m] 11,80

Calado Operacional (sitio N° 1)

[m]

10,80

Desplazamiento Calado Operacional

[t/m]

80.034

Deadweight (DWT) Calado Operacional

[t/m]

64.517



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Figura N° 2. Nave tipo Wood Ship Carrier “TBN” de 230 metros de eslora b) Descripción de las condiciones de viento y ocean ográficas del área

Para la determinación de la condición de operación límite del Terminal Portuario de Puerto Montt, se ha tenido en consideración el viento, corriente y oleaje que interactúan sobre la nave de diseño en el sector de reviro, track de entrada y salida del canalizo de acceso al área portuaria correspondiente a los rumbos 240º y 060° verdaderos respectivamente y finalmente el acceso al sitio N° 1 con el propósi to de atracar y desatracar la nave para operar en el puerto comercial de Puerto Montt.

Dadas las condiciones de atraque establecidas por la Autoridad Marítima de Puerto Montt, para las naves de eslora desde 194 metros hasta 230 metros, en ingreso al canalizo se efectuará de popa para atracar por babor al muelle del sitio N° 1, con la asistencia de dos remolcadores

Dado lo anterior, se ha complementado el presente informe técnico con lo dispuesto en la Circular D.G.T.M Y M.M ORDINARIO Nº A-31/002, de fecha 2 de octubre de 2012 y para este efecto se han utilizado las recomendaciones establecidas en el manual español ROM 3.1-99 “Proyecto de la Configuración Marítima de los Puertos, Canales de accesos y Áreas de Flotación”, avalado y aceptado por Directemar y basado en los estudios de viento y oceanográficos debidamente aprobados por el SHOA.



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0

10

20

30N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Porcentaje de Frecuencia

Con respecto a las condiciones de viento y oceanográficas de la zona portuaria se ha considerado que la intensidad máxima de viento permitido de cualquier dirección, especialmente del tercer cuadrante y cuarto cuadrante, las maniobras de reviro, entrada y salida de acceso al canalizo y aproximación y salida del sitio N° 1 del Terminal Portuario de Puerto Montt, es de 9 nudos, 4.63 m/s, siendo aceptable esta operación con una altura de ola de hasta 0,5 metros con un período máximo de 12 segundos, dada la ubicación orográfica del área portuaria que es protegida por los vientos reinantes en los períodos de invierno y verano en la zona del N, Sur, SW y abierta a los vientos del NE, E y SW.

Tabla N° 3. Distribución de frecuencia de las direcciones del viento.

Las intensidades máximas de la corriente considerada para el presente informe con marea son las siguientes: a) Marea llenante: la zona de reviro ubicado en la posición aproximada de Latitud 41° 28´

36.35” S y Longitud 72° 56´ 45” W., la intensidad máxima de la corriente es de 1,1 nudos. Posteriormente la masa de agua entra por el canalizo de acceso al puerto avanzando desde la Puntilla Tenglo hacia el interior donde corriente corre casi paralela



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a la costa y se acelera hacia el interior en dirección al SW con intensidad máxima de 1,20 nudos (0,616 m/s).

b) Marea vaciante: el flujo se invierte y la masa de agua que sale del canal induce corrientes hacia el NE que corren también paralelas a la costa con intensidades máximas de 0,9 nudos, (0,463 m/s).

c) Tanto las corrientes de flujo y reflujo corresponde a la intensidad máxima de la corriente registrada en la capa intermedia establecida en el estudio de corrientes

d) Dado que la corriente de flujo, llenante, es de mayor intensidad que la corriente de Flujo,

vaciante, para el desarrollo del presente cálculo de bollard pull en el informe técnico se considerará la corriente llenante, de intensidad de 1,2 nudos de dirección al SW.

Figura N° 4. Zona de reviro, acceso entrada/salida al Puerto Comercial de Puerto Montt

� De los antecedentes indicados anteriormente se exponen las siguientes tablas

Zona de Reviro

Aprox. Zona Reviro Rumbo verd. 312°

Zona Canalizo Acceso Puerto 500 x 100 m.

Reviro Proa al 010° verd.

Reviro Proa al 035° verd.

Reviro Proa Al 060° verd.

Zona de Maniobra Sitio N° 1



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Tabla Nº 2: Límites operacionales diurno en el canal de acceso al puerto. (A)

INTENSIDADES MÁXIMAS OPERACIONAL DE PUERTO MONTT MAREA LLENANDO (FLUJO)

MANIOBRA ENTRADA MANIOBRA SALIDA Zona

Reviro Canalizo Sitio N° 1 Sitio N° 1 Canalizo

VIENTO Cualquier Dirección

9 nudos

9 nudos

9 nudos

9 nudos

9 nudos

CORRIENTE Dirección

SW

1,1 nudos

1,2 nudos

1,2 nudos

1,2 nudos

1,2 nudos

OLEAJE Dirección

viento

0,5 nd /12s

0,5 nd /12s

0,5 nd /12s

0,5 nd /12s

0,5 nd /12s

Tabla Nº 3: Límites operacionales diurno en el canal de acceso al puerto. (B)

INTENSIDADES MÁXIMAS OPERACIONAL DE PUERTO MONTT MAREA VACIANDO (REFLUJO)




9 nudos

9 nudos

9 nudos

9 nudos

9 nudos

CORRIENTE Dirección NE

0,9 nudos

0,9 nudos

0,8 nudos

0,8 nudos

0,9 nudos

OLEAJE Dirección viento

0,5 m/12s

0,5 m/12s

0,5 m/12s

0,5 m/12s

0,5 m/12s



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c) Desarrollo cálculo de bollard pull para la nave de diseño

1) MAREA LLENANTE

Considerando las características de la nave de diseño a máxima carga conforme a la determinación de la condición de operación límite para el terminal portuario expuesto anteriormente y lo dispuesto en la Circular D.G.T.M. Y M.M. ORD Nº A-31/002 de fecha 2 de octubre de 2012, se establece la necesidad de contar con el apoyo de dos remolcadores para los efectos de cálculo de bollard pull, dado lo anterior se han utilizado las recomendaciones de las normas españolas ROM 3.1-99 y manual Tug Used In Port, adoptándose un factor de seguridad 1,25.

El cálculo de bollard pull se encuentra contenido en el Anexo “A” del presente informe técnico considerando en el presente estudio una nave de diseño tipo Wood Ship Carrier de 230 metros de eslora, se han considerado los parámetros de viento y oleaje de la condición de operación límite y la corriente máxima del área a la profundidad del calado operacional de la nave de diseño, como se señala en la tabla N° 3 .

En las tablas que se muestran a continuación, se encuentran el resumen de las potencias y la cantidad de 2 remolcadores requeridos para la maniobra de reviro en la zona del antepuerto con máquinas detenidas, entrada al canalizo de acceso al puerto con popa hacia el interior a una velocidad aproximada de 3,0 nudos y aproximación al sitio N° 1 con una velocidad aproximada de 1,0 nudos, velocidad suficiente para mantener en cada una de las área indicadas una navegación controlada en función de las características del emplazamiento de acuerdo a las condiciones climáticas establecidas por la Capitanía de Puerto de Puerto Montt. 1.1. Zona de reviro

Tabla Nº 4: Posición inicial de reviro proa al 010° verdadero.

REQUERIMIENTO DE POTENCIA DE BOLLARD PULL MANIOBRA DE REVIRO PROA AL 010° VERDADERO. VELOC. N AVE 0 NUDOS

Maniobra Canalizo

Fuerza Resultante Transversal

Fuerza Resultante

Longitudinal

Número Remolcadores

Bollard Pull Cada

remolcador ENTRADA 58,67 14,22 2 37,0 (t)



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Tabla Nº 5: Posición intermedia de reviro proa al 035° verdadero.

REQUERIMIENTO DE POTENCIA DE REMOLCADOR MANIOBRA DE REVIRO PROA AL 040° VERDADERO. VELOC. N AVE 0 NUDOS

Maniobra Canalizo


Fuerza Resultante

Longitudinal


Bollard Pull Cada

remolcador ENTRADA 7,94 8,66 2 5,5(t)

Tabla Nº 6: Posición final de reviro proa al 060° verdadero.

REQUERIMIENTO DE POTENCIA DE REMOLCADOR MANIOBRA DE REVIRO PROA AL 060° VERDADERO. VELOC. N AVE 0 NUDOS

Maniobra Canalizo


Fuerza Resultante

Longitudinal


Bollard Pull Cada


1.2. Acceso al canalizo de entrada al área portuari a.

Tabla Nº 7: Acceso Canalizo de Entrada. Poa al 240° verdadero. REQUERIMIENTO DE POTENCIA DE REMOLCADOR

MANIOBRA ENTRADA CANALIZO PROA (POPA) AL 240° VER DADERO. VELOCIDAD NAVE 2 NUDOS

Maniobra Canalizo


Fuerza Resultante

Longitudinal


Bollard Pull Cada


1.3. Aproximación al sitio N° 1.

Tabla Nº 8: Acceso sitio N° 1.Proa al 240° verdader o.

REQUERIMIENTO DE POTENCIA DE REMOLCADOR MANIOBRA ENTRADA CANALIZO PROA AL 240° VERDADERO.

VELOCIDAD NAVE 1,0 NUDOS Maniobra Canalizo


Fuerza Resultante

Longitudinal


Bollard Pull Cada




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2. CONCLUSIONES:

2.1. Área de reviro La aproximación a la zona de reviro es efectuada a indicaciones del práctico de puerto de Puerto Montt gobernado a un rumbo estimado al 312° verdadero con dos remolcadores de asistencia ubicados a proa y popa de la nave en posición de remolque y posteriormente en un punto referencial iniciará una caída a estribor con la máquinas principal, timón y el apoyo de los remolcadores, quedando ésta finalmente en una orientación aproximada al 010° verdadero, procediendo posteriormente a detener la viada de ésta. . (Figura N° 3).

Las condiciones que afecta el viento, el oleaje y la corriente a la nave durante el reviro de ésta en las condiciones de máxima carga y límites operacionales establecidas anteriormente, con las proas orientadas al 010°, 035° y 060° verda deros y en una profundidad de alrededor de 20,0 metros son las siguientes: 2.1.1. Orientación de la nave al 010° verdadero

En dicha la posición, la resistencia que impacta la corriente llenante de dirección SW y de una intensidad máxima de 1,1 nudos, sobre la obra viva del buque de diseño cargado, dicha fuerza que actúa sobre la resultante transversal es del orden de 54,98 toneladas, mientras la fuerza resultante longitudinal es de 12,61 toneladas. A su vez la mayor resistencia que impacta sobre la obra muerta de la nave de diseño cargado con viento de 9 nudos de dirección W, es de una intensidad de 6,66 toneladas en la resultante transversal mientras que en la resultante longitudinal es de 0,42 toneladas. El oleaje de la misma dirección del viento con un altura de 0,5 metros, actúa sobre la obra muerta con una intensidad de 0,759 toneladas mientras que la fuerza resultante transversal es de 0,13 toneladas. Dichas fuerzas de viento, oleaje y corriente que interactúan sobre la nave producen unas fuerzas resultantes transversales de dirección SW de 58,67 toneladas, mientras que las fuerzas resultantes longitudinales es de 14,22 toneladas. Aplicando sobre las fuerzas obtenidas un coeficiente de seguridad del 25 % por efectos del uso de remolcador, se obtiene un bollard pull máximo sobre las fuerzas resultantes transversales de 77,33 toneladas que actúan sobre el centro longitudinal de la nave de diseño. Dado que las normas de seguridad establecen la asistencia de dos remolcadores, las fuerzas para contrarrestar la fuerza transversal de 77,33 toneladas y proceder a efectuar la operación de reviro con la nave en posición estática, las fuerzas que se deben aplicar en los extremos de la nave en cada uno de los remolcadores debe ser de 37,0 toneladas



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2.1.2. Orientación de la nave al 035° verdadero

Iniciado el reviro de la nave de diseño hacia la banda de estribor, la acción de la corriente comienza a disminuir a medida que la nave se desplaza hasta alcanzar la orientación NE, dado que el ángulo de incidencia de la dirección de la corriente hacia el SW con respecto a la orientación del eje longitudinal de la nave, afecta en menor grado sobre la resultante transversal de la obra viva. Durante la maniobra de reviro la proa se orienta al 035° verdadero, la resistencia que impacta la corriente llenante de dirección SW y de una intensidad máxima de 1,1 nudos, sobre la obra viva del buque de diseño cargado, dicha fuerza que actúa sobre la resultante transversal es del orden de 6,66 toneladas, mientras la fuerza resultante longitudinal es de 6,19 toneladas. A su vez la mayor resistencia que impacta sobre la obra muerta de la nave de diseño cargado, con viento de 9 nudos de dirección NW es de una intensidad de 6,66 toneladas en la resultante transversal mientras que en la resultante longitudinal es de 0,42 toneladas. El oleaje de la misma dirección del viento y una altura de 0,5 metros actúa sobre la obra muerta con una intensidad de 0,759 toneladas mientras que la fuerza resultante transversal es de 0,13 toneladas. Dichas fuerzas de viento, oleaje y corriente que interactúan sobre la nave producen finalmente una fuerza resultante transversal de dirección SW de 7,94 toneladas, mientras que la fuerza resultante longitudinal es de 8,66 toneladas. Aplicando sobre las fuerzas obtenidas un coeficiente de seguridad del 25 % para efectos del uso de remolcador, se obtiene un bollard pull máximo sobre la fuerza resultante longitudinal de 10,83 toneladas que actúa sobre el centro longitudinal de la nave de diseño. Dado que las normas de seguridad establecen la asistencia de dos remolcadores, las fuerzas para contrarrestar los extremos de proa y popa de la nave se requiere que la capacidad de bollard pull de cada uno de ellos en la asistencia de reviro de la nave corresponde en este caso a 5,5 toneladas



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2.1.2. Orientación de la nave al 060° verdadero

Finalmente la proa de la nave se ha orientado al 060° verdadero concluyendo el reviro de la nave de diseño. Durante el período de reviro a estribor desde el 035° verdadero hasta el término de ésta, la acción de la corriente comienza a aumentar a medida que la nave se desplaza hasta alcanzar la orientación 060° verdadero, dado que e l ángulo de incidencia de la dirección de la corriente hacia el SW con respecto a la orientación del eje longitudinal de la nave, afecta en mayor grado sobre la resultante transversal de la obra viva. Durante la maniobra de reviro la proa hasta alcanzar la orientación al 060° verdadero, la resistencia que impacta la corriente llenante de dirección SW y de una intensidad máxima de 1,1 nudos, sobre la obra viva del buque de diseño cargado, dicha fuerza que actúa sobre la resultante transversal es del orden de 13,78 toneladas, mientras la fuerza resultante longitudinal es de 8,26 toneladas. A su vez la mayor resistencia que impacta sobre la obra muerta de la nave de diseño cargado, con viento de 9 nudos de dirección NW es de una intensidad de 6,49 toneladas en la resultante transversal mientras que en la resultante longitudinal es de 0,62 toneladas. El oleaje de la misma dirección del viento y una altura de 0,5 metros actúa sobre la obra muerta con una intensidad de 0,68 toneladas mientras que la fuerza resultante transversal es de 0,18 toneladas. Dichas fuerzas de viento, oleaje y corriente que interactúan sobre la nave producen finalmente una fuerza resultante transversal de dirección SW de 12,18 toneladas, mientras que la fuerza resultante longitudinal es de 10,54 toneladas. Aplicando sobre las fuerzas obtenidas un coeficiente de seguridad del 25 % para efectos del uso de remolcador, se obtiene un bollard pull máximo sobre la fuerza resultante transversal de 15,22 toneladas que actúa sobre el centro transversal de la nave de diseño. Dado que las normas de seguridad establecen la asistencia de dos remolcadores, las fuerzas para contrarrestar los extremos de proa y popa de la nave se requiere que la capacidad de bollard pull de cada uno de ellos en la asistencia de reviro de la nave corresponde en este caso a 7,61 toneladas. Como conclusión se puede establecer que durante el período de reviro la acción de la corriente llenante hacia el SW de una intensidad de 1,1 nudos tiene una mayor incidencia sobre la nave de diseño que la acción del viento de 9,0 nudos de cualquier dirección y oleaje de una altura de 0,5 metros, estableciéndose que entre mayor sea el ángulo de incidencia entre la orientación del eje longitudinal del buque y la dirección de la corriente hacia el SW



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se requiere una mayor capacidad de bollard pull de los remolcadores, arrojando como resultado final un bollard pull de 37,0 toneladas de fuerza en cada uno de ellos.

2.2. Área de aproximación al canalizo de acceso al área portuaria. Desde la zona de reviro, con la asistencia de los remolcadores en base a líneas de remolque la nave procederá a su aproximación al canalizo de acceso al área portuaria con su popa hacia el interior con una velocidad aproximada de 3,0 nudos y con un rumbo al 340° verdadero, orientando la nave en el sector central del canalizo con una profundidad de 8,25 metros en su NRS, tomado como punto referencial el cabezo del muelle del sitio N° 1. Se ha establecido que la acción de la corriente llenante hacia el SW de una intensidad de 1,2 nudos en el sector del canalizo tiene una mayor incidencia sobre la nave de diseño que la acción del viento de 9,0 nudos de cualquier dirección y oleaje de una altura de 0,5 metros. Lo anterior se ve reflejado en las tablas de la planilla Excel adjuntas, Anexo A, donde se determina claramente que las fuerzas que actúa sobre la obra viva de la nave, afectan mayoritariamente la fuerza resultante longitudinal, en relación a las fuerzas de viento y oleaje que actúan sobre la obra muerta en la resultante transversal. El acceso de la nave en su entrada al canalizo de popa, se ha considerado para los cálculos correspondientes que la popa de la nave actúa como la proa de éste.

Durante la maniobra de acceso al canalizo al área portuaria en un track de navegación al 240° verdadero con una velocidad aproximada de 3,0 nudos con la asistencia de dos remolcadores en condición de remolque ubicados a proa y popa de la nave, la resistencia que impacta la corriente llenante de dirección SW de una intensidad máxima de 1,2 nudos, sobre la obra viva del buque de diseño cargado, dicha fuerza que actúa sobre la resultante transversal es del orden de 32,71 toneladas, mientras la fuerza resultante longitudinal es de 70,78 toneladas. A su vez la mayor resistencia que impacta sobre la obra muerta de la nave de diseño cargado, con viento de 9 nudos de dirección NW es de una intensidad de 7,04 toneladas en la resultante transversal mientras que en la resultante longitudinal es de 1,53 toneladas. El oleaje de la misma dirección del viento y una altura de 0,5 metros actúa sobre la obra muerta con una intensidad de 3,37 toneladas mientras que la fuerza resultante transversal es de 0,90 toneladas. Dichas fuerzas de viento, oleaje y corriente que interactúan sobre la nave producen finalmente una fuerza resultante transversal de dirección SW de 35,61 toneladas, mientras que la fuerza resultante longitudinal es de 62,13 toneladas.



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Aplicando sobre las fuerzas obtenidas un coeficiente de seguridad del 25 % para efectos del uso de remolcador, se obtiene un bollard pull máximo sobre la fuerza resultante longitudinal de 77,66 toneladas que actúa sobre el sector longitudinal de la nave de diseño. Dado que las normas de seguridad establecen la asistencia de dos remolcadores, las fuerzas para contrarrestar los extremos de proa y popa de la nave se requiere que la capacidad de bollard pull de cada uno de ellos en la asistencia de reviro de la nave corresponde en este caso a 38,83 toneladas, aproximando a 39,0 toneladas

2.3. Área de aproximación al sitio N° 1. Dada la orientación del sitio N° 1 al 240° verdader o, la nave efectuará su aproximación paralelo al muelle en una profundidad de 10,5 metros en su NRS, con la asistencia de dos remolcadores, una velocidad aproximada de 1,0 nudos y una intensidad máxima de la corriente de 1,2 nudos de dirección SW. Durante la maniobra de aproximación y atraque al sitio N° 1 , la resistencia que impacta la corriente llenante de dirección SW y de una intensidad máxima de 1,2 nudos, sobre la obra viva del buque de diseño cargado, dicha fuerza que actúa sobre la resultante transversal es del orden de 28,83 toneladas, mientras la fuerza resultante longitudinal es de 29,94 toneladas. A su vez la mayor resistencia que impacta sobre la obra muerta de la nave de diseño cargado, con viento de 9 nudos de dirección NW es de una intensidad de 6,62 toneladas en la resultante transversal mientras que en la resultante longitudinal es de 0,90 toneladas. El oleaje de la misma dirección del viento y una altura de 0,5 metros actúa sobre la obra muerta con una intensidad de 1,87 toneladas mientras que la fuerza resultante transversal es de 0,50 toneladas. Dichas fuerzas de viento, oleaje y corriente que interactúan sobre la nave producen finalmente una fuerza resultante transversal de dirección SW de 28,90 toneladas, mientras que la fuerza resultante longitudinal es de 25,57 toneladas. Aplicando sobre las fuerzas obtenidas un coeficiente de seguridad del 25 % para efectos del uso de remolcador, se obtiene un bollard pull máximo sobre la fuerza resultante transversal de 36,12 toneladas que actúa sobre el centro transversal de la nave de diseño. Dado que las normas de seguridad establecen la asistencia de dos remolcadores, las fuerzas para contrarrestar los extremos de proa y popa de la nave se requiere que la capacidad de bollard pull de cada uno de ellos en la asistencia de reviro de la nave corresponde en este caso a 18,0 toneladas.



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2.4. Conclusión final con corriente llenante Del resultado del cálculo de Bollard Pull de la nave de diseño, se puede determinar que de acuerdo a los requerimientos de la capacidad de tiro de los remolcadores son diferentes de acuerdo del área de operatividad de la nave, como se aprecia en la tabla siguiente:

Tabla N° 9. Resumen cálculo Bollard Pull

OPERATIVIDAD NAVE DISEÑO

RESULTANTES FUERZAS COMBINADAS

BOLLARD PULL

Área Maniobra

Orientación Nave

Transversal [t]

Longitudinal [t]

TOTAL [t]

CADA REMOLC.

[t]

Reviro 010°

verdadero 56,67 14,22 77,33 37,0

Reviro 035°

verdadero 7,94 8,66 10,83 5,50

Reviro 060°

verdadero 12,18 10,54 15,22 7,61

Canal Acceso

240° verdadero

35,61 62,13 77,6. 39,0

Sitio N° 1 240°

verdadero 29,90 25,57 36,12 18,0

Las normas de seguridad en este sentido recomiendan que la operatividad de las naves se debe considerar el cálculo de Bollard Pull de mayor relevancia, correspondiendo es este caso la zona de acceso al canalizo del área portuaria que se determinó un bollard pull de 77,60 toneladas, estableciéndose que cada remolcador debe disponer de 39,0 toneladas de capacidad de tiro. De acuerdo al objetivo en la determinación de Bollard Pull para naves de la nave de diseño, efectuado el análisis correspondiente y establecido la génesis en la comprobación, cuantitativa y cualitativa del cálculo de bollard pull, se establece finalmente que para naves de 194 metros de hasta 230 metros de eslora en la condición de máxima carga y condición límite para la ejecución de maniobra se requiere dos remolcadores de 39 toneladas de tiro cada uno, mientras que en la Resolución C.P. PMO. N° 12600/349/2012 establece dos remolcadores de 41 ton cada uno, para lo cual se sugiere de acuerdo al informe técnico presentado establecer como máximo dos remolcadores de 39 toneladas de tiro cada uno.



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2.5. Desarrollo cálculo de bollard pull para la na ve de diseño en la condición de marea vaciante

En el presente informe se establece que la corriente vaciante de dirección hacia el NE. con intensidades máximas de 0,8 nudos en los sectores de sitio N° 1 y 0,9 nudos en el acceso al canalizo y en la zona de reviro, como lo establece la tabla siguiente, por lo anterior, la capacidad de bollard pull de los remolcadores es levemente inferior a la capacidad de las condiciones de la marea llenante, por lo anterior, como norma de seguridad se mantendrá igualmente para ambas condiciones la capacidad de 39,0 toneladas de tiro para cada uno de los remolcadores.

Tabla Nº10: Límites operacionales diurno con corriente vaciante.

INTENSIDADES MÁXIMAS OPERACIONAL DE PUERTO MONTT MAREA VACIANDO (REFLUJO)




9 nudos

9 nudos

9 nudos

9 nudos

9 nudos

CORRIENTE Dirección NE

0,9 nudos

0,9 nudos

0,8 nudos

0,8 nudos

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0,5 m/12s

0,5 m/12s

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3.- CONDICIONES DE CALADOS MÁXIMOS DE ENTRADA Y/O SALIDA DEL PUERTO DEL CANALIZO DE ACCESO AL PUERTO.

CONDICIONES DE OPERATIVIDAD POR MAREA DE PUERTO MO NTT

INTRODUCCIÓN

El presente documento está orientado a determinar el porcentaje de operatividad por concepto de niveles de marea en el canalizo y en el sitio 1 del Puerto de Puerto Montt.

Para llevar a cabo este análisis, se extraen las mareas del año 2013 desde las tablas del SHOA, que corresponde al Puerto Patrón, de Puerto Montt, analizando de esta manera la estadística de 1 año, permitiendo definir tiempos promedios de operación en base a los antecedentes antes mencionados. Cabe destacar, que el análisis efectuado se realiza en base a las mareas astronómicas y no consideran otros fenómenos como oleaje, corrientes y marea meteorológica.

Antecedentes de Marea PUERTO MONTT

La información de marea en Puerto Montt (Puerto Patrón) corresponde al año 2013 obtenido de las tablas del SHOA, la Figura N° mues tra la gráfica de la estadística utilizada.

Figura N° 5: Mareas Puerto Montt- Año 2013

Fuente: Elaboración efectuado por el Ingeniero Civil Oceanográfico Sr Jorge Gómez.

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Determinación de operatividad

Para determinar la operatividad en el canalizo y sitio 1, se analizaron los siguientes parámetros:

Profundidad mínima

El resguardo para seguridad y control de la maniobrabilidad de la nave de diseño, es la distancia mínima que debe quedar bajo la quilla para que la nave pueda despalzarse y mantener el control de operatividad en puerto con velocidad limitada menor de 8,0 nudos, considerando que para este caso en particular, se tiene que el calado de la nave es de 10,8 metros y el resguardo del margen de seguridad bajo la quilla UKC, de acuerdo a las normas ROM 3.1-99, (pág. 217) es de 0,6 metros, la profundidad mínima de columna de agua es de 11,4 metros.

Canalizo

En el sector del canalizo, se tiene que la profundidad mínima es de 8 metros respecto del NRS, lo que implica que la nave puede desplazarse por este sector cuando la marea tenga como mínimo un nivel de 3,4 metros.

Sitio 1

En el sitio 1, se tiene que la profundidad mínima es de 9,3 metros respecto del NRS, lo que implica que la nave puede utilizar este sitio cuando la marea tenga como mínimo un nivel de 1,3 metros.

Cálculo de Operatividad

La operatividad viene dada por el porcentaje en la cual la nave analizada puede circular por el canalizo y utilizar el sitio 1, considerando los niveles de marea y los calados mínimos requeridos.



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Operatividad Canalizo

La Figura N° 6 ilustra la probabilidad de ocurrenc ia, la flecha roja indica el porcentaje de operatividad en el sector del canalizo, la que presenta un 54% aproximadamente.

Figura N° 6: Curva de Marea, Puerto Montt

Fuente: Elaboración Propia.

Se debe tener presente, que el promedio diario de operatividad en el sector del canalizo es del orden de 12,82 horas, vale decir, aproximadamente medio día separado en dos tramos del día (las dos pleas), sin embargo, lo más importante es que en este sector la cota mínima de marea para que la nave puede transitar es de 3,4 metros.

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Operatividad Sitio 1

La Figura N° 7 ilustra la probabilidad de ocurrenc ia, la flecha roja indica el porcentaje de operatividad en el sector del sitio 1, la que presenta un 92% aproximadamente.

Figura N° 7: Curva de Marea, Puerto Montt


Se debe tener presente, que el promedio diario de operatividad en el sector del sitio 1 es del orden de 22,38 horas, vale decir, aproximadamente el día completo, sin embargo, lo más importante es que en este sector la cota mínima de marea para que la nave puede permanecer en este sitio es de 1,3 metros.

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Nivel de Marea (m)



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DETERMINACIÓN TIEMPO DE OPERATIVIDAD

Teniendo en cuenta el concepto de media marea subiendo y/o bajando para la operación, existen períodos de tiempo que podrían ser utilizados para la maniobra y operación que en la actualidad se están perdiendo.

Para estimar los tiempos antes mencionados, se analizarán dos casos particulares, el primero considera la marea en cuadratura del 3 de abril de 2013 y el segundo caso la marea en sicigia del 10 de abril de 2013, los resultados se presentan a continuación:

Cuadratura – 3 de abril de 2013

Canalizo

A continuación se presenta una gráfica que muestra la curva de marea del 3 de abril de 2013, la línea roja indica la marea media de ese día y la línea negra indica el valor mínimo en este sector asociado a la nave de diseño.

Queda en evidencia que existe un lapso de tiempo de aproximadamente 1 hora al día, que se pierde por el concepto de utilizar el Canalizo desde la media marea.

Figura N° 8: Curva de Marea 03/04/2013, Puerto Mont t


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Queda en evidencia el sitio 1 podría utilizarse el 100%, perdiendo gran parte del día por el concepto de utilizar el Sitio 1 desde la media marea.

Figura N°10: Curva de Marea 03/04/2013, Puer to Montt


Sicigia – 10 de abril de 2013

Canalizo


Queda en evidencia que existe un lapso de tiempo de aproximadamente 30 minutos al día, que se pierde por el concepto de utilizar el Canalizo desde la media marea.

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Figura N° 11 Curva de Marea 10/04/2013, Puerto Mont t




Queda en evidencia que existe un lapso de tiempo de aproximadamente 7 horas al día, que se pierde por el concepto de utilizar el Sitio 1 desde la media marea.

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Figura N° 12: Curva de Marea 03/04/2013, Puerto Mon tt


CONCLUSIONES

Del análisis efectuado se pueden establecer las siguientes conclusiones:

� La marea utilizada es de 1 año, por lo que se considera válida para los análisis realizados.

� Los porcentajes de operatividad van desde los 54% a 92% para los sectores del

canalizo y sitio 1 respectivamente.

� Los resultados de operatividad asociada a los niveles de marea del 3 y 10 de abril de 2013 representan solamente un caso en particular y no son un indicador general, es decir, son valores referenciales.

� El concepto de media marea subiendo, podría aplicarse en el sector del canalizo, sin

embargo lo más importante es que el nivel mínimo debe ser de 3,4 metros con tiempos aproximados de 6 horas entre pleamar.

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RECOMENDACIONES GENERALES Las normas de seguridad operacionales de establecidas por la Capitanía de Puerto de Puerto Montt para las naves de 194 metros hasta 230 metros de eslora, indica que los vientos máximos permitidos son de 9 nudos de día, es decir, en condiciones prácticamente calma y en condiciones de mar llana. Por otra parte dado los flujos de la corriente en el sector del canalizo, llenante y/o vaciante orientado hacia el SW y NE respectivamente, el ángulo de incidencia con respecto al eje longitudinal es de 15° lo que no implica mayormente un abatimiento de la nave de diseño, especialmente que se cuenta con remolcadores de 39 toneladas de bollard pull cada uno. Antes estas normas de seguridad indicadas anteriormente la nave desplazándose en el interior de canalizo de acceso en la orientación 240° - 060°, la navegación se efectuará definitivamente a medio canal de señalado canalizo con sondas mínimas de 8,5 metros, como lo establece la batimetría vigente del área La norma operacional de la Capitanía de Puerto de Puerto Montt, considera sondas en el plano batimétrico del canalizo de acceso al puerto correspondiente al veril de 8,0 metros en su NRS, ubicándose éstas prácticamente sobre los postes del sector costanera Este y Weste. Por lo anterior, el desplazamiento de las naves que ingresan o salen del canalizo se efectúa normalmente a medio canal, dado que los límites operacionales establecidos en condiciones prácticamente en condiciones de buen tiempo, sumado el ángulo de incidencia de la corriente vaciante y llenante con respecto al eje longitudinal de la nave de diseño no afecta mayormente su maniobrabilidad de ésta y finalmente disponiendo además de dos remolcadores de suficiente capacidad de tiro.

Antes lo anteriormente expuesto, se recomienda modificar la sonda mínima de 8,0 metros establecida en la norma operacional por 8,5 metros, de modo que permita una mayor factibilidad operacional para las naves que recalan o zarpan del sitio N° 1 del puerto comercial de Puerto Montt.

Dado que los niveles de mareas que actúan en Puerto Montt son realmente privilegiados para efectos operacionales de las naves en dicho lugar, el informe técnico de las condiciones de operatividad de las naves establecer el reloj de marea que permite un mayor tiempo de operación de las naves con relación a sus calados máximos. De acuerdo a la circular DGTM Y MM Ordinario N° 12600/90 de fecha 20 de Enero 2012.



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Documents

Análisis Mareas y Cálculo Bollard Pull Nave Chipera