Diseño detallado y consideraciones para el sistema de defensa de caucho marino.

Diseño detallado y consideración para el sistema de defensa de caucho marino.

Para la selección de un guardabarros de goma, se requiere el diseño de piezas como paneles de guardabarros, cadenas y fijaciones para el sistema de guardabarros. En particular, en el caso de las defensas de caucho con paneles, el diseño de estas piezas es un aspecto valioso que determina el tamaño final, la calidad del caucho y el costo. Después de la selección, basada en la energía efectiva de atraque, si el diseño de un panel de defensa o cadena para la defensa de caucho seleccionada no es adecuado, el diseñador puede pasar por alto los peligros inherentes del sistema. Es necesario realizar el diseño adecuadamente de acuerdo con el principio de ingeniería y confirmar los resultados con el comprador. Los cálculos de diseño reales pueden dejarse a cargo de los fabricantes porque los detalles de estos procedimientos de diseño varían según el tipo, tamaño y fabricante. Por lo tanto, aquí se presentan los conceptos básicos del equilibrio fundamental de fuerzas y momentos.

(1)Presión permitida del casco

El panel de la defensa debe poder unirse con el cuerpo de la defensa de goma y su tamaño debe ser mayor que el área de contacto requerida para la presión promedio permitida del casco. La presión promedio del casco P sobre el panel se determina dividiendo la fuerza de reacción de diseño por el área efectiva del panel, como se muestra en la ecuación (a continuación), para determinar el tamaño del  panel del guardabarros. 

dónde

P : Presión media del casco (kN/m2 = kPa)

R : Fuerza de reacción de diseño (kN)

A: Área de contacto efectiva del panel del guardabarros (A = WFe x HFe：m2)

Hp : Presión permitida en el casco (kN/m2 = kPa)

WF: Ancho del panel del guardabarros (WFe = Ancho efectivo: m)

HF: Altura del panel del guardabarros (HFe = Altura efectiva: m)

Arriba se presentan los valores de la presión máxima permitida del casco recomendada para cada tipo de embarcación en las Directrices PIANC modificadas con un ejemplo de los resultados nacionales. Según las Normas y Comentarios Técnicos de Puertos e Instalaciones Portuarias, la presión recomendada en el casco es de 200 a 400 kN/m2 en la premisa de que la estructura (costillas) entre en contacto en el costado del buque. La anchura efectiva y la altura efectiva del panel de guardabarros pueden no incluir la porción de chaflán oblicuo del extremo en el área, pero pueden incluir los espacios entre las almohadillas de resina. Esta configuración se muestra en la siguiente figura (Tamaño efectivo del panel del guardabarros).

Aunque la presión del casco está restringida por la resistencia en el lado del barco, la presión del casco no es uniforme porque el refuerzo del casco no es uniforme. La presión permitida en el casco es la presión frontal promedio, utilizada como estándar para determinar el tamaño del panel del guardabarros. Sin embargo, en ciertos lugares, la presión es mayor que la presión promedio del casco en la nervadura de refuerzo del costado del barco. Además, la presión de contacto es nula en la zona indentada. Además, en el caso de atraque angular, el contacto del panel en la etapa inicial de atraque es un contacto puntual o lineal, y el área de contacto no se puede calcular. Aunque la presión del casco generalmente se denomina presión de contacto, aquí se denomina presión promedio del casco para distinguirla de la presión de contacto local. Además, dado que esta presión tiene un valor grande en una defensa de caucho sin panel, el panel suele ser necesario cuando la presión del casco es limitada. 

(2) Cajas de carga para panel de guardabarros

El momento de flexión aplicado al panel de la defensa debe considerarse cuidadosamente de acuerdo con la forma en que se aplica la fuerza del atraque, como se muestra en la siguiente figura.

1) Carga puntual: Contacto de esquina en la etapa inicial de atraque, etc.

2) Carga de línea: Atraque angular, contacto de ensanchamiento del casco, etc.

3) Dos cargas lineales: contacto del buque con el casco con cinturón

4) Carga de línea central: Contacto con el centro de dos o más defensas verticales.

5) Carga distribuida: contacto total o parcial con el panel del guardabarros

(3) Consideraciones de diseño

Al diseñar paneles y cadenas de defensas, las operaciones de atraque y manipulación de carga pueden afectar la durabilidad de las defensas y la seguridad de las operaciones. Algunos ejemplos representativos son los siguientes:

①Prevención de roturas por enganche de cabos de amarre

②Evitar que se enganche el cinturón del casco

Como se muestra en la figura de la derecha, si la embarcación tiene un cinturón que se extiende desde el casco, es efectivo instalar un ala para evitar que se enganche produciendo una porción inclinada en los extremos superior e inferior del panel del guardabarros. Además, si dicha protuberancia está presente en el lado del recipiente, la almohadilla de resina en la superficie del panel puede dañarse rápidamente; por lo tanto, no se debe utilizar una almohadilla de resina cuando se reciben cargas constantemente como las de un ferry.