¿Cómo se calcula la cuerda de amarre?

La lógica central del cálculo de la cuerda de amarre

Para determinar los requisitos de una cuerda de amarre , debe calcular las fuerzas ambientales totales que actúan sobre la embarcación (principalmente viento y corriente) y asegurarse de que Carga de rotura mínima (MBL) de las líneas seleccionadas excede estas fuerzas por un margen de seguridad específico. Para la mayoría de los buques mercantes estándar, la resistencia acumulada del sistema de amarre debe ser capaz de soportar un viento de 60 nudos y una corriente de 3 nudos simultáneamente.

El cálculo no consiste sólo en elegir una cuerda gruesa; Implica analizar el número de equipo (EN) de la embarcación, el área de viento y el ángulo de las líneas con respecto al muelle. Una conclusión directa para un granelero estándar de 50.000 DWT podría implicar el uso 12 a 16 líneas de amarre individuales , cada uno con un MBL de aproximadamente 50 a 65 toneladas , dependiendo de las condiciones específicas del puerto.

Paso 1: Calcular la carga de viento ambiental

El viento es a menudo la fuerza más agresiva que empuja a un barco lejos del muelle. La fuerza ejercida por el viento depende del área de viento lateral (el perfil lateral del barco por encima de la línea de flotación).

La fórmula de la fuerza del viento transversal

Para encontrar la presión, los ingenieros usan la fórmula donde la fuerza es igual al coeficiente de presión del viento multiplicado por la densidad del aire, la velocidad del viento al cuadrado y el área proyectada. En términos marítimos prácticos, para un barco con un área lateral de 2.000 metros cuadrados frente a un viento de 25 m/s, la fuerza puede exceder 80 toneladas de tracción lateral .

• Identificar el área del perfil del barco en su condición de lastre (vacío), ya que presenta la máxima superficie al viento.
• Tenga en cuenta el coeficiente de resistencia al viento, que varía según la forma del casco y el diseño de la superestructura.
• Determine la velocidad de ráfaga máxima esperada en el puerto o terminal específico.

Paso 2: Evaluación de las fuerzas hidrodinámicas y actuales

Mientras el viento golpea la cima, la corriente empuja el casco por debajo de la línea de flotación. El agua es mucho más densa que el aire, por lo que incluso una corriente lenta puede ejercer una presión masiva sobre un línea de amarre .

La fuerza de la corriente aumenta con el cuadrado de la velocidad. Si la velocidad actual se duplica, la fuerza se cuadriplica. Para un barco atracado en un río con una corriente de 4 nudos, la fuerza longitudinal que intenta deslizar el barco a lo largo del muelle puede ser inmensa, lo que requiere cables de resorte de alta resistencia para contrarrestar el movimiento.

Paso 3: factor en los ángulos de las líneas y la geometría

A cuerda de amarre rara vez se tira en una línea horizontal perfectamente recta. La efectividad de la cuerda disminuye a medida que aumenta el ángulo entre la cuerda y la dirección de la fuerza.

Eficiencia vertical y horizontal

Si se envía una cuerda a un muelle alto en un ángulo vertical pronunciado, su capacidad para tirar del barco horizontalmente hacia el muelle se reduce significativamente. Debes calcular la tensión efectiva mediante trigonometría (coseno del ángulo). Como regla general, las líneas de amarre deben mantenerse lo más largas posible y en un ángulo de menos de 25 grados hacia la horizontal para mantener la eficiencia.

Paso 4: Factores de seguridad y límites de carga de trabajo

Nunca debes cargar un línea de amarre hasta su máxima resistencia a la rotura. Hacerlo provocaría un fallo inmediato ante la más mínima ráfaga de viento.

el Carga de trabajo segura (SWL) normalmente se calcula como un porcentaje del MBL. Para cables de fibra sintética, la tensión de trabajo durante las operaciones normales debe mantenerse por debajo 30% a 55% del MBL . Si un cable tiene un MBL de 100 toneladas, los cabrestantes deben configurarse para que emitan o emitan una alarma si la tensión excede 50 toneladas para proporcionar un amortiguador para las oleadas dinámicas causadas por los barcos que pasan.

En resumen, calcular una cuerda de amarre El sistema requiere sumar la fuerza del viento y la fuerza actual, dividir ese total por el número de líneas efectivas en esa dirección y luego aplicar un factor de seguridad para garantizar que cada línea esté funcionando bien dentro de sus límites estructurales.