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El diámetro correcto del cable de amarre para la mayoría de las embarcaciones comerciales se encuentra entre 40 mm y 120 mm, y el tamaño específico se determina en función del desplazamiento de la embarcación, las cargas de amarre esperadas y los requisitos de carga mínima de rotura (MBL) establecidos en las tablas de la sociedad de clasificación. Para una embarcación con un desplazamiento de 20.000 toneladas, un diámetro de línea de amarre de aproximadamente 64 mm a 72 mm en una construcción de polietileno o poliéster de alto módulo generalmente cumple con el MBL requerido de 100 a 120 toneladas. Las medidas de las cuerdas no son números arbitrarios tomados de un catálogo; son el producto de un cálculo cuidadoso que involucra el área del viento, las fuerzas de las corrientes, el rango de las mareas y el número de líneas desplegadas en cada estación de amarre. Tomar estas medidas incorrectamente conduce a líneas peligrosamente pequeñas que se parten bajo carga, o líneas de gran tamaño que son difíciles de manejar, costosas y difíciles de manejar en cubierta. Este artículo analiza todas las dimensiones que importan al medir y seleccionar cables de amarre, desde el diámetro y la longitud hasta el tipo de construcción y las capacidades de carga, con cifras concretas extraídas de estándares operativos comunes de puertos y terminales.
El diámetro es la medida a la que más se hace referencia en las especificaciones de los cables de amarre, pero también es la más incomprendida. El diámetro de una cuerda no aumenta linealmente con su resistencia porque el método de construcción, el tipo de fibra y el patrón de colocación influyen en la cantidad de material de soporte que se empaqueta en una sección transversal determinada. Dos cuerdas de idéntico diámetro de 80 mm pueden tener cargas de rotura que difieren en un 40 por ciento o más dependiendo de si están hechas de fibras de polipropileno, poliéster, nailon o polietileno de alto módulo (HMPE) como Dyneema o Spectra.
Los barcos de trabajo, remolcadores y buques pesqueros más pequeños suelen utilizar líneas de amarre en el rango de 24 mm a 40 mm, mientras que los buques de carga y portacontenedores de tamaño mediano en el rango de 10.000 a 30.000 DWT suelen utilizar líneas de 56 mm a 72 mm. Los buques de crudo muy grandes (VLCC) y los graneleros de más de 150.000 DWT a menudo requieren líneas de amarre de 88 mm a 120 mm de diámetro, a veces más grandes cuando varias líneas deben compartir una carga de amarre excepcionalmente pesada durante condiciones de tormenta.
| Diámetro (mm) | Aprox. Peso (kg/100m) | Carga mínima de rotura (toneladas) | Clase de embarcación típica |
|---|---|---|---|
| 40 | 85 | 28 | Buques costeros, remolcadores |
| 56 | 168 | 55 | Buques de carga medianos |
| 72 | 278 | 92 | Buques portacontenedores, petroleros |
| 88 | 415 | 138 | Graneleros, VLCC |
| 120 | 770 | 255 | Transportistas ultragrandes |
Estas cifras representan promedios generales de la industria para la construcción de poliéster de doble trenzado y siempre deben confirmarse con el certificado de prueba específico del fabricante, ya que las mezclas de fibras, la densidad del trenzado y los tratamientos de acabado pueden cambiar la carga de rotura real entre un diez y un quince por ciento en cualquier dirección.
Mientras que el diámetro determina la resistencia, la longitud determina cómo se despliega realmente una línea de amarre y cuánta elasticidad y capacidad de recuperación ofrece. Las líneas de amarre estándar para embarcaciones oceánicas se suministran comúnmente en longitudes de 200 metros, aunque las terminales con atracaderos más amplios o rangos de mareas inusuales pueden especificar líneas de hasta 240 metros o tan cortas como 160 metros.
Una cuerda cortada incluso 5 metros más corta de lo especificado puede no llegar a un bolardo de amarre durante la marea baja, lo que obliga a la tripulación a utilizar líneas o grilletes adicionales que introducen puntos de falla adicionales en el sistema. Por el contrario, el exceso de longitud crea una holgura innecesaria que debe enrollarse y almacenarse, añadiendo peso y desorden a las estaciones de amarre. La mayoría de los fabricantes de cables trabajan con una tolerancia de longitud de más o menos 1 por ciento en bobinas terminadas, lo que significa que un pedido de 200 metros debería llegar entre 198 y 202 metros cuando se mide bajo una carga de tensión ligera en lugar de flojo en un carrete.
Las cuerdas de amarre de nailon pueden estirarse entre el 20 y el 30 por ciento de su longitud original bajo cargas pesadas, mientras que las cuerdas de poliéster generalmente se estiran entre el 10 y el 15 por ciento y las cuerdas de HMPE se estiran menos del 3 por ciento. Este alargamiento debe tenerse en cuenta en el cálculo de la longitud de trabajo; una línea de nailon de 200 metros en condiciones de carga de tormenta podría efectivamente llegar a tener 250 metros de largo, lo que cambia la distancia que puede alcanzar el buque desde el atracadero y la cantidad de espacio libre adicional para las defensas que se requiere.
En última instancia, el tamaño de las cuerdas de amarre se reduce a un cálculo de carga que compara las fuerzas ambientales que actúan sobre una embarcación con la capacidad de retención combinada de todas las líneas de amarre en uso. Las Directrices para equipos de amarre del Foro Marino Internacional de Compañías Petroleras (OCIMF) siguen siendo el estándar más ampliamente referenciado para calcular estas fuerzas en petroleros y grandes buques comerciales, y recomiendan que la carga máxima de la línea no exceda el 55 por ciento de la carga mínima de rotura del cable para cables nuevos utilizados en operaciones normales.
Para un buque portacontenedores típico de 250 metros con una manga de 32 metros, un viento lateral de 60 nudos puede generar una fuerza transversal de aproximadamente 180 a 220 toneladas, que debe distribuirse entre las líneas de pecho, de proa y de popa según la disposición del amarre. Si se despliegan ocho líneas y cada una tiene una carga de trabajo de 50 toneladas (lo que representa el 55 por ciento de un MBL de 91 toneladas), el sistema teóricamente proporciona 400 toneladas de capacidad de retención, dejando un margen de seguridad adecuado incluso teniendo en cuenta la distribución desigual de la carga entre líneas.
Confundir la carga de trabajo segura (SWL) con la carga mínima de rotura (MBL) es uno de los errores más comunes en la planificación del amarre. La SWL se calcula aplicando al MBL un factor de diseño, comúnmente entre 1,8 y 2,2 dependiendo del material y la condición del cable. Un cable con un MBL de 100 toneladas y un factor de diseño de 2,0 tiene un SWL de 50 toneladas, lo que significa que el cable nunca debe cargarse rutinariamente más allá de esta cifra, aunque no fallaría inmediatamente con 60 o 70 toneladas.
| Material de la cuerda | Factor de diseño (cuerda nueva) | Factor de diseño (cuerda desgastada) |
|---|---|---|
| Poliéster | 2.0 | 2,5 a 3,0 |
| nailon | 1.8 | 2,2 a 2,8 |
| HMPE | 2.2 | 2,6 a 3,2 |
| polipropileno | 2.0 | 2,5 a 3,0 |
La forma en que se construye una cuerda, no sólo su diámetro bruto, afecta dramáticamente cómo sus medidas físicas se traducen en el desempeño en el mundo real. Las construcciones de tres hilos, doble trenza y trenza de 12 hilos se comportan de manera diferente bajo carga y durante la medición, y elegir la construcción incorrecta para una aplicación determinada puede significar que una cuerda del tamaño correcto aún tenga un rendimiento inferior.
La cuerda de tres hilos sigue siendo común para embarcaciones más pequeñas y amarres de uso general porque es económica y fácil de empalmar. Sin embargo, el cable de tres hilos tiende a desarrollar torsión bajo carga, lo que hace que se retuerza y, a veces, se doble (forme bucles no deseados) cuando se manipula con cabrestantes. Una cuerda de poliéster de tres hilos de 48 mm suele tener un MBL de alrededor de 24 toneladas, notablemente más bajo que una cuerda de doble trenzado del mismo diámetro.
Las cuerdas de doble trenzado constan de un núcleo trenzado dentro de una cubierta trenzada, lo que distribuye la carga entre ambos componentes y resiste el par mucho mejor que los de tres hilos. Un cable de poliéster de doble trenzado de 48 mm puede alcanzar un MBL de aproximadamente 32 a 35 toneladas, aproximadamente un 35 por ciento más que su contraparte de tres hilos con el mismo diámetro, lo que hace que el doble trenzado sea la opción preferida para embarcaciones comerciales más grandes donde el espacio en cubierta para el almacenamiento de cables es limitado.
Las construcciones trenzadas, que a menudo se utilizan con fibras HMPE, ofrecen la relación resistencia-diámetro más alta de cualquier tipo de cuerda de amarre común. Un cable HMPE de 48 mm y 12 hilos puede alcanzar un MBL superior a 60 toneladas, más del doble que un cable equivalente de poliéster de tres hilos, aunque el mayor costo por metro significa que estos cables generalmente se reservan para embarcaciones de alto valor o situaciones en las que se debe minimizar el peso de manipulación en cubierta.
Las mediciones de las cuerdas de amarre no son un ejercicio único que se realiza únicamente en el momento de la compra. La medición continua de la reducción del diámetro, la abrasión de la superficie y el alargamiento bajo carga estándar son partes esenciales de un programa de retiro de cables, ya que el MBL efectivo de un cable se degrada constantemente con el uso.
Una reducción en el diámetro del cable del 10 por ciento desde una condición nueva generalmente corresponde a una pérdida de resistencia de aproximadamente el 15 al 20 por ciento, mientras que una reducción del diámetro del 20 por ciento a menudo indica una pérdida de resistencia cercana al 40 por ciento. Muchos operadores portuarios adoptan una regla de trabajo según la cual cualquier cable de amarre que muestre una reducción de diámetro superior al 10 por ciento en más del 10 por ciento de su longitud debe programarse para ser reemplazado dentro del siguiente ciclo de mantenimiento.
El empalme del ojo al final de una cuerda de amarre es un punto de medición crítico que con frecuencia se pasa por alto. Un empalme de ojo cónico correctamente debe medir entre 1,5 y 2 veces el diámetro de la cuerda en circunferencia para la abertura del ojo, y la longitud del empalme (la sección donde la cuerda se dobla hacia atrás y se dobla) debe ser aproximadamente de 25 a 30 veces el diámetro de la cuerda.
Un empalme de ojo que es demasiado corto no logra distribuir la carga gradualmente a lo largo de suficiente longitud de fibra, creando un punto de concentración de tensión que puede reducir la resistencia a la rotura efectiva de la cuerda en ese punto en un 15 por ciento o más en comparación con el MBL nominal de la sección recta. Para una cuerda de 72 mm, esto significa que el empalme debe extenderse aproximadamente de 1,8 a 2,2 metros desde el ojo hasta donde la cola está enterrada en el cuerpo de la cuerda, con una conicidad que reduce gradualmente la cantidad de hilos metidos hacia el final.
Las fundas protectoras o las cubiertas de cuero colocadas sobre el empalme del ojo deben extenderse al menos 300 mm más allá de cada extremo del empalme, proporcionando una zona amortiguadora de protección contra la abrasión de la superficie del bolardo o del pasacables. El diámetro del manguito debe coincidir con el diámetro del cable dentro de una tolerancia de más 5 mm para evitar que se amontonen, lo que puede crear patrones de desgaste desiguales.
La temperatura, la exposición a los rayos UV y la contaminación química en un puerto o terminal determinado pueden influir significativamente en qué material de cable y qué medidas son apropiadas, incluso cuando los cálculos de carga subyacentes siguen siendo los mismos.
Las cuerdas de nailon y poliéster generalmente funcionan bien en un rango de temperatura de -20 a +60 grados Celsius, pero las cuerdas de HMPE comienzan a experimentar fluencia (alargamiento permanente bajo carga sostenida) a temperaturas superiores a 70 grados Celsius, lo que puede ocurrir en líneas de amarre de color oscuro dejadas bajo el sol tropical directo sobre una plataforma de acero. Para terminales en regiones con temperaturas ambiente sostenidas superiores a 35 grados Celsius, seleccionar un cable HMPE de color más claro o especificar un núcleo de poliéster puede reducir los cambios de longitud relacionados con la fluencia durante la vida útil del cable.
Las cuerdas de polipropileno son particularmente susceptibles a la degradación por rayos UV, perdiendo hasta el 50 por ciento de su resistencia después de dos años de exposición continua al aire libre en climas tropicales, aunque el diámetro de la cuerda pueda parecer visualmente sin cambios. Esto hace que el polipropileno sea una mala opción para aplicaciones de amarre permanente a pesar de su menor costo inicial, y los operadores que dependen únicamente de la inspección visual del diámetro pueden no detectar esta pérdida de resistencia interna hasta que ocurre una falla.
Al realizar un pedido de cuerdas de amarre, proporcionar especificaciones de medición completas y precisas al fabricante evita retrasos costosos y entregas no coincidentes. La siguiente tabla resume las especificaciones clave que deben acompañar a cada pedido de cables de amarre.
| Especificación | Rango o formato típico |
|---|---|
| Diámetro nominal | 40 mm a 120 mm, en incrementos de 4 mm |
| Longitud total | 160 ma 240 m, más o menos 1 por ciento |
| Tipo de construcción | De tres hilos, doble trenza o trenzado |
| Material de fibra | Poliéster, nylon, HMPE, or polypropylene |
| Configuración de empalme de ojo | Ojo blando, ojo duro con dedal o ambos extremos empalmados |
| Protección contra rozaduras | Longitud de la manga, material y posición desde el ojo. |
| Codificación de colores | Para identificar la función de línea en cubierta |
Tomarse el tiempo para verificar cada una de estas medidas con el plan de amarre del barco antes de realizar un pedido reduce la probabilidad de recibir un cable que requiera volver a empalmarlo o enrollarlo nuevamente una vez que llega al barco, y garantiza que el sistema de amarre funcione según lo diseñado durante la vida útil esperada del cable de tres a cinco años en condiciones operativas comerciales típicas.
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