ES2349538T3 - Aparato y procedimiento para reducir el movimiento de una embarcación. - Google Patents

Aparato y procedimiento para reducir el movimiento de una embarcación. Download PDF

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ES2349538T3
ES2349538T3 ES04768800T ES04768800T ES2349538T3 ES 2349538 T3 ES2349538 T3 ES 2349538T3 ES 04768800 T ES04768800 T ES 04768800T ES 04768800 T ES04768800 T ES 04768800T ES 2349538 T3 ES2349538 T3 ES 2349538T3
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Vincent George Mccarthy
Christopher John Dunlop
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Saipem Ltd
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude

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Abstract

Una embarcación (2) que comprende un primer conjunto estabilizador y un segundo conjunto estabilizador, y cada conjunto estabilizador comprende: al menos un cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco (14) que comprende al menos un depósito de lastre; y medios de suspensión (16) para suspender el cuerpo o cada uno de los cuerpos por debajo de la embarcación, de manera que dicho cuerpo o cada uno de los cuerpos esté sumergido por debajo de la línea de flotación de la embarcación; y el primer y el segundo conjunto estabilizador están suspendidos de lados sustancialmente opuestos de la embarcación (2), en el que los medios de suspensión del primer conjunto estabilizador están conectados con los medios de suspensión del segundo conjunto estabilizador.

Description

La presente invención se refiere a un aparato y un procedimiento para reducir el movimiento de una embarcación. En particular, pero no exclusivamente, la invención se refiere a un aparato y un procedimiento para reducir el balanceo de una embarcación de gran tamaño.
Se sabe que los barcos, barcazas y otras plataformas flotantes experimentan en el mar movimientos de balanceo, cabeceo y arfada y que tales movimientos resultan indeseables en muchos campos. Por ejemplo, dichos movimientos pueden resultar particularmente indeseables durante la carga y descarga de la embarcación. Este es precisamente el caso de las embarcaciones empleadas en las industrias de explotación marina de petróleo y gas. En estas aplicaciones, es habitual realizar operaciones de carga y descarga con una estructura fija, por ejemplo, una plataforma sostenida sobre un artefacto flotante rígido situado en el fondo marino, u otra embarcación.
Además, en el campo de la explotación marina de gas y petróleo, las embarcaciones pueden llegar a ser extraordinariamente grandes, de manera que, aunque el movimiento de la embarcación no sea muy grande si se expresa en grados de inclinación, el movimiento en la altura de cubierta es considerable, lo que crea dificultades incluso en condiciones de relativa calma.
Se conocen muchos sistemas que tratan de reducir el movimiento de balanceo y/o cabeceo de las embarcaciones. Existen algunos sistemas que se han diseñado para embarcaciones relativamente pequeñas. Por ejemplo, el documento GB 2219973 describe una embarcación en cuyo casco existe un conducto que permite el paso del agua a su través. A medida que el conducto se llena y se vacía, se incrementa el periodo natural del movimiento de cabeceo/balanceo y se reduce la repuesta al movimiento de la embarcación. En una mejora de esta configuración, dicho depósito puede estar conectado a una bomba, de manera que se pueda controlar, al menos en parte, el llenado y el vaciado del depósito. Sin embargo, estos sistemas están integrados en la propia embarcación y resultan costosos y difíciles de instalar y no se pueden trasladar fácilmente de una embarcación a otra.
En el documento US 5787832 se describe otro sistema que pretende reducir la inestabilidad de una embarcación más grande. En dicho sistema hay unos conjuntos estabilizadores fijados al casco de la embarcación. Cada conjunto incluye un botalón y un brazo flotante que posee un flotador fijado a un extremo. Los flotadores están en contacto con la superficie del agua en todo momento y el sistema funciona aumentando la anchura efectiva de la embarcación con el fin de aumentar el periodo natural de su movimiento de balanceo/cabeceo. Cada conjunto estabilizador se debe fijar a la embarcación a través de una sujeción muy resistente que debe soportar cargas muy elevadas. En el documento US 3407766 se describe otro sistema que intenta reducir la inestabilidad de una embarcación más grande proporcionando un cuerpo estabilizador por debajo de la embarcación y conectándolo mediante puntales rígidos tales como vigas con forma de I hechas de acero capaces de transmitir un momento de fuerza de nuevo hacia la embarcación. Las configuraciones de este tipo presentan un inconveniente importante: la considerable resistencia que han de tener los puntales para transmitir el momento de fuerza desde el cuerpo estabilizador a la embarcación.
En el documento NL 1020053, se describe una embarcación que incluye un aparato estabilizador configurado para estabilizar la embarcación mientras se hunde hasta el fondo marino. Dos depósitos de flotación están conectados con una parte central del fondo de la embarcación. Cuando la embarcación se hunde, los depósitos se inundan de forma que cuelgan por debajo de la embarcación y reducen los movimientos no deseados a medida que la embarcación se hunde.
La presente invención tiene por objeto proporcionar un aparato y un procedimiento que eviten o atenúen los problemas de los sistemas estabilizadores conocidos y descritos anteriormente.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona una embarcación que comprende un primer conjunto estabilizador y un segundo conjunto estabilizador, y cada conjunto estabilizador comprende:
al menos un cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco, que comprende
al menos un depósito de lastre; y
medios de suspensión para suspender el cuerpo o cada uno de los cuerpos por
debajo de la embarcación, de manera que dicho cuerpo o cada uno de los cuerpos
esté sumergido por debajo de la línea de flotación de la embarcación, con el primer y
el segundo conjunto estabilizador suspendidos de unos lados sustancialmente
opuestos de la embarcación, en los que los medios de suspensión del primer conjun
to estabilizador están conectados con los medios de suspensión del segundo conjun
to estabilizador.
Dichos conjuntos estabilizadores se pueden instalar en el puerto o en el mar y se pueden adaptar para usarlos con cualquier embarcación adecuada. Debido a que están al menos parcialmente huecos, pueden ser relativamente grandes para una masa dada y se puede conseguir de forma relativamente sencilla que los conjuntos queden suspendidos de la embarcación. Cada conjunto estabilizador está dispuesto para aplicar, a través de los medios de suspensión, una fuerza dirigida hacia abajo sobre el lado de la embarcación del que está suspendido, cuando ese lado de la embarcación se mueve hacia arriba.
Por lo general, hay un conjunto estabilizador suspendido del lado de babor de la embarcación y otro conjunto estabilizador suspendido del lado de estribor de la embarcación. Esto reduce el balanceo de la embarcación. No obstante, la invención se puede aplicar a cualquier tipo de embarcación, algunas de las cuales pueden carecer de lados de babor y estribor claramente definidos (o de popa y proa). No obstante, se entenderá que cuando se hace referencia a lados de la embarcación en la presente descripción, se trata de aquellas partes de la embarcación que se elevan y descienden cuando la embarcación experimenta un movimiento de balanceo. La expresión no hace referencia necesariamente a las bandas de babor y estribor de la embarcación.
A menudo, el primer conjunto estabilizador comprenderá un único cuerpo sumergible, pero puede comprender:
un primer cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco y un segundo cuer
po sumergible y al menos parcialmente hueco;
primeros medios de suspensión para suspender el primer cuerpo de la embarca
ción; y
segundos medios de suspensión para suspender el segundo cuerpo del primer
cuerpo.
Asimismo, el segundo conjunto estabilizador comprenderá a menudo un único cuerpo sumergible, pero puede comprender:
un primer cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco y un segundo cuer
po sumergible y al menos parcialmente hueco;
primeros medios de suspensión para suspender el primer cuerpo de la embarca
ción; y
segundos medios de suspensión para suspender el segundo cuerpo del primer
cuerpo.
La embarcación también puede comprender un tercer conjunto estabilizador, y el tercer conjunto estabilizador comprende:
al menos un cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco; y
medios de suspensión para suspender de la embarcación el cuerpo o cada uno
de los cuerpos.
En una forma de realización, el primer conjunto estabilizador está suspendido cerca
de la proa de la embarcación en un lado, el tercer conjunto estabilizador está suspendido cerca de la popa de la embarcación en dicho lado y el segundo conjunto estabilizador está suspendido en el centro del buque, al otro lado de la embarcación.
Las formas de realización anteriores que usan tres conjuntos estabilizadores se conocen como disposiciones asimétricas.
Al igual que el primer y segundo conjunto estabilizador, el tercer conjunto estabilizador puede comprender:
un primer cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco y un segundo cuer
po sumergible y al menos parcialmente hueco;
primeros medios de suspensión para suspender el primer cuerpo de la embarca
ción; y
segundos medios de suspensión para suspender el segundo cuerpo del primer
cuerpo.
La embarcación también puede comprender un cuarto conjunto estabilizador, y el cuarto conjunto estabilizador comprende:
al menos un cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco; y
medios de suspensión para suspender de la embarcación el cuerpo o cada uno
de los cuerpos.
El cuarto conjunto estabilizador puede estar suspendido del lado de babor o estribor de la embarcación.
En una forma de realización, el primer conjunto estabilizador está suspendido cerca de la proa de la embarcación en un primer lado, el segundo conjunto estabilizador está suspendido cerca de la proa de la embarcación en el otro lado, el tercer conjunto estabilizador está suspendido cerca de la popa de la embarcación en dicho primer lado y el cuarto conjunto estabilizador está suspendido cerca de la popa de la embarcación, en el otro lado.
En otra forma de realización, el primer conjunto estabilizador está suspendido cerca de la proa de la embarcación en un lado, el segundo conjunto estabilizador está suspendido cerca de la popa de la embarcación en dicho lado y el tercer y el cuarto conjunto estabilizador están suspendidos en el centro del buque, en el otro lado de la embarcación.
Se entenderá que los conjuntos pueden estar dispuestos en un gran número de configuraciones distintas. Si los cuerpos sumergibles de los conjuntos tienen todos sustancial-mente el mismo tamaño, puede resultar ventajoso disponer el mismo número de cuerpos a cada lado de la embarcación.
La reducción del movimiento de la embarcación depende de que los medios de suspensión puedan aplicar cargas dirigidas hacia abajo resistiendo el movimiento hacia arriba, y los medios de suspensión son ventajosamente capaces de soportar altas cargas de tensión. Aunque los medios de suspensión pueden ser capaces de soportar también altas cargas de compresión, esta característica no es necesaria y puede resultar más económico y sencillo no proporcionarla. De este modo, los medios de suspensión pueden ser capaces de soportar cargas de tensión más de cien veces mayores que las cargas que soportan en compresión. Los medios de suspensión pueden comprender elementos flexibles alargados, por ejemplo, cadenas, cuerdas o cables. El cuerpo o cada uno de los cuerpos está unido preferentemente a los medios de suspensión en una pluralidad de lugares; por ejemplo, un cuerpo alargado puede estar unido a un elemento flexible alargado respectivo en la zona de cada uno de los extremos opuestos del cuerpo.
Cada cuerpo es preferentemente grande y, también preferentemente, alargado. De este modo, en el caso de que cada cuerpo sea alargado, su sección transversal puede tener un área mayor de 4 m2 y, preferentemente, mayor de 10 m2. Cada cuerpo puede comprender uno o más espacios cerrados o que se pueden cerrar, que poseen un volumen combinado de más de 50 m3 y, preferentemente, más de 300 m3. El espacio o espacios cerrados están preferentemente sellados o se pueden sellar, pero, como otra posibilidad, pueden permitir cierta transferencia de fluido hacia o desde el espacio o espacios. En el caso de que el cuerpo sea alargado, estará suspendido con el eje longitudinal del cuerpo en posición sustancialmente horizontal.
Cada cuerpo comprende al menos un depósito de lastre. Preferentemente, cada cuerpo comprende una pluralidad de depósitos de lastre, y cada uno de ellos se puede lastrar por separado. Si los cuerpos son lastrables, los cuerpos se pueden lastrar adecuadamente, de manera que se pueda controlar el balanceo dependiendo de la fuerza y el periodo de las olas. De este modo, la cantidad de amortiguación del movimiento de balanceo se puede ajustar según las condiciones. Además, si es necesario cargar o descargar la embarcación desde o en otra embarcación, la cantidad de amortiguación se puede ajustar para poner la embarcación en línea con la otra embarcación, de manera que se facilite la carga y descarga.
Preferentemente, cada conjunto estabilizador comprende también al menos una aleta que sobresale del cuerpo o de cada uno de los cuerpos. Las aletas aumentan la resistencia al avance en los cuerpos cuando se desplazan a través del agua.
El tamaño y la forma de las aletas son variables. Por ejemplo, las aletas pueden ser rectas o curvas. En una forma de realización, al menos una aleta puede pivotar con respecto al cuerpo o a cada uno de los cuerpos para limitar el movimiento del cuerpo en una dirección (hacia arriba a través del agua) más que en otra dirección (hacia abajo). Esto resulta útil, ya que a menudo se requiere que haya más resistencia al avance de los cuerpos cuando se mueven verticalmente hacia arriba que cuando se mueven verticalmente hacia abajo y se pueden pivotar las aletas de forma correspondiente. Como otra posibilidad, las aletas pueden tener una forma tal que haya más resistencia al avance en una dirección que en la otra dirección.
Preferentemente, cada cuerpo tiene forma sustancialmente cilíndrica y/o prismática. En una forma de realización, el cuerpo tiene forma de tubo.
El cuerpo puede tener una sección transversal redondeada y preferentemente circular. Como otra posibilidad, el cuerpo puede tener una sección transversal rectangular, por ejemplo una sección transversal cuadrada. Como otra posibilidad, el cuerpo puede tener una sección transversal triangular.
En una forma de realización, uno o ambos extremos del cuerpo son sustancialmente cónicos. Esto supone una ventaja, ya que facilita el transporte. Por ejemplo, los cuerpos se pueden fijar a la embarcación para remolcarlos por debajo de la línea de flotación hasta el lugar que se desee, momento en el cual se pueden fijar a la embarcación en los puntos apropiados. Al disponer de extremos cónicos, se facilita el remolcado. Como otra posibilidad, los cuerpos pueden tener extremos hemisféricos o redondeados o de cualquier otra forma que facilite el remolcado.
Es necesario tener en cuenta al traslado de cargas desde los medios de suspensión hasta la estructura de la embarcación. Por consiguiente, se proporciona preferentemente una estructura de traslado de carga conectada entre la estructura de la embarcación y los medios de suspensión para trasladar cargas desde los medios de suspensión hasta la estructura de la embarcación. En una forma de realización preferida de la invención, la estructura de traslado de cargas se proporciona mediante uno o más asientos para fijar a la embarcación, para sostener los medios de suspensión. Los asientos se pueden fijar en el borde de la cubierta de la embarcación en el lado de babor o de estribor. Los asientos se pueden fijar cuando la embarcación se encuentra en el puerto o cuando la embarcación se encuentra en el mar. Los asientos se extienden a todo lo ancho de la embarcación, de manera que los cuerpos quedan suspendidos de puntos que están ligeramente más alejados que el ancho de la propia embarcación.
En la forma de realización preferida de la invención, solamente se trasladan cargas verticales desde los medios de suspensión y, por lo tanto, se prefiere que solo haya cargas verticales dispuestas para trasladarlas desde los medios de suspensión a la embarcación. Esto puede ser consecuencia de la naturaleza de los medios de suspensión (por ejemplo, si los medios de suspensión consisten en un elemento flexible alargado), o de la naturaleza de una unión.
Los medios de suspensión del primer conjunto estabilizador están conectados a los
medios de suspensión del segundo conjunto estabilizador. Esta conexión es preferentemente una conexión estructural realizada de forma directa o indirecta. Si se realiza de forma indirecta, se realiza preferentemente a través de otra estructura distinta a la estructura de la embarcación.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, existe un aparato para reducir el movimiento de las embarcaciones, que comprende un primer conjunto estabilizador y un segundo conjunto estabilizador, y cada conjunto estabilizador comprende:
al menos un cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco, que incluye al
menos un depósito de lastre; y
unos medios de suspensión para suspender de la embarcación el cuerpo o cada
uno de los cuerpos,
el primer y el segundo conjunto estabilizador resultan adecuados para situarlos
en partes de la embarcación sustancialmente opuestas, en las que los medios de
suspensión del primer conjunto estabilizador están conectados con los medios de
suspensión del segundo conjunto estabilizador.
Cada cuerpo comprende al menos un depósito de lastre. Preferentemente, cada cuerpo comprende una pluralidad de depósitos de lastre y cada uno de ellos se puede lastrar por separado.
Preferentemente, cada conjunto estabilizador comprende además al menos una aleta que sobresale de cada cuerpo. Aún más preferentemente, la al menos una aleta puede pivotar con respecto a cada cuerpo para limitar el movimiento del cuerpo en una dirección más que en otra dirección.
Ventajosamente, cada cuerpo tiene una forma sustancialmente cilíndrica o prismática. En una forma de realización, el cuerpo posee una sección transversal redondeada y preferentemente circular. En otra forma de realización, el cuerpo posee una sección transversal rectangular, por ejemplo, una sección transversal cuadrada. En otra forma de realización, el cuerpo posee una sección transversal triangular.
Uno o ambos extremos del cuerpo pueden ser sustancialmente cónicos, hemisféricos
o redondeados. Esto facilita el transporte a remolque.
El aparato también puede comprender unos asientos para fijarlos a la embarcación, para sostener los medios de suspensión. Los asientos se pueden fijar al borde de la cubierta de la embarcación en el lado de babor o de estribor. Los asientos se pueden fijar cuando la embarcación se encuentra en el puerto o cuando la embarcación se encuentra en el mar. Los asientos se extienden a todo lo ancho de la embarcación, de manera que los cuerpos quedan suspendidos de puntos que están ligeramente más separados que el ancho de la
propia embarcación. Así se estabiliza aún más la embarcación.
Los medios de suspensión del primer conjunto estabilizador están conectados a los medios de suspensión del segundo conjunto estabilizador. Dicha conexión es preferentemente una conexión estructural realizada de forma directa o indirecta. Si se realiza de forma indirecta, se realiza preferentemente a través de otra estructura distinta a la estructura de la embarcación.
Se entenderá que, en la anterior descripción, cuando se describe una característica relativa a un aspecto de la invención, también se puede emplear, si fuera necesario, en relación con otro aspecto de la invención. Así, por ejemplo, el procedimiento del cuarto aspecto de la invención se puede emplear con una embarcación de cualquiera de las formas definidas de acuerdo con el primer aspecto de la invención
Ahora se describirá una forma de realización de la invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la fig. 1
es una vista en planta de una embarcación que incluye un aparato estabilizador
de acuerdo con la invención;
la fig. 2
es una vista en alzado lateral de la embarcación de la figura 1;
la fig. 3
es una vista en alzado frontal de la embarcación de las figuras 1 y 2;
la fig. 4
es una vista en planta de una embarcación que posee una primera disposición
estabilizadora alternativa;
la fig. 5
es una vista en alzado lateral de la embarcación de la figura 4;
la fig. 6
es una vista en planta de una embarcación que posee una segunda disposición
estabilizadora alternativa;
la fig. 7
es una vista en alzado lateral de la embarcación de la figura 6;
la fig. 8
es una vista en planta de un tubo estabilizador;
la fig. 9
es una vista en alzado lateral del tubo de la figura 8;
la fig. 10
es una vista en sección transversal de un tubo estabilizador que posee una
construcción alternativa;
la fig. 11
es una vista en sección transversal de un tubo estabilizador que posee una
segunda construcción alternativa;
la fig. 12
es una vista en sección transversal de un tubo estabilizador que posee una
tercera construcción alternativa; y
la fig. 13
es un diagrama que muestra el efecto de la disposición estabilizadora sobre el
grado y el periodo del movimiento de balanceo.
Las figuras 1, 2 y 3 muestran una embarcación 2 que posee una popa 4, una proa 6,
un lado de babor 8, un lado de estribor 10 y una cubierta 12. Hay cuatro tubos 14 suspendi
dos la embarcación, dos tubos cerca del lado de babor 8 y dos tubos cerca del lado de estribor 10. Un tubo del lado de babor 14a está situado cerca de la proa de la embarcación. Un tubo del lado de babor 14b está situado cerca de la popa de la embarcación. Un tubo del lado de estribor 14c está situado cerca de la proa de la embarcación. Un tubo del lado de estribor 14d está situado cerca de la popa de la embarcación. Cada tubo 14 está suspendido de la embarcación por dos cadenas 16. Las cadenas 16 de los tubos opuestos 14a, 14c y 14b, 14d se unen cerca del centro de la cubierta 12. Según se muestra en los dibujos, los tubos están dispuestos con sus ejes longitudinales en posición horizontal.
Unos asientos 18 situados en el borde entre la cubierta 12 y el lado de babor 8 y la cubierta 12 y el lado de estribor 10 sostienen las cadenas 16. Esto garantiza que las cadenas 16 permanezcan alejadas de los lados de la embarcación, incluso cuando la embarcación experimenta una determinada cantidad de balanceo.
Cada tubo 14 es sustancialmente cilíndrico. Cada tubo incluye varios depósitos de lastre (que no se muestran) que se pueden lastrar y deslastrar por separado, permitiendo así controlar la masa de los tubos 14 en el agua. Cada tubo 14 también incluye dos aletas horizontales 22. Las aletas horizontales 22 obstaculizan el movimiento de los tubos 14 a alta velocidad en dirección vertical.
A medida que la embarcación se balancea, el lado de babor 8 y el lado de estribor 10 se elevan y descienden de forma alterna. Cuando se eleva el lado de babor 8, los tubos del lado de babor 14a y 14b son forzados a moverse hacia arriba y la masa de los tubos y las aletas salientes obstaculizan este movimiento hacia arriba. Más particularmente, la necesaria aceleración hacia arriba de los tubos está limitada por la inercia de los tubos, mientras que los tubos y las aletas también son resistentes a desplazarse a través del agua a gran velocidad. Asimismo, cuando se eleva el lado de estribor 10, los tubos del lado de estribor 14c y 14d son forzados a moverse hacia arriba y la masa de los tubos y las aletas salientes obstaculiza ese movimiento hacia arriba. De este modo, se reduce el movimiento de balanceo de la embarcación 2; se reduce el grado de balanceo y se incrementa el periodo del movimiento, es decir, se reduce la frecuencia.
Los tubos, cadenas y asientos se pueden fijar a la embarcación en el puerto o en el mar.
El diámetro y la longitud de cada tubo pueden variar para adaptarse a la aplicación. El material usado para construir el tubo puede variar y esto dependerá de la masa deseada de cada tubo. La masa de cada tubo afecta a la aceleración de los tubos a través del agua. El número de depósitos de lastre en cada tubo es variable y los tubos están diseñados para poder lastrarlos en la cubierta, de manera que los tubos se puedan remolcar en el agua fácilmente para facilitar el transporte. La sección transversal de los tubos también puede variar (véanse las figuras 10 a 12). Los tubos pueden tener extremos cónicos con el fin de facilitar el transporte. La longitud de las cadenas también es variable. El tamaño y la forma de las aletas puede variar y las aletas pueden pivotar con respecto al tubo de manera que, cuando los tubos se mueven verticalmente hacia arriba, las aletas sobresalen horizontalmente para obstaculizar el movimiento hacia arriba, pero cuando el tubo se mueve verticalmente hacia abajo, las aletas pivotan hacia dentro para no obstaculizar el movimiento hacia abajo. El tamaño y la forma de las aletas afectan a la velocidad de los tubos a través del agua.
En una forma de realización, los tubos tienen una longitud de 40 m, con extremos cónicos, y 5 m de diámetro. Cada tubo pesa 200 toneladas y comprende diez depósitos de lastre distintos. Cada tubo posee dos aletas salientes de 75 cm, que se extienden a lo largo de todo el tubo y los conos. Los tubos pueden estar suspendidos 25 m por debajo de la línea de flotación.
Las figuras 4 y 5 muestran una disposición alternativa para los tubos de la embarcación. Esta se conoce como disposición asimétrica. En este caso, hay dos tubos 14 suspendidos cerca del lado de babor 8 y un tubo suspendido cerca del lado de estribor 10. Un tubo del lado de babor 14a está situado cerca de la proa de la embarcación y un tubo del lado de estribor 14b está situado cerca de la popa de la embarcación. El tubo del lado de estribor 14c está situado en el centro del buque. Por supuesto, como otra posibilidad, podría haber dos tubos en el lado de estribor y solamente un tubo en el lado de babor.
Las figuras 6 y 7 muestran otra disposición alternativa para los tubos de la embarcación. Esta se conoce como disposición en escalera. En este caso, hay dos tubos 14 suspendidos cerca del lado de babor 8 y dos tubos suspendidos cerca del lado de estribor 10. Hay un tubo del lado de babor 14a situado cerca de la proa de la embarcación y un tubo del lado de babor 14b situado cerca de la popa de la embarcación. Ambos tubos del lado de estribor están situados en el centro del buque y el segundo tubo del lado de estribor 14d está suspendido por debajo del primer tubo del lado de estribor 14c. Por supuesto, como otra posibilidad, podría haber dos tubos en el centro del buque en el lado de babor, un tubo del lado de estribor a proa y un tubo del lado de estribor a popa.
También se contemplan otras disposiciones posibles, que no se ilustran explícitamente, por ejemplo, una disposición en doble escalera con dos tubos en el centro del buque al lado de babor y dos tubos en el centro del buque al lado de estribor.
Las figuras 8 y 9 muestran los tubos 14 más detalladamente. Cada tubo 14 posee dos aletas horizontales 22 que sobresalen del tubo 14. Cada tubo 14 también posee unos puntos de elevación 24 que se muestran esquemáticamente en las figuras 8 y 9. En el tubo 14 que se muestra en la figura 9, hay cuatro puntos de elevación 24, dos en el lado superior del tubo y dos en el lado inferior. Los dos puntos de elevación 24 del lado superior permiten fijar las cadenas 16 para suspender los tubos de la embarcación. Los dos puntos de elevación 24 del lado inferior solo resultan útiles cuando se usa el tubo en la disposición en escalera que se muestra en las figuras 6 y 7. No obstante, en muchos casos, resulta ventajoso que todos los tubos posean cuatro puntos de elevación 24, de manera que la construcción de cada tubo sea la misma y que se pueda usar cualquier tubo en cualquier aplicación.
Las figuras 10 y 11 muestran un tubo 14 que posee una sección transversal cuadrada. Dicha sección transversal aporta al tubo una mayor resistencia al avance a través del agua. En la figura 10, las aletas horizontales sobresalen desde el lado de los tubos cuadrados. En la figura 11, las aletas horizontales sobresalen de la base de los tubos cuadrados.
La figura 12 muestra un tubo 14 que posee una sección transversal triangular. Dicha sección transversal aporta al tubo una mayor resistencia al avance cuando se mueve verticalmente hacia arriba pero una resistencia al avance reducida cuando se mueve verticalmente hacia abajo. A medida que la embarcación se balancea, el lado de babor y el lado de estribor se elevan y descienden de forma alterna. Cuando el lado de babor desciende, los tubos del lado de babor son forzados a moverse hacia abajo a través del agua. Por lo tanto, resulta ventajoso que haya la menor resistencia al avance posible en la dirección descendente. Y a la inversa, cuando el lado de babor se eleva, los tubos del lado de babor son forzados a resistir el movimiento hacia arriba a través del agua. Por lo tanto, resulta ventajoso que haya la mayor resistencia al avance posible en la dirección ascendente.
También se pueden contemplar otras formas de la sección transversal y estas formas tendrán diferentes efectos sobre la velocidad y aceleración de los tubos en el agua cuando la embarcación se balancea.
Resulta particularmente ventajoso que el tamaño y la forma de los tubos tenga en cuenta el uso de los tubos en otras aplicaciones. Además, se debe considerar el almacenamiento de los tubos. Por ejemplo, en el campo de la explotación marina de petróleo y gas, los tubos se pueden almacenar horizontalmente sobre la cubierta de una estructura fija, en una embarcación o en tierra. Como otra posibilidad, los tubos se pueden almacenar en el mar cuando no se estén usando. Por ejemplo, se pueden almacenar horizontalmente sobre el fondo marino, preferentemente con una boya de aviso flotando en el mar por encima de ellos, o se puede girar un grupo de tubos hasta colocarlos en posición erecta, atarlos juntos y fondearlos en el mar en una disposición flotante con partes de los tubos sobresaliendo hacia arriba por encima de la superficie y partes sumergidas por debajo de la superficie.
Cuando se considera el efecto del aparato estabilizador sobre el movimiento de balanceo de la embarcación, existen dos factores que se deben tener en cuenta: la frecuencia del movimiento de balanceo y la amplitud del movimiento de balanceo. La frecuencia natural del balanceo depende de la masa del sistema, ya que, a medida que aumenta la masa de los tubos, el periodo natural del movimiento de balanceo de la embarcación se incrementa. La amplitud del balanceo depende de las fuerzas de amortiguación aplicadas al sistema y, a medida que aumenta la fuerza de amortiguación, la amplitud descenderá, es decir, la amplitud depende de la geometría de los tubos. De este modo, a medida que aumenta el diámetro de los tubos y el tamaño de las aletas, la amplitud del movimiento de balanceo de la embarcación disminuye.
En referencia a la figura 13, el efecto del aparato estabilizador se puede observar con total claridad. La figura 13 muestra la amplitud del balanceo como una función del periodo del movimiento del oleaje aplicado. El eje x muestra el periodo en segundos y el eje y el RAO del balanceo en º/m. El gráfico superior es el caso básico, es decir, la embarcación sin ningún aparato estabilizador. Se puede observar que el periodo natural de la embarcación está próximo a los 10 s. El gráfico del centro es un caso intermedio en el que la embarcación está provista de un aparato estabilizador en el que los tubos poseen un diámetro de 3 m y las aletas sobresalen 500 mm. Se puede observar que el periodo natural de la embarcación está próximo a los 11s. El gráfico inferior es otro caso en el que la embarcación está provista de un aparato estabilizador en el que los tubos poseen un diámetro de 5 m y las aletas sobresalen 500 mm. Se puede observar que el periodo natural de la embarcación está próximo a los 12 s.
De este modo, se puede observar claramente de la figura 13 que el efecto del aparato estabilizador consiste en reducir la amplitud del movimiento de balanceo de la embarcación (es decir, el pico de las cuervas disminuye) e incrementar el periodo del movimiento de balanceo de la embarcación (es decir, el pico de las curvas se mueve hacia la derecha en la dirección de x).
La descripción anterior está simplificada en cierta medida y, tal como se mencionó anteriormente, hay muchas otras variables que afectarán a la amplitud y el periodo del movimiento de balanceo, por ejemplo, la forma de la sección transversal de los tubos y el tamaño y la forma de las aletas.
Aunque se han descrito ciertas formas de realización específicas de la invención, se entenderá que hay muchas variaciones posibles. En particular, si los tubos 14 no se están usando para estabilizar una embarcación, se les puede dar muchos usos distintos. Por ejemplo, se puede hacer flotar un tubo con su eje longitudinal en posición horizontal y usarlo como boya de amarre. Otra posibilidad consiste en usarlo como depósito de flotación para transportar una estructura, y también se puede usar, tras lastrarlo adecuadamente, para elevar una estructura desde el fondo marino o para hacer descender una estructura hasta el fondo marino.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una embarcación (2) que comprende un primer conjunto estabilizador y un segundo conjunto estabilizador, y cada conjunto estabilizador comprende:
    al menos un cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco (14) que comprende al menos un depósito de lastre; y
    medios de suspensión (16) para suspender el cuerpo o cada uno de los cuerpos por debajo de la embarcación, de manera que dicho cuerpo o cada uno de los cuerpos esté sumergido por debajo de la línea de flotación de la embarcación;
    y el primer y el segundo conjunto estabilizador están suspendidos de lados sustancialmente opuestos de la embarcación (2), en el que los medios de suspensión del primer conjunto estabilizador están conectados con los medios de suspensión del segundo conjunto estabilizador.
  2. 2.
    Una embarcación (2) según la reivindicación 1, en la que el primer conjunto estabilizador comprende:
    un primer cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco y un segundo cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco; primeros medios de suspensión para suspender de la embarcación el primer cuerpo y segundos medios de suspensión para suspender el segundo cuerpo del primer cuerpo.
  3. 3.
    Una embarcación (2) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el segundo conjunto estabilizador comprende:
    un primer cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco (14) y un segundo cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco (14); primeros medios de suspensión para suspender de la embarcación el primer cuerpo y segundos medios de suspensión para suspender el segundo cuerpo del primer cuerpo.
  4. 4.
    Una embarcación (2) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la
    que los medios de suspensión (16) son capaces de soportar cargas de tensión más
    de 100 veces mayores que las cargas que son capaces de soportar en compresión.
  5. 5.
    Una embarcación según la reivindicación 4, en la que los medios de suspensión (16) comprenden unos elementos flexibles alargados.
  6. 6.
    Una embarcación (2) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que cada conjunto estabilizador comprende también al menos una aleta que sobresale del cuerpo o de cada uno de los cuerpos.
  7. 7.
    Una embarcación (2) según las reivindicación 6, en la que la al menos una aleta puede pivotar con respecto al cuerpo o a cada uno de los cuerpos para limitar el movimiento del cuerpo a través del agua hacia arriba más que hacia abajo.
  8. 8.
    Una embarcación (2) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende uno más asientos (18) para fijar a la embarcación, para sostener los medios de suspensión (16).
  9. 9.
    Una embarcación (2) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la embarcación comprende una cubierta y los medios de suspensión del primer conjunto estabilizador están conectados a los medios de suspensión del segundo conjunto estabilizador, cerca del centro de la cubierta.
  10. 10.
    Una embarcación (2) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que solo las cargas verticales están dispuestas para ser trasladadas desde los medios de suspensión (16) a la embarcación.
  11. 11.
    Un aparato para reducir el movimiento de una embarcación, que comprende un primer conjunto estabilizador y un segundo conjunto estabilizador, y cada conjunto estabilizador comprende:
    al menos un cuerpo sumergible y al menos parcialmente hueco (14) que incluye al menos un depósito de lastre; y
    medios de suspensión (16) para suspender de la embarcación el cuerpo o cada
    uno de los cuerpos, de manera que dicho cuerpo o cada uno de los cuerpos esté
    completamente sumergido por debajo de la línea de flotación de la embarcación;
    y el primer y el segundo conjunto estabilizador resultan adecuados para situarlos en partes sustancialmente opuestas de la embarcación, en el que los medios de suspensión del primer conjunto estabilizador están conectados con los medios de suspensión del segundo conjunto estabilizador.
  12. 12. un aparato según la reivindicación 11, en el que cada conjunto estabilizador com
    5 prende también al menos una aleta que sobresale del cuerpo o de cada uno de los cuerpos.
  13. 13. Un aparato según la reivindicación 12, en el que la al menos una aleta puede pivotar
    con respecto al cuerpo o a cada uno de los cuerpos para limitar el movimiento del 10 cuerpo a través del agua en una dirección más que en otra dirección.
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