ES2952084T3 - Planta portuaria para almacenamiento, carga y descarga de productos hidrocarbonados en el mar y procedimiento para ello - Google Patents
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Abstract
Esta publicación describe una planta portuaria (10) para almacenamiento, carga y descarga de productos de hidrocarburos en el mar, que comprende varias unidades (9) colocadas mutuamente en el fondo marino de modo que se forme una planta portuaria. Las unidades (9) están colocadas de forma independiente a una distancia determinada entre sí en dirección lateral y tienen una superficie frontal a lo largo de la cual se pretende amarrar una embarcación, formando paso(s) para partes de las olas, y estando configuradas para amortiguar una parte de las olas. las olas entrantes y al mismo tiempo permitir que otras partes de las olas y la corriente pasen a través de la planta del puerto. Las distancias laterales entre dos unidades vecinas (9) se rigen por la frecuencia de las ondas que se van a amortiguar y las frecuencias de las ondas que se permite pasar entre las unidades (9). La superficie frontal de una de las unidades (9) es desplazado con una distancia relativa a las superficies frontales de dos vecinas en una dirección transversal alejada de dichas ondas entrantes, y/o que las unidades estén configuradas de tal manera que el ancho del paso entre dos unidades vecinas aumente o disminuya en la dirección de la movimiento ondulatorio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
descripción
Planta portuaria para almacenamiento, carga y descarga de productos hidrocarbonados en el mar y procedimiento para ello
El campo técnico de la invención
La presente invención se refiere al transporte de petróleo y gas por mar, más específicamente un dispositivo como se especifica en el preámbulo de la reivindicación independiente 1 y un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 12.
Más detalladamente, la invención se refiere a la instalación y operación de una instalación portuaria para almacenamiento y carga o descarga de hidrocarburos, como el gas natural licuado, a distancia de la costa en aguas poco profundas, donde la alternativa es construir instalaciones de almacenamiento para gas natural licuado en la orilla o como instalación flotante amarrada.
En particular, la invención se refiere a una instalación portuaria para el almacenamiento, carga y descarga de productos hidrocarbonados en el mar con las características de la reivindicación 1, que comprende una serie de unidades que se colocan mutuamente en el lecho marino para formar una instalación portuaria. Las unidades están destinadas a colocarse de forma independiente, en una relación espaciada a una distancia D dada en dirección lateral y teniendo una superficie frontal a lo largo y contra la cual se pretende amarrar una embarcación. Además, las unidades forman un pasaje o pasajes para partes de las olas, y están configuradas para amortiguar una parte de las olas entrantes mientras permiten que otras partes de las olas y la corriente pasen a través la instalación portuaria, siendo las distancias laterales entre dos unidades vecinas gobernada por la frecuencia de las olas a amortiguar y las frecuencias de las olas que se permiten que pasen entre las unidades.
La invención se refiere también a un método para establecer una configuración de amarre para embarcaciones con las características de la reivindicación 12, utilizando la unidad o unidades de almacenamiento como base para el amarre, cumpliendo los requisitos internacionales establecidos en las convenciones internacionales, estando dicha instalación de amarre destinada a ser colocada en un sitio costero o en alta mar, estando el sistema de amarre dimensionado para resistir las fuerzas de amarre y todos los demás requisitos de las convenciones internacionales de amarre.
A continuación, la designación común del GNL (gas natural licuado) se utiliza para el gas natural que se enfría hasta un estado líquido. Es común enfriar el metano a aproximadamente -161 grados Celsius, pero la invención también es aplicable a otros tipos de productos derivados del petróleo, tales como gases enfriados como etano, metano, propano y butano. Además, la invención se puede utilizar para el almacenamiento, carga y descarga de petróleo y productos derivados del petróleo.
Antecedentes de la invención
Los sitios portuarios para GNL o grandes petroleros se consideran muy peligrosos. Por lo tanto, no es ventajoso ubicar los sitios en las cercanías de áreas pobladas. Al mismo tiempo, los mayores consumidores de GNL se encuentran en países densamente poblados. Por lo tanto, se ha sugerido una serie de soluciones para colocar instalaciones de almacenamiento de G n L en el mar.
Además, para transferir GNL, a menudo se utilizan brazos articulados o mangueras que están bien aisladas y son flexibles. De hecho, las mangueras son a menudo muy rígidas y muy inflexibles. Los brazos articulados se mueven normalmente en un solo plano y no toleran los movimientos laterales. Esto requiere que un buque de GNL debe amarrar adecuadamente en puertos protegidos tanto durante las operaciones de carga como de descarga, estando a sotavento.
Anteriormente se ha propuesto proporcionar sitios portuarios para la carga de GNL en el mar que floten o se coloquen en el fondo del océano. Los sitios flotantes tienen en común el problema de que la transferencia de GNL entre buque e instalación de almacenamiento se realiza entre dos cuerpos móviles flotantes. La dinámica impone grandes exigencias a los equipos y la seguridad si la carga se realiza en paralelo.
Una alternativa es transferir GNL entre la popa y la proa de los dos cuerpos flotantes, pero esto es considerablemente más difícil que las correspondientes operaciones de carga de petróleo de la técnica anterior, y el método impone grandes exigencias al equipo. Si además se permite que estos buques giren, la embarcación de almacenamiento de GNL debe estar equipada con un complejo sistema de giro submarino para GNL.
Para reducir los problemas asociados con la dinámica de los cuerpos flotantes durante las operaciones de carga, se ha propuesto instalar grandes estructuras rectangulares de acero u hormigón en el fondo marino, funcionando como puertos artificiales, donde se pretende que un muro continuo de acero u hormigón forme una protección para las olas entrantes. Las profundidades de agua típicas propuestas son de 8 a 30 metros. Este tipo de construcción de grandes dimensiones está pensada para ser construida lejos de zonas pobladas y al mismo tiempo funcionar como rompeolas para los embarcaciones de GNL durante las operaci d d
El problema se puede reducir moviendo la embarcación hacia el lado de sotavento de la construcción del puerto, pero Ios cálculos y los experimentos en el estanque han demostrado que la construcción del puerto que forma una barrera continua debe ser muy grande si se quiere obtener un efecto protector significativo cuando las olas y las marejadas vengan durante un período desde un ángulo particularmente desfavorable. Esto se debe al efecto bien conocido de que las olas del océano se curvarán alrededor de ambos lados de dicha construcción y surgirá un punto focal a cierta distancia detrás del lado de sotavento donde se encuentran las olas curvadas. En este punto focal, la altura de las olas en realidad puede ser más alta que las olas entrantes.
Una gran construcción portuaria colocada en el fondo del océano, que actúe como escudo contra las olas, será por lo tanto muy costosa. Se han sugerido diferentes formas para este tipo de sitios portuarios para GNL construidos en hormigón que protegerán a las embarcaciones de las olas durante las operaciones de carga. Una forma sugerida es, por ejemplo, formar la construcción como una herradura y dejar que las embarcaciones de GNL carguen/descarguen dentro de ella. Esto reducirá considerablemente las fuerzas dinámicas, pero el emplazamiento portuario será aún más costoso que un emplazamiento portuario en forma de rectángulo.
El documento NO 126927 describe un emplazamiento portuario que comprende una serie de unidades que están a flote o hundidas y construidas de otro modo para colocarlas en el lecho marino. Cada unidad consta de una base, una estructura portante y elementos móviles rompeolas que se pueden mover de acuerdo con las necesidades.
El documento US 3,958,426 describe un emplazamiento portuario que comprende una serie de unidades colocadas separadas en el lecho marino, de modo que se forma al menos una ubicación de amarre recta. Las unidades están provistas de defensas y dispositivos amortiguadores de olas.
La publicación propia de Ios solicitantes W02006/041312 divulga una instalación portuaria para el almacenamiento, carga y descarga de hidrocarburos tales como GNL en el mar, la cual divulga las características de Ios respectivos preámbulos de las reivindicaciones 1 y 12. El puerto consta de tres unidades construidas en acero u hormigón, colocadas en el fondo del mar. Las unidades se colocan en relación lateral en línea. El puerto está configurado para amortiguar las olas, y se pretende que la embarcación se encuentre en el lado de sotavento del amarre.
El documento US 2004/0011424 divulga una unidad para transferir un líquido entre un transportador y una instalación portuaria que consta de una serie de estructuras apiladas separadas como puntos fuertes en el sistema de amarre. En particular, esta publicación se refiere al sistema de transferencia de líquidos, consistiendo dicho sistema de transferencia de líquidos en uniones pivotantes y revestidas de tuberías rígidas. Debe apreciarse, sin embargo, que la publicación también indica un sistema de amarre. De acuerdo con la instalación portuaria o divulgada, la identificación de la embarcación estaba amarrada en el lado de barlovento de la instalación portuaria.
El documento FR 2252450 se refiere a un dispositivo flotante de amortiguamiento marino que sirve como rompeolas formado por una serie de plataformas trapezoidales de diferente tamaño, que al ensamblarse forman un conjunto aproximadamente trapezoidal con un extremo estrechado hacia la dirección de las olas entrantes.
El documento US 4,712,944 divulga una pluralidad de elementos inflables y flotantes configurados y conectados en cabos flojos adaptables para ceder ante condiciones de marea alta y tormenta y en Ios que Ios cabos están asegurados al elemento de anclaje. Posicionando el elemento flotante en la trayectoria de las olas del mar y mediante ajustes minuciosos de la flotabilidad, se logra maximizar la disipación de las olas.
El documento US 2,044,795 se refiere a un puerto oceánico para el aterrizaje de hidroaviones. El puerto consta de una serie de pilares o pontones, ubicados de forma inamovible y descansando sobre el lecho del océano donde Ios espacios entre Ios pilares están cerrados por un deflector o barrera móvil, conectado de forma flexible a Ios pilares. Entre pilares aislados se disponen una serie de avenidas o aperturas. Los pilares tienen una forma octogonal o una forma rectangular y cada una de las series de pilares interconectados están alineados, espaciados lateralmente.
Sin embargo, Ios cálculos y las pruebas en estanques han demostrado que un transportador de GNL puede, de hecho, estar expuesto a mayores movimientos si está amarrado en el lado de barlovento de este tipo de sitios portuarios rectangulares. Esta exposición se debe al oleaje y las olas que se reflejan en el muro del puerto y quedarán atrapados entre la embarcación de GNL y la construcción del puerto. En algunos casos, esto puede dar lugar a una forma de olas estacionarias entre el muro del puerto y la embarcación de GNL, algo que puede aumentar Ios movimientos de la embarcación.
Por lo tanto, existe la necesidad de una instalación portuaria que proporcione condiciones de amarre donde la embarcación se encuentre a sotavento y donde se elimine, o al menos se reduzca en gran medida, el movimiento de la embarcación debido a las condiciones del mar, proporcionando condiciones de amarre y carga tan seguras como sea posible. Además, existe la necesidad de amortiguar las olas y reducir Ios efectos de las olas y las corrientes en la embarcación amarrada tanto como sea posible.
Sumario de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una instalación portuaria para almacenamiento, carga y descarga de productos hid dades
que se colocan mutuamente separadas en el lecho marino con al menos tres unidades que forman un emplazamiento portuario que tiene una superficie frontal a lo largo de la cual se pretende amarrar una embarcación, estando las unidades colocadas independientemente a una distancia determinada en dirección lateral, formando las unidades un pasaje o pasajes para partes de las olas, y se configuran para amortiguar una parte de las olas entrantes, mientras se permite que otras partes de las olas y la corriente pasen a través del pasaje o pasajes entre unidades vecinas, las distancias laterales entre dos unidades vecinas se rigen por la frecuencia de las olas a amortiguar y las frecuencias de las olas que se dejan pasar entre las unidades,
caracterizado porque la superficie frontal de la unidad central de dichas tres unidades esté desplazada con una distancia (R) con respecto a las superficies frontales de dos unidades vecinas en una dirección transversal con respecto a la dirección longitudinal de la instalación, alejándose de dichas olas entrantes, y que R está en el intervalo de 2 a 60 metros.
En realizaciones, las unidades están configuradas de tal manera que el ancho (Q) del ancho del pasaje entre dos unidades vecinas aumenta o disminuye en la dirección del movimiento de las olas.
En realizaciones, la forma de la unidad desplazada es trapezoidal, donde las superficies laterales paralelas son perpendiculares a la dirección predominante de las olas.
En realizaciones, el ancho (Q) mínimo del pasaje corresponde a aproximadamente %-1^ veces la longitud de ola de la longitud de ola que se desea amortiguar.
En realizaciones, un ángulo (a) entre uno de los dos lados paralelos de la unidad y al menos uno de los lados inclinados está en el intervalo de 0 a 30 grados.
En realizaciones, la distancia entre dos unidades vecinas y/o la distancia desplazada lateralmente entre dos unidades es tal que no hay abertura visual en el pasaje.
En realizaciones, la distancia lateral media entre las unidades es de aproximadamente 20 metros cuando las unidades se colocan a una profundidad de agua de 18 metros.
En realizaciones, las unidades están dispuestas de manera que se formen dos o más lugares de amarre, y donde dichos lugares de amarre formen un ángulo entre s í, tal como 9o grados.
En realizaciones, el ancho Q mínimo del pasaje entre dos unidades vecinas corresponde a aproximadamente 1/4 -1/2 veces la longitud de ola de la longitud de ola a amortiguar.
En realizaciones, las unidades están provistas de medios para proteger las unidades de daños causados por colisión, comprendiendo dichos medios elementos que sobresalen de las superficies frente a las embarcaciones, sirviendo dichos medios también preferiblemente como puntos de anclaje para una embarcación destinada a ser amarrada a lo largo de la instalación portuaria y también contribuyen preferiblemente a un efecto de rompimiento de olas.
En realizaciones, los medios para la protección contra colisiones están configurados para extenderse hacia abajo a través de la línea de flotación cuando están en la posición instalada.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para construir y ubicar un emplazamiento portuario para almacenamiento, con las características de la reivindicación 12.
En realizaciones, las distancias en una dirección lateral entre las unidades se determinan con la ayuda de los siguientes pasos: medir la altura de las olas en un área deseada durante un período de tiempo, crear un espectro de olas de alturas de ola medidas, calcular una distribución estadística del espectro de olas determinando la altura promedio de las olas de acuerdo con la distribución normal del espectro de olas, y determinando la distancia entre las unidades de acuerdo con el valor de la altura promedio de las olas.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar una instalación portuaria mejorada con unidades de almacenamiento incorporadas e integradas y un método mejorado para establecer dicha instalación portuaria proporcionando un puerto seguro para los buques durante la carga y descarga en alta mar, por ejemplo, de hidrocarburos tales como GNL.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una instalación portuaria mejorada en la que se optimicen las condiciones de amarre para grandes buques, por ejemplo para el transporte de GNL, eliminando, o al menos reduciendo, los efectos del viento, las olas y las corrientes sobre la embarcación amarrada, proporcionando así también protección contra el viento para la embarcación amarrada.
Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar una instalación portuaria mejorada en la que se cumplan los criterios y estándares internacionales para el amarre de grandes embarcaciones, satisfaciendo así los requisitos y estándares pertinentes. Se hace referencia a las siguientes normas pertinentes:
- BS 6349 - Instalaciones portuarias
- OCIMF - Pautas para equipos de amarre (2008)
- SIGGTO - Selección y Diseño de Sitios para Puertos y Muelles (1997)
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una instalación portuaria mejorada con medios de protección asociados a la misma, protegiendo a la embarcación amarrada de impactos y colisiones causadas por embarcaciones a la deriva, más o menos sin maniobrabilidad.
Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar una instalación portuaria mejorada que permita que una parte de las olas pase más o menos sin obstáculos, mientras que la parte restante de las olas se amortigua.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un emplazamiento portuario mejorado ubicado en el fondo del mar que pueda almacenar, cargar o descargar GNL directamente entre la embarcación y el emplazamiento portuario donde el efecto de los movimientos de la embarcación se minimiza de una manera simple y rentable.
También es un objetivo de la invención proporcionar un sitio de puerto flexible mejorado y ubicado en el fondo para GNL en el mar que se puede construir como varias unidades más pequeñas, donde cada unidad se puede bajar al lecho marino individualmente, descansando debido a la gravedad, de modo que todas las unidades finalmente forman un emplazamiento portuario con puntos de amarre en una dirección deseada, alternativamente en varias direcciones diferentes.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un emplazamiento portuario mejorado donde la amortiguación de olas sea mejor para frecuencias de olas medias, por ejemplo, para olas de hasta 8-10 segundos de frecuencia, donde podría ser necesario para que la embarcación pueda operar.
Además, es un objetivo de la invención que en tales condiciones climáticas extremas y limitadas en el tiempo, tales como huracanes con olas altas, donde a un buque le resulte difícil operar en un puerto, las olas más grandes pasarán por el emplazamiento portuario, el efecto y la influencia en el emplazamiento portuario de estas fuerzas ambientales extremas se reducen significativamente porque la energía extrema pasa a través del emplazamiento portuario.
Otro objetivo más de la invención es permitir la construcción de cada una de las unidades del emplazamiento portuario a un precio razonable y de la forma más eficiente y completa posible en un sitio de construcción tradicional, preferiblemente en un astillero con el uso de un dique seco. De este modo, se minimizarán los costosos trabajos de acabado en el mar. Después del equipamiento final en el lugar de la construcción, cada una de las unidades es llevada o remolcada al lugar de instalación, para finalmente ser bajada con el uso de técnicas conocidas.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un emplazamiento portuario mejorado que se pueda colocar en el fondo del océano a una distancia relativa previamente calculada que maximice el efecto de amortiguación de olas, y que a las unidades se les pueda dar una forma que les permita el mejor efecto posible de amortiguación de olas, de manera que la embarcación de GNL tenga movimientos ventajosos durante la operación de carga/descarga en el emplazamiento portuario.
Además, un objetivo de la invención es proporcionar una instalación portuaria que permita amarrar cabos entre la embarcación y el amarre para conducir hacia abajo desde la embarcación hacia el punto de amarre en la instalación portuaria con un ángulo de al menos 2 grados, preferiblemente con un ángulo mayor de acuerdo con los estándares internacionales. Debe apreciarse que los puntos de amarre deben disponerse en las proximidades, pero por encima del nivel del mar, para permitir también amarrar embarcaciones más pequeñas a la instalación y aún mantener dicha guía descendente en las líneas de amarre o cabos.
También es un objetivo de la presente invención proporcionar una instalación portuaria que proteja a la embarcación amarrada de las fuerzas del viento, provocadas por el viento procedente de cualquier dirección, pero más comúnmente de la misma dirección que las olas entrantes.
Los objetivos de la presente invención se logran mediante una instalación portuaria mejorada y un método para establecer tal instalación portuaria como se define adicionalmente en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones, alternativas y variantes de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con una realización de la invención, la superficie frontal de una de las unidades está desplazada una distancia Z con respecto a las superficies frontales de dos unidades vecinas en una dirección transversal alejándose de dicha dirección predominante de las olas entrantes.
La distancia Z puede ser preferiblemente igual a la longitud de la parte más larga de la embarcación que se va amarrar a lo largo de un lado longitudinal de la unidad central desplazada.
Las unidades están configuradas de tal manera que el ancho del pasaje entre dos unidades vecinas aumenta o disminuye en la dirección del movimiento de las olas.
La distancia de desplazamiento de dicha unidad está en el intervalo de 2 a 60 metros, y la forma de la unidad desplazada puede ser preferiblemente trapezoidal, donde las superficies laterales paralelas son perpendiculares a la dirección predominante de las olas. Además, las unidades pueden configurarse de tal manera que el ancho del pasaje entre dos unidades vecinas disminuya en la dirección cinas
puede ser preferiblemente, pero no necesariamente, trapezoidal. De acuerdo con una realización de la invención, el ancho (Q) mínimo del pasaje corresponde aproximadamente a V -A veces la longitud de ola de la longitud de ola que se desea amortiguar.
Además, un ángulo (a) entre uno de los dos lados paralelos de la unidad y al menos uno de los lados inclinados de una unidad puede estar en el intervalo de 0 a 30 grados. Opcionalmente, el ángulo (a) puede ser diferente para una de las paredes laterales de una unidad.
De acuerdo con otra realización o variante de la invención, la distancia entre dos unidades vecinas y/o la distancia lateralmente desplazada entre dos unidades puede ser preferiblemente tal que no exista una abertura visual en el pasaje, perpendicular a la cara frontal de la unidad. La distancia lateral media puede estar preferiblemente entre unos 20 metros cuando las unidades se colocan a una profundidad de agua de 18 metros.
De acuerdo con otra realización, las unidades pueden disponerse de modo que se formen dos o más puntos de amarre, y donde dichos puntos de amarre formen un ángulo entre s í, tal como 90 grados.
Las unidades pueden estar provistas de medios para proteger las unidades de daños causados por colisión, comprendiendo dichos medios elementos que sobresalen de las superficies frente a las embarcaciones, sirviendo dichos medios también preferiblemente como puntos de anclaje para una embarcación destinada a ser amarrada a lo largo de la instalación portuaria y también preferiblemente contribuir a un efecto de rompimiento de olas. Los medios para la protección contra colisiones pueden configurarse para extenderse hacia abajo a través de la línea de flotación cuando están en posición instalada.
La altura de la plataforma de amarre debe estar dispuesta por encima del nivel del mar, a una altura baja pero segura, que brinde flexibilidad para amarrar una amplia gama de embarcaciones de diferentes tamaños.
De acuerdo con un ejemplo, también se proporciona un método para construir y ubicar un emplazamiento portuario. El método comprende los siguientes pasos:
colocar al menos tres unidades independientes separadas por una distancia de modo que el emplazamiento portuario amortigüe una parte de las olas entrantes mientras que otras olas pasan a través del emplazamiento portuario, desplazar una de las al menos tres unidades en una dirección lateral con respecto a la unidad o unidades vecinas, y calcular la distancia entre las unidades de acuerdo con el valor de la altura promedio de las olas.
Una ventaja de colocar las unidades en el emplazamiento portuario de acuerdo con la invención separadas unas de otras será que las partes requeridas del espectro de olas se pueden amortiguar mientras las olas que pueden conducir a una tensión extrema en el emplazamiento portuario se desplazarán. Por lo tanto, las unidades que componen el emplazamiento portuario se pueden construir de manera más económica y sencilla, al mismo tiempo que se logra amortiguar las partes del espectro de olas donde es relevante para las embarcaciones operar cerca o en el emplazamiento portuario.
También es una ventaja de la presente invención que las olas se amortiguan de manera eficiente por los efectos de ruptura y cancelación que se deben, entre otras cosas, a la reflexión de muchas paredes y así se evita que la energía de las olas se desvíe y aparezca en puntos focales en otros lugares en las inmediaciones del emplazamiento portuario.
Además, es una gran ventaja desde el punto de vista de la construcción y económicamente que el emplazamiento portuario se fabrique en unidades más pequeñas. Por lo tanto, varios talleres pueden competir por la construcción que, en gran medida, podrá fabricarse en los astilleros tradicionales. Además, la instalación será mucho menos peligrosa.
Una ventaja adicional de acuerdo con la presente invención es que las unidades que constituyen el emplazamiento portuario para GNL de acuerdo con la invención pueden descender hasta el fondo del océano, retirarse, moverse y reemplazarse para formar nuevas configuraciones individuales según se requiera utilizando técnicas conocidas.
Las unidades de acuerdo con la invención que forman el emplazamiento portuario se colocan separadas a una distancia requerida. La distancia entre las unidades se decide por las frecuencias de ola que se pretende amortiguar y las frecuencias que se permite pasar entre las unidades. Esta distancia se puede calcular con métodos conocidos o se puede encontrar mediante experimentos en estanques.
Al colocar las unidades separadas por una distancia tanto lateral como en la dirección predominante de las olas, se evita el efecto de acumulación de energía de las olas entre la pared del puerto y el costado de la embarcación. En particular, se evitan o al menos se reducen sustancialmente las olas estacionarias que pueden crearse entre una estructura continua y el costado de un barco debido a las reflexiones entre los costados verticales. Por lo tanto, partes perjudiciales y extremas de la energía de las olas se deslizarán entre las unidades. Dado que la energía de las olas se rompe parcialmente de esta manera y pasa parcialmente entre las unidades, se produce una cancelación ventajosa y, por lo tanto, se proporciona una reducción de la energía de las olas en el área alrededor del emplazamiento portuario y la embarcación.
Ajustando la distancia entre las unidades, es posible lograr una optimización de las partes de la frecuencia entrante de las olas a amortiguar. Esto se logra mediante la reflexión de las olas entrantes desde las paredes y el fondo de las unidades en varias direcciones, con lo cual se obtiene una cancelación de las olas. Además, se produce un patrón de flujo intencionado, aproximadamente caótico, correspondiente a la agitación, entre las unidades, eliminando energía de las olas con la consiguiente reducción de la respuesta de movimiento de la embarcación.
Para longitudes de ola más largas, por ejemplo, oleajes con un período superior a 15-16 segundos, las reflexiones de las olas de las unidades serán más pequeños y la energía que se encuentra en esta parte del espectro de ola pasará entre las unidades. Las olas con esta longitud de ola normalmente se forman en relación con tormentas y huracanes y, por lo general, la embarcación no podrá operar debido al viento. Por lo tanto, la embarcación no estará amarrada en el emplazamiento portuario.
El rozamiento y, por lo tanto, la amortiguación de las olas se puede aumentar equipando las unidades parcialmente con bordes afilados. En ciertas partes del espectro de olas, se proporciona una amortiguación no lineal, eliminando así la energía que afecta al barco.
Una forma favorable de las unidades será expandir el volumen de las unidades debajo de la superficie del agua, donde se puede proporcionar una colocación de las olas para que rompan las olas, contribuyendo también a veces a amortiguar las olas y reducir las olas en el lado de sotavento del emplazamiento portuario. La forma y la forma de la estructura debajo del agua pueden variar de acuerdo con el entorno y los períodos de olas que se van a amortiguar. Las formas favorables podrían ser una superficie inclinada correspondiente a una playa, una estructura edificada con bordes afilados, una estructura parcialmente hueca o llena de agujeros, etc.
La distancia en el lecho marino entre las unidades se decidirá por los espectros de olas que se produzcan en el lugar de instalación y por los espectros de olas elegidos para amortiguar, provocando efectos favorables en los movimientos de la embarcación de GNL. Los cálculos de una posible forma de un emplazamiento portuario han demostrado que una forma cuadrática o trapezoidal de las unidades y con una distancia de 40 metros entre las unidades, colocadas a una profundidad de agua de 18 metros y sin expansión del volumen debajo del nivel del mar, amortiguará las olas con longitudes de ola inferiores a 80 metros. Al mismo tiempo, los cálculos han demostrado que las olas grandes con una longitud de ola superior a 200 metros pasarán con una pérdida mínima de energía.
Los cálculos también han demostrado que al expandir alternativamente el volumen por debajo del nivel del mar, será posible capturar y eliminar más energía de las olas, tanto de longitudes de ola más cortas como más largas. Por lo tanto, se puede conseguir una amortiguación adicional que afecte a los movimientos de la embarcación de forma favorable, por ejemplo, aumentando el volumen de las unidades por debajo del nivel del mar, por ejemplo, desde 5-10 metros de profundidad y hasta el fondo del océano. Este aumento de volumen puede limitarse al volumen entre las unidades y omitirse a lo largo de la cara de amarre donde está amarrada la embarcación de GNL. El aumento de volumen se puede combinar con el aseguramiento de una base buena y sólida de las unidades en el fondo marino. Sin embargo, las unidades deben configurarse de modo que las olas no se reflejen hacia la embarcación de GNL, lo que provocaría movimientos perjudiciales e indeseados.
Partes del espectro de olas también se pueden amortiguar, por ejemplo, introduciendo bordes afilados que se extienden hacia afuera correspondientes a las quillas de sentina de las embarcaciones.
Es natural que estos bordes afilados posiblemente se introduzcan en el espacio entre las unidades y no donde se amarrará la embarcación de GNL. En la bibliografía se han descrito una serie de posibles medios que tienen efectos amortiguadores de olas, tales como espacios huecos en paredes, nervaduras y similares. La presente invención ofrece la posibilidad de introducir este tipo de medios en un emplazamiento portuario para GNL de forma muy económica.
Al proporcionar un emplazamiento portuario que comprende varias unidades instaladas una cerca de la otra en el lecho marino, la embarcación de GNL puede amarrarse fácilmente y operar a lo largo del emplazamiento portuario. Si la embarcación de GNL se encuentra en el lado de barlovento de un emplazamiento portuario de acuerdo con la invención, se evitan la reflexión de las olas hacia la embarcación y las olas estacionarias desfavorables producidas entre la embarcación y el muro del puerto.
Alternativamente, la embarcación de GNL se puede amarrar en el lado de sotavento del emplazamiento portuario de acuerdo con la invención. Una parte previamente estimada de la energía de las olas podrá pasar entre las unidades y será posible amortiguar parte de la energía de las olas. De esta manera se evita la formación de un punto focal peligroso para las olas en el lado de sotavento al mismo tiempo que la energía de las olas en el lado de sotavento da como resultado movimientos reducidos y favorables de la embarcación.
Teniendo en cuenta el espectro de olas local, puede ser posible lograr una amortiguación considerable cuando la distancia entre las unidades es óptima, al mismo tiempo que la estructura submarina de cada una de las unidades está configurada con medios para amortiguar la energía de las olas.
Una configuración particularmente ventajosa del emplazamiento portuario de acuerdo con la invención será disponer las unidades de modo que se formen varias zonas de amarre y que estas zonas de amarre formen un ángulo entre s í, por ejemplo, de 90 grados. Es posible ajustar el án en la
ubicación de la instalación del emplazamiento portuario. Al poder amarrar la embarcación de GNL de modo que las olas entren al costado de la embarcación, los movimientos de la embarcación, en general, serán en forma de elevación y descenso, produciendo movimientos y fuerzas dinámicas considerablemente más bajos en el medio de la embarcación donde tienen lugar las operaciones de carga y descarga de GNL.
El emplazamiento portuario para embarcaciones de GNL de acuerdo con la invención puede, si es necesario, configurarse también como una U o una V, si se desea proteger las operaciones del puerto tanto como sea posible y amarrar la embarcación en un área más protegida donde las olas se amortiguan en la medida deseada. Esto es particularmente efectivo si la parte sumergida de las unidades está formada como amortiguadores de olas, preferiblemente en la dirección hacia las unidades vecinas.
Las unidades que componen el emplazamiento portuario estarán preferiblemente provistas de una serie de faldones de acero u hormigón que se hundirán en el fondo marino, contribuyendo a una construcción estable contra el fondo marino. De acuerdo con una realización preferida, los faldones tienen forma cilindrica de área de sección transversal circular en el plano horizontal, destinados a penetrar en el fondo marino. Los faldones contribuirán a la estabilidad de las unidades contra el alicatado y desplazamiento vertical y horizontal.
Alternativamente, cada una de las unidades puede posiblemente colocarse en el lecho marino utilizando técnicas conocidas, alternativamente colocarse encima de una base preinstalada, posicionadas en el lecho marino.
También debe apreciarse que a cada unidad de la instalación se le da una altura sustancial, lo que también proporciona protección contra el viento para una embarcación amarrada.
De acuerdo con una realización de la invención, la distancia entre la unidad central desplazada y al menos una de las unidades vecinas debe ser de Q metros, donde Q debe estar en el intervalo de 0 metros a Z metros, siendo Z preferiblemente un mínimo del 25% de la longitud de la embarcación más grande a amarrar a lo largo del lado de sotavento de la unidad central desplazada. Con tales dimensiones y con la configuración de amarre de acuerdo con la presente invención, se evita que la embarcación amarrada pivote alrededor de la unidad central desplazada cuando se somete al viento, corrientes u olas desde cualquier dirección. Esto es ventajoso, en particular para la carga o descarga de GNL, ya que dicho sistema de carga se basa en tuberías de acero rígidas y juntas pivotantes.
Breve descripción de los dibujos
El dispositivo de acuerdo con la invención puede explicarse con más detalle en la siguiente descripción con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
La Figura 1 muestra esquemáticamente una vista desde arriba de una realización del emplazamiento portuario de acuerdo con la invención; donde se colocan tres unidades separadas por una distancia en el lecho marino, estando la del medio colocada en una posición retraída con respecto a la dirección de las olas;
la Figura 2 muestra esquemáticamente una vista desde arriba de una segunda realización del emplazamiento portuario correspondiente a la realización mostrada en la Figura 1, pero donde las unidades que forman la instalación portuaria tienen una forma trapezoidal;
la Figura 3 muestra esquemáticamente una vista desde arriba de una tercera realización del emplazamiento portuario correspondiente a la realización mostrada en la Figura 1, donde las unidades que forman la instalación portuaria están provistas de medios adicionales de amarre y/o rompeolas o amortiguadores;
la Figura 4 muestra esquemáticamente una sección vertical en dirección longitudinal de las unidades mostradas en la Figura 3, vistas a lo largo de la linea 4-4 en la Figura 3;
la Figura 5 muestra una vista lateral de una instalación oceánica en la que las unidades están configuradas para proporcionar dos posiciones de amarre, estando dispuestas las dos posiciones de amarre formando un ángulo entre s í;
la Figura 6 muestra esquemáticamente una vista lateral de una unidad provista de estructuras amortiguadoras para romper el hielo en dos lados opuestos de una unidad;
la Figura 7 muestra esquemáticamente una vista lateral de una unidad de instalación de acuerdo con la presente invención, también indica esquemáticamente una embarcación amarrada a la unidad, indicando la figura la dirección del cable de amarre; y
la Figura 8 muestra esquemáticamente otra configuración de las unidades que forman la instalación.
Descripción detallada de las figuras
Cabe señalar que en la siguiente descripción de las realizaciones mostradas en las figuras, se utilizan los mismos números de referencia para estructuras y características idénticas o similares.
La Figura 1 muestra esquemáticamente una vista desde arriba de una realización del emplazamiento 10 portuario de acuerdo con la invención. El emplazamiento portuario que se muestra comprende tres unidades 11, 11' idénticas, configuradas para descansar de manera estable sobre un lecho marino 12 debido a la gravedad. Las tres unidades 11, 11' se colocan a una distancia Q sobre el fondo marino 12, estando también la unidad 11' central posicionada en posición retraída con respecto a las otras dos unidades 11 con una distancia R retraída, estando la unidad 11' central retraída en una misma dirección que la dirección 13 ás en
la Figura 1, una embarcación 14 está amarrada a lo largo de la unidad 11' central en el lado de sotavento de las unidades 11, 11'. El sistema de amarre utilizado para amarrar la embarcación 14 a las unidades 11, 11' comprende una o más líneas 15 de amarre delanteras que se extienden desde la proa 16 de la embarcación 14 hasta un punto 20 de amarre delantero en la esquina más alejada de sotavento de una de las unidades 11. El uno o más cables 15 tienen una guía delantera, es decir, forman un ángulo oblicuo con el eje longitudinal de la embarcación 14 en la dirección delantera. Asimismo, una o más líneas 15' de amarre de popa se extienden entre la popa 17 de la embarcación 14 y un punto 20'de amarre de popa en la esquina más alejada de sotavento de la unidad 11 adyacente, formando una guía en la dirección de popa de la embarcación 14, dicha guía formando también un ángulo oblicuo con la dirección longitudinal de la embarcación 14. Además, el sistema de amarre comprende líneas 18 de amarre de proa que se extienden desde la región 16 de proa de la embarcación hasta la unidad 11 adyacente, siendo la dirección de una o más cables perpendicular al costado frontal de la unidad 11 adyacente, estando conectada la línea 18 de amarre de proa delantera a un punto 19 de amarre en la región central de la unidad 11 adyacente. Asimismo, una o más líneas 18 de amarre de popa correspondientes se extienden entre la región 17 de popa y un punto 19' de amarre de popa en la unidad 11 adyacente, siendo la dirección del cable más o menos perpendicular al lado frontal de la unidad 11 adyacente. El sistema de amarre comprende también una o más líneas 21 de amarre de resorte de proa que se extienden desde la región 16 de proa hacia un punto 22 de amarre en la esquina de sotavento adyacente de la unidad 11' central retraída, proporcionando una guía en la dirección de popa de la embarcación, formando las líneas 21 de amarre de resorte de proa que forman un ángulo agudo en la dirección trasera de la embarcación. Correspondientemente, una o más líneas 21' de amarre de resorte de popa se extienden desde la región 17 de popa de la embarcación hasta un punto 22' de amarre en la esquina de sotavento adyacente de la unidad 11' retraída central, estando la guía en dirección hacia adelante.
Las unidades 11 pueden estar provistas de amortiguadores 23 de colisión fijados rígidamente a la superficie de las unidades 11, destinados a mirar hacia la embarcación 14 cuando está amarrada. Cabe señalar que la figura muestra dos variantes de tales amortiguadores 23. Estos se describirán con más detalle a continuación en relación con la Figura 4. Los amortiguadores 23 pueden servir como puntos de apoyo reforzados para los puntos 19, 20, 22 de amarre.
La unidad 11' central, en la cara destinada a dar frente a la embarcación 14 en posición amarrada, está provista de fuertes amortiguadores 24, asegurando una distancia D entre el casco de la embarcación 14 y la pared estructural de la unidad 11' central.
Debe apreciarse que aunque la figura divulga una unidad 11' central retraída en la misma dirección que la dirección predominante de las olas entrantes, la unidad 11' central puede desplazarse en dirección opuesta, es decir, en una dirección hacia la dirección predominante de las olas. Además, debe apreciarse que el sistema de amarre puede tener otra configuración y/u otro número de cables, etc. Además, también los diversos puntos de amarre pueden diferir sin desviarse de la idea de la invención.
La Figura 2 muestra esquemáticamente una vista desde arriba de una segunda realización del emplazamiento 10 portuario correspondiente a la realización mostrada en la Figura 1, pero donde las unidades 11, 11' que forman la instalación 10 portuaria tienen una forma trapezoidal. La configuración de amarre y los puntos 19, 19', 20, 20', 22, 22' de amarre, incluidos los amortiguadores 24 de colisión, corresponden a los que se muestran en la Figura 1.
Debido a la forma trapezoidal de las unidades 11,11', la realización mostrada proporciona un pasaje entre dos unidades adyacentes que tiene una pequeña abertura (Q) más adelante de las olas y una abertura creciente más atrás en la dirección predominante de las olas. Debe apreciarse, sin embargo, que las unidades 11, 11' pueden colocarse en una relación más estrecha, dejando una línea de visión reducida o real nula en la dirección de la ola. Alternativamente, las unidades pueden colocarse en una configuración en la que los lados más cortos de los trapezoides de las unidades 11, 11' miren hacia las olas. De acuerdo con dicha realización, la abertura entre dos unidades adyacentes 11, 11' es mayor en la dirección mas adelante de las olas, siendo la abertura más estrecha en la dirección que se aleja de la dirección de las olas.
La forma trapezoidal puede ser regular, es decir, el ángulo agudo a formado entre el lado frontal y una de las superficies laterales, son iguales. Alternativamente, una de las superficies laterales puede formar un ángulo p con el lado frontal, donde p difiere de a.
En cuanto a la realización que se muestra en la Figura 2, el ángulo a y p pueden ajustarse dependiendo de los efectos máximos requeridos de ruptura de olas. La variación en la reflexión y difracción causada por la alteración del ángulo a y p cambia el patrón de interferencia de las olas que se aproximan. Esto da como resultado una reducción efectiva de la altura de la ola o provoca un mayor rompimiento de la ola, lo que resulta en una reducción de la energía de la ola propagada. Además, la dirección de las olas que se propagan entre las unidades se verá alterada, dando como resultado un cambio de región efectivamente "ocultada" por la estructura. Además, tanto la distancia Q como la R también pueden ajustarse para los mismos propósitos. El ajuste del ángulo a, y Q y R aumentará o ampliará la dirección de las olas (ángulo de protección contra las olas) y dará al diseño del puerto una gama más amplia de ángulos de reflexión para crear efectos de amortiguación. Las distancias y los ángulos se pueden ajustar hacia el patrón y la dirección de las olas predominantes para una máxima protección de la operación portuaria.
La Figura 3 muestra esquemáticamente una vista desde arriba de una tercera realización del emplazamiento 10 portuario correspondiente a la realización mostrada en la Figura 1, donde las unidades 11, 11' que forman la instalación 10 portuaria están provistas con medios adicionales de amarre y/o rompeolas o amortiguadores, mientras que la Figura 4 muestra esquemáticamente una sección vertical en dirección longitudinal de las unidades 11, 11', mostradas en la Figura 3, vistas a lo largo de la línea 4-4 en la Figura 3. Nuevamente, la configuración de amarre es idéntica a las que se muestran en las Figuras 1 y 2, siendo la diferencia los tipos de amortiguadores de colisión utilizados. Los diversos amortiguadores se divulgan con más detalles en la Figura 4. Se pueden utilizar dos tipos de amortiguadores. Un amortiguador, tipo A, es del tipo que se extiende hacia abajo a través de la línea 25 de agua, sobresaliendo hacia afuera desde el costado y/o las paredes frontales de las unidades 11, 11'. Además de funcionar como amortiguador de colisión, los amortiguadores A, B también pueden amortiguar los efectos de las olas y/o también funcionar como soportes para los puntos 19, 19', 20, 20', 22, 22' de amarre. Alternativamente, o además, los amortiguadores pueden ser de un tipo que se proyecta hacia afuera desde las unidades 11, 11' en las paredes frontal y/o lateral de las unidades 11, 11', estando los amortiguadores (tipo B) terminados por encima del nivel 25 del mar. Dichos amortiguadores de tipo B también pueden utilizarse para soportar los puntos 19, 19', 20, 20', 22, 22' de amarre. Los amortiguadores tipo B terminan por encima del nivel 25 del mar.
Como también se indica en la Figura 4, las unidades 11, 11' pueden estar provistas de tanques para almacenamiento de hidrocarburos, como por ejemplo GNL. Desde un punto de vista de seguridad, sólo las unidades 11 laterales pueden estar provistas de dichos tanques. Debe apreciarse que el sistema 10 de amarre de acuerdo con la presente invención también puede estar provisto de medios, tales como sistemas de carga, grúas, etc.
La Figura 5 muestra una vista lateral de una instalación oceánica donde las unidades 11, 11' están configuradas para proporcionar dos posiciones de amarre, estando dispuestas las dos posiciones de amarre formando un ángulo entre s í. El emplazamiento portuario para embarcaciones de GNL de acuerdo con la invención puede, si es necesario, configurarse también como una U o una V, si se desea proteger las operaciones del puerto tanto como sea posible y amarrar la embarcación en un área más protegida donde las olas se amortiguan en la medida deseada. Esto es particularmente efectivo si la parte sumergida de las unidades está formada como amortiguadores de olas, preferiblemente en la dirección hacia las unidades vecinas.
Los amortiguadores A, B o las unidades 11, 11' también pueden estar provistos de defensas de amarre para que sea posible amarrar con seguridad las embarcaciones 14 de GNL al emplazamiento 10 portuario por medio de la disposición de amarre. Las defensas de amarre pueden estar hechas de materiales flexibles conocidos de acuerdo con técnicas conocidas. Sin embargo, no tienen que comprender la disposición de amarre, ya que una realización alternativa puede ser que la instalación de amarre se coloque a cierta distancia del emplazamiento portuario en s í.
La Figura 6 muestra esquemáticamente una vista lateral de una unidad 11 de amarre y almacenamiento, apoyada sobre el fondo marino por su propio peso, posiblemente con lastre adicional y el peso de la instalación, equipo y líquido almacenado. Como se indica en la Figura, la unidad 11 de la instalación está provista de estructuras 26 amortiguadoras para romper el hielo dispuestas en la región de la línea 25 de agua en dos lados opuestos de una unidad 11. La estructura 26 amortiguadora para romper el hielo puede tener una superficie superior y/o inferior inclinada, configurada para romper el hielo y posiblemente asegurar un impacto oblicuo entre el hielo roto y las paredes verticales de la unidad 11. El extremo libre de la estructura 26 amortiguadora para romper el hielo puede colocarse ligeramente por debajo del nivel del mar.
Además, como se ha indicado, la unidad 11 también puede estar provista de tanques de almacenamiento de hidrocarburos, por ejemplo tanques de almacenamiento aislados para G n L.
La unidad que se muestra también está provista de un punto 20 de amarre dispuesto por encima de la altura máxima esperada de la marea y por debajo de la superficie 27 superior de la unidad, lo que permite una guía negativa de un ángulo a' para los cables de amarre (no mostrados) que se extienden entre la embarcación 14 y la unidad 11 de la instalación. Debe apreciarse que aunque se utiliza el número 20 de referencia para el punto de amarre, dicho punto de amarre indicado puede ser cualquiera de los puntos de amarre requeridos para amarrar con seguridad la embarcación 14 a la instalación.
La Figura 7 muestra esquemáticamente una vista lateral de una unidad 11 de instalación de acuerdo con la presente invención, también indica esquemáticamente una embarcación 14 amarrada a la unidad 11, indicando la figura la orientación vertical y la dirección de cualquiera de los cables 15, 15', 18, 18' 21, 21' de amarre. La embarcación 14 amarrada a la instalación se indica mediante una vista en sección transversal a través de la embarcación 14.
Como se indica en la Figura 7, la altura de la unidad 11 de la instalación puede ser tan alta que el casco de la embarcación 14 esté más o menos protegido por la unidad 11.
La Figura 8 muestra esquemáticamente otra configuración de las unidades 11 que forman la instalación. De acuerdo con esta configuración, se utiliza la configuración de las unidades que se muestra en la Figura 2. Además, se añade otra unidad 11', siendo la orientación tal que se establece un abrigo, evitando que las olas provengan de una dirección más o menos paralela a la dirección longitudinal de las tres unidades 11. Debe apreciarse que no se muestran las líneas de amarre, los puntos de amarre, etc. Dichos aparejos y equipos pueden ser un duplicado de los que se
muestran en las otras figuras. La figura también indica como opción un extremo de un muelle 28 para acceder desde tierra a la instalación. Los puentes entre el muelle y la unidad de instalación 11 y entre las diversas unidades de instalación 11 no se muestran.
Las unidades 11, 11' pueden construirse en el emplazamiento 10 portuario, construirse en un sitio de construcción remoto, remolcarse y colocarse en el fondo 12 del océano. Las unidades 11, 11' y el emplazamiento 10 portuario se forman de acuerdo con las condiciones ambientales locales, como la profundidad del agua, el tipo de fondo del océano, la formación de olas y, cuando sea posible, se minimizan los efectos negativos de las fuerzas ambientales, como las olas, el viento y la corriente. Dependiendo de la dirección y posición de amarre deseada para la embarcación 14 de GNL, las unidades 11, 11' se colocan en el fondo del océano en una configuración deseada de modo que las condiciones de carga deseadas para la embarcación de GNL sean las mejores posibles de acuerdo con las consideraciones operativas y de seguridad.
La forma de las unidades 11, 11' en un emplazamiento 10 portuario instalado se adapta al espectro de olas local en el lugar de instalación para que las olas que conducen a los movimientos de las embarcaciones durante las operaciones en el emplazamiento 10 portuario se amortigüen tanto como sea posible, mientras que otras olas pueden pasar por el emplazamiento 10 portuario.
Los ajustes a las olas se pueden lograr colocando las unidades 11, 11' a una distancia entre sí en el fondo del océano. Las olas pequeñas se amortiguarán con distancias cortas y las olas grandes se amortiguarán con distancias grandes, respectivamente. Los cálculos han demostrado que es particularmente favorable utilizar una distancia entre las unidades 9 que corresponda aproximadamente a %-1^ veces la longitud de ola de las olas que se desea amortiguar.
Para determinar qué olas se desean amortiguar, se puede comenzar con un espectro de olas en forma de altura de ola y frecuencia de ola. Entonces puede ser útil representar un número de olas a lo largo del tiempo con la ayuda de un espectro de olas, por ejemplo, midiendo la altura máxima de cada ola. Mediante el uso de una distribución estadística, como valores significativos de dicho espectro de olas, se puede determinar qué tipo de frecuencias de olas y alturas de olas se desea, en general, amortiguar. Con valores significativos, se entiende el valor medio del tercio de las olas que es más alto en un período de 20 minutos (para medir la altura de la ola). También se pueden usar otras formas de distribución estadística y, como esto es conocido por un experto en la técnica, no se describen con más detalle en este documento.
El tamaño de la base de la unidad se puede adaptar para lograr la mejor amortiguación de olas posible. Es ventajoso que la parte superior de la base se coloque por debajo de la propia superficie del océano, de modo que se crea una forma de banco entre la parte superior de la base y la superficie del océano. Los cálculos han demostrado que es particularmente ventajoso colocar la o las unidades 11, 11' alrededor de la mitad de la altura de ola por debajo de la superficie del océano en relación con la altura de la ola y la longitud de la ola asociada que se desea amortiguar. Un ejemplo de esto será que si la altura de la ola que se desea amortiguar es de 8 metros, entonces es ventajoso colocar la parte superior de la base aproximadamente 4 metros por debajo del nivel 25 del mar. Para lograr tal distancia entre el nivel 25 del mar y la base, el tamaño de la base se ajusta en consecuencia.
La apariencia de la base también influye en la amortiguación de las olas alrededor del emplazamiento 10 portuario. Es una ventaja que la base tenga forma cuadrática en el plano horizontal, donde, en tal ejemplo, sólo será necesario realizar cambios en la altura para adaptar la base en relación con la superficie del océano. Sin embargo, debe mencionarse que se pueden aplicar otras apariencias de la base, y se describen con más detalle más adelante en la descripción.
La base de las unidades 11,11' también se puede formar de varias maneras dependiendo de los objetivos, necesidades y deseos.
Las unidades 11, 11' pueden tener una base relativamente grande y voluminosa (no mostrada) donde estas bases se colocan relativamente cerca unas de otras. Mediante esta formación y colocación de las unidades 11,11', un emplazamiento 10 portuario funciona como un amortiguador de olas o rompeolas para las partes deseadas del espectro de olas, por ejemplo, olas con periodos de menos de 10 segundos. Al mismo tiempo, las marejadas de período más largo podrán deslizarse a través del emplazamiento 10 portuario si así se desea. Además, será posible reducir el efecto de las corrientes oceánicas desfavorables.
Si se requiere una amortiguación más fuerte, las unidades 11, 11' pueden formarse con paredes laterales más inclinadas y colocarse más cerca unas de otras. Las unidades 11, 11' y las bases se pueden formar con superficies más rugosas o perforadas, bordes afilados, protuberancias, etc., si se desea una mayor interacción con las olas y una mayor amortiguación de las mismas (no mostrado).
No es necesario que las unidades 11, 11' estén en línea recta entre s í, pero se pueden colocar en un ángulo deseado entre s í, como se muestra en la Figura 5. Esto es ventajoso si se desea evitar los efectos negativos de, por ejemplo, oleajes que provienen de diferentes direcciones. Durante las operaciones de carga y descarga, es particularmente desventajoso tener fuertes olas y oleajes en dirección al centro de la embarcación. Esto genera grandes movimientos de vaivén y balanceo para la embarcación 14 de GNL al mismo tiempo que la embarcación puede ser forzada contra el lugar de amarre, algo que es altamente indeseable
Al amarrar la embarcación 14 de GNL en otra dirección, las fuertes olas o oleaje vienen en la dirección al costado de la embarcación. La respuesta de la embarcación 14 de GNL a las olas en la dirección al costado de la embarcación se presenta por lo tanto en forma de movimientos de balanceo y descenso considerablemente más bajos y una dinámica reducida en el centro de la embarcación.
Claims (13)
1. Una instalación (10) portuaria para almacenamiento, carga y descarga de productos hidrocarbonados en el mar, que comprende una serie de unidades (11; 11') que se colocan mutuamente separadas en el lecho marino, con al menos tres unidades que forman un emplazamiento portuario que tiene una superficie frontal a lo largo de la cual se puede amarrar una embarcación (14), estando las unidades ( l l ; 11') colocadas independientemente a una distancia dada separadas en dirección lateral, formando las unidades (11; 11') un pasaje o pasajes para partes de las olas, y estando configurado para amortiguar una parte de las olas entrantes, mientras permite que otras partes de las olas y la corriente pasen a través del pasaje o pasajes entre unidades (11, 11') vecinas, estando las distancias laterales entre dos unidades (11; 11') vecinas gobernadas por la frecuencia de las olas a amortiguar y las frecuencias de las olas que se dejan pasar entre las unidades (11; 11'),
caracterizada porque la superficie frontal de la unidad central de dichas tres unidades (11; 11') está desplazada una distancia (R) con respecto a las superficies frontales de las otras dos unidades (11; 11') vecinas en una dirección transversal con respecto a la dirección longitudinal de la instalación (10), alejándose de dichas olas entrantes, y que dicha distancia R está en el intervalo de 2 a 60 metros.
2. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con la reivindicación 1, en la que las unidades (11; 11') están configuradas de tal manera que el ancho (Q) del pasaje entre dos unidades vecinas aumenta o disminuye en la dirección del movimiento de las olas
3. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en la que la forma de la unidad desplazada es trapezoidal, en la que las superficies laterales paralelas son perpendiculares a la dirección predominante de las olas.
4. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el ancho mínimo (Q) del pasaje corresponde aproximadamente a %-1^ veces la longitud de ola de la longitud de ola que se desea amortiguar.
5. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con la reivindicación 3, en la que un ángulo (a) entre uno de los dos lados paralelos de la unidad (11; 11') desplazada y al menos uno de los lados inclinados está en el intervalo de 0 a 30 grados.
6. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la distancia entre dos unidades (11; 11') vecinas y/o la distancia desplazada lateralmente entre dos unidades es tal que no hay abertura visual en el pasaje.
7. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con la reivindicación 6, en la que la distancia entre las dos unidades (11; 11') vecinas es de aproximadamente 20 metros cuando las unidades se colocan a una profundidad de agua de 18 metros.
8. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que las unidades (11; 11') están dispuestas de modo que se formen dos o más lugares de amarre, y donde dichos lugares de amarre forman un ángulo entre sí, tal como 90 grados.
9. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el ancho mínimo Q del pasaje entre dos unidades vecinas corresponde aproximadamente a 1/4 - 1/2 veces de la longitud de ola a amortiguar.
10. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que las unidades están provistas de medios para proteger las unidades ( l l ; 11') de los daños causados por colisión, comprendiendo dichos medios elementos que sobresalen de las superficies frente a las embarcaciones, sirviendo también dichos medios preferiblemente como puntos de anclaje para una embarcación destinada a ser amarrada a lo largo de la instalación del puerto y también preferiblemente contribuyen a un efecto de rompimiento de olas.
11. Una instalación (10) portuaria de acuerdo con la reivindicación 10, en la que los medios para la protección contra colisiones están configurados para extenderse hacia abajo a través de la línea de flotación cuando están en posición instalada.
12. Un método para construir y ubicar una instalación (10) portuaria para el almacenamiento, carga y descarga de productos hidrocarbonados de acuerdo con la reivindicación 1 en el mar y que tiene una superficie frontal a lo largo de la cual se puede amarrar una embarcación, comprendiendo el método los siguientes pasos:
- con base en las frecuencias de ola a amortiguar y las frecuencias admisibles que pasan entre las unidades (11; 11'), calcular las distancias en dirección lateral entre las unidades (11; 11'),
- colocar al menos tres unidades (11; 11') de manera independiente, de modo que se apoyen por su propio peso sobre un lecho marino y separadas entre sí, formando pasajes entre dos unidades vecinas en la dirección de las olas entrantes, de modo que el emplazamiento portuario amortigua una parte de las olas entrantes mientras que otras olas pasan por el emplazamiento portuario, y caracterizado porque el método comprende:
- desplazar lateralmente la unidad central de las al menos tres unidades (11; 11') en una dirección transversal con respecto a la dirección longitudinal de la instalación a lo largo de la dirección de desplazamiento de las olas entrantes de manera que la superficie frontal de la unidad se desplace en una distancia de 2 a 60 metros con respecto a las superficies frontales de las unidades vecinas.
13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que las distancias en una dirección lateral entre las unidades (11; 11') se determinan con la ayuda de los siguientes pasos:
medir la altura de las olas en un área deseada durante un período de tiempo,
crear un espectro de olas de alturas de olas medidas,
calcular una distribución estadística del espectro de olas
determinar la altura promedio de las olas de acuerdo con la distribución normal del espectro de olas, y determinar la distancia entre las unidades de acuerdo con el valor de la altura promedio de las olas.
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