Sistema adicional de amarre mediante imanes en el muelle Catalunya del puerto de Barcelona

SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA Trabajo de fin de Máster Facultad de Náutica de Barcelona Universidad Politécnica de Cataluña Trabajo realizado por: Eric Pages Morales Dirigido por: Jordi Moncunill Marimon Máster en Náutica y Gestión del Transporte Marítimo Barcelona, 10 de marzo de 2025 Departamento de Ciencia e Ingeniería Náuticas ‘’Pasión, Humildad, Amor y Respeto son palabras que siempre llevo conmigo a bordo, para recordar de dónde venimos, dónde nos encontramos y hacia dónde vamos.’’. Versión Fecha Modificaciones 1 03/09/24 Creación del documento 2 13/11/24 Revisión capítulos 1 y 2 3 04/03/25 Revisión capítulos 2 y 3 4 10/03/25 Revisión final Escrito por: Revisado y aprobado por: Autor/a: ERIC PAGES MORALES Tutor/a: JORDI MOCUNILL MARIMON Fecha: 10/03/2025 Fecha: 10/03/2025 Revisado y aprobado por: Co-Tutor/a: Fecha: Agradecimientos i Agradecimientos Este trabajo de fin de máster va dedicado a toda mi familia, por el apoyo que me han dado durante todos estos años. A mi círculo de amistades, que siendo marinos o no, entienden el amor que siento por esta profesión y a pesar de mi ausencia, sigo estando presente en sus vidas. A la terminal BEST, su director y equipo por recibirme amablemente, escuchar mis ideas y aconsejarme. A mi tutor, por todas las horas invertidas, los consejos y seguimiento. A la Facultad de Náutica de Barcelona, por abrirme sus puertas y facilitarme todo su conocimiento. Resumen ii Resumen Este trabajo de fin de máster evalúa la situación que experimentarán los buques que realicen sus escalas en la futura ampliación en la dársena del Prat del Puerto de Barcelona, que llevará el nombre de Muelle Catalunya. Dicha ampliación está aprobada hoy en día para su licitación y conllevará una gran aportación para el Puerto de Barcelona y el tráfico de contenedores en el Mediterráneo. Debido a la orientación del futuro muelle y ante las condiciones meteorológicas que experimenta el puerto a lo largo del año, se propone un sistema adicional de amarre para garantizar la seguridad de los buques atracados. El número de remolcadores disponible para que empujen el buque contra el muelle en condiciones meteorológicas adversas es limitado, ya que no hay un remolcador por cada buque que entra en el puerto disponible las 24 horas del día. Este sistema ejerce un papel de amarre secundario, garantizando mantener la posición del buque en condiciones meteorológicas adversas. Abstract iii Abstract This master's thesis evaluates the situation that vessels will face when making their calls at the future expansion of the Prat basin at the Port of Barcelona, which will be named Muelle Catalunya. This expansion is currently approved for bidding and will make a significant contribution to the Port of Barcelona and container traffic in the Mediterranean. Due to the orientation of the future dock and the meteorological conditions experienced at the port throughout the year, an additional mooring system is proposed to ensure the safety of the moored vessels. The number of tugboats available to push the vessel against the dock in adverse weather conditions is limited, as there is not a tugboat for each vessel entering the port available 24 hours a day. This system acts as a secondary mooring system, ensuring the vessel's position is maintained in adverse weather conditions. Objetivos iv Objetivos El objetivo de este TFM es analizar las situaciones en las que se verán afectados los buques portacontenedores que hagan sus escalas en un futuro, en la Terminal Catalunya del Puerto de Barcelona, en la dársena del Prat. - Análisis de los medios de amarre existentes y empleados en los buques mercantes. - Análisis de sistemas de amarre automáticos, modelos y sistema de trabajo. - Conocimiento del Puerto de Barcelona y sus servicios. - Hacer un análisis del lugar, trabajos y ampliaciones pendientes de realizar. - Conocer la meteorología local, y aplicarla al estudio del atraque de buques. - Evaluar la situación de amarre de buques en la ampliación de la dársena del Prat. - Propuesta de un sistema adicional de amarre para el futuro Muelle Catalunya. Motivación v Motivación La razón de la elaboración de este Trabajo de Fin de Máster ha sido el seguimiento de mi carrera profesional después de terminar el año de prácticas como alumno de puente. He tenido la oportunidad de navegar en distintos buques y zonas del mundo, y también conocer la gestión de servicios portuarios. Desde muy joven el Puerto de Barcelona me pareció muy especial e interesante y hasta la fecha nunca pude imaginar que significaría tanto para mí. Desde sus inicios ha experimentado muchos cambios que aún no han llegado a su fin, y por esa razón me embarco en este proyecto para hacer frente a una situación que, a mi modo de ver, puede conllevar situaciones de peligro para la seguridad de los buques de entrada en el puerto y en especial, en la dársena del Prat en el Puerto de Barcelona, durante las operaciones de amarre de los buques. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 2 conlleva, tanto al equipo de amarradores como a las tripulaciones de los buques. Sin embargo, el empleo de cabos de amarre debe seguir siendo el sistema principal de amarre, el sistema de amarre por imanes puede jugar un papel de elemento adicional en condiciones adversas o ante posibles demoras que puedan sufrir los amarradores en llegar al lugar de atraque del buque. 1.1. Generalidades Hablamos del sistema adicional de amarre cuando se combina con el sistema tradicional que utilizan los buques para amarrar, ya sean cabos o cables. Este sistema se caracteriza por una serie de electroimanes muy potentes que permiten mantener el buque pegado al muelle. 1.2. Medios de amarre convencionales 2 Para mantener el buque bien pegado al muelle se precisa la combinación de elementos del buque y del puerto, así como recursos humanos para efectuar y coordinar la operativa. Los elementos del buque son los siguientes: - Chigre o maquinilla: Son los elementos que forman parte del buque, donde se estiban los cabos de amarre y mantienen su tensión. Podrán ser eléctricos, aunque los más comunes son hidráulicos con dos bombas de trabajo. Figura 1 - Maniobra de popa del buque Super Fast Baleares. Fuente: Propia. 2 [6] OCIMF. (2019). Effective Mooring. 4th Edition. Witherby Seamanship International Ltd. ISBN10: 1856098079 SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 3 - Cabos de amarre: Son los elementos con una longitud determinada que permiten al buque mantenerse atracado al muelle. Existen cabos de distintas características dependiendo de su material y construcción. Los cabos de amarre que se pueden encontrar son de fibras sintéticas, fibras naturales y metálicas formadas por cables de acero. El número de chigres a disposición en cada buque puede ser distinto en función del espacio disponible, por esa razón se instalan bitas de amarre en las maniobras de proa y popa que permiten amarrar cabos adicionales y que no estén estibados en los carreteles, en inglés reciben el nombre de loose rope. Figura 4 - Características de los cabos según el material de construcción. Fuente: https://www.shipuniverse.com/ultimate-guide-ship-mooring-lines/. Figura 3 - Cabo de amarre de Nylon. Fuente: www.marine-ropes.com. Figura 2 - Cabo de amarre de Nylon. Fuente: Propia. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 4 Figura 5 - Bita de amarre de un buque. Fuente: www.dppinsa.com. Noray: Elemento que se utiliza para afirmar los cabos de amarre de los buques, en ellos se permite encapillar más de un cabo a la vez según la dimensión y diseño que este tenga. Los Noray se prolongan a lo largo de cada muelle a una distancia determinada que acostumbra a ser de 27,5 metros de longitud según la medida inglesa y podrá ser mayor o menor en cada línea de atraque en función de los requisitos del puerto. Figura 6 - Tipos de Noray. Fuente: www.made-in-china.com. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 5 1.3. Descripción de sistemas de amarre con imanes 3 Tras realizar la búsqueda de empresas dedicadas a la fabricación e instalación de estos sistemas, se ha detectado que existe una empresa que ha diseñado y puesto en servicio un sistema de amarre mediante imanes. Con el nombre de AutoMooring Systems (AMS), la marca dependiente de MAMPEY OFFSHORE INDUSTRIES presenta un único sistema de amarre mediante módulos magnéticos capaces de ser instalados en un buque para operaciones ship-to-ship (STS) en aguas tranquilas y en un muelle. El sistema Docklock ha sido instalado en buques que realizan suministro de combustible (bunkering), con un sistema de brazos hidráulico con libertad de movimiento para aproximarse al elemento de fijación con precisión de manera manual o automática mediante un programa de control. También es capaz de soportar fuerzas externas producidas al buque, incluido el efecto de inmersión o emersión. Este sistema ejerce una doble función, además de emplear una fuerza de atracción para mantener el buque en una posición deseada, puede hacer la función de defensa o método de separación buque-buque, o buque-muelle. Figura 7 - Sistema Docklock de amarre magnético. Fuente: https://automooringsolutions.com/. 3 [12] https://automooringsolutions.com/ SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 6 El sistema Docklock garantiza las siguientes características: - Una fuerza magnética máxima aproximada de 14 𝑘𝑔/𝑐𝑚2. - No aporta magnetismo remanente en el casco del buque una vez finalizada la operativa. - No emite flujo de radiación. Para que el sistema pueda ser empleado como sistema de amarre principal se deben cumplir una serie de requisitos o limitaciones: - Condición de viento no superior a fuerza 7 en la escala de Beaufort. - Condición de viento no superior a fuerza 6 en la escala de Beaufort, en combinación con la fuerza que puedan producir los buques navegando en las proximidades. Figura 8 - Sistema Docklock en el muelle. Fuente: https://automooringsolutions.com/. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 7 1.4. Sistema equivalente con ventosas 4 CAVOTEC S.A Cavotec es una empresa con una responsabilidad social corporativa de promover el uso de energía eléctrica en automóviles, buques y todo tipo de grúas con el objetivo de reducir o eliminar las emisiones. Buscan minimizar el impacto ambiental mediante el desarrollo e innovación de nuevas tecnologías de aplicación en varios sectores. Una empresa comprometida con el sector marítimo y portuario con ánimo ofrecer operaciones seguras y eficientes. Es empresa pionera en la invención de sistemas de amarre por vacío, eliminando la necesidad de emplear cabos de amarre gracias al sistema de ventosas que permiten la sujeción y liberación de buques en cuestión de segundos, solamente pulsando un botón. CAVOTEC ofrece distintos sistemas dependiendo de la instalación portuaria y del tipo de buque. El equipo que se muestra en la siguiente imagen se compone por un pistón hidráulico capaz de ser orientado con un margen lateral de seis grados, anexo a dos ventosas que ejercen vacío cuando entran en contacto con el buque. Es típico encontrarlo en terminales para buques contenedores, buques de alta velocidad y buques RO-RO / RO-PAX. Figura 9 - Sistema de amarre por vacío con pistón hidráulico. Fuente: https://www.cavotec.com/es/. 4 [10] https://www.cavotec.com/en/ [11] https://www.trelleborg.com/en SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 8 Para buques que experimentan una diferencia de calado considerable durante las operaciones de carga o descarga, se emplean equipos diseñados con un sistema de guías capaces de acompañar el movimiento de inmersión o emersión del buque (heave). Podemos encontrar este sistema en las terminales de contenedores o grano, que disponen de líneas de atraque capaces de atracar buques de gran porte, y en esclusas con cambios considerables de nivel de agua. Figura 10 - Esclusa con sistema de amarre por vacío, con guías. Fuente: https://www.cavotec.com/es/. Figura 11 - Sistema de amarre por vacío en una terminal de grano. Fuente: https://www.cavotec.com/es/. Figura 12 - Vista del muelle, instalación con guiado. Fuente: https://www.cavotec.com/es/. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 9 TRELLEBORG Trelleborg es una empresa de ingeniería con base en Suecia dedicada al sector marítimo y portuario, y entre otras modalidades trabajan con un sistema nombrado por ellos como AutoMoor. Es un sistema muy semejante al visto anteriormente. Encontramos distintos modelos entre el sistema AutoMoor de Trelleborg, pero un modelo en particular destaca por su diseño aplicación práctica. Todos ellos ejercen su función con un sistema de ventosas generando un vacío entre el buque y la ventosa. Figura 13 - AutoMoor modelo T40 Twin Arm. Fuente: https://www.trelleborg.com/en/marine-andinfrastructure/products-solutions-and-services/marine/docking-and-mooring/automated-mooringsystems/automoor. La unidad que se representa en la figura 13 es de doble brazo, cada uno compuesto por un pistón hidráulico capaz de estirar o contraer el brazo para la aproximación al buque. Ambos brazos son independientes entre sí, lo cual permite una gran libertad de trabajo para buques que experimentan una diferencia de calados muy grande en las operaciones de carga y descarga. Los modelos Trelleborg permiten girar el módulo completo 90º hacia el interior del muelle, impidiendo que sean un obstáculo para cabos de otros buques. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 10 Figura 14 - Ficha técnica sistema AutoMoor de Trelleborg. Fuente: https://www.trelleborg.com/en. En la figura anterior, entre otras especificaciones se detalla la fuerza de retención que puede ejercer cada ventosa, ese dato es de gran valor para el cálculo de la fuerza de retención que va a ejercer el sistema ante fuerzas externas que pretendan desplazar el buque de su posición de atraque. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 11 Capítulo 2. Caso de estudio 2.1 Historia del puerto de Barcelona 5 El Puerto de Barcelona es uno de los más antiguos y emblemáticos del mar Mediterráneo, ha desempeñado un papel crucial en el desarrollo económico, social y cultural de la ciudad desde sus orígenes hasta la actualidad. La evolución de este puerto refleja la transformación de la ciudad de Barcelona y su importancia en el comercio y la navegación a lo largo de los siglos. Los primeros vestigios de actividad portuaria en Barcelona datan de la época romana, cuando la ciudad, conocida como Barcino, comenzaba a emerger como un núcleo de comercio. Sin embargo, el puerto tal como lo conocemos hoy comenzó a tomar forma en la Edad Media. Durante el siglo XIII, se construyeron los primeros muelles y se consolidó como un puerto comercial clave en el Mediterráneo, facilitando el intercambio de mercancías entre Europa y Oriente Medio. El siglo XV marcó un periodo de esplendor para el Puerto de Barcelona. Con la expansión del comercio marítimo y el descubrimiento de América, Barcelona se convirtió en un punto estratégico para las rutas comerciales. La construcción de las Atarazanas Reales, un conjunto de astilleros medievales es testimonio de la importancia naval de la ciudad durante esta época. Figura 15. Puerto de Barcelona durante la guerra anglo-española 1739-1748. Fuente: https://marinacatalana.wordpress.com/2016/01/17/breve-historia-y-cartografia-del-puerto-debarcelona-el-siglo-xviii/. 5 [1] Amich Bert, Julián. (1956). Historia del Puerto de Barcelona, Barcelona: ed. Juventud. S.A [2] Alemany, Joan. (1984). El Puerto de Barcelona, historia y realidad. Barcelona: ed. L’avenç S.L. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 18 Figura 17 - Muelle Prat del Puerto de Barcelona. Fuente: https://www.best.com.es/es/historia/. La ampliación hacia el sur del Puerto de Barcelona concluyó en 2012 con la inauguración de la Terminal BEST, con 1500 metros de muelle y 16,5 metros de calado máximo. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 19 2.4 Ampliación pendiente del muelle Catalunya 8 El día 2 de julio de 2024 el gobierno autorizó licitar la construcción de la primera fase del futuro muelle Catalunya en el Puerto de Barcelona, que irá ubicado en frente del actual muelle Prat, que alberga la anteriormente nombrada Terminal BEST. El primer paso se centra en la construcción de la mota para los recintos, delimitando un espacio cerrado de 44,7 hectáreas que permitirá la futura generación de superficies de operación para el nuevo muelle al abrigo del dique sur. Dentro de la estrategia de sostenibilidad, en concreto de la economía circular y el uso sostenible de los recursos, en esta obra se dará un uso productivo a los materiales procedentes de los dragados de la dársena que servirán como relleno para las explanadas que se generarán en esta zona, y eliminando por tanto el vertido exterior de esos materiales. Con la ejecución de este proyecto, que tiene un plazo de 27 meses, la Autoridad Portuaria de Barcelona contribuye a cumplir el Plan Delta, que prevé la creación en el delta del Llobregat de un gran espacio logístico, para lo que es necesario adecuar el puerto y el aeropuerto de Barcelona. El desarrollo del futuro nuevo muelle permitirá concentrar el tráfico de contenedores en esa zona, que es donde se situarán la mayor parte de las nuevas infraestructuras ferroviarias, particularmente los futuros accesos. Este proyecto se aprueba después de que el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico presentara una Declaración de Impacto Ambiental (DIA) favorable, en enero de este año, y cuyas prescripciones se han incorporado al proyecto constructivo. 8 [9] https://www.transportes.gob.es/el-ministerio/sala-de-prensa/noticias/mar-02072024-1343 SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 20 Figura 18 - Ampliaciones pendientes del Puerto de Barcelona. Fuente: https://elmercantil.com/2024/05/23/la-reordenacion-sur-del-puerto-de-barcelona-se-presupuesta-enmas-de-dos-mil-millones-de-euros/. En la figura 18 se representa en colores las ampliaciones y en curso y aquellas que van a dar comienzo en un plazo de tiempo reducido. Las zonas que afectan a este proyecto son la 3 y la 5. En la zona 5 se realizará un dragado de los tres espacios de agua que ordenan la zona sur del recinto para garantizar el acceso a buques de gran tamaño. Comprende la entrada de agua por la Bocana Sur, la Dársena comprendida entre el Dique Sur y el espacio ocupado por la terminal BEST, y el canal de agua del Dique Este (donde está el Moll Adossat). La zona 3 actualmente se comprende por una zona balizada con marcas especiales donde se evita la navegación, excepto aquella para buques que atracan en el muelle del Dique Sur donde los buques atracan para hacer tareas de mantenimiento. Toda esta zona estará cubierta de lodo y finalmente pavimentada para albergar una nueva terminal. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 21 2.5 Inconvenientes en el atraque de buques Tras analizar las condiciones meteorológicas en el Puerto de Barcelona en el apartado 2.2 y asumiendo un Muelle Catalunya terminado y apto para albergar buques, podemos contemplar una serie de situaciones que podrían condicionar el atraque de buques o incluso, la seguridad de buques ya atracados y de la instalación portuaria durante las operaciones de carga y descarga. MUELLE PRAT MUELLE CATALUNYA Los vientos de componentes S, SE y E ejercen fuerza atracante en el Muelle Prat. Durante la operativa de los buques en el Prat puede darse el caso de que paren la operativa de carga o descarga por condiciones meteorológicas adversas, pero la fuerza que ejerce el viento contra el buque atracado permite que se mantenga pegado al muelle sin riesgo de ser apartado de este. En el muelle Catalunya pasaría lo contrario, pues el muelle quedará orientado a barlovento de la dársena y el viento ejercería una fuerza de desatraque a los buques de entrada al muelle y en operativa. Los buques que realizan y realizarán escalas en esta dársena son de los más grandes que existen en relación con la eslora, calado, manga y superficie velica, viéndose muy afectados por los vientos y corrientes. Este hecho puede condicionar la seguridad del buque en situaciones de mucho viento, pudiendo ocasionar la rotura de los cabos de amarre. Existen acciones para reducir el riesgo que se produzca dicho suceso, que son: Figura 19 - Condición de viento en el Puerto de Barcelona. Fuente: https://www.puertosynavieras.es. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 22 1) Reforzar cabos: Añadir más cabos de amarre, lo cual podría requerir el servicio de amarradores. 2) La asistencia de remolcadores para que trabajaran empujando el buque contra el muelle constantemente. 3) La salida inmediata del buque fuera de puerto. La primera opción supone la más económica vistas las tasas de amarre en el Puerto de Barcelona, pero la base de los amarradores se encuentra a 15-20 minutos en coche sin retenciones. La segunda opción supone un coste mucho más elevado acorde a las tasas de remolque portuario, la disponibilidad de remolcadores en el Puerto de Barcelona es limitada, existe el riesgo de no tener suficientes remolcadores para empujar a todos los buques que así lo soliciten. Los remolcadores tienen un tiempo de respuesta una vez que son avisados para un servicio, sumado al tiempo de navegación hasta la dársena del Prat supondrían otros 20-30 minutos. La tercera opción es la menos viable y menos práctica puesto que supone el mayor de los gastos y se precisan los dos servicios mencionados anteriormente más el asesoramiento del práctico. Los círculos en rojo marcan las dos bases de los amarradores del Puerto de Barcelona, y en azul el futuro Muelle Catalunya donde acudirían para dar servicio a los buques que lo solicitaran. La distancia entre puntos es considerable. Figura 20 - Puerto de Barcelona. Fuente: https://www.researchgate.net/figure/Planta-de-la-ampliacion-Ampliacion-delpuerto-de-Barcelona_fig16_289994306. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 23 2.6 Plan de maniobra: modelo de buques Gracias a la información operativa de llegadas y salidas de la web del Puerto de Barcelona, junto aplicaciones de seguimiento de buques como Vessel Finder y Marine Traffic, se ha hecho un seguimiento de las dimensiones de los buques portacontenedores que realizan escalas en el Muelle Prat del Puerto de Barcelona. En este caso centramos en dos dimensiones de buques, los más pequeños y los más grandes. Los portacontenedores más pequeños llamados feeders que atracan en el Muelle Prat son de unos 140 metros de eslora, y pueden atracar en cualquier módulo de atraque. Por otro lado, tenemos los buques portacontenedores de 400 metros de eslora, los más grandes que hay actualmente navegando. Figura 21 - Buque MSC SIXIN atracado en el Muelle Prat. Fuente: El Estrecho Digital SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 24 Figura 22 - Buque RENATE P atracado en el Puerto de Barcelona. Fuente: Marine Traffic Según el seguimiento que se ha seguido respecto las maniobras de estos buques, se observa que la mayoría de las veces atracan estribor al muelle, evitando el reviro para entrar de popa en la dársena. Cuando hay poco viento, o las condiciones meteorológicas así lo permiten, los buques del tamaño del buque RENATE P pueden realizar maniobras sin la ayuda de remolcadores, en cambio los buques de 400 metros de eslora como el MSC SIXIN utilizan en cualquier condición, tres remolcadores para las maniobras de entrada, y dos remolcadores para las maniobras de salida. Para la maniobra de los buques de 400 metros, además se tendrá en cuenta el calado aéreo del buque ya que las grúas que dispone la terminal son de tipo Super Post Panamax, con una altura máxima de 47 metros podría colisionar con el buque ya que pueden llegar hasta los 60 metros de altura. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 25 El acceso del buque a la dársena del Prat es sencillo ya que se encuentra justo a babor entrando por la bocana sur del Puerto de Barcelona. Por lo general, los buques de entrada al Muelle Prat atracan estribor al muelle, así que solo han de caer a babor mientras entran por la bocana sur. Para la salida, los buques de porte pequeño pueden revirar dentro y salir avante. No sucede los mismo con los de porte mayor como los buques de 400 metros de eslora ya que en la maniobra de desatraque salen de popa y reviran fuera de la dársena, justo en la canal principal. En el Puerto de Barcelona los buques más grandes realizan las maniobras de entrada con tres remolcadores, y para la salida si las condiciones meteorológicas son favorables, emplean dos remolcadores. Para buques más pequeños se consulta el histórico de entradas del mismo buque, o se aplica la instrucción del práctico. Las maniobras de aproximación al muelle para la dársena del Prat pueden ser de dos formas: 1) Aproximando, siguiendo el sentido del canal, virar a babor y entrar en la dársena avante, de forma que el buque quede mirando hacia el sentido opuesto de la salida. 2) Aproximando por el canal principal, hacer un reviro hacia estribor permitiendo entrar en la dársena hacia atrás, para que el buque quede atracado con la proa mirando hacia la salida. Figura 23 - Zona de reviro de la bocana sur del Puerto de Barcelona. Fuente: Propia. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 26 CASO 1 En este primer caso se representa cómo sería una posible maniobra de entrada y aproximación al muelle Prat, basada en cómo se lleva a cabo en la realidad. En la figura 24 se aprecia una simulación de un buque portacontenedores atracando en el Muelle Prat del Puerto de Barcelona, en el simulador de navegación y maniobra de la Facultad de Náutica de Barcelona. Las condiciones de viento simuladas son de componente SE y 10 nudos. Asistido por tres remolcadores, se simula una maniobra habitual de entrada al Muelle Prat atracando estribor al muelle. Para la simulación no hay disponible un modelo de buque de 400 metros de eslora, así que se utiliza el único modelo de buque portacontenedores disponible de 275 metros de eslora con un calado de 14 metros. El buque se aproxima al centro de la bocana sur del Puerto de Barcelona a una velocidad de 6 nudos y al rumbo 340. Se hace firme un remolcador en proa centro y otro en popa centro, el tercer remolcador queda acompañando por babor y se utilizará para empujar y favorecer el reviro a babor. A una milla aproximada de la verde se para la máquina para que el buque pierda velocidad, cuando la proa llega a la altura de la verde se pone timón a babor para empezar a caer a la dársena. Llegando a la roja con una velocidad aproximada de 3 nudos, combinando el timón todo a babor, el remolcador de proa tira con media máquina hacia babor, el remolcador de popa tira con media máquina por estribor y el tercer remolcador se posiciona de carnero a un tercio hacia a popa por babor empujando con media máquina, de modo que el buque vaya virando a babor con rapidez. Siguiendo un rumbo 215, el buque se aproxima hacia el interior de la dársena hasta quedar a la altura del muelle deseada, momento en el que se da máquina atrás hasta parar el buque por completo y con los remolcadores empujando en posición de carnero, el buque se posiciona paralelamente en el muelle. Otra posibilidad sería revirar el buque hacia estribor en la zona de reviro, y entrar en la dársena hacia atrás. En tal caso el buque quedaría atracado babor al muelle. La salida de este buque se realizaría con dos remolcadores firmes en proa y popa centro, que tirarían del buque hasta estar separado del muelle, dando poca máquina atrás para salir de popa hacia la zona de reviro. Una vez allí el remolcador de popa tiraría con media máquina por estribor y el remolcador de proa tiraría con media máquina por babor. Dando máquina avante y el timón a babor, arrumbando a la bocana para salir del puerto. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 27 Figura 25 - Simulación de buque portacontenedores aproximándose al Muelle Prat. Fuente: Propia Figura 24 - Simulación de reviro efectuado con un buque portacontenedores. Fuente: Propia SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 34 7 20,01 𝑚 𝑠· 1 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎 1852 𝑚· 3600𝑠 1ℎ =𝟑𝟖,𝟗 𝒏𝒖𝒅𝒐𝒔 Como resultado final, se observa que el límite de viento para un buque de estas dimensiones, con un número total de 14 cabos con las características físicas mencionadas, es de 38,9 nudos de viento completamente de través, que es el caso más crítico, y que corresponde al límite entre las fuerzas 8 y 9 en la escala de Beaufort. Además, se ha de tener en cuenta que los vientos suelen venir con rachas mayores en intervalos de tiempo determinados, así que este valor se puede ver alterado. Finalmente, también se debe tener presente que, en Barcelona, no hay corrientes intensas ni mareas; pero en los puertos en que los haya, se debe considerar el efecto que producen en la obra viva de los buques. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 35 Capítulo 3. Aplicación del sistema Analizados los distintos sistemas de amarre automáticos que existen en el mercado hoy en día, y estudiando los efectos que pueden causar las condiciones meteorológicas a los buques amarrados en el Muelle de Catalunya del Puerto de Barcelona, se hace una propuesta de instalación un sistema adicional de amarre mediante imanes. 3.1 Propuesta de sistema El sistema que se propone es el Trelleborg T40 de doble brazo, pero en vez de ser un sistema de ventosa y trabajo por vacío se propone el mismo con electroimanes. Dicho sistema no está actualmente en el mercado y, por tanto, se debería proponer a la empresa para su estudio y elaboración. La razón de la elección un sistema magnético en vez del sistema de ventosas es por la capacidad de atracción, y la fiabilidad que proporciona aun que exista un desgaste en las gomas de los extremos del módulo, que en el caso del sistema por vacío se vería afectado en la capacidad de aspiración. El sistema tiene la función de ser abatido 90 grados en el eje horizontal para facilitar las tareas de mantenimiento pertinentes o evitar que estos sean un obstáculo para los cabos de amarre de los otros buques. Teniendo en cuenta que, a fecha de publicación de este TFM, dicho muelle se encuentra todavía en fase de elaboración y construcción, se asumirán las siguientes informaciones técnicas en un marco teórico para elaborar una posible propuesta a la aplicación del sistema en el muelle Catalunya, referenciándonos a las características actuales del Muelle Prat. Asumiendo una longitud de 1500 metros y una altura de muelle de 2 metros, coincidiendo con la diferencia de calado de llegada y salida que experimentan los buques más grandes que podrán amarrar en este muelle. También se cuenta con conexión directa a la red eléctrica del puerto, asumiendo que de igual forma que la terminal BEST, la nueva terminal estará dotada del sistema Offshore Power Supply (OPS), de conexión de buques a la red eléctrica del puerto evitando el funcionamiento de los generadores de combustión de los buques y así eliminar las emisiones de gases en el puerto. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 36 3.2 Distribución de imanes Se contempla la instalación de 30 unidades con una separación de 50 metros entre ellas, para que la inversión inicial no sea demasiado excesiva, dejando la posibilidad de aumentar esta cantidad al doble de unidades si fuera necesario y el servicio terminara siendo muy requerido por los buques. Como se ha comentado en capítulos anteriores, dicho sistema se presenta como un método adicional de amarre para situaciones comprometidas con la seguridad, sin perjuicio que puedan ser empleados en cualquier otra situación para garantizar la seguridad de las operaciones. Figura 32 - Distribución de los módulos de amarre en el muelle Catalunya. Fuente: Propia. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 37 Conclusiones Este estudio permite tomar consciencia de la considerable influencia que las condiciones meteorológicas tienen sobre las operaciones portuarias, afectando tanto la entrada y salida de los buques como su permanencia en el puerto durante las operaciones de carga y descarga. La meteorología, con sus variables como vientos fuertes, mareas y corrientes, puede tener un impacto significativo en la seguridad y eficiencia de estas operaciones. Los factores climáticos adversos, por lo tanto, no solo representan un desafío operativo, sino también un riesgo para la seguridad de los buques. En este contexto, el análisis de sistemas de amarre no convencionales ha revelado una amplia gama de opciones tecnológicas que pueden ofrecer soluciones eficaces para facilitar el proceso de amarre de los buques. Estos sistemas, que pueden ser empleados como métodos principales, secundarios o adicionales, permiten mejorar la eficiencia del amarre bajo diversas condiciones. Además de optimizar el tiempo de amarre, estos sistemas innovadores proporcionan una mayor precisión y fiabilidad en su funcionamiento, lo que resulta en una reducción significativa de los tiempos de espera de los buques en puerto. De esta manera, se favorece no solo el ahorro de tiempo, sino también una disminución en el consumo de combustible, contribuyendo a la sostenibilidad y eficiencia operativa del puerto. En este sentido, se ha propuesto la implementación de un sistema adicional de amarre que actúe como una medida de seguridad adicional durante la estancia de los buques en puerto, especialmente cuando las condiciones meteorológicas son desfavorables. Este sistema busca garantizar la seguridad de los buques frente a vientos fuertes u otras inclemencias que puedan afectar su amarre, minimizando el riesgo de accidentes y daños. Además, al complementar los sistemas tradicionales de amarre, se incrementa la flexibilidad y la capacidad de respuesta ante situaciones de emergencia. El sistema garantiza el atraque seguro del buque sin necesidad de reforzar cabos, o sin emplear el uso de remolcadores manteniéndose constantemente empujando el buque contra el muelle, resultando en un coste de servicio muy elevado y con el riesgo de no tener disponibilidad de ellos cuando se requiera. Una vez realizado un análisis detallado del terreno y las condiciones específicas del puerto donde este sistema podría implementarse, se ha identificado que este sistema adicional podría ser de gran utilidad para mejorar la seguridad de las operaciones portuarias, especialmente en los casos de buques de gran tamaño. Estos buques, debido a su volumen y peso, requieren un tiempo de intervención más largo y una atención especial durante el proceso de amarre, lo que hace aún más relevante la implementación de tecnologías avanzadas que garanticen una sujeción adecuada. Por tanto, la incorporación de este sistema adicional no solo aumentaría la seguridad SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 38 en el puerto, sino que también contribuiría a una mayor eficiencia en las operaciones de atraque y desatraque, optimizando el uso de los recursos y reduciendo el impacto de las condiciones meteorológicas adversas en las operaciones portuarias. SISTEMA ADICIONAL DE AMARRE MEDIANTE IMANES EN EL MUELLE CATALUNYA DEL PUERTO DE BARCELONA 39 Bibliografía [1] Amich Bert, Julián. (1956). Historia del Puerto de Barcelona, Barcelona: ed. Juventud. S.A. ISBN 10: 84-261-0048-1 [2] Alemany, Joan. (1984). El Puerto de Barcelona, historia y realidad. Barcelona: ed. L’avenç S.L. ISBN 10: 84-7782-817-2 [3] Marí Sagarra, Ricard. (1998). Maniobra de los buques. Barcelona: Ediciones UPC. ISBN 9788483013267 [4] Da Costa González, Denise. (2006). Estudio paramétrico de las fuerzas en sistemas de amarre para buques amarrados en puertos (trabajo final de máster). Universidad do Porto: Departamento de Ingeniería Civil. [5] Alarcón Ruiz de la Fuente, Ariadna. (2021). Análisis de las condiciones meteorológicas en las inmediaciones del puerto de Barcelona y su afectación en el tráfico (trabajo final de grado). Universidad Politécnica de Cataluña. Facultad de Náutica de Barcelona: Departamento de Ciencia e Ingeniería Náuticas. [6] OCIMF. (2019). 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