Software para el cálculo de la estabilidad de las plataformas semi ...

offshore
Software para el cálculo de la estabilidad
de las plataformas semi-sumergibles
No todo el software para el cálculo de la estabilidad es igual.
Aunque todos los programas disponibles para el cálculo
de la estabilidad tuviesen la misma calidad, normalmente
están diseñados para aplicarlos a buques convencionales y está
claro que las características únicas de las plataformas offshore demandan
capacidades no requeridas usualmente para los buques.
La estabilidad de las plataformas es un asunto crítico y puede ser
muy complejo. Lo que los operadores de plataformas necesitan es
un software que pueda monitorizar y predecir constantemente la
estabilidad en cualquier combinación de circunstancias; pero lo
que no necesitan es un interfaz tan complejo como el problema. El
Autoload Rig ha sido lanzado recientemente e instalado ya en más
de 15 plataformas, incluida la más grande construida hasta la fecha,
la Thunderhorse.
El Autoload Rig fue diseñado específicamente para la industria offshore,
con un interfaz totalmente nuevo resultante de las recomendaciones
de los operadores de plataformas. Desde el principio,
Autoship System Corporation (ASC) adoptó una filosofía sencilla:
con una ojeada a la pantalla, puede tenerse una idea clara del estado
actual de la estabilidad del buque, las cargas y los márgenes
importantes. El conocimiento rápido y exacto permite una mayor
capacidad para tomar decisiones críticas, mientras que se deja la
complejidad matemática del problema al ordenador. Además, el programa
está diseñado para adaptarse a las necesidades de prácticamente
cualquier cliente o requisito específico de la plataforma.
ASC entabló conversaciones con operadores y diseñadores de plataformas,
quienes manifestaron que la información crítica debe ser
fácilmente identificable, no debe estar escondida, y debe estar siempre
en el mismo sitio. Es interesante que ésta no es la tendencia en
la mayor parte del software para ordenadores de mesa —el entorno
habitual de Windows presenta varias capas de ventanas, y cada
una de ellas puede cerrarse o minimizarse—. Hay razones por
la que esta disposición es popular, y una de ellas es que permite al
usuario organizar y mantener el seguimiento de todos los datos.
Lo que puede estar muy bien en caso de que haya que escribir un
informe adjuntando una hoja de cálculo, pero no ayuda a conseguir
una información clara cuando hay poco tiempo y la situación
no es óptima.
ASC escuchó la opinión de la industria y realizó un interfaz que consigue
equilibrio entre claridad, simplificación, organización e inclusión
de datos. El interfaz del Autoload Rig está basado en el
entendimiento de las tres funciones principales que requiere el sistema
de estabilidad de plataformas: debe ayudar a establecer y monitorizar
las condiciones de carga del buque, comprobar los márgenes
relevantes e informar de los resultados. El interfaz está dividido
en las siguientes partes principales:
• Barra de menú: Herramientas para configurar, crear informes, y
gestionar los archivos de estado.
• Marco del estado de la flotación: Presenta el estado de la flotación,
incluyendo todos los parámetros hidrostáticos y los márgenes
de estabilidad.
• Marco de vistas: Representación gráfica del buque, cargas, y posición
de flotación — que varía con cualquier cambio de la carga.
Incluye tanto las fuerzas medioambientales (viento) como
las cargas marinas (amarre y risers). Pueden introducirse cargas (e
incluso configurar un daño en un compartimento) directamente
en las imágenes de la plataforma.
• Marco de cargas: Incluye unas tablas que muestran y editan todas
las cargas, divididas en cargas en los tanques y cargas “fijas”
(no líquidas).
ASC decidió desarrollar este nuevo interfaz para que pueda ser
usado también en buques convencionales (como Autoload Versión
6.0). Como resultado, el nuevo interfaz desarrollado del Autoload
Rig se está usando actualmente en un petrolero operado por Teekay
Shipping Ltd., y también está siendo instalado en varios graneleros
de nueva construcción para Westwood Shipping Lines. Aunque
el interfaz refleja claramente las necesidades de la industria offshore,
sigue siendo importante mirar más allá; después de todo,
en la industria del software lo que se ve en pantalla puede no corresponderse
con lo que se obtiene realmente. Afortunadamente
sin embargo, el motor de hidrostáticas de Autoload está basado en
la experiencia conseguida después de 20 años de realizar software
de predicción de hidrostáticas (Autohydro) para diseñadores de
buques, y software de estabilidad para la industria de tráfico marítimo.
El Autohydro es usado por más de 1.000 compañías de ingeniería
de todo el mundo, y ha sido aprobado por la mayor parte
de las entidades acreditadas por los gobiernos. En el mercado offshore,
importantes oficinas de diseño como GVA Consulting y el
Grupo Aker & Kvaerner han estado utilizando Autohydro para
calcular la estabilidad de plataformas durante más de 15 años.
Mientras que Autohydro es el software estándar para las oficinas
de diseño, el Autoload Rig se está haciendo muy popular en las
plataformas diseñadas por dichas oficinas —porque ambos se basan
en el mismo modelo matemático.
El modelo del buque es un elemento clave en la precisión y flexibilidad
ofrecidas por el Autoload. El modelo es realmente 3D e incluye
todos los volúmenes (tanques, bodegas, espacios vacíos…). El
tratamiento matemático de este modelo da una simulación ajustada
de cualquier estado de la flotación, incluyendo el cambio real del
c.d.g. para los tanques con superficie libre, momento de escora producido
por el viento real, y simulación precisa de daños (método de
pérdida de flotabilidad). Si se diseña un sistema basado en tablas
para que dé resultados comparables, sería incapaz de conseguir el
nivel de precisión del Autoload Rig.
INGENIERIA NAVAL julio/agosto 2004
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• Hay diferentes restricciones de estabilidad en función de la perforación,
supervivencia o condiciones temporales.
• Debido a la compleja geometría de la plataforma, el área de la flotación
y, por tanto, también la estabilidad de la plataforma, varía
significativamente con los cambios en el calado (lastrado) o inclinación.
• Una pequeña área de la flotación respecto al desplazamiento de
la plataforma, que significa que el daño en un tanque pontona podría
dar lugar a una inclinación de más de 10 grados.
Con el modelo 3D de Autoload puede predecirse fácilmente el efecto que
el daño tendrá en la estabilidad en cualquier dirección. El software calcula
la inclinación real de la superficie libre en los tanques de acuerdo con
cualquier cambio de escora o trimado. Los datos en tiempo real de un sensor
se utilizan para conocer el contenido de los tanques, calados, tensión
de amarre, tensión en los risers, y el viento, mientras que el software ajusta
los distintos tipos de criterio para los diversos modos de operación. Un
marco separado de vistas monitoriza la curva de la posición vertical del
centro de gravedad respecto a la condición real (calado/cdg).
La flexibilidad y precisión proporcionada por el modelo 3D y un
motor de cálculo de hidrostáticas comprobado, es también clave
para cumplir los requisitos específicos de la industria offshore. Los
retos específicos de las plataformas offshore son los siguientes:
• A diferencia de los buques convencionales, la estabilidad de las
plataformas es crítica en todas las direcciones.
Por último, ASC no ha olvidado tener en cuenta qué ocurriría si los datos
que debían introducirse manualmente se omiten, o lo que ocurriría si un
sensor proporciona datos erróneos. Aquí es donde el modelo 3D del desplazamiento
del buque ayuda: Autoload Rig compara el “calado calculado”
con el “real” y calcula el peso “constante” que es responsable de la
diferencia. Si este “peso constante” y su centro de gravedad calculado están
dentro de un margen especificado, entonces la condición de carga se
considera correcta. Si el peso constante está fuera de los límites, el operador
es alertado y debe encontrar la razón de la discrepancia.