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Estudio, funcionamiento y aplicación

de los sistemas de posicionamiento

dinámico

Trabajo Final de Grado

Facultat de Nàutica de Barcelona Universitat Politècnica de Catalunya

Trabajo realizado por:

Oliver Vegas Martínez

Dirigido por:

Agustí Martín Mallofre

Grado en ingeniería en sistemas y tecnología naval

Barcelona, 05/12/2016

Estudio, funcionamiento y aplicación de los sistemas de posicionamiento dinámico

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Resumen

En este proyecto se realiza un estudio sobre los sistemas de posicionamiento dinámico,

partiendo desde el punto de un conocimiento básico sobre estos. Se analizan a fondo

los sistemas y los componentes que los forman para llegar a conocer como interaccionan

entre ellos y como pueden llegar a realizar las grandes cantidades de funciones que

realizan en todo tipo de buques.

Se definen las funciones de un sistema de posicionamiento dinámico y los buques que

lo poseen. De esta manera se puede ver de una manera más clara la finalidad de estos

y las utilidades que proporcionan.

Como bien se sabe es un sistema muy complejo que necesita de altos niveles de

conocimiento para su manejo. Por este motivo, los operadores DP deben estar bien

formados y deben conocer el sistema que manejan al máximo, así que deben pasar por

un proceso de aprendizaje definido por “The Nautical Institute”, del que también se trata

en este proyecto.


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Índice

1. Introducción .............................................................................................................................. 1

2. Funcionamiento básico ............................................................................................................. 3

3. Sistemas y componentes ........................................................................................................... 7

3.1 Sistema principal ................................................................................................................. 7

3.2 Sistema de posición y proa .................................................................................................. 8

3.3 Sistemas de medición externos ........................................................................................... 9

3.4 Sistemas de propulsión y gobierno ................................................................................... 10

3.5 Abastecimiento de energía ............................................................................................... 10

3.6 Sistemas de control ........................................................................................................... 10

4. FUNCIONES DE LOS SISTEMAS DP ........................................................................................... 13

4.1 Ganancia del sistema ........................................................................................................ 13

4.2 Seguimiento de objetivo ................................................................................................... 13

4.3 Seguimiento de ruta .......................................................................................................... 14

4.4 Función ángulo de subida ................................................................................................. 15

4.5 Función de carga de tanques ............................................................................................ 16

4.6 Función de autoárea ......................................................................................................... 17

4.7 Función de compensación de fuerzas externas ................................................................ 17

4.8 Cambios rápidos de oleaje ................................................................................................ 17

4.9 Capacidad de carga ........................................................................................................... 17

4.10 Función “a la deriva” ....................................................................................................... 18

4.11 Piloto automático y tránsito ............................................................................................ 18

5. CONCEPTO DE REDUNDANCIA Y TIPOS DE SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO DINÁMICO .... 19

5.1 Tipos y características de los sistemas DP ......................................................................... 19

5.1.1 Sistemas DP1 .............................................................................................................. 19

5.1.2 Sistemas DP2 .............................................................................................................. 19

5.1.3 Sistemas DP3 .............................................................................................................. 19

5.2 Concepto de redundancia ................................................................................................. 20

5.2.1 Redundancia en los controladores ............................................................................. 21

5.2.2 Redundancia en la propulsión .................................................................................... 22

5.2.3 Redundancia en los sistemas de referencia de posición ............................................ 22

5.2.4 Redundancia en los sensores ambientales ................................................................ 23

5.2.5 Redundancia en los sistemas de generación y distribución de energía ..................... 23


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6. SISTEMAS DE REFERENCIA DE POSICIÓN (PRS) ....................................................................... 25

6.1 Sistema UTM ..................................................................................................................... 26

6.2 Sistemas hidroacústicos .................................................................................................... 27

6.2.1 Sistema Ultra-short Baseline ...................................................................................... 28

6.2.2 Sistema Long Baseline (LBL) ....................................................................................... 29

6.2.3 Sistemas Short Baseline ............................................................................................. 30

6.3 Sistema Artemis ................................................................................................................ 31

6.4 Sistema de alambre tenso (LTW) ...................................................................................... 32

6.5 Sistemas satelitários .......................................................................................................... 33

6.5.1 Sistema GPS ................................................................................................................ 33

6.5.2 Sistema GPS/DGPS diferenciales ................................................................................ 34

6.5.3 Sistema GLONASS ....................................................................................................... 35

6.6 Sistemas láser .............................................................................................................. 35

6.6.1 Fanbeam ..................................................................................................................... 35

6.6.2 CyScan ........................................................................................................................ 36

6.7 Radius ................................................................................................................................ 36

6.7 Sistemas de navegación inercial ................................................................................. 37

7. Elementos de gobierno y propulsión ...................................................................................... 39

7.1 Propulsores convencionales hélice-timón ........................................................................ 39

7.2 Propulsores Azimutales ..................................................................................................... 40

7.3 Propulsores túnel .............................................................................................................. 42

8. Planta eléctrica ........................................................................................................................ 45

8.1 Tipos de plantas de energía .............................................................................................. 45

8.1.1 Planta diésel-eléctrica ................................................................................................ 45

8.1.2 Sistemas híbridos ....................................................................................................... 47

8.2 Distribución de energía ..................................................................................................... 48

9. Tipos de buques DP ................................................................................................................. 49

9.1 Buque de suministro a plataformas (PSV) / Buque de apoyo a plataformas offshore (OSV)

................................................................................................................................................. 49

9.2 Buques de soporte de buceo (DSV) y apoyo a ROV. ......................................................... 50

9.2.1 Sistemas de buceo de saturación. .............................................................................. 51

9.3 Buques de perforación ...................................................................................................... 52

9.4 Cable Lay y buques de reparación ..................................................................................... 53

9.5 Buques de tendido de tuberías o “Pipelay” ...................................................................... 55

9.6 Dragas ................................................................................................................................ 56

9.7 Buque gabarra ................................................................................................................... 57


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9.8 Buques de vertido de rocas ............................................................................................... 57

9.9 Buque de transporte de pasajeros .................................................................................... 58

9.10 Buques semisumergibles de carga pesada...................................................................... 59

9.11 Unidades móviles de perforación ................................................................................... 60

9.12 Buque petrolero .............................................................................................................. 61

9.13 Buques de guerra ............................................................................................................ 62

10. Entrenamiento del operador y factores humanos ................................................................ 63

10.1 Entrenamiento del operador........................................................................................... 63

10.1.1 The Nautical Insistute ............................................................................................... 63

10.2 Factores humanos ........................................................................................................... 65

10.2.1 Consolas ................................................................................................................... 66

10.2.2 Sobrecarga de trabajo sin estimulación ................................................................... 66

10.2.3 Cambios de personal a corto plazo .......................................................................... 66

10.2.4 Distracción por la presencia de personal ajeno al sistema DP ................................. 66

10.2.5 Manuales y documentación inadecuadas ................................................................ 66

10.2.6 Asunción de riesgos .................................................................................................. 66

10.2.7 Reporte de incidentes .............................................................................................. 67

10.2.8 Entrenamiento del operador y competencia ........................................................... 67

10.2.9 Conocimiento base del buque y sus sistemas .......................................................... 67

10.2.10 Diferencias geográficas .......................................................................................... 67

10.2.11 Fatiga ...................................................................................................................... 67

10.2.12 Comportamientos irresponsables .......................................................................... 67

10.2.13 Condiciones de trabajo .......................................................................................... 67

10.2.14 Estado de los DPO en la industria .......................................................................... 67

11. Documentación relacionada con los sistemas DP ................................................................. 69

11.1 Certificación F.A.T. .......................................................................................................... 69

11.2 Afinación mecánica ......................................................................................................... 69

11.3 Puesta en marcha ............................................................................................................ 69

11.4 Pruebas FME .................................................................................................................... 69

11.4.1 Capacidad de actuación ........................................................................................... 70

11.4.2 Capacidad de protección .......................................................................................... 70

11.4.3 Capacidad de detección ........................................................................................... 70

11.4.4 Información .............................................................................................................. 70

12. Operaciones DP ..................................................................................................................... 71

12.1 Plan de operación ............................................................................................................ 71

12.2 Preparación de los planes de operación ......................................................................... 71


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12.3 Planes de contingencia y rutas de escape ....................................................................... 72

12.4 Configuración inicial del sistema DP ............................................................................... 72

12.5 Acercamiento a la zona de trabajo ................................................................................. 73

12.6 Guardias y comunicaciones ............................................................................................. 74

12.7 Reglamento y libros de registro ...................................................................................... 74

13. Conclusiones.......................................................................................................................... 75

14. Bibliografía ............................................................................................................................ 77

14.1 Referencias bibliográficas ............................................................................................... 77

14.2 Páginas web ..................................................................................................................... 77


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Listado de figuras FIGURA 1. SALA DE MANEJO DE UN SISTEMA DE POSICIONAMIENTO DINÁMICO ...................................... 4

FIGURA 2. BUQUE DP TRABAJANDO JUNTO A UNA PLATAFORMA OFFSHORE ........................................... 4 FIGURA 3. PLATAFORMA DE CONTROL Y ORDENADOR CONTROLADOR DE UN SISTEMA DP ..................... 8 FIGURA 4. BUQUE PIPE-LAY ........................................................................................................................ 14 FIGURA 5. BUQUE DE PERFORACIÓN ......................................................................................................... 15 FIGURA 6. BUQUE APOYANDO A UNA PLATAFORMA OFFSHORE .............................................................. 16 FIGURA 7. ZONAS UTM MUNDIALES .......................................................................................................... 27 FIGURA 8. SISTEMA USBL ........................................................................................................................... 28 FIGURA 9. SISTEMA LONG BASELINE .......................................................................................................... 30 FIGURA 10. SISTEMA SHORT BASELINE ...................................................................................................... 30 FIGURA 11. SISTEMA PRS ARTEMIS ............................................................................................................ 32 FIGURA 12. SISTEMA DE ALAMBRE TENSO EN FUNCIONAMIENTO ........................................................... 33 FIGURA 13. PANTALLA GPS ......................................................................................................................... 34 FIGURA 14. SISTEMA "FANBEAM" .............................................................................................................. 35 FIGURA 15. SISTEMA CYSCAN - FUENTE HTTP://WWW.GUIDANCE.EU.COM/CYSCAN.............................. 36 FIGURA 16. INTERACCIÓN HÉLICE-TIMÓN .................................................................................................. 39 FIGURA 17. PROPULSOR AZIMUTAL ........................................................................................................... 40 FIGURA 18. PROPULSOR AZIPOD ................................................................................................................ 42 FIGURA 19. PROPULSORES DE TÚNEL ........................................................................................................ 43 FIGURA 20. ESQUEMA DE GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE UNA PLANTA DIESEL-ELÉCTRICA ................ 46 FIGURA 21. ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA HÍBRIDO .................................................. 47 FIGURA 22. BUQUE DE SUMINISTRO A PLATAFORMAS OFFSHORE (PSV) .................................................. 50 FIGURA 23. BUQUE DSV "CONSTRUCTOR” ................................................................................................. 51 FIGURA 24. SISTEMA DE BUCEO DE SATURACIÓN ..................................................................................... 52 FIGURA 25. BUQUE DE PERFORACIÓN ....................................................................................................... 53 FIGURA 26. BUQUE CABLE LAY ................................................................................................................... 54 FIGURA 27. BUQUE PIPELAYER ................................................................................................................... 55 FIGURA 28. DRAGA EXTRAYENDO FONDO MARINO .................................................................................. 56 FIGURA 29. BUQUE GABARRA ................................................................................................................... 57 FIGURA 30. BUQUE DE VERTIDO DE ROCAS EN FUNCIONAMIENTO .......................................................... 58 FIGURA 31. BUQUE DE TRANSPORTE DE PASAJEROS ................................................................................. 59 FIGURA 32. BUQUE SEMISUMERGIBLE TRANSPORTANDO UNA PLATAFORMA MARINA .......................... 59 FIGURA 33. PLATAFORMA DE PERFORACIÓN MÓBIL ................................................................................ 60 FIGURA 34. BUQUE PETROLERO ................................................................................................................. 61 FIGURA 35. BUQUE DE GUERRA ................................................................................................................. 62


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1. Introducción

1

1. Introducción

Dynamic Positioning 1(DP), posicionamiento dinámico en español se inició en la década

de 1960 con el fin de ser utilizado en la perforación en alta mar. Con las perforaciones

cada vez entrando en aguas más profundas, los diferentes sistemas y buques, como los

Jack-up, existentes dejaban de ser útiles y, por lo tanto, se convertían en menos

económicos.

Los primeros y muy rudimentarios buques DP fueron puestos en funcionamiento

durante los años 60 en barcos perforadores, los cuales tenían controladores analógicos

y carecían de redundancia, desde entonces, se han hecho grandes mejoras. No fue hasta

finales de los 70, principios de los 80 cuando el uso del DP se hizo más extenso y un

mayor número de buques fueron equipados con este sistema. Hoy en día existen una

gran cantidad de buques con sistemas DP y cada vez la demanda es mayor, lo que hace

que la flota vaya aumentando día a día.

Este aumento de demanda ha hecho que se llegue a la necesidad de crear un órgano

formador de operadores DP (Nautical Institute) con el fin de garantizar un nivel de

conocimiento sobre el sistema que garantice seguridad. En la actualidad hay más de 50

centros de formación en todo el mundo y se emite aproximadamente 1.200 certificados

de operadores DP al año.

Los buques DP no son sólo utilizados en la industria del petróleo, sino también en

muchísimos tipos de buques que se irán viendo durante este proyecto. Cabe decir que

el DP no solo se limita a mantener una posición fija, una de las posibilidades que ofrece

es la de estar navegando por una pista exacta, lo que resulta muy útil para cablelay2,

pipelay3 y demás tareas.

Ya hace más de 50 años desde la botadura del primer buque dispuesto con un sistema

de posicionamiento automático y automatizado, esto puede llevarnos al error de pensar

que es un sistema completamente desarrollado y sin posibilidades de mejora, pero

como iremos observando aún queda mucho por hacer.

Un sistema DP puede definirse como un conjunto de instrumentos del buque que

trabajan entre sí para poder mantener una posición fija o seguir una ruta prefijada

utilizando para ello los propulsores del buque. La información sobre los factores

externos que alteran el movimiento del buque es recibida por un conjunto de sensores

que envían esta información al ordenador. El programa informático, que es configurado

1 Conjunto de elementos y sistemas incorporados al buque que trabajando conjuntamente le permiten mantener una posición fija o seguir un rumbo predeterminado. 2 Son aquellos buques cuya función es la de tender cables en el fondo marino para diferentes funciones como las de telecomunicación, transmisión de energía, etc… 3 Son aquellos buques que tienen como función el tendido de tuberías en el fondo marino.


2

para cada tipo de buque, calcula la potencia y orientación necesaria a aplicar por los

propulsores para mantener la posición o el rumbo prefijados.

La tecnología usada en un DP de cualquier tipo es muy variante. Se ha de tener en cuenta

que dentro del mercado marítimo hay mucha competencia y lo que hoy resulta un

sistema de lo más innovador al poco tiempo puede quedarse anticuado y ser

remplazado por otro. Por lo que resulta esencial modernizarse y adquirir el máximo

número de conocimientos para seguir compitiendo por un buen puesto dentro de este

mercado.

Con este trabajo se pretende realizar un estudio sobre los sistemas DP definiendo todos

los integrantes que lo componen y explicando la función de cada uno de ellos. Se

definirán los tipos de DP que existen y su redundancia, así como el certificado necesario

para sus usuarios. También se verán los diferentes tipos de buques que lo integran y las

funciones que realiza el sistema en cada uno de ellos.

2. Funcionamiento básico

3


El posicionamiento dinámico es un sistema controlado por ordenador utilizado para

mantener automáticamente la posición o un rumbo de un buque mediante el uso

propio de sus hélices y propulsores. Sensores de referencia de posición, junto con

sensores de viento, sensores de movimiento y compases giroscópicos4 alimentan de

información al ordenador acerca de la posición del buque y magnitud y dirección de

fuerzas medioambientales que afectan a su posición. Dicho ordenador contiene un

programa informático con un modelo matemático del buque en cuestión dispuesto con

información sobre el efecto del viento y corrientes sobre el buque.

Gracias al conjunto anterior, se permite al ordenador calcular los diferentes valores de

potencia y dirección que son necesarios aplicar a cada propulsor para corregir el rumbo

o posición del buque. Esto permite facilitar las operaciones en el mar, donde amarre o

anclaje no son factibles debido a aguas profundas, congestión en el fondo del mar u

otros problemas.

Podemos definirlo de una manera más técnica como un: sistema a bordo cuya función

principal tiene controlar automáticamente posición y rumbo del buque mediante

propulsión activa, para ello se abastece de diferentes sistemas que le proporcionan

información de las condiciones externas donde el buque está trabajando.

4 Dispositivos mecánicos que sirven para medir la orientación en el espacio de aparatos o vehículos. Cuando los giroscopios se someten a un momento fuerza tienden a cambiar la orientación de su eje de rotación, esta desviación se puede medir determinando la variación de posición.


4

Figura 1. Sala de manejo de un sistema de posicionamiento dinámico – Fuente

(http://img.nauticexpo.es/images_ne/photo-g/31319-6658403.jpg)

Los valores medidos de la posición y el rumbo se alimentan continuamente mediante

los controladores y sensores y la diferencia entre el punto marcado y la

retroalimentación se denomina error y desviación. Aquí entra en juego el factor

humano, donde el operador del sistema DP (DPO)5 se encarga de ajustar continuamente

los comandos de empuje para reducir estos errores o, en caso de que sea posible,

mantenerlos a cero.

Los sistemas de posicionamiento más modernos incluyen modelos matemáticos como

parte de su función de control, lo que les permite predecir la posición, el cabeceo o la

velocidad futura del buque. Estos cálculos se comparan continuamente con los medidos

lo que le permite calcular valores de empuje correctivos.

5 Personal autorizado a manejar sistemas de posicionamiento dinámico.

Figura 2. Buque DP trabajando junto a una plataforma offshore – Fuente

http://www.atmosferis.com/wp-content/uploads/2013/07/dp2.jpg

http://img.nauticexpo.es/images_ne/photo-g/31319-6658403.jpg

http://www.atmosferis.com/wp-content/uploads/2013/07/dp2.jpg


5

Todo buque dispone de 6 grados de libertad de movimiento, existiendo 3 de traslación

y 3 de rotación:

Movimientos de traslación

Sobre el eje longitudinal (avante-atrás)

Sobre el eje transversal (babor-estribor)

Sobre el eje vertical (elevación-descenso)

Movimientos de rotación

Sobre el eje longitudinal (balance)

Sobre el eje transversal (cabeceo)

Sobre el eje vertical (guiñada)

Conociendo estos tipos de movimiento debemos de ser capaces de mantener el buque

en una posición fija automáticamente dotándole de propulsores, hélices y timones, que

mediante diferentes sensores de movimiento, vientos y corrientes, transmitirán el

efecto que estos factores producen sobre el buque y procesados por un sistema

informático principal y corazón de nuestro DP deben de ser contrarrestados de tal

manera que se consiga la posición o rumbo deseados.

La unidad encargada de medir estos valores es la MRU (motion reference unit). Hoy en

día, podemos ver que diversos buques están siendo equipados con quillas de balance 6inteligentes y sistemas de lastre conectados a DP para la corrección de centros de

gravedad y movimientos de balance, cabeceo y elevación.

Una vez activo el sistema DP, el flujo de información es el siguiente: los datos

procedentes de los sistemas de referencia y sensores que miden las fuerzas del entorno

van a parar al ordenador central donde encontramos la aplicación informática. Esta

información es procesada obteniéndose respuestas en forma de órdenes que son

enviadas a los propulsores encargados de contrarrestar las fuerzas exteriores y

mantener así la posición del buque o su determinado rumbo.

Para mover las hélices propulsoras necesitamos energía, para ello, diversos

generadores, distribuidores y gestores de energía también están conectados a nuestro

DP y reciben órdenes continuamente para poder abastecer las hélices con energía ante

cualquier cambio de condiciones.

Los sistemas DP incorporan un sistema autónomo de generación de energía mediante

baterías, para evitar las posibles consecuencias que nos puede generar un “blackout”7.

6 Quillas fijas colocadas en los buques que oponen resistencia a los movimientos de balance de los buques pero no al de avance. 7 En español, apagón. En un buque se denomina “black out” a la pérdida de energía en el buque debido a algún fallo. Es una situación altamente peligrosa ya que se pierde la capacidad de control del buque.


6

Finalmente, hay que recordar que la posición, dirección y movimientos realizados por

medio de un Sistema DP, pueden ser tanto absolutos como relativos, es decir, prefijados

respecto a un sistema de referencia fijo o a un punto móvil respectivamente.

3. Sistemas y componentes

7


3.1 Sistema principal

Como se ha mencionado antes, el DP no es simplemente una pieza que se incorpore a

al buque, sino que está formado por diversos sistemas automatizados y

complementados entre sí que logran controlar una gran variedad de funciones y

operaciones para el control del rumbo y posición de la embarcación.

El elemento principal que procesa toda la información que el sistema DP recibe es su

ordenador controlador. Esta consola debe ser ubicada en una posición que ofrezca una

buena vista de la zona que rodea el mar, y es por lo general en el puente8 o la timonera.

Sin esta consola, solo se dispondría de información pero jamás se lograría procesarla y

esto no tendría ninguna utilidad. Cada ordenador controlador está configurado para el

buque en el cual será instalado. La mayoría de estas consolas, en la actualidad, funcionan

con un sistema bajo una versión de Microsoft Windows, lo que lo hace más sencillo para

el usuario.

Otra parte muy importante del sistema es el operador, los operadores de los sistemas

de posicionamiento dinámico deben ser completamente competentes para llevar a cabo

las operaciones DP con éxito.

Para que el sistema de posicionamiento sepa qué hacer debe ser configurado mediante

un punto de referencia o SetPoint. Este punto es una posición geográfica que debe

mantener o un rumbo específico que debe seguir, estos deben ser introducidos por el

oficial a cargo de la guardia. Cuando el buque varía su posición respecto a este punto de

referencia o rumbo por diversos motivos, el ordenador procesa la información y activa

las hélices para su corrección.

8 Lugar desde donde se gobierna el buque y el oficial al mando puede dar órdenes a los diferentes puntos del buque.


8

Figura 3. Plataforma de control y ordenador controlador de un sistema DP - Fuente http://www.atmosferis.com/wp-content/uploads/2013/07/DP1.jpg

Con el fin de poder controlar cualquier variable, es necesario que dicha variable se pueda

medir con la suficiente precisión. Por tanto, es necesario que el sistema pueda contar

con datos precisos y fiables sobre la posición de la embarcación y su rumbo, por lo tanto,

están en contacto en todo momento con los sistemas de referencia de posición 9(PRS) y

los girocompases.

3.2 Sistema de posición y proa

Los sistemas de referencia de posición proporcionan retroalimentación sobre la posición

del buque a la MRU. La precisión de posición dentro del mundo de los sistemas DP puede

ser muy amplia, pudiendo llegar incluso al orden de mantener posiciones con un margen

menor a 1 metro, para ello el sistema se debe abastecer con un gran número de PRS que

determinen la posición del buque, mientras más preciosos y más abundantes sean estos

mayor será la precisión cuando se realicen maniobras. Ya que hay que tener en cuenta

que las precisiones requeridas son mayores que las usadas para la navegación

convencional.

Para ello se dispone a bordo de todo tipo de sistemas que determinen la posición del

buque independientes el uno del otro y conectados al ordenador controlador. Existen

diversos tipos:

Satélite: GPS, DGPS, GLONASS.

Láser: Fambeam, Cyscan.

9 Son aquellos dispositivos que se encargan de medir la posición del buque, ya sea absoluta o relativa.

http://www.atmosferis.com/wp-content/uploads/2013/07/DP1.jpg

http://www.atmosferis.com/wp-content/uploads/2013/07/DP1.jpg


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Microondas: Artemis, RADius, RadaScan.

Mecánicos: Tautwire.

Hidroacústicos: USBL, SSBL.

Navegación inercial.

Los sistemas DP están configurados para poder recibir información de dos o más PRS.

Mientras más sea el número de PRS trabajando simultáneamente, mejor será la

precisión de la posición y menor será el impacto de la perdida de uno de estos sistemas.

3.3 Sistemas de medición externos

Estos sensores son los encargados de medir las diferentes variantes de posición

producidas por el viento, la corriente y el oleaje. Estos sistemas están diseñados a partir

de unidades de medidas de inercia, que determinan el grado de corrección de la posición

del buque.

Para la medición del viento se instalan una serie de anemómetros. Estos recogen una

serie de datos numéricos de las cargas que el viento genera sobre el casco y envían la

información a los propulsores para su corrección. No obstante, esto resulta un

problema, ya que como bien sabemos las condiciones de viento no son estables y

pueden cambiar repentinamente tanto en intensidad como en dirección, por lo que

afectarían negativamente al rendimiento del DP sobre la embarcación. Por ello, es

necesario que el sistema reaccione rápidamente a los cambios que hay en el tiempo. El

modelo matemático no realiza su mejor actuación en estos casos, ya que existe una

demora entre los cambios que se producen en el entorno y la reacción del sistema.

Actualmente existen modelos que van desde los 5 a los 30 minutos de tiempo de

actualización de datos y, normalmente, esto resulta suficiente para la mayoría de

factores externo de alteran la posición del buque. Sin embargo, existe un gran problema

con las condiciones racheadas de viento, ya que pueden producir un pequeño caos en

el sistema. Para evitar esto, es necesario la utilización de una función llamada “wind

feed-forward” que provoca una corrección en el modelo matemático de manera que

estas rachas no afecten a la respuesta del barco.

Respecto a la medición de corrientes y oleajes, no se dispone de ningún sistema a bordo

para ello, no obstante, sus valores son importantes y deben, como mínimo, ser

estimados. El valor que es mostrado en la pantalla de control del sistema de

posicionamiento dinámico respecto al oleaje se obtiene como la diferencia que queda

cuando todas las demás fuerzas se contabilizan. Es decir, la discrepancia entre la

posición calculada del buque y la posición medida por nuestros sistemas de PRS indican

presencia de corriente. Hay que tener en cuenta que esto es solamente un valor

deducido por lo que puede conllevar a errores de medida.


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3.4 Sistemas de propulsión y gobierno

El control final del buque acaba cayendo sobre sus propulsores, hélices, timones y

propulsores. Para ello, es necesario que estén conectados al sistema DP. El sistema DP

debe monitorizar y abastecer de órdenes continuamente a estos elementos de manera

que mantengan un control estable del buque y eviten que sufra grandes variaciones

respecto a su posición o ruta prefijada.

El DPO debe vigilar y ajustar continuamente los valores de cada unidad de propulsión,

ya que aunque una discrepancia debería activar las alarmas correspondientes, un fallo

en un propulsor no tiene que activar necesariamente las alarmas. Esto es porque si las

condiciones son estables la posición no variará demasiado. Un propulsor podría haber

fallado y estaría dando lugar a una cantidad de empuje fija y no reaccionar a los

comandos. Este fallo solo podría ser detectado por el operador DP.

3.5 Abastecimiento de energía

Todos los buques necesitan energía, y como tal, la planta productora de energía es una

gran parte del sistema DP. Este es un tema delicado ya que si se produjera un fallo en la

generación de energía todo el funcionamiento del sistema DP se vería comprometido.

La mayoría de buques que integran sistemas DP son diésel eléctricos y, por lo tanto,

presentan un sistema de generación de energía autónomo. Este sistema de generación

de energía suele incluir baterías de manera que el funcionamiento del sistema DP siga

en marcha incluso ante un posible “black out”.

La mayoría de los buques que usan DP son diésel-eléctricos, por lo que los motores

diésel, alternadores, paneles de control, cableado, motores de propulsión y sistemas de

gestión de potencia son partes del sistema DP.

Un posible fallo en el sistema de abastecimiento de energía sería la contaminación de

los tanques de combustible de los motores diésel, lo que provocaría una escasez de

energía inmediata y, por lo tanto, una consecuente pérdida de posición.

3.6 Sistemas de control

No son más que los algoritmos que utiliza el sistema informático que se basan en las

mediciones realizadas por nuestros sensores externos equipados en el buque para

determinar las correcciones. Dichos algoritmos son específicos para cada tipo de buque


11

y deben de ser configurados ya que no todos los factores externos afectan de la misma

manera a los diferentes tipos de buque. Para asegurar una mayor precisión de

respuesta, se complementa el DP con el llamado Filtro de Kalman10, utilizado para

identificar la respuesta de sistemas dinámicos lineales ocultos.

10 El filtro de Kalman es un algoritmo desarrollado por Rudolf E. Kalman en 1960 que sirve para poder identificar el estado oculto de un sistema dinámico lineal.


12

4. Funciones de los sistemas DP

13

4. FUNCIONES DE LOS SISTEMAS DP

La función principal de los sistemas DP es la de permitir que un buque pueda mantener

una posición fija y su rumbo, a la vez que se puedan realizar cambios en esa posición de

una manera controlada. Es por ello, que se facilita al operador DP funciones que le

permiten seleccionar una nueva posición. Por lo que el buque puede ser movido a una

nueva posición a una velocidad específica.

4.1 Ganancia del sistema

La ganancia es la relación entre la situación de la embarcación y la potencia utilizada. La

mayoría de los sistemas tienen 3 niveles de ganancia ajustados según el nivel precisión

de trabajo que se requiera y las condiciones sobre las que se trabajen: alta, media y baja.

El sistema DP se suele configurar en ganancia baja cuando se utiliza en las condiciones

climáticas más tranquilas, o donde la precisión de posición no es una preocupación

primordial. Los ajustes de baja ganancia pueden reducir el consumo de combustible.

Cuando se requiere mantener una precisión de posición más exacta se aumenta el nivel

de ganancia y, como consecuencia, incrementa el nivel de consumo de combustible.

Otra función que puede aparecer en un sistema DP es la ganancia relajada en la que se

define un disco de un radio específico, seleccionado por el operador, donde se le

permite al buque tener una cierta libertad de movimiento a no ser que el buque

sobrepase esta área.

4.2 Seguimiento de objetivo

Esta función consiste en mantener una posición relativa respecto a un objetivo que se

encuentra en movimiento. Los dispositivos que suelen estar equipados con esta función

suelen ser los buques que trabajan apoyado con vehículos no tripulados (ROV)11.

Otra función que podría utilizarse para lograr el resultado sería la llamada “dog-on-a-

lead”. Cuando configuramos el buque con esta función se utiliza tan solo un PRS, de

manera que el buque tiene la sensación de que está estático manteniendo una posición

respecto al objetivo, pero en realidad ambos están en movimiento. Aunque esta técnica

no es recomendable ya que normalmente la velocidad y maniobrabilidad del ROV es

11 Robot submarino no tripulado y conectado a una unidad de control en la superficie por medio de un cable umbilical. La energía y los órdenes se envían mediante un mando de control a través del cable al ROV.


14

mucho mayor que la del buque y este debe esforzarse demasiado en mantener la

posición.

Para evitar estos errores, lo que se hace es excluir el ROV como PRS y se selecciona como

móvil. Posteriormente el operador DP debe definir un radio de seguimiento del vehículo,

si el ROV traspasa ese radio el DP del buque reacciona moviéndose para volver a su

posición.

4.3 Seguimiento de ruta

Está función permite al buque seguir una ruta predeterminada definida por puntos de

recorrido que forman tramos. Esto puede ser útil en buque cable-lay o pipe-lay12,

dragado o colocación de rocas. En todos los casos el sistema funciona de la misma

manera, se define un plan de pista con todos los detalles de velocidad y dirección para

cada tramo. Todos los aspectos requeridos deben estar completamente definidos en el

sistema DP para no causar errores.

Figura 4. Buque pipe-lay - Fuente https://vadebarcos.wordpress.com/2015/03/29/lewek-constellation-pipelay-tendido-tuberias/

El DPO accede a la función seguimiento de ruta a través de un sistema de menús

complejos. El operador DP puede eliminar cualquier punto de ruta o insertar algún

nuevo punto en cualquier momento. Esto daría lugar a la entrada de nuevos valores de

rumbo y velocidad en cada tramo. Es decir, se puede modificar cualquier tramo del

trayecto en cualquier momento, ya se antes o durante su efectuación.

12 Son aquellos buques encargados de la construcción de la colocación de tuberías en el fondo marino.

https://vadebarcos.wordpress.com/2015/03/29/lewek-constellation-pipelay-tendido-tuberias/



15

Dentro del menú de seguimiento de ruta existen gran variedad de opciones, con las que

el DPO debe familiarizarse y saber la reacción exacta que tendrá el buque para cada una

de ellas. Por ejemplo, cuando el buque llegue a un punto del trayecto, si deberá parar y

virar, si deberá simplemente cambiar su dirección o si deberá reducir su velocidad.

La opción más utilizada dentro del seguimiento de ruta es la de baja velocidad. Donde

la dirección del buque está controlada totalmente por el operador y, tan solo, se realizan

pequeños ajustes por parte del sistema para corregir ligeramente la posición. En esta

opción la velocidad del buque se limita a tres o cuatro nudos. Otra opción bastante

común es la de autonavegación. En esta última opción el rumbo del buque queda

totalmente definido por el sistema y toda su velocidad de crucero está disponible.

4.4 Función ángulo de subida

Esta función es de vital importancia en perforaciones en aguas profundas donde el

ángulo que se mantiene respecto al pozo es vital. El buque dispone de un tubo que

contiene en su interior la perforadora. Este tubo llega hasta la cabeza del pozo del fondo

marino y queda conectado, está conexión se llama “lower flex-joint (LFJ)”. Es vital que el

tubo quede perpendicular para que no ocurran daños en la perforadora y sus

componentes. El ángulo es monitorizado constantemente por el DP mediante sensores

posicionados en el LFJ. Los criterios que se utilizan para monitorizar el ángulo es crear

dos círculos perpendiculares al pozo y en la superficie del mar a 3o y 7o. Hasta 3o la

perforación se produce con normalidad. Si este ángulo llega a 3 la perforación se detiene

y se prepara para la desconexión que debe ser iniciada si el ángulo llega a 7o.

Figura 5. Buque de perforación - Fuente http://i1.wp.com/www.fierasdelaingenieria.com/wp-content/uploads/2014/04/portada-na.jpg?resize=720%2C340

http://i1.wp.com/www.fierasdelaingenieria.com/wp-content/uploads/2014/04/portada-na.jpg?resize=720%2C340

http://i1.wp.com/www.fierasdelaingenieria.com/wp-content/uploads/2014/04/portada-na.jpg?resize=720%2C340


16

El DPO debe estar en todo momento atento a la pantalla del sistema de posicionamiento

dinámico, donde los círculos de los ángulos de subida quedan reflejados, y

compensando los ángulos del buque.

4.5 Función de carga de tanques

En esta función el buque se configura a una o más terminales de carga offshore que

pueden ser plataformas fijas, plataformas flotantes, plataformas sumergidas o FPSOs13.

La posición y demás características son introducidas en el sistema de posicionamiento

dinámico.

Figura 6. Buque apoyando a una plataforma offshore - Fuente http://i2.wp.com/www.fierasdelaingenieria.com/wp-content/uploads/2014/01/diamond-005.jpg

Existen dos fases para este tipo de proceso, la de aproximación y la de carga. Cuando el

buque se aproxima a la plataforma se conecta la función de autoaproximación,

permitiendo al DPO reducir la distancia progresivamente respecto a la plataforma. Una

vez el buque se encuentra en la posición correcta se inicia la operación de carga. Donde

con los terminales de carga conectados el sistema DP se encarga de mantener una

posición fija. Esta posición es continuamente ajustada para mantenerse estático en la

medida de lo posible.

13 Unidad flotante de producción, almacenamiento y transferencia de petróleo construida a partir de un buque.

http://i2.wp.com/www.fierasdelaingenieria.com/wp-content/uploads/2014/01/diamond-005.jpg

http://i2.wp.com/www.fierasdelaingenieria.com/wp-content/uploads/2014/01/diamond-005.jpg


17

4.6 Función de autoárea

Cuando se selecciona esta función el DPO debe determinar un área y en el caso de que

el buque la traspase se aplicará potencia de manera que se vuelva a desplazar hacia el

centro. Esta área suele ser circular, aunque a veces también se puede configurar

elípticamente.

4.7 Función de compensación de fuerzas externas

Cuando determinados buques trabajan en operaciones como la de tendido de tuberías

aparecen varías fuerzas externas que deben ser compensadas. La rampa que sale desde

el buque hasta el fondo marino debe estar en tensión continuamente para que el

tendido de tuberías se ejecute correctamente.

Con esta función el sistema DP y su operador pueden programas los valores de potencia

requeridos a aplicar para compensar estas tensiones.

4.8 Cambios rápidos de oleaje

Como ya se ha dicho anteriormente, el oleaje no es una variante que se pueda medir

con sensores, sino que es predicha a través de un modelo matemático que calcula el

sistema DP. Esto supone un problema cuando los cambios de oleaje son rápidos y

repentinos y es que el modelo matemático se suele quedar atrás respecto a la situación

actual. Esto supone un problema cuando se requiere de niveles de precisión altos.

Para solucionarlo se puede seleccionar esta función que acelera el modelo matemático

de manera que se puede mejorar la posición del buque. Hay que decir que esto no es

una solución completa ya que, como se ha dicho varias veces anteriormente, la corriente

por oleaje solo se estima, no se mide.

4.9 Capacidad de carga

Los manuales DP proveen unos diagramas con las capacidades de carga del buque en

diversas condiciones medioambientales. Esta capacidad suele ser incorrecta o

aproximada, ya que las condiciones medioambientales raramente coinciden con las

reales.


18

Para ello se incorpora esta función en la que el DPO puede incorporar diversas variables

en el sistema sobre las condiciones medioambientales y otros factores y de esta manera

calcular la capacidad. Este sistema también incorpora una opción que te permite calcular

la capacidad teniendo en cuenta diversos fallos del motor perdiendo así parcialmente la

potencia.

4.10 Función “a la deriva”

Esta función permite calcular los movimientos que tendría el buque y los cambios de

posición que se producirían en el caso de que se produzca un contratiempo, como podría

ser, por ejemplo, un apagón.

4.11 Piloto automático y tránsito

Cuando se selecciona esta función un propulsor es el encargado de los cambios de

dirección del buque. Por ejemplo, si hubiera un buque con tres propulsores azimuth dos

de ellos se encargarían de proporcionar la potencia hacia delante, mientras que el del

centro estaría configurado para variar la dirección del buque.

5. Concepto de redundancia y tipos de sistemas de posicionamiento dinámico

19

5. CONCEPTO DE REDUNDANCIA Y TIPOS

DE SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO

DINÁMICO

Una vez visto el funcionamiento básico de un sistema de posicionamiento dinámico y

los diferentes principales sistemas por los que está compuesto, se analizará cómo

reaccionaría el sistema en caso de que algún elemento individual por el cual esté

formado dejase de funcionar.

Los buques equipados con un sistema DP llevan a cabo diferentes tareas y operaciones

bastante críticas por lo que hace a la seguridad. Es por ello que anteriormente a

cualquier tarea los tripulantes del barco deben estudiar cómo llevar a cabo una

operación de huida o de reacción ante cualquier tipo de fallo. Hay diversas operaciones

en las cuales cualquier fallo en nuestro sistema DP supone la retirada del buque del lugar

de trabajo para evitar poner en peligro la seguridad del buque, tripulantes y medio

marítimo.

5.1 Tipos y características de los sistemas DP

Podemos diferenciar 3 tipos de sistemas de posicionamiento dinámico según su control

y características que fueron definidos por la Organización Marítima Internacional (OMI):

5.1.1 Sistemas DP1: Control manual y automático de la posición y la proa bajo unas

condiciones meteorológicas máximas conocidas. Es empleado en misiones en las cuales

la pérdida de la capacidad de mantener la posición pueda ocasionar daños materiales

y/o medioambientales limitados. En el caso en que se produzca un fallo aislado puede

perderse dirección y rumbo.

5.1.2 Sistemas DP2: Control manual y automático de la posición y la proa bajo unas

condiciones meteorológicas máximas conocidas, durante y después del fallo de

cualquier elemento individual del sistema. Se emplea en operaciones en las cuales la

posibilidad de pérdida de rumbo pueda ocasionar daños personales, materiales y/o

medioambientales de gran impacto económico.

5.1.3 Sistemas DP3: Son los más complejos, disponen de un control manual y automático

de la posición y la proa bajo unas condiciones meteorológicas máximas conocidas,

durante y después del fallo de cualquier elemento individual del sistema, incluyendo la

pérdida de un compartimiento debido a fuego o inundación. Se emplea en operaciones

de alto riesgo en las cuales la pérdida de posición o rumbo puede producir la muerte de


20

una persona, una contaminación severa y/o daños materiales de gran impacto

económico.

Gracias a esta diferenciación de sistemas se puede elegir entre más o menos complejos

y más o menos económicos según la operación que se deba realizar. Lo que indica esta

separación es que, en el caso de una avería en cualquier parte del sistema, el sistema

DP1 tiene grandes posibilidades de perder su posición o rumbo para los que está

programado mientras que el sistema DP2 y DP3 nos dan una mayor seguridad de

mantenimiento de rumbo o posición que permita una retirada segura de la zona de

trabajo.

La OMI pretende normalizar el tipo de sistema a utilizar según los riesgos del trabajo

para los cuales el buque esté destinado. Posteriormente a la elección del sistema,

armador y fletador deben elaborar un documento de posibles riesgos y consecuencias

de un desastre en la operación. El análisis de este documento dará como resultado la

elección de un sistema más o menos complejo. Cuanto más grande sea el desastre que

se pueda producir, mayor complejo y seguro debe ser el sistema a utilizar.

Entre el propietario del buque y el cliente se debe detallar la operación con todos los

riesgos que puedan ocurrir en ella. Los resultados de los riesgos de las operaciones

determinarán el equipamiento que requiera el buque. A medida que aumentan las

consecuencias de los riesgos de la operación aumenta también el tipo del sistema DP.

5.2 Concepto de redundancia

Se denomina redundancia a la capacidad que tiene el sistema DP para soportar la

pérdida de cualquier componente individual que lo compone o cualquier subsistema. La

función de redundancia es la de evitar un fallo catastrófico, es decir, una pérdida de

posición. Un ejemplo de redundancia podría ser que se permitiese salir al buque de

forma segura del entorno de trabajo después de la pérdida de alguno de sus

componentes.

A menudo, especialmente en las operaciones críticas para la seguridad, la tarea no

puede ser llevada de forma segura sin la ayuda del sistema DP del buque. Por lo tanto,

la mayoría de las tareas no se pueden ejecutar sin la pérdida de la capacidad del DP.

Muchas veces el DP también es esencial para la retirada segura del lugar de trabajo. Por

todos estos motivos, la redundancia nos proporciona un marco de tiempo en la que la

operación puede ser suspendida por el usuario de forma segura y en el que se permita

desplazar el buque a un lugar seguro.

Hay un gran número de métodos para el aumento del nivel de redundancia de un

sistema DP. El más común es el de proporcionar respaldo a los elementos principales

con elementos secundarios que se activarían en caso de fallo. De esta forma podremos

mantener el sistema DP en funcionamiento en caso de que alguno o varios elementos

fallen.


21

También podemos proveer a nuestro sistema con diferentes componentes como back-

up y stand-by que nos permitan la retirada del buque a una zona de seguridad en modo

DP.

Seguidamente se definen diferentes aspectos para que los sistemas de posicionamiento

dinámico se consideren robustos y seguros.

Se debe procurar que la mayoría de elementos del buque sean lo más independientes

posibles, pretendiendo evitar los conocidos Common Mode Failures14, donde un fallo en

alguna parte del sistema provocaría la caída de varios elementos de este, los cuales no

presentan ningún fallo interno.

Los sistemas que proporcionan redundancia al buque deben disponer de la máxima

segregación posible de manera que tengan el mínimo de puntos posibles en común. De

esta manera se permite evitar que un fallo se propague de un elemento a otro.

Un factor importante a tener en cuenta es que la mayor cantidad de elementos del

buque posean autonomía tanto en su control como en su abastecimiento de energía.

De esta manera se evita que un fallo en los generadores o en los paneles distribuidores

de energía deshabilite el elemento o sistema en cuestión. Otra solución que podría ser

viable sería la posibilidad de abastecer de diferentes formas a un elemento importante

dentro del sistema.

Se debe tratar de construir sistemas que permitan el mayor número de fallos sin que se

reduzca la tolerancia. En la parte de diseño del buque se deben estudiar todas las peores

situaciones posibles en las que puede verse envuelto el buque y así intentar buscar

soluciones.

La resistencia de los elementos que componen los equipos y sistemas DP es un factor

muy importante. Estos deben construirse de manera que puedan soportar temperaturas

extremas y que permitan trabajar a altos niveles de humedad.

Un aspecto importante es que los sistemas puedan continuar su funcionamiento pese a

producirse un fallo al sistema al cual se encuentra conectado.

Tener diferentes tipos de sistemas de referencia de posición ayuda a evitar lecturas

erróneas de diferentes sistemas que dependan de los mismos factores.

A continuación se muestran los aspectos a tener en cuenta en la redundancia para

distintas partes del buque.

5.2.1 Redundancia en los controladores

Los ordenadores son el corazón y el cerebro de cualquier sistema DP. Para los sistemas

DP de clase 1 un simple ordenador es suficiente, pero para sistemas de clase 2 se instalan

dos ordenadores. Ambos trabajan en paralelo recibiendo los mismos datos y realizando

14Son aquellos fallos comunes que provocan la pérdida de varios elementos del sistema de posicionamiento dinámico.


22

las mismas operaciones. Uno se encuentra en línea y el otro preparado para actuar en

caso de que falle el primero. En todo momento los datos de un ordenador son

comparados con los datos del otro y en el caso de que no coincidan saltan las alarmas.

En los sistemas DP de clase 3 se encuentran 3 ordenadores trabajando

simultáneamente, uno en línea y los otros dos trabajan como soporte. Además, todos

los cálculos que se realizan son comparados con los datos de los otros dos ordenadores.

De esta forma, si ocurre algún fallo es detectado instantáneamente.

Para aumentar la redundancia en los sistemas DP de clase 3 uno de los 3 ordenadores

debe ser colocado en un compartimento separado de donde se hallen los otros dos. De

esta manera se asegura que en el caso de pérdida de un compartimento pueda seguir

utilizándose el sistema.

5.2.2 Redundancia en la propulsión

Para entender la redundancia en la propulsión se explica el peor caso posible para un

buque diésel-eléctrico de clase 2 o 3, que es la pérdida de una “busbar”15 por completo,

lo que provocaría la pérdida de todos los propulsores y hélices que estuvieran

propulsados por esta. Para evitar esto es necesario distribuir la potencia de manera que

se pueda asumir el peor caso posible de tragedia y así poder llevar a cabo una maniobra

segura. De esta manera la pérdida de un “busbar” puede provocar que las maniobras a

llevar a cabo sean más dificultosas pero se consiga llevar al buque a una posición segura.

5.2.3 Redundancia en los sistemas de referencia de posición

Para los sistemas DP de clase uno se deben instalar un mínimo de dos sistemas de

referencia de posición y un girocompás. Esto es porque en el caso de que solo tuviera

un sistema de referencia de posición al fallar este el ordenador recibiría valores

constantes de desviación respecto al set-point16 y esto provocaría que los propulsores

dieran un determinado empuje para tratar de compensar esta desviación. Pero siempre

llegarían los mismos datos de desviación de posición, por lo que el buque cada vez

estaría más y más alejado de sus set-point.

Para clase 2 y 3 el sistema requiere de 3 sistemas de referencia de posición

independientes el uno del otro y 3 girocompases. Si el DP estuviera equipado con dos

sistemas de referencia de posición y uno de los dos fallara en su valor no se sabría cuál

de los dos es el que está fallando. Pero al poseer 3 PRS se puede descartar un valor de

los 3 que se reciben.

15 Es el término utilizado en el sector eléctrico para referirse a la conexión de un cuadro eléctrico a la

red que lo alimenta. 16 En un sistema de posicionamiento dinámico son los puntos configurados como referencia relativa para mantener una posición.


23

Es recomendable el no usar varios PRS que dependan de las mismas características para

sufrir fallos, como por ejemplo sistemas de referencia de posición hidroacústicos17 ya

que si por ejemplo nos encontramos en condiciones de mar duras los tres sistemas

estarán en desuso y se tendrá que abortar la operación.

5.2.4 Redundancia en los sensores ambientales

Un aspecto muy importante para conseguir mantener la posición o el rumbo de un

buque DP es la medición de factores medioambientales, como el viento, las corrientes

o el oleaje. Al igual que con los otros diferentes factores los buques que deben tener

sensores más fiables deben ser los DP3.

5.2.5 Redundancia en los sistemas de generación y distribución de energía

La redundancia en este sector del buque depende del tipo de planta eléctrica que posea.

La mayoría de los buques que llevan equipado un sistema de posicionamiento dinámico

poseen plantas diésel eléctricas, en las cuales se consigue redundancia instalando varios

generadores que alimentan a diferentes cuadros de luces. De esta manera se puede

asegurar que la pérdida de un generador permitirá que el buque pueda seguir

elaborando su función.

Para conseguir redundancia en buques de clase 3 lo que se necesita es instalar uno de

los generadores se encuentre en un compartimento aislado, de manera que se perdiera

alguno de los compartimentos que poseen estos generadores el buque pueda seguir

funcionando.

Por lo que hace a la distribución de energía los buques DPS-3 cuentan con las exigencias

más altas y se debe tener un cuadro eléctrico para cada sistema que funcione de manera

independiente y, en algunos casos, se pueden encontrar buques que cuenten con

sistemas con cableado independiente.

Un aspecto importante dentro de este apartado son los UPS (Uninterruptible Power

Supply). Se consideran UPS a aquellos elementos que son vitales para el funcionamiento

del sistema, es decir, sensores periféricos, consolas, controladores, etc… Todos estos

sistemas deben de estar conectados a sistemas de generación y suministro de energía

alternativos, de manera que si se produjera un black out en el buque puedan seguir

funcionando independientemente.

17 Son aquellos sistemas que utilizan las ondas acústicas y su transmisión por el medio marino para determinar una posición.


24

6. Sistemas de referencia de posición (PRS)

25

6. SISTEMAS DE REFERENCIA DE POSICIÓN

(PRS)

Como ya se ha comentado anteriormente una de las necesidades principales del sistema

DP debe de ser el conocimiento exacto de la posición del buque, para ello los PRS deben

abastecer en todo momento al sistema DP de manera estable y fiable. Existen diversos

tipos de PRS pero es importante escoger cuáles escoger según sus características.

Se pueden separar los PRS según su precisión, ya que será esta característica la que

permita conocer la posición del buque de la manera más exacta posible. A mayor

precisión más exactitud en los datos que nos permitirán llevar a cabo una maniobra

precisa.

Los PRS deben ser fiables, ya que el fallo de este podría provocar un auténtico desastre.

Para evitar esto es recomendable tener varios sistemas de referencia de posición

trabajando al mismo tiempo. Los diferentes PRS están conectados mediante el

ordenador principal que estudia sus valores y es capaz de determinar si uno de ellos está

averiado comparándolo con los datos de los otros, de esta manera lo pone fuera de

funcionamiento si es necesario. Mientras más semejantes sean los valores de un PRS

con otro mayor es el grado de precisión de este y sus datos adquieren mayor

importancia (mayor peso específico) respecto a los demás teniendo prioridad en los

diversos cálculos que se realizan.

Los sistemas de referencia de posición también deben de ser estables, como ya se ha

dicho durante la navegación existen grandes variaciones de movimiento del buque,

todos estos cambios de posición deben de ser recogidos por el PRS rápidamente (1

segundo o más rápido). Mientras más rápido sea capaz de recoger datos el PRS mayor

peso específico adquirirán estos y mayor importancia a la hora de calcular datos.

La rapidez de actualización de los sistemas PRS también es importante. A menudo en las

operaciones DP se requiere una rapidez de actualización de datos de un segundo, por lo

tanto los sistemas PRS deben poder tomar referencias de posición a esta velocidad. En

algunos sistemas como los hidroacústicos no es posible abastecer este nivel de rapidez

dependiendo a la profundidad en la que el buque se encuentre trabajando. Por este

motivo, para estos tipos de PRS se reduce el tiempo de actualización.

Un aspecto a tener en cuenta es que normalmente se trabaja con más de un sistema de

referencia de posición al mismo tiempo y estos sistemas de referencia de posición no

siempre expresan los mismos valores, para entender cómo se soluciona esto debemos

tener en cuenta un importante término llamado varianza. Cuando dos o más sistemas

de referencia de posición se encuentran trabajando simultáneamente aparecen

diferencias de valores entre unos y otros a los cuales llamamos varianza. Para saber cuál


26

de estos valores es el más significativo en el sistema DP lo que se hace es comparar cuál

de ellos es más semejante a esta varianza haciendo que este PRS tome una mayor

importancia.

En todo caso el DPO al cargo deberá estar frecuentemente vigilando que ninguno de los

valores medidos por los PRS sea erróneo.

Para comprobar el correcto funcionamiento de los sistemas de referencia de posición se

deben realizar pruebas constantemente sobre estos. Una de ellas es la prueba de

congelación, en la que se congela el valor que está entregando un PRS, el sistema deberá

detectar esta anomalía y desactivar el RPS automáticamente.

Si por algún motivo el buque se encontrara mediante el control automático y perdiera

la referencia de su posición de referencia este intentaría mantener su posición dentro

de sus posibilidades utilizando el modelo matemático. Sin embargo, poco a poco el

buque iría alejándose de su posición o de su rumbo y cogiendo velocidad. El tiempo que

el buque tardará en perder su posición es muy relativo, ya que depende de la calidad

del modelo matemático calculado y de las condiciones medioambientales. El peor caso

de todos es que las condiciones medioambientales vayan empeorando continuamente,

lo que provocaría una rápida pérdida de posición del buque. Este fenómeno es conocido

como caída de la referencia de posición.

6.1 Sistema UTM

En el mundo de las plataformas offshore la posición suele estar expresada a menudo en

Universal Transverse Mercator coordinates (UTM) a diferencia del sistema convencional

(latitud/longitud) usado en navegación. En el sistema UTM la latitud y la longitud son

remplazadas por coordenadas X e Y. UTM es una proyección sobre un área local, en

total, el mundo está cubierto por 60 zonas. Cada zona se basa en un meridiano central

dividiendo la zona por la mitad.


27

Figura 7. Zonas UTM mundiales - Fuente https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ed/Utm-zones.jpg/800px-Utm-zones.jpg

Dentro de cada zona la posición se define por los valores Norte y Este, midiéndolos en

metros. Por ejemplo, la coordenada Y es la distancia al norte de la línea ecuatorial. En el

hemisferio sur estas coordenadas tendrán valores negativos. La coordenada X es la

distancia hacia el este del meridiano central. Esto hace que tanto las coordenadas X e Y

se midan en las mismas unidades (metros), por lo tanto, en el sistema UTM no existen

las mediciones polares.

6.2 Sistemas hidroacústicos

Este sistema implica la relación entre dos elementos, los transductores18, situados en el

casco y emisores de señales acústicos y los transponedores19, situados en el fondo

marino.

Son uno de los sistemas de referencia más utilizados en el mundo de los sistemas DP ya

que son capaces de fijar la posición determinada de un buque mediante la medición del

tiempo en que la señal es enviada y recibida. No obstante, tiene varios inconvenientes

como la pérdida de intensidad de la señal debida a la transformación en forma de calor

o las distorsiones que producen los objetos situados en el fondo marino.

Actualmente existe un gran problema con los sistemas hidroacústicos ya que el ruido de

los propulsores del buque u otros presentes en el área de trabajo perjudica su eficiencia,

al igual que las condiciones del agua en las que trabajemos, ya sea la salinidad,

temperatura u otras alteraciones. No obstante, dependiendo del lugar de trabajo el

18 Dispositivo capaz de transformar una manifestación de energía de entrada en otra diferente de salida. 19 Es un dispositivo electrónico que produce una respuesta cuando se recibe una llamada de radio-frecuencia.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ed/Utm-zones.jpg/800px-Utm-zones.jpg

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ed/Utm-zones.jpg/800px-Utm-zones.jpg


28

usuario podrá elegir entre aquel que le beneficie más. Hoy en día en el mercado, los

fabricantes de sistemas acústicos son muy limitados, se encuentra a Nautronix,

Sonardyne y Kongsberg Simrad.

Existen 3 tipos diferentes de sistemas hidroacústicos actualmente en el mercado:

6.2.1 Sistema Ultra-short Baseline

Este sistema también puede conocerse como SSBL o USBL. En este sistema, tan solo un

transpondedor será situado en el fondo del mar. Este transpondedor es alimentado

mediante baterías y está programado para responder a ciertas frecuencias codificadas.

El buque se equipa mediante un transductor, que normalmente se encuentra en la parte

inferior de una sonda que sobresale a 4 o 5m por debajo del nivel de la quilla del buque.

Figura 8. Sistema USBL - Fuente http://www.amloceanographic.com/core/media/media.nl?id=42392&c=1068955&h=f11460932ba5f5e2d9a9

Este sistema funciona de la siguiente manera. Las señales de los transductores viajan a

través del agua. Estas señales se detectan por el transpondedor, que responde después

de un intervalo de tiempo conocido como retardo de vuelco. Esta respuesta es recibida

después por el transductor y se pasa al transceptor para su procesamiento. El lapso de

tiempo medido en total en realizar todo este proceso determina la distancia oblicua al

transpondedor. Pero hace falta conocer otro valor para saber la posición del buque, ya

que no basta solamente con la distancia, sino también la dirección de donde procede la

señal. Por ello, el transductor es direccionalmente sensible, capaz de conocer una

dirección exacta de procedencia de la señal.

http://www.amloceanographic.com/core/media/media.nl?id=42392&c=1068955&h=f11460932ba5f5e2d9a9


29

De esta forma, mediante la comunicación acústica entre el transceptor/transductor y un

solo transpondedor colocado sobre el lecho marino se puede conocer la posición del

buque. La precisión de estos sistemas es variable y depende de varios factores, pero

generalmente se obtiene una precisión de alrededor del 1% al 2% de la profundidad del

agua.

A pesar de que la posición del buque puede ser conocida con tan solo un transpondedor

colocado en el lecho marino, se puede aumentar la precisión con la colocación de varios.

Cada uno de estos transpondedores será alimentado en frecuencia dando valores

separados de la posición del buque.

6.2.2 Sistema Long Baseline (LBL)

En aguas donde la profundidad es mayor, la precisión de los sistemas USBL puede ser

insuficiente para su uso como PRS para DP. En este sistema se obtiene la comunicación

acústica utilizando un transductor en la parte inferior del buque y una matriz de

calibrado de transpondedores situados en el fondo del mar. Estos transpondedores

están situados para proporcionar un trayecto del rayo acústico entre 20º y 40º a la

vertical.

Todos los transpondedores son interrogados por una transmisión común desde el

transductor del buque. Cada respuesta llega al transductor en un momento diferente,

lo que permite un rango de inclinación que se determinará para cada transpondedor.

Como se sabe la triangulación de los transpondedores se calcula la posición de la

embarcación.

Los transpondedores deben colocarse, probarse y calibrarse antes de su uso. La

configuración de la matriz debe ser introducida en el sistema HPR del buque junto con

las coordenadas geográficas de cada transpondedor, una vez realizado este paso el

sistema se encuentra totalmente referenciado. Dado que este sistema no requiere de la

medición de los ángulos referenciados verticalmente la exactitud de la medición de la

posición se ve modificada por los movimientos “roll” y “pitch” del buque. Con este

método podemos llegar a una precisión del 0,2% al 0,4% de la profundidad del agua.


30

Figura 9. Sistema Long Baseline - Fuente http://2.bp.blogspot.com/-uuqKtC0-kPE/UA49ANAdmnI/AAAAAAAAAH0/ZoLgyCxIBWc/s1600/posref+05.JPG

Como podemos ver en la imagen, los transpondedores envían señales al receptor que

mediante un algoritmo y una triangulación permite conocer una posición muy precisa

del buque, en este caso, un buzo . Este sistema podría ser utilizado con un mínimo de 2

transpondedores aunque mientras más se utilicen mayor precisión se obtendrá respecto

a la posición.

6.2.3 Sistemas Short Baseline

Los sistemas SBL pueden lograr una precisión similar a los sistemas LBL, lo que los hace

adecuados para trabajos de alta precisión.

Figura 10. Sistema Short Baseline - Fuente https://i.ytimg.com/vi/922RsrWhzFw/maxresdefault.jpg

http://2.bp.blogspot.com/-uuqKtC0-kPE/UA49ANAdmnI/AAAAAAAAAH0/ZoLgyCxIBWc/s1600/posref+05.JPG

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https://i.ytimg.com/vi/922RsrWhzFw/maxresdefault.jpg


31

En este caso, la posición del buque es determinada mediante el uso de tres o más

transductores (A,C,D) y un transpondedor (B). Uno de los transductores envía una señal

al transpondedor y este responde enviando una señal que es recibida en los tres

transductores, esto nos determinará las distancias BC, BD y BA y de esta manera se

puede calcular la posición del buque. Como se puede observar la posición siempre será

relativa al transpondedor. En el caso de los buques en movimiento el sistema de

posicionamiento SBL se combina con un receptor GPS y una brújula electrónica, ambos

montados en el barco. Estos instrumentos determinan la ubicación y la orientación de

la embarcación, que se combinan con los datos de posición relativa desde el sistema de

SBL para establecer la posición del objetivo rastreado en coordenadas de tierra.

Los sistemas de referencia cortos deben su nombre al hecho de que la distancia entre

los transductores de referencia suele ser mucho menor que la distancia hasta el

objetivo, tal como un vehículo robótico o buzo de aventurarse lejos del barco.

6.3 Sistema Artemis

Este sistema se ha hecho menos popular en los últimos años, ya que poco a poco ha ido

siendo sustituido por algunos más precisos, aunque aún sigue siendo utilizado para

determinadas operaciones en concreto.

El sistema Artemis consiste en la colocación de unidades de transceptor/antena en una

ubicación fija, normalmente plataformas offshore y otra unidad (unidad móvil) situada

a borde del buque. Con este sistema se establece un enlace de microondas continuo

entre las unidades fijas y las móviles. Estas señales son transmitidas por la unidad móvil,

recibidas por la unidad fija y de nuevo se reciben por la unidad móvil. De esta manera

se obtiene la distancia y el ángulo entre los dos elementos de una forma continua.


32

Figura 11. Sistema PRS Artemis – Fuente http://www.nauticexpo.es/prod/guidance-navigation-limited/product-32289-463318.html

Este sistema posee una gran ventaja y es que no es afectado ni por la lluvia ni por la

niebla y un inconveniente es que la unidad a instalar en el buque es bastante pesada.

6.4 Sistema de alambre tenso (LTW)

Los sistemas de alambre tensos han estado siendo utilizados desde el primer buque

equipado con un sistema de posicionamiento dinámico. En general, los sistemas LTW

son menos populares y numerosos ahora pero aún están siendo equipados en alguna

ocasión. Al igual que con el sistema Artemis los LTW han sido superados por otras

alternativas.

Utilizando una maquina se baja al fondo del mar un peso, mediante la medición de la

cantidad de alambre abonado y el ángulo del cable con el buque se puede calcular la

posición relativa. Este cable se mantiene amarrado al buque normalmente mediante

una grúa, que en su extremo tiene un sensor que le permite calcular el ángulo que el

cable presenta en ese momento, cuando este no sea el configurado los propulsores del

buque se activan y lo retornan a su posición correcta.

Un gran problema que presenta es que no puede ser utilizado durante fuertes

temporales ya que se producirían muchos balances del buque que afectarían a la tensión

del cable.

http://www.nauticexpo.es/prod/guidance-navigation-limited/product-32289-463318.html

http://www.nauticexpo.es/prod/guidance-navigation-limited/product-32289-463318.html


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Una gran limitación de este sistema es que presenta ángulos máximos de trabajo, para

evitar que esto ocurra está dispuesto de alarmas que se activan cuando vaya a

sobrepasar estos límites.

Figura 12. Sistema de alambre tenso en funcionamiento - Fuente http://www.shipseducation.com/info/offshore/images/IMCA%20Introduction%20to%20Dynamic%20Positioning_im

g_10.jpg

6.5 Sistemas satelitários

6.5.1 Sistema GPS

Este sistema utiliza los satélites y vehículos espaciales situados en órbita para conocer

la posición de un elemento en la superficie terrestre. Un número total de 24 satélites

componen la constelación.

El funcionamiento de los sistemas GPS es muy conocido, se transmiten códigos que

contienen las coordenadas espaciales. Estos códigos son recibidos por el buque y de esta

manera se conoce su posición. Los posibles errores de posicionamiento obtenidos

pueden ser minimizados utilizando cuatro o más satélites simultáneamente.

http://www.shipseducation.com/info/offshore/images/IMCA%20Introduction%20to%20Dynamic%20Positioning_img_10.jpg

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34

Figura 13. Pantalla GPS - Fuente http://www.nauticexpo.es/prod/standard-horizon/product-21532-266758.html

Uno de los inconvenientes que presenta es que las señales se topen con alguna

estructura en su recorrido, esto daría un error de la medición de la distancia recorrida.

Por lo que en trayectos múltiples esto puede tener un efecto perjudicial sobre la

exactitud de la posición y la estabilidad.

6.5.2 Sistema GPS/DGPS diferenciales

Cabe aclarar que GPS y DGPS son dos sistemas de referencia diferentes pero debido a

que la precisión de la posición obtenida por GPS no es lo suficientemente precisa para

su uso en DP se mejora mediante una estación de referencia fija basada en tierra que

compara ambas posiciones. Las correcciones que se obtienen utilizando estos dos

sistemas se envían a los receptores DGPS mediante el uso de frecuencias de radio de

onda larga, pero estas tienen limitaciones. La mejor solución a esto es recibir las

correcciones por satélite donde se tiene total cobertura y la actualización de las

correcciones es menor a los 5 segundos. Se puede decir que la precisión del DGPS varía

en 1 y 3 metros.

Una gran desventaja que da este sistema es que debido a la actividad solar puede

llegarse incluso a perder la señal GPS.

Una posible opción que se puede contemplar es la de utilización de sistemas de

aumento, como la combinación de la posición GPS con GLONASS, que se comentará

seguidamente.

http://www.nauticexpo.es/prod/standard-horizon/product-21532-266758.html


35

6.5.3 Sistema GLONASS

Operativo desde la década de los ochenta, cuando se empezaron a poner en órbita los

satélites que forman el sistema. Es un sistema incompleto, aunque puede llegar a

ofrecer precisiones que superan incluso a las del GPS.

Su funcionamiento es muy similar al del GPS. Está formado por 24 satélites colocados

en el Sector Espacial de manera determinada que garantiza que cualquier punto de la

tierra pueda ser contemplado por un mínimo de 5 satélites que proporcionen una gran

cobertura en la navegación.

Como se ha visto anteriormente, la combinación entre sistemas GPS y GLONASS resulta

posible. GPS y GLONASS utilizan sistemas de referencia y tiempo diferentes, por lo que

es necesario ajustar estos parámetros entre ambos. Esta combinación permite que el

usuario se abastezca de un total de 48 satélites lo que le permite una fiabilidad

extraordinaria.

6.6 Sistemas láser

6.6.1 Fanbeam

El sistema por excelencia en buques de apoyo a plataformas, es de alta precisión en

posicionamiento estático o semiestático y en el seguimiento de buques. Son sistemas

muy sencillos, ya que sólo necesitan un pequeño prisma para ser instalado en la

estructura del buque. Tiene riesgos como el bloqueo con objetos reflectantes. Su rango

varía con el clima pero puede llegar a ser de unos 500 metros. El láser suele estar

montado sobre el yugo y abarca un ángulo de 3600. Es muy resistente y puede ser

utilizado como equipo primario o como equipo de apoyo de seguridad del sistema. Es

un equipo que resulta económico, rápido y de fácil instalación.

Figura 14. Sistema "Fanbeam" - Fuente http://www.renishaw.com/media/img/gen/7fa0fa421a9a4399aa86a69324fc35de.png

http://www.renishaw.com/media/img/gen/7fa0fa421a9a4399aa86a69324fc35de.png


36

El equipo emite un pulso de luz (láser) que es reflejado por dispositivos colocados en

cualquier objeto, como por ejemplo, una plataforma, las señales se reciben a bordo y

son analizadas. El tiempo que tarda en llegar la señal por la velocidad de la luz es la

distancia a la cual está situada la embarcación.

Uno de los inconvenientes que presenta es que es necesario mantener una línea de

visión sin obstáculos al reflector. Las señales se degradan si las lentes o reflectores se

ensucian por sal incrustada o cualquier otro elemento. Para ello es necesario que la DPO

revise los valores de intensidad de la señal obtenida.

6.6.2 CyScan

Es un sistema de alta fiabilidad que, al igual que el Fanbeam, puede ser utilizado como

sistema primario o de seguridad. Está compuesto por un sistema de escáner y diversos

sensores asociados a un PC que reciben y analizan los datos. También se puede

encontrar en algunos muelles, ya que permite conocer la posición del buque y de su

proa. En general, es un sistema muy parecido al Fanbeam.

Figura 15. Sistema Cyscan - Fuente http://www.guidance.eu.com/cyscan

6.7 Radius

El sistema Radius utiliza un interrogador situado en lo alto de la embarcación. Este

interrogador deberá tener una buena vista hacia el horizonte y tiene un funcionamiento

http://www.guidance.eu.com/cyscan


37

de 90º en horizontal. Los transpondedores están montados en las posiciones

correspondientes en las plataformas de apoyo.

Es posible aumentar el campo de visión a 180º instalando dos paneles configurados para

que trabajen entre sí. Uno de los inconvenientes de este sistema es la precisión en largas

distancias. Ya que se considera que tan solo se obtiene una buena calidad de lectura de

la posición en distancias menores a 200m.

6.7 Sistemas de navegación inercial

Es un sistema de ayuda a la navegación que usa un computador, sensores de

movimiento (acelerómetros) y sensores de rotación giróscopos para calcular

continuamente la posición, orientación y velocidad que posee el buque. Su gran ventaja

es que no necesita sistemas de referencia externos.

El funcionamiento se basa en la utilización de unos medidores

llamados acelerómetros que, cuando se acoplan a un vehículo, miden la aceleración de

éste en una dirección. De acuerdo con las leyes matemáticas, la aceleración se

transforma en velocidad y ésta en posición.

El problema que presenta el sistema es que está sujeto a un error sistemático, es decir,

el error va creciendo a medida que aumenta el tiempo desde su última actualización, lo

que hace necesario que ésta se realice de forma periódica mediante la utilización de

otro sistema. Es por esa razón por la que está prácticamente sustituida por el GPS.

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceler%C3%B3metro


38

7. Elementos de gobierno y propulsión

39


La mayoría de buques DP son de una configuración de energía diésel-eléctrica20, por lo

que la mayoría de las hélices y propulsores son impulsados por motores eléctricos de

corriente alterna. Un buque con DP debe tener capacidad de empuje suficiente para

proporcionar un control fiable sobre su rumbo o posición. Se requiere la instalación de

un mínimo de tres propulsores para considerar un sistema DP eficaz y se pueden instalar

más de tres para proveer del nivel necesario de redundancia. En general, se encuentran

tres tipos de propulsores en los buques DP: propulsores convencionales, propulsor de

túnel y propulsores azimutales. Aunque hoy en día también se pueden encontrar un

pequeño número de buques equipados con propulsores jet.

7.1 Propulsores convencionales hélice-timón

Un buque puede estar configurado con una combinación hélice-timón para el modo de

navegación en tránsito. Cuando el sistema DP se active utilizará estos propulsores junto

con otros para poder realizar todas las maniobras necesarias para no desviar la posición

marcada del buque. Los timones, por lo tanto, están integrados en el sistema DP y este

puede controlarlos y utilizarlos como parte de la maniobrabilidad del buque. Con una

configuración de doble timón el DP puede utilizarlos de forma individual o trabajando a

la vez.

Figura 16. Interacción hélice-timón - Fuente http://img.nauticexpo.es/images_ne/photo-g/20497-5852279.jpg

20 Es un tipo de generación-distribución-consumo de energía. La energía mecánica es producida por medio de unos motores que se alimentan de combustible diésel, posteriormente unos alternadores transforman la energía mecánica en eléctrica y más tarde es utilizada por los diferentes consumidores eléctricos.



40

Una desventaja de la propulsión convencional es que cuando el buque está en modo DP

el empuje y la potencia demandados son mucho menores que cuando el buque se

encuentra en tránsito, por lo que si los propulsores principales son diésel, estos van a

pasar largos periodos a bajas cargas.

Los timones, por lo general, están totalmente integrados en la función de control del DP

y se utiliza como una parte más de la maniobrabilidad del buque.

7.2 Propulsores Azimutales

La mayoría de los buques modernos con DP están equipados con propulsores

azimutales. La propulsión principal del buque suele constar de doble o triple propulsor

azimutal en popa. Los propulsores azimutales son muy populares, pero son altamente

complejos y son molestos en algunos casos. Estos pueden girar un ángulo de 360º dando

el empuje necesario en la dirección deseada. Combinando varios propulsores azimutales

se pueden realizar maniobras muy complejas.

Un propulsor azimutal convencional consiste en un eje de accionamiento horizontal

hacia el interior accionado por un motor eléctrico o un motor diésel.

Figura 17. Propulsor Azimutal - Fuente http://4.bp.blogspot.com/-43Nn5abCu6k/Tnsh4oJr-bI/AAAAAAAAASk/KYQiU8SUsW8/s1600/propulsores+acimutales2.JPG

http://4.bp.blogspot.com/-43Nn5abCu6k/Tnsh4oJr-bI/AAAAAAAAASk/KYQiU8SUsW8/s1600/propulsores+acimutales2.JPG

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41

La dirección del empuje es controlada de manera que se puede gobernar la embarcación

a cualquier dirección mediante la dirección hidráulica. Estas unidades son muy versátiles

dando capacidad de empuje en cualquier dirección y en cualquier valor de fuerza siendo

desde 0 hasta el máximo.

Existen muchos tipos de propulsores azimutales, algunos son fijados en el lugar,

mientras que otros son retráctiles21 en el casco, de este modo no se producen pérdidas

por rozamiento cuando este se mantiene inactivo o para evitar daños por contacto con

el lecho marino en caso de aguas poco profundas. Hay algunos que se retraen

verticalmente mientras que la mayoría lo hacen siguiendo un ángulo de 90º.

El DP debe estar configurado de tal manera que pueda revertir el empuje del propulsor,

aunque en algunos casos los propulsores azimutales solo funcionan en la posición

avante, mientras que otros son capaces de operar en ambas direcciones hasta un valor

de empuje limitado. Si se alcanza este valor de empuje el propulsor girará un ángulo de

180º con el fin de trabajar en la posición de avante y poder abastecer al buque con la

cantidad de potencia deseada. El DPO debe ser consciente de qué está sucediendo en

cada momento.

Existe una variante del propulsor azimutal conocida como azipod. Estas unidades están

viéndose cada vez más como propulsión principal en gran cantidad de buques.

En una unidad azipod el motor se monta en el centro de la unidad conduciendo una

hélice de paso fijo a través de un eje de transmisión muy corto. Toda esta unidad gira a

través de un eje vertical para proporcionar la dirección y el control del DP. Existen varios

modos de funcionamiento:

- Con el buque en tránsito el propulsor proporciona la potencia deseada con un

control de dirección limitado a aproximadamente 35º.

- Cuando el buque se encuentra en modo DP o maniobra los pods pueden estar

configurados de tal manera que uno de ellos se encuentre bloqueado en la

posición proa-popa, mientras que el otro esté bloqueado en babor-estribor.

21 Que pueden cambiar su posición de manera que no queden tan separados del casco del buque.


42

Figura 18. Propulsor Azipod - Fuente http://static.progressivemediagroup.com/uploads/imagelibrary/nri/ship/news/ABB%20AzipodXO.jpg

7.3 Propulsores túnel

Son altamente instalados en buques DP, estos propulsores suelen estar instalados a

proa, aunque también pueden verse a popa. Son fijados de babor a estribor

direccionalmente. La eficacia de estos propulsores depende de muchos factores, entre

ellos la profundidad de la inmersión ya que dependiendo del movimiento del buque

puede aparecer ventilación22 que reduce drásticamente la eficiencia. El diseño del túnel

es importante ya que mientras más largo sea el túnel menos eficiente será el propulsor.

El hecho de que el barco esté en movimiento de avante o atrás también afecta a su

eficiencia.

Esta hélice suele estar protegida por rejillas i lo más cerca posible de las líneas de crujía

cercanas a la proa del buque y su accionamiento suele llevarse a cabo mediante motores

diésel, eléctricos o hidráulicos.

Estos propulsores mejoran enormemente la maniobrabilidad del buque, además de que

aumenta la seguridad del buque en situaciones en que la meteorología compromete a

la navegación.

22 Fenómeno que puede aparecer en las hélices de los buques cuando estas trabajan a poca profundidad. Este consiste en que pequeñas partículas de aire son atraídas por las hélices y explotan cuando se encuentran próximas causando daños en la hélice.

http://static.progressivemediagroup.com/uploads/imagelibrary/nri/ship/news/ABB%20AzipodXO.jpg


43

Figura 19. Propulsores de túnel - Fuente http://www.atmosferis.com/wp-content/uploads/2012/07/helice-proa.jpg

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44

8. Planta eléctrica

45


Los buques equipados con sistemas de posicionamiento dinámico dependen totalmente

del suministro de potencia, tanto para la propulsión como para los elementos eléctricos

integrados en el sistema. Es por ello, que es de vital importancia que los operadores de

sistemas DP tengan conocimiento y estén familiarizados con los sistemas de potencia

del buque. Ya que los problemas que aparecen cuando se maneja un buque con DP son

instantáneos y necesitan una reacción rápida y efectiva. En un posible caso de crisis el

hecho de tener un conocimiento de la planta eléctrica es de gran beneficio en el proceso

de toma de decisiones.

Básicamente los buques DP se dividen en dos grupos, los que son diésel-eléctricos y

aquellos que no lo son. Dentro de los buques diésel-eléctricos podemos encontrar

buques mixtos, en los cuales los propulsores principales son accionados directamente

por los motores diésel mientras que los demás son accionados eléctricamente.

8.1 Tipos de plantas de energía

8.1.1 Planta diésel-eléctrica

Es con diferencia la más utilizada en buques equipados con sistemas de posicionamiento

dinámico. En este tipo de buques la energía se suministra de forma central es decir, la

energía eléctrica se genera centralmente y desde allí es distribuida a todos los

consumidores dentro con sus respectivas tensiones. En este tipo de buques todos los

consumidores son de tipo eléctrico.

La energía es generada por los generadores principales, que son motores diésel que

conectados a alternadores generan energía eléctrica de alto voltaje. Estos valores

pueden variar desde los 3.000 V a los 11.000V, aunque los valores más típicos para los

barcos DP son 3.300V, 6.000V y 6.600V.


46

Figura 20. Esquema de generación y distribución de una planta diesel-eléctrica - Fuente http://2.bp.blogspot.com/-1dtFNvmhGTk/Tniing-Gr0I/AAAAAAAAASQ/E88IJDZTEAo/s1600/propulsion+hibrida+1.jpg

La energía eléctrica generada se transmite a la centralita que suele estar dividida en dos

o más secciones para aumentar los niveles de redundancia. Desde la centralita se

conduce esta energía hacia los consumidores y a los motores de propulsión.

Con el fin de tener un buen funcionamiento de la planta de potencia del buque es

esencial que el DPO se encuentre familiarizado con el sistema de distribución de

potencia del buque, también conocido como el “one-line diagram”. Este diagrama

muestra la relación entre generadores, cuadros de alta potencia y las unidades de

propulsión. Un estudio del “one-line diagram” indicará los posibles fallos de potencia de

los propulsores y el peor de los casos posibles que se pueda ocurrir.

Una de las características de una planta de energía diésel-eléctrica es la potencia

disponible ya que los generadores de energía eléctrica no están funcionando siempre a

máxima carga, sino que lo hacen según la potencia que se requiera en cada momento

por los consumidores. La reserva de energía es la diferencia de la potencia utilizada en

ese mismo momento y la máxima potencia que puede generar los generadores.

Un elemento importante de estos sistemas son los interruptores de barra. En un diseño

diésel-eléctrico las barras están divididas en dos o más secciones conectadas por

interruptores que pueden estar abiertos o cerrados. Si el interruptor se encuentra

cerrado se le aporta más flexibilidad al número y la configuración de los generadores.

En el caso de que se genere un problema como un cortocircuito el interruptor se abre

automáticamente de manera que se aísla la parte del sistema donde se ha producido.

En los barcos equipados con DP1 o DP2 los interruptores de barra pueden estar abiertos

o cerrados, en cambio, en los DP de clase 3 los interruptores deben estar abiertos, de

manera que se asegure que un fallo en una de las barras no se transmita a las demás.

Esto conlleva un problema, que se deben conectar más generadores a cada una de las

http://2.bp.blogspot.com/-1dtFNvmhGTk/Tniing-Gr0I/AAAAAAAAASQ/E88IJDZTEAo/s1600/propulsion+hibrida+1.jpg

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47

barras para abastecer a los consumidores de energía, ya que no se puede abastecer a

dos barras con un mismo generador porque se encuentran aisladas.

La producción de energía eléctrica está configurada para alimentar a los consumidores

de alto voltaje, pero también se necesitan voltajes bajos para los demás consumidores.

Es por ello que se usan transformadores reductores para que el cuadro principal pueda

alimentar otras tensiones más bajas.

También se pueden encontrar cuadros separados para alimentar aquellos equipos que

sean indispensables de manera que se aumente la redundancia de nuestro sistema. Al

igual que otro cuadro adicional para alimentar a los equipos con voltajes bajos.

8.1.2 Sistemas híbridos

Estos sistemas son una combinación donde los motores diésel accionan directamente

los propulsores del buque y por otra parte alimentan una unidad eléctrica. La mayoría

de estos sistemas cuentan con una unidad diésel de velocidad constante que alimentan

una hélice de paso variable y la energía eléctrica se genera a partir de un alternador de

eje.

Figura 21. Esquema de funcionamiento de un sistema híbrido - Fuente http://www.nauticayyates.com/wp-content/uploads/2014/03/Rhea-hybride-serie-monomoteurok.jpg

En estos modelos de buques los principales propulsores son accionados directamente a

través de cajas de cambios dobles. Una de las entradas de las cuales son para el motor

diésel principal mientras que la otra es para un motor eléctrico más pequeño. Cuando

el buque activa su sistema DP el motor principal pasa a baja carga y el propulsor es

http://www.nauticayyates.com/wp-content/uploads/2014/03/Rhea-hybride-serie-monomoteurok.jpg

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alimentado principalmente por los motores eléctricos. Cuando pasa a modo tránsito los

motores eléctricos son desactivados y se activan los motores diésel principales a plena

potencia que es cuando maximizan su eficiencia, es por ello que raramente los motores

diésel trabajan a baja potencia.

8.2 Distribución de energía

Para evitar situaciones de “black-out” el buque es equipado con grandes dispositivos de

seguridad. Por ejemplo, los interruptores “start-up” evitaran que los grandes

consumidores de energía se pongan en marcha cuando la potencia que necesitan es

mayor que la disponible.

Cuando nos encontramos en una situación de escasez de energía los circuitos no

esenciales se dejaran caer para poder mantener aquellos que sean más indispensables.

Cuando el buque se encuentra en DP y aparece una situación de déficit de energía el

sistema prefiere sufrir una variación de la posición demandada a sufrir un apagón total

con el resultado de la pérdida de posición sin control.

Es importante comentar los sistemas de alimentación ininterrumpida, que son

dispositivos que gracias a sus baterías o a su capacidad de generar energía de forma

independiente pueden proporcionar energía eléctrica por un tiempo limitado y durante

un apagón eléctrico a todos los dispositivos que tenga conectados. Es importante saber

que estos sistemas no suministran energía a propulsores o hélices. Se recomienda que

estos dispositivos posean una batería de respaldo de un mínimo de 30 min.

9. Tipos de buques DP

49


Cuando nacieron los sistemas DP se limitaban solamente a las operaciones de

drillships23, pero rápidamente se ha ido extendiendo por diversos tipos de buques desde

apoyo a plataformas offshore hasta buques militares. Uno de los motivos a este

incremento de buques ha sido la tendencia a equipar totalmente a los buques con

sistemas de control de funciones mediante monitores.

9.1 Buque de suministro a plataformas (PSV) / Buque de apoyo a

plataformas offshore (OSV)

Los buques (PSV o OSV) son barcos diseñados específicamente para dar apoyo y llevar

carga y suministros a las plataformas offshore, y se consideran uno de los tipos más

comunes de buques que utilizan el sistema DP. La eslora de estos buques puede variar

de los 50 a los 100m y son capaces de llevar a cabo una diversidad de tareas.

En sus funciones de apoyo realizan tareas como la extinción de incendios, la ayuda a las

tareas de contención de vertidos contaminantes o transporte de herramientas y

personal para realizar trabajos determinados en las plataformas.

En las funciones de suministro transportan diferentes cargas que varían entre cemento

en polvo, lodo de perforación, combustible, agua potable o productos químicos

utilizados en las plataformas. Cuando regresan a tierra estos buques transportan

productos y cargas para su reciclaje o eliminación en tierra.

Como característica de estos buques podemos destacar la gran cubierta que se

encuentra a popa sobre la que se disponen un número amplio de tanques, esta cubierta

se dispone para poder facilitar las tareas que se realizan en este tipo de buques.

Estos buques son equipados con DP para minimizar los riesgos y facilitar las tareas que

se realizan a bordo ya que son muchas las operaciones de carga/descarga que se

producen.

Uno de los motivos que ha llevado al incremento de la construcción de estos buques ha

sido que cada vez son más las plataformas que son construidas a mayor distancia de la

costa para la construcción un “pipeline24”, sin embargo esto supone una inconveniencia

ya que los buques de apoyo tienen una capacidad limitada.

23 Buques dedicados a la perforación del fondo marino. 24 Conjunto de tuberías situado en el fondo marino.


50

Estos buques trabajan con sus proas tocando un circulo imaginario, cuando hay una

desviación de la posición se ajusta mediante un incremento de potencia en los

propulsores de manera que siempre se mantenga el buque entre su distancia máxima y

mínima sin riesgos.

En este tipo de buques se suele incluir DGPS, HPR y sistemas de Laser y Artemis. Un

aspecto importante a tener en cuenta es que hay que diferenciar entre posiciones

absolutas y relativas, ya que los terminales pueden estar en ocasiones en movimiento.

Este movimiento debe ser captado por los PRS. Los encargados de captar las posiciones

relativas son los sistemas Laser y el sistema Artemis.

Figura 22. Buque de suministro a plataformas offshore (PSV) - Fuente https://vadebarcos.files.wordpress.com/2014/03/022-f00u7510-21.jpg

9.2 Buques de soporte de buceo (DSV) y apoyo a ROV.

Los buques DSV están diseñados para apoyar a las operaciones de buceo realizadas

alrededor de las plataformas de producción de petróleo e instalaciones relacionadas en

aguas abiertas. Gracias a estos buques se pueden apoyar a los buques para realizar

operaciones de reparación bajo el agua, inspecciones, obras de construcción,

intervenciones, etc. Aunque los vehículos teledirigidos están sustituyendo

gradualmente a los buzos en la mayor parte de los puestos de trabajo, pero hay ciertas

tareas que no se puede llevar a cabo de forma remota, ya que requieren la participación

manual.

https://vadebarcos.files.wordpress.com/2014/03/022-f00u7510-21.jpg


51

Como regla general estos buques están equipados con sistemas de posicionamiento DP2

o DP3.

Como característica de estos buques podemos destacar las grúas de carga pesada con

capacidad de aguas profundas con las que son equipados para apoyar el trabajo a los

vehículos a control remoto (ROV). Por este motivo se suele encontrar un departamento

totalmente integrado en el buque especializado en el control de este tipo de vehículos.

El equipo de planificación de la operación debe tener en cuenta varios peligros que

pueden darse a cabo en la realización de este tipo de operaciones, entre ellos se

encuentran el de colisión con uno de los propulsores causando riesgos daños, la

aparición de fluido turbulento cerca del buque, la disminución de la visibilidad y el

aumento de ruido. Estos problemas se ven incrementados en aguas poco profundas

Las esloras de estos buques varían desde unos 94 a 132m ya que deben integrar los

diferentes sistemas de apoyo a buceo que requieren. La capacidad de sistemas de buceo

que suelen admitir estos buques son de 6, 12, o 18 buzos. Los sistemas tienen una

calificación de un ratio de profundidad que puede variar en los 100, 200 y 300 m de agua

de mar respectivamente. Los sistemas de buceo presentan combinaciones de diferentes

gases como el helio y el oxígeno ya que son importantes para los buceadores.

Figura 23. Buque DSV "constructor" - Fuente http://offshore-fleet.com/images/dsv-vessel.jpg

9.2.1 Sistemas de buceo de saturación.

Para las operaciones de buceo por debajo de los 50 m se requiere una mezcla de helio y

oxígeno para eliminar el efecto narcótico del nitrógeno bajo presión. Es por este motivo

http://offshore-fleet.com/images/dsv-vessel.jpg


52

que para las operaciones de buceo largas en profundidad el sistema de buceo de

saturación es el preferido.

Una campana de saturación se utiliza para transportar a los buceadores entre el sistema

de saturación y el sitio de trabajo en el que se debe realizar la operación a través de una

piscina situada en el fondo del barco. Hay una serie de sistemas de apoyo para el sistema

de saturación en un buque de apoyo de buceo y, por lo general, incluyen vehículos de

operación remota (ROV) para facilitar el trabajo.

9.3 Buques de perforación

Para la perforación tanto en aguas profundas como poco profundas es vital que el buque

esté equipado con un sistema de posicionamiento dinámico ya que es esencial que el

buque pueda mantener su posición con extrema exactitud, pudiendo a llegar a

márgenes inferiores a 1m, de manera que el tubo ascendente que conecte el buque al

pozo esté en posición completamente vertical.

El fallo en el posicionamiento del buque supondría desconexiones indeseadas. En la

actualidad, los buques DP de perforación se configuran para operar a profundidades que

pueden llegar hasta los 3.500m o más con ayuda de sistemas DGPS de alta tecnología y

sistemas acústicos Long Baseline (LBL).

Figura 24. Sistema de buceo de saturación - Fuente http://offshore-fleet.com/images/Full-Saturation-Diving-System-Assembly-with-vessel-2.jpg

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Figura 25. Buque de perforación - Fuente http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2011/10/chikyu_hakken_0508_470.jpg

Con sistemas de posicionamiento avanzados estos buques pueden mantenerse

automáticamente en una posición fija con condiciones climáticas severas con olas de

hasta 11 metros y velocidades de viento de hasta 26 metros por segundo.

Como característica de estos buques podemos destacar la gran torre de perforación que

se encuentra en el centro de la cubierta del buque, su diseño permite que las actividades

de construcción de pozos se realicen de una forma más simple.

La gran ventaja que presentan este tipo de buques frente a las plataformas de

perforación es la facilidad que tienen para desplazarse de un pozo a otro por si solos. Y

una desventaja que presentan frente a estas es que son más susceptibles a movimientos

que se pueden llegar a producir por las condiciones adversas que se presenten es por

ello que sus sistemas de posicionamiento dinámico deben de ser de gran fiabilidad.

9.4 Cable Lay y buques de reparación

Los cables de fibra óptica se utilizan hoy en día para conectar al mundo entero, pero

estos tienen una limitación y es que son muchos más frágiles que los cables utilizados

anteriormente que resultaban ser más gruesos. Para minimizar los daños que puedan

sufrir estos cables mediante su instalación o reparación, los buques que desempeñan

estas tareas están equipados con sistemas DP.

http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2011/10/chikyu_hakken_0508_470.jpg

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Figura 26. Buque Cable Lay - Fuente http://www02.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/0/2da7b077ff4d7889c1257ec40028eb82/$file/ABBcablevesselcro

sssection.jpg

Estas naves se caracterizan por tener grandes poleas de cable sobre la proa o la popa o

ambos. Se diferencian dos tipos de buques dentro de este grupo, los buques cableros y

los de reparación, que tienden a ser más pequeños y fáciles de manejar. Los buques de

reparación son viables para el tendido de cables aunque su mayor función es la de

reparación de las secciones rotas de estos. Los buques de tendido de cables suelen ser

más grandes y menos maniobrables y sus tambores de almacenamiento de cables son

más grandes.

Para asegurarse de que los cables sean colocados correctamente se debe utilizar un

equipo especialmente diseñado tanto para tendido como para reparación. En el caso de

los buques de reparación se utiliza un equipo de recuperación del cable para poder

extraer el cable del fondo marino. Para recoger el cable del fondo marino se utilizan

unas pinzas unidas al buque a través de una cuerda de amarre. Una vez agarrado el cable

la línea es impulsada mediante un motor hacia arriba para su recogida.

Los motores más comunes utilizados para este propósito son los Liner Cable Engine

(LCE). El LCE se utiliza para transportar el cable hacia el fondo marino, pero este

dispositivo se puede invertir de manera que se use para traer de vuelta un cable para su

reparación. Estos motores pueden llegar a alimentar 800 pies de cable por minuto. Sin

embargo, este tipo de buques está limitados a una velocidad de 8 nudos de manera que

se pueda asegurar que le tendido de cables en el fondo marino sea el correcto. La

posición de estos cables debe ser rigurosa de manera que se pueda recuperar el cable

en cualquier caso de que se necesite una reparación. Los motores LCE también son

incorporados con frenos de este modo se puede controlar el flujo de cable en el caso de

que se requiera una reparación. Estos buques también utilizan un sistema de arados con

chorros de agua a presión que les permite enterrar el cable a 3 pies bajo el agua del

http://www02.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/0/2da7b077ff4d7889c1257ec40028eb82/$file/ABBcablevesselcrosssection.jpg

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fondo del mar, evitándose así que los buques de pesca enganchen los cables con sus

redes.

9.5 Buques de tendido de tuberías o “Pipelay”

Un buque de tendido de tuberías es un buque marítimo utilizado en la construcción de

infraestructura submarina. Su principal función es la de conectar las plataformas de

producción de petróleo con las refinerías de la costa. Para lograr este objetivo el buque

está incorporado con una gran grúa de carga pesada.

Los buques colocadores de tuberías presentan varias características especiales como la

incorporación de tecnología de última generación además de enormes grúas con

grandes capacidades de remolque y sistemas DP. La presencia de estos dispositivos es

totalmente necesaria ya que ayudan a facilitar la labor de colocación de tubos bajo el

agua.

En la actualidad se ha llegado a colocar tubos de tuberías hasta en una profundidad de

2.500 metros.

Figura 27. Buque PipeLayer - Fuente http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2012/11/pipe-laying-ships.jpg

El sistema DP de estos buques debe permitir el posicionamiento de precisión de la

embarcación con un rumbo fijo, mantener en tensión el tubo y mover el buque hacia

delante un total de 12m cuando se demande. Estos movimientos suelen ocurrir cada 4

min, los buques más rápidos pueden llegar a avanzar 24 m cada vez.

http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2012/11/pipe-laying-ships.jpg

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9.6 Dragas

Las dragas se utilizan para recoger los sedimentos del fondo marino para disponerlos en

un lugar diferente.

Figura 28. Draga extrayendo fondo marino - Fuente http://www.structuralia.com/es/blog/27-obras-hidraulicas/10001578-las-dragas-maritimas-mas-grandes-del-planeta

En estos días la mayoría de las dragas de nueva generación utilizan métodos DP para

llevar a cabo las operaciones de dragado con seguridad y precisión a lo largo de pistas.

Como las pistas deben estar una cerca uno del otro y sin solapamientos sustanciales,

utilizando el sistema de DP se consigue un alto nivel de precisión.

La selección de la draga a utilizar está influenciada por el tipo de material a extraer, la

cantidad, la profundidad del fondo, el acabado que se quiera conseguir y la economía.

Actualmente existen dos grandes grupos dentro de las dragas, las mecánicas y las de

succión.

A continuación se mencionan los tipos de draga que existen dentro de cada grupo:

Dragas mecánicas:

Cuchara

De pala frontal

Excavadora o backhoe dredger

De rosario o de tolva continua

De remoción

http://www.structuralia.com/es/blog/27-obras-hidraulicas/10001578-las-dragas-maritimas-mas-grandes-del-planeta



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Dragas de succión:

De succión estacionaria

Draga cortadora o cutter suction dredger

De succión en marcha

Draga Dustpan o recogedora de Fangos

9.7 Buque gabarra

Las gabarras se encargan de ayudar en las operaciones de fabricación y montaje

relacionadas con las industrias del petróleo y el gas. Muchos de los buques gabarra son

actualmente equipados con sistemas DP.

Figura 29. Buque gabarra - Fuente http://img.nauticexpo.es/images_ne/photo-g/30725-5314575.jpg

9.8 Buques de vertido de rocas

Estos buques se utilizan con el fin de deshacerse de la roca en el fondo del mar con la

mayor precisión posible en un lugar seguro para proteger a los oleoductos. Para lograr

un buen control de la velocidad que permita que la roca sea colocada en el lecho marino

de una manera uniforme se equipan con sistemas de posicionamiento. Otra función de

estos buques es la de proteger las zonas donde se producen altas corrientes de marea.



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El vertido de la roca se puede realizar mediante la utilización de una grúa de altas

dimensiones o bien mediante una tubería. En algunos casos se puede utilizar un vehículo

de operación remota (ROV) de manera que se asegure la precisión de las rocas.

Figura 30. Buque de vertido de rocas en funcionamiento - Fuente http://www.rockdumping.eu/images/jansteen1.jpg

9.9 Buque de transporte de pasajeros

Los buques de pasajero más modernos se suelen fabricar con poco calado de manera

que se asegure el acceso a un mayor número de sitios, a la vez que se disponen con un

elevado francobordo de manera que se permita un mayor número de pasajeros, la

combinación entre estas dos características hace que sea complicado su maniobra en

lugares estrechos o en sus atraques, por este motivo se equipan con sistemas DP

garantizando mayor seguridad en todas estas maniobras tanto para la tripulación como

para los pasajeros.

http://www.rockdumping.eu/images/jansteen1.jpg


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Figura 31. Buque de transporte de pasajeros - Fuente http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2013/03/Passenger-Vessels.jpg

9.10 Buques semisumergibles de carga pesada

Estos buques son capaces de transportar cargas realmente pesadas a lugares remotos

de manera que a menudo experimentan dificultades en los momentos de carga y

descarga de la carga.

Figura 32. Buque semisumergible transportando una plataforma marina - Fuente https://vadebarcos.files.wordpress.com/2013/09/dockwise-offshore.jpg?w=470&h=392

http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2013/03/Passenger-Vessels.jpg

http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2013/03/Passenger-Vessels.jpg

https://vadebarcos.files.wordpress.com/2013/09/dockwise-offshore.jpg?w=470&h=392


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Para facilitar el transporte de estas cargas el buque se sumerge de manera que aumenta

su calado. Para realizar esto se llenan los tanques de lastre para que la carga se coloque

encima y luego emerger vaciando estos tanques levantando la carga encima de su

amplia cubierta que se encuentra dispuesta entre la superestructura de proa y la zona

de máquinas a popa.

Un ejemplo de la función que realizan estos buques podría ser el transporte de una

plataforma de perforación de un lugar a otro, el sistema DP instalado ayudaría a

mantener el buque estable en las operaciones de carga y descarga.

9.11 Unidades móviles de perforación

En aguas profundas el DPS es la única opción viable para el movimiento de estas

plataformas. Aunque en aguas poco profundas el uso de los sistemas DPS está

incrementando para garantizar una buena colocación de la plataforma.

Figura 33. Plataforma de perforación móbil - Fuente http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2013/03/Mobile-Offshore-Drilling-Units.gif

http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2013/03/Mobile-Offshore-Drilling-Units.gif

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9.12 Buque petrolero

Cada vez existen yacimientos petrolíferos en alta mar y, en muchos casos, la distancia a

la playa es demasiado grande para construir un oleoducto. Por este motivo, la cisterna

se puede construir en un terminal de carga (OLT). Muchas veces, debido a las situaciones

de estos terminales de carga y al temporal que les acompaña no es posible el amarre de

un buque en sus cercanías. Por consecuencia es necesario petroleros equipados con

sistemas DP.

Para asegurar un buen traspaso de combustible los buques DP operan con su proa

tocando un arco de un círculo imaginario centrado en el OLT. El buque da potencia para

mantener el terminal de carga en frente y para mantener la distancia máxima y mínima

impuesta por el DPO, de esta manera se asegura que no haya daños en la manguera de

carga.

Estos buques suelen estar equipados con un sistema DP convencional. Por lo general,

suelen llevar dos o tres propulsores de túnel en la proa, dos en popa y uno o dos

propulsores principales. Los sistemas DP de estos buques normalmente son de clase 2,

aunque las embarcaciones más antiguas solían llevar equipados de clase 1.

Figura 34. Buque petrolero - Fuente http://1.bp.blogspot.com/-tbLbULWfmtI/T6VGhH1-O-I/AAAAAAAABeY/pjVCjkNWLiU/s1600/petrolero+Campeon+bw.jpg

Los sistemas de posicionamiento dinámico aplicados en estos buques permiten

mantener el buque estático en las operaciones de carga y descarga producidas tanto en

http://1.bp.blogspot.com/-tbLbULWfmtI/T6VGhH1-O-I/AAAAAAAABeY/pjVCjkNWLiU/s1600/petrolero+Campeon+bw.jpg

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alta mar como en la costa. También ayudan a mejorar la maniobrabilidad del buque en

maniobras complicadas y al seguimiento de una ruta en trayectos prolongados.

Estos buques suelen llevar como PRS DGPS, HPR, sistema laser y Artemis. Cabe destacar

que muchas OLT son flotantes, por lo que están en movimiento, así que es importante

distinguir entre posiciones relativas y fijas. Los sistemas Laser y Artemis permiten ajustar

posiciones relativas, lo que son ideales para trabajar en estas circunstancias.

9.13 Buques de guerra

Estos buques están construidos totalmente diferente a aquellos que no son realizados

para este propósito, ya que están preparados para recibir daños, poseen armas y

normalmente son más rápidos y maniobrables que los demás.

El sistema DP que se aplica en estos buques ayuda en muchos casos a facilitar las

maniobras a las que se someten. Un ejemplo sería los buques antiminas que el sistema

DP les ayuda a mantenerse estático mientras se explora el fondo marino.

Figura 35. Buque de guerra - Fuente http://178.32.255.194/images/hispantv/20160112/03052586_xl.jpg

http://178.32.255.194/images/hispantv/20160112/03052586_xl.jpg

10. Entrenamiento del operador y factores humanos

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10. Entrenamiento del operador y factores

humanos

10.1 Entrenamiento del operador

Al igual que dentro de cualquier otra área de trabajo se requiere que el personal

encargado del manejo del sistema de posicionamiento dinámico sea totalmente

competente. Los DPOs son tan importantes como el sistema en sí. La competencia de

estos se asegura cuando combinan diversos factores: antecedentes, experiencia,

formación, evaluación y calificación.

Años atrás la formación de usuarios DP era llevada a cabo por los fabricantes de estos

mismos sistemas en DPs hoy en día, esto no ocurre.

10.1.1 The Nautical Insistute

Desde el año 1984, la formación de operarios DP es llevada a cabo por el Nautical

Insitute. Esto se realizó con el objetivo de formar operarios de gran nivel que sepan

desenvolverse en todo tipo de operaciones. El Nautical Institute es un órgano

profesional reconocido a nivel internacional

La formación de operarios por parte del Nautical Insistute viene dada por medio de una

serie de registros que se anotan en un libro personal de cada aprendiz. Los aprendices

son responsables de mantener sus libros de registros actualizados. Son seis las fases que

constituyen este esquema de aprendizaje:

1. El cumplimiento satisfactorio de un aprendizaje de introducción al sistema DP o

un curso de operador DP.

2. Una familiarización marina con el DP. Un mínimo de 30 días a bordo de un buque

DP.

3. El cumplimiento satisfactorio de un simulador DP en tierra.

4. Un cumplimiento satisfactorio de seis meses supervisados realizando

operaciones DP.

5. Habiendo cumplido del número 1 al 4 de estos aspectos los aprendices DP

deberán obtener una verificación de los maestros de sus buques que verifique

que el aprendiz es capaz de asumir la responsabilidad de efectuar una guarda

completa a bordo dentro del buque.

6. Expedición del certificado.


64

Los centros de formación de operadores DP deben ser visitados por el comité del

Nautical Insitute con el fin de obtener una aprobación que les permita formar

operadores. Este comité inspeccionará a fondo cada aspecto de manera que se cumplan

todos ellos. La revalidación del centro deberá ser realizada cada 3 años.

A continuación se explica que se realiza en cada una de las fases de aprendizaje:

10.1.1.1 Curso introductorio al DP:

Este curso se ejecuta en tierra, ya sea en un centro de formación náutica o en las

instalaciones de uno de los fabricantes DP. Suele tener una duración de 4 días y

proporciona una introducción equilibrada a los principios de las operaciones DP y los

sistemas DP. Este curso se dirige a los oficiales de buque o a los clasificados como

oficiales de guardia, pero con poca o ninguna experiencia en DP.

10.1.1.2 Familiarización marina con el DP

El libro de registro mostrará las diferentes actividades relacionadas con el DP que se han

realizado durante esta fase. Para ser válido, es necesario que el buque se dedique

principalmente a actividades relacionadas con el DP la mayor parte del tiempo, y que el

aprendiz participe activamente en la guardia del puente. La finalización con éxito de

cada actividad deberá llevar la firma del capitán del buque.

10.1.1.3 Simulador en tierra

Esta parte debe ser de una duración aproximada de 4 días. Se lleva a cabo en tierra, en

un centro de formación que esté equipado con un simulador DP de alta tecnología. Este

curso va dirigido a aquellos aprendices que han superado las partes 1 y 2 con éxito.

Gracias a este curso se da la oportunidad de demostrar al alumno todo lo aprendido

fuera de riesgo. Este sistema permite a los usuarios recrear simulaciones realistas de

manera que se permitan estudiar los fallos.

10.1.1.4 Seis meses supervisados realizando operaciones DP

En esta fase se permite consolidar todos los aspectos que se han aprendido hasta la

fecha en los buques y simuladores en los cuales se ha estado aprendiendo.

10.1.1.5 Validación de los maestros

Esta fase tiene por objetivo la consolidación de todas las anteriores, de manera que se

corrobore que el aprendiz es válido para el manejo de un sistema DP por sí solo. Esta

fase debe ser validada por los capitanes de los buques donde se ha ejecutado el

aprendizaje.


65

10.1.1.6 Expedición del certificado

Una vez que todas las fases anteriores han sido completadas el libro de registro se envía

al Nautical Institute junto con toda la documentación de apoyo. Si todo está en orden,

el candidato será emitido con un certificado de operador DP.

10.2 Factores humanos

Un estudio del IMCA asegura que durante el periodo del 1987 al 2008 el 20% de los

incidentes en buques DP se debían a errores humanos. Esto, es una cifra bastante alta,

pero es una mejora frente al 50% que se recogió en el 1980.

Pueden ser muchos los motivos que hayan hecho que se haya reducido la cifra. Pero

parece ser que el factor más importante ha sido el gran trabajo que ha hecho el Nautical

Institute respecto a la formación y regulación de los operadores DP.

Otro motivo que puede haber causado este descenso ha sido que el equipo cada vez

resulta más intuitivo y fácil para el usuario. Ya que antes un error podía ser anotado

como de factor humano pero era realmente la dificultad de manejo del equipo la que

estaba contribuyendo a esto en gran medida. Es por eso, que hoy en día el diseño

Windows de los nuevos sistemas DP lo hacen mucho más intuitivo y fácil de usar.

Los equipos han avanzado mucho tecnológicamente ya que estos han aumentado

significativamente sus niveles de redundancia y todas las técnicas de identificación de

peligro y evaluación de riesgos.

El Captain J Hughes en 1994 realizó un estudio muy completo sobre los factores

humanos dentro de los buques DP donde daba 5 claves para reducir los errores

humanos:

Interacción hombre/máquina

Cuestiones de gestión

Entrenamiento y competencia

Identificación de los factores de estrés

Aspectos de comportamiento humano

A continuación se definen unos cuantos aspectos que pueden dar lugar a errores

causados por el operario:


66

10.2.1 Consolas

Es mucha la cantidad de información con la que tienen que trabajar estas consolas ya

que son muchos los equipos conectados entre sí. Otro problema es la cantidad de

información que se muestra en sus pantallas ya que mucha de esta suele ser irrelevante.

10.2.2 Sobrecarga de trabajo sin estimulación

Hay periodos en los que la carga de trabajo de los DPO es excesiva y, a veces, el DPO

puede tener trabajo adicional a parte de manejar la consola. Esto aumenta el estrés del

operador con una consecuencia de un aumento de la probabilidad de un fallo de este.

Es por este motivo por el que se debería contribuir a que el DPO se concentre en el

sistema solamente y dejar las tareas para otro guardia. Por otro lado, tenemos la causa

adversa, en la que el DPO pasa varias largas horas de inactividad en la consola DP lo que

le conduce a tener lapsos de concentración que pueden llegar a dificultad su labor.

10.2.3 Cambios de personal a corto plazo

Sí que es cierto que se reduce la cantidad de estrés que pueda llegar a sufrir el personal,

pero cuando hay un cambio de DPO el primero debe poner al segundo al tanto de la

situación actual y, a veces, pueden llegar a no comunicarse ciertos valores importantes,

lo que hace que el segundo no quede totalmente al tanto de la situación.

10.2.4 Distracción por la presencia de personal ajeno al sistema DP

En muchos casos la presencia del área de control del DP es accesible a otro personal,

resultando así una distracción y una molestia para el operador. Por este motivo, es de

vital importancia que el área de control del DP este en un entorno de trabajo adecuado

dedicado exclusivamente para el manejo de este y libre de otras distracciones.

10.2.5 Manuales y documentación inadecuadas

Hoy en día este es un problema menor ya que apenas se produce, pero aun así ocurre

ocasionalmente. Suele ocurrir cuando los manuales son demasiado complicados y

dificultosos para el usuario.

10.2.6 Asunción de riesgos

El trabajo de los operadores DP suele llevar consigo dificultades lo que les lleva a asumir

riesgos. Es por eso que la asunción de riesgos suele ser un factor significativo cuando se

habla de factores humanos.


67

10.2.7 Reporte de incidentes

Es cierto que IMCA mantiene una base de datos de incidentes que quedan reportados,

pero no todos quedan retratados. Es por esto que algunos informes de incidentes

pueden ser engañosos o no totalmente exactos.

10.2.8 Entrenamiento del operador y competencia

Uno de los aspectos más poderosos para garantizar la competencia del operador DP es

un buen entrenamiento tanto en tierra como en un entorno real lo que garantiza que a

la hora de la verdad éste sepa desenvolverse en una situación dificultosa.

10.2.9 Conocimiento base del buque y sus sistemas

Un caso de error por parte del DPO puede ser el insuficiente conocimiento del buque o

de los sistemas.

10.2.10 Diferencias geográficas

Existen diferencias mediante los procedimientos operacionales y las medidas de

seguridad según las partes del mundo donde se trabaje. Por lo que no debe haber

tentación por rebajar las restricciones de seguridad ni por la no aplicación de normas.

10.2.11 Fatiga

Las principales operaciones DP van asociadas a entornos ruidosos, situaciones de estrés

y sueño debido a trabajos nocturnos. La principal causa de fatiga de estas tres es el

sueño, que se acumula al no dormir correctamente durante los descansos.

10.2.12 Comportamientos irresponsables

No es la más significante, pero los operadores DP no deben comportarse de manera

peligrosa o violando reglas o procedimientos.

10.2.13 Condiciones de trabajo

Hay muchas cuestiones relacionadas respecto a las condiciones de trabajo, entre ellas:

condiciones de los trabajadores, seguridad…

10.2.14 Estado de los DPO en la industria

Un operador DP siempre trabajará mejor cuando sus esfuerzos son recompensados

integrándose más en las operaciones y en la planificación del proyecto. Las operaciones


68

transcurren mejor cuando el trabajador se encuentra satisfecho con lo que está

haciendo.

11. Documentación relacionada con los sistemas DP

69

11. Documentación relacionada con los

sistemas DP

Los buques DP requieren de la obtención de algunos documentos y certificados que

garanticen que el sistema es fiable y un nivel mínimo de calidad. Estos documentos

suelen ser requeridos por la casa reguladora a cuyo reglamento se haya sometido el

diseño del sistema.

Dentro de estos documentos se puede diferenciar entre de certificación de calidad o

documentos informativos sobre diferentes aspectos y características del sistema de

posicionamiento, los cuales deben encontrarse siempre a bordo para que permitan al

oficial DP realizar cualquier tipo de consulta.

Cabe destacar que los documentos de certificación de calidad dependerán de las

exigencias de la casa reguladora de cada buque, pero se pueden destacar una serie de

pruebas a las cuales se someten los buques para garantizar unas capacidades mínimas.

11.1 Certificación F.A.T.

La prueba de certificación F.A.T. Factory Acceptance tests es la primera prueba a la que

debe someterse el equipamiento del buque y se realiza en su fase de diseño, con ella se

busca garantizar el nivel de calidad de cada elemento que incorporará el sistema DP.

11.2 Afinación mecánica

Esta prueba es la primera que se realiza una vez todos los equipos están instalados, con

ella se busca garantizar que todos los elementos mecánicos, es decir, cables, tuberías,

etc funcionen correctamente.

11.3 Puesta en marcha

Esta prueba consiste en activar todos los equipos y hacer que interactúen entre ellos

cambiando las condiciones de trabajo para garantizar que se adaptan bien y funcionan

correctamente.

11.4 Pruebas FME

Pueden considerarse como las pruebas de mar para un buque de posicionamiento

dinámico, estas pruebas otorgan un nivel de FMEA para cada buque y suelen ser un

requerimiento por parte de las casas reguladoras para buques con DP2 o DP3. Este nivel


70

de FMEA suele ser establecido por el armador en la parte de diseño y construcción del

buque, ya que sin determinados niveles de FMEA el buque no puede realizar un seguido

de operaciones. En esta prueba se estudian varias características del buque las cuales se

exponen a continuación:

11.4.1 Capacidad de actuación

En esta prueba se acredita, ya de manera práctica, si el buque cuenta con la capacidad

de mantener su posición que se especifica en su clase. También se analiza los niveles de

redundancia individualmente de cada uno de los sistemas de manera que se garantice

que llegue a los mínimos necesarios

11.4.2 Capacidad de protección

En esta prueba se busca garantizar que el buque reacciona adecuadamente a un fallo

en uno de sus sistemas de manera que se eviten los llamados Common Mode Failures.

11.4.3 Capacidad de detección

Aquí se analiza que el buque detecte rápidamente y con eficacia cualquier fallo que se

produzca, en esta prueba entrarían los paneles de alarma, sensores de posición, etc.

11.4.4 Información

Esta fase consiste en la recopilación de datos posterior a cualquier fallo que se produzca

en el sistema de manera que se mejoren posibles futuras actuaciones y para asegurarse

de que el buque cuenta con los medios necesarios para superar estas situaciones.

Estas pruebas suelen significar un problema para el armador ya que está interesado en

que el buque entre en funcionamiento lo antes posible. Pero la única forma de

garantizar de que estas pruebas sean fiables es la de realizarlas en tres posibles

situaciones, cuando el buque se encuentra abarloado a otro, en aguas poco profundas

y en aguas profundas. Solo de esta manera se garantiza que el buque cuenta con los

niveles de calidad exigidos.

12. Operaciones DP

71

12. Operaciones DP

12.1 Plan de operación

Esta es quizás la parte más importante de las operaciones DP, si el plan de operación es

elaborado correctamente se puede garantizar un éxito en la labor. Los planos se deben

discutir con el cliente, que debe quedar satisfecho en todos los aspectos del plan. La

planificación debe incluir la secuencia de eventos, con planes de contingencia eficaces

que abarquen todos los aspectos de la operación. Cada etapa de la operación debe

permitir al menos una ruta de escape si el buque recibe algún daño. La planificación

debe cubrir el enfoque de lugar de trabajo y puesta en marcha, junto con las maniobras

posteriores, y la eventual salida del lugar del trabajo.

12.2 Preparación de los planes de operación

Estos buques pueden trabajar estáticos o en movimiento, realizando maniobras simples

o complejas. Los planes de operación pueden realizarse en las cartas de navegación o

usando los sistemas NavScreen.

En la preparación de los planes de operación el personal del puente y el DPO debe tener

en cuenta una variedad de factores que pueden afectar a estos planes de operación,

como las condiciones ambientales de la zona y la meteorología prevista. Se debe de

tener en cuenta que existen gran cantidad de factores que limitan al buque en la

realización de ciertos tipos de operaciones, estos factores deben ser estudiados y

tenerse en cuenta cuando se realice la operación, así como se deben elaborar planes de

escape en el caso de que estos ocurran mediante se lleva a cabo la operación.

Se debe tener en cuenta si habrá algún tipo de buque en el lugar de la operación ese

mismo día o si existen limitaciones de maniobrabilidad o de escape de rutas. Hay que

calcular la potencia necesaria que será requerida para realizar la operación así como los

tipos de fuerzas que pueden afectar a una desviación de la posición del buque.

Otro aspecto y del que ya se ha hablado anteriormente es el tipo de equipamiento que

se requiere para lo operación, es decir, si el buque deberá ser de clase 1, 2 o 3. Los tipos

de PRS también son importantes, ya que en algunos entornos o en determinadas

condiciones meteorológicas estos PRS pueden no funcionar como deberían o incluso

dejar de funcionar.


72

La planificación también debe incluir los permisos de trabajo y el cumplimiento de los

requisitos de seguridad del cliente. Antes de empezar a realizar la operación los buques

DP deberán pasar los ensayos necesarios y la configuración de la maquinaria deberá ser

puesta a punto.

12.3 Planes de contingencia y rutas de escape

Como ya se ha comentado anteriormente, normalmente las operaciones DP van

asociadas a un peligro mayor que cualquier otro tipo de operación, debido a que pueden

causar grandes daños materiales, humanos o medioambientales. Un principio básico de

las operaciones DP es que un buque nunca deberá someterse a una operación donde no

se pueda retirar con seguridad cuando se encuentra en un estado degradado. Esto

significa que el buque se encuentra en una situación donde por ejemplo ha perdido la

mitad de la capacidad de potencia o de empuje. Es decir, un buque DP no deberá entrar

en una situación donde no haya planificado previamente su salida.

Durante las fases de acercamiento al lugar de operación el plan de contingencia

determina la ruta de escape que le permite llegar a una zona segura utilizando la menor

potencia posible. El DPO deberá estar alerta de las zonas seguras en cada momento de

la operación, ya que muchos de los buques están variando su posición continuamente.

No solo basta con planificar las rutas de escape cuando se elabora el plan de operación,

sino que una vez que haya puesto en marcha la operación DP se deberán volver a

comprobar que estas rutas de escape siguen siendo viables y en el caso de que alguna

de ellas no lo sea se deberá estudiar otra para garantizar la seguridad. A menudo la ruta

de escape más obvia no es la más segura o la que consume menos energía. Por este

motivo el DPO debe estar en todo momento controlando los planes de contingencia y

las rutas de escape.

En ningún caso las rutas de escape deben dirigirse hacia lugares donde pongan en

peligro el medio ambiente, si el buque se desplaza hacia una de estas posiciones debido

a un apagón, este deberá ser redirigido lo antes posible hacia una zona segura.

El DPO debe estar constantemente visualizando posibles rutas de escape y elaborando

nuevas según las situaciones que se vayan presentando. Puede darse el lugar de que el

DPO deba ordenar la cancelación de la operación debido a que no existan rutas de

escape posibles.

12.4 Configuración inicial del sistema DP

El primer paso consiste en la transferencia del control de la embarcación de

convencional a control DP, por lo general, antes de llegar al punto de trabajo. Mediante

una lista de control se verificará que todos los sistemas están configurados

12. Operaciones DP

73

correctamente. Para ello, es necesario que los controles de la hélice y propulsores sean

probados y se garantice que funcionen correctamente. Todos los sistemas de

comunicación deben ser probados y revisados, así como todos los sistemas de PRS

deben estar disponibles y en correcto funcionamiento. Es habitual que la primera

posición de referencia a utilizar sea DGPS, por lo que se comprobará y se confirmará que

funciona correctamente. Una vez realizados todos estos pasos, el control de la

embarcación puede ser transferido al sistema DP.

Una vez activado el modo DP, el DPO deberá verificar que todas las hélices y propulsores

funcionan correctamente respondiendo a los movimientos del joystick. Una vez se

vuelven a verificar los propulsores y las hélices el DPO puede transmitir el total control

de la embarcación al DP.

Una vez realizados todos estos pasos el buque puede acercarse a la zona de trabajo y

comenzar su labor.

12.5 Acercamiento a la zona de trabajo

A menudo es conveniente que el buque sea manejado manualmente hasta llegar a una

zona más próxima al entorno de trabajo, por ello se aproximará el buque usando el

control manual hasta una distancia de 200m de la zona de trabajo. Una vez aquí, se

puede volver a pasar a control total DP.

Una vez llegado a este punto se activará otro sistema de referencia de posición y el DPO

deberá comprobar que la posición y las condiciones son adecuadas para realizar la

operación. Llegado este punto el capitán y el DPO debatirán si se continúa con la

operación o se cancela, el cliente debe estar siempre informado de esta decisión y de

sus motivos.

Si la decisión es continuar con la operación el buque deberá moverse lentamente hasta

la posición final de trabajo reduciendo progresivamente la velocidad a medida que se

acerca. Es decir, cuando el buque se encuentra a 200m la velocidad puede ser de 0,5 a

1 nudo pero cuando la distancia es de menos de 50m se deberá reducir la velocidad de

0,3 a 0,2 nudos. Cuando la distancia es de unos 50 a 100m se deberá activar un PRS más,

como podría ser un laser system o un acoustic system.

Cuando el buque se encuentra en su posición de trabajo final se debe esperar un mínimo

de 30min. Esto se realiza para permitir que el sistema DP elabore un modelo matemático

que le permita entrar en un estado óptimo. En estos 30 min el DPO y el capitán del buque

deberán asegurarse que el barco no sufra cambios de posición ni cabeceos que puedan

complicar la operación. Los propulsores deben proporcionar potencia dentro de unos

márgenes aceptables y las vías de escape deben ser continuamente evaluadas. En todo

momento el personal del buque debe estar informado de la situación.


74

12.6 Guardias y comunicaciones

Todas las operaciones DP son diferentes y los buques también. Algunas labores

requieren que el buque mantenga una posición fija o relativa durante días o incluso

meses. Es por eso que el personal del equipo de puente debe estar en todo momento

alerta de la situación.

Algunos buques DP no redundantes pueden tener un solo hombre encargado del DP,

pero para la mayoría de operaciones DP se suelen necesitar dos operadores manejando

el puente. Es necesario que uno de ellos esté manejando el sistema DP únicamente

mientras que el otro se encarga de realizar todas las funciones necesarias en el puente,

estos deben intercambiar las posiciones cada hora. Cuando se realiza el cambio de

guardia el DPO debe familiarizarse con diversos aspectos a tener en cuenta para el

control del buque, como la posición y dirección del buque, el nivel de redundancia, los

PRS que están siendo utilizados en ese momento, las condiciones ambientales, las

comunicaciones, etc…

Las líneas de comunicación dentro del buque tanto con el personal exterior como

interior deben ser testadas con regularidad ya que son determinantes para que las

operaciones se produzcan con éxito.

12.7 Reglamento y libros de registro

En cualquier buque tiene que haber una identificación clara y eficaz de los oficiales en

guardia del buque tanto si el buque está funcionando en modo DP o no. Las órdenes de

los oficiales deben hacer referencia a las políticas de navegación de la compañía. Cuando

son dos los oficiales que se encuentran en el puente de mando uno de ellos deberá estar

completamente pendiente del control del sistema DP y no encargarse de nada más.

Se dispondrá de un libro de registro donde se grabarán todos los tiempos y posiciones

relevantes para cualquier configuración. Este documento es útil cuando se le entrega al

personal de guardia ya que le permite ponerse al día sobre los últimos aspectos de la

operación.

13. Conclusiones

75

13. Conclusiones

Se ha podido observar durante la realización de este trabajo que son muchos los

elementos que deben trabajar entre sí para poder lograr un correcto funcionamiento

del DP. Es por ello que la configuración de los sistemas y el diseño de estos conllevan

una alta dificultad.

Se puede observar que los sistemas DP empezaron siendo como algo realmente

complejo y cada día más se está integrando en la mayoría de los buques como un

equipamiento más. Esto demuestra que sus usos son realmente funcionales y variados

y cada día son más la gran cantidad de funciones que estos permiten desarrollar con una

serie de órdenes básicas.

Poco a poco los sistemas DP se han ido abriendo camino entre cada vez un mayor

número de buques y es que parece ser que la gran cantidad de utilidad de estos sistemas

ha demostrado que aporta más seguridad, más fiabilidad y más eficacia.

También se puede ver que en los últimos años el desarrollo no se centra quizás en la

creación de nuevos equipos para ser incorporados en el sistema DP sino en que los

equipos que existen compartan su información de una manera más eficaz,

proporcionando un rendimiento mayor que si trabajaran independientemente.

Si nos vamos al punto de vista del operador del DP vemos que hay gran variedad de

trabajos y mientras que algunos pueden llegar a ser de lo más dinámicos hay otros

donde no suelen surgir grandes imprevistos y muchas de las situaciones de peligro

suelen estar estudiadas para lograr minimizar los daños cuando estas se producen. No

obstante, como se ha mencionado anteriormente es de vital importancia que un DPO

posea un gran nivel de formación, ya que un simple error puede causar grandes daños

materiales o humanos. En esto ha desarrollado un gran papel “The Nauticla Institute”,

que estableciendo un proceso de formación estandarizado asegura un nivel de

conocimientos elevados para conseguir el título de DPO.

No obstante, donde realmente se demuestra la correcta formación de un operario DP

es cuando los sistemas se vienen abajo y empiezan a saltar las alarmas. Es ahí cuando

este debe mantener la calma y pensar fríamente para poder restablecer el sistema de

una forma segura. Cuando esto ocurre se deben tomar decisiones en segundos que

pueden cambiar el transcurso de la situación.

Por lo que respecta al trabajo que va ligado a los sistemas de posicionamiento dinámico,

si observamos las opiniones de operadores y hacemos un balance la mayoría opinan que

el manejo de un buque con DP requiere de un nivel muy alto en lo que se refiere a

maniobra, y que se está trabajando en todo momento en zonas bastante conflictivas sin

apenas margen de error. No solo eso, el trabajo a bordo por lo general es estresante ya


76

que se deben cumplir unas fechas de entrega para mantener una buena productividad

y a menudo las averías frecuentes suelen atrasar la finalización del proyecto.

Otro aspecto del que se debe hablar son los accidentes, que como se ha comentado

durante la realización de este proyecto van ligados a la gran dificultad de realización que

tienen las tareas que desempeña un buque DP. Es decir, que el porcentaje de accidentes

en buques DP queda justificado ya que van relacionados con tareas peligrosas que

contienen una probabilidad de fallos más elevadas que las que se somete un buque que

no tenga integrado un sistema DP.

Como aspecto personal me hubiese gustado adquirir nociones básicas sobre algún

sistema DP de alguna manera más práctica, realizando algún tipo de embarcación en un

buque DP o mediante un simulador, pero no ha sido posible. Aun así gracias a este

trabajo he podido evolucionar enormemente mis conocimientos sobre los sistemas DP

ya que he tenido que partir desde cero y considero que he llegado a un gran nivel de

conocimiento. Este proyecto me ha ayudado a darme cuenta de la gran importancia que

tiene el DP en la actualidad y el gran número de tareas que dependen de este para que

se realicen con satisfacción.

14. Bibliografía

77

14. Bibliografía

14.1 Referencias bibliográficas

Captain D Bray FNI. DP Operator’s Handbook. The Nautical Institute, London, England, 2008.

Fanuc profibus-DP Board – Operator’s Manual.

Guide for dynamic positioning systems. American Bureau of Shipping (ABS), Houston, USA,

2014.

Operator Reference Manual – Dynamic Positioning System. Kongsber SDP (OS), Norway, 2006.

Rules for Classification and Construction -15 dynamic Positioning Systems. Germanischer Lloyd

Se, Hamburg, Germany, 2013.

Ian C. Giddings. The training and certification of DP Operators. The Nautical Institute, London,

England 2001.

14.2 Páginas web

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http://www.amloceanographic.com/Technical-Demo/USBL-SBL-LBL_2

http://www.atmosferis.com/helices-de-proa/

http://www.atmosferis.com/introduccion-al-sistema-de-posicionamiento-dinamico-dp/


http://www.maerskdrilling.com/en/drilling-rigs/drillships

http://www.marineinsight.com/types-of-ships/14-types-of-ships-with-dynamic-positioning-

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http://www.structuralia.com/es/blog/27-obras-hidraulicas/10001578-las-dragas-maritimas-

mas-grandes-del-planeta

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https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_coordenadas_universal_transversal_de_Mercator

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https://ingenieromarino.wordpress.com/2014/03/10/20-buques-cableros-y-sistema-de-

posicionamientodpparaoffshore/

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Estudio, funcionamiento y aplicación de los sistemas de ... · Jack-up, existentes dejaban de ser...

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