Selección de guías de rodillos para el amarre de buques: SWL y ángulo de flotación

Una guía de rodillos es un accesorio de amarre a bordo que guía un cabo a través de un cambio de dirección sobre rodillos giratorios en lugar de una superficie fija. La selección depende de dos factores: la carga de trabajo segura que puede soportar la posición y el rango de ángulos de giro que abarcará el cabo en ella. Las familias de normas como ISO, JIS, DIN y CB establecen la geometría, el grado del material y una carga de trabajo segura máxima. Ninguna de ellas establece la carga que soportará una cubierta en particular. Las directrices de la OMI hacen que la fecha de construcción del casco determine qué conjunto de normas se aplica, y la ventaja del rodamiento solo dura mientras los rodamientos giran.

Función de una guía de rodillos en una cubierta de amarre

Una guía de rodillos se sitúa entre el costado del barco y el cabrestante o noray que sostiene la línea, y se gana su lugar solo donde la línea gira lo suficientemente bruscamente como para que una superficie estática roce la cuerda. Los rodillos convierten el contacto deslizante en contacto rodante. La fricción deslizante agrega calor localizado a la abrasión. La importancia de ese calor depende del material de la cuerda, la construcción, la tensión y cuánto tiempo se mueve la línea bajo carga. Por eso, Especificaciones de la cuerda de amarre pertenece a la decisión apropiada.

La OMI establece el límite en un punto que suele confundir a los compradores. Según la circular MSC.1/Circ.1175, los accesorios de a bordo incluyen bitas, guías de cabo, rodillos de pedestal y calzos. Cualquier soldadura, perno u otra fijación que conecte el accesorio a la estructura del casco forma parte del accesorio. La estructura del casco es la parte del buque que recibe directamente las fuerzas que actúan sobre ella. La soldadura del asiento pertenece al accesorio.

Este artículo trata sobre la instalación en una posición de amarre. El número de posiciones que necesita un buque y su ubicación corresponden al diseño del sistema de amarre según la norma MSC.1/Circ.1619, que es una revisión de ingeniería independiente.

Por qué un rodillo atascado puede convertirse en un grave peligro de desgaste de la cuerda

Un rodillo atascado puede presentar un contacto deslizante más brusco que el accesorio fijo al que reemplaza, dependiendo del diámetro del rodillo, el estado de la superficie y el recorrido del cable a través del bastidor. El razonamiento es geométrico y condicional. Una calza cerrada presenta un radio continuo dimensionado para el cable. Una guía de rodillos distribuye la misma vuelta entre rodillos de menor diámetro individual, separados por espacios donde los extremos de los rodillos se unen al bastidor.

Mientras los rodillos giran, ese radio menor no supone ningún coste, ya que la cuerda nunca se arrastra sobre él. Una vez que un rodamiento se atasca, la cuerda puede deslizarse sobre un radio más cerrado que el que ofrecería la guía, y también sobre las transiciones entre rodillos. Si esto es peor o no depende de cómo se comparen los dos radios en la combinación específica. Un rodillo grande, liso y atascado aún puede superar la garganta de una guía pequeña o rayada. El mecanismo que hace que una guía de rodillos funcione con mayor suavidad es el mismo que hace que su modo de fallo sea más agudo.

En muelles con una gran amplitud de marea, donde un cable permanece cargado en una sola dirección, el eje y la cámara del cojinete suelen ser de las primeras piezas que requieren una nueva inspección. El rodillo nunca completa una rotación completa en ese servicio, por lo que el mismo arco del cojinete soporta cada ciclo de carga. La norma ISO 13742:2020 exige que todas las piezas giratorias estén lubricadas. Este es un requisito de fabricación, y mantenerlas lubricadas en una posición inaccesible para una pistola de engrase se convierte en responsabilidad del propietario. Definan juntos el accesorio y el plan de mantenimiento.

Tipos de guías de rodillos: qué corrige el número estándar y qué deja sin resolver.

Las normas para guías de rodillos se organizan por geometría y material, de modo que un número estándar fija la forma, el tamaño nominal y el grado de acero, dejando la compatibilidad del cable, el ángulo de flotación y la carga de trabajo segura (SWL) instalada a criterio del proyecto.

Dos advertencias sobre la última columna. Las designaciones DIN circulan bajo descripciones comerciales que no siempre coinciden con los títulos oficiales, por lo que conviene verificar la referencia DIN con el catálogo DIN y no con la página del proveedor. Los requisitos de materiales también se encuentran dentro de las normas. La norma ISO 13742:2020 especifica que el bastidor y la placa de rodillos tienen un límite elástico de al menos 235 N/mm², que aumenta a 315 N/mm² para los tamaños nominales 400A, 400B y 400C. Los ejes son de acero al carbono con un mínimo de 345 N/mm², y los casquillos son de latón, bronce o equivalente. Una cotización que mencione dicha norma implica el compromiso con esas cifras, independientemente de si las repite o no.

La comprobación del extremo de la cuerda es más reciente que la mayoría de los hábitos de compra. La norma ISO 13742:2020, apartado 7.3, exige que la selección de accesorios y cabos tenga en cuenta la relación entre el diámetro de contacto D del accesorio y el diámetro d de la cuerda, para reducir la pérdida de resistencia por flexión. El apartado 7.4 añade que la resistencia a la tracción de la cuerda puede disminuir con el radio de curvatura, de acuerdo con las directrices del fabricante. Ninguna de estas cláusulas figuraba en la edición de 2012. La lista de cambios de la segunda edición registra el apartado 7.3 como una nueva guía técnica.

Si se leen las fechas en conjunto, la consecuencia es incómoda. Un accesorio dimensionado según los planos de la generación de 2012 cumplía totalmente con la normativa sin que nadie comprobara el efecto de la relación en la cuerda, porque la norma no lo exigía. Si se traslada ese tamaño a una línea sintética, más gruesa que un cable de acero de igual resistencia y menos tolerante a radios de curvatura reducidos, la selección cumple con la normativa pero no se verifica. Calcule la relación D/d a partir del tamaño nominal específico para la cuerda específica y compárela con la guía de pérdida por flexión del fabricante de la cuerda. Los extremos del rango de tamaños de la norma no le darán la respuesta.

Las dos variables a confirmar primero: SWL instalada y ángulo de flota.

La carga de trabajo segura (SWL) instalada y el ángulo de flotación deben definirse antes que el número de rodillos, el grado del material o la familia estándar, ya que cualquiera de estos factores puede invalidar una selección que, en teoría, es correcta. Ambos parámetros quedan fijos una vez soldado el asiento. El resto puede variar dentro de las especificaciones.

Cuatro términos se usan indistintamente. No son intercambiables.

La cadena de normas se desarrolla en una dirección sorprendente. MSC.1/Circ.1175 §4.6.1 establece la SWL, a efectos de marcado, igual a la carga de rotura mínima de diseño del buque para la línea de amarre. §4.3.1.1 establece la carga mínima de diseño en las estructuras de soporte del casco en 1,15 veces esa misma cifra. §4.4.1 permite seleccionar los accesorios de un estándar industrial aceptado por la Administración, al menos sobre esa base. ISO añade condiciones sobre la SWL real a bordo. Debe tener en cuenta la cimentación y el refuerzo bajo cubierta, y debe estar marcada en el plano de remolque y amarre. Nunca debe exceder la SWL indicada en el estándar.

Por lo tanto, la base de diseño es una constante del casco, no del cabo actualmente en uso. Instalar cabos más resistentes no aumenta la capacidad de amarre. Simplemente traslada el punto de fallo previsto del cabo al pasacabos y a la estructura que se encuentra debajo. Una nueva compra de cabo no puede modificar la base del pasacabos.

El ángulo de flotación es la segunda puerta, y la OMI lo nombra directamente. El plan de disposición de remolque y amarre debe indicar, para cada accesorio, el ángulo de flotación límite: el ángulo de cambio de dirección de una línea en el accesorio. Ese ángulo es una variable de carga, y la razón es aritmética. Donde la línea hace un giro, la carga de diseño en el accesorio es igual a la resultante de las cargas de diseño que actúan sobre la línea, limitada al doble de la carga de diseño en la línea. Para una tensión igual T en ambos ramales y un cambio de dirección Δ, esa resultante es R = 2T · sin(Δ/2):

Una tensión de cable de 100 t redirigida 90° no ejerce una carga de 100 t sobre la guía de cable. Ejerce aproximadamente 141 t, antes de que el factor estructural del §4.3.1.1 alcance la estructura de soporte.

El límite máximo en la circular requiere una lectura atenta, ya que no se trata de un margen de seguridad redondeado. La función 2 · sin(Δ/2) alcanza 2 solo en Δ = 180°, donde ambas patas tiran en la misma dirección y el accesorio soporta ambas tensiones en línea. El límite máximo de IMO es la geometría escrita como regla. Un diseñador que lo trata como margen ha interpretado erróneamente un máximo matemático como un margen de seguridad.

De ello se derivan dos consecuencias. Un accesorio seleccionado únicamente para el tramo cargado puede adoptar un patrón de contacto de rodillos diferente en el balasto, por lo que conviene comprobar la envolvente horizontal y vertical completa en función de la geometría del fabricante y los ángulos de flota permitidos. Las disposiciones de SWL del plan también se aplican a no más de uno. línea de amarre. Una posición que puede ver dos está fuera de la figura marcada.

La fecha de construcción determina qué conjunto de reglas se aplica. MSC.1/Circ.1175/Rev.2, aprobado el 28 de agosto de 2025, se aplica a los buques construidos a partir del 1 de enero de 2028. Rev.1 cubre los buques construidos a partir del 1 de enero de 2024 pero antes del 1 de enero de 2028. La circular original aún cubre los buques construidos a partir del 1 de enero de 2007 pero antes del 1 de enero de 2024. Tres ventanas, no dos. Un accesorio especificado para la ventana incorrecta es un problema de documentación antes que un problema de ingeniería.

Cuando un tope cerrado sigue siendo la respuesta correcta

Una calza cerrada sigue siendo la mejor opción cuando el cable discurre en una sola dirección, la carga es prácticamente estática y los intervalos de inspección son prolongados, ya que la ventaja de rodadura solo se aprovecha mientras alguien realiza el mantenimiento de los cojinetes. En una barcaza fluvial, una embarcación de trabajo amarrada a un muelle fijo o cualquier posición donde el cable se coloca una vez y se deja fijo, una calza cerrada flexible es suficiente. El ahorro de fricción que proporcionan los rodillos no compensa el mantenimiento que conllevan.

Un cabo fijo no hace que un calzo sea aceptable por sí solo. Su radio de contacto, el estado de su superficie y la compatibilidad D/d con la línea seleccionada aún deben verificarse según el apartado 7.3 de la norma aplicable, y el análisis del sistema de amarre sigue siendo determinante.

La clave reside en la dinámica, no en el tamaño del buque. La amplitud de las mareas, la exposición al oleaje, los ajustes frecuentes bajo tensión y el uso de cabos sintéticos contribuyen a la formación de olas. Una trayectoria de carga estable con un ángulo fijo genera una fuerza de retroceso hacia el calzo. Es en las situaciones intermedias donde la disposición general demuestra su eficacia.

Las obligaciones de mantenimiento se aplican simultáneamente en ambos casos. La circular MSC.1/Circ.1620 abarca la inspección y el mantenimiento de los equipos de amarre, incluidas las amarras, y se aplica tanto a buques existentes como a buques de nueva construcción. La elección de rodillos implica la aceptación de dicha obligación en una posición específica. La elección de una calza la baja sin necesidad de retirarla.

¿Por dónde empezar con la adquisición de guías de rodillos?

Dos factores determinan la mayoría de las especificaciones de una guía de rodillos: la carga de trabajo segura (SWL) que puede soportar la posición una vez considerados los cimientos y el refuerzo bajo cubierta, y el ángulo de flotación completo que abarca el cable en esa zona. La familia estándar y el número de rodillos se definen una vez que estos dos datos están plasmados en papel.

Cuando se transfiere la capacidad de carga de una mesa de un estándar a una orden de compra sin la verificación de la parte inferior de la plataforma, lo que aparece posteriormente rara vez es el accesorio. Se manifiesta como una deformación en la estructura de la plataforma alrededor del asiento, que se corrige mediante refuerzo local, mientras que la pieza a la que se le atribuyó el problema se devuelve al almacén.

Incluya estos nueve datos en su consulta:

1. Tipo, tamaño y fecha de construcción del buque: los umbrales de 2007/2024/2028 determinan qué directrices de la OMI se aplican.
2. Cabo de amarre en servicio: material, construcción, diámetro y LDBF, o el MBL _SD si se calcula.
3. Ángulos de la flota en la posición, horizontal y vertical, mínimo y máximo a través del rango de mareas y carga.
4. Carga de trabajo segura (SWL) requerida, y si se ha evaluado o aún necesita revisión la cimentación y el refuerzo bajo la cubierta.
5. Familia estándar y edición con la que trabaja el patio o el propietario, más tamaño nominal si es fijo.
6. Interfaz de montaje: asiento para soldar, base atornillada o integrada en el mamparo, con espesor de la placa de cubierta
7. Sociedad de clasificación y qué certificado o aprobación específica se requiere.
8. Tratamiento de superficies y protección contra la corrosión adecuados para la zona comercial.
9. Disposición general o extracto del plano de amarre que muestra la posición

Con esos nueve, la conversación comienza en las especificaciones en lugar de en el catálogo. Zhonghaihang Shipping Supply Trabajamos a partir del plano de amarre y los datos de la cuerda antes de elaborar un presupuesto, y cuando no se ha realizado la comprobación bajo cubierta, lo indicamos antes de publicar la carga de trabajo segura (SWL, por sus siglas en inglés).