PREDICCION DEL SQUAT EN LOS CANALES DE ACCESO A …aadip.org.ar/pdf/paper_2014/7_5/De_Vincenzi.pdf · Buenos Aires para buques portacontenedores “SAMMAX-Class” de 7.450 TEUS de

VIII Congreso Argentino de Ingeniería Portuaria – A ADIP (2014)

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PREDICCION DEL SQUAT EN LOS CANALES DE ACCESO A PUE RTO BUENOS

AIRES PARA BUQUES PORTACONTENEDORES “SAMMAX-CLASS” DE 7.450 TEUS

Ing. Marcos De Vincenzi (1), Cap. Claudio Pertusi (2), Ing. Marcelo Peyregne (1), Dr. Bryan Barrass (3)

RESUMEN

El presente artículo expone el cálculo de predicción del squat en los canales de acceso al Puerto Buenos Aires para buques portacontenedores “SAMMAX-Class” de 7.450 TEUS de capacidad nominal, a través de la expresión Barrass3 (2004/07), utilizando la velocidad del buque y la relación profundidad/calado como parámetros libres, dado que Prácticos y Líneas Marítimas deben adoptar soluciones de compromiso balanceando dichos parámetros cuando se planifica la navegación. El estatismo en las dimensiones de los canales de acceso, contrastado con el creciente porte de los buques que el Puerto experimentó en la última década, maximizó la importancia de mejorar el conocimiento sobre este fenómeno, a los fines de incrementar la capacidad de carga de los buques sin afectar la seguridad náutica ni aumentar sustancialmente los tiempos de espera de ventanas de marea consideradas favorables, afectando el costo de operación.

Como principal objetivo del trabajo, se pretende brindar sustento teórico a la tarea desarrollada por los Prácticos a bordo de los buques, facilitando su interacción con los Capitanes en la navegación a través del Río de la Plata. Asimismo, se analizan las implicancias del requerimiento de la Prefectura Naval Argentina relacionado con la revancha bajo la quilla mínima, proponiendo un enfoque alternativo para su determinación. Las conclusiones del estudio pueden ser utilizadas por todo buque usuario del Puerto suficientemente similar al protagonista del trabajo.

PALABRAS CLAVES: PUERTO BUENOS AIRES, MAERSK LINE, BUQUES SAMMAX-CLASS, PREDICCION DE SQUAT, FORMULA DE BARRASS, REVANCHA BAJO QUILLA NETA.

1. INTRODUCCION

Puerto Buenos Aires es el mayor puerto de carga general contenedorizada en la Argentina, y el único bajo la administración del Gobierno Nacional. En 2013, entre sus tres terminales portuarias (subsidiarias DP World,

HPH and APM Terminals) manipuló alrededor de 1.100.000 TEUS, cerca del 60 % del total del País. No ajeno

a la realidad de la mayoría de los puertos del mundo, Buenos Aires experimentó en la última década un

importante crecimiento en el porte de los buques que recibe, tendencia que se inició en 2004 cuando recaló el

“Laust Maersk”, primer portacontenedores postpanamax que navegó las aguas del Río de la Plata, y continúa hasta la actualidad.

Los canales de acceso al Puerto tienen 239,1 kilómetros de longitud total, desde el ingreso marítimo o

“Recalada” hasta el Antepuerto Norte. Hay un consenso generalizado en toda la comunidad portuaria (Líneas Marítimas, Prácticos, Terminales y Autoridades Portuarias) en que dichos canales, diseñados para buques

panamax típicos de las década del 90, tienen anchos y profundidades navegables de diseño muy inferiores a

las que los buques portacontenedores de última generación requieren. Sin embargo, desde su última

profundización en el año 2005 (donde se alcanzaron 10,36 metros de profundidad en 100 metros de ancho de

solera) no se adecuaron sus dimensiones a las nuevas necesidades del tráfico marítimo.

1. Administración General de Puertos / Universidad Tecnológica Nacional 2. Maersk Line Argentina 3. Consultor Marítimo Internacional

[email protected] [email protected]

[email protected] [email protected]


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Este hecho llevo a que las Líneas Marítimas construyan buques específicamente diseñados para los puertos de la Costa Este de Sudamérica (los cuales en mayor o menor medida comparten restricciones similares a las de Buenos Aires, especialmente relacionadas con la profundidad de sus vías navegables), dejando de lado el hasta hoy exclusivo “efecto cascada” que impulsaba el crecimiento en el tamaño de los buques que arribaban a estas costas. Basta con citar los buques “Cap San-Class” de Hamburg Sud (9.600 TEUS), los “V-Class” de Evergreen (8.770 TEUS), y los “Sammax-Class” (7.450 TEUS) de Maersk como los ejemplos más representativos de esta tendencia. Los últimos, incorporados a la flota de Maersk Line a partir del año 2011, son una serie de 16 buques gemelos con una eslora total de 299,90 metros, manga de 45,20 metros (18 filas de contenedores) y calado de diseño de 12,5 metros. Recalan en la Terminal N° 4 de Puerto Buenos Aires con una frecuencia semanal, transportando alrededor de 1.500 TEUS por escala. El estatismo en las dimensiones de los canales de acceso, contrastado con el siempre creciente porte de los buques, maximiza la importancia de mejorar el conocimiento sobre los factores que influyen en los requerimientos de profundidad en las vías navegables, a los fines de incrementar la capacidad de carga de los buques sin disminuir la seguridad náutica ni aumentar sustancialmente los tiempos de espera de marea, afectando en forma directa el costo de operación.

Entre dichos factores, se destaca el “squat” o hundimiento dinámico, representado por una depresión del nivel de agua en reposo en los alrededores del buque cuando éste navega, disminuyendo la revancha bajo quilla bruta. Históricamente, la determinación del squat ha sido motivo de numerosos estudios y publicaciones científicas, arrojando como resultado una multiplicidad de fórmulas para su predicción, las cuales pueden aplicarse en forma relativamente sencilla respetando las condiciones de borde para las cuales fueron desarrolladas y conociendo las limitaciones que cada una de ellas impone.

El recientemente publicado Reporte N° 121 “Harbour Approach Channels Design Guideline” (PIANC, 2014) presenta las siete más utilizadas a nivel mundial. Todas ellas pueden aplicarse a canales restringidos por ancho y profundidad. Sin embargo, solo se utiliza en el presente artículo Barrass3 (2004/07) por ser la única en que el caso particular estudiado satisface con plenitud las restricciones impuestas por la fórmula, contando con el asesoramiento del Dr. Bryan Barrass para sustentar los criterios de aplicación en su expresión. Yoshimura (1986), Romisch (1989) y Eryuzlu2 (1994) se descartan del trabajo por no cumplir con las condiciones de borde que se pretenden analizar. Las dos primeras, por recomendar una relación profundidad/calado igual o mayor a 1,20 (prestación difícil de lograr en las actuales condiciones de navegación del Río de la Plata) y la tercera por haber sido desarrollada para buques tanques o graneleros, con coeficiente de bloque igual o mayor a 0,8 (no superando los buques portacontenedores modernos el valor de 0,7). Por otra parte, Huuska-Guliev (1976) y ICORELS (1980) no satisfacen las restricciones relacionadas con las dimensiones del buque, siendo aplicables las mismas a condición de “plena carga” de los Sammax.

La predicción se desarrolla utilizando la velocidad del buque y la relación profundidad/calado como variables en juego, dado que el amplio rango de valores calculado para el squat (0,30 a 1,50 m aproximadamente) obliga a Prácticos y Líneas Marítimas a adoptar soluciones de compromiso balanceando dichos parámetros. Del análisis se obtienen conclusiones y recomendaciones generales para la navegación en el Río de la Plata, las cuales pueden ser utilizadas por todo buque usuario del Puerto, suficientemente similar al protagonista del presente artículo.

En el trabajo, se describe en primer lugar el notorio crecimiento en el porte de los buques que experimentó el Puerto en la última década (2004-2013) y se presentan las características de los buques Sammax-Class, analizando su representatividad dentro del conjunto. Se describen los canales de acceso para luego avanzar en las generalidades sobre el squat y su aplicación al caso particular estudiado. Se mencionan las fórmulas más utilizadas para su predicción, analizando el campo de aplicación de cada una, y se expone la metodología del trabajo al utilizar la fórmula Barrass3. Finalmente se presentan las tablas de predicción desarrolladas, las principales conclusiones del estudio y la metodología que el grupo de trabajo pretende aplicar a los fines de validar las mismas y ampliar el conocimiento acerca del squat en el Río de la Plata.


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2. CRECIMIENTO DEL TAMAÑO DE LOS BUQUES

La Administración General de Puertos S.E. (autoridad del Puerto Buenos Aires), a través de la Licitación Pública Internacional N° 06/1993, concesionó sus espacios portuarios a Terminales privadas especializadas en el movimiento de contenedores. Hasta esa época, el Puerto operaba con buques de carga general cuyas esloras oscilaban entre 150 metros y 180 metros. Por lo anterior, en la nominación histórica de los sitios de atraque, cada uno de los muelles de las dársenas de Puerto Nuevo tiene tres secciones, con una longitud total de alrededor de 550 metros cada uno.

Las Terminales portuarias comenzaron a operar, a partir del año 1994, con buques tipo panamax, de 2da y 3ra generación, con esloras del orden de 220 metros. Progresivamente, se reemplazaron las antiguas grúas para carga general, por utillaje especializado en el manejo de contenedores.

Esta tendencia se mantuvo estable hasta el año 2004, cuando recaló en Buenos Aires el “Laust Maersk”, primer buque portacontenedores postpanamax en arribar al Puerto, con 15 filas de contenedores en sus 37,3 metros de manga. A partir de allí, el incremento en las esloras y en el porte de los buques fue constante. Este aspecto se muestra en la Figura N° 1, donde se evidencia lo anterior a partir de las toneladas de porte bruto y de la capacidad nominal expresada en TEUS.

Año Buque Eslora [m] Manga [m] Filas DWT [tn] TEUS 2004 Laust Maersk 266 37,3 15 63.000 4.500 2005 Monte Rosa 272 40,0 16 65.000 5.560 2008 Río de la Plata 286 40,0 16 80.000 5.900 2010 Santa Clara 300 43,2 17 90.000 7.100 2011 Maersk La Paz 300 45,2 18 94.000 7.450

2012 Cosco Vietnam 334 42,8 17 102.000 8.200 2013 Cap. San Nicolas 333 48,2 19 124.000 9.600

FIGURA N° 1: BUQUE DE PORTE MÁXIMO EN PUERTO BUENOS AIRES FUENTE: A.G.P. S.E.

3. DATOS Y CARACTERISTICAS DE LOS BUQUES SAMMAX-CLA SS

Los “Sammax-Class” (South American Max) de Maersk Line son 16 buques portacontenedores con una capacidad nominal de 7.450 TEUS. Como principal virtud, cuentan con una gran capacidad de carga con un calado de diseño relativamente reducido (12,50 metros) apto para el acceso a los puertos de la región, donde las restricciones en profundidad condicionarían aún más su aptitud para la navegación. A continuación se expone parcialmente la hoja de datos del buque.

FIGURA N° 2: DIMENSIONES Y COEFICIENTES DE LOS BUQUES SAMMAX-CLASS FUENTE: MAERSK LINE

VIII Congreso Argentino de Ingeniería Portuaria

De los 16 buques gemelos, 7 de ellos (Maersk “Laberinto”, “Laguna”, “Lavras”, “Lebu”, “Leticia”, “Lins” y

“Lirquen”) realizan el tráfico entre el Norte de Europa y la Costa Este de Sudamérica (conocido como

“SAMBA-SOUTHBOUND”), con una rotación por 11 puer

aproximadamente 31 días. A Buenos Aires, tienen una frecuencia de arribo semanal, proveniente desde

Paranagua (Brasil). La primera recalada fue del Maersk “La Paz” en Septiembre de 2011, hoy asignado a otro

tráfico.

FIGURA N° 3: SCHEDULE DEL TRAFICO “SAMBA

Resulta importante analizar cual es la representatividad

portacontenedores usuarios del Puerto, pues uno de los objetivos del presente artículo es que las

conclusiones obtenidas puedan ser extrapoladas, con los recaudos similares, como los mencionados en la introducción.

Para ello, se expone en la Figura N° 4

el año 2008 y las esloras representati

de la distribución de Gauss. Como inform

Puerto y el promedio transportado por cada buque(incluye contenedores vacíos).

A modo general se observa que la carga operada por el Puerto se mantuvo relativamente estable en los años

analizados, no así el número de buques que dis

la carga media transportada por los mismos.

Año N° Buques

Portacontenedores

2008 717

2009 667

2010 729

2011 686

2012 616

2013 594

FIGURA N° 4: ESLORAS DE LOS BUQUES PORTACONTENEDORES

VIII Congreso Argentino de Ingeniería Portuaria – AADIP (2014)

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SOUTHBOUND”), con una rotación por 11 puertos (5 Europeos y 6 Sudamericanos) que demora

A Buenos Aires, tienen una frecuencia de arribo semanal, proveniente desde


: SCHEDULE DEL TRAFICO “SAMBA-SOUTHBOUND”

es la representatividad de los Sammax-Class en el total de los buques


conclusiones obtenidas puedan ser extrapoladas, con los recaudos y particularidades los mencionados en la introducción.

en la Figura N° 4 la cantidad de buques portacontenedores ingresados al Puerto

y las esloras representativas de los percentiles 50 % y 80 %, ajustadas estadísticamente a través

de la distribución de Gauss. Como información complementaria, se indican los TEUS

por cada buque, considerando importación y exportación en forma con


analizados, no así el número de buques que disminuyó aproximadamente un 20 %, a costa del incremento en

transportada por los mismos.

Eslora [m]

TEUSTotales

225 254 1.187.499

239 272 909.482

241 272 1.126.617

240 277 1.151.900

248 289 1.090.500

250 300 1.134.8

DE LOS BUQUES PORTACONTENEDORES USUARIOS DEL PUERTO

AADIP (2014)



tos (5 Europeos y 6 Sudamericanos) que demora

A Buenos Aires, tienen una frecuencia de arribo semanal, proveniente desde


FUENTE: MAERSK LINE

Class en el total de los buques


y particularidades del caso, a buques

la cantidad de buques portacontenedores ingresados al Puerto desde

%, ajustadas estadísticamente a través

TEUS totales operados por el

exportación en forma conjunta


minuyó aproximadamente un 20 %, a costa del incremento en

TEUS Totales

TEUS / Buque (Impo + Expo)

1.187.499 1.656

909.482 1.364

1.126.617 1.545

1.151.900 1.679

1.090.500 1.770

1.134.800 1.910

USUARIOS DEL PUERTO FUENTE: A.G.P. S.E.


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Se desprende que para el año 2013 los Sammax representaron el 80 % de cobertura en la eslora de los

buques. No obstante, vale aclarar que la eslora considerada en forma individual no alcanza para estudiar de

manera manifiesta el porte de los buques, puesto que en los últimos años se ha evidenciado un crecimiento

aún mayor en la manga de los mismos, y ésta última dimensión es más importante que la precedente para la

predicción del squat. Considerando la manga de los Sammax (45,20 m), se estima una cobertura del 95 %,

siendo solamente superada por los Cap San-Class de Hamburg Sud y los V-Class de Evergreen, 11 buques

en total de 48,20 metros de manga.

En el año 2013, los Sammax registraron 64 recaladas en el Puerto, específicamente en la Terminal 4,

subsidiaria de APM Terminals. Dado que la predicción del squat se realiza considerando la relación H/Tm

como parámetro libre, se indica en la Figura N° 5 cuales fueron los calados característicos de dichos tráficos.

A modo general, los buques navegaron habitualmente “apopados” (salvo acotadas excepciones de asiento

nulo) con un trim estático medio de 0,65 metros para las entradas y 0,53 metros para las salidas.

Respecto a la velocidad media alcanzada en los tráficos de 2013, si bien se cuenta con dicha información

(obtenida a través del cociente entre los tiempos y las distancias de navegación), cabe mencionar que la

misma está fuertemente influenciada por las demoras ocasionadas por tránsito de buques y otros factores

(como disponibilidad de Prácticos y remolcadores), por lo cual no es representativa del fenómeno que se

pretende analizar (velocidad libre en el canal, solo limitada por la disponibilidad de profundidad navegable).

Calado en Popa

Entrada Salida

Valor Máximo 10,20 10,15

Valor Mínimo 8,70 8,35

Percentil 25 % 9,30 9,30

Percentil 50 % 9,50 9,70

Percentil 75 % 9,75 9,90

Percentil 90 % 9,90 10,00

FIGURA N° 5 – RESUMEN DE CALADOS EN 2013

Es decir, para el intervalo de calados analizado, se observa una variación cuasi-lineal de la capacidad de

carga del buque, arrojando una relación equivalente a 300 TEUS por cada pie de calado adicional (esto

considerando 10 toneladas/TEU como valor medio).

4. GEOMETRIA DE LOS CANALES DE ACCESO A PUERTO BUEN OS AIRES

Los canales de acceso a Puerto Buenos Aires forman parte del sistema de navegación troncal de la República

Argentina, con una longitud total de 239,1 Km desde el “Pontón Recalada” hasta el par de balizas que señala

el acceso a la Dársena Norte. La boca de acceso al Puerto, se ubica en el Km 0,800, donde una baliza señala

la presencia del morro de la escollera principal.

El sistema de navegación troncal se encuentra bajo la órbita de la Subsecretaría de Puertos y Vías

Navegables de la Nación, y desde el año 1994 está concesionado a la empresa Hidrovía S.A. el

mantenimiento de los anchos y profundidades navegables, así como la implementación y el mantenimiento del

balizamiento y otros sistemas de ayuda a la navegación. A partir del Km 12,0 (empalme con el Canal Ing.

Emilio Mitre) hasta el ingreso al Puerto, la jurisdicción es de la Autoridad Portuaria.

Los mayores calados registrados en las salidas obedecen a un mejor aprovechamiento de las ventanas de marea, dado que la espera se realiza en puerto y la predicción de las alturas se efectúa en el corto plazo. De la lectura de la escala de porte se obtienen los siguientes tonelajes de porte bruto aproximados para los calados respectivos: 46.000 para 9,30 m, 48.000 para 9,50 m, 50.000 para 9,70 m, 52.000 para 9,90 m y 53.000 para 10,00 m. Finalmente, considerando un calado de 9,60 m (promedio entre los percentiles 50 % de entrada y salida) e interpolando linealmente, se obtiene un coeficiente de bloque medio Cb = 0,65.


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Las dimensiones de diseño (mínimas) de los canales de acceso, en toda su extensión, son 100 metros de

ancho de solera a 10,36 metros (34 pies) de profundidad respecto al cero local de Puerto Buenos Aires.

FIGURA N° 6 – CANALES DE ACCESO AL PUERTO BUENOS AIRES

FIGURA N° 7 – MAERSK LAVRAS EN ANTEPUERTO

Por ello, dado que el presente artículo pretende ser válido para toda condición habitual de los canales, y no

solo para la particularidad de un instante determinado, las dimensiones navegables adoptadas surgen de la

observación de los anchos y profundidades determinantes publicados semanalmente en el Boletín Fluvial,

documento editado por la Dirección Nacional de Vías Navegables. En la Figura N° 8 se exponen las

dimensiones navegables de diseño y las adoptadas para el trabajo, distinguiendo dos tramos característicos

en función de las consideraciones previas (profundidad al cero, ancho de solera y pendiente de los taludes).

Asimismo, en la Figura N° 9 se indica a modo complementario los distintos niveles de marea obtenidos en los

seis hidrómetros operados por Hidrovía S.A., correspondientes a la serie 2006-2009. En todos ellos, el nivel

de referencia es el cero local de Puerto Buenos Aires.

Tramo N°

Canal Km

Inicial Km

Final Solera

(diseño) Solera

(adoptada) Profundidad

(diseño) Profundidad (adoptada)

Talud (adoptado)

1

Canal Punta Indio 239,1 121,0

100

110

10,36

10,60

1:20 Canal Intermedio 121,0 81,0

Paso Banco Chico 81,0 57,0

Canal Rada Exterior 57,0 37,0 CANAL TIPO U – SOLO LIMITADO POR PROFUNDIDAD

Canal de Acceso a Puerto Bs. As.

37,0 17,0 100 110 10,36 10,60 1:20

2 17,0 12,0

100

100

10,36

10,50

12,0 7,3 1:8

Canal Norte 7,3 0,8

FIGURA N° 8 – DIMENSIONES EN METROS, DE DISEÑO Y ADOPTADAS, EN LOS CANALES DE ACCESO AL PUERTO

No obstante, para el presente trabajo se consideran

dimensiones levemente mayores y variables según el

tramo que se analice, dado que las mismas dependen

estrictamente del intervalo entre campañas de dragado, de

las revanchas en las dimensiones obtenidas a través de

ellas, y de la sedimentación en los canales (proceso

natural variable en tiempo y espacio).


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Bs As La Plata Magdalena Oyarvide Brasileira Km 239

Percentil 25 % 0,50 0,50 0,60 0,55 0,45 0,42

Percentil 50 % 0,80 0,80 0,75 0,85 0,77 0,70

Percentil 75 % 1,20 1,15 1,10 1,20 1,14 0,90

Percentil 90 % 1,60 1,50 1,30 1,55 1,55 1,30 FIGURA N° 9 – ALTURAS DE MAREA EN EL RIO DE LA PLATA (2006-2009) FUENTE: HIDROVIA S.A.

5. CONSIDERACIONES SOBRE EL SQUAT

5.1 Definición: Cuando un buque navega, desplaza desde su proa hacia su popa una gran cantidad de agua,

originalmente en reposo. Este movimiento le genera una velocidad relativa respecto al casco del buque, lo

que obliga a una disminución del nivel de agua en los alrededores del mismo a los fines de mantener

constante la energía total (el aumento en la energía cinética del agua se compensa con la disminución de la

energía potencial). El fenómeno, conocido como squat, se compone de un descenso uniforme del buque

llamado “sinkage” y un giro alrededor del eje transversal conocido como “trim dinámico”, el cual puede

dirigirse hacia proa o hacia popa, según el caso.

FIGURA N° 10 – DEFINICION DE SQUAT COMO COMBINACION DEL SINKAGE Y EL TRIM DINAMICO (ELOOT ET AL, 2008)

En los últimos tiempos se magnificó la necesidad de predecir el squat con buena aproximación, dado el

tamaño creciente de los buques, las mayores velocidades de navegación, y el alto costo de mantenimiento de

los canales navegables. El conocimiento de este fenómeno no solo contribuye a predecir varaduras, sino

también a optimizar la capacidad de carga de los buques, acotando el costo de operación al disminuir los

tiempos de espera de las ventanas de marea consideradas favorables.

5.2 Generalidades: El squat depende de una multiplicidad de parámetros, correspondientes al buque se

destacan, entre otros, la velocidad relativa al agua Vk y el coeficiente de bloque Cb. Respecto a la vía

navegable, se distinguen las tipologías expuestas en la Figura N° 11. Según se observa, la diferencia entre la

primera configuración conocida como canal de aguas abiertas o solo restringido por la profundidad (tipo U),

respecto a la segunda configuración conocida como canal restringido, tanto por ancho como por profundidad

(tipo R), radica en la comparación entre el ancho de solera del canal W y el ancho efectivo Weff, que se define

como el ancho de solera a partir del cual el squat no disminuye respecto a un valor considerado como límite

inferior. Barrass (2004/07) propone la siguiente expresión para su determinación:

Weff =7,04

Cb�,� × B

En ese contexto, el ancho efectivo para los Sammax es de 458,92 metros (Cb = 0,65 y B = 45,2 metros).


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FIGURA N° 11: POSIBLES CONFIGURACIONES DE CANAL PARA LA APLICACIÓN DE LAS FORMULAS DE SQUAT

(Figure D-3 PIANC REPORT N° 121– 2014)

Es decir que, para anchos de solera menores a 460 metros aproximadamente, los Sammax navegan en canales tipo R. No cabe duda que para los canales navegables del Río de la Plata este supuesto se cumple con creces, aun considerando los taludes muy tendidos con los cuales se perfila la vía navegable. Se verifica lo anterior en el Km 17 del Canal de Acceso, donde la profundidad natural del banco es de 5,00 metros, y el ancho total de la vía navegable (considerando las dimensiones adoptadas en Figura N° 8) asciende a 330 metros. Como excepción se cita el Canal Rada Exterior, donde las profundidades naturales del orden de los 10,50 metros en un ancho superior al efectivo, asemejan la vía navegable a un canal tipo U. En este artículo se excluye la predicción en dicho tramo dado que la citada tipología resulta más favorable.

Otros coeficientes que habitualmente se tienen en cuenta en la predicción del squat relacionan dimensiones del buque y de la vía navegable. Los más importantes son:

S = Coeficiente de Bloqueo = ��

��

S2 = Coeficiente de Velocidad de Retorno = ��

��

As = Área sumergida del buque = 0,98 × B × Tm

Ac = Área del canal tipo R = �W × H� + �N × H��

Aw = “Área mojada” = Ac – As

Asimismo, en el presente artículo se consideran los siguientes parámetros complementarios, relacionados con la profundidad del canal:

- Número de Froude =�

√�!×"� : Tiene en cuenta la resistencia al movimiento del buque en aguas poco

profundas, siendo el parámetro adimensional más importante en canales tipo U. Cuando Fnh se aproxima a la unidad la potencia disponible no es suficiente para el adecuado gobierno del buque, y el mismo pierde maniobrabilidad. En las conclusiones del trabajo se describe un enfoque reciente, utilizado en canales tipo R, donde se calcula la VELOCIDAD CRITICA Vcr para valorar efectos similares a los tratados a partir del Número de Froude.

- Relación H/Tm: Barrass (2004/07) propone 1,1 como límite inferior y 1,4 como límite superior. No obstante, en el presente trabajo se adopta 1,2 como valor máximo de H/Tm, dado las condiciones restringidas de navegación en el Río de la Plata. Se utiliza como valoración indirecta de la revancha bajo quilla bruta.

FIGURA N° 12: As/Aw/Ac EN CANALES TIPO R

(Figure D-2 PIANC REPORT N° 121– 2014)


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- UKC Neta: La Prefectura Naval Argentina, a través de la Ordenanza N° 4/2000, establece: “Para

navegar por los Canales PUNTA INDIO, INTERMEDIO, PASO BANCO CHICO, ACCESO AL

PUERTO DE BUENOS AIRES HASTA EL KM 12 y EMILIO MITRE, los buques dejarán un margen de seguridad mínimo bajo la quilla no inferior a 0,60 m. A esos fines, los calados máximos serán

calculados teniendo en consideración los distintos factores y efectos evolutivos que incidan para su

determinación, particularmente la velocidad del buque durante la navegación en los canales y áreas

de aguas restringidas”.

Respecto a la velocidad, la misma Ordenanza expresa: “Las velocidades de los buques en los canales,

deberán mantenerse en todo momento en los límites establecidos entre el correspondiente a la mínima

compatible con el mejor gobierno del buque y la máxima que determine el cuidado de los veriles, las boyas demarcatorias de los mismos y toda otra obra de arte o ayuda a la navegación involucrada”.

5.3 FÓRMULAS PARA PREDECIR EL SQUAT Y SUS LIMITACIO NES

El Reporte PIANC N° 121 (2014) promueve las siguientes siete expresiones para la predicción del squat (disminuyendo por simplicidad la propuesta original de once fórmulas expuesta en PIANC WG 30, 1997). Ellas

son: Tuck (1966), Huuska/Guliev (1976), ICORELS (1980), Barrass3 (2004/07), Eryuzlu2 (1994), Römisch

(1989) y Yoshimura (1986). Se requiere buen juicio ingenieril al aplicar cada una de las fórmulas propuestas,

dado que todas ellas tienen un campo de aplicación limitado, relacionado con las condiciones de los ensayos

en prototipo y modelo para las cuales fueron deducidas. En ese marco, las fórmulas comparten las siguientes limitaciones, las cuales se consideran como limitaciones del presente trabajo, con las salvedades que a

continuación se exponen:

- Son válidas para buques navegando en tramos rectos del canal, con la línea de crujía alineada con el eje del mismo.

- Se aplican sobre canales con fondo liso. En el caso del Río de la Plata, las frecuentes tareas de

dragado necesarias para el mantenimiento de las dimensiones navegables generan imperfecciones en el lecho que alejan levemente la hipótesis citada de la realidad, especialmente en el punto de

vinculación entre la solera de los canales y sus respectivos taludes.

- No son válidas para encuentro o sobrepaso de buques, dado que se modifica el campo de velocidades alrededor del casco de los mismos. Dependerá de la relación entre el porte de los buques

que se encuentran, y de sus velocidades, el grado de afectación del squat respecto al valor predicho.

No obstante, en caso de encuentro o sobrepaso, los Sammax suelen ser el buque de mayor porte, por

lo que su respuesta vertical ante la presencia del restante puede considerarse suficientemente baja.

- La velocidad del buque (Vk o Vs, según la expresión) corresponde a la velocidad del buque respecto

al agua. Por eso, las corrientes fluviales o de marea deben ser tenidas en cuenta. En el presente

artículo se intenta reproducir condiciones medias, por lo que el efecto cíclico de las corrientes de

marea del Río de la Plata compensa el error devengado de no tener en cuenta el valor instantáneo de las mismas, cuyo módulo puede variar entre 0,3 a 1,2 nudos, siendo solo la componente longitudinal

al buque la que debe considerarse.

Todas las fórmulas arrojan predicciones para el squat máximo (Smax) sea éste se ubique en proa o en popa. No obstante, dado que históricamente el máximo valor del squat se experimentó en proa (para buques de

forma “llena” navegando a bajas velocidades) la mayoría de las fórmulas presupone este concepto. Solo

Barrass3 (2004/07) y Römisch (1989) predicen en forma expresa el squat máximo en popa. Por otro lado, la

tipología del canal y otras restricciones deben ser observadas al aplicar una determinada expresión. En la Figura N° 13 se expone el campo de aplicación de las siete fórmulas propuestas.


10

FIGURAN° 13: FÓRMULAS PARA PREDECIR EL SQUAT Y SU CAMPO DE APLICACIÓN

(Table D-2 PIANC REPORT N° 121– 2014 VISTA PARCIAL)

La única expresión que considerando sus restricciones puede aplicarse plenamente al caso particular estudiado en el presente es la deducida por el Dr. Bryan Barrass, el cual desarrolló en 2004 su tercera fórmula de predicción, a partir de más de 600 mediciones de squat sobre modelos físicos y buques a escala real a lo largo de 42 años de experiencia. La fórmula presentada en el Reporte N° 121 Pag. 195 (PIANC, 2014) corresponde a la versión abreviada, levemente más conservadora en sus resultados, en tanto en este artículo se utiliza la versión detallada desarrollada en 2007, la cual conserva el formato de la expresión original Barrass2 (1979/1981) con la salvedad que utiliza S en lugar de S2 para que su aplicación sea más directa y sencilla. Por lo anterior, el squat máximo se calcula de la siguiente manera:

Smax =Cb × S�,�& × Vk�,��

20

Respecto a la posición del Smax (proa o popa), Barrass (2004/07) sugiere dos criterios:

- TRIM ESTÁTICO: Cualquiera sea la expresión utilizada, el máximo squat siempre ocurre en el extremo del buque con mayor calado en condición estática. Si un buque se encuentra apopado, entonces el máximo squat será en la popa y por ende se deben sumar los efectos. De ahí la importancia de distribuir adecuadamente la carga, debiendo utilizar los piques de lastre en caso de ser necesario antes de ingresar a aguas restringidas.

- VALOR DE CB: En caso que el buque se encuentre sin trim estático, entonces el factor que determine la ubicación del squat máximo será el Cb. Buques con formas llenas, como los tanques o los graneleros, suelen experimentar el máximo squat en la proa. Caso contrario, buques hidrodinámicos, como los cruceros o los portacontenedores, suelen sufrirlo por popa. El punto de inflexión corresponde a Cb = 0,7.

6. METODOLOGIA, DISCUSIÓN Y RESULTADOS

Se pone a disposición de la comunidad portuaria una planilla de cálculo desarrollada a partir de la fórmula Barrass3 (2004/07) para los canales navegables del Río de la Plata, considerados tipo R en toda su extensión con excepción del Canal Rada Exterior, en el cual no se realizó la predicción de squat. En ella, fácilmente se pueden incorporar los datos del buque y actualizar las dimensiones navegables determinantes, a partir de lo indicado por el Boletín Fluvial, así como la altura de marea y la velocidad de la corriente en un instante determinado.


11

Como resultado, la planilla de cálculo arroja una tabla (y sus correspondientes curvas) de donde se puede obtener el squat, la revancha bajo quilla neta y el Número de Froude, en función de la velocidad. Se incorpora cuadro de resumen con las velocidades máximas, según los siguientes criterios: Fnh = 0,7 / UKC Neta = 0,60 m / UKC Neta = 0,00 m.

Como hipótesis simplificativa, se considera despreciable la respuesta vertical del buque ante la incidencia del oleaje. Por eso, el squat es el único factor que afecta la revancha bajo quilla bruta y a partir del mismo se

calculan las velocidades máximas citadas. Este aspecto resulta especialmente importante en el Canal Punta

Indio, sometido al oleaje de mayor altura por su proximidad a la desembocadura del Río de la Plata.

Para sustentar el criterio, a través del Método de Kimon (1982) se determinó que un Sammax navegando

hacia el Puerto en el Canal Punta Indio a 7 nudos de velocidad, con una relación H/Tm=1,1, oleaje de 1,20

metros de altura significativa y periodo de 6 segundos incidente desde el SE (135°), experimenta una

respuesta vertical aproximada de 0,15 metros. Dicho oleaje se considera como límite superior para la

aplicación del apartado 7.3, relacionado con las velocidades máximas técnicamente posibles.

En el Río de la Plata interior, el régimen de olas puede considerarse originado básicamente por el régimen

local de vientos, con un desarrollo en general limitado tanto por la presencia de costas cercanas, como por la

escasa profundidad. Las olas más frecuentes son de 0,20 a 0,60 metros y los períodos característicos de 2 a

3 segundos (INA, 2012). En ese contexto, la respuesta vertical del buque ante el oleaje es nula.

Respecto a la naturaleza del lecho, para revanchas bajo quilla medias y altas (H/Tm ≥ 1,15), el fondo barroso

del Río de la Plata disminuye levemente el sinkage respecto a la existencia de un lecho de naturaleza compacta, transformando en conservadoras las estimaciones realizadas en el presente artículo. Para

revanchas bajo quilla bajas (H/Tm ~ 1,10) se reitera el efecto favorable sobre el sinkage, pero aumenta

considerablemente el trim dinámico por popa, especialmente para velocidades intermedias, del orden de los 4

nudos, en el caso bajo análisis. Para velocidades mayores, la interfase barro-agua se deforma por detrás de

la popa del buque y el efecto adverso sobre el trim dinámico disminuye, por lo que no se considera como un

efecto desfavorable.

En ese contexto, cabe destacar que el fondo barroso del Río de la Plata no se considera como profundidad

navegable adicional en el presente artículo, dado que si bien esto es factible (de hecho, fue una práctica

histórica en la navegación del Río con anterioridad al concesionamiento de las tareas de dragado y

balizamiento en 1994), se requiere mayor investigación acerca del comportamiento reológico del barro y de los efectos que generaría sobre la maniobrabilidad del buque. Por lo anterior, la naturaleza del lecho solo es

valorada como parámetro favorable para disminuir la revancha bajo quilla neta al mínimo establecido en las

conclusiones del trabajo. No obstante, se enfatiza que el valor nulo de la misma en la práctica no implica la

varadura del buque, sino el inicio del rango de velocidades en la cual se puede alcanzar dicho fenómeno.

Se han elaborado 10 tablas de predicción de squat para cinco valores representativos de H/Tm, en los dos tramos de los canales descriptos en la Figura N° 8 (se excluye el Canal Rada Exterior por asemejarse a la

tipología U). Se indican las condiciones para las cuales se ha generado cada una de las tablas en la Figura N°

14, considerando que a través de las mismas queda debidamente representado el amplio conjunto de

combinaciones posibles entre calado y profundidad para la navegación en el Río de la Plata. A través de los

parámetros As y Ac, se verifica que el coeficiente de bloqueo S permanece dentro del rango de validez de la expresión utilizada.

Las tablas desarrolladas corresponden a un trim estático o “apopamiento” de 0,60 metros, por lo que el calado

en la popa resulta 0,30 metros mayor que el indicado en las tablas, y a partir del mismo, se calcula la

revancha bajo quilla neta. Como colorario, cada una de las tablas indica las velocidades máximas posibles según los tres criterios enunciados anteriormente.


12

FIGURA N° 14: RESUMEN DE TABLAS DE PREDICCION DE SQUAT A TRAVES DE LA FORMULA DE BARRASS3

6.1 TABLAS DE PREDICCION DE SQUAT

Tm H Marea UKC Bruta As Ac S Tm H Marea UKC Bruta As Ac S

9,20 10,12 -0,48 0,92 407,52 3161,49 0,13 9,20 10,12 -0,38 0,92 407,52 1831,32 0,22

9,40 10,34 -0,26 0,94 416,38 3275,71 0,13 9,40 10,34 -0,16 0,94 416,38 1889,32 0,22

9,60 10,56 -0,04 0,96 425,24 3391,87 0,13 9,60 10,56 0,06 0,96 425,24 1948,11 0,22

9,80 10,78 0,18 0,98 434,10 3509,97 0,12 9,80 10,78 0,28 0,98 434,10 2007,67 0,22

10,00 11,00 0,40 1,00 442,96 3630,00 0,12 10,00 11,00 0,50 1,00 442,96 2068,00 0,21

10,20 11,22 0,62 1,02 451,82 3751,97 0,12 10,20 11,22 0,72 1,02 451,82 2129,11 0,21

10,40 11,44 0,84 1,04 460,68 3875,87 0,12 10,40 11,44 0,94 1,04 460,68 2190,99 0,21


9,20 10,35 -0,25 1,15 407,52 3280,95 0,12 9,20 10,35 -0,15 1,15 407,52 1891,98 0,22

9,40 10,58 -0,02 1,18 416,38 3399,86 0,12 9,40 10,58 0,08 1,18 416,38 1952,15 0,21

9,60 10,80 0,20 1,20 425,24 3520,80 0,12 9,60 10,80 0,30 1,20 425,24 2013,12 0,21

9,80 11,03 0,43 1,23 434,10 3643,76 0,12 9,80 11,03 0,53 1,23 434,10 2074,91 0,21

10,00 11,25 0,65 1,25 442,96 3768,75 0,12 10,00 11,25 0,75 1,25 442,96 2137,50 0,21

10,20 11,48 0,88 1,28 451,82 3895,76 0,12 10,20 11,48 0,98 1,28 451,82 2200,91 0,21

10,40 11,70 1,10 1,30 460,68 4024,80 0,11 10,40 11,70 1,20 1,30 460,68 2265,12 0,20


9,20 10,58 -0,02 1,38 407,52 3402,53 0,12 9,20 10,58 0,08 1,38 407,52 1953,49 0,21

9,40 10,81 0,21 1,41 416,38 3526,22 0,12 9,40 10,81 0,31 1,41 416,38 2015,85 0,21

9,60 11,04 0,44 1,44 425,24 3652,03 0,12 9,60 11,04 0,54 1,44 425,24 2079,05 0,20

9,80 11,27 0,67 1,47 434,10 3779,96 0,11 9,80 11,27 0,77 1,47 434,10 2143,10 0,20

10,00 11,50 0,90 1,50 442,96 3910,00 0,11 10,00 11,50 1,00 1,50 442,96 2208,00 0,20

10,20 11,73 1,13 1,53 451,82 4042,16 0,11 10,20 11,73 1,23 1,53 451,82 2273,74 0,20

10,40 11,96 1,36 1,56 460,68 4176,43 0,11 10,40 11,96 1,46 1,56 460,68 2340,33 0,20


9,20 10,81 0,21 1,61 407,52 3526,22 0,12 9,20 10,81 0,31 1,61 407,52 2015,85 0,20

9,40 11,05 0,45 1,65 416,38 3654,79 0,11 9,40 11,05 0,55 1,65 416,38 2080,44 0,20

9,60 11,28 0,68 1,68 425,24 3785,57 0,11 9,60 11,28 0,78 1,68 425,24 2145,91 0,20

9,80 11,52 0,92 1,72 434,10 3918,55 0,11 9,80 11,52 1,02 1,72 434,10 2212,26 0,20

10,00 11,75 1,15 1,75 442,96 4053,75 0,11 10,00 11,75 1,25 1,75 442,96 2279,50 0,19

10,20 11,99 1,39 1,79 451,82 4191,15 0,11 10,20 11,99 1,49 1,79 451,82 2347,62 0,19

10,40 12,22 1,62 1,82 460,68 4330,77 0,11 10,40 12,22 1,72 1,82 460,68 2416,63 0,19


9,20 11,04 0,44 1,84 407,52 3652,03 0,11 9,20 11,04 0,54 1,84 407,52 2079,05 0,20

9,40 11,28 0,68 1,88 416,38 3785,57 0,11 9,40 11,28 0,78 1,88 416,38 2145,91 0,19

9,60 11,52 0,92 1,92 425,24 3921,41 0,11 9,60 11,52 1,02 1,92 425,24 2213,68 0,19

9,80 11,76 1,16 1,96 434,10 4059,55 0,11 9,80 11,76 1,26 1,96 434,10 2282,38 0,19

10,00 12,00 1,40 2,00 442,96 4200,00 0,11 10,00 12,00 1,50 2,00 442,96 2352,00 0,19

10,20 12,24 1,64 2,04 451,82 4342,75 0,10 10,20 12,24 1,74 2,04 451,82 2422,54 0,19

10,40 12,48 1,88 2,08 460,68 4487,81 0,10 10,40 12,48 1,98 2,08 460,68 2494,00 0,18

TRAMO N°1 TRAMO N°2

TABLA N° 1 - H/Tm = 1,100

TABLA N° 2 - H/Tm = 1,125

TABLA N° 3 - H/Tm = 1,150

TABLA N° 4 - H/Tm = 1,175

TABLA N° 5 - H/Tm = 1,200

TABLA N° 6 - H/Tm = 1,100

TABLA N° 7 - H/Tm = 1,125

TABLA N° 8 - H/Tm = 1,150

TABLA N° 9 - H/Tm = 1,175

TABLA N° 10 - H/Tm = 1,200

Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed

[Kns]Smax [M] Smax [M] Smax [M] Smax [M] Smax [M] Smax [M] Smax [M]

0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

3 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06

4 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10

5 0,17 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16

6 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,23 0,23

7 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,32 0,32

8 0,44 0,44 0,44 0,43 0,43 0,43 0,42

9 0,56 0,56 0,56 0,55 0,55 0,54 0,54

10 0,70 0,70 0,69 0,69 0,68 0,68 0,67

11 0,86 0,85 0,85 0,84 0,83 0,83 0,82

12 1,03 1,02 1,01 1,01 1,00 0,99 0,98

13 1,21 1,20 1,20 1,19 1,18 1,17 1,16

14 1,41 1,40 1,40 1,39 1,38 1,37 1,36

15 1,63 1,62 1,61 1,60 1,59 1,58 1,57

16 1,87 1,85 1,84 1,83 1,82 1,80 1,79

Vk Fnh=0,70 13,72 13,87 14,01 14,16 14,30 14,45 14,58

Vk UKC=0,60 m 6,08 6,43 6,67 7,02 7,23 7,55 7,77

Vk UKC=0,00 m 10,96 11,18 11,33 11,55 11,70 11,93 12,08

TABLA N° 2 TRAMO N° 1 ; H/Tm = 1,125 ; Trim = 0,60 m

Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,02

3 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06

4 0,11 0,11 0,11 0,11 0,10 0,10 0,10

5 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,16

6 0,25 0,25 0,25 0,25 0,24 0,24 0,24

7 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34 0,33 0,33

8 0,46 0,45 0,45 0,45 0,44 0,44 0,44

9 0,58 0,58 0,57 0,57 0,57 0,56 0,56

10 0,72 0,72 0,71 0,71 0,70 0,70 0,70

11 0,88 0,88 0,87 0,87 0,86 0,85 0,85

12 1,06 1,05 1,04 1,04 1,03 1,02 1,02

13 1,25 1,24 1,23 1,22 1,22 1,21 1,20

14 1,46 1,45 1,44 1,43 1,42 1,41 1,40

15 1,68 1,67 1,66 1,65 1,64 1,63 1,62

16 1,92 1,91 1,90 1,89 1,87 1,86 1,85

Vk Fnh=0,70 13,56 13,71 13,85 14,00 14,14 14,28 14,42

Vk UKC=0,60 m 1,72 2,44 3,03 3,46 3,90 4,26 4,60

Vk UKC=0,00 m 9,27 9,44 9,61 9,79 9,97 10,13 10,30



13

Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

3 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

4 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,09

5 0,16 0,16 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15

6 0,23 0,23 0,23 0,22 0,22 0,22 0,22

7 0,32 0,31 0,31 0,31 0,31 0,30 0,30

8 0,42 0,41 0,41 0,41 0,41 0,40 0,40

9 0,53 0,53 0,52 0,52 0,52 0,51 0,51

10 0,66 0,66 0,65 0,65 0,64 0,64 0,64

11 0,81 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,77

12 0,97 0,96 0,95 0,95 0,94 0,93 0,93

13 1,14 1,14 1,13 1,12 1,11 1,10 1,10

14 1,33 1,32 1,32 1,31 1,30 1,29 1,28

15 1,54 1,53 1,52 1,51 1,50 1,49 1,48

16 1,76 1,75 1,74 1,72 1,71 1,70 1,69

Vk Fnh=0,70 14,02 14,17 14,32 14,47 14,61 14,76 14,90

Vk UKC=0,60 m 10,33 10,64 10,88 11,19 11,41 11,71 11,95

Vk UKC=0,00 m 13,87 14,13 14,32 14,57 14,76 15,02 15,21


Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

3 0,06 0,06 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

4 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10

5 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,15

6 0,24 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23

7 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,31 0,31

8 0,43 0,43 0,42 0,42 0,42 0,41 0,41

9 0,55 0,54 0,54 0,54 0,53 0,53 0,53

10 0,68 0,68 0,67 0,67 0,66 0,66 0,65

11 0,83 0,83 0,82 0,81 0,81 0,80 0,80

12 1,00 0,99 0,98 0,98 0,97 0,96 0,96

13 1,18 1,17 1,16 1,15 1,15 1,14 1,13

14 1,37 1,36 1,35 1,35 1,34 1,33 1,32

15 1,59 1,57 1,56 1,55 1,54 1,53 1,52

16 1,81 1,80 1,79 1,78 1,76 1,75 1,74

Vk Fnh=0,70 13,87 14,02 14,17 14,31 14,46 14,60 14,74

Vk UKC=0,60 m 8,43 8,71 9,00 9,25 9,51 9,78 10,04

Vk UKC=0,00 m 12,46 12,67 12,88 13,09 13,29 13,49 13,70


Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

3 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09

4 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,16 0,16

5 0,27 0,27 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26

6 0,39 0,39 0,39 0,39 0,38 0,38 0,38

7 0,54 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53

8 0,71 0,71 0,70 0,70 0,70 0,70 0,69

9 0,90 0,90 0,90 0,90 0,89 0,89 0,89

10 1,13 1,12 1,12 1,12 1,11 1,11 1,10

11 1,37 1,37 1,36 1,36 1,36 1,35 1,35

12 1,65 1,64 1,64 1,63 1,62 1,62 1,61

13 1,94 1,94 1,93 1,93 1,92 1,91 1,90

14 2,27 2,26 2,25 2,25 2,24 2,23 2,22

15 2,62 2,61 2,60 2,59 2,58 2,57 2,56

16 2,99 2,99 2,98 2,96 2,95 2,94 2,93

Vk Fnh=0,70 13,56 13,71 13,85 14,00 14,14 14,28 14,42

Vk UKC=0,60 m 1,35 2,01 2,40 2,78 3,12 3,40 3,67

Vk UKC=0,00 m 7,49 7,61 7,74 7,87 8,01 8,12 8,24


Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

3 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

4 0,10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09

5 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15

6 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,21 0,21

7 0,31 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,29

8 0,40 0,40 0,40 0,40 0,39 0,39 0,39

9 0,52 0,51 0,51 0,51 0,50 0,50 0,50

10 0,64 0,64 0,64 0,63 0,63 0,62 0,62

11 0,79 0,78 0,77 0,77 0,76 0,76 0,75

12 0,94 0,93 0,93 0,92 0,91 0,91 0,90

13 1,11 1,10 1,10 1,09 1,08 1,07 1,07

14 1,30 1,29 1,28 1,27 1,26 1,25 1,24

15 1,50 1,49 1,48 1,47 1,46 1,44 1,43

16 1,71 1,70 1,69 1,68 1,66 1,65 1,64

Vk Fnh=0,70 14,17 14,32 14,47 14,62 14,77 14,92 15,06

Vk UKC=0,60 m 11,99 12,27 12,55 12,83 13,11 13,38 13,65

Vk UKC=0,00 m 15,20 15,44 15,68 15,92 16,16 16,39 16,63


Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

3 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09

4 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16

5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

6 0,37 0,37 0,37 0,37 0,36 0,36 0,36

7 0,51 0,51 0,51 0,50 0,50 0,50 0,50

8 0,67 0,67 0,67 0,67 0,66 0,66 0,66

9 0,86 0,86 0,85 0,85 0,85 0,84 0,84

10 1,07 1,07 1,06 1,06 1,05 1,05 1,05

11 1,30 1,30 1,29 1,29 1,29 1,28 1,28

12 1,56 1,56 1,55 1,55 1,54 1,53 1,53

13 1,85 1,84 1,83 1,83 1,82 1,81 1,80

14 2,15 2,15 2,14 2,13 2,12 2,11 2,11

15 2,49 2,48 2,47 2,46 2,45 2,44 2,43

16 2,84 2,83 2,82 2,81 2,80 2,79 2,78

Vk Fnh=0,70 13,87 14,02 14,17 14,31 14,46 14,60 14,74

Vk UKC=0,60 m 6,79 7,02 7,21 7,41 7,61 7,81 8,01

Vk UKC=0,00 m 10,05 10,19 10,34 10,48 10,63 10,78 10,93


Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

3 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09

4 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16

5 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,25 0,25

6 0,38 0,38 0,38 0,38 0,37 0,37 0,37

7 0,52 0,52 0,52 0,52 0,52 0,51 0,51

8 0,69 0,69 0,69 0,68 0,68 0,68 0,68

9 0,88 0,88 0,88 0,87 0,87 0,87 0,86

10 1,10 1,09 1,09 1,09 1,08 1,08 1,07

11 1,34 1,33 1,33 1,32 1,32 1,31 1,31

12 1,60 1,60 1,59 1,59 1,58 1,57 1,57

13 1,89 1,89 1,88 1,87 1,87 1,86 1,85

14 2,21 2,20 2,19 2,19 2,18 2,17 2,16

15 2,55 2,54 2,53 2,52 2,52 2,50 2,50

16 2,92 2,91 2,90 2,89 2,88 2,86 2,85

Vk Fnh=0,70 13,72 13,87 14,01 14,16 14,30 14,45 14,58

Vk UKC=0,60 m 4,90 5,18 5,36 5,62 5,80 6,05 6,21

Vk UKC=0,00 m 8,84 9,01 9,11 9,27 9,38 9,54 9,65



14

7. CONCLUSIONES

7.1 APLICACIÓN: Las presentes conclusiones pueden aplicarse con razonable grado de certidumbre a

buques cuyas mangas oscilen entre 43,2 y 48,2 metros (17 a 19 filas de contenedores). En ese marco, el error

respecto a los valores calculados en las tablas precedentes es de ±4% aproximadamente, motivado por la

modificación del coeficiente de bloqueo. Dicho conjunto de buques representa el 20 % del total de los usuarios del Puerto.

7.2 RANGO DEL SQUAT: En el Tramo N°1, con velocidades entre 7 y 13 nudos, el squat varía desde 0,35

metros hasta 1,10 metros. En el Tramo N° 2, con velocidades entre 7 y 12 nudos, varía desde 0,55 metros hasta 1,50 metros. Se observa que el mayor coeficiente de bloqueo del Tramo N° 2 impone velocidades de

navegación menores, las cuales son conducentes con la distancia existente al Puerto (por ejemplo, en el Km

4,0 del Canal Norte los buques toman los remolcadores a una velocidad aproximada de 8 nudos), o bien UKC

Netas menores para igual valor de la velocidad, respecto al Tramo N°1.

Considerando que la capacidad de carga de los Sammax varía a razón de 300 TEUS por pie de calado

adicional, no cabe duda la importancia que radica la adecuada predicción del squat desde el punto de vista

comercial. Más aún, para una determinada relación H/Tm, optimizar la velocidad tiene consecuencias económicas directas, al permitir disminuir el tiempo de navegación a través de los canales de acceso.

7.3 VELOCIDADES MÁXIMAS TECNICAMENTE POSIBLES: Se adopta como criterio válido: ./01 = 0,80 ×

�.2345 = 0,00� para el Tramo N°1 y ./01 = 0,90 × �.2345 = 0,00� para el Tramo N°2. Este criterio genera

UKC Netas mayores para el Tramo N°1, las cuales se utilizan para compensar el efecto del oleaje incidente.

De esa manera, se obtienen los siguientes valores:

En cada intervalo, el valor inferior de velocidad corresponde a Tm = 9,20 metros y el superior a Tm = 10,40

metros. Las UKC indicadas son valores medios entre dichos extremos. Una revancha bajo quilla neta mínima

de 0,15 metros se considera aceptable, dado la naturaleza barrosa del fondo y la baja peligrosidad de la carga transportada, desde el punto de vista ambiental.

Vk (Kns) UKC Neta (m) Vk (Kns) UKC Neta (m) Vk (Kns) UKC Neta (m)

Tramo N° 1 7 a 8 0,30 9 a 11 0,50 12 a 13 0,60

Tramo N° 2 7 0,15 8 a 10 0,30 11 a 12 0,30

H/Tm1,10 1,15 1,20

Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03

3 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08

4 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15

5 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,23

6 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,34 0,34

7 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,47 0,47

8 0,64 0,64 0,63 0,63 0,63 0,63 0,62

9 0,82 0,81 0,81 0,81 0,80 0,80 0,80

10 1,02 1,01 1,01 1,01 1,00 1,00 0,99

11 1,24 1,24 1,23 1,23 1,22 1,22 1,21

12 1,49 1,48 1,47 1,47 1,46 1,46 1,45

13 1,75 1,75 1,74 1,74 1,73 1,72 1,71

14 2,05 2,04 2,03 2,02 2,02 2,01 2,00

15 2,36 2,35 2,35 2,34 2,33 2,32 2,31

16 2,70 2,69 2,68 2,67 2,66 2,65 2,64

Vk Fnh=0,70 14,17 14,32 14,47 14,62 14,77 14,92 15,06

Vk UKC=0,60 m 9,62 9,83 10,05 10,25 10,45 10,65 10,86

Vk UKC=0,00 m 12,20 12,37 12,54 12,72 12,89 13,06 13,23


Tm 9,20 9,40 9,60 9,80 10,00 10,20 10,40

Tb / TsTb=8,90

Ts=9,50

Tb=9,10

Ts=9,70

Tb=9,30

Ts=9,90

Tb=9,50

Ts=10,10

Tb=9,70

Ts=10,30

Tb=9,90

Ts=10,50

Tb=10,10

Ts=10,70

Vessel Speed


0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

2 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

3 0,09 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08

4 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15

5 0,25 0,25 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24

6 0,36 0,36 0,36 0,36 0,35 0,35 0,35

7 0,50 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49

8 0,66 0,65 0,65 0,65 0,65 0,64 0,64

9 0,84 0,83 0,83 0,83 0,83 0,82 0,82

10 1,04 1,04 1,03 1,03 1,03 1,02 1,02

11 1,27 1,27 1,26 1,26 1,25 1,25 1,24

12 1,52 1,52 1,51 1,51 1,50 1,49 1,49

13 1,80 1,79 1,79 1,78 1,77 1,76 1,76

14 2,10 2,09 2,08 2,08 2,07 2,06 2,05

15 2,42 2,41 2,41 2,40 2,39 2,38 2,37

16 2,77 2,76 2,75 2,74 2,73 2,72 2,71

Vk Fnh=0,70 14,02 14,17 14,32 14,47 14,61 14,76 14,90

Vk UKC=0,60 m 8,30 8,54 8,72 8,96 9,12 9,34 9,51

Vk UKC=0,00 m 11,15 11,34 11,47 11,66 11,80 11,98 12,12



15

Se enfatiza que las velocidades citadas en el Tramo N°1 para H/Tm ~ 1,10 son factibles siempre y cuando las

condiciones meteorológicas existentes no excedan el límite citado en el apartado 6. Oleaje más desfavorable

exigiría esperar mayores alturas de marea.

7.4 RESPECTO AL REQUERIMIENTO DE LA PNA PARA LA UKC NETA MINIMA: El valor de 0,60 metros

castiga en forma severa las velocidades máximas posibles para alturas de marea bajas (H/Tm ~ 1,10),

tornando la navegación muy lenta, con velocidades cercanas a los 3 nudos, muy por debajo del umbral de

maniobrabilidad mínimo del buque. Para alturas de marea medias y altas (H/Tm = 1,15 y 1,20

respectivamente) el requerimiento se adapta muy bien al criterio adoptado en el punto anterior para el cálculo

de las velocidades máximas técnicamente posibles, especialmente en el Tramo N°1. Es criterio del grupo de

trabajo, que se debería avanzar hacia una gestión dinámica de la revancha bajo quilla, que tenga en cuenta el

tipo y el tamaño del buque, la peligrosidad de la carga, la naturaleza del fondo, la relación H/Tm, la velocidad

de navegación y las condiciones meteorológicas existentes, no siendo conveniente reglamentar ese

parámetro tan importante en un único valor, para cualquier escenario.

7.5 RESPECTO AL NÚMERO DE FROUDE: En el Tramo N° 1, la velocidad máxima devengada de Fnh =0,7

supera, para alturas de marea bajas y medias (H/Tm = 1,10 y 1,15 respectivamente), la velocidad

correspondiente a UKC Neta=0,00 metros. En el Tramo N° 2 (más restringido por ancho, profundidad y

pendiente de los taludes), lo anterior sucede para cualquier altura de marea. Esto demuestra que Fnh =0,7 no

puede ser considerado como parámetro de medición de la velocidad máxima en el canal.

En canales tipo R, el Reporte N° 121 Apéndice D (PIANC, 2014), sugiere cambiar el enfoque hacia el valor de

la VELOCIDAD CRITICA Vcr, que tiene en cuenta el efecto de banco generado por los taludes del canal. En

una aproximación bidimensional del problema, Vcr se calcula a partir del parámetro Kr, que a su vez depende

del coeficiente de bloqueo S y de la relación HT/H. En ese contexto, se verificó que las velocidades máximas

técnicamente posibles citadas en el apartado 7.3 sean menores a las velocidades críticas arrojadas por dicho

criterio, en los escenarios estudiados (citando los extremos, Vcr =13,32 nudos para S =0,10 y Vcr =11,75

nudos para S =0,22).

7.6 RESPECTO A LAS VENTAJAS DE DISMINUIR EL TRIM INICIAL DEL BUQUE: Se repitió la predicción

del squat en las condiciones de las Tablas N° 1 y 6 (relación H/Tm=1,10), con la salvedad de hacerlo con un

apopamiento de 0,20 metros (0,10 metros hacia proa y popa respecto al calado medio). En ese caso, las

velocidades máximas técnicamente posibles ascienden a 10 nudos para el Tramo N° 1 y 9 nudos para el

Tramo N° 2, manteniendo en promedio las UKC Netas adoptadas. Es decir que distribuyendo uniformemente

la carga dentro de la bodega y la cubierta del buque, se pueden obtener mayores velocidades de navegación

sin afectar la capacidad comercial del mismo.

7.7 RESPECTO A LA VALIDACION DEL TRABAJO: El presente artículo pretende ser un punto de partida

para el estudio del squat en los canales navegables del Río de la Plata. No cabe duda que el conjunto de

simplificaciones adoptadas y la importancia del fenómeno en términos económicos, exigen que las

conclusiones arrojadas en el estudio sean validadas y/o corregidas a través de procedimientos más

específicos, considerando la fórmula aplicada solo una primera aproximación.

Para ello, los autores proponen ampliar la investigación, convocando a todos los actores involucrados en la

cuestión a fomentar el debate técnico. En ese contexto, Prácticos y Líneas Marítimas desempeñan un papel

fundamental. De los primeros, se pretende que evalúen las velocidades máximas técnicamente posibles

descriptas, cuando en las secciones determinantes de cada uno de los canales estudiados, los anchos y

profundidades navegables publicados en el Boletín Fluvial se asemejen a las adoptadas en el presente

trabajo.


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Caso contrario, utilizando la planilla de cálculo puesta a disposición de la comunidad portuaria, los Prácticos

pueden predecir, para cualquier condición de calado, profundidad reducida al cero local, altura de marea y

velocidad de la corriente, los valores del squat en función de la velocidad. Registrar esos datos, y vincular los

mismos a la descripción en términos cualitativos de lo experimentado por el buque al navegar a una

determinada velocidad, constituye una primer herramienta, sencilla y eficaz, para evaluar las conclusiones

arrojadas por el presente estudio.

Asimismo, se propone que las Líneas Marítimas estudien la factibilidad de financiar mediciones a escala real,

a través de los procedimientos utilizados en investigaciones similares realizadas en otros puertos del mundo,

en donde se analice la influencia sobre el squat del fondo barroso del río, la configuración de las proas bulbo,

los encuentros y sobrepasos de buques, entre otros factores no considerados en las fórmulas de predicción.

8. REFERENCIAS

- REPORT N° 121 “HARBOUR APPROACH CHANNELS DESIGN GUIDELINES” (PIANC, 2014).

- REPORT N° 117 “USE OF HYDRO/METEO INFORMATION FOR PORT ACCESS AND OPERATIONS”

(PIANC, 2012).

- AN OVERVIEW OF SQUAT MEASUREMENTS FOR CONTAINER SHIPS IN RESTRICTED WATER

(ELOOT ET AL, 2008).

- DERROTERO ARGENTINO PARTE 1 - RÍO DE LA PLATA (SHN, 2001).

- EVALUACIÓN DEL OLEAJE EN EL MORRO DE LA ESCOLLERA DE PTO. BS. AS. (INA, 2012).

- INCIDENCIA DE LOS MOVIMIENTOS VERTICALES DEL BUQUE EN LA DETERMINACIÓN DE LA

PROFUNDIDAD DEL CANAL (ESCALANTE, 2010, EGIP).

- INCIDENCIA DEL ASENTAMIENTO (SQUAT) EN LA DETERMINACIÓN DE LA PROFUNDIDAD DEL

CANAL (ESCALANTE, 2006, EGIP).

9. LISTA DE SIMBOLOS

VK: VELOCIDAD DEL BUQUE RESPECTO AL AGUA [NUDOS]

CB: COEFICIENTE DE BLOQUE [ADIMENSIONAL]

S: COEFICIENTE DE BLOQUEO [ADIMENSIONAL]

S2: COEFICIENTE DE VELOCIDAD DE RETORNO [ADIMENSIONAL]

Fnh: NÚMERO DE FROUDE [ADIMENSIONAL]

As: ÁREA SUMERGIDA DE LA CUADERNA MAESTRA DEL BUQUE [6�]

Ac: ÁREA DEL CANAL [6�]

Aw: ÁREA MOJADA DEL CANAL [6�]

W: ANCHO DE SOLERA DEL CANAL [M]

Wt: ANCHO TOTAL DEL CANAL INCLUIDOS LOS TALUDES [M]

Weff: ANCHO EFECTIVO DEL CANAL [M]

H: PROFUNDIDAD DEL CANAL INCLUIDA LA ALTURA DE LA MAREA [M]

HT: PROFUNDIDAD DRAGADA DEL CANAL [M]

N: PENDIENTE DE LOS TALUDES, EXPRESADO COMO 1/N

Tm: CALADO DEL BUQUE EN LA CUADERNA MAESTRA [M]

Tb: CALADO DEL BUQUE EN LA PROA [M]

Ts: CALADO DEL BUQUE EN LA POPA [M]

UKC: REVANCHA BAJO QUILLA, BRUTA O NETA [M]

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PREDICCION DEL SQUAT EN LOS CANALES DE ACCESO A …aadip.org.ar/pdf/paper_2014/7_5/De_Vincenzi.pdf · Buenos Aires para buques portacontenedores “SAMMAX-Class” de 7.450 TEUS de