Un granelero o granelero es un buque mercante especialmente diseñado para transportar carga a granel sin embalar —como cereales , carbón, minerales , bobinas de acero y cemento— en sus bodegas de carga . Desde que se construyó el primer granelero especializado en 1852, las fuerzas económicas han llevado a un mayor tamaño y sofisticación de estos barcos. Los graneleros actuales están especialmente diseñados para maximizar la capacidad, la seguridad, la eficiencia y la durabilidad.
Hoy en día, los graneleros representan el 21 por ciento de las flotas mercantes del mundo [2] y su tamaño varía desde mini graneleros de una sola bodega hasta gigantescos buques de mineral capaces de transportar 400.000 toneladas métricas de peso muerto (DWT). Existen varios diseños especializados: algunos pueden descargar su propia carga, otros dependen de las instalaciones portuarias para la descarga y algunos incluso empaquetan la carga a medida que se carga. Más de la mitad de todos los graneleros tienen propietarios griegos, japoneses o chinos, y más de una cuarta parte están registrados en Panamá . Corea del Sur es el mayor constructor de graneleros y el 82 por ciento de estos barcos se construyeron en Asia.
En los graneleros, las tripulaciones intervienen en la operación, gestión y mantenimiento del buque, ocupándose de la seguridad, la navegación, el mantenimiento y el cuidado de la carga, de acuerdo con la legislación marítima internacional. Las tripulaciones pueden variar en tamaño desde tres personas en los barcos más pequeños hasta más de 30 en los más grandes.
Las operaciones de carga varían en complejidad, y la carga y descarga de carga puede llevar varios días. Los graneleros pueden ser sin engranajes (dependiendo del equipo terminal) o con engranajes (con grúas integradas al buque).
La carga a granel puede ser muy densa, corrosiva o abrasiva. Esto puede presentar problemas de seguridad que pueden amenazar a un barco: problemas como desplazamiento de carga , combustión espontánea y saturación de carga. El uso de barcos viejos que tienen problemas de corrosión, así como las grandes escotillas de los graneleros, se ha relacionado con una serie de hundimientos de graneleros en la década de 1990. Estas grandes escotillas, importantes para el manejo eficiente de la carga, pueden permitir la entrada de grandes volúmenes de agua en tormentas y acelerar el hundimiento una vez que un buque se ha escorado o escorado . Desde entonces se han introducido nuevas regulaciones internacionales para mejorar el diseño y la inspección de los buques y agilizar el proceso para que las tripulaciones abandonen el barco.
El término granelero se ha definido de diversas formas. A partir de 1999, el Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar define un granelero como "un buque construido con una sola cubierta, tanques laterales superiores y tanques laterales de tolva en espacios de carga y destinado principalmente a transportar carga seca a granel; un mineral transportista; o un transportista combinado." [3] La mayoría de las sociedades de clasificación utilizan una definición más amplia, según la cual un granelero es cualquier barco que transporte mercancías secas sin embalar. [4] Los buques de carga polivalentes pueden transportar carga a granel, pero también pueden transportar otras cargas y no están diseñados específicamente para el transporte a granel. El término "granelero seco" se utiliza para distinguir los graneleros de los graneleros de líquidos, como los petroleros , químicos o de gas licuado de petróleo . Los graneleros muy pequeños son casi indistinguibles de los buques de carga general y, a menudo, se clasifican basándose más en el uso del buque que en su diseño.
Se utilizan varias abreviaturas para describir a los graneleros. " OBO " describe un granelero que transporta una combinación de mineral, granel y petróleo, y "O/O" se utiliza para una combinación de petróleo y mineral. [5] Los términos "VLOC", "VLBC", "ULOC" y "ULBC" para los mineraleros y graneleros muy grandes y ultragrandes se adaptaron de las designaciones de superpetroleros , muy grande para transporte de crudo y ultragrande para transporte de crudo. [6]
Antes de que se desarrollaran los graneleros especializados, los transportistas tenían dos métodos para mover mercancías a granel por barco. En el primer método, los estibadores cargaban la carga en sacos, apilaban los sacos en paletas y colocaban las paletas en la bodega de carga con una grúa . [7] El segundo método requería que el transportista fletara un barco completo y gastara tiempo y dinero para construir contenedores de madera contrachapada en las bodegas. [8] Luego, para guiar la carga a través de las pequeñas escotillas, hubo que construir comederos de madera y tablas móviles. [8] Estos métodos eran lentos y requerían mucha mano de obra . Al igual que ocurre con el portacontenedores , el problema de la carga y descarga eficiente ha impulsado la evolución del granelero. [ cita necesaria ]
Los graneleros especializados comenzaron a aparecer a medida que los barcos propulsados por vapor se hicieron más populares. [7] El primer barco de vapor reconocido como granelero fue el minero británico John Bowes , construido en 1852. [9] [10] Presentaba un casco de metal , una máquina de vapor y un sistema de lastre que utilizaba agua de mar en lugar de sacos de arena. [9] Estas características la ayudaron a tener éxito en el competitivo mercado del carbón británico. [9] El primer autodescargador fue el carguero lacustre Hennepin en 1902 en los Grandes Lagos . Esto redujo considerablemente el tiempo de descarga de los graneleros al utilizar una cinta transportadora para mover la carga. [11] Los primeros graneleros con propulsión diésel comenzaron a aparecer en 1911. [9] [10]
Antes de la Segunda Guerra Mundial , la demanda de transporte marítimo internacional de productos a granel era baja (alrededor de 25 millones de toneladas de minerales metálicos [12] [13] ) y la mayor parte de este comercio era costero . [14] Sin embargo, en los Grandes Lagos, los graneleros transportaban grandes cantidades de mineral de hierro desde las minas del norte de Minnesota y Michigan hasta las acerías. En 1929 se transportaron por los lagos 73 millones de toneladas de mineral de hierro y también una cantidad casi igual de carbón, piedra caliza y otros productos. [15] Ya estaban emergiendo dos características definitorias de los graneleros: el doble fondo , adoptado en 1890, [9] y la estructura triangular de los tanques de lastre, introducida en 1905. [9] Después de la Segunda Guerra Mundial, un El comercio internacional a granel comenzó a desarrollarse entre las naciones industrializadas , particularmente entre los países europeos, Estados Unidos y Japón. [12] Debido a la economía de este comercio, los graneleros marítimos se hicieron más grandes y más especializados. [13] [16] En este período, los cargueros de los Grandes Lagos aumentaron de tamaño para maximizar las economías de escala, y los autodescargadores se volvieron más comunes para reducir el tiempo de respuesta . Las flotas de mil pies de largo de las flotas de los Grandes Lagos, construidas en la década de 1970, se encontraban entre los barcos más largos a flote y, en 1979, se movió por los Grandes Lagos una cifra récord de 214 millones de toneladas de carga a granel. [17]
Los graneleros se dividen en seis categorías principales de tamaño: pequeño, práctico , práctico , panamax , capesize y muy grande. [23] Los graneleros y mineraleros de gran tamaño entran en la categoría capesize, pero a menudo se consideran por separado.
Las categorías aparecen en el comercio regional , como Kamsarmax, [24] Seawaymax , Setouchmax, Dunkirkmax y Newcastlemax también aparecen en el comercio regional. [23]
Los minigraneleros predominan en la categoría de buques pequeños con una capacidad inferior a 10.000 DWT . Los minigraneleros transportan de 500 a 2.500 toneladas, tienen una única bodega y están diseñados para el transporte fluvial . Suelen estar construidos para poder pasar por debajo de puentes y cuentan con pequeñas tripulaciones de tres a ocho personas.
Los barcos Handysize y Handymax son de naturaleza general. [4] Estos dos segmentos representan el 71% de todos los graneleros de más de 10.000 DWT y también tienen la mayor tasa de crecimiento. [28] Esto se debe en parte a la entrada en vigor de nuevas regulaciones que imponen mayores restricciones a la construcción de buques más grandes. [28] Los buques Handymax suelen tener entre 150 y 200 m de eslora y entre 52.000 y 58.000 DWT , con cinco bodegas de carga y cuatro grúas. [4] Estos barcos también son de uso general por naturaleza. [4]
El tamaño de un buque Panamax está limitado por las cámaras de esclusas del Canal de Panamá , que pueden albergar buques con una manga de hasta 32,31 m, una eslora total de hasta 294,13 m y un calado de hasta 12,04 m. [29]
Los barcos de tamaño Capesize son demasiado grandes para cruzar el canal de Panamá y deben rodear el Cabo de Hornos para viajar entre los océanos Pacífico y Atlántico. Anteriormente, los barcos Capesize no podían atravesar Suez y debían rodear el Cabo de Buena Esperanza . La reciente profundización del canal de Suez a 66 pies (20 m) permite que la mayoría de los barcos Capesize lo atraviesen. [30]
Los graneleros Capesize están especializados: el 93% de su carga es mineral de hierro y carbón. [4] Algunos barcos en la vía fluvial de los Grandes Lagos exceden las dimensiones Panamax, pero su uso está limitado en los Grandes Lagos ya que no pueden pasar a través de la vía marítima más pequeña de St. Lawrence hasta el océano. Los mineraleros muy grandes y los graneleros muy grandes son un subconjunto de la categoría capesize reservada para buques de más de 200.000 DWT . [23] Los transportistas de este tamaño casi siempre están diseñados para transportar mineral de hierro. [23]
En octubre de 2022, el granelero Shofu Maru de Mitsui OSK Lines (MOL) llegó a Newcastle en su viaje inaugural, convirtiéndose en el primer granelero propulsado parcialmente por tecnología de propulsión eólica de vela dura. Se anticipó un ahorro de combustible del cinco por ciento. [31]
El transporte a granel en el mundo ha alcanzado proporciones inmensas: en 2005, se transportaron por barco 1.700 millones de toneladas métricas de carbón, mineral de hierro, cereales, bauxita y fosfato. [36] Hoy en día, la flota mundial de graneleros incluye 6.225 buques de más de 10.000 TPM y representa el 40 por ciento de todos los buques en términos de tonelaje y el 39,4 por ciento en términos de buques. [33] Incluyendo los buques más pequeños, los graneleros tienen una capacidad total combinada de casi 346 millones de TPM. [37] Los transportistas combinados representan una porción muy pequeña de la flota y representan menos del 3% de esta capacidad. [37] Los cargueros lacustres de los Grandes Lagos , con 98 barcos de 3,2 millones de TPM totales, a pesar de constituir una pequeña fracción de la flota total por tonelaje y operar sólo 10 meses al año, transportaban una décima parte de la carga a granel mundial debido a la distancias de viaje cortas y tiempos de entrega rápidos. [33] [38]
En 2005, el granelero medio tenía poco más de 13 años. [39] Aproximadamente el 41% de todos los graneleros tenían menos de diez años, el 33% tenía más de veinte años y el 26% restante tenía entre diez y veinte años. [39] Los 98 graneleros registrados en el comercio de los Grandes Lagos tienen más de 20 años y el más antiguo que aún navegaba en 2009, el St. Mary's Challenger , tenía 106 años. [40]
En 2005, la Administración Marítima de los Estados Unidos contaba con 6.225 graneleros de 10.000 DWT o más en todo el mundo. [42] En Panamá hay más graneleros registrados , con 1.703 barcos, más que cualquier otro cuatro estado de pabellón combinado. [42] En términos del número de graneleros registrados, los cinco principales estados de pabellón también incluyen a Hong Kong con 492 barcos, Malta (435), Chipre (373) y China (371). [42] Panamá también domina el registro de graneleros en términos de tonelaje de peso muerto . Las posiciones dos a cinco las ocupan Hong Kong, Grecia, Malta y Chipre. [42]
Grecia, Japón y China son los tres principales propietarios de graneleros, con 1.326, 1.041 y 979 buques respectivamente. [43] Estas tres naciones representan más del 53% de la flota mundial. [43]
Varias empresas tienen grandes flotas privadas de graneleros. La empresa multinacional Gearbulk Holding Ltd. cuenta con más de 70 graneleros. [44] El Grupo Fednav en Canadá opera una flota de más de 80 graneleros, incluidos dos diseñados para trabajar en el hielo del Ártico. [45] El Atlantska Plovidba dd de Croacia tiene una flota de 14 graneleros. [46] El Grupo H. Vogemann en Hamburgo, Alemania, opera una flota de 19 graneleros. [47] Portline, en Portugal, posee 10 graneleros. [48] Dampskibsselskabet Torm en Dinamarca y Elcano en España también poseen importantes flotas de graneleros. [49] Otras empresas se especializan en operaciones de mini graneleros: la inglesa Stephenson Clarke Shipping Limited posee una flota de ocho mini graneleros y cinco pequeños graneleros Handysize, [50] y Cornships Management and Agency Inc. en Turquía posee una flota de siete minigraneleros. [51]
Las empresas asiáticas dominan la construcción de graneleros. De los 6.225 graneleros del mundo, casi el 62% fueron construidos en Japón [52] por astilleros como Oshima Shipbuilding y Sanoyas Hishino Meisho . [4] Corea del Sur, con notables astilleros Daewoo y Hyundai Heavy Industries , [4] ocupó el segundo lugar entre los constructores, con 643 barcos. La República Popular China, con grandes astilleros como Dalian, Chengxi y Shanghai Waigaoqiao, ocupó el tercer lugar, con 509 barcos. [52] Taiwán , con astilleros como China Shipbuilding Corporation , [4] ocupó el cuarto lugar, con 129 barcos. [52] Los astilleros de estos cuatro principales países construyeron más del 82% de los graneleros a flote. [52]
Varios factores afectan el costo de transportar una carga a granel por barco. El mercado de transporte de mercancías a granel es muy volátil y fluctúa, junto con el tipo de carga, el tamaño del barco y la ruta recorrida que afectan el precio final. Mover una carga de carbón del tamaño de una capesize desde América del Sur a Europa costaba entre 15 y 25 dólares por tonelada en 2005. [53] Transportar una carga de materiales agregados del tamaño de una panamax desde el Golfo de México hasta Japón ese año podría costar tan solo 40 dólares por tonelada. tonelada hasta 70 dólares por tonelada. [53]
Algunos transportistas optan por fletar un barco, pagando una tarifa diaria en lugar de un precio fijo por tonelada. [53] En 2005, la tarifa diaria promedio de un barco Handymax variaba entre $ 18.000 y $ 30.000. [53] Un barco Panamax podría alquilarse por entre 20.000 y 50.000 dólares por día, y un barco Capesize por entre 40.000 y 70.000 dólares por día. [53]
Generalmente, los barcos se retiran de la flota mediante un proceso conocido como desguace o desguace de barcos. [54] Los armadores y compradores negocian los precios de la chatarra basándose en factores como el peso en vacío del buque (llamado desplazamiento de toneladas ligeras o LDT) y los precios en el mercado de la chatarra. [55] En 1998, casi 700 barcos fueron desguazados en lugares como Alang, India y Chittagong, Bangladesh . [54] Esto a menudo se hace "varando" el barco en arena abierta y luego cortándolo a mano con sopletes de gas, una operación peligrosa que provoca lesiones y muertes, así como la exposición a materiales tóxicos como asbesto, plomo, y diversos productos químicos. [56] [57] [58] En 2004 se desguazaron medio millón de toneladas de peso muerto de graneleros, lo que representa el 4,7% del desguace del año. [53] Ese año, los graneleros alcanzaron precios de chatarra particularmente altos, entre 340 y 350 dólares por LDT. [53]
La tripulación de un granelero suele estar formada por 20 a 30 personas, aunque los barcos más pequeños pueden ser manejados por 8 personas. La tripulación incluye al capitán o capitán, el departamento de cubierta , el departamento de motores y el departamento de azafata . La práctica de llevar pasajeros a bordo de buques de carga, que alguna vez fue casi universal, es muy rara hoy en día y casi inexistente en los graneleros. [59]
Durante la década de 1990, los graneleros se vieron implicados en un número alarmante de naufragios . Esto llevó a los armadores a encargar un estudio para explicar el efecto de diversos factores sobre la eficacia y la competencia de la tripulación. [60] El estudio demostró que el rendimiento de la tripulación a bordo de los graneleros era el más bajo de todos los grupos estudiados. [60] Entre las tripulaciones de los graneleros, el mejor desempeño se encontró a bordo de barcos más jóvenes y más grandes. [60] Las tripulaciones de barcos mejor mantenidos obtuvieron mejores resultados, al igual que las tripulaciones de barcos donde se hablaban menos idiomas. [60]
En los graneleros se emplean menos oficiales de cubierta que en buques de tamaño similar de otros tipos. [60] Un mini granelero lleva de dos a tres oficiales de cubierta, mientras que los graneleros Handysize y Capesize más grandes llevan cuatro. [60] Los buques cisterna de gas natural licuado del mismo tamaño tienen un oficial de cubierta adicional y un marinero sin licencia . [60]
Los viajes de un granelero están determinados por las fuerzas del mercado; las rutas y las cargas a menudo varían. Un barco puede dedicarse al comercio de cereales durante la temporada de cosecha y luego pasar a transportar otras cargas o trabajar en una ruta diferente. A bordo de un transportista costero en el comercio tramp , la tripulación a menudo no sabrá cuál es el siguiente puerto de escala hasta que la carga esté completamente cargada.
Debido a que la carga a granel es tan difícil de descargar, los graneleros pasan más tiempo en el puerto que otros barcos. Un estudio sobre mini-graneleros encontró que, en promedio, se necesita el doble de tiempo para descargar un barco que para cargarlo. [60] Un mini granelero pasa 55 horas seguidas en el puerto, en comparación con las 35 horas de un transportista de madera de tamaño similar. [60] Este tiempo en puerto aumenta a 74 horas para los buques Handymax y 120 horas para los buques Panamax. [60] En comparación con los turnos de 12 horas comunes para los buques portacontenedores, los turnos de 15 horas para los transportistas de automóviles y los turnos de 26 horas para los grandes petroleros, las tripulaciones de los graneleros tienen más oportunidades de pasar tiempo en tierra. [60]
Cargar y descargar un granelero requiere mucho tiempo y es peligroso. El proceso lo planifica el primer oficial del barco bajo la supervisión directa y continua del capitán del barco . Las regulaciones internacionales requieren que el capitán y el capitán de la terminal acuerden un plan detallado antes de que comiencen las operaciones. [61] Los oficiales de cubierta y los estibadores supervisan las operaciones. Ocasionalmente se cometen errores de carga que hacen que un barco vuelque o se parta por la mitad en el muelle. [62]
El método de carga utilizado depende tanto de la carga como del equipo disponible en el barco y en el muelle. En los puertos menos avanzados, la carga se puede cargar con palas o bolsas vertidas desde la tapa de la escotilla. Este sistema está siendo reemplazado por métodos más rápidos y que requieren menos mano de obra. [63] Las grúas de doble articulación , que pueden cargar a un ritmo de 1.000 toneladas por hora, representan un método ampliamente utilizado, [63] y el uso de grúas pórtico en tierra , que alcanzan las 2.000 toneladas por hora, está creciendo. [63] La velocidad de descarga de una grúa está limitada por la capacidad del balde (de 6 a 40 toneladas) y por la velocidad a la que la grúa puede tomar una carga, depositarla en la terminal y regresar para tomar la siguiente. Para las grúas pórtico modernas, el tiempo total del ciclo de recogida, depósito y devolución es de unos 50 segundos. [4]
Las cintas transportadoras ofrecen un método de carga muy eficiente, con velocidades de carga estándar que varían entre 100 y 700 toneladas por hora, aunque los puertos más avanzados pueden ofrecer velocidades de 16.000 toneladas por hora. [63] [64] Sin embargo, los procedimientos de arranque y parada con cintas transportadoras son complicados y requieren tiempo para llevarse a cabo. [64] Los barcos de descarga automática utilizan cintas transportadoras con velocidades de carga de alrededor de 1.000 toneladas por hora. [63]
Una vez descargada la carga, la tripulación comienza a limpiar las bodegas. Esto es especialmente importante si la siguiente carga es de otro tipo. [65] El inmenso tamaño de las bodegas de carga y la tendencia de las cargas a ser físicamente irritantes aumentan la dificultad de limpiar las bodegas. Cuando las bodegas están limpias, comienza el proceso de carga.
Es fundamental mantener la carga nivelada durante la carga para mantener la estabilidad. [8] A medida que se llena la bodega, a menudo se utilizan máquinas como excavadoras y topadoras para mantener la carga bajo control. La nivelación es particularmente importante cuando la bodega está sólo parcialmente llena, ya que es más probable que la carga se mueva. [66] Se toman precauciones adicionales, como agregar divisiones longitudinales y asegurar madera encima de la carga. [7] Si una bodega está llena, se utiliza una técnica llamada tomming, [8] que implica cavar un agujero de 6 pies (2 m) debajo de la tapa de la escotilla y llenarlo con carga en bolsas o pesas. [8]
El diseño de un granelero está definido en gran medida por la carga que transportará. La densidad de la carga, también conocida como factor de estiba , es el factor clave. Las densidades de cargas a granel comunes varían desde 0,6 toneladas por metro cúbico para granos ligeros hasta 3 toneladas por metro cúbico para mineral de hierro. [4]
El peso total de la carga es el factor limitante en el diseño de un transportador de minerales, ya que la carga es muy densa. Los carboneros, por otro lado, están limitados por el volumen total, ya que la mayoría de los graneleros pueden llenarse completamente de carbón antes de alcanzar su calado máximo. [4]
Para un tonelaje determinado, el segundo factor que rige las dimensiones del barco es el tamaño de los puertos y vías navegables a las que viajará. Por ejemplo, un buque que pasará por el Canal de Panamá tendrá limitaciones en su manga y calado . Para la mayoría de los diseños, la relación entre largo y ancho oscila entre 5 y 7, con un promedio de 6,2. [4] La relación entre longitud y altura estará entre 11 y 12. [4]
La sala de máquinas de un granelero suele estar cerca de la popa , debajo de la superestructura . Los graneleros más grandes, desde el Handymax en adelante, suelen tener un único motor diésel de cruceta de baja velocidad y dos tiempos directamente acoplado a una hélice de paso fijo . La electricidad es producida por generadores auxiliares y/o un alternador acoplado al eje de la hélice. En los graneleros más pequeños, se utilizan uno o dos motores diésel de cuatro tiempos para hacer girar una hélice de paso fijo o controlable a través de una caja de cambios reductora , que también puede incorporar una salida para un alternador. [4] La velocidad media de diseño de los buques para graneleros de tamaño Handysize y superiores es de 13,5 a 15 nudos (25,0 a 27,8 km/h; 15,5 a 17,3 mph). [23] La velocidad de la hélice es relativamente baja, alrededor de 90 revoluciones por minuto, aunque depende del tamaño de la hélice. [4]
Como resultado de la crisis del petróleo de 1973 , la crisis energética de 1979 y el consiguiente aumento de los precios del petróleo, a finales de los años 1970 y principios de los 1980 se probaron diseños experimentales que utilizaban carbón como combustible para los barcos. Las Australian National Lines (ANL) construyeron dos barcos que queman carbón de 74.700 toneladas llamados River Boyne y River Embely . [67] junto con dos construidos por TNT llamados TNT Capricornia y TNT Capentaria y renombrados como Fitzroy River y Endeavor River . Estos barcos fueron económicamente eficaces durante toda su vida y sus máquinas de vapor pudieron generar una potencia en el eje de 19.000 caballos de fuerza (14.000 kW). [67] Esta estrategia dio una ventaja interesante a los transportistas de bauxita y cargas de combustible similares, pero sufrió un bajo rendimiento del motor en comparación con un mayor costo de mantenimiento y motores diésel modernos y eficientes, problemas de mantenimiento debido al suministro de carbón sin clasificar y altos costos iniciales. [67]
Una escotilla o escotilla es la abertura en la parte superior de una bodega de carga . Los dispositivos mecánicos que permiten abrir y cerrar las escotillas se denominan tapa de escotilla. En general, las tapas de escotilla ocupan entre el 45% y el 60% de la manga o manga del barco, y entre el 57% y el 67% de la eslora de las bodegas. [4] Para cargar y descargar carga de manera eficiente, las escotillas deben ser grandes, pero las escotillas grandes presentan problemas estructurales. La tensión del casco se concentra alrededor de los bordes de las escotillas y estas áreas deben reforzarse. [64] A menudo, las áreas de trampilla se refuerzan aumentando localmente los escantillones o agregando miembros estructurales llamados refuerzos. Ambas opciones tienen el efecto no deseado de añadir peso al barco.
Todavía en la década de 1950, las escotillas tenían cubiertas de madera que se rompían y reconstruían a mano, en lugar de abrirse y cerrarse. [68] Los buques más nuevos tienen tapas de escotilla metálicas accionadas hidráulicamente que a menudo pueden ser operadas por una sola persona. [65] Las cubiertas de las escotillas pueden deslizarse hacia adelante, hacia atrás o hacia un lado, levantarse o plegarse. Es fundamental que las tapas de las escotillas sean estancas: las escotillas no selladas provocan inundaciones accidentales en las bodegas de carga, lo que ha provocado el hundimiento de muchos graneleros. [69]
Las normas relativas a las tapas de las escotillas han evolucionado desde la investigación tras la pérdida del MV Derbyshire . [70] La Conferencia sobre líneas de carga de 1966 impuso el requisito de que las tapas de las escotillas pudieran soportar una carga de 1,74 toneladas/m 2 debido al agua de mar, y un escantillón mínimo de 6 mm para la parte superior de las tapas de las escotillas. Luego, la Asociación Internacional de Sociedades de Clasificación aumentó este estándar de resistencia al crear su Requisito Unificado S21 [71] en 1998. Este estándar requiere que la presión debida al agua de mar se calcule en función del francobordo y la velocidad, especialmente para las tapas de escotilla ubicadas en el parte delantera del barco. [71]
Los graneleros están diseñados para ser fáciles de construir y almacenar la carga de manera eficiente. Para facilitar la construcción , los graneleros se construyen con una única curvatura de casco . [4] Además, mientras que una proa bulbosa permite que un barco se mueva más eficientemente a través del agua, los diseñadores se inclinan por arcos verticales simples en barcos más grandes. [4] Los cascos completos, con grandes coeficientes de bloque , son casi universales y, como resultado, los graneleros son inherentemente lentos. [4] Esto se ve compensado por su eficiencia. Comparar la capacidad de carga de un barco en términos de tonelaje de peso muerto con su peso cuando está vacío es una forma de medir su eficiencia. [4] Un pequeño barco Handymax puede transportar cinco veces su peso. [4] En diseños más grandes, esta eficiencia es aún más pronunciada: los buques de tamaño Capesize pueden transportar más de ocho veces su peso. [4]
Los graneleros tienen una sección transversal típica de la mayoría de los buques mercantes. Las esquinas superior e inferior de la bodega se utilizan como tanques de lastre , al igual que la zona del doble fondo . Los tanques de las esquinas están reforzados y sirven para otro propósito además de controlar el asiento del barco. Los diseñadores eligen que el ángulo de los tanques de las esquinas sea menor que el ángulo de reposo de las cargas previstas. [14] Esto reduce en gran medida el movimiento de lado a lado, o "desplazamiento", de la carga que puede poner en peligro el barco. [14]
Los dobles fondos también están sujetos a restricciones de diseño. La principal preocupación es que sean lo suficientemente altos para permitir el paso de tuberías y cables. Estas áreas también deben ser lo suficientemente espaciosas para permitir a las personas un acceso seguro para realizar inspecciones y mantenimiento. Por otro lado, las preocupaciones por el exceso de peso y el volumen desperdiciado mantienen los dobles fondos en espacios muy reducidos.
Los cascos de los graneleros están hechos de acero, generalmente acero dulce . [72] Algunos fabricantes han preferido últimamente el acero de alta resistencia para reducir la tara. [73] Sin embargo, el uso de acero de alta resistencia para refuerzos longitudinales y transversales puede reducir la rigidez y la resistencia a la corrosión del casco. [14] El acero forjado se utiliza para algunas piezas de barcos, como el soporte del eje de la hélice. [4] Los tabiques transversales son de chapa ondulada , reforzados en la parte inferior y en las conexiones. [4] Se ha investigado la construcción de cascos de graneleros utilizando un sándwich de hormigón y acero. [74]
Los cascos dobles se han vuelto populares en los últimos diez años. [4] El diseño de un buque con costados dobles aumenta principalmente su amplitud, ya que los graneleros ya deben tener doble fondo . [75] Una de las ventajas del doble casco es dejar espacio para colocar todos los elementos estructurales en los laterales, sacándolos de las bodegas . [76] Esto aumenta el volumen de las bodegas y simplifica su estructura, lo que ayuda en la carga, descarga y limpieza. [77] Los costados dobles también mejoran la capacidad de lastre de un barco, lo cual es útil cuando se transportan mercancías livianas: el barco puede tener que aumentar su calado por razones de estabilidad o comportamiento en el mar, lo que se hace agregando agua de lastre.
Un diseño reciente, llamado Hy-Con, busca combinar los puntos fuertes de la construcción de casco único y doble casco. Abreviatura de Configuración Híbrida, este diseño duplica las bodegas más delanteras y traseras y deja a las demás con un solo casco. [78] Este enfoque aumenta la solidez del barco en puntos clave, al tiempo que reduce la tara general. [79]
Dado que la adopción del doble casco ha sido más una decisión económica que puramente arquitectónica, algunos argumentan que los barcos de doble cara reciben menos exámenes exhaustivos y sufren más corrosión oculta. [80] A pesar de la oposición, el doble casco pasó a ser un requisito para los buques Panamax y Capesize en 2005. [81]
Los cargueros corren el peligro continuo de "romperse la espalda" [82] y, por tanto, la resistencia longitudinal es una preocupación arquitectónica primordial. Un arquitecto naval utiliza la correlación entre la resistencia longitudinal y un conjunto de espesores del casco llamados escantillones para gestionar problemas de resistencia y tensiones longitudinales. El casco de un barco se compone de partes individuales llamadas miembros. [83] El conjunto de dimensiones de estos miembros se denomina escantillones de barco. [83] Los arquitectos navales calculan las tensiones a las que se puede esperar que esté sujeto un barco, agregan factores de seguridad y luego pueden calcular los escantillones requeridos. [83]
Estos análisis se realizan en viajes vacíos, carga y descarga, en carga parcial y total y en condiciones de sobrecarga temporal. [4] Se estudian cuidadosamente los lugares sujetos a las mayores tensiones, como los fondos de las bodegas, las tapas de escotillas, los mamparos entre bodegas y los fondos de los tanques de lastre. [4] Los graneleros de los Grandes Lagos también deben diseñarse para resistir los resortes o el desarrollo de resonancia con las olas , que pueden causar fracturas por fatiga . [73]
Desde el 1 de abril de 2006, la Asociación Internacional de Sociedades de Clasificación adoptó las Normas Estructurales Comunes. Las reglas se aplican a los graneleros de más de 90 metros de eslora y requieren que los cálculos de los escantillones tengan en cuenta elementos como el efecto de la corrosión, las duras condiciones que a menudo se encuentran en el Atlántico Norte y las tensiones dinámicas durante la carga. La normativa también establece márgenes de corrosión, de 0,5 a 0,9 mm. [84]
Las décadas de 1980 y 1990 fueron una época muy insegura para los graneleros. Muchos graneleros se hundieron durante este tiempo; Sólo entre 1990 y 1997 se perdieron 99. [12] La mayoría de estos hundimientos fueron repentinos y rápidos, haciendo imposible que la tripulación escapara: más de 650 marineros se perdieron durante este mismo período. [12] Debido en parte al hundimiento del MV Derbyshire , durante la década de 1990 se adoptaron una serie de resoluciones internacionales de seguridad relativas a los graneleros. [69]
El desplazamiento de carga supone un gran peligro para los graneleros. El problema es aún más pronunciado con las cargas de cereales, ya que el grano se deposita durante el viaje y crea un espacio adicional entre la parte superior de la carga y la parte superior de la bodega. [7] La carga entonces puede moverse libremente de un lado del barco al otro a medida que el barco se desplaza. Esto puede hacer que el barco se escora, lo que, a su vez, provoca que se desplace más carga. Este tipo de reacción en cadena puede hacer zozobrar un granelero muy rápidamente. [7]
El Convenio SOLAS de 1960 buscó controlar este tipo de problema. [85] Estas regulaciones exigían que los tanques de lastre superiores estuvieran diseñados de manera que se evitara el desplazamiento. También exigían que las cargas fueran niveladas o recortadas utilizando excavadoras en las bodegas. [16] [86] La práctica del recorte reduce la cantidad de superficie de la carga en contacto con el aire [87], lo que tiene un efecto secundario útil: reducir las posibilidades de combustión espontánea en cargas como carbón, hierro y virutas de metal. . [87]
Otro tipo de riesgo que puede afectar a las cargas secas es la absorción de humedad ambiental. [88] Cuando concretos y agregados muy finos se mezclan con agua, el lodo creado en el fondo de la bodega se desplaza fácilmente y puede producir un efecto de superficie libre . [88] La única manera de controlar estos riesgos es mediante buenas prácticas de ventilación y un control cuidadoso de la presencia de agua. [88]
Sólo en 1990 se hundieron 20 graneleros, llevándose consigo a 94 tripulantes. En 1991, 24 graneleros se hundieron, matando a 154. [89] Este nivel de pérdidas centró la atención en los aspectos de seguridad de los graneleros, y se aprendió mucho. La American Bureau of Shipping concluyó que las pérdidas eran "directamente atribuibles a fallas de la estructura de la bodega de carga" [32] y Lloyd's Register of Shipping agregó que los costados del casco no podían soportar "la combinación de corrosión local, grietas por fatiga y daños operacionales". " [89]
Los estudios de accidentes mostraron un patrón claro: [69]
Las prácticas anteriores exigían que los barcos resistieran la inundación de una única bodega de proa, pero no prevenían situaciones en las que dos bodegas se inundarían. El caso en el que dos bodegas traseras (traseras) se inundan no es mejor, porque la sala de máquinas se inunda rápidamente, dejando el barco sin propulsión. Si se inundan dos bodegas situadas en el centro del barco, la tensión sobre el casco puede llegar a ser tan grande que el barco se parte en dos.
Se identificaron otros factores contribuyentes:
Las nuevas normas adoptadas en los anexos del Convenio SOLAS de 1997 se centraron en problemas como el refuerzo de los mamparos y el marco longitudinal, inspecciones más estrictas (con especial atención a la corrosión) e inspecciones rutinarias en los puertos. [7] Las adiciones de 1997 también exigieron que los graneleros con restricciones (por ejemplo, prohibido transportar ciertos tipos de carga) marcaran sus cascos con triángulos grandes y fáciles de ver. [93]
Desde diciembre de 2004, los graneleros Panamax y Capesize deben llevar botes salvavidas de caída libre situados en la popa, detrás de la caseta. [7] Este acuerdo permite a la tripulación abandonar el barco rápidamente en caso de una emergencia catastrófica. [94] Un argumento en contra del uso de botes salvavidas de caída libre es que los evacuados requieren "cierto grado de movilidad física, incluso aptitud" para entrar y botar el bote. [95] Además, se han producido lesiones durante los lanzamientos, por ejemplo, en el caso de cinturones de seguridad mal asegurados. [95]
En diciembre de 2002, el Capítulo XII del Convenio SOLAS fue enmendado para exigir la instalación de alarmas de nivel alto de agua y sistemas de monitoreo en todos los graneleros. Esta medida de seguridad alerta rápidamente a los guardias en el puente y en la sala de máquinas en caso de inundación en las bodegas. [7] En casos de inundaciones catastróficas, estos detectores podrían acelerar el proceso de abandono del barco.
DOC , memoria de DESS, 1999.
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