Buque grúa

Monocascos autopropulsados ​​convencionales para navegación marítima con equipo de grúa de gran capacidad. ^{[ 1 ]}

Una barcaza con patas de apoyo es una barcaza con patas de apoyo montadas en un extremo, que puede elevar cargas y abatir las patas para ajustar el alcance, pero no puede girar la carga independientemente de la orientación del casco. Una configuración típica tiene un robusto pórtico en A articulado en la popa, sostenido por obenques en la proa. Una vez elevada la carga, la barcaza se maniobra hasta la posición donde se va a bajar mediante propulsores o remolcadores a bordo, y se procede a bajar la carga. Una barcaza con patas de apoyo siempre mantiene la carga en la línea de máxima estabilidad estática y puede utilizar lastre en la proa para aumentar el momento de adrizamiento longitudinal y compensar la carga. La configuración con patas de apoyo es más económica de fabricar y mantener que una grúa giratoria, pero puede ser menos práctica, ya que toda la embarcación debe moverse a una posición precisa para izar y bajar la carga. Es habitual abatir las patas de la cizalla antes de elevarlas a una posición adecuada tanto para levantar como para colocar la carga, ya que abatir bajo carga suele ser lento y rara vez es necesario. ^{[ 1 ]}

Una barcaza grúa de cabeza de martillo de gran capacidad cuenta con una grúa fija que no gira ni se desplaza, sino que mantiene un alcance constante. Su funcionamiento es similar al de las barcazas de patas de apoyo. Este sistema puede montarse en una barcaza catamarán, lo que le permite apoyarse sobre un pilar de puente para colocar una sección prefabricada en su lugar. ^{[ 1 ]}

Las barcazas catamarán de gran capacidad, compuestas por dos barcazas conectadas por grúas pórtico en la parte superior, se han utilizado en aguas protegidas como puertos y ríos. Para reducir los momentos de escora en las barcazas, los pórticos pueden fijarse a los cascos mediante articulaciones en los extremos, lo que permite cierto balanceo independiente. Las estructuras de los pórticos suelen instalarse en ambos extremos de las barcazas, lo que permite el izado de cargas largas. ^{[ 1 ]}

Las plataformas grúa semisumergibles presentan ventajas cuando la profundidad del agua es excesiva o la composición del fondo no es adecuada para una plataforma autoelevable, y las condiciones del agua suelen ser demasiado adversas para el uso eficiente de cascos convencionales. La forma del casco semisumergible ofrece una respuesta menor y más lenta a las olas y el oleaje, debido a la reducción de la superficie de flotación , y la estabilidad y el momento de adrizamiento se pueden ajustar mediante el lastrado para adaptarlos a la carga. Los espacios entre las columnas también permiten que las olas pasen entre ellas con escaso impacto en la embarcación. Las desventajas son una menor estabilidad inherente y un coste y una complejidad mucho mayores. ^{[ 1 ]}

La baja superficie de flotación genera una baja respuesta de cabeceo, lo que puede aprovecharse para funcionar como una plataforma de patas de tensión mediante el uso de líneas de amarre verticales para anclar pilotes o agrupar pesos en el lecho marino, suficientes para evitar el cabeceo en el estado del mar predominante. En esta configuración, las operaciones sensibles al cabeceo pueden realizarse con precisión y control. ^{[ 1 ]}

Una barcaza grúa giratoria es una grúa giratoria montada sobre una barcaza, que puede rotar independientemente del casco al transportar una carga. Son muy versátiles, pero también costosas, complejas y presentan algunas limitaciones, especialmente en las condiciones marítimas en las que pueden operar con seguridad. Generalmente se operan desde una posición fija y utilizan la capacidad de giro y elevación de la grúa para posicionar la punta de la misma para recoger y colocar la carga ^{[ 1 ].}

La disposición representa un compromiso entre los requisitos estructurales y de estabilidad, la versatilidad de alcance, la capacidad de carga y el costo. Una de las ventajas de la grúa giratoria es su capacidad para alcanzar cargas transportadas en la cubierta del propio buque. En comparación con las grúas terrestres, las cargas dinámicas adicionales y el movimiento en alta mar complican la operación y la seguridad. La posición y el movimiento de la punta de la pluma se ven afectados por los seis grados de libertad, magnificados por la distancia a los centros de movimiento del buque, y varían durante una operación de izamiento a medida que la posición de la punta se desplaza con respecto al buque. ^{[ 1 ]}

Una barcaza autoelevable de construcción es una barcaza equipada con entre cuatro y ocho patas, cada una con un sistema de elevación que puede sujetar la pata y moverla hacia arriba o hacia abajo con respecto al casco, bloquearla en su posición y volver a moverse a lo largo de la pata para sujetarla nuevamente y realizar otra operación de elevación. El casco se eleva por encima de las crestas de las olas en la posición de trabajo, y la masa de la barcaza y cualquier carga adicional se apoya en las bases de las patas, que idealmente deben distribuir la carga de la manera más uniforme posible. Durante la operación de elevación, la barcaza se asegura en su lugar mediante un sistema de amarre tenso con anclas. Una vez a la altura de trabajo, las patas se pueden liberar una a una y hincar más profundamente con martillos de hincado de pilotes para mayor estabilidad. La extracción es básicamente un procedimiento similar a la inversa, en el que las patas se extraen del fondo marino una a una una vez que el casco está flotando, mientras que el sistema de anclas limita las fuerzas laterales impuestas por las olas. Se puede utilizar chorro de agua, tensión sostenida o inyección de agua a baja presión en la base de la pata para liberar patas firmemente incrustadas. Estas plataformas no presentan respuesta al movimiento debido a las condiciones del mar, pero necesitan condiciones de calma ocasionales para desplazarse. Su rendimiento depende en gran medida de las características del lecho marino. ^{[ 1 ]}

En 1978, Heerema encargó la construcción de dos buques grúa semisumergibles, el Hermod y el Balder , cada uno con una grúa de 2000 toneladas y otra de 3000 toneladas. Posteriormente, ambos fueron modernizados para aumentar su capacidad. Este tipo de buque grúa era mucho menos sensible al oleaje, lo que permitía operar en el Mar del Norte durante los meses de invierno. Su gran estabilidad también posibilitaba elevaciones más pesadas que las que se podían realizar con un monocasco. La mayor capacidad de las grúas redujo el tiempo de instalación de una plataforma de una temporada completa a unas pocas semanas. Inspirados por este éxito, se construyeron buques similares. En 1985, se botó el DB-102 para McDermott, con dos grúas de 6000 toneladas cada una. En 1986, Micoperi encargó el M7000 , diseñado con dos grúas de 7000 toneladas cada una.

Sin embargo, debido a un exceso de petróleo a mediados de la década de 1980 , el auge de la industria offshore terminó, lo que dio lugar a colaboraciones. En 1988, se formó una empresa conjunta entre Heerema y McDermott, HeereMac. En 1990, Micoperi tuvo que solicitar la quiebra. Saipem , a principios de la década de 1970 un gran contratista de elevación pesada, pero solo un actor pequeño en este campo a finales de la década de 1980, adquirió el M7000 de Micoperi en 1995, y más tarde lo renombró Saipem 7000. En 1997, Heerema tomó el DB-102 de McDermott después de la interrupción de su empresa conjunta. ^{[ 7 ]} El barco fue renombrado Thialf y posteriormente se mejoró en 2000 a una capacidad de elevación de dos veces 7100 toneladas.

Thialf puede usar ambas grúas en tándem para levantar 14.200 t (14.000 toneladas largas; 15.700 toneladas cortas) a un radio de 31,2 m (102 pies) ; en comparación, Saipem 7000 puede usar ambas grúas para levantar una carga menor de 14.000 t (14.000 toneladas largas; 15.000 toneladas cortas) a un radio mayor de 41 m (135 pies) . ^{[ 8 ]}      

En 2000, Thialf estableció un récord de izamiento individual de mayor peso al levantar la superestructura de Shearwater de Shell, de 11.883 t (11.695 toneladas largas; 13.099 toneladas cortas) . ^{[ 9 ] [ 10 ]} Saipem 7000 estableció un nuevo récord en octubre de 2004 al levantar la cubierta de Sabratha, de 12.150 t (11.960 toneladas largas; 13.390 toneladas cortas) . ^{[ 11 ] [ 12 ]}  

En el marco del posicionamiento dinámico, Saipem 7000 estableció otro récord en 2010 al levantar la superestructura de producción de BP Valhall de 11.600 t (11.400 toneladas largas; 12.800 toneladas cortas). ^{[ 12 ]} 

Poco después de su finalización, Sleipnir completó un izaje récord de 15.300 t (15.100 toneladas largas; 16.900 toneladas cortas) para las superestructuras del proyecto Leviatán para Noble Energy , en septiembre de 2019. ^{[ 13 ]}