El conjunto de normas ISO 17357 establece directrices de seguridad a nivel mundial para defensas neumáticas de caucho, dividiéndolas en dos categorías principales según los niveles de presión. La Parte 1 cubre sistemas de alta presión, mientras que la Parte 2 trata los de baja presión. En cuanto a las defensas de alta presión regidas por la norma ISO 17357-1:2014, estas están diseñadas específicamente para soportar las enormes fuerzas de impacto cuando buques grandes, como petroleros o portacontenedores, atracan en puertos. Requieren capas internas especialmente resistentes y materiales de caucho especiales que puedan estirarse al menos un 400 %. Por otro lado, las defensas de baja presión según la norma ISO 17357-2:2014 funcionan mejor en zonas portuarias más tranquilas donde las fuerzas involucradas son menores. Estas requieren una atención cuidadosa para mantener la flexibilidad del caucho dentro de rangos de dureza entre 50 y 60 IRHD y deben conservar el aire durante mucho más tiempo que sus contrapartes de alta presión. Todos los modelos, independientemente de la clase de presión, deben mantenerse dentro de límites de tamaño bastante ajustados: no más de un 2 % de variación en las mediciones de longitud y anchura, para garantizar su correcta adaptación a las instalaciones portuarias existentes y al equipo de atraque.
Los defensas neumáticos de caucho conformes incorporan cuatro salvaguardias clave de materiales:
Los fabricantes deben realizar pruebas de compresión a 10 kN durante 3.000 ciclos, simulando una década de operaciones portuarias, con una deformación permanente máxima permitida del 3 %. Esto asegura una recuperación de forma del 97 % en 5 minutos tras la deformación, cumpliendo así con las expectativas internacionales de durabilidad.
Probar los amortiguadores implica comprimirlos entre un 60 y un 70 por ciento para verificar si pueden resistir cuando los barcos chocan contra los muelles. Para evaluar la eficiencia de absorción de energía, analizamos los kilonewton metros durante ciclos repetidos de carga que simulan lo que ocurre cuando grandes embarcaciones atracan realmente contra los muelles. ¿Qué tan rápido recuperan su forma los amortiguadores después de ser comprimidos? Medimos su capacidad de volver a su forma original dentro de los dos minutos posteriores a las pruebas de compresión. Esto es muy importante en puertos concurridos donde los barcos llegan y salen todo el día. Si los amortiguadores no se restablecen lo suficientemente rápido, las operaciones se retrasan. En cuanto a la resistencia a la perforación, los fabricantes realizan ensayos de impacto con conos de acero sobre muestras. Las unidades que cumplen con las normas de certificación deben soportar impactos que generen alrededor de 500 julios de fuerza sin romperse por completo.
Comprobar si los amortiguadores neumáticos son realmente herméticos implica presurizarlos a 1,5 veces la presión que normalmente soportan (conocida como clasificación P80) y luego sumergirlos bajo el agua durante un día completo para detectar fugas. Para pruebas de rendimiento a largo plazo, los fabricantes realizan estas comprobaciones de presión más de 10.000 veces, exponiendo los amortiguadores a condiciones extremadamente severas, desde menos 30 grados Celsius hasta más 60 grados. Esto simula básicamente lo que ocurre cuando los amortiguadores permanecen en servicio durante muchos años. Según mediciones reales realizadas en astilleros de todo el mundo, los amortiguadores neumáticos de calidad pueden mantener aproximadamente el 95 por ciento de su presión original incluso después de quince años en el agua. Eso es realmente impresionante en comparación con opciones más económicas, que tienden a perder alrededor de 34 puntos porcentuales más de presión en el mismo período.
Los guardabarros se someten a pruebas de envejecimiento acelerado en las que enfrentan unas 3.000 horas de condiciones combinadas de luz UV y niebla salina. Esto simula aproximadamente lo que ocurre tras pasar unos diez años cerca de la costa. Según las normas establecidas por la ISO 188, después de realizadas todas estas pruebas, el material debe mantener al menos el 85 por ciento de su resistencia original a la tracción antes de que ocurra algún daño. También existen otros controles. Por ejemplo, los materiales deben soportar niveles de ozono de alrededor de 50 partes por cien millones. Asimismo, se evalúa su comportamiento frente al calor prolongado. Concretamente, las muestras permanecen en un entorno calentado a aproximadamente 70 grados Celsius durante tres días completos seguidos. El objetivo es sencillo: garantizar que no se produzcan grietas ni fragilización tras exposiciones prolongadas a altas temperaturas.
Las presiones estándar son en las que se basan los defensas neumáticos para garantizar interacciones seguras entre buques y muelles. Cuando hablamos de clasificaciones P50, nos referimos a la presión interna cuando el defensa está comprimido aproximadamente a la mitad, lo cual cubre la mayoría de las operaciones normales. Luego está la clasificación P80, que mide la presión a alrededor del 80 % de compresión, momento en el que el defensa absorbe realmente la mayor cantidad de energía durante un impacto. Por ejemplo: si un defensa tiene una clasificación de 1,5 bar para P50 y 3,0 bar para P80, debe ser capaz de resistir condiciones de 3,0 bar para cumplir con las normas de seguridad OCIMF y PIANC. Una investigación publicada en la revista Marine Safety Review en 2023 señala algo importante: descubrieron que cuando los defensas no tienen suficiente capacidad P80, el riesgo de colisiones aumenta aproximadamente un 17 %. Por eso es tan crucial seleccionar el tamaño adecuado para adaptarse a las fuerzas reales de energía implicadas cuando los buques atracan en el muelle.
Las válvulas de seguridad se activan cuando la presión supera los niveles P80, evitando que las estructuras se inflen demasiado y puedan fallar por completo. En la actualidad, la mayoría de los sistemas combinan estas funciones de seguridad con tecnología de monitoreo en tiempo real que mantiene la presión bastante estable, alrededor de más o menos 0,2 bar, incluso cuando las cargas cambian repentinamente. Al observar las operaciones portuarias reales, las instalaciones con esquemas de protección doble capa redujeron sus problemas con defensas en casi un 40 % entre 2013 y 2023, según investigaciones de Ponemon. El requisito de certificación también se ha vuelto más estricto. Organismos normalizadores como ABS exigen ahora inspecciones anuales de todos los sistemas de control de presión para garantizar el cumplimiento de las normas BSI PAS 2070 sobre fugas y la durabilidad del equipo bajo estrés.
El Oil Companies International Marine Forum, comúnmente conocido como OCIMF, ha estado estableciendo estándares para los sistemas neumáticos de defensas de caucho en terminales marítimos alrededor del mundo. Sus recomendaciones describen requisitos específicos sobre la cantidad de energía que estos sistemas deben absorber y la distancia que pueden deformarse antes de fallar, todo ello orientado a reducir los daños provocados por el impacto de los buques. Para cualquier persona que opere estas instalaciones, verificar si sus defensas cumplen con los estándares de amarre seguro de 2022 de OCIMF es un trabajo esencial. Estos estándares tienen en cuenta varios factores, incluyendo el peso del buque que se aproxima, su velocidad al atracar y hasta los cambios en el nivel del agua debido a las mareas durante el día.
Las directrices de PIANC 2002 establecen las normas para la integración de defensas neumáticas en estructuras de atraque en todo el mundo. Según estas normas, los ingenieros deben analizar cómo se distribuyen las cargas en al menos quince configuraciones geométricas diferentes, para que ningún punto individual de los pilotes del muelle reciba demasiada presión. Al diseñar estos sistemas, también entran en juego factores ambientales. Elementos como las olas que impactan en la estructura y el desvío de los buques durante su aproximación son muy relevantes, especialmente en puertos abiertos, donde alcanzar entre un setenta y ochenta por ciento de eficiencia energética marca una gran diferencia en el rendimiento y la seguridad.
La norma BSI PAS 2070:2021 establece requisitos de rendimiento basados en todo el ciclo de vida de los amortiguadores marinos. Para demostrar que sus productos pueden durar aproximadamente 20 años, los fabricantes deben someterlos a más de 5.000 pruebas de compresión y verificar cómo se propagan las pequeñas grietas con el tiempo. Inspectores independientes analizan entonces el origen de los materiales y si los lotes mantienen una consistencia durante todo el proceso de producción. También establecen límites estrictos, permitiendo únicamente una diferencia del 2 % en densidad entre diferentes series de producción. En realidad, todas estas verificaciones de calidad se implementaron tras la Revisión de Seguridad Portuaria de 2021, que descubrió que casi uno de cada siete accidentes en muelles ocurría debido a materiales de amortiguadores de baja calidad. Por tanto, básicamente, estas normas existen para prevenir precisamente ese tipo de problemas en puertos y puertos de todo el mundo.
Las grandes sociedades clasificadoras existentes, como ABS, LR de Lloyd's Register, BV de Bureau Veritas, CCS en China y SGS, se aseguran de que los buques cumplan con estándares como ISO 17357, las directrices de PIANC y el nuevo estándar BSI PAS 2070:2021. Estas organizaciones revisan todo, desde la resistencia de los diseños bajo tensión hasta los materiales utilizados, pasando por la evaluación de los procesos de fabricación y las pruebas de factores de rendimiento reales, como la cantidad de energía absorbida durante impactos o la eficacia del mantenimiento de la presión. Obtener la certificación de estas entidades implica aprobar también sus pruebas sobre gestión de calidad según ISO 9001. La mayoría de los puertos del mundo requieren efectivamente este tipo de aval de terceros antes de que cualquier defensa pueda entrar en funcionamiento. Esto ayuda a mantener niveles de seguridad prácticamente uniformes en todos los lugares donde atracan buques, lo cual es lógico si se considera la gran variedad de embarcaciones que transitan diariamente por los puertos.
La fabricación moderna emplea un sistema de tres niveles de aseguramiento de la calidad:
Un estudio de seguridad marítima de 2022 descubrió que la trazabilidad habilitada por blockchain redujo las tasas de defectos en un 34 % durante las auditorías. Los marcados estandarizados también agilizan las inspecciones en campo, con un descenso del 50 % en investigaciones de incidentes según PIANC cuando los datos de certificación se muestran claramente en los defensas.
Las normas ISO 17357 proporcionan directrices para defensas neumáticos de caucho, divididas en dos partes: Parte 1 para sistemas de alta presión y Parte 2 para sistemas de baja presión.
Los amortiguadores de alta presión están diseñados para soportar grandes fuerzas de impacto, como las provenientes de buques cisterna o barcos portacontenedores, y cuentan con capas internas resistentes y goma elástica. Los amortiguadores de baja presión son para zonas portuarias más tranquilas y requieren flexibilidad dentro de rangos de dureza entre 50 y 60 IRHD.
La clasificación P80 mide la presión a aproximadamente el 80 % de compresión, momento en el que los amortiguadores absorben la mayor cantidad de energía durante el impacto, garantizando la seguridad y reduciendo el riesgo de colisiones.
Sociedades de clasificación como ABS, BV y CCS verifican el cumplimiento de normas, durabilidad del diseño, calidad de materiales y gestionan pruebas para asegurar que los productos cumplan con los estándares requeridos de seguridad y rendimiento.
La trazabilidad, incluyendo etiquetado RFID y marcas de conformidad, permite rastrear los materiales desde los proveedores hasta los productos finales, garantizando estándares elevados de producción y reduciendo las tasas de defectos.
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