Conseguir la aprobación de ABS para un sistema de perforación de poco calado (SDDS) en un tiempo récord
70%
Ahorro de tiempo en la generación de informes
60%
Comprobaciones de pandeo más rápidas
30%
Reducción del tiempo total del proyecto
- El proyecto aplica el AEF y las comprobaciones de código para validar el diseño estructural del Sistema de Perforación de Calado Poco Profundo (SDDS) en condiciones extremas de aguas poco profundas y viento.
- Las herramientas automatizadas de SDC Verifier agilizaron la aplicación de cargas, las comprobaciones de pandeo y los informes de conformidad con ABS, reduciendo significativamente el esfuerzo manual.
- Los resultados permitieron una rápida aprobación del ADB con comentarios mínimos, mejorando la precisión, reduciendo los riesgos y recortando el tiempo total del proyecto hasta en un 30%.
El Sistema de Perforación de Calado Poco Profundo (SDDS) se desarrolló para hacer frente a un reto de ingeniería único: diseñar un sistema de barcaza capaz de operar en profundidades de agua inferiores a 2 metros en el Mar Caspio septentrional, en condiciones de servicio restringidas de hasta 70 nudos de viento. Este exigente entorno requería un diseño que equilibrara la integridad estructural con la adaptabilidad medioambiental.
Cosimtec Pte Ltd encabezó el proyecto, aprovechando herramientas avanzadas de ingeniería como Femap Simcenter Nastran para modelar y SDC Verifier para aplicaciones de carga, comprobaciones de código y generación de informes. Al implantar flujos de trabajo automatizados y minimizar las ineficiencias, el equipo logró la certificación ABS con unos comentarios mínimos, salvaguardando el calendario del proyecto y reduciendo los riesgos financieros.
Objetivo del cliente
El proyecto SDDS tenía como objetivo diseñar un sistema de barcazas capaz de realizar operaciones de perforación seguras y eficaces en menos de 2 metros de agua, un requisito técnico que restringía intrínsecamente las opciones de diseño al tiempo que amplificaba los riesgos operativos. Este sistema debía funcionar de forma fiable en entornos de aguas poco profundas y, al mismo tiempo, soportar tensiones externas como vientos de 70 nudos, garantizando la seguridad y la integridad estructural.
Cumplir las normas ABS para unidades móviles en alta mar (MOU) y barcazas de acero era un requisito fundamental.
Además, el cliente necesitaba un proceso de aprobación ágil para evitar retrasos costosos. Los ciclos de revisión prolongados y las múltiples iteraciones suelen acarrear importantes gastos de recursos y tiempo. El objetivo del equipo era conseguir la certificación ABS de forma eficiente, con un mínimo de reacciones, para permitir una transición sin problemas a la construcción y el despliegue.
Sistema de perforación de poco calado (SDDS) diseñado para perforar en profundidades de agua inferiores a 2 metros, homologado por ABS para el cumplimiento de las normas de las unidades móviles en alta mar y servicio restringido en condiciones de viento de 70 nudos.
Desafíos
El proyecto SDDS se enfrentó a una serie de complejos retos de ingeniería:
Gestión de condiciones de carga complejas
El modelo estructural debía tener en cuenta las fuerzas dinámicas, incluyendo la flotabilidad, las cargas del tanque y las tensiones ambientales. Con 8 casos de carga, incluyendo Fuerzas, momentos, presión, carga de flotación y cargas del tanque, el análisis tenía que cubrir una amplia gama de escenarios para garantizar la robustez del diseño. El propio modelo de elementos finitos era muy complejo, ya que comprendía más de 650.000 elementos.
Además, garantizar un modelo de malla totalmente conectado supuso un reto, que se abordó con éxito utilizando el software de SDC Verifier Herramienta de bordes libres. Esta característica redujo en gran medida el esfuerzo de verificación de la malla, garantizando un análisis fiable y preciso.
Análisis de la distribución de tensiones y deformaciones para SDDS en condiciones de pandeo y acaparamiento. Los gráficos de contorno de los elementos visualizan las tensiones de Von Mises y las tensiones combinadas de la viga, proporcionando una visión crítica del comportamiento estructural bajo cargas operativas. (1- sin resultados de la viga; 2 – con tensiones de Von Mises; 3 – tensiones de Von Mises y tensiones combinadas de la viga)
Cumplimiento de la normativa
El diseño debía ajustarse al Normas ABS para unidades móviles mar adentro y barcazas de acero, junto a Resolución A.1023 (26) de la OMI para las unidades de perforación en alta mar. Cada norma imponía criterios detallados y superpuestos, exigiendo rigurosos flujos de trabajo analíticos y una documentación meticulosa para soportar la revisión de la clasificación.
Racionalización de los procesos que requieren mucha mano de obra
Tareas como las comprobaciones de pandeo y la generación de informes consumían mucho tiempo históricamente y requerían una importante intervención manual. Sin optimización, estos cuellos de botella podrían haber ralentizado el ciclo de aprobación. Utilizando los flujos de trabajo automatizados de SDC Verifier, estos procesos se racionalizaron significativamente, con Ahorro de tiempo superior al 60% en las comprobaciones de código y al 70% en la generación de informes.
Soluciones
Se implementó una solución global para abordar estos retos mediante la integración de herramientas avanzadas de ingeniería y automatización.
Cálculo de la resistencia estructural por AEF
Utilizando Femap Simcenter Nastran, el equipo desarrolló un modelo detallado de elementos finitos para simular con precisión las distribuciones de tensiones y las deformaciones. Se empleó SDC Verifier para las comprobaciones automatizadas del código, centrándose en las normas ABS OS para el pandeo de placas.
Mientras que las directrices de la OMI proporcionaban recomendaciones generales sobre la evaluación de la resistencia al pandeo, la implementación de ABS en SDC Verifier garantizaba el cumplimiento preciso de los criterios aplicables, agilizando el proceso de validación y eliminando redundancias.
Modelo de elementos finitos (MEF) que ilustra la estructura SDDS en condiciones de pandeo con apoyo-flotación. La visualización destaca la distribución de la carga y los casos de carga aplicados, esenciales para la validación estructural.
Aplicaciones de carga eficiente
Las capacidades de SDC Verifier simplificaron el manejo de las cargas de flotabilidad y de los tanques, reduciendo drásticamente el esfuerzo manual que normalmente se requería. La creación automatizada de cargas ahorró más del 50% del tiempo que se dedicaba habitualmente a estas tareas, lo que permitió al equipo iterar rápidamente y mejorar la precisión.
Visualización de la aplicación de la carga y del análisis de la distribución de la presión en SDC Verifier. La imagen central resalta los contornos de presión elemental, demostrando la capacidad del sistema para modelar y validar escenarios de carga complejos de forma eficiente.
Comprobaciones de pandeo
SDC Verifier sustituyó los cálculos tradicionales basados en hojas de cálculo por comprobaciones automatizadas integradas. Esta innovación aceleró el proceso al tiempo que garantizaba el cumplimiento de las normas de pandeo de placas de ABS, liberando a los ingenieros para que se centraran en la optimización del diseño. El ahorro de tiempo en las comprobaciones de pandeo superó el 60%.
Análisis del estado límite de pandeo para seis grupos de placas utilizando SDC Verifier. El gráfico de contorno ilustra los coeficientes de utilización con respecto al estado límite de pandeo, mientras que los datos tabulados destacan parámetros clave como la resistencia última y los valores de tensión equivalente, garantizando el cumplimiento de las normas de ABS sobre pandeo de placas.
Generación racionalizada de informes
El La automatización de la generación de informes dentro de SDC Verifier permitió la producción de documentación exhaustiva adaptada a los requisitos de ABS. Esta transparencia y claridad facilitaron una revisión reglamentaria eficiente y agilizaron las aprobaciones. El ahorro de tiempo en la generación de informes superó el 70%.
Generación exhaustiva de detalles del modelo en SDC Verifier. Este ejemplo destaca una placa de cubierta de 12 mm, mostrando las propiedades de los materiales, la masa de los elementos y la distribución del espesor, todo ello documentado de forma eficiente para agilizar los procesos de aprobación.
Resultados
El proyecto obtuvo unos resultados técnicos y operativos sobresalientes:
- Ahorro de tiempo: El tiempo total del proyecto se redujo en un 20-30%, con un ahorro de tiempo específico del 10% para el mallado, más del 50% para la creación de cargas, el 60% para las comprobaciones de código y el 70% para la generación de informes.
- Precisión y conformidad: Las herramientas automatizadas eliminaron la variabilidad y garantizaron el pleno cumplimiento de la norma ABS.
- Aprobación sin retrasos: Los exhaustivos informes permitieron a ABS revisar y aprobar el diseño con un mínimo de comentarios, evitando así costosos retrasos.
Conclusión
El proyecto SDDS pone de relieve el poder transformador de las modernas herramientas de ingeniería para superar retos complejos y cumplir plazos ajustados. Al integrar software de diseño y análisis estructural SDC Verifier en el flujo de trabajo, el equipo consiguió una validación estructural precisa, una gestión eficaz de cargas complejas y una elaboración de informes acelerada. Este enfoque no sólo garantizó el cumplimiento, sino que también supuso un ahorro sustancial de tiempo y costes, demostrando el valor de la automatización en los proyectos de ingeniería orientados al cumplimiento.
