Puertas estancadas Watertight y Weathertight.

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Las puertas estancadas Watertight son unos tipos especiales de puertas encontradas en los buques y que tienen la función de prevenir el ingreso de agua de un compartimento a otro durante una inundación o accidente. Estas puertas son usadas abordo en zonas donde los riesgos de inundaciones son altos.  Zonas tales como compartimentos de sala de máquinas, compartimentos estancos, troncos de escape, troncos de ascensores, túnel del eje de cola, etc.

 

Las puertas estancadas Weathertight son también estancas al agua pero están para soportar presiones de columna de agua pequeñas, generalmente no mayor a la altura de la propia puerta. Es por ello que estas puertas suelen estar ubicadas en las cubiertas por encima de la línea de flotación del buque.

 

Las puertas Watertight deben ser probadas usando un tanque de presión donde la presión hidrostática es aplicada desde la cara interior de la puerta, por ser éste el peor escenario posible. Las puertas Weathertight son generalmente probadas usando una mangera de agua alta presión dirigiendo el chorro de agua directamente a la zona de la frisa de estanqueidad. En ninguno de los dos casos debe presentarse el paso de agua.

 

Las puertas de acero estancas deben cumplir la normativa de SOLAS (Capítulo II-1, Parte B, Reglas 15 y 16).

 

Las puertas estancas pueden ser de una o de dos hojas, siendo estas últimas las que tienen un diseño más crítico.

Para asegurar la estanqueidad es necesario utilizar bastantes trincas para realizar el cierre, sobre todo cuando las flores exigen resistir una alta presión, lo cual hace que el proceso de apertura y cierre sea lento, ya que hay que manipular cada una de las trincas una por una, en estos casos en puertas de una hoja se suele utilizar un mecanismo de cierre rápido, de esta manera girando un volante se accionan todas las trincas a la vez. La contrapartida es que se incrementa el peso de la puerta y el mecanismo puede dar lugar a averías si no se realiza un mantenimiento adecuado.

 

 

 

 Los diseños como se pueden observar en ocasiones siguen diferentes patrones en la distribución de refuerzos, en la posición y diseños de las trincas de cierre y también en los mecanismos de cierre rápido.

 

Los barcos de guerra británicos de la época de la primera guerra mundial, como eran el acorazado HMS Dreadnought y el crucero de batalla HMS Hood tenían unas puertas estancadas con un diseño de refuerzos bastante poco habitual.

 

 

Otro ejemplo de puertas estancadas con un diseño mucho más simple eran las del acorazado japonés Fuso, (por el nº de trincas se supone que serían puertas Weathertight).

 

El portaaviones norteamericano de la segunda guerra mundial USS Intrepid tenía unas puertas estancadas mucho más evolucionadas, con embuticiones en el panel para hacerlo más resistente. Este diseño de puerta ha sobrevivido hasta la actualidad practicamente sin cambios.

Mostramos a continuación diversos diseños de mecanismos de cierre rápido aplicados a puertas estancas en buques, los derechos de patentes hacen que cada fabricante tenga que desarrollar un diseño específico.

 

Debido a la elevada superficie que presenta una puerta de doble hoja, si aplicamos una presión de 0,45 kg/cm² (equivalente a una columna de agua de poco más de 4m) se generan unas fuerzas de valor considerables. Como ejemplo si tomamos toda la superficie de una puerta de doble hoja se genera unas fuerzas de casi 14,4 Toneladas, esto provoca que las tensiones sean altas, sobre todo para un panel de tan solo 3mm, que es necesario que sea cuidadosamente reforzado para poder soportar la presión sin incrementar excesivamente el peso. Para realizar los módulos se recomienda realizar modelado 3D y cálculos de resistencia de materiales por Elementos Finitos (FEM), esto permite detectar puntos de concentración de esfuerzos y mejorar utilizar el diseño de la puerta antes de fabricar el primer prototipo.

 

 

 

Si la presión es desde el interior la fuerza la tienen que soportar exclusivamente las trincas de cierre, en las siguientes imágenes se ha aplicado una carga de 1000 kg, y se ha simulado su comportamiento por dedio del análisis FEM; para ello primero se realiza el mallado del sólido, se aplica el material correspondiente, se aplican cargas y restricciones y finalmente se ejecuta la simulación. Una vez finalizada comienza la etapa de postprocesado teniendo lugar la evaluación y visualización de los resultados (tensiones, deformaciones, coeficientes de seguridad, etc)

Para finalizar mostramos la puerta estancada de un submarino experimental, el USS Albacore, y como se intuye es una puerta mucho más robusta y pequeña que las anteriores, esto es porque está diseñada para resistir unas presiones mucho más elevadas.

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