ANEJO SOBRE EL PANTALÁN DE REPSOL EN EL PUERTO DE TARRAGONA - Explotación de Terminales Petroleras
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Parte III.
PARTE III
ANEJO SOBRE EL PANTALÁN DE
REPSOL EN EL PUERTO DE
TARRAGONA
Explotación de Terminales Petroleras 128
Parte III. Capítulo 1. Descripción del pantalán de Repsol en el puerto de Tarragona
CAPÍTULO 1.
DESCRIPCIÓN DEL PANTALÁN DE
REPSOL EN EL PUERTO DE
TARRAGONA.
El pantalán de hidrocarburos de la empresa Repsol esta situado en el puerto
exterior del puerto de Tarragona, fuera del abrigo del dique y contradique. Es
por esto que la condición de oleaje es fundamental para la explotación de esta
estructura, y mas adelante se adjunta datos de oleaje importantes en su
conocimiento para una correcta planificación y explotación.
La terminal petrolera consta del ya mencionado pantalán y con una monoboya
de descarga de productos.
La señalización y balizamiento de esta terminal petrolera consta de:
• Una luz de color amarillo que desprende destellos en grupos de 4 y de
un alcance de 5 millas.
• Una luz de color rojo de destellos con una alcance de 5 millas.
El pantalán es una estructura pilotada a base de unos 200 dinteles en forma de
la letra griega pi ( π ) que penetra en el mar una distancia total de 1.489 m. El
pantalan se subdivide en dos partes longitudinalmente:
La zona transitable para trafico rodado. Esta zona comprende desde tierra
hasta el llamado “quiebro” donde el pantalán cambia su orientación para
Explotación de Terminales Petroleras 129
Parte III. Capítulo 1. Descripción del pantalán de Repsol en el puerto de Tarragona
aprovechar la perpendicularidad a las líneas batimétricas de la costa. Esta
parte es de un ancho aproximado tal que permite el paso justo de un vehículo
contra incendios y es de un solo sentido. Es por esto que en esta zona se debe
respetar la preferencia de paso del quien primero entra. Esto esta regulado
mediante una señal semaforizada que marca cuando el tramo esta siendo
utilizado.
La zona del pantalán operativo. Es la zona donde se alojan los tres frentes de
atraque operativos y donde se realizan las operaciones de carga y descarga.
Su sección transversal es estrecha y no se permite el paso de vehículos, por
motivos de seguridad y estructurales. Solo se permite el acceso a pie o en
bicicleta.
El pantalán operativo consta de un total de cinco atraques agrupados en tres
frentes a diversas profundidades. Asi tenemos:
• Atraque 80-100-S: longitud 285 m, ancho 23 m y calado de 18,3 m. Este
atraque esta al lado sur o Salou y esta destinado para buques entre
80.000 y 100.000 tn de TPM (Toneladas de Peso Muerto).
• Atraque 80-100-T: 285 m de longitud y 23 m de ancho con un calado de
18,3 m. Esta al lado norte o Tarragona y admite barcos de entre 80.000
y 100.000 TPM.
• Este atraque es simétrico en posición al anterior y esta uno enfrente del
otro.
• Atraque 35-T: 230 m de longitud y 21 m de ancho con un calado de 15,4
m. Esta al lado Tarragona y puede acoger buques de hasta 35.000 TPM.
• Atraque 35-S: simétrico en posición al anterior y de las mismas
características, está en frente de este pero al lado Salou.
• Atraque 11-S: tiene una longitud de 150 m y 28 m de ancho con un
calado de 11,8 m puede operar con buques de hasta 11.000 TPM. Esta
situado al lado Salou.
• Monoboya: esta situada aproximadamente a una milla del extremo del
pantalán y esta a un calado de 42,80 m. Es utilizada para la descarga y
atraque de buques de hasta 250.000 TPM bajo condiciones normales y
excepcionalmente hasta 325.000 TPM.
El pantalán consta de 25 líneas de tuberías llamado “rack” para los distintos
tipos de productos petroleros que se cargan y descargan. Se describe cada
una de estas líneas de tuberías:
• Dos tuberías de crudo de petróleo de 30’’-56’’ de diámetro con una
capacidad de 3.500-12.500 tn/h.
• Dos tuberías para nafta y para deslastre de 24’’ de diámetro.
Explotación de Terminales Petroleras 130
Parte III. Capítulo 1. Descripción del pantalán de Repsol en el puerto de Tarragona
• Seis tuberías para fuel-oil, vacuum gas-oil, gasolina y gas-oil de 20’’ de
diámetro.
• Dos tuberías para queroseno y BYGAS de 16’’ de diámetro.
• Una tubería para combustible para buques (bunker) de 14’’ de diámetro.
• Una tubería para propano de 12’’ de diámetro.
• Dos tuberías para etileno y propileno de 10’’ de diámetro.
• Tres tuberías para diesel, octano y butileno para buques, de 8’’ de
diámetro.
• Tres tuberías para butadieno, agua dulce (no apta para beber) y vapor
para antorcha / inflamación de 6’’ de diámetro.
• Una tubería para aspersión mediante nitrogeno de 4’’ de diámetro.
• Una tubería para gas etileno de 3’’ de diámetro.
• Una tubería para gas propileno de 4’’ de diámetro.
La monoboya consta de dos tuberías flotantes de 24’’ para crudo, con conexión
para el buque de 16’’, ASA de 150 lb y una tubería flotante de 12’’ de diámetro
para fuel-oil para repostar (bunker), con conexión para buques de 10’’ ASA de
150 lb.
A continuación se presenta un cuadro resumen de lo anteriormente
mencionado.
CARACTERISTICAS F - 11 F - 35S / F - 35T F - 80T F - 80S
CALADO (m) 8,20 11,25 14,25 14,75
ESLORA MAXIMA (m) 155 230 290 290
ESLORA MINIMA (m) 74 85 95 140
FRANCO BORDO (m)
ATRAQUES EXTERIORES 1,80 - 10,00 1,55 - 10,75 3,10 - 11,70 2,00 - 13,90
ATRAQUES INTERIORES 1,70 - 8,70 1,70 - 8,70 2,00 - 8,40 2,00 - 8,40
ALTURA MANIFOLD B/C (m)
MAXIMA 11,60 14,30 19,00 16,80
MINIMA 1,40 2,30 3,20 3,20
PESO MUERTO (Tm ) (*)
PETROLEROS 11.000 40.000 80.000 100.000
LNG 55.000
DESPLAZAMIENTO MAXIMO (Tm ) (*)
PETROLEROS 18.700 55.000 108.000 135.000
LNG 95.000
Tabla 9. En las características marcadas con (*) debe cumplirse una de las dos. Los barcos
deben cumplir todas las condiciones establecidas en esta tabla.
Explotación de Terminales Petroleras 131
Parte III. Capítulo 1. Descripción del pantalán de Repsol en el puerto de Tarragona
Figura 45. Plano del puerto de Tarragona donde se ubica el pantalán de Repsol. Se aprecia que esta en
el puerto exterior, fuera del abrigo del dique y el contradique.
Figura 46. Plano del pantalán donde se
observa el quiebro que separa el pantalán
operativo del de acceso. Se ve también los
diferentes frentes de atraques en
profundidad.
Explotación de Terminales Petroleras 132
Parte III. Capítulo 1. Descripción del pantalán de Repsol en el puerto de Tarragona Figura 47. Fotografia del pantalán. Se observa los frentes de atraque, el quiebro, los duques de alba, el rack de tuberías y en tierra los depósitos de etileno y propileno. Explotación de Terminales Petroleras 133
Parte III. Capítulo 1. Descripción del pantalán de Repsol en el puerto de Tarragona
Figura 48. Buque tanque petrolero
atracado en la monoboya de
Repsol y procediendo a la
descarga de crudo. La distancia
entre la boya y la proa del buque
es de aproximadamente 50 m.
Figura 49. Mangueras flotantes de
la monoboya. Dos de descarga de
crudo y una para
aprovisionamiento de combustible
(bunker)
Figura 50. Conexión de
las mangueras flotantes
de descarga de crudo y
carga de combustible al
manifold del petrolero.
Explotación de Terminales Petroleras 134
Parte III. Capítulo 1. Descripción del pantalán de Repsol en el puerto de Tarragona Figura 51. Esquema de descarga de crudo en la monoboya y sistema de anclaje de ésta respecto al fondo marino. Figura 52. Fotografía detalle de la monoboya de descarga. Explotación de Terminales Petroleras 135
Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol.
CAPÍTULO 2
ANEJO FOTOGRÁFICO DEL PANTALÁN
DE REPSOL
Este capítulo es una recopilación de fotografías que yo personalmente realice
en noviembre del 2002 en las instalaciones de la terminal petrolera marítima
que la compañía Repsol dispone en el puerto de Tarragona.
El objetivo de estas fotografías es recoger gráficamente las instalaciones y
operaciones que aquel dia se estaban realizando en el pantalán. Pienso que
como ejemplo aplicado y muy cercano a nosotros ayudara a comprender el
contenido de esta tesina sobre explotación de terminales petroleras.
Los comentarios a pie de fotografía son descripciones y opiniones personales
que yo he realizado a la vista de la visita.
Explotación de Terminales Petroleras 136
Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol.
AMARRES
Figura 53. Gacho de disparo rápido en el duque de
Alba para la amarras del petrolero.
Figura 54. Duque de alba. Es una estructura
ajena independiente del pantalán
para el amarre.
Figura 55. Amarras en el gancho del duque de
Alba.
Figura 56. Buque azul descargando naftas
amarrado al duque de Alba.
Explotación de Terminales Petroleras 137Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol.
Figura 57. Boya de codera. Es una
boya que sirve para complementar
el amarre al duque de Alba. Estan
cada vez mas en desuso y se usan
sobretodo cuando hay oleaje.
Figura 58. Se observa un buque
descargando etileno. Una amarra
en la boya de codera al fondo y
otra amarra al duque de alba (no
aparece en la foto). La lancha roja
a popa del buque es de
emergencia y es insumergible.
Explotación de Terminales Petroleras 138Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol. DEFENSAS DEL PANTALÁN Figura 59. De color blanco junto al casco del buque seobserva las defensas del pantalán. Evitan posibles colisiones del buque contra su estructura. Figura 60. Mismo tipos de defensas junto a un buque que transportaba fuel-oil. Figura 61. Defensas del lado Tarragona sin actuar. Se observa el material sintético amortiguador y como están pilotadas al fondo marino. Explotación de Terminales Petroleras 139
Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol. BRAZOS DE CARGA Y DESCARGA Figura 62. Arriba izquierda.En amarillo se ven los brazos de carga del frente de atraque 35-T en descanso. Arriba derecha. Brazos de carga en operación de descarga de fuel-oil en el frente de atraque 80-S. Figura 63. Arriba izquierda. Tres brazos de carga descargando naftas en el atraque 35-S. Arriba derecha. Detalle del acoplamiento de los brazos al manifold del buque. Explotación de Terminales Petroleras 140
Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol.
Figura 64. Cuatro brazos de carga descargando fuel-oil.
Figura 65. Detalle de cómo el brazo de carga conecta con el manifold del buque de fuel-oils.
Explotación de Terminales Petroleras 141Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol.
Figura 66. En color blanco se observa un brazo de carga criogénico que esta descargando a una
temperatura de –110ºC un cargamento de etileno.
RACK DE TUBERIAS
Figura 67. Arriba izquierda. Líneas de tuberías de diferentes diámetros para diferentes productos
petroleros. Arriba derecha. Detalle de la corrosión en las tuberías metálicas por el fuerte ambiente salino
en el pantalán.
Explotación de Terminales Petroleras 142Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol.
Figura 68.Tuberías en el frente de atraque 80-S
que conectan con los brazos de carga.
Figura 69. Vista general de Rack de tuberías hacia la
costa. Algunas transportaran los productos
directamente a la refinería de Repsol y otras a los
diversos tanques de la costa. Se ven un tanque
blanco de etileno y a su lado uno esférico de
propileno.
Figura 70. Arriba izquierda. Loops en el rack de tierra dispuestos para evitar posibles ondas de presión y
golpes de ariete. Arriba derecha. Detalle de una tubería cubierta de excrementos de gaviotas con los
consiguientes problemas de corrosión que ello genera.
Explotación de Terminales Petroleras 143Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol. MONITORES CONTRAINCENDIOS Figura 71. Monitores de lucha contraincendio con cañon disparador de agua o espuma en lo alto. PANEL DE EMERGENCIA Figura 72. Panel de control de emergencia. Desde el se puede producir la largada del buque del atraque en caso de emergencia en el pantalán. Explotación de Terminales Petroleras 144
Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol.
VISTAS GENERALES
Figura 73. Atraque de un barco de etileno en el frente 11-S. La descarga de este buque puesto que
transportaba etileno se hacia con las máximas medidas de seguridad y con brazos de carga criogénicos a
–110ºC.
Figura 74. Vista de lado Salou del pantalán. En la foto se ve un buque descargando naftas.
Explotación de Terminales Petroleras 145Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol. Figura 75. Al fondo en tierra se observan los depósitos de almacenamiento de etileno y propileno. Figura 76. Se observa la estructura del pantalán a basede pilotes y dinteles que forman una estructura en Pi (π) Figura 77. Estructura de los dinteles en pi en el extremo del pantalán. Se oberva la tubería de crudo de grosor 56’’. Explotación de Terminales Petroleras 146
Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol.
Figura 78. Vista del pantalán desde el frente 80
Figura 79. Lado Tarragona del
pantalán. Sin ningún buque
atracado.
Figura 80. Torre de control
del pantalán situada en
el “quiebro”.
Explotación de Terminales Petroleras 147Parte III. Capítulo 2 Anejo fotográfico del pantalán de Repsol. Figura 81. Perspectiva del pantalán hacia tierra desde el frente de atraque 35. Se observa una bicicleta usada en los desplazamientos por esta parte del pantalán. Figura 82. Perspectiva desde el frente de atraque 35 hacia mar. Explotación de Terminales Petroleras 148
Parte III. Capítulo 3 Señales marítimas en el pantalán petrolero de Repsol
CAPÍTULO 3
SEÑALES MARÍTIMAS EN EL
PANTALÁN PETROLERO DE REPSOL.
Este capítulo pretende informar sobre las señales y balizamiento que
intervienen en la terminal petrolera marítima del pantalán. A continuación se
dan unas definiciones generales para la mejor interpretación de estas señales.
DEFINICIONES GENERALES
Apariencia (carácter): Particularidades de coloración o de ritmo (o de ambos)
de una luz para ayuda a la navegación que permite identificarla.
Luz fija: Luz que presenta un aspecto continuo y uniforme de un color
constante.
Luz rítmica: Luz que muestra diversos aspectos en ciclos recurrentes de
periodicidad regular (de destello, de grupo de destellos, alternativa, etc. ).
Luz alternativa: Luz rítmica que presenta aspectos de coloración diferente.
Período: Intervalo de tiempo transcurrido entre el comienzo de la apariencia en
dos ciclos idénticos sucesivos de una luz rítmica.
Fase: Cada aspecto sucesivo presentado por una luz rítmica (ejemplo: luz u
obscuridad)
Explotación de Terminales Petroleras 149Parte III. Capítulo 3 Señales marítimas en el pantalán petrolero de Repsol
Ejemplos de interpretación de características.
Gp = Grupo; D = destellos (menos de 60 por minuto); Ct = Centelleos (60
destellos por minuto); Rp = Relámpagos (120 destellos por minuto); (4) = nº de
destellos que se producen en cada periodo (en este caso 4); R, V, A, B = inicial
del color de la luz (R = roja; V= Verde; A = amarilla o ámbar; B = Blanca,etc.);
4s = tiempo total en segundos que dura el período (en este caso cuatro.
Así tenemos que GpD(5)A 20 s se leería "Grupo de cinco destellos ámbar cada
20 segundos"; GpRp(6)B + DL 10 s = Grupo de seis relámpagos blancos más
un destello largo cada 10 segundos (Cardinal Sur)
SEÑALES MARITIMAS QUE INTERVIENEN EN LA EXPLOTACIÓN DE LA TERMINAL DE REPSOL. PUERTO TARRAGONA.
Observaciones,
Elevación Descripción del
Nombre con el Alcance Elevacion fases, sectores,
Latitud y Número,apariencia y sobre el soporte y tipo de
que se conoce a Localiazación nominal sobre el radiofaros, racons
longitud periodo de la luz nivel del marca según el
la señal (Km) terreno y reflectores de
mar reglamento del IALA
radar, etc.
Tiene cuatro
Monoboya cilindrica
En la monoboya espeques amarillos
amarilla de castillete.
de descarga de 41 04,4 N con luz, sobre la
28750 GpD(4)A 20s 5 6,2 0 Especial Aspa
crudos de 1 13,1 E manguera de
amarilla ( en forma de
REPSOL descarga, destellos
X)
blancos 1 milla.
Poste cilíndrico sobre
Extremo del
41 05,0 N base hexagonal, de
28760 pantalán de DR 2,5s 5 11 3,4
1 12,5 E color rojo. Lateral
REPSOL
Babor.
Tabla 10. Señales marítimas que intervienen en la explotación de la terminal de Repsol. Puerto
Tarragona.
Explotación de Terminales Petroleras 150Parte III Capítulo 4. Oleaje. Clima medio en Tarragona.
CAPÍTULO 4
OLEAJE. CLIMA MEDIO EN
TARRAGONA
Este capítulo y el siguiente pretenden aportar documentación adiciona sobre el
oleaje que se presenta en la zona del puerto de Tarragona ya que es muy
importante conocer el regimen de oleaje tanto a la hora de dimensinar una
nueva terminal petrolera como en el momento de su gestión y explotación.
RELACIONES HS- HMAX
Cálculo de la Altura Máxima Hmax: considerando que el comportamiento
estadístico de las alturas de ola de un estado de mar puede describirse según
una distribución de Rayleigh, la Altura de Ola Máxima Hmax y la Altura
Significativa Hs asociadas a un mismo estado de mar se relacionan mediante la
siguiente expresión:
Hmax = (1.5 ~ 1.9)Hs
siendo la relación más utilizada (en media)
Hmax = 1.6Hs
y comúnmente, para obras marítimas en costa,
Hmax = 1.7Hs
Explotación de Terminales Petroleras 151Parte III Capítulo 4. Oleaje. Clima medio en Tarragona.
RÉGIMEN MEDIO
Se puede definir como régimen medio de una serie temporal al conjunto de
estados de oleaje que mas probablemente nos podemos encontrar. Si
representaramos los datos en forma de histograma no acumulado, el régimen
medio vendría definido por aquella banda de datos en la que se contiene la
masa de probabilidad que hay entorno al máximo del histograma.
El régimen medio se describe, habitualmente, mediante una distribución teórica
que ajusta dicha zona media o central del histograma. Es decir no todos los
datos participan en el proceso de estimación de los parámetros de la
distribución teórica, solo lo hacen aquellos datos cuyos valores de presentación
caen el la zona media del histograma.
La distribución elegida para describir el régimen medio de las series de oleaje
es Weibull cuya expresión es la siguiente.
Fe(x) = 1- exp(-(x – B)/A)c)
El parámetro B es conocido como parámetro de centrado y su valor ha de ser
menor que el menor de los valores ajustados; A es el parámetro de escala y ha
de ser mayor que 0; y, finalmente, C es el parámetro de forma y suele moverse
entre 0.5 y 3.5
El régimen medio, generalmente, suele representarse de una forma gráfica
mediante un histograma acumulado y el correspondiente ajuste teórico, todo
ello en una escala especial en la cual Weibull aparece representada como una
recta.
Ajustar los datos a una distribución teórica, en vez de utilizar el histograma
permite obtener una expresión compacta que suaviza e interpola la información
proporcionada por el histograma.
El régimen medio esta directamente relacionado con lo que se denominan
condiciones medias de operatividad. Es decir, caracteriza el comportamiento
probabilístico del régimen de viento u oleaje en el que por termino medio se va
desenvolver una determinada actividad inducida por uno de estos agentes.
En este informe se presenta el régimen medio siguiendo diferentes criterios de
selección o agrupación de los datos. En primer lugar se presenta el régimen
medio sobre la totalidad de los años completos registrados; seguidamente se
presentan los regímenes medios estimados sobre los datos agrupados por
estaciones climáticas; y, finalmente, y de modo opcional, los regímenes medios
para los datos agrupados por direcciones.
Explotación de Terminales Petroleras 152Parte III Capítulo 4. Oleaje. Clima medio en Tarragona.
Tablas Hs-Tp (Anual)
Distribución Conjunta de Periodo de Pico y Altura Significativa
Lugar : Tarragona
Periodo : Anual
Serie Analizada : Nov. 1992 - Dic. 2001
Tabla 11. Periodo de pico (Tp)-Altura significativa (Hs) en %.
Explotación de Terminales Petroleras 153Parte III Capítulo 4. Oleaje. Clima medio en Tarragona.
Tablas Hs-Tp (Estacional)
Distribución Conjunta de Periodo de Pico y Altura Significativa
Lugar : Tarragona
Periodo : Dic. - Feb.
Serie Analizada : Nov. 1992 - Dic. 2001
Tabla 12. Periodo de pico (Tp)-Altura significativa (Hs) en %.
Explotación de Terminales Petroleras 154Parte III Capítulo 4. Oleaje. Clima medio en Tarragona.
Tablas Hs-Tp (Estacional)
Distribución Conjunta de Periodo de Pico y Altura Significativa
Lugar : Tarragona
Periodo : Mar. - May.
Serie Analizada : Nov. 1992 - Dic. 2001
Tabla 13. Periodo de pico (Tp)-Altura significativa (Hs) en %.
Explotación de Terminales Petroleras 155Parte III Capítulo 4. Oleaje. Clima medio en Tarragona.
Tablas Hs-Tp (Estacional)
Distribución Conjunta de Periodo de Pico y Altura Significativa
Lugar : Tarragona
Periodo : Jun. - Ago.
Serie Analizada : Nov. 1992 - Dic. 2001
Tabla 14. Periodo de Pico (Tp ) - Altura Significativa (Hs ) en %
Explotación de Terminales Petroleras 156Parte III Capítulo 4. Oleaje. Clima medio en Tarragona.
Tablas Hs-Tp (Estacional)
Distribución Conjunta de Periodo de Pico y Altura Significativa
Lugar : Tarragona
Periodo : Sep. - Nov.
Serie Analizada : Nov. 1992 - Dic. 2001
Tabla 15. Tabla Periodo de Pico (Tp ) - Altura Significativa (Hs ) en %
Explotación de Terminales Petroleras 157Parte III Capítulo 4. Oleaje. Clima medio en Tarragona. Regimen Medio de Hs (Anual) Figura 83. Regimen medio de altura significativa. Anual. Explotación de Terminales Petroleras 158
Parte III Capítulo 5. Oleaje.Clima extremal en Tarragona
CAPÍTULO 5
OLEAJE. CLIMA EXTREMAL EN
TARRAGONA
ANÁLSIS EXTREMAL: METODOLOGÍA
A la hora de dimensionar una estructura sometida a la acción del oleaje es
necesario conocer o estimar la altura de ola significante asociada a una cierta
probabilidad de excedencia dentro del periodo de vida del proyecto.
Para determinar dicha altura de diseño se necesita, por tanto, modelar el
comportamiento estadístico de aquellos valores de la serie de altura
significante, que por su magnitud pueden poner en riesgo la estructura
proyectada.
El modelado de los valores extremos o máximos de una variable puede
enfocarse de diversos modos. El método elegido, aquí, es el conocido como
POT (peak over threshold) cuyas ideas y presupuesto básicos se exponen a
continuación con el fin de facilitar la interpretación de los resultados obtenidos.
SUCESOS EXTREMOS. PICOS DE UNA SERIE TEMPORAL
El punto de partida del modelo extremal utilizado consiste en una serie
temporal que recoge la evolución de la altura significante a lo largo del tiempo,
y de la cual se seleccionan aquellos máximos relativos o picos que superan un
cierto umbral de riesgo o altura de corte Hc.
No obstante para que el análisis que se va a presentar tenga validez es
necesario mimponer una condición más. Dicha condición consiste en que los
Explotación de Terminales Petroleras 159Parte III Capítulo 5. Oleaje.Clima extremal en Tarragona
picos esten su.cientemente alejados entre sí como para garantizar su
independencia. En otras palabras, de todos los picos que superan el nivel Hc
solo se seleccionan aquellos que cumplen, por un lado ser los mayores o más
representativos de su entorno, y por otro lado estar suficientemente distantes
entre sí como para ser considerados independientes.
El tiempo mínimo que ha de mediar entre los diferentes picos para que éstos
puedan considerarse independientes varía de una serie a otra y depende de la
duración media de las situaciones atmosféricas que tienden a generar estados
de oleaje extremo.
Al conjunto de máximos relativos que superan un cierto umbral y forman una
muestra de valores independientes es a lo que denominaremos, conjunto de
valores extremales o población extremal.
DISTRIBUCIÓN DE LA INTENSIDAD DE LOS PICOS
INDEPENDIENTES
Una vez que se han seleccionado un conjunto de valores extremales el
siguiente paso que se ha de dar es el de ajustar dichos valores a una funci´on
de distribución de probabilidad. Dicha distribución, que reprensentaremos por
Fe(x/Hc), nos dará la probabilidad de que un pico independiente que supera el
nivel de selección Vc tenga magnitud menor o igual que x, por tanto Fe(x/Hc)
representa una probabilidad condicionada.
La práctica muestra que, en general, los valores extremales de las series de
oleaje se ajustan bastante bien a la distribucion Weibull cuya expresión es la
siguiente.
Fe(x) = 1- exp(-((x – α)/β)γ)
Los parámetros α, β y γ son conocidos como parámetros de centrado, de
escala, y de forma, respectivamente.
DISTRIBUCIÓN DEL NÚMERO DE PICOS INDEPENDIENTES
En la sección anterior se presentó una distribución con la que describir la
probabilidad de que dado un valor extremal, éste tenga una determinada
intensidad. En esta sección, sin embargo, se dará un modelo con el que
describir la probabilidad de que dicho valor extremal se dé; mas
concretamente, un modelo que nos permita predecir la probabilidad de que en
un año se den justamente n valores extremos.
El modelo adoptado para describir la probabilidad de que se den n valores
extremales en un año es la distribución de Poisson cuya forma viene dada por
la siguiente expresión.
Explotación de Terminales Petroleras 160Parte III Capítulo 5. Oleaje.Clima extremal en Tarragona
P(n) = exp(-λ)(λn/n!)
En esta expresión P(n) es la probabilidad de que se presenten n sucesos
extremos en un año, y λ es el número medio de sucesos extremos observados
por año.
DISTRIBUCIÓN DEL MÁXIMO ANUAL
Una vez que se ha descrito tanto la probabilidad de que se den n sucesos
extremos en un año, como la probabilidad de que uno de esos sucesos
extremos tenga una magnitud menor o igual a x, el siguiente paso es encontrar
la distribución de probabilidad del máximo anual, la cual representaremos por
Fa(x).
La función de distribución Fa(x) puede construirse a partir de P(n) y de Fe(x) con
lo que se obtiene la siguiente expresión.
Fa(x) = exp(-λ (1-Fe(x))
Donde Fe(x) es la distribución Weibull descrita anteriormente.
Periodo de retorno.
El número de años que en término medio transcurre entre dos excedencias
sucesivas de un valor dado x es lo que se denomina periodo de retorno
asociado al valor x.
Dicha magnitud, que representaremos por Pr(x), puede obtenerse a través de
Pa mediante la siguiente expresión.
Pr(x) =1/(1 - Fa(x))
En general, no obstante, no se está tan interesado en conocer el periodo de
retorno asociado a un determinado valor de Hs, como en conocer cuál es el
valor de Hs asociado a cierto periodo de retorno Pr. Esto se puede conseguir a
trav´es de la expresión siguiente.
xr = β(-ln(1/Pr))1/λ + α
Donde xr es la altura asociada a un periodo de retorno Pr, λ es el número
medio de tormentas por año, y α, β y γ son los parámetros de la distribución
Weibull ajustada a los picos de la serie.
Explotación de Terminales Petroleras 161Parte III Capítulo 5. Oleaje.Clima extremal en Tarragona
Probabilidad de fallo y vida util.
La estimación de la altura de diseño Hd requiere de la especificación de dos
cantidades; la primera, es la vida del proyecto, la cual será representada por L;
la segunda, es la probabilidad de fallo que se está dispuesto a admitir dentro de
dicho periodo de vida, la cual se representará por pex. Ambas cantidades, se
fijan a partir de las características de la estructura, de su precio, y de las
consecuencias derivadas de su posible averia.
Suponiendo que el tiempo transcurrido antes de fallo puede modelarse por una
distribución exponencial, el periodo de retorno asociado a la altura de diseño Hd
puede estimarse a partir de la vida util L y de la probabilidad de fallo pex
mediante la siguiente expresión
Pr = -(L/(ln(1 - pex))
Utilizando la información extremal.
De forma general, en estos informes la información extremal se condensa en
páginas en las que se incluyen.
• Gráfica con el ajuste de los valores extremos a una distribución Weibull.
En dicho gráfico en el eje de ordenadas se representas las alturas, y en
el de abcisas las probabilidades de no excedencia condicionadas; es
decir, probabilidad de que un valor máximo que a superado el nivel de
corte, sin embargo no supere una cierta magnitud H >Hc.
Los puntos representan los valores extremos observados, y la recta la
función de distribucion ajustada. Junto a la recta de ajuste aparecen las
bandas de con.anza al 90%. En la parte superior aparecen distintos
valores de periodo de retorno, de los que parten lineas verticales
punteadas. La intersección de dichas lineas con la recta de ajuste nos
proporciona las velocidades de retorno esperadas.
• Tabla con una lista de periodos de retorno seleccionados a priori y
valores de Hs asociados.
• Tabla con los parámetros α,β y γ de la distribución extremal Fe(x).
• Tabla con el nivel de corte (Hc) y el n´umero medio de sucesos extremos
asociados (λ).
Explotación de Terminales Petroleras 162Parte III Capítulo 5. Oleaje.Clima extremal en Tarragona Resultados: Boya de Tarragona ( 1712 ) Regimen extremal global LUGAR : Tarragona PARÁMETRO : Altura Significativa de Ola PERIODO : Anual SERIE ANALIZADA : Nov. 1992 - Dic. 2001 Explotación de Terminales Petroleras 163
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