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3 POSICIONAMIENTO DINÁMICO Introducción El posicionamiento dinámico es un sistema controlado por ordenador para mantener automáticamente la posición de un recipiente de partida y mediante el uso de sus propios hélices y propulsores. Sensores de referencia de posición, junto con sensores de viento, sensores de movimiento y compases giroscópicos, proporcionan información a la computadora perteneciente a la posición del buque y la magnitud y dirección de las fuerzas ambientales que afectan a su posición. Los ejemplos de los tipos de buques que emplean DP incluyen, pero no se limitan a, los buques y unidades de perforación móviles en alta mar semi-sumergibles, buques de investigación oceanográfica y cruceros. El programa de ordenador contiene un modelo matemático del recipiente que incluye información relacionada con el viento y la corriente de arrastre de la embarcación y la ubicación de los propulsores. Este conocimiento, combinado con la información de los sensores, permite a la computadora para calcular el ángulo de la dirección requerida y de salida para cada propulsor propulsor. Esto permite que las operaciones en el mar, donde amarre o anclaje no es factible debido a aguas profundas, la congestión en el fondo del mar u otros problemas. El posicionamiento dinámico puede ser o bien absoluta en la posición que está bloqueado a un punto fijo sobre la parte inferior, o con relación a un objeto que se mueve como otro barco o un vehículo submarino. Posicionamiento dinámico es utilizado por gran parte de la industria petrolera en alta mar, por ejemplo, en el Mar del Norte, el Golfo Pérsico, el Golfo de México, África Occidental y de la costa de Brasil. Actualmente hay más de 1.800 buques DP. Principios básicos El DP no es una mera pieza de equipamiento. Es una capacidad del buque lograda mediante la integración de una gran variedad de sistemas y funciones. Cómo se ha definido con anterioridad, es un sistema que automáticamente controla la posición y el rumbo del barco exclusivamente con el uso de propulsión activa. En realidad, el corazón y el cerebro de cualquier sistema DP es su ordenador controlador. Este recibe información de una gran variedad de fuentes y genera comandos de propulsión con los que controla y maniobra el buque. Como en cualquier sistema de regulación y control, existe un punto de referencia (SetPoint) o valor deseado. En el contexto del DP este punto de referencia es una posición geográfica y un rumbo, ambos introducidos por el DPO u oficial al cargo de la guardia. La medida de la posición y el rumbo es continuamente transmitida al ordenador, obteniendo este la desviación o diferencia con el valor de referencia y dando este las órdenes pertinentes al sistema de propulsión y gobierno para reducir (o mantener) este error a cero. Un barco o una estructura flotante puede ser considerado un sólido sometido a 6 grados de movimiento, 3 de rotación y 3 de traslación. El posicionamiento dinámico principalmente se enfoca en el control de los movimientos del buque en el plano horizontal avance-retroceso (surge), guiñada (yaw) y desplazamiento lateral (sway). El balance, cabeceo y elevación son movimientos que no pueden ser controlados por el DP. Sin embargo, el DP debe de estar informado de estos valores para corregir las lecturas de los sensores de posición respecto al centro de gravedad del buque. a unidad encargada de medir estos valores es la MRU (motion reference unit). Aunque a día de hoy ya se están empezando a equipar buques DP con quillas de balance inteligentes y sistemas de lastre “intering” similares a los existentes en los buques ro-ro.

Sistema DP

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Sistema de Posicionamiento Dinámico

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    POSICIONAMIENTO DINMICO Introduccin El posicionamiento dinmico es un sistema controlado por ordenador para mantener automticamente la posicin de un recipiente de partida y mediante el uso de sus propios hlices y propulsores. Sensores de referencia de posicin, junto con sensores de viento, sensores de movimiento y compases giroscpicos, proporcionan informacin a la computadora perteneciente a la posicin del buque y la magnitud y direccin de las fuerzas ambientales que afectan a su posicin. Los ejemplos de los tipos de buques que emplean DP incluyen, pero no se limitan a, los buques y unidades de perforacin mviles en alta mar semi-sumergibles, buques de investigacin oceanogrfica y cruceros. El programa de ordenador contiene un modelo matemtico del recipiente que incluye informacin relacionada con el viento y la corriente de arrastre de la embarcacin y la ubicacin de los propulsores. Este conocimiento, combinado con la informacin de los sensores, permite a la computadora para calcular el ngulo de la direccin requerida y de salida para cada propulsor propulsor. Esto permite que las operaciones en el mar, donde amarre o anclaje no es factible debido a aguas profundas, la congestin en el fondo del mar u otros problemas. El posicionamiento dinmico puede ser o bien absoluta en la posicin que est bloqueado a un punto fijo sobre la parte inferior, o con relacin a un objeto que se mueve como otro barco o un vehculo submarino. Posicionamiento dinmico es utilizado por gran parte de la industria petrolera en alta mar, por ejemplo, en el Mar del Norte, el Golfo Prsico, el Golfo de Mxico, frica Occidental y de la costa de Brasil. Actualmente hay ms de 1.800 buques DP. Principios bsicos El DP no es una mera pieza de equipamiento. Es una capacidad del buque lograda mediante la integracin de una gran variedad de sistemas y funciones. Cmo se ha definido con anterioridad, es un sistema que automticamente controla la posicin y el rumbo del barco exclusivamente con el uso de propulsin activa. En realidad, el corazn y el cerebro de cualquier sistema DP es su ordenador controlador. Este recibe informacin de una gran variedad de fuentes y genera comandos de propulsin con los que controla y maniobra el buque. Como en cualquier sistema de regulacin y control, existe un punto de referencia (SetPoint) o valor deseado. En el contexto del DP este punto de referencia es una posicin geogrfica y un rumbo, ambos introducidos por el DPO u oficial al cargo de la guardia. La medida de la posicin y el rumbo es continuamente transmitida al ordenador, obteniendo este la desviacin o diferencia con el valor de referencia y dando este las rdenes pertinentes al sistema de propulsin y gobierno para reducir (o mantener) este error a cero. Un barco o una estructura flotante puede ser considerado un slido sometido a 6 grados de movimiento, 3 de rotacin y 3 de traslacin. El posicionamiento dinmico principalmente se enfoca en el control de los movimientos del buque en el plano horizontal avance-retroceso (surge), guiada (yaw) y desplazamiento lateral (sway). El balance, cabeceo y elevacin son movimientos que no pueden ser controlados por el DP. Sin embargo, el DP debe de estar informado de estos valores para corregir las lecturas de los sensores de posicin respecto al centro de gravedad del buque. a unidad encargada de medir estos valores es la MRU (motion reference unit). Aunque a da de hoy ya se estn empezando a equipar buques DP con quillas de balance inteligentes y sistemas de lastre intering similares a los existentes en los buques ro-ro.

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    Funciones DP Existen distintos modelos de DP para las distintas operaciones para las que est fabricados los buques.

    Funcin ganancia: es una relacin que establece el sistema entre la posicin del buque y la potencia empleada para mantener dicha posicin. En funcin del nivel de ganancia, tendremos mayor o menor exactitud en la posicin. Hay que destacar que no siempre es posible tener mxima ganancia, ya sea por fenmenos meteorolgicos o por consumo elevado de combustible.

    Funcin autotrack: se definen previamente a la navegacin una serie de waypoints que el buque debe seguir, donde el software calcular la velocidad y la marcacin ideal para la zona de navegacin en la que nos encontramos. Se usan en buques de tendido de tuberas.

    Funcin buque Shuttle: se usa en buques cuya posicin de referencia es la de otro buque u objeto en movimiento. Se utiliza el buques petroleros que tienen que cargar en estructuras en alta mar o en buque que llevan un dispositivo ROV.

    Componentes del sistema

    Sistema informtico Consola de control Propulsores, timones y empujadores Sistemas de referencia/sensores Fuente energa

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    Sistema informtico Est formado por uno o varios ordenadores conectados en red LAN, lo que posibilita aadir mas funciones adems de DP. Funcionan por redundancia, lo que le da la capacidad de resistirse a la prdida de algn componente esencial para el DP sin el cual no es capaz de mantener posicin y rumbo. Modelo matemtico Contiene un mdulo con el que se reproduce lo ms fielmente posible todas las acciones y reacciones del buque y con sus caractersticas hidrostticas. Este mdulo est operando continuamente para obtener una respuesta adecuada ante perturbaciones externas. Filtro de Kalman Se encarga de estimar los datos de una manera ptima de forma que reduzca el error cuadrtico medio. Genera valores estimados muy prximos a la realidad, con lo que si se cortase el suministro de informacin desde los sensores, podra hacer una buena estimacin para un periodo determinado de tiempo. Redundancia La redundancia es la capacidad de hacer frente a un solo fallo y sin prdida de la posicin. Un solo fallo puede ser, entre otros:

    Insuficiencia Hlice Fallo del generador Insuficiencia PowerBus Falla en la computadora de control Falla en el sistema de referencia de posicin Fallo del sistema de referencia

    Para ciertas operaciones no se requiere redundancia. Por ejemplo, si un barco de investigacin pierde su capacidad de DP, normalmente no hay riesgo de daos o lesiones. Estas operaciones normalmente se realizan en la clase 1. Para otras operaciones, tales como levantamiento de buceo y pesado, hay un riesgo de dao o lesiones. En funcin del riesgo, la operacin se realiza en la clase 2 o 3 - Esto significa que al menos tres sistemas de referencia de posicin deben ser seleccionados. Esto permite que el principio de la lgica de votacin, por lo que el PRS no se puede encontrar. Por esta razn, hay tambin tres equipos de control de DP, tres girocompases, tres MRU y tres sensores de viento de 3 naves de la clase. Si un solo fallo que ponga en peligro la redundancia, es decir, en su defecto de un propulsor, generador o un PRS, y esto no se puede resolver de inmediato, la operacin debe ser abandonada tan pronto como sea posible. Para tener la suficiente redundancia, suficientes generadores y propulsores deben estar en lnea por lo que el fallo de uno no da lugar a una prdida de posicin. Esto se deja a criterio del operador DP. Para la Clase 2 y Clase 3 CONSECUENCIA Los anlisis deben ser incorporados en el sistema para ayudar al RPD en este proceso. La desventaja es que un generador nunca puede funcionar a plena carga, lo que resulta en menos economa y el ensuciamiento de los motores.

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    Funcin Thrust Allocation Algorithm Optimiza la potencia que se utiliza en los propulsores, timones y empujadores para obtener la mejor respuesta con el menor consumo posible. Sistemas referencia de posicin (PRS) Cualquier PRS debe funcionar de manera precisa, estable y fiable, asi como tener la capacidad de actualizarse. Hay muchos tipos de PRS pero debemos elegir el ms adecuado a cada situacin. Los sistemas ms utilizados son:

    Sistema UTM: en el mundo offshore las posiciones son expresadas en coordenadas UTM, basado en la proyeccin cartogrfica mercator, pero en vez de ser tangente al ecuador, el plano de proyeccin es tangente a un meridiano. Las coordenadas, en lugar de darse con latitud y longitud, se dan en metros a nivel del mar. Esta proyeccin tiene la ventaja de que ningn punto est alejado del meridiano central de su referencia de huso, por lo que las distorsiones son mnimas. Respecto a las coordenadas, el sistema trabaja en el hemisferio norte con Norte y Este, donde el ecuador vale 0 m aumentando hacia polo norte y en el hemisferio sur, el ecuador vale 10.000.000m, disminuyendo hacia el polo sur. Para cada huso hay un meridiano central que vale 500.000m. Cada huso se numera entre el 1 y el 60 y para los paralelos, la tierra se divide en 20 bandas de 8 denominadas desde la C hasta la X. Un ejemplo es la ciudad de Logroo que se encontrara en la posicin 30T.

    Sistema ultra/super short Base Line: consta de un transductor colocado en la parte inferior del casco del buque que transmite y recibe seales de un transpondedor o baliza que se encuentra en el fondo del mar. El clculo de la situacin se hace mediante dos demoras y dos distancias simultneas a dos puntos. A esto hay que sumar las caractersticas el mar y su influencia en la degradacin de la seal. La desventaja de este sistema es que al estar solidario al casco del buque, fomenta los movimiento de balance en casos de mar fuerte pudiendo experimentar flexiones de hasta medio grado. Tambin recomiendan mantenerse alejado de otros buques ya que el ruido de hlices y motores puede interferir en las seales. La profundidad de los transpondedores oscila entre los 1000 y los 3000 metros y van fondeados gracias a un lastre que pueden liberar de forma automtica previa seal del sistema integrado.

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    Sistema Artemis: es un sistema de posicionamiento por microondas preciso y automtico que solo necesita una estacin mvil y otra fija. La mvil va en el buque y la fija en la plataforma o dique. La posicin del objeto mvil est determinada por el ngulo entre ellas. Con el sistema que tiene de bloqueo entre antenas fijas y mviles, se realiza un seguimiento automtico de no al otro mediante el mantenimiento de una onda continua de microondas. No le afecta

    niebla ni lluvias.

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    Sistemas satelitarios de posicionamiento

    Un sistema satelitario o constelacin de satlites es bsicamente un repetidor. La capacidad de recibir y retransmitir se debe a un dispositivo receptor-transmisor que escucha en unas determinadas frecuencias y transmite en otras con la finalidad de evitar interferencias. Hoy en da el uso de estos sistemas se torna indispensable para mantener comunicaciones a nivel mundial as como otros servicios importantes como pudiera ser el que nos trae aqu; los sistemas de posicionamiento.

    Sistema GPS, (Global Positioning System): Sistema de navegacin creado con fines militares basado en mediciones Doppler sobre la constelacin de satlites Transit. Nos brinda la posibilidad de conocer nuestra posicin en todo momento a travs de la conexin con una constelacin de satlites que cubre la totalidad de la superficie de la Tierra. El sistema GPS consta de tres partes principales: los satlites, los receptores y el control terrestre. El sistema se compone de 24 satlites distribuidos en seis rbitas polares diferentes, situadas a 2 169 kilmetros (11 000 millas) de distancia de la Tierra. Cada satlite la circunvala dos veces cada 24 horas. Por encima del horizonte siempre estn visibles para los receptores GPS por lo menos 4 satlites, de forma tal que puedan operar correctamente desde cualquier punto de la Tierra donde se encuentren situados. Por norma general y para mayor exactitud del sistema, dentro del campo visual de cualquier receptor GPS siempre hay por lo menos 8 satlites presentes. Mientras ms seales capte el receptor GPS, ms precisin tendr para determinar las coordenadas donde se encuentra situado. Equipados con un transmisor de seales codificadas de alta frecuencia, un sistema de computacin y un reloj atmico de cesio, tan exacto que solamente se atrasa un segundo cada 30 mil aos. Para calcular nuestra posicin se utilizar un sistema de triangulacin desde los satlites; Supongamos que medimos nuestra distancia al primer satlite y resulta ser de 11.000 millas (20.000 Km). Sabiendo que estamos a 11.000 millas de un satlite determinado no podemos, por lo tanto, estar en cualquier punto del universo sino que esto limita nuestra posicin a la superficie de una esfera que tiene como centro dicho satlite y cuyo radio es de 11.000 millas.

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    A continuacin medimos nuestra distancia a un segundo satlite y descubrimos que estamos a 12.000 millas del mismo. Esto nos dice que no estamos solamente en la primera esfera, correspondiente al primer satlite, sino tambin sobre otra esfera que se encuentra a 12.000 millas del segundo satlite. En otras palabras, estamos en algn lugar de la circunferencia que resulta de la interseccin de las dos esferas.

    Si ahora medimos nuestra

    distancia a un tercer satlite y descubrimos que estamos a 13.000 millas del mismo, esto limita nuestra posicin an ms, a los dos puntos en los cuales la esfera de 13.000 millas corta la circunferencia que resulta de la interseccin de las dos primeras esferas. Por triangulacin, se resuelve nuestra posicin con solo tres mediciones, con la interseccin de tres esferas centradas en los satlites captados, y cuyos radios son las distancias medidas desde nuestra posicin, hasta cada uno de ellos; sin embargo necesitamos una cuarta medicin. Un oscilador genera la frecuencia fundamental 10,23 MHz, de la cual se obtienen dos portadoras en la banda L de radiofrecuencia, denominadas L1 y L2. Tambin existen dos formas de cdigo pseudoaleatorio que se modulan sobre estas portadoras, son los cdigos C/A (clear/Access) y P. El mensaje enviado por los satlites consta de informacin sobre su reloj, parmetros orbitales, o del estado de mantenimiento de los satlites. Constando de 25 grupos, transmitidos a una frecuencia de 50 Hz, ocupando 1500 bits cada uno y divididos en 5 celdas. Las coordenadas usadas en el sistema GPS, estn referidas al sistema de referencia WGS84 (Sistema Geodsico Mundial de 1984) pudiendo ser cartesianas o geodsicas. Tiene las siguientes caractersticas: - Origen en el centro de la Tierra. - El eje Z es paralelo al polo medio. - El eje X es la interseccin del meridiano de Greenwich y el plano del ecuador. - El eje Y es perpendicular a los ejes Z y X, coincidiendo con ellos en el centro

    terrestre, Las coordenadas geodsicas estn referidas a un elipsoide de revolucin con las siguientes caractersticas: - Semieje mayor a=6.378.137m. - Inversa del aplanamiento, I/ct= 298,257223563 - Velocidad angular de rotacin, co= 7.292.115*10rad/s.

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    Sistema Glonass: Sistema Global de Navegacin por Satlite(GNSS) desarrollado por la Unin Sovitica, administrado hoy por la Federacin Rusa por mediacin de las Fuerzas Espaciales. Consta de una constelacin de 31 satlites (24 en activo, 3 satlites de repuesto, 2 en mantenimiento, uno en servicio y otro en pruebas). Los satlites han sido lanzados desde Baikonur, en Kazajistn.

    Situados en tres planos orbitales con 8 satlites cada uno y siguiendo una rbita inclinada de 64,8 con un radio de 25.510 km, la constelacin de GLONASS se mueve en rbita alrededor de la Tierra con una altitud de 19.100 km y tarda aproximadamente 11 horas y 15 minutos en completar una rbita. Los 24 satlites del sistema GLONASS estn distribuidos en sus respectivas rbitas de forma tal que siempre existen entre 4 o 5 de ellos a la vista de los receptores, cubriendo el 97% de toda la superficie terrestre. Por lo que la constelacin proporciona una cobertura de navegacin. Los satlites son controlados mediante estaciones de seguimiento que, adems de

    observar y analizar las anomalas de los satlites procesa los parmetros de transformacin del Sistema GLONASS PZ-90 Datum Geodsico Parametry Zemli 1990. Este sistema reemplaz al SGS-85, usado por Glonass hasta 1993. El sistema PZ-90 es un sistema de referencia terrestre con coordenadas definidas de la misma forma que el Sistema de Referencia Internacional Terrestre (ITRF).

    P

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    Parmetros del Datum PZ-90: - Rotacin de la Tierra, 72,92115/10 rad/s - Constante Gravitacional, 398600,44*10m/s - Constante Gravitacional de la atmsfera, 0,35*10 m/s - Velocidad de la luz, 299792458 m/s - Semieje mayor del elipsoide, 6378136 m - Aplanamiento del elipsoide, 1/298,257839303 - Aceleracin de la gravedad en el Ecuador, 978032,8 mgal.

    Frecuencia de Trabajo designadas: Channel n: L1 carrier (MHz) L2 carrier (MHz) -7 1598.0625 1242.9375 -6 1598.6250 1243.3750 -5 1599.1875 1243.8125 -4 1599.7500 1244.2500 +13 1609.3125 1251.6875 Expresin para el incremento de canal: L1 = 1598.0625 + 0.5625 MHz L2 = 1242.9375 + 0.4375 MHz Comparativa GPS GLONASS: Parmetros GPS GLONASS Orbitales: Altitud 20.180 km 19.130 km Periodo 11 h 58 min 11 h 15 min 40s Inclinacin 55 64.8 Planos 6 3 N de Satlites 24 24 N Satlites en reserva - 3 Aos vida til 7.5 aos 3 a 5 aos Masa - 1.400 kg Carrier frecuency: L1 1575,420 MHz 1598,6250 1609,3125

    MHz L2 1227,600 MHz 1242,9375 1251,6875

    MHz Code clock rate: C/A 1.023 Mbits 0.511 Mbits P 10.23 Mbits 5.11 Mbits Time reference UTC UTC Navigation message: Rate 50 bits (baud) 50 bits (baud) Modulation BPSK NRZ BPSK Manchester Frame duration 12 min 30 s 2 min 30 s Subframe 6 s 30 s Cobertura Mundial Mundial Sistema a cargo de Ministerio de Defensa de

    EEUU Ministerio de Defensa de Rusia

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    Sistema DGPS: El sistema DGPS, no es ms

    que el Global Positioning System (GPS) con una correccin diferencial aadida. Se puede decir que todas las estaciones con DP reciben correcciones por algn medio para reducir los errores de posicin del GPS normal. Debido a los principios usados en un sistema DP, los datos inexactos no podran ser usados. El sistema GPS diferencial se basa en la comparacin de la posicin obtenida por GPS de una estacin en tierra y su verdadero lugar exacto, obtenindose as un dato que es transmitido a la estacin flotante, pero siempre dentro de unos ciertos lmites. Los medios para la transmisin de esta seal pueden ser varios, incluyendo mensajes va radio en frecuencias HF, MF o UHF que son transmitidas por la IALA (International Association of Lighthouse Authorities) o haciendo uso de satlites INMARSAT. Los medios utilizados para la transmisin tienen ventajas y desventajas, Por ejemplo, las correcciones va UHF o VHF son muy rpidas proporcionando gran precisin, pero tienen un alcance limitado aproximadamente 70 km. Cuando se utiliza la frecuencia media, el alcance aumenta a 500/600 km, pero disminuye el ritmo de las actualizaciones, es decir la precisin. La mejor solucin es recibir correcciones por satlite, donde la cobertura es total y el ritmo de actualizacin de las correcciones es menor a los 5 segundos. En general, se puede estimar que la precisin del DGPS vara entre 1 y 3 metros. El gran problema para las seales del GPS es la degradacin que sufre debido a la

    actividad solar, especialmente en las zonas ecuatoriales.

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    Fusionar GPS con GLONASS: Los Sistemas GPS y GLONASS son sistemas autnomos, es decir, cada uno tiene su propio sistema de referencia y su propio sistema o escala de tiempo. Usan diferentes sistemas de referencia para expresar las posiciones de sus satlites, y por lo tanto, para determinar las posiciones de los usuarios. Para poder utilizar los dos Sistemas de Posicionamiento por Satlite, GPS y GLONASS, es decir, recibir seales de los satlites de ambas constelaciones, es necesario establecer la relacin entre los sistemas de tiempo y sistemas de referencia utilizados en ellos. El Sistema GPS utiliza el sistema de referencia WGS-84, mientras que el Sistema GLONASS utiliza el PZ-90. Los parmetros que definen los dos sistemas de referencia son significativamente diferentes.

    Analizando las pseudodistancias medidas a los satlites GLONASS y GPS, los errores cometidos vienen expresados por el valor error URE (User Range Error). Este error contempla en conjunto los errores al predecir las efemrides tales como inestabilidades en el vehculo espacial, errores en los relojes de los satlites, efectos ionosfricos y troposfricos, efecto multipath, ruido de la seal, y para GPS, la Disponibilidad Selectiva (SA). El URE se define como la diferencia entre la seudodistancia y la distancia calculada a partir de las posiciones dadas de los satlites, temiendo en cuenta slo los errores de reloj y de deriva. Para GLONASS, el valor del URE es de aproximadamente 10 m, mientras que para GPS sin SA es de 7 m, y con SA es de 25 m. La diferencia en los valores de URE de 7 a 10 m entre los Sistemas GPS y GLONASS, es atribuida principalmente a la falta de correccin del efecto ionosfrico en GLONASS. Con la disponibilidad de receptores GPS/GLONASS, el usuario puede tener acceso a un sistema combinado de hasta 48 satlites, lo cual significar una mayor fiabilidad. Adems, tambin mejora la ejecucin del posicionamiento diferencial en tiempo real, ya que, se reduce el tiempo de toma de datos con respecto a un posicionamiento diferencial calculado en post-proceso, que se ve compensado por la obtencin de una mayor informacin de ms satlites. Pero eso no es todo, adems el tiempo de inicializacin para alcanzar precisiones de nivel centimtrico mejora con una constelacin de 48 satlites.

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    Sistemas lser de posicionamiento

    Fanbeam: El equipo Fanbeam, es un lser y sistema angular, diseado para obtener una alta precisin en el posicionamiento esttico o semiesttico y el seguimiento de buques. El sistema se utiliza principalmente para controlar o ayudar al sistema de posicionamiento dinmico (DP) de un buque cuando se encuentra trabajando al lado de una plataforma, muelle u otro tipo de buques. El sistema puede ser empleado como un equipo independiente para evitar la colisin con otros buques, o como un sistema de seguridad para el control de posicin de los buques (barcazas, remolcadores) cuando efectan maniobras de abarloamiento. Otro uso comn es el arrastre de equipos durante las operaciones de estudio geofsico. Algunas de los valores caractersticos presentados varan en funcin de las condiciones atmosfricas del entorno, ya que estas pueden afectar al sistema reduciendo la visibilidad del equipo ptico. El pulso de luz emitido es producido un conjunto de diodos lser en combinacin una ptica especial. Las seales son reflejadas por un dispositivo montado, por ejemplo, en una plataforma y son recibidas a bordo donde se procesan. El tiempo transcurrido multiplicado por la velocidad de la luz, proporciona la distancia, siendo la demora es conocida por la direccin de la seal reflejada. La figura que se presenta a continuacin, muestran cual es la monitorizacin tpica de un sistema laser.

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    RADius: fue diseado y construido para cubrir una necesidad especificada por la Organizacin Martima Internacional para los buques equipados con Clase 2. Representa una nueva forma de la utilizacin de la tecnologa del radar para corto alcance y monitorizacin de la direccin de las seales. El sistema fue diseado, en principio, para cubrir las demandas de la industria offshore, cuando haba una alta concentracin de estaciones. En estos casos, por ejemplo el acceso de las seales del GPS y su exactitud podan ponerse en duda, de forma razonable, por lo que se necesitaba un sistema independiente para incrementar la seguridad. Bsicamente, RADius puede ser usado como control y asistencia de los sistemas de posicionamiento dinmico de un buque que se encuentre en su proximidad o de una plataforma al costado de la cual deben realizarse operaciones.

    Sensores medioambientales y equipos complementarios.

    Sistema de referencia vertical VRU: La informacin sobre el cabeceo y balance del buque han de ser en tiempo real para trasladarla desde las posiciones fijadas por la antena del GPS o el transpondedor acstico a la posicin central del buque. Este procedimiento es conocido como compensacin del movimiento por GPS o APS (Sistema de Posicionamiento Acstico) El requisito para determinar con precisin los balances y cabeceos del buque es directamente proporcional a la distancia entre la antena o transpondedor y este

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    punto central. Por ejemplo, para una antena GPS de 30 metros de altura situada en el centro del buque, si hay un balance de 0,59, se produce un error de 0,25 metros, mientras que para un sistema acstico trabajando a 1000 metros de profundidad el error puede ser de 9 metros.

    Girocomps: La funcin bsica del girocomps en un sistema de posicionamiento dinmico es su utilizacin como sistema de referencia de rumbo. Los equipos modernos son fiables cien por cien y mucho ms precisos que las brjulas magnticas que fueron utilizadas como instrumento para conocer el rumbo del buque en los comienzos de la navegacin. En el girocomps, bsicamente, se combinan la accin de dos dispositivos, que son un pndulo y un girscopo, para poder producir su alineacin con el eje de giro de la Tierra. El principio de funcionamiento se comprueba con el modelo de figura. Consiste en un eje de giro rpido, un rotor pesado que gira, una caja pendular que permite desplazar al rotor hacia arriba y abajo, y un Gimbal exterior que permite al eje girar en azimut. Para un girscopo colocado en el ecuador de la Tierra, el Gimbal se mueve con ella. Mientras tanto el eje del rotor est alineado con el eje de la Tierra, el girocomps no experimenta un par de la rotacin de la Tierra. Si se pierde el alineamiento, la secuencia se reinicia nuevamente. En un buque el sistema instalado debe ser montado con un completo set de aros (suspensin cardam) para neutralizar los movimientos de balance, cabeceo y desplazamiento de la proa del buque. Los efectos de la friccin son minimizados. Sin embargo hay que cuidar que la aceleracin horizontal del buque, no produzca un falso momento sobre el pndulo.

    Sensor de viento: combina la medida de la velocidad del viento y de la direccin con un mismo aparato, mediante un sensor remoto, el cual proporciona precisin, exactitud y continuidad monitorizada de los factores medioambientales ms hostiles. Todo sistema de posicionamiento dinmico que posee sensores de viento, dispone de una realimentacin de los valores de la direccin y fuerza del viento. Esta informacin suele utilizarse para calcular las fuerzas de viento inducidas que actan sobre el casco y estructura del buque. Los valores de estas fuerzas son incluidas en el clculo de la posicin. Un equipo estndar, est normalmente diseado para operar en un rango de temperaturas entre -309 y +70 eC, y con velocidades de viento de hasta 220 km/h. La velocidad del viento es medida utilizando un tipo de caa sellada que proporciona una serie de pulsaciones en un rango proporcional a la velocidad del viento. La direccin del viento se mide empleando un aspa de aluminio acoplada a un potencimetro de precisin. Las variaciones en la direccin del viento producen cambios de voltaje que se presentan en formato digital y analgico, y los valores son procesados por el sistema.

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    Sistemas de propulsin y gobierno Cuando consideremos el DP como un sistema completamente integrado en el barco, es necesario incluir a todos los sistemas de propulsin como parte de este sistema. Los sistemas de propulsin incluyen las hlices y los timones principales del barco, as como todos los propulsores auxiliares instalados a bordo. La mayora de los buques DP, aunque no todos, son diseados con una configuracin diesel-elctrica, por lo que la mayora de las hlices y propulsores son accionados mediante motores elctricos. En el pasado, esto significaba que las hlices y propulsores instalados fuesen de paso variable (CPP). Sin embargo, hoy en da esto no tiene por qu ser as, pues pueden instalarse hlices de paso fijo junto con motores elctricos de velocidad variable (VSDs) Un buque equipado con un equipo DP, debe poseer la adecuada capacidad de propulsin y maniobra para controlar los principales movimientos del barco en el plano horizontal; guiada, avance/retroceso y desplazamiento lateral. Se requieren al menos 3 propulsores para poder hablar de una correcta propulsin para un sistema DP, como norma general los 3 tipos de propulsores ms convencionales que podemos encontrar a bordo de buques DP son: -Hlice/timn convencional. -Propulsores de tnel y acimutales.

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    Bibliografa: - SONNENBERG, S.J. "Radar and electronic navigation". 6

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