Tubos de acero se utilizan básicamente en la construcción marina debido a razones de constructabilidad. Además de su capacidad para ser conducido con facilidad para crear cimientos profundos, también es resistente y tiene una alta inercia que contrarresta la alta presión y las cargas pesadas desde diferentes direcciones. Aparte de los pilotes de tuberías, las tuberías de acero, como los componentes estructurales, se fabrican fuera de las instalaciones, lo que facilita su instalación para formar módulos o estructuras marinas. Otros tubos de acero también son comunes y se adaptan mejor en los campos petrolíferos y la construcción naval.
Sin embargo, la exposición a un entorno altamente corrosivo ha sido durante mucho tiempo un desafío en el uso de tuberías de acero en aplicaciones marinas. Para minimizar el impacto de la corrosión, se prefieren las tuberías de acero de grado marino, como las de acero inoxidable, las tuberías de carbono revestidas de acero dúplex y las tuberías de acero galvanizado en caliente con galvanadio. El tipo específico de tubería de acero que se utilizará, por supuesto, está determinado por las necesidades del proyecto o lo que se especifica en los documentos de diseño del proyecto. Las tuberías de acero se utilizan principalmente para construir cimientos para puentes y otras estructuras marinas. Otros usos específicos se describen a continuación.
Construcción de Puentes
Las tuberías de acero tienen una mayor capacidad de carga y dureza en comparación con la mayoría de los materiales de construcción. Esto lo hace muy adecuado para la construcción de puentes, especialmente aquellos con tramos más largos. En la mayoría de los casos, las tuberías de acero se utilizan para construir cimientos. Las tuberías de acero pueden ser pilotes impulsados que sirve como la base en sí o como encapsulado o cajón que facilita el vertido de hormigón especialmente bajo el agua. Como una sección hueca con paredes fuertes, es fácil conducir tubos de acero en capas de suelo débil o en formaciones rocosas para lograr la integridad deseada de los trabajos de cimentación.
Construcción de Muelles
Al igual que en los puentes, las tuberías de acero se pueden empujar profundamente en el suelo con el fin de proporcionar un soporte adecuado para los muelles, como parte de la fundación o para ayudar a verter hormigón. La mayoría de los pilotes de tubos de acero con recubrimiento anticorrosivo se utilizan para la construcción de muelles. Esto se debe a que no sólo proporcionan una capacidad de carga considerable, sino que también ofrecen resistencia a la corrosión que permite al muelle mantener su integridad estructural y servir a su vida útil diseñada.
Construcción de Pared Combinada
Una pared combinada es una combinación de tubos de acero de gran diámetro y pilas de láminas. Sirve principalmente como muro de contención. A diferencia de las paredes secantes o de pila de láminas, las paredes combinadas proporcionan más resistencia y durabilidad, especialmente contra una fuerte presión lateral. Las tuberías de acero componen la mayor parte de la estructura de la pared. Las tuberías proporcionan resistencia a las fuerzas de vuelco, mientras que las pilas de láminas sirven como relleno entre las tuberías. Algunos de los proyectos de construcción donde se emplean muros combinados incluyen la expansión del puerto, la construcción de muros de muelles y embarcaderos, la construcción de muelles, el llenado de lagos y la construcción de estructuras de muros de contención.
Construcción de Puentes de Caballete
Caballete sirve principalmente como una estructura de apoyo durante la construcción del puente. A menudo es una estructura temporal. Cuando un caballete está destinado a servir como base, las tuberías de acero se introducen en el suelo o el fondo marino para crear una base sólida. Para permanecer en su lugar, las tuberías normalmente están reforzadas con hormigón armado.
Construcción de Estructuras de Atraque/Amarre
El llamado delfín es un grupo de pilotes de tuberías que atraviesan el lecho marino formando un trípode y se extiende por encima de la superficie del agua que funciona como punto de amarre independiente o como estructura alineada con muelles para proporcionar una superficie de atraque más amplia. También se utilizan como estructuras para sostener ayudas a la navegación y luces de baliza. Las tuberías de acero al carbono revestidas se utilizan comúnmente como pilas de delfines debido a los requisitos de resistencia a la corrosión.
Estructuras Costa Afuera
Las tuberías de acero son ampliamente utilizadas en estructuras offshore tales como helipuertos, plataformas de sistemas de almacenamiento y descarga, plataformas de plataformas petrolíferas y de alojamiento, molinos de viento y otros. Desde los pilotes hasta los elementos estructurales más pequeños, las tuberías de acero resistentes a la corrosión son útiles en estas aplicaciones debido a sus características dinámicas que tienen una respuesta positiva a las actividades ambientales severas, como los vientos fuertes, maremotos y fuertes corrientes.
Hay dos tipos de tuberías utilizadas en estructuras offshore: metálicas y no metálicas. Entre los tubos de metal son de aleación de cobre-níquel, inoxidable, galvanadio-galvanizado en caliente, y tubos de acero al carbono. Los tubos no metálicos son compuestos de plástico y FRP.
A continuación se enumera información sobre los diferentes tipos de tuberías de acero:
La tubería de aleación de cobre-níquel tiene buena resistencia a la corrosión del agua de mar, buen rendimiento hidráulico, buena resistencia al crecimiento de la vida marina y larga vida útil. Sin embargo, los tubos de aleación de cobre y níquel son costosos y tienen poca resistencia mecánica.
La tubería de acero inoxidable tiene buena resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas, pero es propensa a la corrosión por picaduras, que es fácil de producir en el medio de agua de mar causada por azufre.
Las tuberías de acero al carbono suelen ser económicas. Tienen alta ductilidad, resistencia, trabajabilidad y son seguros y duraderos. Donde el agua es salada, es probable que sufran corrosión. Las medidas de ingeniería como el recubrimiento epoxi y el galvanizado en caliente pueden resolver el problema de las tuberías de acero al carbono en el agua de mar, pero requieren un programa de mantenimiento regular y eficaz.
Las tuberías de acero galvanizado en caliente con galvanadio están recubiertas con zinc para evitar que se oxiden.
Los tubos de acero inoxidable dúplex tienen una microestructura de dos fases que consta de granos de acero inoxidable ferrítico y austenítico, de ahí el nombre dúplex. A diferencia de las tuberías de acero tradicionales que no manchan, pueden evitar la corrosión por picaduras del azufre en el agua de mar.
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Elegir el material de tubería adecuado para aplicaciones marinas es crucial. La corrosión debida a la exposición al agua de mar es una preocupación importante que debe tenerse cuidado durante la preselección de materiales. Es importante sopesar las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de tubos de acero en términos de rendimiento y viabilidad económica.
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