¿Cómo calcular la sujeción longitudinal necesaria en el transporte marítimo de un contenedor (zona C)?

Durante muchos años he visto, y veo a día de hoy, como muchos y muchas colegas cometen el mismo error a la hora de calcular la sujeción longitudinal necesaria de un contenedor transportado por vía marítima.

Lo veo en artículos, en publicaciones e incluso en libros; de modo que he considerado escribir este artículo para evitar que ese error vuelva a producirse.

El Código de prácticas OMI/OIT/CEPE-Naciones Unidas sobre la arrumazón de las unidades de transporte (Código CTU 2014) establece los siguientes coeficientes de aceleración para el transporte marítimo:

Siendo estas las zonas marítimas que se corresponden con la tabla anterior:

Para desarrollar y explicar cómo calcular esa sujeción, vamos a tomar como ejemplo la zona marítima C, donde en sentido longitudinal aparece un coeficiente Cx de 0,4 y un coeficiente Cz de 0,2.

¿Por qué en todos los modos, e incluso en el marítimo transversal, se utiliza un coeficiente Cz de 1 para calcular la sujeción y en el marítimo longitudinal es diferente?

Pues porque en todos se considera una aceleración vertical hacia abajo de 1g (la aceleración de la gravedad), mientras que en el modo marítimo se consideran unas variaciones dinámicas, que en el caso de zona C serían de ±0,8g (ver el Código CTU de 1997).

Esta imagen que uso en mis cursos os ayudará a entenderlo mejor.

Un buque en un mar con olas - en su movimiento de cabeceo - es como un carro de montaña rusa, cuando viajas en ese carro y estás en una cresta de la montaña sientes ingravidez, como si despegases del asiento, mientras que cuando llegas al valle de la montaña es todo lo contrario, notas como si estuvieses firmemente pegado al asiento.

En el buque, se estima que la aceleración vertical es 0,2g (1 - 0,8) cuando está en la cresta de la ola y de 1,8g (1 + 0,8) cuando está en el valle de la ola pegando el pantocazo.

El valor de 0,2g conlleva que la fuerza de rozamiento generada es menor que en los modos carretera y ferrocarril, y por lo tanto la demanda de sujeción es mayor que si considerásemos un valor de 1g, un error cometido por muchos calculistas.

El valor de 1,8g no se utiliza para cálculos de sujeción en el contenedor, únicamente se utiliza para cálculos de resistencia del embalaje. En el Convenio CSC de 1972 también aparece ese valor de 1,8g para los cálculos de apilamiento.

Ahora lo veremos con un caso práctico, por ejemplo, ¿Cuál es la fuerza longitudinal de bloqueo necesaria para una unidad de carga única, con base de madera sobre contenedor con suelo de madera, de masa 20000 kg?

La fórmula de aplicación es Fb = (Cx - μ . Cz) . m . g.

Donde se introduce μ para un bloqueo rígido (por ejemplo, con madera) y el 75% de μ para un bloqueo elástico (por ejemplo, con airbags).

Si suponemos un bloqueo rígido, el resultado sería:

Fb = (0,4 - 0,45 . 0,2) . 20000 . 9,81 = 60822 N = 6082,2 daN

El error que cometen muchas personas es usar un valor 1 para Cz, de modo que el bloqueo que saldría en ese caso sería negativo (si es negativo se considera un valor 0). Al ser el rozamiento de 0,45 (madera-madera) con 1g hace que la fuerza de rozamiento supere a 0,4g (inercia longitudinal). Esto es un error muy grave ⚠ , ya que conduce a un déficit se sujeción longitudinal en el cálculo marítimo.

Espero que este artículo os pueda ayudar a comprender el cálculo a aquellas personas que necesitáis hacerlo y a corregirlo a aquellas que lo están haciendo mal.