ES2277768A1 - Tanque estanco y termicamente aislado con elementos calorifugos yuxtapuestos. - Google Patents

Abstract

Tanque estanco y térmicamente aislado con elementos calorífugos yuxtapuestos. Tanque estanco y térmicamente aislado constituido por paredes de tanque fijadas a la estructura portante (1) de una obra flotante, presentando las citadas paredes de tanque, sucesivamente, en el sentido del espesor, desde el interior hacia el exterior del citado tanque, una barrera estanca primaria (8), una barrera aislante primaria (6), una barrera estanca secundaria (5) y una barrera aislante secundaria (2), estando constituida, esencialmente, al menos, una de las citadas barreras aislantes por elementos calorífugos yuxtapuestos, incluyendo cada elemento calorífugo un relleno de aislamiento térmico (76) y elementos portantes (75) que se elevan a través del espesor del citado relleno de aislamiento térmico para absorber los esfuerzos de compresión, caracterizado por el hecho de que los citados elementos portantes de un elemento calorífugo están realizados en forma de, al menos, una estructura portante (70) formada de una sola pieza que incluye, cada vez, medios de unión que unen entre sí rígidamente los citados elementos portantes.

Description

Tanque estanco y térmicamente aislado con elementos calorífugos yuxtapuestos.

La presente invención se refiere a la realización de tanques estancos y térmicamente aislados constituidos por paredes de tanque fijadas a la estructura portante de una obra flotante, adecuada para la producción, el almacenamiento, la carga, el transporte por mar y/o la descarga de líquidos fríos, como los gases licuados, especialmente con alto contenido de metano. La presente invención se refiere, también, a un buque metanero provisto de un tanque de este tipo.

El transporte por mar de gas licuado a muy baja temperatura se efectúa con una tasa de evaporación por día de navegación que se tiene interés en reducir tanto como sea posible, lo que implica que se mejore el aislamiento térmico de los tanques correspondientes.

Se ha propuesto ya un tanque estanco y térmicamente aislado constituido por paredes de tanque fijadas a la estructura portante de un buque, presentando las citadas paredes de tanque, sucesivamente, en el sentido del espesor desde el interior hacia el exterior del citado tanque, una barrera estanca primaria, una barrera aislante primaria, una barrera estanca secundaria y una barrera aislante secundaria, estando constituida, esencialmente, al menos, una de las citadas barreras aislantes por elementos calorífugos yuxtapuestos, incluyendo cada elemento calorífugo un relleno de aislamiento térmico dispuesto en forma de una capa paralela a la citada pared de tanque y elementos portantes que se elevan a través del espesor del citado relleno de aislamiento térmico para absorber los esfuerzos de compresión.

Por ejemplo, en el documento FR-A-2527544, estas barreras aislantes están constituidas por cajones paralelepipédicos cerrados de contrachapado llenos de perlita. El cajón comprende interiormente tirantes portantes paralelos interpuestos entre un panel de tapa y un panel de fondo para resistir la presión hidrostática ejercida por el líquido contenido en el tanque. Tirantes no portantes de espuma plástica están colocados entre los tirantes portantes para asegurar su posicionamiento relativo. La fabricación de un cajón de este tipo, incluyendo el ensamblaje de las paredes exteriores de planchas de contrachapado y la colocación de los tirantes, exige numerosas operaciones de ensamblaje, especialmente de grapado. Además, la utilización de un material pulverulento, tal como la perlita, complica la fabricación de los cajones, porque el material pulverulento levanta polvo. Así, para tener una buena estanqueidad del cajón frente al polvo, es necesario utilizar madera de contrachapado de alta calidad, por tanto cara, es decir una madera contrachapada que no contenga nudos. Además, es necesario apisonar el material pulverulento con una presión determinada en el cajón, y es necesario hacer circular nitrógeno en cada cajón para evacuar todo el aire presente, por razones de seguridad. Todas estas operaciones complican la fabricación y aumentan el coste de los cajones. Por otra parte, si se aumenta el espesor de los cajones aislantes de una barrera aislante, aumenta considerablemente el riesgo de pandeo de las paredes de los cajones y de los tirantes portantes. Si se quiere aumentar la resistencia al pandeo de los cajones y de sus tirantes portantes internos, hay que aumentar la sección de los citados tirantes, lo que aumenta otro tanto los puentes térmicos establecidos entre el gas licuado y la estructura portante del buque. Además, si se aumenta el espesor de los cajones, se constata que en el interior de los cajones se producen corrientes de convección gaseosa muy desfavorables para la obtención de un buen aislamiento
térmico.

En el documento FR-A-2798902, se han descrito otros cajones térmicamente aislantes destinados a ser utilizados en un tanque de este tipo. Su procedimiento de fabricación consiste en apilar alternativamente una pluralidad de capas de espuma de baja densidad y una pluralidad de placas de madera contrachapada, con interposición de pegamento entre cada capa de espuma y cada placa, hasta que la altura del citado apilamiento corresponda a la longitud de los citados cajones, en cortar en rodajas el citado apilamiento en el sentido de la altura a intervalos regulares correspondientes al espesor de un cajón, y en pegar a una y otra parte de cada rodaja de apilamiento así recortada, un panel de fondo y un panel superior de madera contrachapada, extendiéndose los citados paneles perpendicularmente a las citadas placas cortadas que sirven de tirantes. Aunque se obtiene, así, un buen compromiso en términos de resistencia al pandeo y de aislamiento térmico, hay que constatar que este procedimiento de fabricación exige, igualmente, numerosas etapas de ensamblaje.

El documento US-4 416 715-A describe un panel aislante rígido compuesto por una hoja plegada y una envuelta. La envuelta es rellenada de material aislante granular. La hoja plegada constituye la armadura que rigidiza la envuelta. La hoja plegada, de una sola pieza, que sirve de armadura para la envuelta, se realiza plegando una hoja de papel o de cartón. La hoja plegada, tomada aisladamente, no presenta rigidez a nivel de los pliegues formados, que constituyen otras tantas articulaciones flexibles entre las caras. Por esta razón, durante la transferencia de la hoja entre dos puestos de montaje, la hoja plegada es mantenida en forma por proyecciones y dedos.

La invención tiene por objeto proponer un tanque de este tipo, mejorando, al menos, una de las características entre el precio de coste del tanque, la resistencia a la presión de las paredes, y el aislamiento térmico de las paredes, sin perjudicar a las otras características. Otro objeto de la invención es proponer un tanque de este tipo cuyos elementos calorífugos sean más fáciles de fabricar sin perjudicar la resistencia a la presión de las paredes y el aislamiento térmico de las paredes y, si es posible, mejorando estas características.

Para esto, la invención tiene por objeto un tanque estanco y térmicamente aislado que comprende, al menos, una pared de tanque fijada al casco de una obra flotante, presentando la citada pared de tanque, sucesivamente, en el sentido del espesor, desde el interior hacia el exterior del citado tanque, una barrera estanca primaria, una barrera aislante primaria, una barrera estanca secundaria y una barrera aislante secundaria, estando constituida, esencialmente, al menos, una de las citadas barreras aislantes, por elementos calorífugos yuxtapuestos, incluyendo cada elemento calorífugo un relleno de aislamiento térmico dispuesto en forma de una capa paralela a la citada pared de tanque y elementos portantes que se elevan a través del espesor del citado relleno de aislamiento térmico para absorber los esfuerzos de compresión, caracterizado por el hecho de que los citados elementos portantes de un elemento calorífugo están realizados en forma de, al menos, una estructura portante formada en una sola pieza que incluye, cada vez, medios de unión que unen entre sí rígidamente los citados elementos portantes y, al menos, una porción de altura de los citados elementos portantes.

Una estructura portante de este tipo formada en una sola pieza reúne propiedades mecánicas muy ventajosas, a la vez, en términos de rigidez y de resistencia al pandeo en la dirección del espesor de los elementos huecos, de facilidad de conformado, de aislamiento térmico y de precio de coste. En efecto, para una geometría dada de los elementos portantes, su resistencia al pandeo resulta aumentada por las uniones integrales rígidas, con respecto a elementos portantes separados. Además, la fabricación de las uniones entre los elementos portantes y elementos portantes, es decir, al menos, una porción de su altura, en forma de una sola pieza permite ahorrar ciertas operaciones de ensamblaje, permite la obtención de una estructura portante relativamente rígida sin aumentar excesivamente la sección de los elementos portantes y/o su espesor y, por tanto, los puentes térmicos, y simplifica la colocación del relleno de aislamiento térmico dentro del elemento calorífugo.

De acuerdo con un modo de realización preferido de los medios de unión, los citados medios de unión de una estructura portante comprenden un panel que se extiende paralelamente a la citada pared de tanque en un lado del citado elemento calorífugo, sobresaliendo los citados elementos portantes con respecto a una cara interior del citado panel. En otras palabras, en este caso, la estructura portante comprende un panel de fondo o un panel de tapa del elemento calorífugo. Por convenio, se denomina tapa un panel situado en el lado del elemento calorífugo vuelto hacia el interior del tanque y se denomina fondo un panel situado en el lado del elemento calorífugo vuelto hacia la estructura portante. La estructura portante así formada puede incluir, también, a la vez, un panel de fondo y un panel de tapa.

De acuerdo con un modo de realización ventajoso de la estructura portante, al menos, una citada estructura portante de un elemento calorífugo presenta la forma de un perfil hueco que tiene una sección constante según la dirección longitudinal.

Por ejemplo, tales estructuras portantes pueden obtenerse por extrusión o pultrusión de cualquier material adecuado. Tales perfiles de sección constante pueden obtenerse, especialmente, por medio de una hilera de extrusión continua, a cuya salida se corta el elemento hueco a la longitud deseada, de modo que la dimensión de los elementos calorífugos correspondientes puede modificarse fácilmente. Pueden realizarse numerosas formas de sección del perfil.

Los elementos portantes pueden tener una forma cualquiera. De acuerdo con un modo de realización ventajoso de los elementos portantes, los citados elementos portantes de una estructura portante incluyen, al menos, dos tabiques longitudinales dispuestos a distancia uno del otro para definir entre ellos, al menos, un alvéolo de sección constante apto para recibir el relleno de aislamiento térmico. Tales tabiques sirven, tanto de tirantes portantes para soportar la presión que se ejerce sobre los elementos calorífugos, como de separaciones entre los alvéolos. Estos alvéolos, que pueden ser en número de uno, dos, tres o más por elemento calorífugo, permiten una inserción fácil del relleno de aislamiento, especialmente, a través de un extremo en el caso de un perfil.

Ventajosamente, los citados tabiques longitudinales incluyen, al menos, un tabique sensiblemente perpendicular a la citada pared de tanque. Una estructura de este tipo mejora la repartición de las tensiones en los tabiques longitudinales.

Los alvéolos longitudinales pueden presentar, entonces, una sección sensiblemente rectangular o cuadrada.

Preferentemente, los citados tabiques longitudinales incluyen, al menos, un tabique inclinado con respecto a la citada pared de tanque, teniendo, ventajosamente, al menos, dos tabiques inclinaciones en sentidos opuestos uno respecto del otro. Tales tabiques inclinados permiten absorber, tanto los esfuerzos de cizallamiento, como los esfuerzos de pandeo y de retorcimiento. Así, pueden preverse alvéolos con otras formas de sección, por ejemplo trapezoidales o triangulares.

Ventajosamente, los citados medios de unión de una estructura portante incluyen, al menos, una pared de unión que une los citados tabiques longitudinales en toda su longitud, presentado los citados tabiques longitudinales un engrosamiento a nivel de sus zonas de unión con, al menos, una citada pared de unión. Una pared de unión de este tipo puede ser paralela o inclinada con respecto a la pared de tanque. Puede tratarse, especialmente, de un panel de fondo y/o de un panel de tapa. Un engrosamiento de este tipo mejora la solidez y la rigidez de la zona de unión correspondiente.

De acuerdo con un modo de realización particular de los tabiques longitudinales, el elemento calorífugo comprende un panel de fondo y un panel de tapa y, al menos, uno de los tabiques longitudinales más exteriores según una dirección longitudinal lateral del elemento calorífugo está a distancia del borde lateral correspondiente de, al menos, uno de los citados paneles de fondo y de tapa para delimitar un alvéolo terminal que presenta un lado lateral abierto. Un alvéolo terminal de este tipo, que puede estar previsto en uno o en los dos lados de los elementos calorífugos, crea un espacio entre los tabiques longitudinales más exteriores de dos elementos calorífugos adyacentes. Este espacio permite la inserción de un relleno de aislamiento para asegurar la continuidad de la barrera aislante a nivel de las interfaces entre elementos calorífugos yuxtapuestos.

De acuerdo con otro modo de realización de los elementos portantes, los elementos portantes de, al menos, una citada estructura portante incluyen pilares de sección transversal pequeña con respecto a las dimensiones del elemento calorífugo en un plano paralelo a la citada pared de tanque.

Tales pilares de sección pequeña presentan la ventaja de poder ser repartidos en el elemento calorífugo en función de las necesidades locales. Adaptando el número y la distribución de los pilares portantes, la resistencia del elemento calorífugo a la compresión puede hacerse, especialmente, más uniforme que con los tirantes de la técnica anterior. Es posible, también, evitar un hundimiento localizado o un pinzamiento de un panel de tapa. Tales pilares pueden tener una sección hueca o maciza y para la cual son posibles numerosas formas. En particular, pilares huecos de sección transversal cerrada permiten obtener una excelente resistencia al pandeo, minimizando al mismo tiempo la sección eficaz de conducción térmica.

De acuerdo con otro modo de realización de los medios de unión, los citados medios de unión comprenden brazos que se extienden entre los citados elementos portantes. Ventajosamente, los citados brazos se extienden paralelamente a la citada pared de tanque a lo largo de, al menos, un lado del citado relleno de aislamiento. Los brazos, así colocados, ofrecen una superficie suplementaria, que se añade a la superficie de los elementos portantes, para la fijación de un eventual panel de fondo y/o de tapa formado independientemente de la estructura portante.

De acuerdo con un modo de realización particular de la estructura portante, al menos, una citada estructura portante presenta la forma de una caja con paredes periféricas que sobresalen por todo alrededor de la cara interior del citado panel. Una concepción de este tipo permite la colocación de un relleno de aislamiento en forma de material granular. Sin embargo, en función de la constitución del relleno de aislamiento, pueden utilizarse, también, elementos calorífugos desprovistos de paredes periféricas.

Los elementos calorífugos pueden ser abiertos o cerrados. Ventajosamente, la presencia de un panel de tapa asegura un soporte uniforme de la barrera estanca adyacente. Sin embargo, un panel de este tipo no es obligatorio porque este soporte puede ser proporcionado, también, de manera suficiente, por los propios elementos portantes. Ventajosamente, la presencia de un panel de fondo asegura una transmisión bien repartida de los esfuerzos de compresión desde la barrera aislante primaria hacia la barrera aislante secundaria o desde la barrera aislante secundaria hacia el casco. Sin embargo, un panel de este tipo no es obligatorio porque esta transmisión puede asegurarse, también, de manera suficiente, por los propios elementos portantes. Tales paneles pueden estar formados de varias maneras. Así, como se ha mencionado, una posibilidad es formar una estructura portante que integre en una sola pieza un panel con los elementos portantes.

En este caso, de acuerdo con un modo de realización particular del elemento calorífugo, éste comprende un segundo panel formado independientemente de la citada estructura portante y que está fijado al extremo de los citados elementos portantes opuesto al primer panel que forma los citados medios de unión.

Cualquier medio de fijación puede utilizarse para este fin. Ventajosamente, la cara interior del segundo panel presenta vaciados dispuestos de manera que cooperan por encastramiento con los elementos portantes.

Preferentemente, en este caso, el segundo panel presenta un coeficiente de dilatación térmica diferente que los citados elementos portantes de manera que, durante la puesta en frío del tanque, se realiza un apriete entre el citado segundo panel y los citados elementos portantes encastrados en éste.

De acuerdo con un modo de realización del elemento calorífugo, éste presenta dos estructuras portantes dispuestas de manera que sus paneles respectivos presentan las citadas caras interiores vueltas una hacia la otra, estando los elementos portantes en saliente en las citadas caras interiores ensamblados dos a dos a nivel de sus extremos situados en el lado opuesto de los citados paneles, para formar, cada vez, un elemento portante del citado elemento calorífugo. En otras palabras, en este caso, los elementos portantes de cada una de las dos estructuras portantes son puestos extremo con extremo para formar, cada vez, un elemento portante que tiene dos partes que se extienden, respectivamente, a través de una porción del espesor del elemento calorífugo. Pueden utilizarse, especialmente, dos estructuras portantes completamente simétricas.

Ventajosamente, una pieza de aislamiento que presenta una conductividad térmica inferior que los citados elementos portantes está interpuesta, cada vez, entre los dos elementos portantes ensamblados. Esto permite mejorar el aislamiento térmico proporcionado por el elemento calorífugo.

El ensamblaje de las dos estructuras portantes puede realizarse por cualquier otro medio. Preferentemente, los elementos portantes de las dos estructuras portantes son ensamblados dos a dos, cada vez, por una pieza de unión que presenta un coeficiente de dilatación térmica diferente que los citados elementos portantes de manera que, durante la puesta en frío del tanque, se realiza un apriete entre la citada pieza de unión y los citados elementos portantes. En variante o en combinación, la pieza de unión puede ser, también, encastrada, pegada, enclavada, etc.

Preferentemente, la estructura o las estructuras portantes de un elemento calorífugo se fabrican por un procedimiento de moldeo, extrusión, pultrusión, termoconformado, soplado, inyección o rotomoldeo. Las estructuras portantes pueden fabricarse de cualquier material adecuado para los procedimientos antes citados, especialmente, los materiales plásticos tales como PC, PBT, PA, PVC, PE, PS, PU y otras resinas. Ventajosamente, las estructuras portantes se realizan de material compuesto. La utilización de este tipo de materiales reúne las condiciones necesarias para la obtención de elementos portantes con un espesor de pared más pequeño que con madera contrachapada, ofreciendo al mismo tiempo una conductividad térmica mejor o del mismo orden de magnitud y un coeficiente de dilatación más pequeño. Por ejemplo, las citadas estructuras portantes pueden realizarse de material compuesto a base de resina polímera, por ejemplo resina de poliéster u otra. En el sentido de la invención, los materiales compuestos a base de resina polímera incluyen polímeros o mezclas de polímeros con todo tipo de cargas, aditivos, armaduras o fibras, por ejemplo fibras de vidrio u otras, que permitan obtener una rigidez y una resistencia a la rotura suficiente y otras propiedades. Para disminuir la densidad del material y/o mejorar sus propiedades térmicas, especialmente disminuyendo su conductividad térmica y/o su coeficiente de dilatación, pueden emplearse aditivos. Igualmente, puede utilizarse un material compuesto que incluya una gran proporción de serrín de madera con un aglomerante sintético. En ciertos modos de realización, la estructura portante puede ser, también, de madera laminada o contrachapada moldeada por compresión en caliente.

De acuerdo con un modo de realización particular, al menos, una citada barrera aislante constituida por los citados elementos calorífugos está recubierta, cada vez, por una de las citadas barreras estancas que está formada por hiladas de tablas metálicas de chapa delgada de bajo coeficiente de dilatación cuyos bordes están levantados hacia el exterior de los citados elementos calorífugos, presentando los citados elementos calorífugos paneles de tapa que llevan ranuras paralelas, espaciadas en la anchura de una hilada de tablas, en las cuales son retenidos soportes de soldadura de manera deslizante, presentando cada soporte de soldadura un ala continua que sobresale de la cara exterior del panel de tapa y a cuyas dos caras se sueldan de manera estanca los bordes levantados de dos hiladas de tablas adyacentes. Los soportes de soldadura deslizantes forman juntas deslizantes que permiten a las diferentes barreras desplazarse una respecto de otra bajo el efecto de las diferencias de contracción térmica y de los movimientos del líquido contenido en el tanque.

Ventajosamente, las citadas ranuras paralelas están dispuestas en nervios longitudinales en saliente en los citados paneles de tapa. Este modo de realización permite reducir el espesor de los paneles de tapa entre los nervios. Ventajosamente, entre los citados nervios longitudinales de los citados paneles de tapa está prevista una capa de espuma aislante para sostener la barrera de estanqueidad que recubre los elementos huecos.

Ventajosamente, órganos de retención secundarios solidarios de la estructura portante del buque fijan los elementos calorífugos que constituyen la barrera aislante secundaria contra la citada estructura portante y órganos de retención primarios unidos a los citados soportes de soldadura de la barrera estanca secundaria retienen la citada barrera aislante primaria contra la barrera estanca secundaria, reteniendo los citados soportes de soldadura la citada barrera estanca secundaria contra los paneles de tapa de los elementos calorífugos de la barrera aislante secundaria. Se realiza, así, un anclaje de la barrera aislante primaria en la barrera aislante secundaria sin perjudicar la continuidad de la barrera estanca secundaria interpuesta entre ellas.

De acuerdo con un modo de realización preferente, el citado relleno de aislamiento térmico comprende espuma rígida o flexible, reforzada o no, de baja densidad, es decir, inferior a 60 kg/m^{3}, por ejemplo del orden de 40 kg/m^{3} a 50 kg/m^{3}, lo que representa muy buenas propiedades térmicas. Se puede utilizar, así, un material de porosidad de orden de magnitud nanométrico de tipo aerogel. Un material de tipo aerogel es un material sólido de baja densidad que tiene una estructura extremadamente fina y muy porosa, que puede llegar hasta un 99%. El tamaño de los poros de estos materiales se extiende típicamente entre 10 y 20 nanómetros. La estructura nanométrica de estos materiales limita de modo importante el recorrido libre medio de las moléculas de gas y, por tanto, el transporte convectivo de calor y de masa. Los aerogeles son, pues, muy buenos aislantes térmicos, con una conductividad térmica, por ejemplo, inferior a 20.10^{-3} W.m^{-1}.K^{-1}, preferentemente inferior a 16.10^{-3}W.m 1.K^{-1}. Estos ofrecen, típicamente, una conductividad térmica 2 a 4 veces inferior a la de otros aislantes clásicos como las espumas. Los aerogeles pueden ser envasados en diferentes formas, por ejemplo, en forma pulverulenta, de bolas, de fibras no tejidas, de tejido, etc. Las excelentes propiedades aislantes de estos materiales permiten reducir el espesor de las barreras aislantes en las cuales se utilizan, lo que implica una ganancia de volumen útil en el tanque.

La invención proporciona, también, una obra flotante, en particular un buque metanero, caracterizada por el hecho de que comprende un tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la invención anterior. Un tanque de este tipo puede emplearse, especialmente, en una instalación flotante de producción y almacenamiento (conocida por el acrónimo inglés FPSO), que sirve para almacenar el gas licuado con miras a su exportación desde el centro de producción, o en una unidad flotante de almacenamiento y regasificación (conocida con el acrónimo inglés FSRU), que sirve para descargar un buque metanero con miras a la alimentación de una red de transporte de gas.

La invención se comprenderá mejor, y otros objetos, detalles, características y ventajas de ésta, se pondrán de manifiesto de modo más claro en el transcurso de la descripción que sigue de un modo de realización particular de la invención, dado únicamente a título ilustrativo y no limitativo, refiriéndose a los dibujos anejos. En estos dibujos:

- La figura 1 es una vista en perspectiva descortezada de una pared de tanque de acuerdo con un modo de realización general útil para la comprensión de la invención,

- Las figuras 2 y 3 representan un órgano de retención primario de la pared de tanque de la figura 1, visto según dos direcciones perpendiculares,

- La figura 4 es una vista en corte transversal de una pared de tanque de acuerdo con un modo de realización de la invención,

- La figura 5 es una vista parcial en perspectiva de un cajón aislante de la pared de tanque representada en la figura 4,

- La figura 6 es una vista agrandada de la zona XV de la figura 4,

- La figura 7 es una vista en perspectiva descortezada de una zona de pared de tanque de acuerdo con otro modo de realización de la invención,

- Las figuras 8 a 10 representan la sección transversal de otros modos de realización de un elemento calorífugo con una estructura portante en forma de perfil hueco,

- La figura 11 representa en perspectiva una estructura portante moldeada en una sola pieza,

- La figura 11A es una vista parcial en corte que representa una variante de la estructura portante de la figura 11,

- La figura 12 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de dos tipos de elementos calorífugos realizados con la ayuda de la estructura portante de la figura 11,

- La figura 13 es una vista parcial en corte que representa el ensamblaje de un elemento calorífugo de la figura 12,

- Las figuras 14 y 15 son vistas análogas a la figura 11 que representan otras variantes de la estructura portante,

- La figura 16 es una vista parcial en corte de un elemento calorífugo de acuerdo con otro modo de realización de la invención,

- La figura 17 es una vista desde arriba de la estructura portante del elemento calorífugo de la figura 16,

- Las figuras 18 a 21 representan otros modos de realización de elementos portantes en forma de pilares, vistos en sección transversal,

- Las figuras 22 y 23 representan, en vista desde arriba y en corte según la línea XXIII-XXIII, una estructura portante de elemento calorífugo de acuerdo con otro modo de realización,

- La figura 24 representa en perspectiva una estructura portante termoconformada de una sola pieza,

- La figura 25 es una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de un elemento calorífugo de acuerdo con otro modo de realización, estando omitido el relleno de aislamiento.

Se van a describir a continuación varios modos de realización de un tanque estanco y térmicamente aislado integrado y anclado en el casco doble de una obra de tipo FPSO o FSRU o de un buque de tipo metanero. La estructura general de un tanque de este tipo es en sí bien conocida y presenta una forma poliédrica. La descripción, por tanto, se limitará solamente a una zona de pared del tanque, entendiéndose que todas las paredes del tanque presentan una estructura similar.

Refiriéndose a las figuras 1 a 3, se describe ahora un modo de realización general útil para la comprensión de la invención. En la figura 1, se ve una zona del casco doble del buque designada por la cifra 1. La pared de tanque está compuesta, sucesivamente, en su espesor, de una barrera aislante secundaria 2 que está formada por cajones 3 yuxtapuestos en el casco doble 1 y anclados a éste por órganos de retención secundarios 4; una barrera estanca secundaria 5 soportada por los cajones 3; una barrera aislante primaria 6 formada por cajones 7 yuxtapuestos y anclados a la barrera estanca secundaria 5 por órganos de retención primarios 48 y, finalmente, por una barrera estanca primaria 8 soportada por los cajones 7.

Los cajones 3 y 7 son elementos calorífugos paralelepipédicos que tienen una estructura idéntica o diferente uno de otro y dimensiones iguales o diferentes.

Organos de retención secundarios 4 están fijados a pernos 31 soldados al casco doble 1 según una parrilla rectangular regular de manera que estos órganos de retención 4 aseguran, cada vez, la retención de cuatro cajones 3 cuyas esquinas se juntan. Están previstos, igualmente, dos órganos de retención secundarios 4 en la zona central de cada cajón 3.

La barrera estanca secundaria 5 está realizada de acuerdo con la técnica conocida en forma de una membrana constituida por hiladas de tablas de Invar 40 de bordes levantados. Como se ve mejor en la figura 3, los paneles de tapa 11 de los cajones 3 presentan ranuras longitudinales, con sección en forma de T invertida, designadas por la cifra 41. Un soporte de soldadura 42, en forma de una banda de Invar plegada en forma de L, está insertado de manera deslizante en cada ranura 41. Cada hilada de tablas 40 se extiende entre dos soportes de soldadura 42 y presenta dos bordes levantados 43 soldados, cada vez, de manera continua, por un cordón de soldadura 44 al soporte de soldadura 42 correspondiente, como se ve en las figuras 2 y 3.

Asimismo, el anclaje de los cajones 7 de la barrera aislante primaria está realizado, cada vez, en las cuatro esquinas y en dos puntos en la zona central del cajón 7. Para esto, se utiliza, cada vez, un órgano de retención primario 48 que está representado en detalle en las figuras 2 y 3. El órgano de retención primario 48 presenta un casquillo inferior 49 solidario de una pata 50 soldada en varios puntos 51, por ejemplo tres, a un soporte de soldadura 42 por encima de los bordes levantados 43 de las hiladas de tablas 40. Un vástago 52 hecho de Permali, un material compuesto a base de madera de haya impregnada de resina, presenta un extremo inferior fijado al casquillo inferior 49 y un extremo superior fijado a un casquillo 54 solidario de una arandela de apoyo 53 que se apoya en los paneles de tapa 11 de los cajones 7 alojándose en los rectificados 28 a nivel de las esquinas de los cajones 7 y a nivel de las chimeneas centrales 30. El casquillo 54 está fileteado y se atornilla a un extremo fileteado correspondiente del vástago 52. Cuando la arandela 53 ha sido, así, colocada, se introducen tornillos de bloqueo 56 a través de las perforaciones 55 practicadas en la arandela 53 y se atornillan en el panel 11 para impedir, así, cualquier rotación posterior de la arandela 53. En cada barrera aislante, los cajones 3 y 7 están yuxtapuestos con un pequeño espacio intercalar del orden de 5 mm.

Ventajosamente, como relleno de aislamiento en los cajones 3 y/o 7, se incluye una capa de materiales nanoporosos de tipo aerogel, que son muy buenos aislantes térmicos. Los aerogeles presentan, también, la ventaja de ser hidrófobos, de modo que se evita, así, absorber la humedad del buque en las barreras aislantes. Una capa de aislamiento puede realizarse con aerogeles, eventualmente ensacados, en forma textil o en forma de bolas.

De manera general, los aerogeles pueden estar hechos a partir de varios materiales que comprendan sílice, aluminio, carburo de hafnio, así como variedades de polímeros. Además, de acuerdo con el procedimiento de fabricación, los aerogeles pueden producirse en forma pulverulenta, de bolas, de hoja monolítica y de tejido flexible reforzado. Los aerogeles se fabrican, generalmente, extrayendo o desplazando el líquido de un gel de estructura micrónica. El gel se fabrica, típicamente, por transformación y reacción química de uno o varios precursores diluidos. Esto tiene como consecuencia una estructura de gel en la que está presente un disolvente. Para desplazar el disolvente del gel se emplean, generalmente, fluidos hipercríticos tales como el CO_{2} o el alcohol. Las propiedades de los aerogeles pueden modificarse por diversos dopantes y agentes de refuerzo.

La utilización de aerogeles como rellenos de aislamiento permite reducir notablemente el espesor de las barreras aislantes primaria y secundaria. Pueden concebirse, por ejemplo, barreras 2 y 6 de un espesor de 200 mm y 100 mm respectivamente, utilizando un colchón de aerogel en forma textil en los cajones 3 y 7. La pared de tanque presenta, entonces, un espesor total de 310 mm. En variante, puede concebirse una pared de tanque que tenga 400 mm de espesor total utilizando, cada vez, una capa de partículas de aerogel, especialmente bolas de aerogel, en los cajones 3 y 7.

Refiriéndose a las figuras 4 y 5, va a describirse ahora un primer modo de realización de un tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la invención. En el primer modo de realización, las barreras aislantes primaria y segundaria están formadas por cajones perfilados monobloques 70 rellenos de un material aislante, en lugar de los cajones 3 y 7 antes citados. Un cajón 70 de este tipo está representado en perspectiva en la figura 5. Éste se obtiene por extrusión de un material compuesto a base de una resina polímera y fibras, por ejemplo un poliéster o una resina epoxídica reforzada con fibras de vidrio o de carbono. Para esto, el material puede trabajarse de la manera siguiente: en primer lugar, se impregnan las fibras de resina en un baño estático o a presión. Éstas pasan a continuación a una hilera que tiene la función de dar la geometría del perfil correspondiente. La polimerización tiene lugar simultáneamente. El producto obtenido es continuo y es recortado a las dimensiones adecuadas. Se trata, por tanto, de una fabricación en línea continua, en la cual se encuentran, de un extremo al otro, las fibras y la resina, la hilera y el producto acabado que hay que cortar a las dimensiones.

El cajón 70 se presenta en forma de un perfil de sección constante con un panel de fondo 71 y un panel de tapa 72 paralelos, rectangulares y, entre estos paneles, tabiques longitudinales 75 que delimitan una pluralidad de alvéolos longitudinales 73 de sección globalmente rectangular, así como dos alvéolos terminales 74 a nivel de dos bordes laterales del cajón 70. Los tabiques longitudinales 75 se engrosan a nivel de las zonas terminales 68 conectadas al panel de fondo 71 y al panel de tapa 72. Los alvéolos 73 y 74 sirven para recibir un relleno aislante 76, por ejemplo espuma fenólica, espuma de poliuretano de baja densidad, eventualmente reforzada con fibras, y/o una o varias capas de material de aislamiento a base de aerogel.

En el ejemplo representado en la figura 5, el espesor del panel de fondo 71 es 6 mm, el espesor del panel de tapa 72 es 9 mm y el espesor de los tabiques longitudinales 75 es, cada vez, 6 mm. El número de tabiques longitudinales 75 es un ejemplo puramente ilustrativo y puede modificarse a voluntad.

El panel de fondo 71 presenta, a nivel de dos alvéolos 73, entalladuras longitudinales 77 que atraviesan, cada vez, todo el espesor y toda la longitud del panel 71. Estas entalladuras 77 sirven para el paso de los órganos de retención de los cajones 70. En la vertical de las dos entalladuras 77, el panel de tapa 72 presenta dos ranuras longitudinales 78 de sección en forma de T invertida. Las ranuras 78 tienen la misma función que las ranuras 41 del primer modo de realización. Un soporte de soldadura 42, en forma de una banda de Invar plegada en forma de L, está insertado de manera deslizante en cada ranura 78.

Los cajones 70 de la barrera aislante secundaria 2 y de la barrera aislante primaria 6 están, cada vez, anclados en cuatro puntos. Para esto, el panel de tapa 72 presenta dos perforaciones 80 rodeadas, cada vez, por un rectificado 81 y dispuestas igualmente en la vertical de las dos entalladuras del panel de fondo 71.

Refiriéndose a las figuras 4 y 6, se describe ahora la realización de la pared de tanque de acuerdo con el primer modo de realización. Los cajones 70 que forman la barrera aislante secundaria 2 están anclados al casco doble 1, cada vez, por cuatro pernos 82 soldados al casco doble 1 y dispuestos frente a las perforaciones 80, en las cuales se introduce, cada vez, una arandela 83 que se apoya en el panel de fondo 71 y una tuerca 84. Como la geometría del casco doble 1 es imperfecta, se prevén calas de espesor alrededor de los pernos fileteados 82. El espesor de cada cala de espesor se calcula por informática a partir de un levantamiento topográfico de la superficie interna del casco doble 1. Así, se posicionan los paneles de fondo 71 a lo largo de una superficie teórica regular. Entre los paneles de fondo 71 y el casco doble 1, se prevén, de manera clásica, barras redondas de resina polimerizable, no representadas, que son pegadas a los paneles de fondo 71 y se aplastan contra el casco doble durante la colocación de los cajones 70 de manera que aseguran un soporte de estos. Para evitar que esta resina se adhiera al casco doble, está prevista entre estos una hoja de papel kraft, no representada.

Se dispone de una chimenea cilíndrica 85 en el relleno aislante 76 para poder efectuar estas operaciones desde la parte superior del cajón 70, chimenea que puede llenarse después con el material aislante.

En variante, la arandela 83 puede estar dispuesta, también, de manera que se apoye en el panel de tapa 72 en lugar del panel de fondo 71. Para esto, la arandela 83 se fija a la parte superior de un órgano de acoplamiento alargado (por ejemplo, similar a los órganos 48) que se inserta a través de la chimenea 85 y cuya base se fija al perno 82, por ejemplo, por medio de un casquillo fileteado.

Las barreras estancas 5 y 8 están realizadas, como en el modo de realización general, por las hiladas de tablas de Invar 40 soldadas a soportes de soldadura 42 alojados en las ranuras 78 de los cajones 70. Los soportes de soldadura 42 de la barrera estanca secundaria se introducen a través de las entalladuras longitudinales 77 de los cajones 70 que forman la barrera aislante primaria 6. El anclaje de los cajones 70 que forman la barrera aislante primaria 6 se realiza con la ayuda de órganos de retención primarios 48 idénticos a los descritos en el modo de realización general. Cada vez, la arandela de apoyo 53 se aloja en el fondo de un rectificado 81.

En las dos barreras aislantes, los cajones 70 están yuxtapuestos borde con borde con una holgura mínima que permita absorber los errores de alineación.

La previsión de las perforaciones 80 en la vertical de las entalladuras 77 asegura que los órganos de retención 48 trabajen bien en el sentido axial cuando estos están unidos a los soportes de soldadura 42 subyacentes. Esto permite, también, utilizar cajones estrictamente idénticos para hacer las dos barreras aislantes, lo que simplifica su fabricación. Sin embargo, en los cajones de la barrera aislante secundaria, las entalladuras 77 podrían reemplazarse por perforaciones cilíndricas.

Las perforaciones 80 podrían estar desplazadas, también, con respecto a las ranuras 78 en cada una de las barreras aislantes.

Refiriéndose a la figura 7, se describe ahora una pared de tanque cuyas barreras aislantes primaria y secundaria, 6, respectivamente 2, están formadas por cajones 170a, respectivamente 170b, de acuerdo con otro modo de realización.

En los cajones 170a y 170b, los elementos idénticos o análogos a los del cajón 70 llevan la misma cifra de referencia aumentada en 100 y estos solamente se describen en la medida en que sean diferentes. En la figura 7 están representados cuatro cajones en posición de servicio.

Una característica importante de los cajones 170a y 170b es presentar tabiques longitudinales oblicuos 192 y 193, es decir, no perpendiculares a los paneles de fondo 171 y de tapa 172. En el ejemplo representado, cada cajón comprende un tabique 192 inclinado, aproximadamente, 30º a 50º en un sentido y un tabique 193 inclinado, aproximadamente, 30º a 50º en sentido opuesto. Estos tabiques están previstos, cada vez, en un alvéolo longitudinal 173 próximo a un alvéolo terminal 174, de manera que le divide en dos alvéolos de sección triangular. Sin embargo, son posibles otras configuraciones en cuanto al número, a la posición y a la inclinación de los tabiques inclinados. Tales tabiques permiten absorber, a la vez, los esfuerzos de cizallamiento y los esfuerzos de pandeo y de retorcimiento aplicados al cajón.

En los cajones 170a y 170b, las ranuras 178 destinadas a recibir los soportes de soldadura 42 se extienden en el sentido de la anchura, es decir, perpendicularmente a los tabiques longitudinales 175. El panel de fondo 171 de los cajones 170a y 170b no presenta, pues, entalladuras longitudinales.

En el cajón 170a, entalladuras 177 para el paso de los soportes de soldadura 42 atraviesan toda la anchura del cajón cortando los tabiques longitudinales 175. Además, estas entalladuras 177 están desplazadas con respecto a las ranuras 178. Así, los órganos de acoplamiento 48 que retienen la barrera 6 se apoyan en el panel de tapa 172 a nivel del rectificado 181 rodeando las perforaciones 180 que están desplazadas con respecto a las ranuras 178. En la figura 7, se ha previsto disponer a intervalos regulares nueve órganos de acoplamiento 48 por cajón 170a. Sin embargo, pueden ser suficientes más o menos de nueve puntos de anclaje por cajón 170a y 170b, por ejemplo cuatro o seis, según el tamaño del cajón.

Los cajones 170b que forman la barrera aislante secundaria 2 están anclados al casco doble 1, cada vez, por cuatro pernos 82 soldados al casco doble 1 y que se introducen, cada vez, en una perforación correspondiente del panel de fondo 171. En la vertical de estas perforaciones (no representadas) se prevé un paso cilíndrico que comprende agujeros 191 a través de los tabiques oblicuos 192 o 193 y agujeros 190 a través del panel de tapa 172. Estos agujeros permiten hacer pasar una llave de tubo para apretar la tuerca 84. Alternativamente, puede preverse un órgano de acoplamiento que atraviese estos agujeros para acoplar el perno 82 al panel de tapa 172 más bien que anclar el cajón 170b a nivel de su panel de fondo 171.

Los cajones 70 y 170a-b son cajones autoportantes que son aptos para soportar la presión del líquido dentro del tanque, de modo que las barreras de estanqueidad 5 y 8 soportadas por estos no tienen necesidad de soportar ellas mismas esta presión y, ventajosamente, están realizadas en forma de membranas muy finas, de un espesor, por ejemplo, de 0,7 mm de Invar.

En la figura 8 se ha representado la sección transversal de un cajón calorífugo 270 que tiene, igualmente, una estructura portante perfilada. Esta estructura portante presenta una sección en U invertida con un panel de tapa 272 y dos tabiques portantes 275 sensiblemente perpendiculares a éste. Ésta puede fabricarse por el procedimiento indicado anteriormente o por moldeo de material plástico. Según otra posibilidad, esta sección en U puede obtenerse por conformado de un panel de madera laminada o contrachapada. Un material aislante 276, por ejemplo de espuma de plástico de baja densidad, llena el espacio entre los tabiques 275 y está adherido a la estructura portante perfilada.

En la figura 10, se ha representado un cajón calorífugo 470 cuya sección transversal presenta la forma de un peine, con un panel de tapa 472 y tabiques portantes perpendiculares 475, que presentan, respectivamente, un engrosamiento 468 a nivel de la unión con el panel 472. Un material aislante 476 llena los alvéolos longitudinales formados entre los tabiques 475. Esta estructura en peine puede ser extruida o moleada en una sola pieza. Otra posibilidad es fijar uno al lado de otro, por ejemplo por pegado o grapado, varios cajones de la forma del cajón 270.

El cajón 270 o 470 puede utilizarse en lugar del cajón 170a o 170b de la figura 7. En este caso, el cajón primario reposa sobre la barrera estanca secundaria 5 por el extremo de los tabiques 275 o 475. El cajón secundario reposa de la misma manera sobre las barras redondas de resina antes mencionadas. Para evitar un pinzamiento de la barrera 5 o de las barras redondas de resina, puede preverse una base plana agrandada en el extremo de cada tabique 275 o 475. Puede preverse, también, un panel de fondo, no representado, fijado a la cara inferior del cajón 270 o 470, por ejemplo por pegado, grapado y/o por encastramiento de los extremos de los tabiques 275 o 475 en el espesor del panel. En el caso en que se añadan tales bases o un panel separado, el cajón 270/470 puede utilizarse, naturalmente, en posición invertida, es decir, con el panel 272/472 como fondo y las bases, respectivamente, el panel separado, como tapa con ranuras que retienen los soportes de soldadura de la barrera estanca adyacente.

En la figura 9 se ha representado un cajón calorífugo 370 cuya estructura portante perfilada presenta una sección en troneras, alternativamente con paneles de tapa 372 y paneles de fondo 371, que se extienden, cada uno, en una porción de la anchura del cajón y unidos, cada vez, por tabiques portantes 375. Una capa de material aislante está formada por panes de espuma longitudinales 376a y 376b pegados, cada vez, entre dos tabiques 375, sobre los paneles 371, respectivamente, debajo de los paneles 372. El cajón 370 puede utilizarse tal como está representado o también con un panel de tapa y/o un panel de fondo suplementario fijado a éste. Pueden realizarse, también, otras secciones de estructura portante perfiladas, por ejemplo en forma de H o de I.

Refiriéndose a las figuras 11 a 15, se describen otros modos de realización de elementos o cajones calorífugos utilizables para formar las barreras aislantes de la pared de tanque cuya estructura general ha sido descrita en las figuras 1 a 3. Siendo la realización de las barreras estancas y el anclaje de las diferentes barreras similares a los modos de realización precedentes, será inútil describirlas de nuevo.

En la figura 12, se ve en perspectiva, en despiece ordenado, un cajón 570 y un cajón 670 que son fabricados, respectivamente, con la ayuda de estructuras portantes moldeadas 500, de las que se va a dar ahora una descripción refiriéndose a la figura 11.

La estructura portante 500 es una pieza moldeada por inyección de cualquier material apropiado. Ésta presenta una placa plana 571 con esquinas achaflanadas, por ejemplo en forma de cuadrado de 1,5 m de lado o de rectángulo, en una de cuyas caras sobresalen dieciséis pilares cilíndricos circulares huecos 575 dispuestos según una red cuadrada regular, así como dos tubos 581 de menor sección a nivel de una zona central de la placa, así como cuatro pilares cilíndricos triangulares 580 a nivel de las cuatro esquinas de la placa. La placa 571 es continua a nivel del fondo de los pilares 575 y 580, pero está perforada a nivel del fondo por los tubos 581 para permitir el paso de un vástago de acoplador. Por otra parte, para un cajón de la barrera aislante primaria 6, la placa 571 está partida para dejar pasar los soportes de soldadura 42 y los bordes levantados 43 de las hiladas de tablas de la barrera estanca secundaria. Los pilares 580 sirven para recibir el apoyo de los órganos de acoplamiento utilizados en cada esquina con los elementos calorífugos. La sección de los pilares 575 es, por ejemplo, de 300 mm para una placa cuadrada de 1,5 m. Como relleno aislante, la estructura portante 500 puede estar recubierta por una capa de espuma de baja densidad que se cuela entre, y dentro de, los pilares 575.

La sección de los pilares puede ser más o menos grande, siendo lo importante prever siempre varios pilares por cajón. Así, las dimensiones de los pilares, en sección, pueden llegar hasta 1/3, o 1/2 de las dimensiones correspondientes del cajón.

Para formar el cajón 570, se fija un panel independiente 572 de iguales dimensiones que la placa 571 al extremo de los pilares 575 opuestos a esta placa. Este panel puede ser fijado por cualquier medio (pegado, grapado, encastramiento, etc...). En la figura 12, se han previsto ranuras circulares 573 en la cara interior del panel 572 para recibir el extremo de cada pilar 575 de manera ajustada.

Los materiales de la estructura 500 y del panel 572 pueden elegirse de manera que se realice un zunchado térmico de los pilares 575 en el panel. Por ejemplo, con una pieza 500 de PVC y un panel 572 de madera contrachapada, que presenta una menor contracción térmica, se obtiene un apriete del extremo de los pilares 575 sobre el núcleo circular delimitado por la ranura 573 durante la puesta en frío del tanque. Inversamente, un apriete de los pilares 575 podría obtenerse, también, con un panel 572 que se contrajera más que la pieza 500.

El panel 572 presenta perforaciones 574 frente a los tubos 581 de la estructura moldeada 500.

En el cajón 670, dos estructuras moldeadas 500 idénticas están dispuestas simétricamente y ensambladas una a otra poniendo sus respectivos pilares 575 en apoyo uno contra otro. Este ensamblaje puede realizarse por cualquier medio (pegado, soldadura, encastramiento, etc.) En la figura 12, se ha realizado con la ayuda de un casquillo de unión 680 que se interpone, cada vez, entre dos pilares 575 alienados y que se encaja en estos. Este ensamblaje se ve mejor en la figura 13, en la que se ve que el casquillo de unión 680 presenta un anillo exterior 682 y un anillo interior 681 unidos por una lengüeta radial 683. Los pilares 575 se encajan entre los dos anillos 681 y 682 y hacen tope en cada lado de la lengüeta 683. El material del casquillo 680 puede elegirse con una conductividad inferior a la de los pilares 575 para cumplir una función de aislamiento térmico. En variante o en combinación, éste puede elegirse, también, con un coeficiente de dilatación que los pilares 575 para cumplir la función de ensamblaje térmico. En variante, dos estructuras moleadas que presenten pilares de secciones complementarias pueden estar fijadas una a otra por encajamiento directo de los pilares entre sí.

La pieza 500 llena de espuma puede utilizarse, también, sola, sin panel suplementario, girando la placa 571 hacia el interior del tanque para soportar la barrera estanca adyacente. El elemento calorífugo así formado reposa por intermedio de los pilares 575 en la barrera estanca o en las barras redondas de resina fijadas al casco.

Las figuras 14 y 15 representan estructuras portantes moldeadas 600 y 700 que permiten realizar elementos calorífugos de modo similar a la estructura 500 descrita anteriormente.

En la figura 14, las cifras de referencia idénticas a las de la figura 11 designan elementos idénticos. La estructura 600 comprende paredes periféricas planas 601 que se extienden de maneara continua a lo largo de cuatro bordes de la placa 571, de manera que forman una caja apta para contener un material de aislamiento en forma pulverulenta, de bolas u otra. Por ejemplo, una estructura 600 que contenga bolas de aerogel puede estar asociada a una estructura 600 que contenga espuma de baja densidad para formar un cajón 670 como se muestra en la figura 12.

En la figura 15, la placa plana 771 lleva treinta y seis pilares tubulares huecos 775 de menor sección (por ejemplo, 100 mm) que los pilares 575 antes citados, cuatro pilares tubulares huecos 780 de sección todavía inferior (por ejemplo, 50 mm a 60 mm) a nivel de sus esquinas y dos pilares tubulares 781 similares a los pilares 780 a nivel de una zona central de la placa 771 para hacer pasar órganos de acoplamiento que sirven para el anclaje de la barrera aislante.

Las estructuras 500, 600 y 700 pueden ser moldeadas por inyección. Una estructura similar puede obtenerse, también, por termoconformado a partir de una placa de material plástico. Esta posibilidad está ilustrada en la figura 11A. En este caso, la placa 571, inicialmente plana, es calentada y deformada de acuerdo con la huella de un molde hembra 560. Se obtienen, así, pilares portantes 575 cuyo extremo en el lado de la placa está abierto y cuyo extremo opuesto está cerrado por un panel 583. En este caso, el llenado del espacio 582 situado en el interior de los pilares 575, por ejemplo con espuma, se hace desde la cara de la placa 571 opuesta a estos pilares.

Las paredes 601 pueden obtenerse, también, por termoconformado:

La figura 24 representa en perspectiva una estructura portante termoconformada 1300 que incluye una placa 1371, que puede servir de panel de fondo o de tapa de un cajón, y pilares portantes 1375 obtenidos de manera similar a los pilares 575 de la figura 11A. En el ejemplo representado, los pilares 1375 presentan una forma troncocónica, lo que facilita su conformado. Por ejemplo, puede preverse un diámetro de pilares que varíe de 160 mm en la base a 120 mm en la parte superior en una altura de, aproximadamente, 100 mm.

Para servir de panel de fondo de un cajón de la barrera aislante primaria, la placa 1371 está provista de dos nervios longitudinales 1384 que se extienden en toda la longitud de la placa 1371. Cada nervio 1384 se obtiene durante el termoconformado empujando el material en la misma dirección que los pilares 1375, de manera que se forma un pliegue en V abierta en la cara plana de la placa 1371, cuyo espacio interior 1385 permite dejar pasar los soportes de soldadura 42 y los bordes levantados 43 de la barrera estanca secundaria. Para la barrera aislante secundaria, los nervios 1384 no son necesarios.

Se han descrito anteriormente las estructuras portantes que incluyen una placa para servir de panel de tapa o de fondo. Se describe ahora otro modo de realización de elemento calorífugo 870 refiriéndose a la figura 16, en la cual la estructura portante moldeada 800 comprende elementos portantes 875 de sección pequeña unidos por brazos 890. Esta estructura portante está vista desde arriba en la figura 17. Los elementos portantes 875 son pilares cilíndricos circulares huecos dispuestos según una red regular y unidos por brazos 890 que están dispuestos en forma de rejilla de mallas cuadradas. Un panel de tapa 872 y un panel de fondo 871, por ejemplo de contrachapado, de plástico, de material compuesto u otro material son pegados a las dos caras opuestas de la estructura portante 800. Los brazos 890 están situados en el extremo de los elementos portantes 875 adyacente al panel 872 y presentan una cara superior plana que puede servir para pegar el panel 872.

La figura 25 representa el elemento calorífugo 870 en perspectiva, en despiece ordenado, en una versión ligeramente modificada en cuanto a la disposición de los brazos de unión 890.

Otros brazos pueden estar previstos a nivel del extremo inferior de los pilares 875. Los brazos pueden estar colocados, también, a otro nivel (por ejemplo a media altura) de los pilares portantes.

El espacio interior del cajón 870, a saber, el espacio interior 880 de los pilares 875 y el espacio 876 entre los pilares, está relleno de uno o varios materiales aislantes. Cuando se utiliza espuma de baja densidad, puede fabricarse el cajón colocando dentro de un molde una estructura 800 de forma rectangular en vista desde arriba, colando espuma en el molde de manera que la estructura 800 quede sumergida en un bloque de espuma paralelepipédico, y fijando después los paneles 872 y 871 a este bloque. El panel de fondo 871 no siempre es necesario. Uno de los paneles puede ser moldeado también en una sola pieza con la estructura 800.

Aunque en las estructuras portantes 500, 600, 700 y 800 se han descrito pilares portantes de sección circular huecos, los pilares portantes pueden presentar cualquier otra forma en sección y cualquier clase de repartición espacial, regular o no. Por ejemplo, la figura 18 representa un pilar portante 975 constituido por una pluralidad de paredes cilíndricas concéntricas 976. En el pilar 1075 de la figura 19, las paredes cilíndricas 1076 tienen una sección cuadrada. Los pilares pueden tener, también, una sección variable en su altura, por ejemplo pilares troncocónicos.

En la figura 20, se han representado pilares 1175 distribuidos en alineación según un cuadro regular y que presentan una sección cuadrada hueca con esquinas achaflanadas. En la figura 21, pilares 1275, por ejemplo cilindros circulares macizos, están distribuidos al tresbolillo. Pueden realizarse, también, otras secciones, es decir, rectangular, poligonal, en I, maciza o hueca, en diedro, etc...

En todos los casos, tales pilares pueden ser moldeados en saliente sobre una placa y/o estar unidos por brazos y/o por cualquier medio de unión formado en una sola pieza con ellos. Cuando se utiliza espuma de baja densidad como capa de relleno de aislamiento térmico, es particularmente ventajoso colar esta espuma en una sola etapa sobre toda la superficie de la placa de unión, entre, y eventualmente dentro de, los pilares portantes. Otra posibilidad es mecanizar pozos en un bloque de espuma formado de antemano e insertar los elementos portantes en los pozos formados con este fin.

En el caso de un aislante granular, es necesario utilizar un elemento calorífugo con paredes periféricas, que, preferentemente, estén formadas de una sola pieza con la estructura portante, como en la figura 14. Gracias a la forma de los elementos portantes de sección pequeña, el espacio interior de la caja entre estos no está compartimentado, de modo que el material granular es más fácil de repartir por toda la superficie del elemento calorífugo. El material granular puede ser insertado también en pilares huecos.

Pilares portantes de sección muy pequeña, por ejemplo inferior a 40 mm, pueden quedarse vacíos sin perjudicar el aislamiento térmico. Pilares huecos de sección pequeña pueden estar rellenos, también, de un cono de espuma de PE flexible o de lana de vidrio.

Refiriéndose a las figuras 22 y 23, se describe ahora un modo de realización de un elemento calorífugo que comprende un cajón hueco monobloque 1470 realizado por rotomoldeo o por inyección-soplado. Este cajón se presenta en forma de una envuelta cerrada hueca 1477 que incluye ocho pilares troncocónicos 1475 formados en saliente en la pared de fondo 1471 de la envuelta y que presentan, respectivamente, una pared superior 1483 apta para apoyarse contra la pared de encima 1472 de la envuelta para absorber los esfuerzos de compresión.

Para la fijación del cajón, se prevén seis chimeneas troncocónicas 1480 dispuestas en la periferia de la envuelta y abiertas a través de la pared de encima 1472. Estas chimeneas presentan, respectivamente, una pared de fondo apta para apoyarse contra la pared de fondo 1471 para absorber los esfuerzos de compresión y apta para ser perforada para recibir un vástago de fijación, representado esquemáticamente en 1431, que, por ejemplo, es un perno soldado al casco o un acoplador fijado a una barrera estanca subyacente.

El espacio interior 1476 del cajón y el espacio interior 1482 de los pilares 1475 pueden ser llenados de cualquier material aislante adecuado, por ejemplo, por inyección de espuma.

Asimismo, las chimeneas 1480 pueden ser llenadas de material aislante, por ejemplo espuma de PE o lana de vidrio, después de la fijación del cajón.

Para moldear el cajón 1470 puede emplearse, por ejemplo, PE de alta densidad, policarbonato, PBT u otro plástico. Las chimeneas 1480 pueden ser suprimidas, también, si se utiliza otro método de anclaje de los cajones, por ejemplo acopladores que pasan entre los cajones que hay que anclar y que se apoyan en la pared de encima 1472 a la manera de los órganos de retención 48 de las figuras 2 y 3. Paneles de fondo y/o de tapa pueden ser fijados, también, a las paredes de la envuelta para reforzarla.

En las estructuras portantes 500, 600, 700, 800, 1300 y 1470 descritas anteriormente, los pilares pueden ser remplazados, también, por tabiques que creen compartimientos en el interior de la estructura portante.

Aunque se hayan descrito elementos calorífugos esencialmente paralelepipédicos de ángulos rectos, son posibles otras formas de sección, especialmente, cualquier forma poligonal apta para formar una discretización de un plano.

Naturalmente, el relleno de aislamiento de un elemento calorífugo puede comprender varias capas de material.

Cuando una de las barreras aislantes primaria y secundaria se realiza con la ayuda de los elementos calorífugos descritos anteriormente, es posible, pero no necesario, realizar idénticamente la otra barrera aislante. En las dos barreras pueden utilizarse elementos calorífugos de dos tipos diferentes. Una de las barreras puede estar constituida por elementos calorífugos de la técnica anterior.

El anclaje de los cajones de la barrera aislante secundaria y de la barrera aislante primaria al casco del buque puede realizarse de modo diferente al del ejemplo representado en las figuras, por ejemplo, con la ayuda de órganos de retención fijados al panel de fondo de los cajones.

De modo conocido, la unión en ángulo de las barreras aislantes primaria y secundaria, en las zonas en que los pilares de la estructura portante se unen angularmente, puede realizarse en forma de un anillo de unión, cuya estructura se mantiene sensiblemente constante a lo largo de la arista de intersección de las paredes de la estructura portante. La estructura de un anillo de unión de este tipo es bien conocida y no se describirá en detalle. En el caso de un tanque integrado en un buque, un anillo de este tipo está dispuesto, generalmente, a lo largo del ángulo formado entre una pared longitudinal del casco doble de buque y un
tabique transversal al buque.

En el sentido de la invención, la expresión pared de tanque incluye las zonas de unión en ángulo, especialmente, los anillos de unión, cualesquiera que sean sus formas, en los que los elementos calorífugos descritos anteriormente pueden emplearse igualmente.

Aunque la invención haya sido descrita en relación con varios modos de realización particulares, es evidente que no está limitada en modo alguno a éstas, y que comprende todos los equivalentes técnicos de los medios descritos, así como sus combinaciones si éstas entran en el marco de la invención.

Claims (19)

1. Tanque estanco y térmicamente aislado que comprende, al menos, una pared de tanque fijada al casco (1) de una obra flotante, presentando la citada pared de tanque, sucesivamente, en el sentido del espesor, desde el interior hacia el exterior del citado tanque, una barrera estanca primaria (8), una barrera aislante primaria (6), una barrera estanca secundaria (5) y una barrera aislante secundaria (2), estando constituida, esencialmente, al menos, una de las citadas barreras aislantes, por elementos calorífugos (3, 7) yuxtapuestos, incluyendo cada elemento calorífugo un relleno de aislamiento térmico (76, 276, 376a-b, 476) dispuesto en forma de una capa paralela a la citada pared de tanque y elementos portantes (75, 175, 192, 193, 275, 375, 475, 575, 775, 875, 975, 1075, 1175, 1275, 1375, 1475) que se elevan a través del espesor del citado relleno de aislamiento térmico para absorber los esfuerzos de compresión, caracterizado por el hecho de que los citados elementos portantes de un elemento calorífugo están realizados en forma de, al menos, una estructura portante (70, 170a, 170b, 270, 370, 470, 500, 600, 700, 800, 1300, 1477) formada por una sola pieza que incluye, cada vez, medios de unión (71, 72, 171, 172, 272, 371, 372, 472, 571, 771, 890, 1371, 1471) que unen entre sí rígidamente los citados elementos portantes y, al menos, una porción de altura de los citados elementos portantes, presentando, al menos, una citada estructura portante de un elemento calorífugo (70, 170a-b, 270, 370, 470) la forma de un perfil hueco que tiene una sección constante según una dirección longitudinal.

2. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los citados medios de unión de una estructura portante comprenden un panel (71, 72, 171, 172, 272, 371, 372, 472, 571, 771, 1371, 1471) que se extiende paralelamente a la citada pared de tanque en un lado del citado elemento calorífugo, sobresaliendo los citados elementos portantes con respecto a una cara interior del citado panel.

3. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que los citados elementos portantes de una estructura portante incluyen, al menos, dos tabiques longitudinales (75, 175, 192, 193, 275, 375, 475) dispuestos a distancia uno de otro para definir entre ellos, al menos, un alvéolo (73, 173) de sección constante apto para recibir el relleno de aislamiento térmico (76, 276, 376a-b, 476).

4. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que los citados tabiques longitudinales incluyen, al menos, un tabique (75, 175) sensiblemente perpendicular a la citada pared de tanque.

5. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado por el hecho de que los citados tabiques longitudinales incluyen, al menos, un tabique (192, 193) inclinado con respecto a la citada pared de tanque.

6. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que los citados tabiques longitudinales incluyen, al menos, dos tabiques (192, 193) que tienen inclinaciones en sentidos opuestos uno respecto del otro.

7. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado por el hecho de que los citados medios de unión de una estructura portante incluyen, al menos, una pared de unión (71, 72, 171, 172, 472) que une los citados tabiques longitudinales (75, 175, 475) en toda su longitud, presentando los citados tabiques longitudinales un engrosamiento (68, 168, 468) a nivel de sus zonas de unión con, al menos, una citada pared de unión.

8. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado por el hecho de que el elemento calorífugo (70, 170a-b) comprende un panel de fondo y un panel de tapa y, al menos, uno de los tabiques longitudinales más exteriores según una dirección lateral del elemento calorífugo está a distancia del borde lateral correspondiente de, al menos, uno de los citados paneles de fondo y de tapa para delimitar un alvéolo terminal (74, 174) que presenta un lado lateral abierto.

9. Tanque de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el citado elemento calorífugo (570) comprende un segundo panel (572) formado independientemente de la citada estructura portante (500) y que está fijado al extremo de los citados elementos portantes (575) opuesto al primer panel (571 formando los citados medios de unión.

10. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que la cara interior del citado segundo panel presenta vaciados (573) dispuestos de manera que cooperan por encastramiento con los citados elementos portantes (575).

11. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el citado segundo panel (572) presenta un coeficiente de dilatación térmica diferente que los citados elementos portantes (575) de manera que, durante la puesta en frío del tanque, se realiza un apriete entre el citado segundo panel y los citados elementos portantes encastrados en éste.

12. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el citado elemento calorífugo (670) presenta dos estructuras portantes (500) dispuestas de manera que sus paneles respectivos presentan las citadas caras interiores vueltas una hacia la otra, estando los elementos portantes (575) en saliente en las citadas caras interiores ensamblados dos a dos a nivel de sus extremos situados en el lado opuesto de los citados paneles para formar, cada vez, un elemento portante del citado elemento calorífugo.

13. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que entre los dos elementos portantes ensamblados está interpuesta, cada vez, una pieza de aislamiento (680) que presenta una conductividad térmica inferior que los citados elementos portantes.

14. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado por el hecho de que los elementos portantes de las dos estructuras portantes son ensamblados dos a dos, cada vez, por una pieza de unión (680) que presenta un coeficiente de dilatación térmica diferente que los citados elementos portantes de manera que, durante la puesta en frío del tanque, se realiza un apriete entre la citada pieza de unión y los citados elementos portantes (575).

15. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que, al menos, una citada estructura portante (70, 170a-b, 270, 370, 470, 500, 600, 700, 800, 1300, 1477) de un elemento calorífugo está fabricada por un procedimiento de conformado elegido en el grupo que comprende los procedimientos de moldeo, extrusión, pultrusión, termoconformado, soplado, inyección y rotomoldeo.

16. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por el hecho de que, al menos, una citada barrera aislante (2, 6) constituida por los citados elementos calorífugos (70, 170a-b, 870) está recubierta, cada vez, por una de las citadas barreras estancas (5, 8) que está formada por hiladas de tablas metálicas (40) de chapa delgada de pequeño coeficiente de dilatación cuyos bordes están levantados hacia el exterior de los citados elementos calorífugos, presentando los citados elementos calorífugos paneles de tapa (72, 172, 872) que llevan ranuras (78, 178) paralelas espaciadas en la anchura de una hilada de tablas, en las cuales los soportes de soldadura (42) son retenidos de manera deslizante, presentando cada soporte de soldadura un ala continua que sobresale de la cara exterior del panel de tapa y a cuyas dos caras están soldados de manera estanca los bordes levantados (43) de dos hiladas de tablas adyacentes.

17. Tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que órganos de retención secundarios (82-84) solidarios de la estructura portante del buque fijan los elementos calorífugos que constituyen la barrera aislante secundaria (2) contra la citada estructura portante (1) y órganos de retención primarios (48) unidos a los citados soportes de soldadura (42) de la barrera estanca secundaria (5) retienen la citada barrera aislante primaria contra la barrera estanca secundaria, reteniendo los citados soportes de soldadura la citada barrera estanca secundaria contra los paneles de tapa de los elementos calorífugos de la barrera aislante secundaria.

18. Obra flotante, caracterizada por el hecho de que comprende un tanque estanco y térmicamente aislado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 17.

19. Obra flotante de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizada por el hecho de que consiste en un buque metanero.