L’ús de ponts flotants al mar (o en aigües obertes com ara zones fora del mar, badies i estrets) és relativament rar i més difícil, principalment perquè l’entorn marí és molt més difícil que el dels rius i els llacs (ones fortes, aigües profundes, corrents forts, corrosió de sal, amenaces tifons/hurricà, etc.). No obstant això, en determinats escenaris i condicions específiques, els ponts flotants al mar encara tenen un valor de l'aplicació única i una viabilitat tècnica.
Escenaris principals de l'aplicació
Aplicacions militars (sobretot temporals):
Operacions d’aterratge/Suport logística: aquesta és l’aplicació més clàssica dels ponts flotants al mar. S’utilitzen per establir rutes d’accés ràpidament des de vaixells d’aterratge a platges o per connectar vaixells de subministrament a alta mar amb bases de costa per transportar personal, equipament i subministraments. Un exemple famós és el port artificial "Mulberry" durant els desembarcaments de Normandia a la Segona Guerra Mundial, que incloïa una gran estructura de moll flotant, similar en principi a un pont flotant estès. Les armes modernes també utilitzen sistemes de pont flotant modulars per a aquest propòsit.
Construcció ràpida de molls temporals/punts de transferència: a les zones que no tenen instal·lacions portuàries o ports danyats, es poden desplegar ràpidament estructures de pont flotant per crear punts d’allotjament temporal o plataformes de transferència de materials.
Aplicacions civils (temporals o semipermanents):
Plataformes d'enginyeria a gran escala a gran escala/carreteres d'accés: durant projectes a gran escala, com ara la construcció de parcs eòlics en alta mar, la construcció de pont de creu i la posada de canalització submarina, els ponts flotants temporals per transportar personal, equipament i materials, connexió de vaixells de construcció, plataformes de treball i riba o estructures existents.
Piers temporals/terminals de transbordadors: Els ponts flotants es poden utilitzar per proporcionar accés temporal als passatgers per embarcar i desembarcar, o perquè els vehicles es carreguin i es descarreguin, entre illes o entre terres i terres, o durant el manteniment dels terminals existents. Per exemple, poden connectar grans vaixells de creuers a la costa o servir de terminals de transbordadors temporals.
Plataformes d’esdeveniments en alta mar: proporcionen seients temporals, plataformes de rendiment o connecten carreteres d’accés per a esdeveniments a gran escala (com esdeveniments esportius, concerts i exposicions).
Accés a emergències/socors humanitaris: Quan el transport de terres costaneres es veu alterat a causa de desastres com ara tsunamis i terratrèmols, es poden utilitzar ponts flotants per establir ràpidament rutes de transport de subministrament d’emergència o rutes d’evacuació de personal.
Necessitats especials en entorns específics:
Connectant les illes fora del mar: entre les illes relativament petites, de proximitat, o entre illes i els ponts flotants semi-permanents (sovint combinats amb algunes estructures fixes) de vegades es consideren una solució de menor cost o menys tècnic que els ponts fixos. Països de FJord com Noruega han explorat aquestes aplicacions.
Les aigües flotants/estructures trencadores d’ona: Si bé no principalment per al pas, la seva estructura és similar als ponts flotants, utilitzant estructures flotants per dissipar l’energia de l’ona i protegir les aigües o estructures circumdants.
Major reptes a què s’enfronten els ponts flotants a alta mar:
Entorn oceànic dur:
Waves: Les ones presenten el repte més gran. Els ponts flotants han de suportar les ones de diferents direccions i mides, mantenint l'estabilitat estructural i la fiabilitat de la connexió per evitar un balanceig excessiu o fins i tot la desintegració. Això requereix un disseny estructural extremadament robust i un sistema d’amarratge eficient.
Profunditat de l’aigua i corrents: els ambients de fons profunds requereixen cadenes d’ancoratge més llargues i ancoratges més pesats, augmentant significativament els costos i els reptes tècnics. Els corrents forts poden imposar càrregues horitzontals importants als ponts flotants.
Tifó/huracà: en condicions meteorològiques extremes, els ponts flotants sovint han de ser evacuats o submergits (si el disseny ho permet) amb antelació per evitar danys catastròfics.
Corrosió de polvorització de sal: l’aigua de mar i l’esprai de sal són extremadament corrosius per a les estructures metàl·liques (acer i connectors), que necessiten recobriments anti-corrosió d’alt rendiment o l’ús de materials resistents a la corrosió (com ara aliatges d’alumini, materials compostos i formigó especialitzat).
Falta biològica: l’afecció d’organismes marins a les estructures flotants i a les estructures submarines augmenta l’arrossegament i el pes, accelerant la corrosió.
Disseny i estabilitat estructurals:
Fiabilitat de la connexió: els connectors entre mòduls han de mantenir una connexió segura amb càrregues dinàmiques (com ara ones i vaixells de bestiar) per evitar que es deixin anar.
Estabilitat general: es requereix un sistema d’amarratge complex (cadenes, ancoratges, potes de tensió, etc.) per subjectar de forma segura l’estructura del pont flotant al seu lloc i suportar els efectes combinats del vent, les ones i els corrents.
Rigidesa de flexió/torsió: els ponts flotants a la costa de llarga durada requereixen una major rigidesa estructural per resistir la flexió i la deformació de la torsió causada per les ones, garantint un pas segur i còmode.
Accés i seguretat:
Sway: Les ones fan que el pont flotant es mogui constantment, afectant la seguretat i la comoditat dels vehicles i els vianants i imposant la velocitat i les restriccions de càrrega.
Diferència de bretxa i alçada: la diferència i la diferència d’alçada entre els mòduls fluctuen amb el moviment d’ona, representant un perill de seguretat i requereix dissenys especials (com ara rampes flexibles) per assegurar l’accés continu.
Selecció i navegació: el disseny ha de considerar els requisits de liquidació dels vaixells que passen per sota.
Cost i manteniment:
Cost de construcció elevat: els ambients marins requereixen una estructura més robusta, un sistema d’amarratge més complex i mesures anticorrosió més cares.
Es requereix un alt cost de funcionament i manteniment: inspecció freqüent, manteniment (especialment per a components submarins, sistemes d’amarratge i recobriments anti-corrosió) i neteja (per evitar biofouling). També es requereixen operacions especials (com el reforç o l’evacuació) abans i després del temps intens. Els dissenys resistents als tifons també augmenten significativament els costos.
Tecnologies clau per a ponts flotants fora del mar
Cossos flotants d’alt rendiment: pontons grans d’acer o formigó amb excel·lent estand, estabilitat i força. També s’estan explorant materials compostos.
Connectors d’alta fiabilitat d’alta resistència: connexions articulades capaços de suportar càrregues dinàmiques significatives i permetre un cert grau de rotació.
Sistemes avançats d’amarratge: seleccioneu el mètode d’amarratge adequat (amarratge catenari, amarratge tensat o assistència de posicionament dinàmic) basat en la profunditat de l’aigua i les condicions del mar, utilitzant cadenes/cables d’ancoratge d’alta resistència i ancoratges alts.
Anàlisi i control de resposta dinàmica: Utilitzeu la simulació informàtica per predir la resposta del moviment del pont flotant en diferents condicions del mar, potencialment mitigant el balanceig mitjançant sistemes d’optimització estructural o sistemes de control actiu/passiu (com els amortidors de massa sintonitzats).
Disseny estricte contra la corrosió: incloent recobriments d’alt rendiment, protecció catòdica i la selecció de materials resistents a la corrosió.
Disseny modular: facilita la fabricació, el transport, el desplegament ràpid i la reparació i substitució.
Resum: Els ponts flotants són solucions d’enginyeria altament especialitzades, costoses i d’alt risc per a aplicacions fora del mar. Serveixen principalment necessitats temporals, d’emergència o semipermanent en escenaris específics, particularment en la logística militar, el suport d’enginyeria a gran escala a gran escala i els molls temporals. Tot i que hi ha hagut intents d’explorar i implementar ponts flotants en escenaris civils, com ara connectar illes properes a la costa, la seva adopció generalitzada és molt menys prevalent que en els rius o llacs interiors tranquils a causa del dur entorn marí (sobretot el vent i les ones) i els elevats costos i els requisits de manteniment. La implementació amb èxit de ponts flotants al mar es basa molt en tecnologia avançada d’enginyeria, sistemes de amarratge robustos i manteniment continu i minuciós. Per a la llarga distància, el transport permanent del mar, els ponts fixos (com els ponts de creuament del mar) o els túnels submarins són generalment opcions més fiables i principals.