Grúa articulada de alta mar al anochecer, con un solo ramal desde la punta de la pluma hasta el mar

Compensación activa de heave (AHC)

Cómo mide un sistema activo el movimiento del buque y desplaza la carga para contrarrestarlo, y cuándo hace falta en lugar de un compensador pasivo.

Por Peter Wang, director de operaciones · octubre de 2025 · Actualizado en septiembre de 2026 · 10 min de lectura

En resumen

La compensación activa de heave (AHC) mantiene una carga suspendida a una altura fija respecto al fondo marino mientras el buque experimenta heave, balance y cabeceo.
La mayoría de los sistemas AHC están integrados en la grúa o el cabrestante. En un sistema AHC en línea, la unidad activa se instala en la línea de carga, por debajo del gancho.
Puede reducir más movimiento que un resorte pasivo, pero necesita energía, sensores y un controlador; siempre queda algo de movimiento residual.
La mayoría de los cruces de la zona de salpicadura y de las izadas submarinas se realizan con compensación pasiva o pasiva adaptativa. El control activo merece la pena cuando una unidad pasiva no puede cumplir el objetivo de movimiento residual.

La compensación activa de heave (AHC) mantiene estable una carga suspendida mientras el buque se mueve. Una unidad de referencia de movimiento (MRU) mide el heave, el balance y el cabeceo del buque; un controlador calcula a partir de esas mediciones el movimiento de la punta de grúa; y un actuador motorizado, normalmente el cabrestante de la grúa, larga y recoge cable para mantener la altura de la carga respecto al fondo marino. La AHC se utiliza en instalaciones submarinas y en la colocación de cargas en el fondo marino, en trabajos con ROV y tendido de tuberías, y en otras izadas en las que la carga debe permanecer inmóvil aunque el mar esté agitado.

Cómo funciona la compensación activa de heave

Todos los sistemas AHC ejecutan el mismo ciclo muchas veces por segundo:

Medir. La MRU mide el heave, el balance y el cabeceo del buque. Rara vez se encuentra en la punta de grúa, por lo que el controlador utiliza los brazos de palanca medidos para calcular el movimiento de la propia punta. Véase unidades de referencia de movimiento.
Predecir y dar la orden. El accionamiento necesita tiempo para responder, por lo que el controlador filtra la señal y suele predecir el movimiento con una fracción de segundo de antelación. Después ordena al actuador desplazarse la misma distancia en sentido contrario.
Actuar. El cabrestante larga cable cuando sube la punta de grúa y lo recoge cuando baja. En un sistema en línea, un cilindro situado en la línea de carga hace lo mismo. Un sensor de posición en el tambor o el cilindro cierra el lazo de control.
Mantener la referencia. El objetivo suele ser una posición fija respecto a la Tierra: la carga mantiene su altura respecto al fondo marino. Para colocarla, el operador la baja lentamente mientras la AHC elimina el movimiento causado por las olas.

Figura 1. Dos ubicaciones posibles para el accionamiento activo. En A, el cabrestante de la grúa larga y recoge cable según la señal de la MRU (flechas continuas: señal y orden; flecha discontinua: realimentación de la posición del tambor). En B, una unidad en línea bajo el gancho incorpora sus propios sensores, controlador y batería; un resorte de gas soporta el peso y un cilindro activo recorre su carrera para contrarrestar el movimiento. En ambos casos, la carga útil se mantiene a una altura fija respecto al fondo marino.

Tipos de compensación activa de heave

Los sistemas AHC se diferencian por la ubicación del actuador en la línea de carga y por el tipo de accionamiento.

Configuración	Cómo compensa	Uso habitual	Qué comprobar
AHC de cabrestante, eléctrica	Unos motores eléctricos hacen girar el tambor del cabrestante para largar y recoger cable con cada ola.	Grúas de alta mar y para operaciones submarinas, buques de instalación.	Potencia máxima del accionamiento, recuperación de energía y calentamiento del motor durante el ciclo de trabajo.
AHC de cabrestante, hidráulica	Motores hidráulicos en el tambor, a menudo con acumuladores que almacenan y devuelven energía.	Grúas de alta mar, pórticos en A y sistemas de lanzamiento y recuperación.	Caudal de la bomba, capacidad de los acumuladores y refrigeración.
AHC de cilindro o polea	Un cilindro hidráulico desplaza una polea en el recorrido del cable y modifica la longitud del cable sin girar el tambor.	Adaptaciones de grúas y cabrestantes existentes.	Espacio en cubierta, aparejado del cable y carrera del cilindro.
AHC en línea, en superficie	Una unidad activa suspendida bajo el gancho, con sus propios sensores y alimentación.	Grúas sin AHC integrada.	Espacio libre bajo el gancho, carrera y energía a bordo.
AHC en línea, submarina	La unidad en línea funciona a profundidad, cerca de la carga útil.	Operaciones de colocación de cargas en aguas profundas en las que importa el alargamiento del cable largo.	Profundidad nominal, alimentación y control submarinos.

VEGA, el compensador activo de ND, tiene una configuración en línea: VEGA-T primero para uso en superficie y VEGA-S después para uso submarino.

Qué limita el resultado

Un sistema activo nunca elimina todo el movimiento. El movimiento residual depende de cuatro factores:

Retardo. El tiempo transcurrido entre la medición y el movimiento: el filtrado del sensor, el controlador y la respuesta del accionamiento. Cuanto mayor es el retardo, más debe compensar la predicción.
Velocidad. La rapidez con la que el actuador puede desplazarse e invertir el sentido. Las olas cortas y empinadas son las más exigentes.
Carrera, fuerza y potencia. El actuador debe seguir todo el movimiento de la punta de grúa dentro de sus límites de carrera y velocidad del cable, y proporcionar la fuerza necesaria a esa velocidad.
El cable y la carga. Un cable largo se estira y una carga sumergida adquiere masa añadida. A profundidad, la carga útil puede responder de forma distinta al gancho que controla la AHC.

Los proveedores expresan el rendimiento mediante una relación de compensación o un heave residual para un período y una amplitud de ola determinados. Compare las cifras solo si corresponden al mismo período, la misma amplitud y el mismo punto de medición.

Por qué un diseño en línea con soporte por gas necesita poca potencia

Un accionamiento que soporta todo el peso de la carga debe suministrar aproximadamente el peso × la velocidad de heave en el punto de máxima velocidad de cada ola. Para 100 t bajo una punta de grúa que experimenta un heave de ±1 m cada 10 s, la velocidad máxima es de unos 0.63 m/s, por lo que el accionamiento necesita alrededor de 0.6 MW, aunque gran parte de esa energía se recupere durante el descenso.

En un diseño en línea con soporte por gas, un resorte de gas soporta el peso estático. Durante la carrera del vástago, el actuador solo aporta la diferencia entre la fuerza del resorte y el peso, como máximo unos 37 kN en el mismo caso de 100 t. La potencia mecánica máxima desciende a 11.6 kW, y diez horas de compensación continua consumen de la batería una energía neta de 22.1 kWh en el caso ideal (ejemplo desarrollado más adelante). Por eso una unidad activa en línea puede funcionar con batería, sin umbilical.

¿Compensación activa, pasiva adaptativa o pasiva?

Las tres reducen el movimiento que llega a la carga. Se diferencian en cómo lo hacen y en lo que necesitan.

Característica	PasivaRIGEL, CYGNUS	Pasiva adaptativaANTARES	ActivaVEGA, en desarrollo
Qué soporta la carga	Resorte de gas	Resorte de gas	Resorte de gas, con un cilindro activo
Cómo reduce el movimiento	Un resorte blando aísla la carga del movimiento de la punta de grúa; la amortiguación se ajusta en cubierta.	Lo mismo, con la amortiguación y la carga de gas ajustadas automáticamente durante la izada.	Mide el movimiento y desplaza la carga para contrarrestarlo.
Sensores y alimentación	Sin alimentación externa. RIGEL: ninguna. CYGNUS: batería pequeña, sin umbilical.	Sensores a bordo; batería, sin umbilical.	MRU y controlador; batería grande, sin umbilical.
Movimiento residual	Depende de lo bien que el resorte y la amortiguación se adapten al estado del mar.	Se mantiene bajo cuando cambian la carga, la profundidad y el estado del mar.	El mínimo alcanzable, dentro de los límites de retardo, velocidad y carrera.
Aplicación más adecuada	La mayoría de los cruces de la zona de salpicadura y de las izadas submarinas.	Izadas de varias etapas, cargas y profundidades variables, izada rápida.	Cuando no puede cumplirse de forma pasiva un objetivo de movimiento residual o de colocación de la carga.

Las unidades pasivas y pasivas adaptativas no necesitan alimentación externa, umbilical ni sistema de control en el buque, y requieren menos mantenimiento que un sistema activo. El control activo tiene sentido cuando el objetivo de movimiento residual, la tolerancia de colocación de la carga o una exposición prolongada a profundidad de un proyecto no pueden alcanzarse de ese modo. La comparación entre compensación activa y pasiva examina las ventajas y limitaciones, y la guía de selección ayuda a elegir una unidad para cada izada.

En desarrollo

VEGA, el compensador activo en línea de ND

VEGA combina el control de un cilindro activo guiado por MRU con el control automático de la amortiguación. Una batería grande a bordo lo alimenta, por lo que no necesita umbilical ni alimentación externa. VEGA-T para uso en superficie llegará primero, seguido de VEGA-S para uso submarino.

Objetivos de diseño: SWL 75–2,500 t, carrera 2.5–6.0 m.

Ver VEGA →

Ejemplo desarrollado de una AHC en línea para 100 t

El caso: una carga útil de 100 t en aire, compensada por una AHC en línea con soporte por gas que sigue un movimiento sinusoidal de ±1 m con un período de 10 s durante diez horas (3,600 ciclos). Relación gas-aceite $R = 10$ (volumen de gas ÷ volumen de aceite desplazado), carrera máxima de 4 m, nitrógeno adiabático ideal ( $\gamma = 1.4$ ); y una eficiencia del accionamiento entre la batería y el actuador del 90 %, con recuperación en la batería del 50 % del trabajo devuelto por el resorte de gas.

Resultado	Valor	Qué significa
Potencia mecánica máxima	11.6 kW	Dimensiona el accionamiento: es una tasa, no una energía
Energía de la batería suministrada al accionamiento	40.2 kWh	Durante 10 h; 36.2 kWh llegan al actuador con una eficiencia del accionamiento del 90 %
Recuperada en la batería	18.1 kWh	La mitad de los 36.2 kWh que devuelve el resorte de gas
Energía neta de la batería	22.1 kWh	Dimensiona la batería, antes de considerar la fricción, los equipos auxiliares y la reserva

Figura 2. Un ciclo de ola del ejemplo desarrollado, trazado a partir del modelo siguiente. En A, la fuerza del actuador alcanza su máximo cuando se detiene el pistón, con un desfase de un cuarto de ciclo respecto a la velocidad máxima. En B, la potencia es fuerza × velocidad, por lo que cambia de signo cada cuarto de ciclo. En las áreas de trazo continuo, el accionamiento aporta energía de la batería; en las áreas rayadas, el resorte de gas devuelve la misma cantidad, 36.2 kJ por ola, de la cual se supone que se recupera el 50 %.

El modelo y las ecuaciones

Movimiento del actuador, con amplitud $\zeta = 1\ \text{m}$ , período $T = 10\ \text{s}$ y $\omega = 2\pi/T$ :

S(t) = \zeta\cos\omega t, \qquad \dot{S}(t) = -\zeta\omega\sin\omega t

Fuerza del actuador respecto a la fuerza de soporte a mitad de carrera, para un resorte de gas adiabático ideal:

F(t) = m g \left[ \left( \frac{S_0}{S_0 – S(t)} \right)^{\gamma} – 1 \right]

S_0 = S_{\max}\,(R – 0.5)

La potencia mecánica es $P(t) = F(t)\,\dot{S}(t)$ . La potencia positiva corresponde al trabajo del accionamiento; la negativa, al trabajo disponible para recuperación. Integrados por separado durante las diez horas:

\begin{aligned} W_{\text{drive}} &= \int \max(P, 0)\,\mathrm{d}t = 130.2\ \text{MJ} \\ W_{\text{return}} &= \int \max(-P, 0)\,\mathrm{d}t = 130.2\ \text{MJ} \end{aligned}

\begin{aligned} E_{\text{batt}} &= \frac{W_{\text{drive}}}{\eta_{\text{drive}}} – \eta_{\text{regen}}\,W_{\text{return}} \\ &= \frac{130.2}{0.90} – 0.50 \times 130.2 \\ &= 79.6\ \text{MJ} = 22.1\ \text{kWh} \end{aligned}

Un caso ideal de evaluación preliminar: se omiten la fricción, el comportamiento del gas real, los equipos auxiliares y los mapas detallados de bomba, motor y batería. Una simulación de izada en CONSTELLATION los modela para un proyecto real.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la compensación activa de heave?

La compensación activa de heave (AHC) mantiene una carga suspendida a una altura estable mientras el buque se mueve. Una unidad de referencia de movimiento mide el movimiento del buque, un controlador calcula cómo se mueve la punta de grúa y un actuador motorizado, normalmente el cabrestante, larga y recoge cable para contrarrestarlo.

¿En qué se diferencian la compensación activa y la pasiva de heave?

Un compensador pasivo utiliza un resorte de gas para aislar la carga del movimiento de la punta de grúa; la propia compensación no necesita alimentación externa. Un compensador activo mide el movimiento y desplaza la carga para contrarrestarlo, lo que puede reducir más el movimiento, pero requiere energía, sensores y un controlador. Una unidad pasiva adaptativa ocupa un lugar intermedio: soporte pasivo de la carga, con ajuste automático durante la izada mediante una batería a bordo.

¿Elimina todo el movimiento la compensación activa de heave?

No. El retardo de los sensores y el control, los límites de velocidad, carrera y potencia del actuador y el alargamiento de un cable largo dejan siempre algo de movimiento residual. El rendimiento se expresa mediante una relación de compensación o un heave residual para un período y una amplitud de ola determinados, por lo que las cifras deben compararse sobre la misma base.

¿Qué necesita un sistema de compensación activa de heave?

Una unidad de referencia de movimiento, un controlador, un actuador con realimentación de posición (un accionamiento de cabrestante o un cilindro) y una fuente de alimentación. Los sistemas de grúa y cabrestante reciben energía del buque; una unidad en línea como VEGA lleva su propia batería.

¿Cuánta potencia necesita la compensación activa de heave?

Si el accionamiento soporta toda la carga, la potencia máxima es aproximadamente el peso × la velocidad de heave: unos 0.6 MW para 100 t bajo una punta de grúa con un heave de ±1 m cada 10 s. Un diseño en línea con soporte por gas solo aporta la diferencia respecto a la fuerza del resorte: el mismo caso necesita unos 11.6 kW de potencia máxima y 22.1 kWh durante diez horas en el caso ideal.

¿Cuándo conviene elegir compensación activa en lugar de pasiva?

Cuando una unidad pasiva o pasiva adaptativa no puede cumplir el objetivo de movimiento residual o de colocación de la carga del proyecto, por ejemplo, al colocar una carga con una tolerancia estrecha o mantenerla largo tiempo a profundidad. La mayoría de los cruces de la zona de salpicadura y de las izadas submarinas se realizan con compensación pasiva.

¿Está evaluando la compensación activa para su operación?

Envíenos los datos de la carga útil, el estado del mar y la operación que debe realizar la carga en el fondo marino. Le indicaremos si conviene la compensación pasiva, pasiva adaptativa o activa, y haremos una evaluación preliminar de la izada en CONSTELLATION, nuestro servicio de simulación de izadas.

Envíe su caso de izada →

Bases y fuentes

DNV-RP-N202 Sistemas de compensación de heave, práctica recomendada de DNV, edición 2024-06. Abarca el diseño, la verificación y la operación de los sistemas de compensación de heave.
DNV-ST-0378 Equipos de izada para alta mar y plataformas, la norma conforme a la cual se diseñan y clasifican los compensadores de ND.
Ejemplo desarrollado: modelo de evaluación preliminar de ND con los datos indicados antes; resultados redondeados a un decimal.
Las especificaciones de VEGA son objetivos de diseño y pueden cambiar durante el desarrollo.