Os principais desafios da comunidade náutica portuária brasileira e a elaboração de uma norma atualizada

Transcrição

1 Os principais desafios da comunidade náutica portuária brasileira e a elaboração de uma norma atualizada Edson Mesquita dos Santos Professor, CIAGA Brazilian Maritime Academy D.Sc. Ship Hydrodynamics, COPPE UFRJ

2 " Marine Science without practice - barren, without a theory of seamanship -fatality Aleksey Nikolaevich Krylov ( )

3 A Norma ABNT NBR Planejamento portuário Aspectos Náuticos

4 Pianc Report Melhor entendimento da Manobrabilidade do navio Melhor compreensão do comportamento do navio em ondas Emprego de Simuladores ( modelos numéricos e modelos físicos em escala reduzida) Inclusão da análise e gerenciamento de risco

5 Aumento das dimensões dos navios

6 Aumento das dimensões dos navios

7 Realidade Brasileira

8 In developing or improving deep-draft waterways, safety, efficiency, reliability, and cost must be considered. Before optimizing the project with respect to cost, the designer must first consider safety and efficiency. The safety of the project will depend on the size and maneuverability of the vessels that will use the waterway, the size and type of channel, the aids to navigation, the effects of currents and wind, and the experience and judgment of pilots. Because evaluating the human factor (i.e., experience and judgment) is difficult, potentially hazardous conditions should be eliminated insofar as practicable. Therefore, the optimum design of a specific waterway requires an evaluation of the physical environment, currents, and weather conditions, as well as the judgment of safety factors that depend on pilot response.

9 Variáveis no planejamento portuário 1. Dados ambientais 2. Navio de projeto 3. Geometria do canal 4. Condições Operacionais 5. Assistência de Rebocadores 6. Riscos aceitáveis 7. Auxílios à navegação

10 Dados Ambientais Análise de registros de medição meteorológica e hidrográfica, juntamente com levantamentos físicos atualizados. Não está sempre disponível com os detalhes necessários para um projeto específico Os dados muitas vezes são previsões de curto prazo e às vezes não são representativos. Estudos numéricos realizados usando modelos com esses dados de entrada têm validação limitada. Estudos numéricos devem ser verificados e validados. Uma nova construção pode alterar as condições ambientais de um outro cais ou terminal

11 Dados Ambientais Erros fatais Tolerância para alteração no fundo entre dragagens: )Existe a possibilidade de sedimentação ou assoreamento ocorrer após a dragagem, ou entre dragagens sucessivas. Este valor é, por vezes, conhecido como manutenção avançada. A profundidade de dragagem pode ser propositadamente mais profunda que a profundidade nominal necessária para se dar uma tolerância para a sedimentação antecipada e aumentar o tempo necessário para o ciclo seguinte de dragagem. Uma estimativa da mesma natureza é necessária para o assoreamento de canais naturais que normalmente não são dragados

12 A seleção do navio de projeto A seleção de um navio de projeto tem sido feita muitas vezes apenas baseada em suas dimensões principais. Os navios têm muitas diferenças na manobrabilidade, visibilidade e em suas características operacionais. Dentro de um canal, essas diferenças podem se tornar críticas, há um grande contraste entre as condições de comportamento do navio em mar aberto e dentro de um canal confinado. A capacidade de controle de um navio é determinada pela combinação da manobrabilidade do navio e as ações apropriadas de controle adotadas pelo comandante do navio e pelo prático.

13 O Primeiro Problema Definição da Velocidade do Navio 1) Em baixas velocidades o navio pode perder a sua controlabilidade; 2) Quanto menor a velocidade do navio maior o efeito das forças ambientais; 3) Em muitos navios conteneiros novos a velocidade em DS é maior que 8 nós; 4) Em muitos navios não é permitida a reversão do eixo do propulsor com velocidade altas; 5) Em velocidades maiores que 8 nós a eficiência dos rebocadores portuários é pequena; 6) Existem poucos estudos sobre o comportamento do navio em velocidades baixas; 7) Estudos de manobrabilidade para navios antigos não se aplicam aos novos navios; 8) Não existem critérios de segurança para a manobrabilidade em baixas velocidades; 9) Dependência da eficácia da operação e não somente da eficiência do sistema naviocanal.

14 Dimensões verticais de um canal de acesso

15 Erros fatais Planejamento vertical I 1. A Autoridade Marítima/Portuária não estar envolvida desde o início; 2. Práticos não serem consultados sobre o navio de projeto e sobre o novo layout do canal; 3. Projetistas com experiência não serem consultados: eles podem transferir experiência, seguindo a prática adquirida em projetos de portos similares; 4. Fazer uso de práticas de engenharia, que não fazem uso de guias padrões de projeto recomendados, como por exemplo, o relatório 121 da PIANC 5. Não levar em conta a segurança, o movimento do navio e sua manobrabilidade. Os movimentos verticais do navio podem ser fortemente influenciados pela razão de profundidade, tipo de fundo e ondas; 6. Não realizar um estudo hidrodinâmico específico para avaliar as condições de entrada do navio no canal quando existirem condições ambientais críticas.

16 Erros fatais Planejamento vertical II 7. Não efetuar estudos para uma provável dragagem de manutenção que podem inclusive tornar o projeto impraticável sob o ponto de vista econômico; 8. Não realização de estudos sobre o tipo de sedimento de fundo e remoção destes sedimentos. Isto pode levar a impactos ambientais adversos para a vida marinha e seu habitat; 9. Não efetuar estudos geotécnicos sobre a estabilização das margens. A quantidade de volume a ser dragada pode ser maior do que para o aprofundamento; 10. Não efetuar estudos sobre a inclinação lateral que o navio pode adquirir. Este valor pode ser maior do que a margem de segurança dada para o efeito squat.

17 Dimensões horizontais de um canal de acesso Larguras em trechos retos e em curvas Diâmetro da bacia de evolução Distância para a parada do navio Espaços para manobra do navio Raio do fundeadouro

18 Diretrizes básicas O Layout do canal deve ser o mais reto possívell Uma grande curva é preferível a uma sequência de pequenas curvas em intervalos curtos de espaço O canal deve estar o mais alinhado possível com as correntes prevalescentes O ponto de não retorno do navio deve estar o mais próximo possível da entrada do canal. Deve existir um espaço para a redução da velocidade do navio e sua parada. A área de fundeio não deve interferir no canal de navegação e devem ter condições seguras para manter o navio parado com segurança.

19 Dimensões horizontais de um canal em linha reta

20 Erros fatais Planejamento horizontal I 1. Seleção errada da velocidade do navio. Não existem diretrizes que venham a garantir que o navio seja manobrável em uma velocidade prédeterminada em um canal restrito e sob ação de forças ambientais. Principalmente em trechos em curvas; 2. Considerar como navio de projeto apenas o navio na condição de calado máximo; 3. Não levar em consideração o ângulo de abatimento/deriva que o navio adquire; 5. Alargar o canal de acesso em curvas pode afetar o campo de correntes, que pode levar o navio a ter problemas de governo. Trechos em curvas tendem a gerar acúmulos de sedimentos que podem inviabilizar a entrada do navio;

21 Erros fatais Planejamento horizontal II 6. Acreditar, que nos trechos críticos do canal, que rebocadores são a solução para o controle do aproamento, rumo e velocidade do navio. Rebocadores são poderosos atuadores, mas a estratégia adotada pelo prático/comandante do navio é muito mais importante. 7. Não levar em conta as distâncias de parada. A razão potência/deslocamento dos navios tem diminuido muito nos últimos anos. 8. Não levar em conta uma área de escape ou fuga em canais muito longos. Em casos de emergência, ou falha nos atuadores do navio o canal pode vir a ficar fechado por um longo período.

22 Simuladores 1. Emprego de modelos físicos ou numéricos; 2. Análise de dados ambientais de entrada podem ser mais detalhada, com dependência do tempo, (padrões ambientais e geomorfologia do canal); 3. Simuladores de manobra de navios: incluir a experiência/habilidade humana; 4. Fazer análise de tráfego nas vias de acesso; 5. Ferramentas de análise e gerenciamento de risco.

23 Simuladores de Manobra Solução Americana Due to ensure navigation safety while optimizing benefits of federal money used for dredging and disposal, the U.S. Army Corps of Engineers requires a simulator based navigation study for most modifications do federally authorized and maintained channels. The Engineer Research and Development Center (ERDC) operates the U.S. Army Corps of Engineer only marine simulator. Dennis W. Webb U.S. Army Enginner, Research and Development Center

24 Simuladores - Principais contribuições I 1. Definir condições ambientais que impedem a navegação segura no canal e áreas críticas de manobra 2. Criar procedimentos operacionais para o navio de projeto que melhorem sua navegação nas vias de acesso 3. Apresentar características de manobra que são necessárias para que um navio de projeto navegue com segurança na via navegável 4. Definir o nível de navegação segura e aceitável 5. Apresentar outras condições e limitações de navegação, como a interação com outros navios, seja em trânsito, amarrados e a empregabilidade do tipo de rebocadores.

25 Detailed Design Main contributions II 6. Definir procedimentos de emergência devido à falhas no navio ou nos rebocadores; 7. Dimensionar as bacias de evolução e áreas de manobra em relação à sua forma, profundidade e ambiente ideais; 8. Determinar os procedimentos de manobra durante a parada; 9.Determinar os procedimentos de manobra durante o fundeio e a atracação/desatracação.

26 Erros fatais simulações I 1 Uso de modelo matemático inadequado para definir a manobrabilidade do navio em águas confinadas; 2. Uso de modelo matemático de manobrabilidade do navio apropriado, mas com modelo do navio de projeto sem verificação; 3. Uso do modelo matemático adequado de manobrabilidade do navio, mas com modelo do navio de projeto sem validação; 4. Inexatidão dos dados ambientais (por exemplo: corrente, maré, vento, ondas e principalmente batimetria); 5. Planejamento e estudo orientado sem a presença de práticos locais.

27 Erros fatais simulações II 6. Planejamento e estudo orientado sem a presença rebocadores locais, quando operando com rebocadores; de comandantes de 7. Não levar em consideração a necessidade de identificar qualquer evento ou condição potencial que possa evitar a entrada/saída do navio; 8. Não levar em consideração a gestão de risco em projetos onde a segurança é fator essencial.

28 O relatório 121 PIANC 2014 no Brasil A Autoridade Marítima, representada pela Diretoria de Portos e Costas (DPC), já está aplicando o relatório PIANC 121 como diretriz para novos grandes navios que desejam adentrar em canais existentes, novos projetos de acesso náutico e modificações aos vias de acesso existentes. Esta iniciativa procura garantir padrões internacionais de segurança em nossos portos. As boas práticas de engenharia são sempre bemvindas desde que sejam apoiadas por regulamentos internacionalmente reconhecidos, conforme recomendado pela IMO, como no caso do relatório 121 da PIANC

29 Desafios: Exemplo Americano

30 Conclusão Planejamentos de vias navegáveis são processos de avaliação contínua e precisam de realimentação técnica que incluam incorporação de metodologias objetivas, que são multidisciplinares. Uma orientação fundamental que não deve ser esquecida no planejamento portuário é a compreensão de que a interação entre a manobra do navio e a geometria do canal é a base para melhorar a navegação e o gerenciamento da via navegável. O novo padrão brasileiro para o planejamento portuário (ABNT NBR 13246) Aspectos Náuticos, segue esses princípios e tem a honra de contribuir como ferramenta de apoio para auxiliar as autoridades, engenheiros e operadores seguindo o lema, no Brasil, dado pela Autoridade Marítima Brasileira, desde 1907: "Mares e rios seguros e limpos"

31 Obrigado!