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Estudo de vãos livres sob
quilhas em ItajaíDr. Matthew Turner
Gerente, América do Sul
Índice
• Finalidade• O que é o DUKC• Método de estudo• Regras para vãos livres sob quilhas
– Estáticas X Dinâmicas• Dados ambientais• Simulações• Resultados• Conclusões
Finalidade
• O objetivo do estudo sobre vãos livres sob quilhas em Itajaí visa a determinar até onde um sistema dinâmico para vãos livres sob quilhas (DUKC) pode aumentar os calados das embarcações no Porto de Itajaí sem comprometer a segurança.
Situação no Porto de Itajaí
• Embarcações de calados profundos sujeitas a regras estáticas de trânsito
• As regras estáticas existentes impõem um limite grosseiro sobre os calados a fim de preservar a segurança
• O trânsito permitido pelas regras estáticas existentes pode não ser seguro
• Ao adotar regras dinâmicas para avaliar as condições predominantes, é provável que se consiga aumentar o calado e evitar trânsito inseguro.
Método de estudo
• 2 embarcações de projeto
• Simulação de 5,5 meses de trânsito de importação e de exportação
• Contraste do calado, da produtividade e do acesso ao porto com– Regras estáticas– Regras DUKC
Regras estáticas
• Calado– T = mín (11 + h – UKC, T_máx),
• T_máx = 10,5 m (10 m à noite)
• Regras ambientais– Ventos médios < 18 nós
– Correntes no canal de acesso < 1,5 m/s
– Altura das ondas < 2 m
• Regras da embarcação– Comprimento < 276,5 m (230 m
à noite)
DATUM
“X” % OF DRAFT
DRAFT
DEPTH
PREDICTED TIDE
“X” MUST ACCOUNT FOR
- WAVE RESPONSE
- CHANGES IN TIDAL RESIDUAL
- SQUAT
- SAFETY ALLOWANCES
Implicações das regras estáticas
• Probabilidade de toque no fundo não quantificada ou não controlada
• Nenhuma tolerância de variação entre a maré real e a maré astronômica
• A adaptação do calado leva a resultados conservadores
• Resposta da onda baseada na altura da maior onda - algo, em grande parte, conservador, mas nem sempre.
DUKC em Itajaí
• Sondagem batimétrica• Modelagem das ondas
– Cálculo das condições das ondas para cada alcance
• Modelagem das marés• Velocidade das
embarcações• Manobra das
embarcações• Limites dos vãos livres
sob quilhas
Dados ambientais
• Dados das marés – medidos e – astronômicos
• Dados atuais– não disponíveis
• Dados das ondas– Ondas sintéticas
geradas a partir de distribuições conjuntas dos parâmetros de ondas e do Jonswap
0 50 100 150 200 250 300 3500
10
20
30
Fre
quen
cy [
%]
Wave direction [degrees]
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50
10
20
30
40
Fre
quen
cy [
%]
Wave height [m]
0 2 4 6 8 10 12 14 160
10
20
30
Fre
quen
cy [
%]
Wave period [s]
Sedimentação
• Itajaí sujeito a sedimentação contínua
• Notável principalmente na entrada
• O sistema DUKC indica onde e quando fazer a dragagem
Embarcações de Projeto
Embarcação de projeto 1 Embarcação de projeto 2
L [m] 250 272
B [m] 32 37
T [m] 10,5 10,5
D [t] 55965 70403
KB [m] 5,78 5,78
BM [m] 8,13 10,87
KM [m] 13,91 16,64
GMf [m] 1,5 1,5
GMs [m] 1,55 1,55
KGf [m] 12,41 15,14
KGs [m] 12,36 15,09
Simulações
• 1 simulação de embarcação a cada 0,5 hora• Trânsito noturno ignorado• Marés altas e ventos fortes ignorados • Comparação com base nas profundidades declaradas
04/23 04/24 04/25 04/26 04/27 04/28 04/29 04/30 05/01 05/02 05/038
8.5
9
9.5
10
10.5
11
11.5
max
imum
dra
ft [
m]
DUKC system
Static rule
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
8
9
10
11
12Design vessel 1 - Export transit
accessability [%]
Dra
ft [
m]
Static Draft
DUKC Draft
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
0.5
1
1.5
accessability [%]
Yie
ld [
m]
Resultados – Embarcação de projeto 1
• Aumento de acessibilidade de 85 para 90 %
• Normalmente controlada por MM
• O uso de rebocadores possivelmente aumentaria a produtividade em 0,3 m
• 0,5 m de aumento de produtividade em 10% do tempo
• Evidência de controle das ondas em condições limite no ponto de acesso > 99%
• Resultados semelhantes para exportação e importação
Resultados – Embarcação de projeto 2
• Benefícios significativos de acessibilidade e produtividade
• Aumento de acessibilidade de 85% para > 99%
• A produtividade aumenta em 0,5 m para todos os níveis de acessibilidade
• Frequência de encontro variável no canal externo para trânsito de importação e de exportação mostrada por maiores calados de exportação com baixos níveis de excedente.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
8
9
10
11
12Design vessel 2 - Export transit
accessability [%]
Dra
ft [
m]
Static Draft
DUKC Draft
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
0.5
1
1.5
accessability [%]
Yie
ld [
m]
Custo-Benefício Embarcação de Projeto 1
Aumento do calado TPC aproximado Toneladas
adicionaisTEU total
aproximada
Porcentagem de
produtividade
Toneladas por ano
TEU total por ano
Embarcação de projeto 1
65 55 3575 119 5 232.375 7.746
50 55 2750 92 5 178.750 5.958
40 55 2200 73 10 286.000 9.533
30 55 1650 55 10 214.500 7.150
20 55 1100 37 10 143.000 4.767
10 55 550 18 50 357.500 11.917
1.412.125 47.071
1300 naves por ano
Custo-Benefício Embarcação de Projeto 2
Aumento do calado
TPC (aproximado em 0,7 Cb)
Toneladas adicionais TEU total Porcentage
mToneladas por
ano TEU total por ano
Embarcação de projeto 2
60 68 4080 136 10 530.400 17.680
50 68 3400 113 89 3.933.800 131.127
4.464.200 148.807
1300 naves por ano
Resultados
• Porto de Itajaí geralmente controlado por MM no canal interno
• Ocasionalmente controlado por condições limite no canal interno
• Regra existente de altura de 2 m relativamente restritiva levando a perdas de oportunidade (acessibilidade reduzida)
• O DUKC pode aumentar a produtividade e a acessibilidade, além de preservar ou possivelmente melhorar a segurança
• Embarcação 2 maior benefício devido à regra mais restritiva quanto ao vão livre sob a quilha
Conclusões
• O DUKC pode aumentar significativamente o calado máximo e aumentar o acesso ao porto mantendo simultaneamente a segurança
• Embarcação 1 – Calado adicional de 0,1 a 1,0 m– Aumento de acessibilidade de 85% para 99%
• Embarcação 2 – Calado adicional de 0,5 a 1,0 m– Aumento de acessibilidade de 85% para 99%
Conclusões
• DUKC – Maior produtividade– Maior acesso ao porto– Maior segurança– Capacidade de otimizar a dragagem
de manutenção– Uso da regra dinâmica para vãos
livres sob quilhas para atender as normas da indústria
Recomendações
• A OMC recomenda que o Porto de Itajaí se beneficiaria com a instalação de um sistema DUKC
• A implantação de um sistema DUKC exigiria a instalação de uma infraestrutura específica– Dispositivo para ondas– Dispositivo para correntes
Perguntas?
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