Diseo de terminales portuarios

Servicios de un terminal

portuario

Carga y descarga de bienes desde un barco

Almacenamiento temporal

Limitado nivel de procesamiento (empaque,

subdivisin, armado, etc)

Carga y/o descarga de bienes en otro medio

de transporte tierra adentro.

Componentes de un terminal

La superestructura hmeda y seca: muelles, defensas, reas de almacenamiento, caminos,

fundaciones de gras,

La infraestructura : Galpones, bodegas, silos, edificios

El equipamiento: Vehculos, gras, tuberas, correas transportadoras, etc.

Los recursos humanos:

Tipos de terminales portuarios Terminales de Carga General

Terminales Multipropsito

Terminales Carga Ro-Ro

Terminales de Contenedores

Terminales de Combustibles: Gasferos, Petroleros, qumicos, etc.

Terminales Graneleros: Granos, Minerales, Productos especiales (cemento, azufre, etc.)

Terminales Frutcolas

Terminales de Cruceros y Ferries

Terminales Pesqueros

Terminales de Carga General y

Multi-propsito

Caractersticas principales

Los ms antiguos y comunes

manejan todo tipo de carga

Lneas frreas en la orilla par los CG y en la

parte posterior para los MP

Bajo nivel de especializacin de trabajos

Lay out tpico para un terminal

Multi-propsito

Ejemplo de un terminal Multi-

propsito moderno

Capacidad del Terminal multipropsito

Ar = a*A*td/[365*C*f( Ps, Pl, Ptd)]Donde:

Ar = Area requerida del Terminal

a = (Area bruta x Altura nominal de almacenamiento)/(Area neta x altura media de almacenamiento)

A = rea especfica para almacenar una unidad ( ton, TEU, m3, etc) depende del tipo de carga y de la maquinaria disponible para su almacenamiento

td = Tiempo de espera de la carga en el patio en das

C = Proyeccin de carga anual (tons, TEU, m3, etc.)

Ps, Pl, Ptd = Distribuciones de densidad de probabilidad del arribo/salida de carga en el lado del mar, en el lado de tierra y tiempo de espera de la carga dentro del Terminal

Capacidad medias de un

Terminal multipropsito

Tipo Terminal Rango de Capacidad

(ton/m2/ao)

Carga General 4 6

Contenedores 6 10

Graneles 15 25

Minerales 30 40

Crudo 40 50

rea de almacenamiento

Donde:

Ots = rea requerida de patio

f1 = Proporcin de rea bruta/ rea neta en conexin con lnea de trfico

f2 = Factor de agrupamiento debido a apilamiento especial de carga daada o separada

= Densidad relativa promedio de la carga almacenada en el buque.

mts = Tasa promedio de ocupacin de la bodega o patio

h = Altura promedio de almacenamiento en la bodega o sitio

Cts= Fraccin de la carga total que pasa por la bodega o sitio.

td = Tiempo promedio de espera de la carga en la bodega o sitio

Cantidad y Largo de sitios de atraquecb = pNbtnmb

Donde :

cb = Rendimiento de Carga por sitio (ton/ao)

p = Productividad promedio de una cuadrilla (ton/hr)

Nb = Nmero de cuadrillas por buque

td = Nmero de horas operacionales anuales (hr/ao)

mb = Factor de ocupacin de sitio

n = Cs/cbDonde:

n = nmero de sitios requerido

Cs = Carga anual del puerto (ton/ao)

L = 1.1n(Ls+15)+15Donde:

L = Largo de los sitios de atraque

Ls = Largo del buque de diseo

Ejemplo de un

Terminal

multipropsito

tipo

Terminales de Carga Ro Ro

Su forma depende del tipo de rampa que tiene el barco:

posterior, lateral, frontal,

Requieren grandes zonas de estacionamiento

La carga puede ser transportada por camiones autos o

simplemente por remolques que se almacenan en el puerto

a la espera de un camin.

Muy rpidas secuencias de carga y descarga

Poco espacio de atraque y bajo nivel de inversin en

equipos

Ms efectivos para viajes cortos (continente- Isla Chiloe)

Ejemplos de Terminales Ro Ro

Elementos especiales de un terminal Ro Ro

El punto de carga/descarga es concentrado en un sector del buque (condiciona forma del sitio de atraque)

Los terminales de pasajeros necesitan dependencias especiales para

recibirlos

Proteccin del fondo para turbinas D50 = 1.3 ub2/(gD)

Demarcacin estricta zonas navegacin por velocidad de naves

El tiempo de servicio es muy relevante en los casos de ferries.

Configuraciones en planta:

Rampas de acceso Rangos de marea menores a 1,5 m: rampa fija, pendiente

max 1:8

Rangos de marea mayores a 1,5 m: rampas de altura

variable

Terminales de graneles lquidos Generalmente usados para petrleo, LNG, LPG,

productos qumicos, etc

Ubicacin, equipamientos y seguridad son claves en este

tipo de terminales

Generalmente alejados de la costa y conectados va

tuberas o muelles a tierra.

Los barcos son cargados/ descargados por un manifold

ubicado en la parte central del barco y no necesitan

grandes gras a su lado.

Se necesitan grandes reas de almacenamiento, no

necesariamente dentro del puerto; estanques, silos, etc

Tipos de Terminales de graneles lquidos

Muelle y Plataforma

SBM:

Monoboya

Multi-boya

Elementos especiales en Terminales

de graneles lquidos

Distancias de seguridad a fuentes de ignicin (LFL, LEL), segn niveles txicos por fugas y a fuentes de calor.

Infraestructura de emergencia, muelles para bandas de contencin ,

buques cisterna, etc.

Sistemas especiales de carga/descarga (loading arms)

Niveles lmite de oleaje:

No se deben considerar vientos mayores a 12,5 m/s como

condiciones de atraque

Tipo Atraque sin

swell (m)

Atraque con

swell (m)

Carga/descarga

Muelle/plataforma 1.5 - 2.0 1.0 1.5 2.0 3.0

SBM/MBS 2.0 3.0 2.0 3.0 4.0 6.0

Configuraciones de amarre

Terminales de graneles lquidos

Amarras perpendiculares

no ms de 15

Amarras longitudinales no

ms de 10

En la vertical, no ms de

25 y sobre el Nivel del mar

Plataformas promedio 20 x

35 m2

Comparacin de configuraciones

Item Muelle MBSs SBMs

Acceso costero Directo Por mar Por mar

N de tuberas 1 - 8 1 - 4 1 3

Tiempo entre arribo y

descarga

2 hr 5 hr 2 hr

Amarre con viento sobre 30

nudos y olas de

1.0 2.0 m 1.5 2.0 m 2.0 2.5 m

Condiciones extremas,

viento 60 nudos y olas

ninguna 2.0 3.0 m 3.5 4.0 m

Preferencia para facilidad

de atraque

2 3 1

Efectos de marea si no No

Sistemas sensibles Defensas Cadenas boyas Tuberas

flexibles

Asistencia en maniobras Remolcadores y

flats

Flats y

remolcadores

deseable

Flats solo

atraque

Terminales graneleros Existe la tendencia a especializar los terminales

graneleros en ciertos tipos de materiales: granos,

fertilizantes, minerales, etc. Dependiendo del proceso de

carga/descarga

El rea de almacenamiento corresponde a patios abiertos

silos y bodegas amplias y altas

El equipamiento bsico son cintas transportadoras, y

maquinara altamente sofisticada. Adems de gras de

carga/descarga equipadas con cubetas tipo dragas o

equipos pneumticos de bombeo de material

Esquema general de un Terminal

granelero

Cargas tpicas Mineral de Hierro factor de estiba: 0.3 0.52 m3/ metric ton

Carbn factor de estiba: 1.2 1.4 m3/ metric ton

Granos factor de estiba: variable, depende del material

Fertilizante factor de estiba: 0.92 1.0 m3/ metric ton

Bauxita/aluminio factor de estiba: 0.8 0.8852 m3/ metric ton Bauxita y 0.6 m3 / metric ton aluminio

Cobre factor de estiba: 0.25 0.5 m3/ metric ton depende de la configuracin

Madera y ships factor de estiba: 2.55 3.0 m3/ metric ton

Cementos factor de estiba: 0.75 0.85 m3/ metric ton

Aspectos especiales de un terminal granelero Seleccin del sistema de descarga:

Cucharones

Sistemas neumticos

Elevadores de capachos

Tornillos sin fin

Aspiradores

Transportador de lechada (Slurry)

Frecuente que buques cuenten con sistemas propios

Sistemas de carga/descarga lo ms continuos posible

Sistemas de transporte dentro del terminal

Almacenamiento (silos, bodegas, ensacado, etc.)

Mezclado, empaquetado y Pesaje del producto

Aspectos ambientales y de seguridad

Equipamiento

de un

Terminal

granelero

Sistema de

extraccin vertical

Sistema de

Alimentacin

Eficiencia de los equipos

Peak capacity: Capacidad

mxima del equipo utilizado

(ton/hr)

Rated Capacity : o

capacidad de excavacin

libre. Capacidad del equipo

considerando el ciclo

completo desde el buque a la

tolva de descarga

Capacidad Efectiva:

Tonelaje promedio de

descarga de un buque ,

considerando interrupciones,

cambio de turno,

mantenciones,, pero sin

considerar paralizaciones del

puerto

Unid

Tamao buque DWT 40000 40000 40000 40000

No. de compartimientos No. 8 8 8 8

Carga til cucharon Ton 20 20 20 20

No. de ciclos /hr 35 50 60 90

Capacidad de

excavacin libre

Ton/h

r700 1000 1200 1800

Apertura compartimiento Min 15 15 15 15

Posicionamiento gra Min 10 10 10 10

Descarga material Min 3643 2550 2125 1417

Reposicionamiento Min 40 40 40 40

Limpieza

compartimientosMin 1714 1200 750 500

Reposicionamiento para

limpiezaMin 40 40 40 40

Cierre compartimientos Min 15 15 15 15

Total descarga buque Hrs 91 65 50 34

Capacidad efectivaTon/h

r438 620 801 1178

Terminales de Contenedores (1) Conceptos de terminal principal, o terminal de abastecimiento

Grandes requerimientos de terrenos abiertos para zonas de:

Almacenamiento de contenedores

Trfico interno

Bodegas de manipulacin CFS

Zonas de carga/descarga

Zonas de inspeccin, reparaciones, etc

Estacionamientos de vehculos internos y externos

Portera

Corte transversal de un terminal de

contenedores

Movimiento de contenedores

en el terminal

Cargadores frontales y laterales

Gras puente sobre rieles

Gras puente sobre ruedas

Vehculos automatizados.

Straddle carriers

Sistemas Multi trailers

Remolques

Area de almacenamiento por tipo de equipo

Sistema Altura de

apilamiento

m2/TEU

Chasis 1 50-65

Straddle carrier 2 15-20

3 13-13

Gantry

(RMG/RTG)

2 15-20

3 10-13

4 7.5-10-

5 6-8

Montacarga 2 35-40

Stacker 3 25-30

Cantidad y Largo de sitios de atraquecb = pfNbtnmb

Donde :

cb = Rendimiento en TEU por sitio (ton/ao)

p = Productividad promedio por gra (ton/hr)

f = Factor de TEU (N20+ 2N40)/NtotalNb = Nmero de gras por buque

td = Nmero de horas operacionales anuales (hr/ao)

mb = Factor de ocupacin de sitio

n = Cs/cbDonde:

n = nmero de sitios requerido

Cs = Cantidad anual de TEU movidas por el puerto (TEU/ao)

L = 1.1n(Ls+15)+15Donde:

L = Largo de los sitios de atraque

Ls = Largo del buque de diseo

rea de almacenamiento

Donde:

O = rea requerida de patio (m2)

F = rea requerida por tipo de equipo utilizado. Incluye

para maniobras (m2)

mi = Tasa promedio de ocupacin de patio (0.65-0.7)

r = Tasa entre Altura promedio de apilamiento y altura

peak de apilamiento (0.6 0.8)

Ci= N de contenedores movidos por ao y por tipo de

almacenamiento (TEU)

td = Tiempo promedio de espera del contenedor (das)

Dwell time: tiempo de espera en puerto

td

Tasa de apilamiento r

Factor F

Depende del

sistema de

agarre y

altura de

almacenamie

nto utilizado:

Sistema Altura de

almacenamiento

F (m2)

Remolques 1 50-65

Straddle

Carriers

2 15-20

3 10-13

Gras Gantry

(RTG/RMG)

2 15-20

3 10-13

4 7.5-10

5 6-8

Montacargas 2 35-40

Stacker 3 25-30

4 20-25

5 15-20

Sistema de remolques

Sistema de straddle carriers

Sistema de cargadores frontales

Sistema de cargadores laterales

Sistema de gras puente sobre

neumticos

Sistema de gras puente sobre rieles

Cargadores Frontales

Ventajas

Bajo nivel de inversin

en equipos

Flexible y simple de

operar

Principalmente usado

para contenedores vacos

Desventajas

Demasiada rea de

almacenamiento

Gran cantidad de mano

de obra

Limitada capacidad de

levante

Remolques

Ventajas

Bajo nivel de inversin

Flexible y simple de

operar

Bajos costos de

mantenimiento

Desventajas

Demasiada rea de

almacenamiento

Gran cantidad de

remolques necesarios

Bajos niveles de

movimiento de carga

Abundancia de personal

(choferes)

Straddle carriers

Ventajas

Altos niveles de

movimientos de carga

Multifuncionales

Velocidad de operacin

Desventajas

Complejidad del equipo

Altos costos de inversin

y mantencin

Personal altamente

calificado y en

abundancia

Requiere altos niveles de

seguridad dentro del

puerto

Sistemas Multi trailer

Ventajas

Menor cantidad de

personal

Altos niveles de

movimientos de carga

Pics puntuales de trfico

fcilmente absorbibles

Desventajas

Bajo flexibilidad de

operacin

Alto costo de inversin

Puentes grasVentajas

niveles mnimos de

personal

Altos niveles de

movimientos de carga

Pics puntuales de trfico

fcilmente absorbibles

Buen nivel de utilizacin

del espacio

Desventajas

Muy altos costos de

inversin y de operacin

Requiere de una

excelente planificacin

portuaria

Poco flexibles

Buscar balance entre capacidad

sitio V/S patio

Capacidad de sitio

Capacidad de patio

Como aumentar capacidad

Sitio

Optimizar arribo naves

Mejorar equipamiento

y rendimiento

Aumentar longitud de

sitios

Disminuir Down time

Patio:

Bajar tiempo estada

(Dwell time)

Aumentar altura

apilamiento

Incrementar superficie

patio