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?