Seminário USP-CONAPRA (Acessos Náuticos)

Visão da DHN sobre a representatividade da lama fluida nas cartas náuticas

CC Douglas Luiz da Silva Pereira

08/NOV/2017

Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN)Centro de Hidrografia da Marinha (CHM)

Divisão de LevantamentosSeção de Batimetria

A DHN, na qualidade de Estado Membro e fundador da OrganizaçãoHidrográfica Internacional (OHI), segue rigorosos padrõesestabelecidos por aquela instituição no que se refere a:

Coleta de dados (Levantamentos Hidrográficos)

Representação desses dados na carta náutica

Lama fluida

Como se medem as profundidades?

Ecobatímetros

Medição de profundidadesintimamente

relacionada à

Frequência Alta(acima de 200 kHz)

Frequência Intermediária(entre 50 a 200 kHz)

Frequência Baixa(entre 12 a 50 kHz)

Penetração no substrato marinho Acurácia Resolução

Como se medem as profundidades?

Água

Fundo consolidado

Superfície do mar

Interface água-fundo Rigorosos critérios de

acurácia da OHI

Profmin

Profmax

ProfundidadeEco Baixa Freq.

Água

Fundo consolidado

Superfície do mar

Interface água-fundo ProfundidadeEco Alta Freq.Profundidade

Eco Baixa Freq.

Como se medem as profundidades?

Água

Fundo consolidado

Superfície do mar

Interface água-fundo ProfundidadeEco Alta Freq.

Portanto, a fim de garantir a acurácia

requerida pela OHI, a DHN, em águas rasas,

utiliza ecobatímetros de alta frequência na

medição da profundidade

Como se medem as profundidades?

Se os ecobatímetros de alta frequência permitem medir o fundo com maior

acurácia, então por que razão se usam ecobatímetros de baixa frequência?

Como se medem as profundidades?

Acurácia Alcance

Portanto, a fim de garantir a acurácia

requerida pela OHI, a DHN, em águas rasas,

utiliza ecobatímetros de alta frequência na

medição da profundidade

Frequência Alta(acima de 200 kHz)

Frequência Baixa(entre 12 a 50 kHz)

Ecobatímetros Frequência Intermediária(entre 50 a 200 kHz)

Frequência Alta(acima de 200 kHz)

Frequência Baixa(entre 12 a 50 kHz)

Ecobatímetros Frequência Intermediária(entre 50 a 200 kHz)

Como se medem as profundidades?

Prof. < 100 m

Prof. < 1500 m

Prof. > 1500 m

Portanto, a fim de garantir a acurácia

requerida pela OHI, a DHN, em águas rasas,

utiliza ecobatímetros de alta frequência na

medição da profundidade

Além de possuir maior acurácia,

ecobatímetros de alta frequência estão

associados a uma melhor...

RESOLUÇÃO

300 kHz 400 kHz

from Hughes Clarke, 2013

Água

Fundo consolidado

Superfície do mar

Interface água-fundo

O que ocorre quando há uma camada de lama sobre o fundo consolidado?

Lama não fluida (plástica)NÃO NAVEGÁVEL

Lama fluidaNAVEGÁVEL

Interface lama fluida-lama plástica

Interface água-lama fluida

Camada de lama

Densidade

Água

Fundo consolidado

Superfície do mar

Interface água-fundo

O que ocorre quando há uma camada de lama sobre o fundo consolidado?

Lama não fluida (plástica)NÃO NAVEGÁVEL

Lama fluidaNAVEGÁVEL

Interface lama fluida-lama plástica

Interface água-lama fluida

Transição reológica(densidade crítica)

O que ocorre quando há uma camada de lama sobre o fundo consolidado?

PROFUNDIDADE NÁUTICA

A profundidade em que ascaracterísticas físicas do fundoatingem um limite crítico apartir do qual qualquer contatocom a quilha de um navio causaavarias ou efeitos inaceitáveisnas condições de governo emanobrabilidade do navio.

Água

Fundo consolidado

Superfície do mar

Interface água-fundo

O que ocorre quando há uma camada de lama sobre o fundo consolidado?

Lama não fluida (plástica)NÃO NAVEGÁVEL

Lama fluidaNAVEGÁVEL

Interface lama fluida-lama plástica

Interface água-lama fluida

PROFUNDIDADENÁUTICA

ProfundidadeEco Baixa Freq.

Água

Fundo consolidado

Superfície do mar

Interface água-fundo

ProfundidadeEco Alta Freq.

ProfundidadeEco Baixa Freq.

O que ocorre quando há uma camada de lama sobre o fundo consolidado?

Lama não fluida (plástica)NÃO NAVEGÁVEL

Lama fluidaNAVEGÁVEL

Interface lama fluida-lama plástica

Interface água-lama fluida

PROFUNDIDADENÁUTICA

ProfundidadeEco Baixa Freq.

NÃO HÁ CORRELAÇÃO ÚNICA E UNIVERSAL ENTRE:- Frequência do

ecobatímetro; e- Profundidade náutica

(CADA CASO É UM CASO)

Entretanto, de fato, o uso de ecobatímetros monofeixe de dupla frequência (alta e baixa) operando simultaneamente é um indicador

QUALITATIVO da presença de sedimentos lamosos, porém não QUANTITATIVO (em termos de espessura da camada de lama fluida

navegável)...

from http://www.ceehydrosystems.com/products/single-beam-echo-sounders/cee-echo/

Essa camada é a lama fluida navegável???

Não se pode afirmar categoricamente!

São necessários estudos reológicos que determinem a densidade crítica da lama (que varia no tempo e no espaço) e a correlação

desta com a frequência do ecobatímetro (neste exemplo, 33 kHz)

Ecobatímetros monofeixe de dupla frequência operando simultaneamente indicam a presença de sedimentos lamosos...

Porém...

Para o mapeamento de águas rasas críticas à navegação (áreas portuárias, etc), a OHI determina a cobertura total do fundo, o que

requer o uso de ecobatímetros multifeixe...

E...

Ecobatímetros multifeixe NÃO operam simultaneamente em dupla frequência...

O que dificulta a detecção de camadas de sedimentos lamosos com esses equipamentos...

Para que seja detectada uma camada de sedimentos lamosos por meio do uso de ecobatímetrosmultifeixe, faz-se necessária a instalação de 2 multifeixes, o que implica em:

- Custos elevados (o custo X benefício compensa?); e

- Inviabilidade de instalação de multifeixe de baixa frequência em embarcações pequenas (usadas em sondagens de águas rasas), devido ao elevado peso e dimensões.

Enfim...

a fim de garantir- a acurácia requerida pela OHI, e - uma alta resolução no mapeamento do fundo (para detecção

de pequenas feições)

a DHN, em águas rasas críticas à navegação, e independente do tipo de fundo, utiliza ecobatímetros multifeixe de alta frequência.

Havendo lama fluida, tal camada não é detectada

nem representada na carta náutica...

Tal procedimento:

- Segue os padrões estabelecidos nas publicações normativas da OHI, as quais não normatizam, nem sequer citam, a determinação de profundidades em fundos com camadas de lama fluida; e

- Está alinhado com os procedimentos adotados pelos principais Serviços Hidrográficos dos Estados Membros da OHI.

Considerações finais

Assim como os ecobatímetros utilizados nos Levantamentos Hidrográficos em águas rasas, os ecobatímetros de navegação também são de alta frequência, o que facilita o uso da carta náutica e evita erros de navegação.

Efeitos da lama fluida na manobrabilidade e controlabilidade do navio.

Lama fluida é dinâmica...varia: Geograficamente (de local para local); e Temporalmente (ao longo do tempo no mesmo local).Demanda, portanto, monitoramento contínuo.

Considerações finais

Navegação em lama fluida investigação das camadas de subfundo (rochas, pedras, etc).

DHN reconhece a possibilidade da navegação em lama fluida, porém...

entende que sua representação na carta náutica como parte da profundidade cartografada NÃO se coaduna com o contido nas publicações normativas da OHI, além de considerá-la inviável, uma vez que a camada de lama fluida varia no tempo e no espaço.

DHN entende que a camada de lama fluida navegável compõe os parâmetros operacionais do porto e, portanto, pode ser usada para cálculo da folga abaixo da quilha (UKC – Under KeelClearance), desde que seja criteriosamente definida.

Entretanto...

LEI Nº 12.815, DE 5 DE JUNHO DE 2013 (LEI DOS PORTOS)

Art. 18. Dentro dos limites da área do porto organizado, compete à administração do porto:

I - sob coordenação da autoridade marítima: (…)d) estabelecer e divulgar o calado máximo de operação dos navios, em função dos levantamentos batimétricosefetuados sob sua responsabilidade; e (…)

from http://www.dotocean.eu/en/applications/ports_authorities

Visão da DHN sobre a representatividade da lama fluida nas cartas náuticas

CC Douglas Luiz da Silva Pereiradouglas.luiz@marinha.mil.brdoug_luiz@hotmail.com