Estudo de vãos
livres sob
quilhas em Itajaí
Dr. 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),
PREDICTED TIDE
DATUM
DRAFT
• Regras ambientais
“X” % OF DRAFT
“X” MUST ACCOUNT FOR
- WAVE RESPONSE
- CHANGES IN TIDAL RESIDUAL
- SQUAT
- SAFETY ALLOWANCES
• T_máx = 10,5 m (10 m à noite)
DEPTH
– 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)
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
Frequency [%]
30
20
10
0
0
50
100
150
200
Wave direction [degrees]
250
300
350
• Dados atuais
Frequency [%]
40
30
20
– não disponíveis
10
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Wave height [m]
3.5
4
4.5
5
Frequency [%]
30
20
10
0
– medidos e
– astronômicos
0
2
4
6
8
Wave period [s]
10
12
14
16
• Dados das ondas
– Ondas sintéticas
geradas a partir de
distribuições
conjuntas dos
parâmetros de ondas
e do Jonswap
Sedimentação
• Itajaí sujeito a
sedimentação
contínua
• Notável
principalmente
na entrada
• O sistema
DUKC indica
onde e quando
fazer a
dragagem
Embarcações de Projeto
L [m]
B [m]
T [m]
D [t]
KB [m]
BM [m]
KM [m]
GMf [m]
GMs [m]
KGf [m]
KGs [m]
Embarcação de projeto 1
Embarcação de projeto 2
250
32
10,5
55965
5,78
8,13
13,91
1,5
1,55
12,41
12,36
272
37
10,5
70403
5,78
10,87
16,64
1,5
1,55
15,14
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
11.5
DUKC system
Static rule
11
maximum draft [m]
10.5
10
9.5
9
8.5
8
04/23
04/24
04/25
04/26
04/27
04/28
04/29
04/30
05/01
05/02
05/03
Resultados – Embarcação de
projeto 1
Design vessel 1 - Export transit
12
Static Draft
DUKC Draft
Draft [m]
11
10
9
8
0
10
20
30
60
50
40
accessability [%]
70
80
90
100
0
10
20
30
60
50
40
accessability [%]
70
80
90
100
Yield [m]
1.5
1
0.5
0
• 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
Design vessel 2 - Export transit
12
Static Draft
DUKC Draft
Draft [m]
11
10
9
8
0
10
20
30
40
50
60
accessability [%]
70
80
90
100
0
10
20
30
40
50
60
accessability [%]
70
80
90
100
Yield [m]
1.5
1
0.5
0
• 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.
Custo-Benefício Embarcação de
Projeto 1
Aumento do
calado
TPC aproximado
Toneladas
adicionais
TEU total
aproximada
Porcentage
m de
Toneladas por
produtivida
ano
de
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
m
Toneladas por
TEU total por ano
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?