Navios Tanques

8/8/2019 Navios Tanques

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Navios Tanques

Manuel Ventura

Mestrado em Engenharia e Arquitectura NavalSecção Autónoma de Engenharia Naval


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M.Ventura Navios Tanques 2

Tipos Principais de Navios Tanques (1)

• Petroleiro (oil tanker ) - navio tanque para o transporte depetróleo bruto (crude-oil )

• Produtos (product carrier) - navio tanque para o transportede produtos refinados derivados do petróleo (gasolina,gasóleo, jet fuel ), geralmente com os tanques pintados ou

revestidos no interior.

• Shuttle tanker - navio tanque para transportar crudedirectamente de explorações offshore para terminais ourefinarias.


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• Químico (Parcel Tanker) - navio tanque para o transportede produtos químicos a granel.

– Transporte simultâneo de vários tipos de carga– Navios mais recentes estão equipados com tanques revestidos(clad ) ou totalmente construídos em aço inoxidável.

– Podem transportar um número elevado de tipos de carga

diferentes– Cada tanque tem o seu próprio sistema de carga/descarga com

bombas e sistemas de encanamentos separados.


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• Gases Liquefeitos - navio para o transporte de gasescondensados

– Os gases são mantidos no estado líquido devido a pressõeselevadas ou a temperaturas muito baixas, em tanques comisolamentos altamente eficazes.

– Tipos de carga mais importantes:

• LNG (Liquefied Natural Gas ) - principalmente metano, comtemperaturas que podem atingir os –163 ºC.• LPG (Liquefied Petroleum Gas ) - Transportados à

temperatura ambiente em tanques pressurizados

independentes do casco do navio, ou a temperaturasreduzidas, próximas do aproximadamente equivalentes aoponto de ebulição à pressão atmosférica. Exemplos: propano,butano, propileno, butileno


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Petroleiros - Dimensões Típicas

Produtos navio para transporte de produtos refinados com aprox.35,000 - 45,000 dwt. Custo médio aprox. 32 Milh. US$

Handysize com aprox. 20,000 ~ 30,000 dwtHandyMax com aprox. 45,000 dwtAframax navio com aprox. 80,000 ~ 119,000 dwt (American Freight

Rate Association ). Custo médio aprox. 44 Milh. US$.Suezmax o navio de maiores dimensões que pode atravessar o Canal do

Suez, completamente carregado (120,000 -180,000 dwt).Custo médio aprox. 54 Milh. US$

VLCC (Very Large Crude Carrier) navio com aprox. 260,000 ~330,000 dwt. Custo médio aprox. 85 Milh. US$.

ULCC (Ultra Large Crude Carrier ) navio com porte superior a

330,000 dwt.


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Shuttle Tanker (1)

• Surgiu quando a exploração petrolífera offshore se alargoupara águas mais profundas e mais remotas, onde as linhas deencanamentos ( pipelines ) para terra não são viáveis nemtécnica nem economicamente.

• Geralmente são navios tqnques convencionais equipados paraestar acostados a uma bóia de descarga no mar alto

• Carregam a sua carga directamente do campo petrolífero,onde está armazanada em reservatórios, onde geralmente oenxofre é removido.

• Requerem grande capacidade de manobra em comparaçãocom os tanques tradicionais, que dependem fortemente derebocadores.


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Shuttle Tanker (2)

• Nos campos petrolíferso não existem rebocadores e o naviodepende apenas da sua tripulação para se manter aproado aovento, para se ligar à bóia de grandes dimensões ancorada nofundo do mar.

• São lançados cabos para a bóia e com o motor e os impulsoresa trabalhar para manter o navio em posição, a mangueira de

carga flutuante é içada para bordo através da rampa na proaprojectada para o efeito e a ligação estabelecida.• Quando a ligação se estabelece a máquina e os impulsores do

navio continuam em funcionamento para garantir que o navionão colide com a bóia, nem se afsta dela de modo a quebraraligação e a lançar óleo para fora.


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Shuttle Tanker (3)

• Quando o navio está completamente carregado, repete-se aoperação delicada de separar a ligação à bóia, garantindo quenão haja derrames.

• Quando a operação está terminada, o navio irá deslocar-se omais rápido possível até à refinaria, para poder voltar de

novo para nova carga.

• Muitos shuttle tankers são navios tanques convertidos, com aadição do equipamento para manipulação da mangueira e deimpulsores laterais de grande potência. Podem-se distinguirfacilmente pelo compartimento elevado à proa para manobrara mangueira.


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Shuttle Tanker (4)

• Navios mais sofisticados podem incorporar equipamento paraposicionamento dinâmico, no qual até quatro impulsores,sistemas de duplo hélice de passo controlavel juntamentecom lemes activos (flap rudders ) podem ser coordenadospara manter com precisão o navio sobre um ponto fixo nofundo do mar.

• Tipicamente, um shuttle tanker tem um porte útilaproximado de 120,000 t e velocidade da ordem dos 16 nós,muito superior à dos tanques convencionais.


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Características da Carga


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Petróleo Bruto

• Petróleo Bruto (Crude Oil) – óleo mineral constituído por umamistura de hidrocarbonetos de origem natural, com densidade eviscosidade variáveis

• Petróleo Bruto Pesado (Heavy Crude Oil) – tipo de petróleo brutoque existe em zonas como na bacia do Orenoco (Venezuela), nosbancos de Athabaska (Alberta/Canadá) e nos bancos de Olenik

(Sibéria/Rússia).– Têm densidade aproximada ou mesmo superior à da água– São muito viscosos, podendo ser quase sólidos à temperatura ambiente– Não podem ser produzidos, transportados e refinados pelos métodos

convencionais– Geralmente têm elevadas concentrações de enxofre e de alguns metaiscomo o níquel e o vanádio


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Heavy Grade Oil

• Na convenção MARPOL atribui-se a designação de HeavyGrade Oil (HGO) aos produtos seguintes:

– Petróleos pesados com densidade a 15ºC maior que 900 kg/m3– Óleos combustíveis (Fuel Oils ) com• densidade a 15ºC maior que 900 kg/ m3, ou• viscosidade cinemática a 50ºC maior que 180 mm2/s

– Betume, alcatrão e as suas emulsões.


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Petróleo Bruto – Classificação em relaçãoà Origem

• Europa/Mar do Norte - produto leve, muito pouco viscoso,negro, que escorre muito facilmente num recipiente de vidro.

• África Ocidental - mais viscoso que o do Norte da Europa,torna-se muito viscoso a temperaturas inferiores a 19 ºC evolatiza-se rapidamente a temperaturas superiores a 27 ºC.

• América do Sul - produto pesado, viscoso, que escorre

muito dificilmente num recipiente de vidro.• Golfo Pérsico• Ásia/China - produto muito pesado, contendo muitas

parafinas, que quase não escorre num recipiente de vidro.


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Produtos Petrolíferos

• Das ramas de petróleo refinadas obtém-se uma gama variadade produtos

• Os produtos petrolíferos podem ser classificados em:– Produtos Brancos

• Gasolinas• Petróleo

• Jet-fuel• Gasóleo• Aromáticos

– Produtos Negros • Óleos Diesel• Óleos Fuel• Asfaltos


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Algumas Definições e Unidades

• Barril (bbl) (barrel ) Medida de capacidade muito usada paracrude e produtos refinados. Tem a sua origem histórica nosprimeiros barris de madeira que serviam como recipiente para

transporte dos primeiros crudes extraídos com fins comerciais.1 barrel = 35 imperial gallons = 42 US gallons = 159 litros.

• Peso Específico - a temperatura normalizada usada pela ASTM

(American Society for Testing Materials ) para a determinação dopeso específico é 15.5º C (60º F).

• Grau API - escala adoptada pelo American Petroleum Institute

para medir a densidade do óleo. Os óleos com o peso específico maisbaixo têm o Grau API mais elevado.Calculado pela expressão:

Grau API = (141.5/Peso Específico a 60° F) – 131.5


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Evolução dos Preços Petróleo (1947-2006)


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Sistemas para a Carga


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Sistemas de Carga

• Casa de Bombas– 1 bomba de carga p/ cada

segregação da carga (tipicamente

3 ou 4)– Bombas centrífugas de grande

capacidade– Os motores de accionamento

eléctrico são localizados na Casada Máquina

• Bombas Submersas− 1 bomba p/ cada tanque de carga− 1 bomba portátil− Sistema de encanamentos inteiramente

sobre o convés


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Arranjo do Cross-Over

• Ver “Recommendations for Oil Tanker Manifolds andAssociated Equipment”, OCIMF.


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Outros Sistemas de Carga (1)

Bow Loading System (BLS)• É usado em shuttle-tankers para receber óleo de terminais

de carga, de bóias de carga e de FPSO's and FSU's.

A forma da proa

destes navios temque ser adaptada àinstalação destessistemas.


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Stern Discharge System (SDS)• É instalado a ré em FSU's e FPSO's para descarregar a

carga para shuttle-tankers.• O sistema é fornecido com um tambor para armazenamento

da mangueira de descarga ou, em alternativa, comarmazenamento horizontal da mangueira num tapete rolante(conveyor ).

Stern Loading and Discharge System (SLDS)• Resulta dum desenvolvimento dos sistemas BLS e SDS que

permite a um navio carregar/descarregar carga pelaextremidade de popa.• É uma alternativa atraente do ponto de vista económico para

navios multi-purpose.


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Submerged Turret Loading (STL)

• Tecnologia para carga offshore de

crude oil.• Com o sistema STL, as operaçõesde carga pode decorrer em pioresestados de mar do que com os

sistemas anteriores.

• A Bóia STL fundeada por uma catenária é içada para um recessono fundo do navio e permite uma amarração efectiva do navio

• A Bóia STL é composto por uma torre e um sistema que permitea rotação livre (swivel ) do navio devido às condiçõesatmosféricas.


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Sistemas de Carga

Submerged Turret Production (STP)• Conceito inovador para FPSO's que utiliza tecnologia STL em

conjunto com um sistema de alta-pressão de vias múltiplas,

disconectavel, fornecido pela Framo Engineering.


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Sistemas de Lastro

O sistema de lastro tambémpode ser baseado em bombassubmersas.


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SOLAS


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Protecção dos Tanques de Combustível

Void space or ballastwater tankprotecting fuel oiltank as shown inFigure, need not beconsidered as "cargoarea" defined in Reg.

II-2/3.6 eventhough they have acruciform contactwith the cargo oiltank or slop tank.

The void space protecting fuel oil tank is not considered as a cofferdamspecified in Reg. II-2/4.5.1.1. There is no objection to the locations ofthe void space shown in the Figure, even though they have a cruciform

contact with the slop tank.


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Sistema de Gás Inerte (IGS)

• O sistema pode ser alimentado por gases da exaustão, porum gerador de gás inerte ou por azoto.

Di d Mi


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Diagrama de MisturaHidrocarbonetos/Ar/Gás Inerte

Por exemplo, a descarga, se estiver no ponto F, e se abrir esta atmosferaao exterior haveria uma mistura com o ar (oxigénio) seguindo a linha FA o

que não seria aconselhável, pois passava pela zona perigosa.

• O ponto A corresponde aoar que se respira (~20,8%Oxigénio).

• A zona assinalada (misturainflamável) – é a perigosa,que começa com cerca de11% de oxigénio

• Normalmente a bordo dá-seuma margem de segurança,trabalhando naspercentagens 5%-8%.

Di d i t


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Diagrama de misturaHidrocarbonetos/Ar/Gás Inerte

• O procedimento típico é introduzir gás inerte até ao ponto H, eentão já não se justifica preocupação com o oxigénio porque a

mistura segue a linha HA.


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Sistema de Ventilação dos Tanques

• SOLAS Cap.II-2 Regras 59 e 62


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Sistema de Ventilação dos Tanques

• Em 1 Julho de 1998 tornou-se uma exigência da SOLAS, queos navios tanques sejam equipados com um meio secundáriode evitar sobre/sob pressão nos tanques na eventualidade de

falha do sistema de pressão/vácuo (p/v) primário.

• São igualmente exigidos

aparelhos de garantamque as válvulas sãoabertas antes que seinicie qualquer operação

de carga ou lastragem.


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Sistema de Lavagem por Crude (COW)

• Máquinas de lavagem rotativas


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Sistema de Aquecimento da Carga (1)

• Os tanques de carga e os tanques de decantação (slop tanks) são equipados com um sistema de aquecimento da carga

• O sistema tem por objectivo aquecer o crude a umatemperatura à qual a viscosidade lhe permita ser bombeadapelo sistema de carga


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• O aquecimento pode ser obtido pelacirculação de vapor de água ou um fluídotérmico (Ex. mistura de água e glicol) num

sistema de serpentinas (heating coils )• As serpentinas podem ser em bronze de

alumínio ou aço inox

• Temperatura max. da carga: 65ºC


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Aquecimento por Fluído Térmico

Fluído composto

por óleosminerais ousintéticos

Diagrama Típico do Sistema de Aquecimento

Comparação dos Custos de Manutenção de


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Comparação dos Custos de Manutenção deTipos de Sistemas de Aquecimento

Fonte: Aalborg

Os sistemasbaseados emfluído térmico

apresentammaiores valoresde rendimento,comparados comos tradicionais,de vapor


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• Em alternativa o aquecimentopode ser obtido por umsistema sem serpentinas,

baseado na recirculação dacarga por bombas submersasatravés de permutadores decalor montados sobre oconvés

• Vantagens:– A ausência de serpentinas

facilita a lavagem

– Os permutadores de calornão estão expostos à cargafora do período deaquecimento


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COW e Aquecimento de Tanques de Carga

Ver “HM 40 Guidelines for the Crude Oil Washing of Ships’ Tanks and theHeating of Crude Oil being Transported by Sea”, Energy Institute, London,

2004. (CD-ROM#38)

d E / b ê d (1)


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Sistema de Espuma p/ Comb. Incêndio (1)

Canhões de espuma (foam monitors )• A taxa de abastecimento de espuma não será

inferior ao maior dos valores seguintes:

– 0.6 litro/min./m2 de área de tanques decarga, calculada como o produto da bocamáxima pelo comprimento da zona de

carga

– 6 litro/min./m2 da máxima secçãohorizontal de um tanque individual

– 3 litro/min./m2 da área protegida pelomonitor maior, inteiramente a vante dele,mas não inferior a 1250 l/min.

Si d E / C b I ê di (2)


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Sistema de Espuma p/ Comb. Incêndio (2)

• A distância do canhão de espuma ao extremo mais afastadoda área protegida não deve ser superior a 75% do alcance domonitor

• A vante do castelo de popa ou da superstrutura, devem serinstalados dois canhões de espuma, um a cada bordo, viradospara a zona de carga.

Si t d C b t I ê di D l


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Sistema de Combate a Incêndio Deluge

• Novo sistema desenvolvido pela BP Shipping, em resposta aoacidente no MV “British Trent”, em que após uma colisão, houve umarotura no colector de incêndio e, ao arrear as baleeiras, estasficaram cobertas com óleo em chamas e houve 10 mortes.

• O objectivo é produzir uma cortina de água em volta das estaçõesde embarque das baleeiras, permitindo que sejam arreadas emsegurança.

• Chuveiros (s pray nozzles ) são alimentados a partir do colector deincêndio e formam uma cortina de água que protégé a baleeira decima, a vante e de lado.

• O sistema é operado manualmente a partir da Casa de Controlo deIncêndio a partir da ordem de evacuar o navio.

• Devido às exigências deste sistema algumas vezes tem que serinstalada uma bomba adicional.

E T i A t (ETA)


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Emergency Towing Arrangement (ETA)

• Exigido pela SOLAS 1974 em navios petroleiros, de produtos,químicos e LPG/LNG com DW > 20,000 t

• Instalado a vante e a ré do navio

• Ver IMO MSC.35(63)"Guideline for EmergencyTowing Arrangement on

Tanker“, com alterações daMSC 132(75)• Regra V/15-1, emendas

1994 à SOLAS.

E T i A t (ETA)


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• Tem por objectivo facilitar o salvamento de navios tanques apóseventual acidente

• Os componentes exigidos são os da tabela seguinte:

A Vante A Ré Requisitos deResistênciaPick-up gear Opcional Sim --Cabo de reboque (Towing pennant ) Opcional Sim Sim

Chafing gear SimDepende

doprojecto

Sim

Buzina (fairlead ) Sm Sim SimFixe (Strong point ) Sim Sim Sim

Rolete (Roller pedestal ) SimDepende

do

projecto

--

Em r nc T in Arr n m nt (ETA)


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Arranjo Típico do Reboque de Emergência

ETA Operação


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ETA - Operação

ETA Operação


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ETA - Operação

ETA (Instalação AR) Operação


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ETA (Instalação AR) - Operação

Acesso Seguro à Proa em Navios Tanques


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(1)• Todos os navios tanques construídos depois de 1 Julho 1998 devem

ter os meios necessários para permitir à tripulação o acesso à proa,mesmo em condições atmosféricas severas.

• O acesso é exigido para permitir à tripulação soltar os ferros,instalar ou ajustar equipamento de reboque, e alcançar equipamentosalva-vidas em caso de emergência.

• O acesso deve ser por meio de– uma via de acesso no convés, ou– uma plataforma elevada, de construção permanente, com

resistência substancial, localizada ao nível ou acima do nível do

pavimento da superstrutura ou do 1º pavimento de uma casota



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(2)

Plataforma elevada para

acesso à proa



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(3)Uma plataforma elevada deverá:

1. Ter largura ≥ 1 m, situada sobre ou tão perto quanto possível doplano de mediania do navio e localizada de maneira a não perjudicaro acesso fácil através das zonas de trabalho do convés

2. Ser equipada ao longo de todo o seu comprimento com batentes(footstop ) e balaustrada suportada por pilares.– Os balaústres devem ter pelo menos 3 níveis, o mais baixo dos quais

deverá estar a não mais do que 230 mm e o superior pelo menos a 1 macima do pavimento

– Não devem haver aberturas com mais de 380 mm de altura– Os pilares devem ter espaçamentos não superiores a 1.5 m.

Acesso Seguro à Proa em Navios Tanques( )


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(4)3. Ser construído em material resistente ao fogo e anti-derrapante

4. Ter aberturas com escadas onde apropriado, para o convés. As

aberturas não devem estar espaçadas mais do que 40 m5. Se o comprimento do convés exposto a ser atravessado exceder os

70 m, deverá ter abrigos de construção resistente com intervalosnão superiores a 45 m. Cada um desses abrigos será capaz de alojar

pelo menos uma pessoa e ser construído de modo a dar protecçãoao tempo, a vante, a estibordo e a bombordo

6. Se obstruída por encanamentos ou outros elementos permanentes,

deve ser provida com meios de passagem por cima dessa obstrucção

Ver “Guidelines for Safe Access to Tanker Bows”, IMO Maritime SafetyCommittee resolution MSC.62(67).


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MARPOL

Protecção do Fundo da Casa das Bombas


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• SOLAS Regra 22

• Navios Tanques com DW ≥ 5,000 t devem ter duplo-fundo na zona

da casa das bombas, com altura acima da linha base igual ao maiorde B/5 ou 2.0 m

• O espaço no duplo-fundo pode ser utilizado como vazio, tanque de

lastro ou tanque de óleo combustível (desde que não viole outrasregras nomeadamente a Regra 17A)

• Encanamentos de lastro podem ser localizados no duplo-fundo da

casa das bombas desde que qualquer avaria nesses encanamentosnão torne as bombas ineficientes

• Ver IACS



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• Casas de Bombas em navios com a popa em forma de gôndolanão necessitam de ser providos com duplo-fundo onde adistância da chapa do fundo à linha base for superior à

mínima altura do duplo-fundo

Descargas de Óleo


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D scargas Ó o

Em naviostanque detodas asdimensões, é

exigido ocontrolo dadescarga deáreas detanques,incluindo acasa dasbombas


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Outros Sistemas e Equipamentos

Plataforma para Helicópteros (1)


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p p ( )

Documentos de Referência:

• "Guide to Helicopter/Ship Operations“, InternationalChamber of Shipping, 3rd Edition, 1989, London.

• MODU (Mobile Offshore Drilling Units ) Regulations

Tipos de zonas de Aterragem de Helicópteros• Zona a meio-navio

• Zona à borda

• Zona a ré da superstrutura

Plataforma para Helicópteros (2)


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p p ( )

Zona de aterragem à borda (mais comum em navios tanques):

• Circumferência linha continua, branca ou amarela, com larguramínima 0.01D, interompida com intervalos de 90o com algarismosindicando o diametro.

• Centro marcado com letra H maiúscula, em branco ou amarelo (0.2D

x 0.1D) desenhado com linhas 0.02D largura.

D = diâmetro do rotor


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Anexo A. IACS Common Structural Rules forDouble Hull Tankers

IACS Joint Tanker Project (JTP)


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j

• LRS, ABS e DNV• Conjunto de Regras sobre estruturas de navios petroleiros

com duplo-casco

• Comprimento ≥ 150 m• Entrada em vigor a 1 de Janeiro de 2006

Arranjos Típicos de Tanques


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Antepara Corrugada Típica


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Antepara Plana Típica


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Secção Mestra


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Margens de Corrosão


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M.Ventura Navios Tanques 65Em [mm], para tanques nãoaquecidos


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Anexo B. International Association ofIndependent Tanker Owners

INTERTANKO


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• Criada em 1970• Destinada a armadores independentes de navios tanques e a

operadores de navios petroleiros e químicos

• Tem cerca de 250 membros, cuja frota inclui mais de 2,960navios, correspondendo a cerca de 160,000,000 DWT


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Anexo C. Oil Companies InternationalMaritime Forum

Oil Companies International MaritimeForum


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• www.ocimf.com• Organização criada em 1970, na sequência do acidente do

“Torrey Canyon”

• Tem por objectivo promover a segurança na operação depetroleiros e terminais, através da melhoria de normas deprojecto e operação

• Em 2006 contava com 56 membros• Publica um newsletter regular e vários tipos de normas de

segurança

International Tanker Safety Guide forOil Tankers and Terminals (ISGOTT)


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( )• Publicado pela OCIMF

• Organização do Documento (5ª Edição)– General Information– Tanker Information– Terminal Information

– Management of the Tanker and Terminal Interface


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Anexo D. Petroleiros

“Jahre Viking” – O Maior PetroleiroConstruído


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Lpp = 458.0 mB = 69.0 mDW = 564,763 tConstrução: 1979Estaleiro: SUMITOMO, Japão

Actualmente “Knock Nevis” (Noruega), adaptado para armazenamento flutuante (FSO), no Qatar

É ainda o maior navio do mundo

Início Anos ’90 – Estaleiros Europeusapostam nos Petroleiros Duplo-Casco


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• Na sequência do ‘EXXON VALDEZ’ osestaleiros Europeus lançaram váriosprojectos duplo-casco:

– O Projecto E3 desenvolvido emconjunto por Fincantieri, Chantiers del’Atlantique, HDW, Bremer Vulkan eAstilleros Españoles

– VLCC’s DC de Odense

– Suezmaxes DC dos Harland & Wolff,Fincantieri e Astilleros Españoles

– Aframaxes e Shuttle tankers DC dosMasa Yards, Fincantieri e Astilleros

Españoles– Panamaxes DC do Burmeister & Wain,

etc..

1º VLCC Duplo-Casco

M/T ‘Eleo Maersk’construído em Odense SS

em 1993

Navio Tanque


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Minerva Lisa (105,000 DWT)


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Navio Tanque SuezMax


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IRENE SL (VLCC)


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Tanque para Produtos Refinados


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British Liberty - Produtos


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Fure Nord - Produtos


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High Endeavour - Produtos


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Tempera (Double Acting Tanker)


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TemperaSumitomo Heavy Industries (Japão)

5 x Wartsila

Propulsão Azipod, 16,000 kWV = 17’ (V = 3’ em gelo)

Modo Quebra-Gelos

Modo Normal

Links


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• www.tankeroperator.com (Tanker Operator Magazine)• supertankers.topcities.com

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