Norma Pianc Para Canais de Acesso

Canais de Acesso Um Guia para Projetos

. . . .

PTC II- 30 Relatrio final do Grupo de Trabalho Conjunto PIANC e IAPH em colaborao com IMPA e IALA Suplemento ao Boletim N 95 (junho 1997)

Permanent International Association of Navigation Congresses1PIANC

International Association of Ports and Harbors2IAPH

International Maritime Pilots Association3IMPA

International Association of Lighthouse Authorities4IALA

CANAIS DE ACESSO Um Guia para Projetos

Relatrio Final do Grupo de Trabalho conjunto PIANC-IAPH II-30 em colaborao

com IMPA e IALA

Ttulo Original: Approach Channels

A Guide for Design

Traduo: Airton Jos Gonalves Prado com apoio e orientao tcnica de

Marcio Cajaty Dezembro de 2003

1 Associao Permanente Internacional de Congressos da Navegao 2 Associao Internacional de Portos e Esturios 3 Associao Internacional de Prticos Martimos 4 Associao Internacional de Autoridades de Faris

Relatrio do Grupo de Trabalho II-30

A PIANC tem Comits Tcnicos Permanentes tratando de hidrovias interiores e portos (PTC I), hidrovias costeiras e ocenicas (inclusive portos e esturios - PTC II), aspectos ambientais (PEC) e navegao de esporte e recreio (SPN). Este Relatrio foi produzido por um Grupo de Trabalho internacional convocado pelo Comit Tcnico Permanente II. Os membros do Grupo de Estudo representam vrios pases e so reconhecidos como peritos no assunto sob estudo. O objetivo deste relatrio fornecer informaes e recomendaes para a aplicao correta do conhecimento. A conformidade com ele no obrigatria e deve ser empregado discernimento de engenharia em sua aplicao, especialmente em circunstncias especiais. Permanent International Association The International Association of Navigation Congresses of Ports and Harbors WTC III 26 TAGE Boulevard Simon Bolivar 30 Kotohira-Kaikan Building B-1000 Brussels 1-2-8, Toranomon BELGIUM Minato-ku

Tokyo 105 JAPAN

Relatrio do Grupo de Trabalho II-30

NDICE PREFCIO 5 1. INTRODUO 6 2. CONSIDERAES COMERCIAIS 7

2.1 O Porto como interface 7 2 2 Presses sobre o Projeto do

Canal de Acesso 7 2.3 Anlise Custo/Benefcio 8 2.4 Impacto Ambiental 8

3. METODOLOGIA DE PROJETO DO

CANAL DE ACESSO 9 3.1 Coleta de Dados, Ferramentas de

Projeto e Experincia 9 3.2 Definies Bsicas 9 3.3 Estgios do Processo de Projeto 9 3.4 Dados do Ambiente Fsico 10 3.5 Alinhamento, Largura e

Profundidade 10 3.6 Auxlios Navegao 10 3.7 Limites Operacionais 10 3.8 Trfego Martimo e Anlise

de Risco 11 4. O NAVIO-PROJETO 11

4.1 O Conceito de Navio Projeto 11 4.2 A Escolha do Navio Projeto 11

4.2.1 Filosofia Bsica 11 4.2.2 Tipo de Navio 12

4.2.3 Anlise de Trfego 12 4.2.4 Dimenses do Navio-Projeto 12

5. PROJETO-CONCEITO 15

5.1 Geral 15 5.2 Projeto do canal 15

5.2.1 Alinhamento, Largura e. Profundidade 15

5.2.2 Alinhamento 15 5.2.3 Consideraes sobre Largura 16

5.2.3.1 Manobrabilidade Bsica 16

5.2.3.2 Fatores Ambientais 16 5.2.3.3 Auxlios Navegao 17 5.2.3.4 Tipo de Carga 17 5.2.3.5 Distncia de

Passagem 17 5.2.3.6 Distncia s Margens 17

5.2.4 Consideraes sobre Profundidade 18

5.2.5 Curvas 21 5.3 Mtodo de Projeto-Conceito de Canal 22

5.3.1 Introduo 22 5.3.2 Profundidade 22 5.3.3 Largura: Sees Retas 22 5.3.4 Largura e Raio da Curva 24 5.3.5 Alinhamento 24 5.3.6 Definies e Notas Relativas s Tabelas 24

5.3.6.1 Tabela 5.1 Manobrabilidade do Navio 24

5.3.6.2 Tabela 5.2 Canal, Via Navegvel, etc. 25

5.3.6.3 Tabela 5.3 Distncia de Passagem 27

5.3.6.4 Tabela 5.4 Distncia Margem 27

5.3.6.5 reas de Atracao e Giro 27

5.4 Exemplos Calculados 27 5.5 Dados sobre Canais de Acesso

Existentes 31

6. PROJETO DETALHADO 33 6.1 Metodologia Geral 33 6.2 Avaliao do Ambiente 33

6.2.1 Geral 33 6.2.2 Dados Ambientais 34 6.2.3 Tcnicas de Coleta de Dados de

Campo, Anlise e Previso 34 6.2.4 Sistemas de Monitorao e

Informaes Martimas 39 6.3 Alinhamento do Canal 40

6.3.1 Geral 40 6.3.2 Configurao de Curvas 40 6.3.3 Demarcao das Curvas 40 6.3.4 Avaliao da Largura das Curvas 41

6.4 Largura do Canal 41 6.4.1 Geral 41 6.4.2 Manobra do Navio e Simulao 41 6.4.3 Emprego de Simulao para Largura do Canal 42

6.4.3.1 Tempo Real com Martimos: o Grupo de Peritos 42 6.4.3.2 Simulao Rpida 45

6.5 Profundidade do Canal 46 6.5.1 Introduo 46 6.5.2 Squat 46

6.5.2.1 Fatores que Influenciam o Squat 46

6.5.2.2 Recomendaes para a Estimativa de Squat 47

6.5.2.3 Clculo de Squat 48 6.5.2.4 Casos Especiais de Squat 49

6.5.3 Lmina dgua sob a Quilha em Ondas 49 6.5.3.1 Espectro de Onda 49

6.5.3.2 Movimento Vertical do 49 Navio-Projeto 49

6.5.3.3 Movimento Vertical Mximo Permissvel 49

6.5.3.4 Critrios de Segurana e Regras de Decises 49

6.5.4 Profundidades do Canal em reas Lamacentas 49 6.5.4.1 Motivao 49 6.5.4.2 Enfoque de Fundo Nutico 50 6.5.4.3 Caractersticas da Lama 50

6.5.4.4 Critrios para Determinao do Fundo Nutico 51

6.5.4.5 Comportamento de Navios em reas de Lama 52

6.5.4.6 Recomendaes para Profundidade de Canal

em reas Lamacentas 53 6.6 reas de Atracao e Giro 54 6.6.1 Emprego de Simulao 54

Relatrio do Grupo de Trabalho II-30 3

6.6.2 Alinhamento de Beros 54 12 LISTA DE SMBOLOS 76 6.6.3 Dimensionamento e Nmero

dos Rebocadores 55 APNDICE A 77 6.6.4 Projeto da rea de Giro 55 Anlise dos Ventos em Canais de Acesso Existentes

6.7 Limites Operacionais 56 6.7.1 Operao de Rebocadores e APNDICE B 83

Botes de Amarrao 56 Dimenses Tpicas de Navios 6.7.2 Embarque do Prtico 56 6.7.3 Velocidades de Impacto APNDICE C 86

nas Defensas 56 Previso de Squat 6.7.4 Manobras R 56 6.7.5 Movimentos de Navios Amarrados 56 APNDICE D 106 Profundidades da gua em reas Lamacentas:

O Enfoque do Fundo Nutico 7 RISCO MARTIMO E SEGURANA DA OPERAO 58

7.1 Introduo ao Risco Martimo 58 7.1.1 Risco Martimo 58 7.1.2 Estimativa de Risco Martimo 58 7.1.3 Mtodos de Reduo de Riscos 59 7.2 Reduo do Risco Martimo 59 7.2.1 Vessel Traffic Service (VTS) 60

7.2.2 Limites de Operao 60 7.2.3 Regras de Operao 60 7.2.4 Auxlios Navegao 60 7.2.5 Esquemas de Separao

de Trfego 61 7.3 Coleta de Dados 61

7.4 Planejamento e Simulao de Trfego 62 7.4.1 Introduo 62 7.4.2 Modelos de Simulao de Fluxo de Trfego 62

7.4.3 Procedimentos para o Desenvolvimento de um Modelo de Fluxo de Trfego 63

7.4.4 Condies Limites e Dados

de Entrada 63 7.4.5 Dados de Sada 65

7.4.6 Avaliao dos Resultados da Simulao 65 7.5 Consideraes sobre Praticagem 66 7.5.1 Geral 66

7.5.2 Variabilidade do Prtico 66 7.5.3 reas de Embarque de Prtico 66 7.5.4 reas de Fundeio e Beros de Espera (Lay By Berths) 66

7.5.5 Nmero de Prticos 67 7.5.6 Aspectos de Segurana 67 7.6 Critrios de Segurana 67 7.6.1 Geral 67 7.6.2 Critrios Primrio e Secundrio 67 7.6.3 Critrios de Risco 67

7.6.4 Critrios de Atividade do Leme 68 7.6.5 Critrios de Largura 68 7.6.6 Critrios de Profundidade 69 7.6.7 Critrios de Alinhamento 69

8. RESUMO DA METODOLOGIA: AVALIAO

DO IMPACTO MARTIMO 70 8.1 Resumo Geral 70 8.2 Avaliao do Impacto Martimo 71

9. TERMOS DE REFERNCIA 72 10. REFERNCIAS 72

11 GLOSSRIO 74


PREFCIO ______________________________________ O projeto moderno de canais de acesso veio a existir como uma disciplina separada nos anos 60, particularmente para o desenvolvimento de portos de guas profundas. O projeto de dimenses de canais foi primeiramente considerado pelo Grupo de Trabalho 2 da Permanent International Association of Navigation Congresses (PIANC), International Oil Tankers Commission5 (IOTC), tendo o relatrio sido publicado em 1973. O trabalho da IOTC foi ento revisado alguns anos mais tarde pelo Grupo de Trabalho 4 da PIANC International Commission for the Reception of Large Ships6 (ICORELS) cujo relatrio foi publicado em 1980. O relatrio da ICORELS compreendia uma reviso detalhada, mas a Comisso concluiu que no estgio de conhecimento em que o assunto se encontrava, suas recomendaes gerais teriam que ser conservadoras, tendo, no entanto, deixado em aberto a possibilidade de que tais recomendaes fossem passveis de refinamentos medida que o conhecimento sobre a matria evolusse. Desde o Relatrio da ICORELS, tem havido progressos considerveis no somente em termos de conhecimento, mas tambm de tecnologia e de tcnicas analticas: primeiramente, em pesquisas sobre

comportamento do navio e desenvolvimento de sistemas de orientao

segundo, em tecnologia de computadores e em sistemas matemticos e fsicos de modelagem (utilizando a pesquisa sobre comportamento do navio), possibilitando previses de trajetrias de navios levando em considerao os fatores humanos

terceiro, em experincia com navios de grande porte transitando por alguns anos em canais de acesso porturios, alguns destes com proporo entre largura do canal/boca do navio-projeto inferior ao que geralmente recomendado pela ICORELS.

Reconhecendo a necessidade de uma reviso das recomendaes apresentadas em relatrios anteriores, a PIANC e a International Association of Ports & Harbors (IAPH) formaram um Grupo de Trabalho conjunto (n 30) e convidaram para dele participarem a International Maritime Pilots Association (IMPA) e a International Association of Lighthouse Authorities (IALA) com o intuito de avaliar e, se necessrio, atualizar relatrios existentes, para fornecer diretrizes prticas para o projeto de canais de acesso e vias navegveis. No centro desse trabalho estavam os resultados coletados por um Grupo de Trabalho da

5 Comisso Internacional para Navios Tanques 6 Comisso Internacional para Recepo de Navios de Grande Porte

PIANC anterior (n 7), que foram combinados com recentes desenvolvimentos nas tcnicas de projeto, para formar a base deste relatrio. Seu propsito fornecer aos engenheiros em exerccio diretrizes e dados que lhes permitam projetar um canal para um dado navio ou misto de tipos de navios ou, alternativamente, possibilitar a avaliao da compatibilidade de um canal existente com uma proposta de mudana no tipo de navio ou de operao. A inteno tem sido fornecer diretrizes prticas que sejam prontamente utilizveis e fceis de entender e justificar. Conforme os Termos de Referncia constantes no Captulo 9, um Relatrio preliminar foi preparado abordando aspectos de Projeto-Conceito, e este Relatrio foi publicado conjuntamente pela PIANC/IAPH em abril de 1995. De qualquer forma, o presente relatrio cobre todos os aspectos de Projeto de Canais (Conceito e Projeto Detalhado). Os membros do Grupo de Trabalho n 30 eram: P.M. Fraenkel IAPH Presidente Engenheiro Consultor, Peter Fraenkel Maritime Ltd (Reino Unido) I.W. Dand* PIANC British Maritime Technology Ltd (Reino Unido) W. Dietze* PIANC Ex Wasser-und Schiffahrstsdirektion Nordwest (Alemanha) J. Barber* IAPH Engenheiro Consultor (Reino Unido) M. Hoctor IAPH Ex-Diretor Gerente, Porto de Limerick (Irlanda) Comte. A. R. Boddy IMPA International Maritime Pilots Association (Reino Unido) R. Buchanan** IAPH Ex Department of Marine and Harbours (Sul da Austrlia) Prof. K. dAngremond PIANC Technische Universiteit Delft (Holanda) C. Deelen PIANC Porto de Rtterdam (Holanda) R. Groenveld PIANC Tecnische Universiteit Delft (Holanda)


F. R. Kalff Haskoning Consulting Engineers IAPH (Holanda) Y. Okuyama IAPH nstituto de Pesquisa sobre Portos e Baas (Japo) N. Matthews IALA Ex Secretrio Geral - IALA K. Navali** PIANC Australian Construction Services (Austrlia) O. Piet PIANC Ministre de LEquipment, des Transports et du Tourisme, Service Technique Central des Ports Maritimes et des Voies Navigables, Compigne (Frana) J. Read IAPH Ex-Maunsell Consulting Engineers (Reino Unido) T. Rekonen PIANC Conselho Nacional de Navegao (Finlndia) V.K. Shah PIANC Ex Marine Works, A & E Services (Canad) J.C.K. van Toorenburg PIANC Rijkswaterstaat (Holanda) M. Vantorre PIANC Universiteit Gent (Blgica) * Membros do subcomit de edio ** Membros Correspondentes

1. INTRODUO O projeto de um canal de acesso abrange um nmero de disciplinas, que incluem manobra de navios e engenharia martima, para que se possa projetar hidrovias com um nvel desejvel de navegabilidade e segurana. Isso demanda a avaliao de alguns elementos chaves, incluindo porte e comportamento do

navio, fatores humanos no seu manejo e efeitos do ambiente fsico. O projeto de um canal de acesso envolve determinar layout e dimenses da rea martima principal de um porto no que toca a: alinhamento e largura de canais de acesso e

entradas do porto profundidade de canais de acesso dimenso e forma de reas para manobras no

porto, com referncia particular s reas de parada e giro.

Layout e dimenses so de grande importncia, primeiramente porque em algumas situaes a criao de reas martimas e trabalhos de proteo a elas relacionados constituem de longe o maior investimento em infra-estrutura porturia, e segundo porque fatores como largura da entrada, espao para manobras e alinhamento de quebra-mares so muito difceis de mudar ou adaptar uma vez que o porto tenha sido construdo. Para portos de guas profundas que devam receber navios de grande porte, digamos acima de 50.000 TPB, um importante problema a ser enfrentado o fato que a trajetria real desses navios poder desviar consideravelmente daquela que seria ideal. Isso conseqncia da baixa resposta de navios grandes ao do leme ou a movimentos de mquinas. Essa caracterstica pode requerer a introduo de limites operacionais diferentes para tais navios quando em acesso ao porto ou em outras reas de navegao. Como resultado, os cuidados a serem tomados para uma navegao segura devero ser maiores nesses portos do que naqueles que atendam somente a navios de pequeno porte. Progressos no transporte martimo so continuamente estimulados por avanos tecnolgicos e mudanas na demanda de transporte. Se um porto e suas facilidades no estiverem prontos a responder a esses progressos, ento adviro demoras, congestionamentos, incidentes e acidentes; resumindo, ele funcionar inadequadamente. Os nus da resultantes para a economia regional e nacional so sempre pesados. Conforme j observado, adaptar um porto existente a novas exigncias martimas sempre uma tarefa difcil, cara e consumidora de tempo, especialmente se no foi incorporada flexibilidade suficiente ao projeto original. Assim, no desenvolvimento de um novo porto, de incio deve ser feita uma avaliao completa do tipo, porte, carregamento e nmero de navios que o utilizaro tanto agora como no futuro. Ento, devido s inadequaes inerentes e erros nessas avaliaes e previses, deve ser incorporado um grau mximo de adaptabilidade futura a novos tipos de navios que podero vir a utilizar os canais de acesso ao porto e reas de manobra. Todas as consideraes acima conduziro naturalmente necessidade de um processo de projeto lgico e com bases racionais, que possibilite entre outras coisas, a determinao das dimenses


horizontais e verticais dos canais de acesso ao porto e s reas de manobras. O processo de projeto apresentado em dois estgios: um estudo de Projeto-Conceito baseado em dados

iniciais sobre o ambiente fsico, um navio-projeto e outras exigncias provenientes de consideraes e previses comerciais. Isto conduz a

um estudo de Projeto Detalhado, envolvendo o desenvolvimento e a validao de aspectos particulares.

Neste relatrio, as reas mais complexas do Projeto Detalhado so discutidas com alguma profundidade e so descritas as tcnicas de computao nelas empregadas. No entanto, ao invs de apenas nos determos nos detalhes de tais tcnicas, foi dada ateno particular ao processo de preparao do projetista para o emprego de tais tcnicas e interpretao de seus resultados. Deve ser prestada ateno especial aos Apndices C e D, que versam sobre squat e a determinao de profundidade em reas de fundo de lama.

2. CONSIDERAES COMERCIAIS ___________________________________________

2.1 O PORTO COMO INTERFACE Um porto funciona como um elo vital em uma cadeia de transporte, formando uma interface entre os modais dessa atividade, como parte do comrcio internacional ou domstico ou do transporte de passageiros e/ou automveis. O porto uma interface entre os navios no lado martimo e o transporte ou armazenagem no lado de terra. (Outra possibilidade, naturalmente, a transferncia do navio para outro tipo de transporte sobre gua). A logstica do manuseio e operao de mercadorias, passageiros, automveis ou caminhes no lado de terra dos portos um vasto e importante assunto quando se considera a viabilidade comercial de um porto. Porm, de igual importncia o planejamento do lado martimo do porto aquela rea do lado de mar dos cais, molhes ou fundeadouros que permitem com segurana a passagem, parada, giro, atracao e desatracao de navios que utilizam o porto. Os mtodos de projeto discutidos abaixo se referem inteiramente ao lado martimo do projeto porturio; as operaes de terra no so mencionadas. No entanto, na realidade, os dois aspectos coexistiro. Infra-estrutura e operao adequadas e eficazes no lado de terra so essenciais ao desempenho da operao no lado martimo por exemplo, possibilitando aos navios uma estadia rpida e eficiente e o acesso aos beros sem esperas. O projetista do lado martimo deve ter

sempre isto em mente, visto que ele pode eventualmente se deparar com, por exemplo, extenses de cais ou reas de aterro que podem ser determinadas mais pelas exigncias do lado de terra do que pelas do lado de mar. A inventividade do projetista do lado martimo ser solicitada para assegurar que tais situaes no impeam a operao segura e eficiente dos navios.

2.2 PRESSES SOBRE O PROJETO DO CANAL DE ACESSO

Existem freqentemente mudanas para otimizar aspectos econmicos em elos ou estgios individuais da cadeia de transporte, porm, planejadores de portos geralmente buscam otimizar aspectos econmicos da cadeia de transporte em seu todo, desde que o necessrio investimento em infra-estrutura porturia e equipamento se justifique atravs de um retorno aceitvel, e que todos os critrios ambientais sejam satisfeitos. A presso sobre as autoridades porturias no sentido de que sejam providenciados canais de acesso para navios de grande porte, ou no sentido de que navios maiores sejam autorizados a utilizar os canais existentes resultado do aspecto econmico da navegao. O custo tonelada/km da carga no que diz respeito a combustvel, tripulao e valor do capital para um navio carregado no mar diminui medida que o porte do navio aumenta. O aumento no porte dos navios, uma vez aceito, prioriza a reduo do tempo no porto, o que leva a presses adicionais sobre o projeto do canal de acesso no sentido de: minimizar o tempo de trnsito do navio no canal de

acesso providenciar acessibilidade com qualquer mar e

sob quaisquer condies de tempo, ou pelo menos minimizar as restries.

O desenvolvimento de um porto bem sucedido um processo contnuo, dependente de variaes tanto no comrcio como nos mercados mundiais, bem como das tendncias da navegao e prticas de movimentao de cargas. Torna-se necessrio, portanto, que a autoridade porturia antecipe demandas e tendncias e projete as quantidades de mercadorias que provavelmente passaro pelo porto em anos futuros, bem como os navios que sero empregados. Combinando as previses, quantidades de mercadorias devero ser convertidas em nmero de navios de vrios tipos, sendo que todos devem ser atendidos pelo lado martimo da operao porturia. Dessas previses, adviro as dimenses do Navio-Projeto, conforme descrito no Captulo 4; porm o aumento no nmero de navios tambm impe presso sobre o projeto do canal de acesso, uma vez que provoca o aumento da freqncia de cruzamentos e ultrapassagens entre navios (ver Tabela 5.3 e Captulo 7).


Mudanas na natureza das cargas movimentadas (por exemplo, pela introduo de cargas mais perigosas), tambm afetam o projeto do canal, conforme mostrado na Tabela 5.2 (i) e Captulo 7.

2.3 ANLISE CUSTO/BENEFCIO

Os estmulos comerciais esto sempre ativos nos projetos e operaes porturios, e embora no se constituam no foco deste relatrio (sero abordados de maneira breve), so eles que determinam as tcnicas de planejamento discutidas abaixo. A justificativa econmica global para um canal de acesso porturio normalmente calculada como parte da anlise custo/benefcio para a cadeia total de transporte atravs do porto (juntamente com qualquer infra-estrutura hidroviria interior associada). O peso do custo do canal na anlise total de custo/benefcio variar, dependendo do comprimento do canal e da extenso de qualquer canal natural ou artificial preexistente. Os custos do canal incluem os seguintes componentes: construo normalmente dragagem principal

e/ou reconstruo por meio de alargamento e/ou aprofundamento

manuteno normalmente dragagem de

manuteno, a fim de corrigir assoreamento e depsito de lodo

operao rebocadores, praticagem e auxlios

navegao (incluindo custos de investimentos) reduo do impacto ambiental ou exigncias a

esse respeito. Como parte da anlise global inicial de custo/benefcio, o efeito de variveis ajustveis, como o porte mximo de navio permissvel, restries de mar ou outras regras de operao e padres de auxlios navegao, pode ser rapidamente calculado empregando-se o Mtodo de Projeto-Conceito constante no Captulo 5 para determinar as dimenses iniciais do canal, que podem tambm ser empregadas em estudos trade-off7. Est implcito neste processo que o Mtodo de Projeto-Conceito deve prover segurana adequada navegao conforme as boas prticas modernas. Nele esto contidas as margens de segurana adotadas em muitos portos atravs do mundo (ver Apndice A). Uma anlise profunda de acidentes com navios demonstra que dos acidentes e sinistros martimos ocorridos em canais de acesso a portos, somente um pequeno percentual devido ao projeto do canal. Porm, com as futuras presses econmicas e ambientais que certamente viro a ser exercidas sobre os operadores porturios, essencial que tal percentagem permanea baixa.

7 Tipo de estudo em que varias opinies (freqentemente conflitantes) so

avaliadas com o propsito de alcanar uma soluo aceitvel de consenso

Deve-se tambm aplicar anlise de custo/benefcio na avaliao de pequenos ajustes ou refinamentos propostos ao projeto do canal como parte do Projeto Detalhado, a fim de justificar o custo de tais ajustes relativamente ao efeito sobre o risco de acidentes com navios, bem como o benefcio da reduo dos custos e conseqncias desses acidentes. Tais custos incluem despesas de salvatagem e reparos de navios, perda de frete ou aluguel, perda ou avaria carga, ferimento ou morte de pessoas, fechamento ou obstruo do canal, perda de reputao do porto, avaria propriedade e danos ao meio ambiente. A extenso do risco em termos de custos depende tanto do risco em termos de possibilidades de acidentes como das conseqncias ambientais de cada acidente. Pode-se esperar que as conseqncias de, por exemplo, um acidente de encalhe, sejam proporcionais ao porte do navio para um tipo de carga em particular, enquanto certas cargas tero um potencial muito maior de conseqncias. Mtodos de avaliao dos efeitos do projeto do canal sobre os riscos martimos so descritos no Captulo 7. particularmente importante demonstrar que uma correlao apropriada entre segurana e custos tenha sido obtida, especialmente quando os custos do canal forem altos. Para um canal curto atravs do qual os navios passaro transportando somente cargas a granel inofensivas, um projeto conservador envolvendo esforos limitados em sua elaborao perfeitamente aceitvel. No entanto, para um canal longo, de trfego denso e/ou para um canal destinado ao transporte de carga perigosa, torna-se necessrio um esforo especial no projeto.

2.4 IMPACTO AMBIENTAL O desenvolvimento de um novo canal ou a ampliao de um j existente afetar sempre o meio ambiente martimo em suas vizinhanas. Conseqentemente, hoje em dia necessrio que se faa uma avaliao de impacto ambiental (EIA)8. No lado de mar, o porto e seu canal de acesso podem afetar a fauna e flora locais devido a modificaes ou danos a seus habitats naturais. Ainda, mudanas no movimento das guas na localidade podem ter efeitos sobre a vida marinha. Em terra, o ambiente pode ser afetado pelo impacto visual do porto, seus rudos e emisses (como poeira ou fumaas), causados por sua operao ou durante sua construo. Ainda, a flora e fauna terrestres podem ser perturbadas (ou eliminadas) pelas mudanas propostas. O EIA seguir diretrizes agora bem estabelecidas que esto alm da abrangncia deste relatrio. No entanto, deve ser lembrado que o projeto de um canal de acesso interagir com a EIA e modificaes tero que ser feitas se o impacto ambiental se revelar inaceitvel. Isto por sua vez poder afetar as condies ambientais do projeto do canal, bem como o projeto propriamente dito.

8 Environmental Impact Assessment


3 METODOLOGIA DE PROJETO DO CANAL DE ACESSO

___________________________________________

3.1 COLETA DE DADOS, FERRAMENTAS DE PROJETO E

EXPERINCIA

A metodologia de projeto apresentada neste relatrio emprega uma gama de mtodos de coleta de dados e de ferramentas de projeto que agora esto disponveis ao projetista de canais de acesso. Todos devem ser empregados conjuntamente com a experincia. Os mtodos mostrados so necessariamente baseados no estgio atual de tecnologia, tcnicas e conhecimento. No entanto, pretende-se que tais mtodos permitam e estimulem projetistas a se manterem atualizados com e fazerem uso de futuros progressos, desde que as limitaes e suposies implcitas ou simplificaes de mtodos e modelos sejam consideradas. As ferramentas de projeto disponveis podem ser classificadas de modo geral como: analticas numricas fsicas. Ferramentas analticas so modelos que permitem a anlise de ventos, ondas e correntes, bem como de alguns dos aspectos probabilistas de trfego martimo e risco. Como exemplos, temos a anlise elementar de ondas e as distribuies de freqncia usadas para as chegadas de navios a um porto ou a uma posio ao longo do canal. Modelos analticos so suplementados (e em alguns casos substitudos) por modelos numricos baseados no emprego de computadores digitais. Estes revolucionaram o projeto de canais de acesso; como exemplo, temos os modelos de fluxo de gua, de manobra de navios e de fluxo de trfego. Modelos analticos e numricos podem ser somente to bons quanto o permita o entendimento de seus processos fsicos. Em alguns estgios do projeto porturio tal conhecimento pode ser escasso e os modelos matemticos tero de ser complementados por modelos fsicos, isto , modelos de laboratrio para investigar a propagao de ondas em um porto, ou modelos de navios passando sobre uma topografia complexa de fundo de mar. Todas essas ferramentas de trabalho podem e devem ser complementadas pela experincia. Esta deve compreender a experincia global do projetista, baseada em envolvimentos prvios com outros canais e portos, mas deve tambm incluir a experincia prtica dos martimos que empregam (ou, no caso de um novo porto, tero que empregar) os resultados dos esforos do projetista. essencial que estas e outras experincias relevantes sejam buscadas e postas o quanto antes a influenciar o processo do projeto, sendo de grande vantagem um enfoque multi-disciplinar. O

modo como tal experincia pode ser integrada ao projeto ser demonstrado abaixo.

3.2 DEFINIES BSICAS

Antes de considerar os vrios estgios do processo de projeto, necessrio definir alguns termos bsicos. O mais importante deles o canal de acesso. Um canal de acesso definido como qualquer trecho de hidrovia ligando os beros de atracao de um porto ao mar aberto. Existem dois tipos principais: de mar aberto ou canal externo, em guas

desabrigadas, o acesso principal ou canal interno, localizado em

guas relativamente abrigadas. O canal normalmente termina, em sua extremidade interna, em uma rea de giro e/ou atracao, que possibilita que sejam efetuadas manobras de parar e girar. Neste relatrio, so considerados canais de acesso de todas as dimenses; os problemas de atendimento s necessidades de um pequeno navio de cabotagem em um pequeno porto podem ser to grandes quanto os de um navio tanque de grande porte em um terminal petroleiro. As definies de outros termos comuns esto includas no glossrio no Captulo 11.

3.2.1 ESTGIOS DO PROCESSO DE PROJETO

Neste relatrio, o projeto de um canal de acesso considerado como um processo de dois estgios que consistem de: Projeto-Conceito Projeto Detalhado.

Conforme ser explicado abaixo, a metodologia baseia-se na premissa inicial de um Navio-Projeto, especificado para representar o navio mais difcil que se espera que venha a usar o canal. Em alguns casos, mais de um Navio-Projeto podem ser especificados. No estgio de Projeto-Conceito, estimativas dos parmetros fsicos globais do canal proposto largura, profundidade e alinhamento so determinadas a partir de dados do ambiente fsico e outras informaes disponveis na fase inicial. O processo de Projeto-Conceito deve ser de execuo rpida e no deve requerer dados de entrada em excesso, de modo que opes alternativas (para estudos trade-off) possam ser avaliadas rapidamente. Os parmetros fsicos de sada sero combinados com propostas ou suposies sobre limites operacionais e auxlios navegao. O Projeto Detalhado um processo mais elaborado destinado a validar, desenvolver e refinar o Projeto- Conceito, no que toca tanto aos dados de entrada quanto aos de sada. Os mtodos empregados no Projeto Detalhado geralmente se baseiam em modelos


de computador e, portanto, necessitam de dados de entrada mais extensivos e detalhados, bem como requerem julgamento e experincia adequados na interpretao de seus dados de sada. Para que tenham aceitabilidade, os dados de sada do Projeto Detalhado devem ser submetidos a

Figura 3.1: Mtodo de projeto de canal de acesso verificaes adicionais, atravs de anlises de trfego martimo, anlise de riscos e estimativas de custos. Os resultados de tais verificaes podero conduzir a ajustes e a um ciclo adicional de projeto detalhado. A lgica global da metodologia mostrada na Figura 3.1, junto com uma indicao das principais sees do relatrio em que os vrios estgios esto descritos.

3.3 DADOS DO AMBIENTE FSICO Os dados relativos ao ambiente fsico referem-se aos dados sobre batimetrias existentes e caractersticas do fundo do mar, ventos, ondas, mars, correntes, visibilidade, condies do fundo do canal, etc. Na maioria dos portos, haver disponibilidade suficiente de dados para possibilitar o Projeto Conceito; no entanto,

alguns levantamentos, investigaes preliminares e clculos aproximados devero ser necessrios. Uma vez que a previso de ventos, ondas, mars, correntes e visibilidade dependem de estatsticas de longo prazo, importante que seja constatada o quanto antes a necessidade da coleta de dados adicionais. No entanto, diferentemente do que ocorre em outros aspectos da engenharia civil, no contexto de projetos de canais o interesse maior est na prevalncia de condies naturais e no extremas.

3.5 ALINHAMENTO, LARGURA E PROFUNDIDADE

Muito deste relatrio diz respeito geometria dos canais de acesso, que subentende sua largura, profundidade e alinhamento. Embora, por convenincia, estes trs aspectos sejam tratados separadamente, ser visto que eles so at um certo ponto interdependentes, sendo elementos de ligao a velocidade do navio e o custo global do canal. A velocidade do navio parte importante do processo de projeto; por exemplo, ela no deve ser muito baixa (que venha a afetar a manobrabilidade e possa fazer com que o tempo de passagem pelo canal seja to longo que exceda o perodo disponvel de mar) e nem to alta que venha a comprometer a segurana.

3.6 AUXLIOS NAVEGAO Conforme mencionado no Captulo 2, as consideraes sobre segurana da navegao desempenham um papel importante no processo de projeto. Embora largura, profundidade e alinhamento do canal sejam escolhidos para otimizar a segurana, no deve ser esquecido que o navegador somente ter indicao da largura e alinhamento pelas maneiras como estes so apresentados a ele. Isso ser feito de duas maneiras: Em uma carta da rea, seja impressa ou ECDIS9 Pela sinalizao de navegao. O navegador poder estar apto a proceder ao longo do canal somente pela carta se seus instrumentos de bordo lhe fornecerem informaes sobre posio, profundidade e rumo com o necessrio nvel de preciso, mas seria muito improvvel encontrar um canal que no seja demarcado de alguma maneira por auxlios navegao que sejam visveis a olho nu ou no radar. Tal sinalizao define a largura e alinhamento do canal, e o tipo e a posio corretos da sinalizao so de crucial importncia para sua operao segura. A sinalizao portanto parte do processo de projeto e ser considerada nas diretrizes abaixo.

3.7 LIMITES OPERACIONAIS Conduzir um navio sob todas as condies de mar e tempo no sempre possvel nas guas confinadas e

9 Electronic Chart Display System Sistema de Exibio de Cartas Eletrnicas

Exigncias Comerciais

2

Navio Projeto

4

Dados Fsicos Disponveis do Meio Ambiente

Projeto- Conceito

5

Estudos Trade Off

Projeto Preliminar do

Canal

Projeto Detalhado

6 7

Regras Operacionais

Risco Martimo

7

Largura, Profundi-dade e Alinhamen- to Detalhados

Critrios de Segurana

7 OK?

? Captulo de referncia no relatrio principal

No

Sim

Projeto Final


baixas velocidades associadas s operaes porturias. Se a lmina dgua abaixo da quilha muito pequena, as ondas muito altas, a corrente muito forte ou a velocidade do vento muito grande, o navio poder estar em perigo. O prtico poder no ter condies de controlar o navio com segurana, a operao dos rebocadores poder ser comprometida ou a atracao poder no ser possvel. Existem certos limites alm dos quais as operaes se tornam inseguras e importante que o projetista esteja apto a estimar esses limites no estgio de projeto. Ainda, o projetista pode necessitar deixar margem para quaisquer limites operacionais que existam. Se os limites operacionais forem particularmente restritos, podero ter um impacto comercial significativo nas operaes porturias, e poder-se- vir a decidir modificar o projeto para permitir maior liberdade. Se por exemplo um servio de ferries ficasse restrito a atracar somente nas preamares devido profundidade insuficiente do canal, seria impossvel seguir qualquer tipo de horrio e a profundidade do canal teria que ser aumentada. Limites operacionais nas atividades no atracadouro tambm necessitam ser considerados: por um lado, no h vantagem em possibilitar o acesso se o navio no puder carregar, descarregar ou ficar atracado ao cais; por outro lado, o projeto do atracadouro deve ter como base possibilitar ao navio condies de partir quando da aproximao de tempestades.. Limites de velocidade dos navios, tanto mnimos quanto mximos, so tambm considerados como limites operacionais. Em alguns casos, limites de mar e de velocidade podem interagir, por exemplo, quando um navio desce um longo canal na mar vazante. 3.8 TRFEGO MARTIMO E ANLISE

DE RISCOS Uma vez que o objetivo do projeto do canal de acesso segurana e navegabilidade para o trfego dos navios que utilizaro o porto, um estgio final, particularmente em um porto movimentado, ser efetuar uma anlise de trfego martimo e uma anlise de riscos. O risco martimo compreende o risco `a vida, os danos ao meio ambiente marinho, e ocasionalmente as perdas comerciais que um porto possa vir a sofrer no caso de acidente. O risco global determinado a partir da freqncia com que um tipo em particular de acidente pode ocorrer combinada com a medio de suas conseqncias. A conseqncia pode ser medida como sendo o nmero de vtimas (se estiver sendo considerado risco de vida), danos ao meio ambiente ou perda de receita em potencial. No centro de tais estimativas est o conhecimento da freqncia com a qual um tipo particular de acidente poder ocorrer. Embora acidentes martimos possam ser classificados sob vrios ttulos, existem alguns (notavelmente abalroamentos) que se prestam a anlises por meio de modelos de computador. Dentre eles, um dos mais teis o modelo de simulao de

trfego martimo,que pode representar correntes de trfego presentes e futuras e suas interaes. Isso permite que sejam estimadas as probabilidades de encontros entre navios, o que por sua vez ajuda a estimar a freqncia provvel de abalroamentos. Uma vez que isto seja conhecido, o risco martimo pode, em princpio, ser calculado. Na prtica, tais computaes so freqentemente empregadas para avaliaes de riscos comparativas ao invs de absolutas. Desse modo, pode-se determinar os benefcios (ou desvantagens) do projeto do canal em termos de risco, e quaisquer mudanas necessrias ao projeto podem ser feitas.

4. O NAVIO-PROJETO

4.1 O CONCEITO DE NAVIO-PROJETO

A largura de um canal convenientemente expressa como um mltiplo da boca de um navio, com raios de curva expressos em mltiplos de seu comprimento. Alm disso, a profundidade do canal relacionada ao calado do navio. Se o canal tiver que ser projetado para um navio somente, ento a escolha de comprimento, boca e calado torna-se simples. Raramente este ser o caso, e assim o conceito de Navio-Projeto dever ser empregado. O Navio-Projeto portanto aquele para o qual o canal projetado. Deve ser escolhido de modo a assegurar que o projeto do canal permita a ele, e a todos os navios utilizando o canal, navegarem com segurana. Ele ter que satisfazer a certos critrios e pode ser apropriado considerar mais de um navio projeto na fase inicial do processo de projeto para determinar largura e profundidade do canal.

4.2 ESCOLHA DO NAVIO-PROJETO

4.2.1 Filosofia Bsica A escolha do navio projeto pautada por um nmero de consideraes: Deve ser do tipo correto. Sua escolha deve assegurar que todos os outros

navios que venham a utilizar o canal possam faz-lo com segurana.

Ele no deve ser o maior navio a utilizar o canal, uma vez que os navios grandes so sempre alvos das maiores atenes e sujeitos a regras especiais de operao quando chegando ou saindo do porto e, desse modo, no devero posar como a maior ameaa segurana. A escolha do navio projeto deve, portanto, ter como base um ou mais dos seguintes critrios: Deve ter pouca manobrabilidade inerente. Deve ser muito grande no contexto das operaes

porturias. Deve ter sensibilidade excessiva ao vento.


Deve transportar uma carga particularmente perigosa.

Finalmente, se o canal for atender a uma vasta gama de tipos de navios, possvel que venha a ser necessrio mais de um navio-projeto. Nestes casos, um navio-projeto de grande calado deve ser utilizado para determinar a profundidade do canal enquanto um navio de pouco calado e com grande sensibilidade ao vento deve ser empregado para determinar sua largura. 4.2.2 Tipo de navio O tipo de navio-projeto deve ser especificado j de incio pelo cliente. Pode ser um graneleiro (para terminais petroleiros ou de minrio), um navio porta-containers (para um terminal de containers) um navio de passageiros, um ferry ou qualquer um dentre uma gama de outros tipos. Uma classificao caracterstica dos tipos dada na Tabela 4.1. Uma categorizao mais ampla ocorre para canais utilizados por muitos tipos de navios e para os quais devam ser impostas Regras de Operao que possam variar de um tipo para outro. Em tais casos, devem ser levadas em considerao as informaes prontamente disponveis para as autoridades porturias e, como a mais comumente conhecida a Tonelagem de Arqueao Bruta, as categorizaes so freqentemente feitas com base nesse parmetro de dimenso e tipo do navio. Como exemplo, a seguinte classificao vem sendo empregada em um porto no Extremo Oriente (Tabela 4.2). As tonelagens de arqueao bruta e de porte bruto so pouco adequadas para definir o navio-projeto. Navios podem de modo geral ser classificados em aqueles cujas cargas tm alta densidade e so portanto pesadas (os transportadores de peso) e aqueles cujas cargas so de baixa densidade (os transportadores de volume), como navios de passageiros, navios de gs e navios porta-containers. As principais dimenses (comprimento, boca e calado), bem como as formas acima da linha dgua (e consequentemente a sensibilidade ao vento) sero determinadas por ser o navio um transportador de peso ou volume. O primeiro ser caracterizado por um grande calado e baixa sensibilidade ao vento; o ltimo por um pequeno calado e grande sensibilidade ao vento. A tonelagem de porte bruto uma medida razovel para o primeiro; a tonelagem de arqueao bruta o ser para o ltimo. Outras classificaes (quanto ao nmero de rebocadores necessrios, por exemplo) podem ser baseadas no comprimento e boca (para navios Panamax) ou boca e calado (para navios Suezmax). Entre todas essas classificaes de tipo e porte de navios, pode ser encontrada uma gama de combinaes de comprimento, boca e calado, sendo que todas devem ser consideradas quando da escolha do navio-projeto.

4.2.3 Anlise de Trfego Em algumas ocasies, pode no ser bvio qual navio deve ser escolhido como navio-projeto. Isso ocorre quando o canal deve servir a um trfego variado, abrangendo tanto navios de grande calado como navios de grande sensibilidade ao vento. Conforme mencionado na seo 4.2.1, o primeiro deve ser utilizado para determinar a profundidade do canal, enquanto o ltimo deve determinar a sua largura. Poder ento ser necessrioa efetuar a anlise do trfego presente e futuro para determinar os tipos de navios que provavelmente faro parte desse trfego e, dessa anlise, um navio-projeto (ou navios-projetos) adequado deve ser escolhido. A anlise do fluxo de trfego existente deve ser efetuada empregando-se: radares de porto e outras anotaes observaes visuais. Do primeiro, ser possvel obter registros do Port Vessel Traffic Service (VTS)10, que dever fornecer dados de navios em termos de tonelagem de porte bruto, tonelagem de arqueao bruta e dimenses principais. Com o segundo, poder ser necessrio observar os navios passando atravs de um portal e anotar seus nomes de maneira que suas dimenses, etc. possam ser encontradas posteriormente em publicaes de referncia 4.2.4 Dimenses do Navio-Projeto Para o processo de projeto, necessrio que sejam conhecidas as dimenses principais do navio-projeto. Se somente a Tonelagem de Porte Bruto ou Tonelagem de Arqueao Bruta estiverem especificadas, ento aquelas dimenses devem ser deduzidas. Para tanto, geralmente necessrio providenciar o registro grfico das tendncias das dimenses dos diversos tipos de navios na frota mundial a partir de publicaes de referncia convencionais ou eletrnicas. As principais fontes de tais informaes so: Loyds Register of Ships Clarksons Guides Janes Publications Fairplay Publications A partir disso, podem ser produzidos grficos como comprimento em relao a Porte Bruto, boca em relao a comprimento e calado em relao a boca. Se por exemplo, somente o porte bruto for conhecido, o emprego desses grficos em sucesso possibilita que se obtenha comprimento, boca e calado. A Figura 4.1 mostra um exemplo da variao do comprimento total em funo do porte bruto para navios transportadores de granis slidos acima de 100.000 TPB obtida do Clarksons Bulk Carrier Guide. A Figura 4.2 mostra a variao do comprimento total em funo da boca, obtida da mesma fonte. 10 Servio de Trfego de Navios do Porto


Como pode ser visto, existe alguma disperso, e necessrio discernimento para conseguir uma combinao realstica de comprimento, boca e calado. O apndice B fornece informaes adicionais.

NAVIOS TANQUES Petrleo petrleo/derivados petrleo/derivados derivados no classificvel

Qumico Classes IMO 1, 2 e 3

Classes IMO A, B e C no classificados

GNP Tanques integrados

Tanques atmosfricos independentes Tanques pressurizados independentes

GLP Tanques integrados

Tanques atmosfricos independentes Tanques pressurizados independentes

GRANELEIROS Cape Size, Panamax

MNERO-PETROLEIROS

PORTA CONTAINERS

Primeira sexta geraes. Panamax e ps Panamax.

CARGA GERAL

RO-RO

TRANSP. VECULOS

FERRIES

PASSAGEIROS

REBOCADORES, EMBARCAES DE SERVIO, ETC.

BARCAAS, EMPURRADORES, ETC.

Tabela 4.1

Classe Tonelagem Bruta AA >120.000 A 80.001 - 120.000 B 30.001 - 80.000 C 15.001 - 30.000 D 300 - 15.000

Tabela 4.2


Comprimento Total (m)

Porte Bruto (toneladas)

Figura 4.1 Dados de Navios transportadores de Granel Slido

Boca

(m)

Comprimento Total (m)

Figura 4.2 - Dados de Navios transportadores de Granel Slido


5. PROJETO-CONCEITO ______________________________________

5.1 GERAL

Uma vez escolhidos o tipo e dimenses do navio-projeto , pode ser empreendido o projeto preliminar do canal. Neste, um ou mais conceitos de largura, profundidade e alinhamento podem ser desenvolvidos, para possibilitar decises iniciais (geralmente baseadas em consideraes econmicas) a serem tomadas com relao ao candidato (ou candidatos) que mais provavelmente ser escolhido para consideraes mais detalhadas. Nesta seo, apresentado um mtodo para Projeto- Conceito.

5.2 PROJETO DO CANAL O mtodo de Projeto-Conceito aqui apresentado emprega informaes coletadas ao redor do mundo, representativas de boas prticas modernas. Ele ser satisfatrio para o projeto preliminar da maioria dos canais, mas reconhece-se que existiro situaes em que tal tcnica ser inadequada e os mtodos mais elaborados do Projeto Detalhado tero que ser empregados, mesmo para projetos preliminares.

5.2.1 Alinhamento, Largura e Profundidade Os parmetros chaves de alinhamento, largura e profundidade esto todos interligados. Largura adicional pode compensar profundidade reduzida, e o alinhamento pode ser mudado para compensar largura ou profundidade reduzidas. No entanto, com algumas excees (discutidas na Seo 5.2.3 abaixo), a interligao entre esses parmetros no forte, e, no estgio de Projeto-Conceito, alguns aspectos da largura e alinhamento podem, at um certo ponto, ser destacados dos aspectos de profundidade. Partes deste relatrio apreciaro, portanto, largura e alinhamento isoladamente de profundidade. A profundidade foi considerada em relatrios PIANC anteriores (Referncias 5.1 e 5.2 ver Captulo 10) e considerada em mais detalhes neste relatrio nos Apndices C e D com relao a canais em fundos de mares constitudos por materiais rgidos ou macios.

5.2.2 Alinhamento O alinhamento do canal deve ser calculado tendo-se em mente: o menor comprimento do canal; condies/bacias, etc., em qualquer das

extremidades do canal; a necessidade de evitar obstculos ou reas de

assoreamento de difcil remoo ou que requeiram manuteno ou dragagem excessivas (e conseqentemente dispendiosas).

ventos, correntes e ondas predominantes; evitar curvas em proximidades de entradas de

portos. a borda do canal deve ser de tal modo que navios

que passem ao longo dela no causem perturbaes ou avarias.

Trechos retos de canais so preferveis a trechos curvos e o projetista deve se esforar para obter um alinhamento que consista de uma srie de trechos retos ligados por curvas suaves e de ngulos no acentuados. Trechos individuais podem ter larguras e profundidades diferentes e ser navegados a diferentes velocidades. Para maiores detalhes, ver Figura 5.1.

DISPOSIO MNIMA DAS BIAS

Raio da Curva

ngulo da Curva

Largura Adicional

DISPOSIO PREFERVEL DAS BIAS ( BIAS EM PARES)

Figura 5.1 Sinalizao Sugerida para Curvas

& Definies prefervel que se tenha as correntes predominantes alinhadas com o canal para minimizar correntes pelo travs. O mesmo se aplica a ventos e ondas, embora estes possam vir de qualquer direo. Em projetos, normalmente emprega-se a direo predominante de ventos e ondas, sendo que deve ser tomada uma deciso no tocante a serem ou no aceitveis possveis paralisaes devidas a ventos fortes ou grandes ondas provenientes de outras direes. Finalmente, recomendvel (e importante no caso de canais navegados por navios transportando cargas perigosas), que o canal seja alinhado de modo a evitar que o navio tenha a proa na direo do cais ou molhe durante a aproximao. Qualquer canal cuja direo seja perpendicular face do bero de atracao deve ser alinhado a um lado do cais ou


molhe, de modo que o navio deva guinar (ou ser girado) para chegar ao bero. Isso minimiza o risco de navios demolirem o molhe ou cais no caso de perderem todo o controle na aproximao.

5.2.3 Consideraes sobre Largura

No projeto da largura do canal, alguns ou todos os itens seguintes devem ser considerados:

5.2.3.1 Manobrabilidade Bsica A dinmica dos navios tal que, quando sob controle manual (como normalmente o caso em canais de acesso) eles varrem uma faixa de trajetria que, na ausncia de qualquer perturbao externa advinda de vento, ondas, corrente, etc., excede em largura sua boca (Figura 5.2). Isso se deve velocidade de resposta tanto de quem maneja o navio, na interpretao das referncias visuais que indicam posio, quanto do navio em reagir ao leme. claro que a largura da faixa de trajetria varrida, que a faixa bsica de manobra, depender de um nmero de fatores, mas os elementos chaves so: a manobrabilidade inerente do navio (que variar

com a relao profundidade das guas/calado); a habilidade de quem manobra; as referncias visuais disponveis para quem

manobra; a visibilidade total.

Figura 5.2 Largura da faixa de manobra para: Habilidade & Resposta do Prtico Manobrabilidade & Resposta do Navio

Daqueles, os dois primeiros so os mais importantes, uma vez que se pode lidar com os outros dois tanto

com auxlios navegao adequados, que so externos ao navio (por exemplo, bias), quanto com equipamentos de navegao, internos ao navio (por exemplo, radar).

5.2.3.2 Fatores Ambientais

Ventos Pelo Travs O vento pelo travs afeta o navio em qualquer velocidade, mas tem seu maior efeito a baixas velocidades do navio. Ele faz o navio derivar para os lados ou formar um ngulo a sotavento, sendo que ambos aumentam a largura necessria para manobrar. Raramente o navio conseguir manter um curso constante a baixas velocidades sob vento pelo travs, com o prtico tendo que manobrar orando, o que resulta em um curso ligeiramente oscilante (Figura 5.3).

Vento

FAIXA BSICA DE MANOBRA

Figura 5-3 Manobrando sob Vento Forte

curso real (Exagerado para Maior Clareza)

Os efeitos do vento pelo travs dependem: C u

r s o te rico

da sensibilidade do navio ao vento; da razo profundidade/calado (porque a

resistncia de um navio ao movimento lateral muda medida que a razo profundidade/calado se aproxima da unidade. O vento provoca menos deriva com menores lminas de gua abaixo da quilha);

da velocidade do vento e sua direo relativa. Deve ser, portanto, deixada margem de largura para os efeitos de vento, maior do que a necessria para manobras bsicas. Para computar essa margem, necessrio que se disponha de informaes sobre velocidades e direes do vento para a rea em questo. A coleta desses dados abordada na


Seo 6.2 abaixo; nesta seo presume-se simplesmente que tal informao esteja disponvel. Correntes Correntes pelo travs afetam a capacidade de um navio manter seu curso; correntes longitudinais afetam sua capacidade de manobrar e parar. Como ser demonstrado, a manobrabilidade de um navio muda medida que sua relao profundidade/calado aproxima-se da unidade. Como resultado, sua capacidade de enfrentar as correntes tambm mudar medida que a profundidade das guas diminui. Em alguns portos, as correntes em certos estgios da mar podem ser muito fortes para permitir que certos tipos de navios naveguem com segurana. Isso pode fazer com que suas chegadas e partidas sejam restritas a certos perodos de tempo (ou current windows 11) no ciclo das mars. Isto implica em perodos (downtime12) nos quais o canal no estar disponvel para tais navios. A deciso a respeito de nveis aceitveis de downtime ser baseada principalmente em consideraes econmicas. A coleta de dados sobre correntes ser abordada na Seo 6.2. Ondas As ondas tero um efeito na profundidade do canal, porm se elas se moverem perpendicularmente a ele, tero tambm um efeito sobre as manobras e, portanto, sobre a largura do canal. Ondas podem causar efeitos transientes nas guinadas (empurrando a proa do navio para fora de seu curso), que podem ser corrigidos por quem manobra o navio, e podem tambm provocar uma deriva moderada na direo da onda. Tabelas de disperso de ondas para a rea (empregando informaes locais obtidas conforme discutido na seo 6.2 ou informaes de publicaes como as mencionadas na Referncia 5.3) devem ser obtidas e uma deciso deve ser tomada com base em experincia no tocante a qual altura e perodo (comprimento) de onda devem ser considerados para o projeto. 5.2.3.3 Auxlios navegao

A importncia dos auxlios navegao reside nas indicaes que eles fornecem a quem manobra um navio. Eles so normalmente visuais, embora possam ser empregados refletores radar. Meios eletrnicos esto sendo desenvolvidos, dentre os quais pode-se utilizar uma combinao de DGPS e cartas eletrnicas. Um canal bem demarcado necessitar de menos largura do que um deficientemente demarcado. Para o Projeto-Conceito, deve ser feita uma avaliao no tocante adequao dos auxlios navegao disponveis, em conformidade com as

11 Perodos em que as correntes permitem a navegao no canal 12 Perodo pelo qual o canal no pode ser utilizado

exigncias compulsrias de transporte. Tipos e posies adequados de demarcao de canais podem ser determinados no estgio de Projeto Detalhado, atravs do emprego de simulao de manobra conforme discutido nas Sees 6.3 e 6.4. A Referncia 5.5 fornece informaes teis.

5.2.3.4 Tipo de Carga

Se a carga que est sendo transportada pelo Navio- Projeto for de natureza perigosa, ento torna-se necessria uma margem adicional de largura para reduzir os riscos de encalhe e para assegurar que tais navios mantenham boa distncia de outros usurios da hidrovia.

5.2.3.5 Distncia de Passagem

Se for proposto um canal de trfego nos dois sentidos, ento devem ser feitos arranjos que permitam que os navios passem com segurana. A distncia deve assegurar que a interao navio a navio seja reduzida a um mnimo aceitvel e usual deixar-se uma faixa central entre as faixas de manobra, igual a um mltiplo da boca do maior navio que por ali trafegue (Figura 5.4). A largura necessria para o cruzamento depender tambm da densidade de trfego nas duas faixas quanto maior a densidade, maior a largura necessria.

5.2.3.6 Distncia s Margens A interao com as margens pode fazer um navio guinar incontrolavelmente (Figura 5.5). Para evitar esse efeito em um canal com margens submersas, necessrio providenciar largura adicional fora das faixas de manobra (Figuras 5.6 e 5.11). Isto depender da velocidade do navio (quanto maior a velocidade, maior a interao com a margem), da altura e ngulo de inclinao da margem e da relao profundidade/calado. Em um estgio inicial do projeto provavelmente seja mais adequado considerar somente os dois primeiros fatores.


FAIXAS DE MANOBRAS

DISTNCIA DE PASSAGEM Wp SUFICIENTE PARA REDUZIR A INTERAO

NAVIO-NAVIO A UM MNIMO CONTROLVEL

Figura 5.4 Distncia de passagem

5.2.4 Consideraes sobre Profundidade Evidentemente, os efeitos de profundidade/calado tm que ser levados em conta em certas consideraes sobre a largura do canal. Alguns deles so aqui vistos , conforme segue: Relao Velocidade/Calado A resistncia hidrodinmica ao movimento de um navio em guas rasas regida pelo Nmero Froude de Profundidade Fnh, que de modo geral a razo no dimensional entre velocidade e profundidade. Ele definido como: Fnh = V/ (gh) (1) onde: V a velocidade atravs da gua em metros/segundo

h a profundidade de guas tranqilas em metros

g a acelerao da gravidade (cerca

de 9,81 m/s). Quando Fnh se aproxima ou se iguala unidade, a resistncia ao movimento atinge valores muito altos, que navios de maior deslocamento no tm potncia suficiente para superar. De fato, improvvel que tais navios sejam capazes de superar valores de Fnh de 0,6 ou 0,7 (sendo o primeiro valor para navios tanques, o ltimo para navios porta containers), os quais constituem verdadeiras barreiras velocidade.

Figura 5E

Bordas

Talu

Figura 5.Distncia Mar

reduzir os Ef

Assim, antes de deda qual sero efecanal, aconselhcompatvel com a(Alternativamente,ser utilizado comdeterminar um limi Squat, Ondas e R Squat a tendnctrim quando reduzindo a lmindepende muito (podendo se tornaprudente verificar para permitir velocidade que desenvolver para manobrabilidade. muitas maneiras Seo 6.5.2 abainicial, pode-se e(Referncia 5.4) pa Squat (m) = 2.4 Lp

Relat18

Uma margem submersa

Duas margens paralelas submersas

Margens de canais artificiais

.5 Guinadas Devido aos feitos de Margens

inclinadas de canais e baixios

des e estruturas ngremes e firmes 6 Distncias de Margens gem WB deve ser suficiente para eitos de Margem a um Mnimo

Controlvel

cidir sobre a velocidade em funo tuados os clculos de largura de vel que se verifique se ela profundidade sob considerao.

o Nmero de Froude limite pode uma velocidade escolhida para te mnimo de profundidade.)

elao Profundidade/Calado

ia de um navio a afundar e adquirir em movimento, dessa maneira a dgua sob sua quilha. O squat da velocidade e acentuado r crtico) em guas rasas. Assim, se o calado do canal suficiente

qualquer squat conseqente da o navio em trnsito necessite no perder a mar e manter sua O squat pode ser estimado de e ser discutido em detalhes na ixo. Para uma rpida estimativa mpregar a expresso ICORELS ra guas abertas:

Fnh

p (I-Fnh2) (2)

rio do Grupo de Trabalho II-30

onde = eslocamento (m)= L = ntre perpendiculares

Fnh = didade (Ver tambm Seo 6.5.2.3)

lores de squat dequados para o Projeto-Conceito.

ecessrios se o canal estiver sujeito ao de

volume de dCB.Lpp.B.T

ppdo navio (m)) comprimento e

B = boca do navio (m) T = calado do navio (m) CB = coeficiente de bloco

Nmero de Froude de Profun

O mtodo grfico da Figura 5.7 pode tambm ser usado com o fim de fornecer vaa Uma maneira simples de levar em considerao squat, calado e incertezas de sondagem (e tambm proporcionar uma margem de segurana) estabelecer um valor mnimo para a proporo profundidade/calado. Em muitos portos do mundo, o valor de 1,10 tornou-se aceito embora possa ser encontrado o valor de 1,15. Tais valores so para guas tranqilas somente, e valores maiores sero

ondas, quando ento valores de 1,3 ou mais devem ser usados. Quanto mais prxima da unidade estiver essa proporo, mais direcionalmente estvel ficar o navio e, consequentemente, mais lentas suas respostas. usual contornar esse efeito aumentando a largura do canal outra situao em que largura e profundidade esto ligadas. Altura da Mar Se a hidrovia estiver sujeita ao da mar, pode ser necessrio tomar uma deciso quanto a se o canal deve ser utilizvel em todo o ciclo de mars. Se no, deve ser escolhido um perodo adequado de mar em que o canal poder ser utilizado, tendo-se em mente as conseqncias comerciais de qualquer paralisao. Tal perodo deve ser compatvel com calado, velocidade e squat. Diminuir esse perodo pode exigir um aumento na velocidade do trnsito, o que resultaria em problemas de squat, resistncia e mais um acrscimo largura.

n


VELOCIDADE DO NAVIO- NS INSTRUES

1. Entre com a velocidade do navio em ns (ponto A)

2. Trace a linha AB de modo a interceptar a reta de profundidade da gua em B

3. Trace a linha BC perpendicular a AB de modo a interceptar a curva para proa ou popa relativa ao Trim em repouso do navio (Ponto C).

4. Baixe a perpendicular CD de modo a interceptar a linha relativa ao Comprimento do navio em D

5. Trace a linha DE perpendicular a CD para obter o afundamento de

Proa /Popa em metros (Ponto E) CONVERSES

1 METRO = 3,2808 PS 1 P = 0,3048 METRO

Trim em repouso 1/100 pela popa

Trim em repouso - guas parelhas

Trim em repouso 1/500 na proa

proa

popa

Trim repouso 1/100 na popa

Trim repouso guas parelhas

Trim repouso 1/500 pela proa

Comprimento do navio = 100 metros

PROFUNDIDADE DA GUA EM METROS

Afunda- mento na proa ou popa em m

Figura 5.7 Quadro de Estimativa de Squat para Navios de Formas Cheias


Devem ser colhidas informaes de mar para a rea em questo, prestando-se especial ateno ao modo como as mars altas se movem ao longo de uma hidrovia longa. comum estabelecer perodos utilizveis de mar de modo que os navios transitem em um canal de acesso em mar enchente. Isto nem sempre pode ser possvel, e se um navio deve navegar em um canal em mar vazante, pode vir a ser necessrio um perfil detalhado da profundidade. Fundo Nutico Se o fundo slido da hidrovia for coberto com uma camada no consolidada de lodo ou lama em estado lquido, no existe uma definio clara da profundidade do canal. Neste caso, o conceito de fundo nutico apropriado (ver Seo 6.5.4).

5.2.5 Curvas

Por enquanto, presume-se que o navio trafegue sem o auxlio de rebocadores e, portanto, qualquer curva conectando trechos retos de um canal deve levar em conta sua capacidade de guinar. Um navio com manobrabilidade de mdia a boa deve, em guas tranqilas profundas e sem vento, completar uma guinada com leme carregado todo a um bordo com um raio inicial de cerca de 2,0 a 3,0 vezes o comprimento desse navio, aumentando para talvez 5 comprimentos do navio ou mais a uma relao profundidade/calado de 1,10 (Referncia 5.6 e Figura 5.8).

ngulo do leme (graus)

Figura 5.8 Raio da Curva de Giro em Funo do

ngulo de Leme e Profundidade da gua (Com Base em Navio Porta-Containers com Um Hlice/Um

Leme)

medida que guina, o navio escorrega lateralmente e conseqentemente varre uma faixa de trajetria com largura maior que sua boca. Este excesso pode variar, em percentuais sobre a boca do navio, de 30%-40% a uma relao profundidade/calado de 1,10 , at 100%-160% em guas profundas (Referncia 5.6), dependendo da profundidade das guas. Portanto, o modo como um navio guina depende muito da relao profundidade/calado. Isto afeta tanto o raio de guinada quanto a largura da faixa de trajetria varrida, demonstrando que, em relaes mnimas profundidade/calado, o raio estar em seu mximo e a largura adicional necessria ser mnima (ver Figuras 5.8 e 5.9). Ao determinar raio e largura de curvaturas, desaconselhvel projet-las de modo que requeiram que se carregue o leme todo a um bordo. Isto no deixaria reserva de ngulo de leme para fazer face a ventos, ondas ou correntes e afetaria portanto a segurana.

Razo profundidade da gua/ calado

ngulo do leme (graus)

Figura 5.9 Largura da Faixa de Trajetria Varrida em uma Curva em Funo do ngulo de Leme e

Profundidade da gua (Com Base em Navio Porta Container de Um Hlice/Um Leme)

Assim, para o Projeto-Conceito, sugere-se que sejam empregados como parmetros raios de curvas e larguras de faixas de trajetrias varridas em que o navio-projeto empregue um ngulo constante de leme, que seja menor do que seu ngulo mximo de manobra. Comandantes de navios normalmente ficam felizes em empregar de 15% a 20% do ngulo mximo de leme em uma guinada; valores maiores deixam margem de segurana muito pequena e valores menores (que implicam em raios maiores)

Razo Profundidade da gua/Calado

CHAVE Ws = Largura da Faixa Varrida B = Boca do Navio - Projeto

R = raio da curva de giro (nos primeiros 90 de mudana no curso) Lpp = comprimento entre perpendiculares do navio-projeto


tornam a guinada difcil devido ao comprimento da trajetria e aos problemas de manejo de manter um navio precisamente em sua rota em uma curva suave.

uma margem dependendo do tipo de fundo; densidade da gua e seus efeitos no calado. Todos os valores acima de calado, squat, ao das ondas e margens so cumulativos.

Para se manter a posio em qualquer curva necessrio que ela seja bem demarcada. Em um canal de trfego em sentido nico, a sinalizao no lado de dentro da curva constitui melhor referncia visual e recomenda-se um mnimo de trs localizadas no pice, na entrada e na sada - com, se possvel, uma outra demarcando o pice pelo lado externo (ver Figura 5.1). Se mais sinalizao estiver disponvel, recomenda-se a colocao de pares de bias no pice, na entrada e na sada. Sem demarcao adequada, o responsvel pela manobra do navio pode ficar desorientado em uma curva (especialmente uma curva longa) e ento ser necessria largura extra para compensar essas situaes.

Na ausncia de maiores informaes, devem ser considerados valores mnimos de relao profundidade/calado de 1,10 em guas abrigadas, 1,3 em ondas de at um metro de altura e 1,5 em ondulaes mais altas com perodos e direes desfavorveis. O Nmero Froude de Profundidade Fnh deve ser menor do que 0,7. 5.3.3 Largura: Sees Retas A largura do fundo w da hidrovia (Figura 5.11) dada para um canal de trfego em sentido nico por:

Curvas sujeitas a correntes, ventos e ondas pelo travs necessitam de largura adicional.

n

w = wBM + wi + wBr + wBg (3) i = I

5.3 MTODO DE PROJETO- CONCEITO DE CANAL

e para um canal de trfego nos dois sentidos por:

5.3.1 Introduo

n

w = 2wBM + 2 wi + wBr +wWBg + wp (4) i = I Nesta seo, ser apresentado um mtodo de

Projeto-Conceito para canais de acesso. Ele se destina ao uso no projeto inicial e em estudos de trade off13 e constitui boa prtica moderna. Canais projetados com este mtodo devem apresentar nveis adequados de segurana da navegao.

onde, conforme demonstrado na Figura 5.11, wBr e wBg so as distncias das margens nos lados encarnado e verde do canal, wp a distncia de passagem (compreendendo a soma de uma distncia de separao baseada na velocidade do navio e uma distncia adicional baseada na densidade de trfego) e wi dado na Tabela 5.2.

Embora possam ser aplicados a canais ao redor do mundo, condies locais podem requerer dimenses ou alinhamentos que difiram, em parte, daqueles derivados das informaes fornecidas abaixo. O Projeto Detalhado, que suceder o Projeto-Conceito, dedicar-se- aos aspectos particulares de uma dada localidade, e ser discutido no Captulo 6.

A largura bsica de manobra wBM, como mltiplo da boca B do navio-projeto, dada na Tabela 5.1. Essa largura bsica de manobra a largura que o navio- projeto necessita para navegar com segurana em condies ambientais e operacionais muito favorveis. (ver Figura 5.2).

O mtodo de Projeto-Conceito lida com largura e profundidade em sees retas e fornece diretrizes para curvas. acompanhado por algumas notas e definies e a ele seguem-se alguns exemplos calculados para ilustrar seu emprego.

Tabela 5.1

Faixa Bsica de Manobra

Manobrabilidade do navio Boa moderada

fraca

Faixa Bsica de Manobra, WBM

1,3 B 1,5 B 1,8 B

5.3.2 Profundidade

A profundidade estimada a partir de: largura da faixa bsica de manobra wBM somam-se larguras adicionais (para compensar os efeitos de vento, corrente, etc.), resultando na faixa de manobra wM. As larguras adicionais so dadas na Tabela 5.2.

calado em repouso do navio projeto; altura da mar em todo o trnsito pelo canal; squat (da Figura 5.7, equao (2) ou, para

discusso detalhada, Sees 6.5.2 e 6.5.4); movimento induzido por ondas;

13 Estudo no qual vrias opes (freqentemente divergentes) so avaliadas e comparadas com o fim de atingir uma soluo por composio


Tabela 5.2 Larguras Adicionais para Sees Retas de Canais LARGURA Velocidade Canal Externo exposto Canal Interno

wi Navio a mar aberto guas abrigadas a) Velocidade do navio (ns) - alta > 12 0,1 B 0,1B - moderada > 8-12 0,0 0,0 - baixa 5 8 0,0 0,0 b) Vento pelo travs (ns) - brando 15 ( Beaufort 4) toda 0,0 0,0 - moderado > 15-33 Alta 0,3 B - (> Beaufort 4 - Beaufort 7) Moderada 0,4 B 0,4 B baixa 0,5 B 0,5 B - forte > 33 48 Alta 0,6 B - (> Beaufort 7 - Beaufort 9) Moderada 0,8 B 0,8 B Baixa 1,0 B 1,0 B c) Corrente pelo travs (ns) - desprezvel < 0,2 Toda 0,0 0,0 - fraca 0,2 - 0,5 Alta 0,1 B - Moderada 0,2 B 0,1 B - moderada > 0,5 - 1,5 Baixa 0,3 B 0,2 B Alta 0,5 B - Moderada 0,7 B 0,5 B Baixa 1,0 B 0,8 B - forte > 1,5 - 2,0 Alta 0,7 B - Moderada 1,0 B - Baixa 1,3 B - d) Corrente longitudinal (ns) - fraca 1,5 toda 0,0 0,0 - moderada > 1,5 - 3 alta 0,0 - moderada 0,1 B 0,1 B baixa 0,2 B 0,2 B - forte > 3 alta 0,1 B - moderada 0,2 B 0,2 B baixa 0,4 B 0,4 B e) Altura significativa de onda Hs e comprimento (m) - Hs 1 e l toda 0,0 0,0 alta 2,0 B - 3 > Hs > 1 e = L moderada 1,0 B baixa 0,5 B alta 3,0 B - Hs > 3 e > L moderada 2,2 B baixa 1,5 B f) Auxlios Navegao - excelentes c/controle de trfego com base em terra 0,0 0,0 - bom 0,1 B 0,1 B - moderado, com baixa visibilidade ocasional 0,2 B 0,2 B - moderado com baixa visibilidade freqente 0,5 B 0,5 B g) Tipo de fundo - se profundidade 1,5 T 0,0 0,00 - se profundidade < 1,5 T, ento - liso e mole 0,1 B 0,1 B - liso ou inclinado e duro 0,1 B 0,1 B - irregular e duro 0,2 B 0,2 B h) Profundidade da hidrovia - 1,5 T 0 1,5 T 0,0 - 1,5 T - 1,25 T 0,1 B < 1,5 T - 1,15 T 0,2 B - < 1,25 T 0,2 B < 1,15 T 0,4 B i) Nvel de periculosidade da carga - baixo 0 0 - mdio ~ 0,5 B ~ 0,4 B - alto ~ 1,0 B ~ 0,8 B


Tabela 5.3 Largura Adicional para Distncia de Passagem em Trfego nos Dois Sentidos

Largura para Canal Externo Canal Internodistncia de passagem exposto a guas

Wp mar aberto Protegidas Velocidade do navio (ns) - alta > 12 2,0 B - - moderada > 8 - 12 1,6 B 1,4 B - baixa 5 8 1,2 B 1,0 B Densidade de cruzamentos - baixa 0,0 0,0 - moderada 0,2 B 0,2 B - alta 0,5 B 0,4 B Tabela 5.4 Largura Adicional para Distncia de Margens

Largura para Velocidade Canal Externo Canal InternoDistncia de margens do navio Exposto a mar guas

(WBr ou W Bg) aberto abrigadas Margens de canal inclinadas e baixios: Alta 0,7 B - moderada 0,5 B 0,5 B Baixa 0,3 B 0,3 B Penhascos e barragens, estruturas: Alta 1,3 - moderada 1,0 B 1,0 B Baixa 0,5 B 0,5 B Nota: Com referncia ao navio projeto: B = Boca

L = Comprimento T = Calado

5.3.4 Largura e Raio de Curva A largura e o raio da curva podem ser estimados a partir dos dados de giro do navio nas Figuras 5.8 e 5.9. Escolhido um ngulo de leme mdio para a curva, raio e largura adequados sero dados para uma determinada razo profundidade/calado. Se no estudo de trfego ficar aparente que a passagem em curvas inevitvel, ser necessrio efetuar um estudo detalhado em separado para cada curva onde isso for ocorrer. Na fase de Projeto Detalhado, devem ser deixadas margens para ventos e correntes pelo travs em curvas. No entanto, como regra geral, a largura do canal navegvel na curva no deve ser inferior dos trechos retos. A largura adicional colocada preferivelmente na parte interna da curva.

5.3.5 Alinhamento

O alinhamento deve seguir as diretrizes fornecidas na Seo 5.2.2. acima.

5.3.6 Definies e Notas Sobre as Tabelas

As seguintes definies se aplicam aos vrios quadros das Tabelas 5.1 a 5.4. Quando necessrio, so inseridas algumas notas para esclarecimento.

5.3.6.1 Tabela 5.1 Manobrabilidade do

Navio

A classificao racional da manobrabilidade de navios no fcil e requer geralmente uma boa dose de discernimento. Em pleno oceano, um navio com boa manobrabiidade aquele que tem estabilidade de curso em sua velocidade de projeto ou de servio. No entanto, as mesmas qualidades que o fazem estvel em seu curso no o ajudam em manobras rpidas ou a


navegar curvas fechadas, que caracterizam a boa manobrabilidade nos acessos a um porto. Como mencionado acima, a manobrabilidade de um navio tambm muda sensivelmente em guas rasas. Conforme a razo profundidade/calado diminui para cerca de 1,3 a 1,5, o navio pode se tornar um pouco menos direcionalmente estvel e mais nervoso. medida que a razo profundidade/calado diminui mais ainda, o navio pode se tornar mais direcionalmente estvel at que, com lminas dgua muito pequenas sob a quilha (razes profundidade/calado de 1,05 a 1,10), suas guinadas tornam-se por demais lentas. Essa melhora na estabilidade direcional (ilustrada para guinada na Figura 5.8) vantajosa em um canal estreito se o navio no for desviado de seu curso correto. Mas se o for, sua resposta lerda poder causar problemas de manejo, e portanto poder vir a ser necessrio mais espao para manobrar. Desse modo, torna-se difcil uma classificao geral da manobrabilidade inerente de navios, pois isso depende muito do contexto. guisa de orientao em termos gerais, o seguinte pode ser adotado: 1. Navios longos e esguios (L/B > 6,5) so

mais direcionalmente estveis do que navios curtos e largos (L/B < 6). Estes ltimos sero capazes de manobrar em curvas fechadas mais facilmente.

2. Em guas rasas (h/T 1,5), todos os navios guinaro mais lentamente.

3. A manobrabilidade em baixas velocidades deve ser muito diferente da manobrabilidade velocidade de servio para a qual o navio foi projetado.

4. Navios de um hlice/um leme manobram muito bem, mas sofrem a influncia do hlice (um deslocamento devido ao movimento lateral da popa induzido pelo hlice, que para ser compensado necessita leme em sentido contrrio).

5. Navios com um hlice de passo varivel podem sofrer influncia do hlice, mesmo quando o passo do hlice estiver ajustado para baixa propulso ou propulso zero.

6. Navios de dois hlices/dois lemes tm geralmente boa manobrabilidade e controle em todas as velocidades.

7. Navios de dois hlices/um leme podem ter boa manobrabilidade velocidade de servio, mas tm manobrabilidade fraca a baixas velocidades.

8. Navios equipados com bow thrusters ou propulsores de outros tipos podem ter manobrabilidade muito boa a baixa velocidade. Navios com propulsores azimutais geralmente tm excelente manobrabilidade em baixa velocidade.

5.3.6.2 Tabela 5..2 Canal, Via Navegvel, etc. Canal e Via Navegvel so definidos na Figura 5.10. Em muitos canais exclusivos, os

auxlios navegao encontram-se prximos borda do canal para indicar os limites da navegao segura, porm naqueles com uma variedade de trfego, a demarcao de guas navegveis deve ser posicionada de modo a possibilitar a passagem de navios menores em qualquer dos lados do canal dragado. Ainda em outros casos, devem ser demarcadas tanto as guas profundas como as faixas externas para navios pequenos.

Via Navegvel

Figura 5.10 Definies de Canal Restrito e Via

Navegvel Os trs elementos da largura do canal esto definidos na Figura 5.11.

Figura 5.11 Elementos da Largura de um Canal

Canal Interno e Canal Externo Canal Externo aquele exposto ao de ondas, de tal intensidade que produzam movimentos significativos no navio. Tais movimentos so normalmente de arfagem, caturro e balano e de tal magnitude que reduzam consideravelmente a lmina dgua abaixo da quilha . Canal Interno aquele que no est sujeito ao de ondas de qualquer intensidade e geralmente abrigado. Quadro b): Ventos Predominantes pelo Travs Devem ser coletados de registros de ventos apropriados localizao do canal e devem ser o valor mdio do perodo de uma hora em que se verificarem os ventos mais fortes.

Bia Bia

Canal Restrito

Distncia W de Passagem Wp

Faixa de Manobra WM

Faixa de Manobra WMWMWWM Distncia Margem WBr

Distncia Margem WBg

Eixo do Canal


Conforme foi dito acima, o comportamento de um navio sob vento depende muito de sua

correntes reais u previstas para a rea de localizao do

pelo travs de at 2,0 ns ejam mostradas na Tabela, prefervel alinhar

encia indicaes gerais omente e deve ser utilizada com um certo

/ ) (5) 2

rasas, quando h 0, a equao (5)

(6) uas profundas, quando h ,

(7)

ira simples (da o

ado cuidado especial ara verificar se as ondas vm em direo

o do Fundo

ar lisos macios incluem lodo e lama, para os quais o

to da conformao do fundo de portncia somente em hidrovias rasas. Se a

ovia

cidade mero Froude de Profundidade limite) e

termos e sua:

ncial de exploso oluio

de para cargas o fornecidas na referncia 5.7. A Tabela 5.5

.5 ategoria arga

sensibilidade a esse fator. Assim, se um canal utilizado freqentemente por navios de costado alto, seria aconselhvel, para efeito do Projeto-Conceito, classific-los como sendo de pouca manobrabilidade na Tabela 5.1. Quadros (c) e (d): Correntes So coletadas dos registros deocanal. Se a corrente varia ao longo de um canal extenso, pode ser necessrio efetuar clculos de largura em vrios pontos chaves ao longo de seu comprimento. Embora correntes so canal, se for de alguma maneira possvel, de modo a evitar tais correntes fortes pelo travs. Em certas ocasies, essas correntes podero ser inevitveis em uma seo curta do canal; em tais circunstncias o navio deve passar atravs delas to rapidamente quanto possvel para evitar desvios de seu curso. No entanto, como uma regra simples, correntes pelo travs superiores a 1,5 ns agindo atravs de trechos de canal de comprimento significativo devem, se possvel, ser evitadas atravs de realinhamento. Quadro (e): Ondas Esta seo providsdiscernimento. Tabelas de disperso fornecero as alturas (Hs) e perodos (Tw) significativos de ondas mais provveis para a rea. A relao geral entre comprimento de onda e perodos de onda Tw em guas de profundidade h : = gTw tanh (2h Em guasse torna = Tw gh

enquanto em ga equao (5) assume a forma = gTw / (2) Comprimento e altura de onda no estorelacionados de maneemprego de tabelas de disperso) e assim algum discernimento deve ser empregado a respeito das combinaes altura/comprimento utilizadas nesta seo. Tambm deve ser tompcontrria, pelo travs ou na mesma direo. As primeiras e as ltimas afetam o perodo de encontro (e conseqentemente caturro e

arfagem), enquanto o mar pelo travs provoca balano e arfagem. Todos reduzem a lmina dgua abaixo da quilha. Quadro (g): Conforma Materiais de composio de fundo do meconceito de fundo nutico apropriado (ver Seo 6.5.4). Lodo e lama podem impedir tanto a manobrabilidade quanto a propulso de um navio. O efeiimprofundidade das guas for maior do que 1,5 vezes o calado do navio projeto, no h necessidade de largura adicional. Quadro (h): Profundidade da Hidr Deve ser verificada com relao velo(Nrelao mnima profundidade/calado (ver Seo 5.2.4 acima). A largura adicional quando operando com pequenas lminas dgua abaixo da quilha (quando a estabilidade direcional aumentada) leva em conta as respostas lerdas que tal situao implica caso o navio venha a ser desviado de seu curso por qualquer motivo. Quadro (i): Periculosidade da Carga A periculosidade da carga definida emd toxicidade pote potencial de p potencial de combusto potencial de corroso. As classificaes de periculosidasfornece um breve sumrio indicando as de baixo, mdio e alto risco.

Tabela 5C C

Baixo Grane ral, containers l slido, carga ge passageiros, fretes em geral, Carretas

Mdio granel Petrleo a

Alto Combustvel de aviao, GLP, GLN, produtos qumicos de todas as classes

Note-se qualores aproximados. Isto se deve ao fato de

e no quadro (i) so fornecidos vque a periculosidade da carga e seus efeitos sobre uma rea variam de um local para outro. Geralmente, um julgamento racional do risco global deve ser feito uma vez que todas as questes tenham sido consideradas (Referncia


5.8). Por outro lado, devem ser levados em considerao os progressos recentes na legislao para incrementar a segurana do trfego martimo em vias navegveis.

5.3.6.3 Tabela 5.3 Distncia de Passagem

Nmaior navio que cruzar e ultrapassar outros

efinida a Tabela 5.6, onde os navios considerados

Categoria Densi fego (navios/hora)

esta seo, deve ser empregada a boca do

navios no canal, independentemente se este ou no o navio-projeto. Os valores fornecidos presumem que as passagens ocorram somente devido ao trfego nos dois sentidos, que resulta em cruzamentos. Quando ultrapassando a uma baixa velocidade relativa, existem maiores possibilidades de a interao afetar qualquer um dos navios e desse modo a distncia de passagem deve ser aumentada em 50%. A densidade de encontros no trfego dnexcluem embarcaes pequenas como barcos de esporte, recreio e de pesca.

Tabela 5.6

dade de Tr

Baixa 0-1,0 Mdia >1,0 - 3,0 Alta >3,0

6.4 Tabela 5.4 D gem

A dispara os dois tipos principais de margem

5.3.6.5 reas de Atracao e Giro

reas de imensionadas de acordo com as manobras a

mais precisas da rea de giro e anobra podem ser feitas no estgio de

EXEMPLOS CALCULADOS

Nesta sealculados para ilustrar o emprego dos dados

se presta ao emprego em

rfego em entido nico

o de acesso reto, de trfego em entido nico, com 10 milhas de comprimento,

total 315 metros omprimento entre

50 metros

xima de 25 ns de travs com o canal. As

cado por pares de bias a spaos de uma milha e a visibilidade

ravs de um plano o, de material macio em cuja extenso a

5.3. istncia Mar

tncia margem definida na Figura 5.6

constantes na Tabela 5.4. definida de modo que um navio, quando prximo ao limite de sua faixa de manobra, experimente efeitos de margem em um mnimo controlvel.

atracao e giro so normalmente

dserem efetuadas. Se estas (como freqentemente ocorre) envolverem o giro do navio a 180, ento a rea de giro di

Norma Pianc Para Canais de Acesso

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