Norma Pianc Para Canais de Acesso

5/21/2018 Norma Pianc Para Canais de Acesso

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Canais de AcessoUm Guia para Projetos

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PTC II- 30Relatrio final do GruTrabalho Conjunto PIAPH em colaboraoIMPA e IALASuplemento ao Boleti(junho 1997)


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Permanent International Association of Navigation Congresses1

PIANC

International Association of Ports and Harbors2

IAPH

International Maritime Pilots Association3

IMPA

International Association of Lighthouse Authorities4

IALA

CANAIS DE ACESSOUm Guia para Projetos

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

com IMPA e IALA

Ttulo Original: Approach ChannelsA Gu ide for Des ign

Traduo: Airton Jos Gonalves Pradocom apoio e orientao tcnica de

Marcio CajatyDezembro de 2003

1 Associao Permanente Internacional de Congressos da Navegao2 Associao Internacional de Portos e Esturios3 Associao Internacional de Prticos Martimos4 Associao Internacional de Autoridades de Faris


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ssoc ao te ac o a de uto dades de a s

A PIANC tem Comits Tcnicos Permanentes tratando de hidrovias inter iores e portos (PTC I),hidrovias costeiras e ocenicas (inclusive portos e esturios - PTC II), aspectos ambientais (PEC) enavegao de esporte e recreio (SPN).

Este Relatrio foi produzido por um Grupo de Trabalho internacional convocado pelo ComitTcnico Permanente II. Os membros do Grupo de Estudo representam vrios pases e soreconhecidos como peritos no assunto sob estudo.

O objetivo deste relatrio fornecer informaes e recomendaes para a aplicao correta doconhecimento. A conformidade com ele no obrigatria e deve ser empregado discernimento deengenharia em sua aplicao, especialmente em circunstncias especiais.

Permanent International Association The International Associationof Navigation Congresses of Ports and HarborsWTC III 26 TAGEBoulevard Simon Bolivar 30 Kotohira-Kaikan BuildingB-1000 Brussels 1-2-8, ToranomonBELGIUM Minato-ku

Tokyo 105 JAPAN


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NDICE

PREFCIO 5

1. INTRODUO 6

2. CONSIDERAES COMERCIAIS 7

2.1 O Porto como interface 72 2 Presses sobre o Projeto do

Canal de Acesso 72.3 Anlise Custo/Benefcio 82.4 Impacto Ambiental 8

3. METODOLOGIA DE PROJETO DOCANAL DE ACESSO 93.1 Coleta de Dados, Ferramentas de

Projeto e Experincia 93.2 Definies Bsicas 9

3.3 Estgios do Processo de Projeto 93.4 Dados do Ambiente Fsico 103.5 Alinhamento, Largura e

Profundidade 103.6 Auxlios Navegao 103.7 Limites Operacionais 103.8 Trfego Martimo e Anlise

de Risco 11

4. O NAVIO-PROJETO 114.1 O Conceito de Navio Projeto 114.2 A Escolha do Navio Projeto 11

4.2.1 Filosofia Bsica 114.2.2 Tipo de Navio 124.2.3 Anlise de Trfego 12

4.2.4 Dimenses do Navio-Projeto 12

5. PROJETO-CONCEITO 155.1 Geral 155.2 Projeto do canal 15

5.2.1 Alinhamento, Largura e.Profundidade 15

5.2.2 Alinhamento 155.2.3 Consideraes sobre Largura 16

5.2.3.1 ManobrabilidadeBsica 16

5.2.3.2 Fatores Ambientais 165.2.3.3 Auxlios Navegao 175.2.3.4 Tipo de Carga 17

5.2.3.5 Distncia dePassagem 175.2.3.6 Distncia s Margens 17

5.2.4 Consideraes sobreProfundidade 18

5.2.5 Curvas 215.3 Mtodo de Projeto-Conceito de Canal 22

5.3.1 Introduo 225.3.2 Profundidade 225.3.3 Largura: Sees Retas 225.3.4 Largura e Raio da Curva 245.3.5 Alinhamento 245.3.6 Definies e Notas Relativas

s Tabelas 24

5.3.6.1 Tabela 5.1 Manobrabilidade doNavio 24

5.3.6.2 Tabela 5.2 Canal, ViaNavegvel, etc. 25

5.3.6.3 Tabela 5.3 Distncia dePassagem 27

5.3.6.4 Tabela 5.4 Distncia Margem 27

5.3.6.5 reas de Atracao

e Giro 275.4 Exemplos Calculados 275.5 Dados sobre Canais de Acesso

Existentes 31

6. PROJETO DETALHADO 336.1 Metodologia Geral 336.2 Avaliao do Ambiente 33

6.2.1 Geral 336.2.2 Dados Ambientais 346.2.3 Tcnicas de Coleta de Dados de

Campo, Anlise e Previso 346.2.4 Sistemas de Monitorao e

Informaes Martimas 39

6.3 Alinhamento do Canal 406.3.1 Geral 406.3.2 Configurao de Curvas 406.3.3 Demarcao das Curvas 406.3.4 Avaliao da Largura das Curvas 41

6.4 Largura do Canal 416.4.1 Geral 416.4.2 Manobra do Navio e Simulao 416.4.3 Emprego de Simulao para

Largura do Canal 426.4.3.1 Tempo Real com

Martimos: o Grupo dePeritos 426.4.3.2 Simulao Rpida 45

6.5 Profundidade do Canal 466.5.1 Introduo 466.5.2 Squat 46

6.5.2.1 Fatores que InfluenciamoSquat 46

6.5.2.2 Recomendaes para aEstimativa de Squat 47

6.5.2.3 Clculo de Squat 486.5.2.4 Casos Especiais de Squat 49

6.5.3 Lmina dgua sob a Quilhaem Ondas 496.5.3.1 Espectro de Onda 496.5.3.2 Movimento Vertical do 49

Navio-Projeto 496.5.3.3 Movimento Vertical Mximo

Permissvel 496.5.3.4 Critrios de Segurana e

Regras de Decises 496.5.4 Profundidades do Canal em

reas Lamacentas 496.5.4.1 Motivao 496.5.4.2 Enfoque de Fundo Nutico 506.5.4.3 Caractersticas da Lama 506.5.4.4 Critrios para Determinao

do Fundo Nutico 516.5.4.5 Comportamento de Navios

em reas de Lama 526.5.4.6 Recomendaes para

Profundidade de Canal

em reas Lamacentas 536.6 reas de Atracao e Giro 546.6.1 Emprego de Simulao 54


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6.6.2 Alinhamento de Beros 54 12 LISTA DE SMBOLOS 766.6.3 Dimensionamento e Nmero

dos Rebocadores 55 APNDICE A 776.6.4 Projeto da rea de Giro 55 Anlise dos Ventos em Canais de Acesso Existentes

6.7 Limites Operacionais 566.7.1 Operao de Rebocadores e APNDICE B 83

Botes de Amarrao 56 Dimenses Tpicas de Navios

6.7.2 Embarque do Prtico 566.7.3 Velocidades de Impacto APNDICE C 86

nas Defensas 56 Previso de Squat6.7.4 Manobras R 566.7.5 Movimentos de Navios Amarrados 56 APNDICE D 106

Profundidades da gua em reas Lamacentas:O Enfoque do Fundo Nutico7 RISCO MARTIMO E SEGURANA

DA OPERAO 587.1 Introduo ao Risco Martimo 58

7.1.1 Risco Martimo 587.1.2 Estimativa de Risco Martimo 587.1.3 Mtodos de Reduo de Riscos 59

7.2 Reduo do Risco Martimo 597.2.1 Vessel Traffic Service (VTS) 60

7.2.2 Limites de Operao 607.2.3 Regras de Operao 607.2.4 Auxlios Navegao 607.2.5 Esquemas de Separao

de Trfego 617.3 Coleta de Dados 617.4 Planejamento e Simulao de Trfego 62

7.4.1 Introduo 627.4.2 Modelos de Simulao

de Fluxo de Trfego 627.4.3 Procedimentos para o

Desenvolvimento de um Modelo deFluxo de Trfego 63

7.4.4 Condies Limites e Dadosde Entrada 63

7.4.5 Dados de Sada 657.4.6 Avaliao dos Resultados da

Simulao 657.5 Consideraes sobre Praticagem 66

7.5.1 Geral 667.5.2 Variabilidade do Prtico 667.5.3 reas de Embarque de Prtico 667.5.4 reas de Fundeio e

Beros de Espera (Lay By Berths) 667.5.5 Nmero de Prticos 677.5.6 Aspectos de Segurana 67

7.6 Critrios de Segurana 677.6.1 Geral 677.6.2 Critrios Primrio e Secundrio 67

7.6.3 Critrios de Risco 677.6.4 Critrios de Atividade do Leme 687.6.5 Critrios de Largura 687.6.6 Critrios de Profundidade 697.6.7 Critrios de Alinhamento 69

8. RESUMO DA METODOLOGIA: AVALIAODO IMPACTO MARTIMO 708.1 Resumo Geral 708.2 Avaliao do Impacto Martimo 71

9. TERMOS DE REFERNCIA 72

10. REFERNCIAS 72

11 GLOSSRIO 74


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PREFCIO______________________________________

O projeto moderno de canais de acesso veio a existircomo uma disciplina separada nos anos 60,particularmente para o desenvolvimento de portos deguas profundas.

O projeto de dimenses de canais foi primeiramenteconsiderado pelo Grupo de Trabalho 2 da PermanentInternational Association of Navigation Congresses(PIANC), International Oil Tankers Commission5(IOTC), tendo o relatrio sido publicado em 1973. Otrabalho da IOTC foi ento revisado alguns anos maistarde pelo Grupo de Trabalho 4 da PIANC International Commission for the Reception of LargeShips6(ICORELS) cujo relatrio foi publicado em 1980.

O relatrio da ICORELS compreendia uma revisodetalhada, mas a Comisso concluiu que no estgio deconhecimento em que o assunto se encontrava, suasrecomendaes gerais teriam que ser conservadoras,tendo, no entanto, deixado em aberto a possibilidadede que tais recomendaes fossem passveis derefinamentos medida que o conhecimento sobre amatria evolusse.

Desde o Relatrio da ICORELS, tem havido progressosconsiderveis no somente em termos deconhecimento, mas tambm de tecnologia e detcnicas analticas:

primeiramente, em pesquisas sobrecomportamento do navio e desenvolvimento desistemas de orientao

segundo, em tecnologia de computadores e emsistemas matemticos e fsicos de modelagem(utilizando a pesquisa sobre comportamento donavio), possibilitando previses de trajetrias denavios levando em considerao os fatoreshumanos

terceiro, em experincia com navios de grandeporte transitando por alguns anos em canais deacesso porturios, alguns destes com proporoentre largura do canal/boca do navio-projetoinferior ao que geralmente recomendado pelaICORELS.

Reconhecendo a necessidade de uma reviso dasrecomendaes apresentadas em relatrios anteriores,a PIANC e a International Association of Ports &Harbors (IAPH) formaram um Grupo de Trabalhoconjunto (n 30) e convidaram para dele participarem aInternational Maritime Pilots Association (IMPA) e aInternational Association of Lighthouse Authorities(IALA) com o intuito de avaliar e, se necessrio,atualizar relatrios existentes, para fornecer diretrizesprticas para o projeto de canais de acesso e viasnavegveis. No centro desse trabalho estavam osresultados coletados por um Grupo de Trabalho da

5 Comisso Internacional para Navios Tanques6 Comisso Internacional para Recepo de Navios

de Grande Porte

PIANC anterior (n 7), que foram combinados comrecentes desenvolvimentos nas tcnicas de projeto,para formar a base deste relatrio.

Seu propsito fornecer aos engenheiros em exercciodiretrizes e dados que lhes permitam projetar um canalpara um dado navio ou misto de tipos de navios ou,

alternativamente, possibilitar a avaliao dacompatibilidade de um canal existente com umaproposta de mudana no tipo de navio ou de operao.A inteno tem sido fornecer diretrizes prticas quesejam prontamente utilizveis e fceis de entender ejustificar.

Conforme os Termos de Referncia constantes noCaptulo 9, um Relatrio preliminar foi preparadoabordando aspectos de Projeto-Conceito, e esteRelatrio foi publicado conjuntamente pelaPIANC/IAPH em abril de 1995. De qualquer forma, opresente relatrio cobre todos os aspectos de Projetode Canais (Conceito e Projeto Detalhado).

Os membros do Grupo de Trabalho n 30 eram:

P.M. Fraenkel IAPHPresidenteEngenheiro Consultor, Peter FraenkelMaritime Ltd(Reino Unido)

I.W. Dand* PIANCBritish Maritime Technology Ltd(Reino Unido)

W. Dietze* PIANCEx Wasser-und SchiffahrstsdirektionNordwest(Alemanha)

J. Barber* IAPHEngenheiro Consultor(Reino Unido)

M. Hoctor IAPHEx-Diretor Gerente, Porto de Limerick(Irlanda)

Comte. A. R. Boddy IMPAInternational Maritime Pilots Association(Reino Unido)

R. Buchanan** IAPHEx Department of Marine and Harbours(Sul da Austrlia)

Prof. K. dAngremond PIANCTechnische Universiteit Delft(Holanda)

C. Deelen PIANCPorto de Rtterdam(Holanda)

R. Groenveld PIANC

Tecnische Universiteit Delft(Holanda)


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de Grande Porte

F. R. KalffHaskoning Consulting Engineers IAPH(Holanda)

Y. Okuyama IAPHnstituto de Pesquisa sobre Portos e

Baas(Japo)

N. Matthews IALAEx Secretrio Geral - IALA

K. Navali** PIANCAustralian Construction Services(Austrlia)

O. Piet PIANCMinistre de LEquipment, desTransports et du Tourisme, ServiceTechnique Central des Ports Maritimes

et des Voies Navigables, Compigne(Frana)

J. Read IAPHEx-Maunsell Consulting Engineers(Reino Unido)

T. Rekonen PIANCConselho Nacional de Navegao(Finlndia)

V.K. Shah PIANCEx Marine Works, A & E Services(Canad)

J.C.K. van Toorenburg PIANCRijkswaterstaat(Holanda)

M. Vantorre PIANCUniversiteit Gent(Blgica)

* Membros do subcomit de edio** Membros Correspondentes

1. INTRODUO

O projeto de um canal de acesso abrange um nmerode disciplinas, que incluem manobra de navios eengenharia martima, para que se possa projetarhidrovias com um nvel desejvel de navegabilidade esegurana. Isso demanda a avaliao de algunselementos chaves, incluindo porte e comportamento do

navio, fatores humanos no seu manejo e efeitos doambiente fsico.O projeto de um canal de acesso envolve determinarlayout e dimenses da rea martima principal de umporto 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 noporto, com referncia particular s reas deparada e giro.

Layout e dimenses so de grande importncia,primeiramente porque em algumas situaes a criaode reas martimas e trabalhos de proteo a elasrelacionados constituem de longe o maior investimentoem infra-estrutura porturia, e segundo porque fatorescomo largura da entrada, espao para manobras e

alinhamento de quebra-mares so muito difceis demudar ou adaptar uma vez que o porto tenha sidoconstrudo.

Para portos de guas profundas que devam recebernavios de grande porte, digamos acima de 50.000 TPB,um importante problema a ser enfrentado o fato quea trajetria real desses navios poder desviarconsideravelmente daquela que seria ideal. Isso conseqncia da baixa resposta de navios grandes ao do leme ou a movimentos de mquinas. Essacaracterstica pode requerer a introduo de limitesoperacionais diferentes para tais navios quando emacesso ao porto ou em outras reas de navegao.

Como resultado, os cuidados a serem tomados parauma navegao segura devero ser maiores nessesportos do que naqueles que atendam somente a naviosde pequeno porte.

Progressos no transporte martimo so continuamenteestimulados por avanos tecnolgicos e mudanas nademanda de transporte. Se um porto e suas facilidadesno estiverem prontos a responder a esses progressos,ento adviro demoras, congestionamentos,incidentes e acidentes; resumindo, ele funcionarinadequadamente. Os nus da resultantes para aeconomia regional e nacional so sempre pesados.

Conforme j observado, adaptar um porto existente anovas exigncias martimas sempre uma tarefa difcil,cara e consumidora de tempo, especialmente se nofoi incorporada flexibilidade suficiente ao projetooriginal. Assim, no desenvolvimento de um novo porto,de incio deve ser feita uma avaliao completa do tipo,porte, carregamento e nmero de navios que outilizaro tanto agora como no futuro. Ento, devido sinadequaes inerentes e erros nessas avaliaes eprevises, deve ser incorporado um grau mximo deadaptabilidade futura a novos tipos de navios quepodero vir a utilizar os canais de acesso ao porto ereas de manobra.

Todas as consideraes acima conduziro

naturalmente necessidade de um processo de projetolgico e com bases racionais, que possibilite entreoutras coisas, a determinao das dimenses


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horizontais e verticais dos canais de acesso ao porto es reas de manobras.O processo de projeto apresentado em dois estgios:

um estudo de Projeto-Conceito baseado em dadosiniciais sobre o ambiente fsico, um navio-projeto eoutras exigncias provenientes de consideraes e

previses comerciais.Isto conduz a

um estudo de Projeto Detalhado, envolvendo odesenvolvimento e a validao de aspectosparticulares.

Neste relatrio, as reas mais complexas do ProjetoDetalhado so discutidas com alguma profundidade eso descritas as tcnicas de computao nelasempregadas. No entanto, ao invs de apenas nosdetermos nos detalhes de tais tcnicas, foi dadaateno particular ao processo de preparao doprojetista para o emprego de tais tcnicas e

interpretao de seus resultados.

Deve ser prestada ateno especial aos Apndices C eD, que versam sobre squat e a determinao deprofundidade em reas de fundo de lama.

2. CONSIDERAESCOMERCIAIS

___________________________________________

2.1 O PORTO COMO INTERFACEUm porto funciona como um elo vital em uma cadeia detransporte, formando uma interface entre os modaisdessa atividade, como parte do comrcio internacionalou domstico ou do transporte de passageiros e/ouautomveis. O porto uma interface entre os navios nolado martimo e o transporte ou armazenagem no ladode terra.

(Outra possibilidade, naturalmente, a transferncia donavio para outro tipo de transporte sobre gua).

A logstica do manuseio e operao de mercadorias,passageiros, automveis ou caminhes no lado deterra dos portos um vasto e importante assuntoquando se considera a viabilidade comercial de umporto. Porm, de igual importncia o planejamento dolado martimo do porto aquela rea do lado de mardos cais, molhes ou fundeadouros que permitem comsegurana a passagem, parada, giro, atracao edesatracao de navios que utilizam o porto.

Os mtodos de projeto discutidos abaixo se refereminteiramente ao lado martimo do projeto porturio; asoperaes de terra no so mencionadas. No entanto,na realidade, os dois aspectos coexistiro. Infra-estrutura e operao adequadas e eficazes no lado deterra so essenciais ao desempenho da operao no

lado martimo por exemplo, possibilitando aos naviosuma estadia rpida e eficiente e o acesso aos berossem esperas. O projetista do lado martimo deve ter

sempre isto em mente, visto que ele podeeventualmente se deparar com, por exemplo,extenses de cais ou reas de aterro que podem serdeterminadas mais pelas exigncias do lado de terrado que pelas do lado de mar. A inventividade doprojetista do lado martimo ser solicitada paraassegurar que tais situaes no impeam a operao

segura e eficiente dos navios.

2.2 PRESSES SOBRE O PROJETODO CANAL DE ACESSO

Existem freqentemente mudanas para otimizaraspectos econmicos em elos ou estgios individuaisda cadeia de transporte, porm, planejadores de portosgeralmente buscam otimizar aspectos econmicos dacadeia de transporte em seu todo, desde que onecessrio investimento em infra-estrutura porturia eequipamento se justifique atravs de um retornoaceitvel, e que todos os critrios ambientais sejamsatisfeitos.

A presso sobre as autoridades porturias no sentidode que sejam providenciados canais de acesso paranavios de grande porte, ou no sentido de que naviosmaiores sejam autorizados a utilizar os canaisexistentes resultado do aspecto econmico danavegao. O custo tonelada/km da carga no que dizrespeito a combustvel, tripulao e valor do capitalpara um navio carregado no mar diminui medida queo 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 acessono sentido de:

minimizar o tempo de trnsito do navio no canal deacesso

providenciar acessibilidade com qualquer mar esob quaisquer condies de tempo, ou pelo menosminimizar as restries.

O desenvolvimento de um porto bem sucedido umprocesso contnuo, dependente de variaes tanto nocomrcio como nos mercados mundiais, bem como dastendncias da navegao e prticas de movimentaode cargas. Torna-se necessrio, portanto, que a

autoridade porturia antecipe demandas e tendncias eprojete as quantidades de mercadorias queprovavelmente passaro pelo porto em anos futuros,bem como os navios que sero empregados.Combinando as previses, quantidades de mercadoriasdevero ser convertidas em nmero de navios devrios tipos, sendo que todos devem ser atendidospelo lado martimo da operao porturia.

Dessas previses, adviro as dimenses do Navio-Projeto, conforme descrito no Captulo 4; porm oaumento no nmero de navios tambm impe pressosobre o projeto do canal de acesso, uma vez queprovoca o aumento da freqncia de cruzamentos e

ultrapassagens entre navios (ver Tabela 5.3 e Captulo7).


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

2.3 ANLISE CUSTO/BENEFCIO

Os estmulos comerciais esto sempre ativos nosprojetos e operaes porturios, e embora no seconstituam no foco deste relatrio (sero abordados demaneira breve), so eles que determinam as tcnicasde planejamento discutidas abaixo.

A justificativa econmica global para um canal deacesso porturio normalmente calculada como parteda anlise custo/benefcio para a cadeia total detransporte atravs do porto (juntamente com qualquerinfra-estrutura hidroviria interior associada). O pesodo custo do canal na anlise total de custo/benefciovariar, dependendo do comprimento do canal e daextenso de qualquer canal natural ou artificial

preexistente.

Os custos do canal incluem os seguintes componentes:

construo normalmente dragagem principale/ou reconstruo por meio de alargamento e/ouaprofundamento

manuteno normalmente dragagem demanuteno, a fim de corrigir assoreamento edepsito de lodo

operao rebocadores, praticagem e auxlios navegao (incluindo custos de investimentos)

reduo do impacto ambiental ou exigncias aesse respeito.

Como parte da anlise global inicial de custo/benefcio,o efeito de variveis ajustveis, como o porte mximode navio permissvel, restries de mar ou outrasregras de operao e padres de auxlios navegao,pode ser rapidamente calculado empregando-se oMtodo de Projeto-Conceito constante no Captulo 5para determinar as dimenses iniciais do canal, quepodem 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. Neleesto contidas as margens de segurana adotadas emmuitos portos atravs do mundo (ver Apndice A).

Uma anlise profunda de acidentes com naviosdemonstra que dos acidentes e sinistros martimosocorridos em canais de acesso a portos, somente umpequeno percentual devido ao projeto do canal.Porm, com as futuras presses econmicas eambientais que certamente viro a ser exercidas sobreos operadores porturios, essencial que talpercentagem permanea baixa.

7Tipo de estudo em que varias opinies (freqentemente conflitantes) soavaliadas com o propsito de alcanar uma soluo aceitvel de consenso

Deve-se tambm aplicar anlise de custo/benefcio naavaliao de pequenos ajustes ou refinamentospropostos ao projeto do canal como parte do ProjetoDetalhado, a fim de justificar o custo de tais ajustesrelativamente ao efeito sobre o risco de acidentes comnavios, bem como o benefcio da reduo dos custos econseqncias desses acidentes. Tais custos incluem

despesas de salvatagem e reparos de navios, perda defrete ou aluguel, perda ou avaria carga, ferimento oumorte de pessoas, fechamento ou obstruo do canal,perda de reputao do porto, avaria propriedade edanos ao meio ambiente.

A extenso do risco em termos de custos dependetanto do risco em termos de possibilidades deacidentes como das conseqncias ambientais decada acidente. Pode-se esperar que as conseqnciasde, por exemplo, um acidente de encalhe, sejamproporcionais ao porte do navio para um tipo de cargaem particular, enquanto certas cargas tero umpotencial muito maior de conseqncias. Mtodos de

avaliao dos efeitos do projeto do canal sobre osriscos martimos so descritos no Captulo 7.

particularmente importante demonstrar que umacorrelao apropriada entre segurana e custos tenhasido obtida, especialmente quando os custos do canalforem altos. Para um canal curto atravs do qual osnavios passaro transportando somente cargas agranel inofensivas, um projeto conservador envolvendoesforos limitados em sua elaborao perfeitamenteaceitvel. No entanto, para um canal longo, de trfegodenso e/ou para um canal destinado ao transporte decarga perigosa, torna-se necessrio um esforoespecial no projeto.

2.4 IMPACTO AMBIENTAL

O desenvolvimento de um novo canal ou a ampliaode um j existente afetar sempre o meio ambientemartimo em suas vizinhanas. Conseqentemente,hoje em dia necessrio que se faa uma avaliao deimpacto ambiental (EIA)8.

No lado de mar, o porto e seu canal de acesso podemafetar a fauna e flora locais devido a modificaes oudanos a seus habitats naturais. Ainda, mudanas nomovimento das guas na localidade podem ter efeitossobre a vida marinha.

Em terra, o ambiente pode ser afetado pelo impactovisual do porto, seus rudos e emisses (como poeiraou fumaas), causados por sua operao ou durantesua construo. Ainda, a flora e fauna terrestres podemser perturbadas (ou eliminadas) pelas mudanaspropostas.

O EIA seguir diretrizes agora bem estabelecidas queesto alm da abrangncia deste relatrio. No entanto,deve ser lembrado que o projeto de um canal deacesso interagir com a EIA e modificaes tero queser feitas se o impacto ambiental se revelar inaceitvel.Isto por sua vez poder afetar as condies ambientaisdo projeto do canal, bem como o projeto propriamente

dito.

8Environmental Impact Assessment


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avaliadas com o propsito de alcanar uma soluo aceitvel de consenso v o e ta pact ssess e t

3 METODOLOGIA DE PROJETODO CANAL DE ACESSO

___________________________________________

3.1 COLETA DE DADOS,FERRAMENTAS DE PROJETO E

EXPERINCIA

A metodologia de projeto apresentada neste relatrioemprega uma gama de mtodos de coleta de dados ede ferramentas de projeto que agora esto disponveisao projetista de canais de acesso. Todos devem serempregados conjuntamente com a experincia. Osmtodos mostrados so necessariamente baseados noestgio atual de tecnologia, tcnicas e conhecimento.No entanto, pretende-se que tais mtodos permitam eestimulem projetistas a se manterem atualizados com efazerem uso de futuros progressos, desde que as

limitaes e suposies implcitas ou simplificaes demtodos e modelos sejam consideradas.

As ferramentas de projeto disponveis podem serclassificadas de modo geral como:

analticas numricas fsicas.

Ferramentas analticas so modelos que permitem aanlise de ventos, ondas e correntes, bem como dealguns dos aspectos probabilistas de trfego martimoe risco. Como exemplos, temos a anlise elementar de

ondas e as distribuies de freqncia usadas para aschegadas de navios a um porto ou a uma posio aolongo do canal.

Modelos analticos so suplementados (e em algunscasos substitudos) por modelos numricos baseadosno emprego de computadores digitais. Estesrevolucionaram o projeto de canais de acesso; comoexemplo, temos os modelos de fluxo de gua, demanobra de navios e de fluxo de trfego.

Modelos analticos e numricos podem ser somenteto bons quanto o permita o entendimento de seusprocessos fsicos. Em alguns estgios do projetoporturio tal conhecimento pode ser escasso e osmodelos matemticos tero de ser complementadospor modelos fsicos, isto , modelos de laboratrio parainvestigar a propagao de ondas em um porto, oumodelos de navios passando sobre uma topografiacomplexa de fundo de mar.

Todas essas ferramentas de trabalho podem e devemser complementadas pela experincia. Esta devecompreender a experincia global do projetista,baseada em envolvimentos prvios com outros canaise portos, mas deve tambm incluir a experinciaprtica dos martimos que empregam (ou, no caso deum novo porto, tero que empregar) os resultados dosesforos do projetista. essencial que estas e outras

experincias relevantes sejam buscadas e postas oquanto antes a influenciar o processo do projeto, sendode grande vantagem um enfoque multi-disciplinar. O

modo como tal experincia pode ser integrada aoprojeto ser demonstrado abaixo.

3.2 DEFINIES BSICAS

Antes de considerar os vrios estgios do processo deprojeto, necessrio definir alguns termos bsicos. Omais importante deles o canal de acesso.

Um canal de acesso definido como qualquer trechode hidrovia ligando os beros de atracao de um portoao mar aberto. Existem dois tipos principais:

de mar aberto ou canal externo, em guasdesabrigadas,

o acesso principal ou canal interno, localizado emguas relativamente abrigadas.

O canal normalmente termina, em sua extremidadeinterna, em uma rea de giro e/ou atracao, quepossibilita que sejam efetuadas manobras de parar e

girar.

Neste relatrio, so considerados canais de acesso detodas as dimenses; os problemas de atendimento snecessidades de um pequeno navio de cabotagem emum pequeno porto podem ser to grandes quanto os deum navio tanque de grande porte em um terminalpetroleiro.

As definies de outros termos comuns esto includasno glossrio no Captulo 11.

3.2.1 ESTGIOS DO PROCESSODE PROJETO

Neste relatrio, o projeto de um canal de acesso considerado como um processo de dois estgios queconsistem 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 quese espera que venha a usar o canal. Em alguns casos,mais de um Navio-Projeto podem ser especificados.No estgio de Projeto-Conceito, estimativas dosparmetros fsicos globais do canal proposto largura,profundidade e alinhamento so determinadas apartir de dados do ambiente fsico e outras informaesdisponveis na fase inicial. O processo de Projeto-Conceito deve ser de execuo rpida e no deverequerer dados de entrada em excesso, de modo queopes alternativas (para estudos trade-off) possamser avaliadas rapidamente. Os parmetros fsicos desada sero combinados com propostas ou suposiessobre limites operacionais e auxlios navegao.

O Projeto Detalhado um processo mais elaboradodestinado a validar, desenvolver e refinar o Projeto-

Conceito, no que toca tanto aos dados de entradaquanto aos de sada. Os mtodos empregados noProjeto Detalhado geralmente se baseiam em modelos


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de computador e, portanto, necessitam de dados deentrada mais extensivos e detalhados, bem comorequerem julgamento e experincia adequados nainterpretao de seus dados de sada.

Para que tenham aceitabilidade, os dados de sada doProjeto Detalhado devem ser submetidos a

Figura 3.1: Mtodo de projeto de canal de acesso

verificaes adicionais, atravs de anlises de trfegomartimo, anlise de riscos e estimativas de custos.Os resultados de tais verificaes podero conduzir aajustes e a um ciclo adicional de projeto detalhado.

A lgica global da metodologia mostrada na Figura3.1, junto com uma indicao das principais sees dorelatrio em que os vrios estgios esto descritos.

3.3 DADOS DO AMBIENTE FSICO

Os dados relativos ao ambiente fsico referem-se aosdados sobre batimetrias existentes e caractersticas dofundo do mar, ventos, ondas, mars, correntes,

visibilidade, condies do fundo do canal, etc. Namaioria dos portos, haver disponibilidade suficiente dedados para possibilitar o Projeto Conceito; no entanto,

alguns levantamentos, investigaes preliminares eclculos aproximados devero ser necessrios.

Uma vez que a previso de ventos, ondas, mars,correntes e visibilidade dependem de estatsticas delongo prazo, importante que seja constatada o quantoantes a necessidade da coleta de dados adicionais. No

entanto, diferentemente do que ocorre em outrosaspectos da engenharia civil, no contexto de projetosde canais o interesse maior est na prevalncia decondies naturais e no extremas.

3.5 ALINHAMENTO, LARGURAE PROFUNDIDADE

Muito deste relatrio diz respeito geometria doscanais de acesso, que subentende sua largura,profundidade e alinhamento. Embora, porconvenincia, estes trs aspectos sejam tratadosseparadamente, ser visto que eles so at um certo

ponto interdependentes, sendo elementos de ligao avelocidade do navio e o custo global do canal.

A velocidade do navio parte importante do processode projeto; por exemplo, ela no deve ser muito baixa(que venha a afetar a manobrabilidade e possa fazercom que o tempo de passagem pelo canal seja tolongo que exceda o perodo disponvel de mar) enem to alta que venha a comprometer a segurana.

3.6 AUXLIOS NAVEGAO

Conforme mencionado no Captulo 2, as consideraessobre segurana da navegao desempenham umpapel importante no processo de projeto. Emboralargura, profundidade e alinhamento do canal sejamescolhidos para otimizar a segurana, no deve seresquecido que o navegador somente ter indicao dalargura e alinhamento pelas maneiras como estes soapresentados 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 docanal somente pela carta se seus instrumentos de

bordo lhe fornecerem informaes sobre posio,profundidade e rumo com o necessrio nvel depreciso, mas seria muito improvvel encontrar umcanal que no seja demarcado de alguma maneira porauxlios navegao que sejam visveis a olho nu ouno radar. Tal sinalizao define a largura e alinhamentodo canal, e o tipo e a posio corretos da sinalizaoso de crucial importncia para sua operao segura.A sinalizao portanto parte do processo de projeto eser 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

ExignciasComerciais

2

Navio Projeto

4

Dados FsicosDisponveis doMeio Ambiente

Projeto-Conceito

5

EstudosTrade Off

ProjetoPreliminar do

Canal

ProjetoDetalhado

6 7

RegrasOperacionais

Risco Martimo

7

Largura, Profundi-dade e Alinhamen-to Detalhados

Critrios deSegurana

7

OK?

? Captulo de referncia norelatrio principal

No

Sim

Projeto Final


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Electronic Chart Display System Sistema de Exibio de Cartas Eletrnicas

baixas velocidades associadas s operaesporturias. Se a lmina dgua abaixo da quilha muitopequena, as ondas muito altas, a corrente muito forteou a velocidade do vento muito grande, o navio poderestar em perigo. O prtico poder no ter condies decontrolar o navio com segurana, a operao dosrebocadores poder ser comprometida ou a atracao

poder no ser possvel.

Existem certos limites alm dos quais as operaes setornam inseguras e importante que o projetista estejaapto a estimar esses limites no estgio de projeto.Ainda, o projetista pode necessitar deixar margem paraquaisquer limites operacionais que existam. Se oslimites operacionais forem particularmente restritos,podero ter um impacto comercial significativo nasoperaes porturias, e poder-se- vir a decidirmodificar o projeto para permitir maior liberdade. Sepor exemplo um servio de ferries ficasse restrito aatracar somente nas preamares devido profundidadeinsuficiente do canal, seria impossvel seguir qualquer

tipo de horrio e a profundidade do canal teria que seraumentada. Limites operacionais nas atividades noatracadouro tambm necessitam ser considerados: porum lado, no h vantagem em possibilitar o acesso seo navio no puder carregar, descarregar ou ficaratracado ao cais; por outro lado, o projeto doatracadouro deve ter como base possibilitar ao naviocondies de partir quando da aproximao detempestades..

Limites de velocidade dos navios, tanto mnimosquanto mximos, so tambm considerados comolimites operacionais. Em alguns casos, limites de mare de velocidade podem interagir, por exemplo, quandoum navio desce um longo canal na mar vazante.

3.8 TRFEGO MARTIMO E ANLISEDE RISCOS

Uma vez que o objetivo do projeto do canal de acesso segurana e navegabilidade para o trfego dosnavios que utilizaro o porto, um estgio final,particularmente em um porto movimentado, serefetuar uma anlise de trfego martimo e uma anlisede riscos. O risco martimo compreende o risco `a vida,os danos ao meio ambiente marinho, e ocasionalmenteas perdas comerciais que um porto possa vir a sofrer

no caso de acidente.

O risco global determinado a partir da freqncia comque um tipo em particular de acidente pode ocorrercombinada com a medio de suas conseqncias. Aconseqncia pode ser medida como sendo o nmerode vtimas (se estiver sendo considerado risco de vida),danos ao meio ambiente ou perda de receita empotencial.

No centro de tais estimativas est o conhecimento dafreqncia com a qual um tipo particular de acidentepoder ocorrer. Embora acidentes martimos possamser classificados sob vrios ttulos, existem alguns(notavelmente abalroamentos) que se prestam aanlises por meio de modelos de computador. Dentreeles, um dos mais teis o modelo de simulao de

trfego martimo,que pode representar correntes detrfego presentes e futuras e suas interaes.Isso permite que sejam estimadas as probabilidadesde encontros entre navios, o que por sua vez ajuda aestimar a freqncia provvel de abalroamentos. Umavez que isto seja conhecido, o risco martimo pode, emprincpio, ser calculado. Na prtica, tais computaes

so freqentemente empregadas para avaliaes deriscos comparativas ao invs de absolutas. Dessemodo, pode-se determinar os benefcios (oudesvantagens) do projeto do canal em termos de risco,e quaisquer mudanas necessrias ao projeto podemser feitas.

4. O NAVIO-PROJETO

4.1 O CONCEITO DENAVIO-PROJETO

A largura de um canal convenientemente expressacomo um mltiplo da boca de um navio, com raios decurva expressos em mltiplos de seu comprimento.Alm disso, a profundidade do canal relacionada aocalado do navio. Se o canal tiver que ser projetadopara um navio somente, ento a escolha decomprimento, boca e calado torna-se simples.Raramente este ser o caso, e assim o conceito deNavio-Projeto dever ser empregado.

O Navio-Projeto portanto aquele para o qual o canal projetado. Deve ser escolhido de modo a assegurarque o projeto do canal permita a ele, e a todos osnavios utilizando o canal, navegarem com segurana.

Ele ter que satisfazer a certos critrios e pode serapropriado considerar mais de um navio projeto na faseinicial do processo de projeto para determinar largura eprofundidade do canal.

4.2 ESCOLHA DO NAVIO-PROJETO

4.2.1 Filosofia Bsica

A escolha do navio projeto pautada por um nmerode consideraes:

Deve ser do tipo correto.

Sua escolha deve assegurar que todos os outrosnavios que venham a utilizar o canal possam faz-lo com segurana.

Ele no deve ser o maior navio a utilizar o canal, umavez que os navios grandes so sempre alvos dasmaiores atenes e sujeitos a regras especiais deoperao 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 seguintescritrios:

Deve ter pouca manobrabilidade inerente.

Deve ser muito grande no contexto das operaesporturias. Deve ter sensibilidade excessiva ao vento.


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Deve transportar uma carga particularmenteperigosa.

Finalmente, se o canal for atender a uma vasta gamade tipos de navios, possvel que venha a sernecessrio mais de um navio-projeto. Nestes casos,um navio-projeto de grande calado deve ser utilizado

para determinar a profundidade do canal enquanto umnavio de pouco calado e com grande sensibilidade aovento deve ser empregado para determinar sualargura.

4.2.2 Tipo de navio

O tipo de navio-projeto deve ser especificado j deincio pelo cliente. Pode ser um graneleiro (paraterminais petroleiros ou de minrio), um navio porta-containers (para um terminal de containers) um naviode passageiros, um ferry ou qualquer um dentre umagama de outros tipos. Uma classificao caractersticados tipos dada na Tabela 4.1.

Uma categorizao mais ampla ocorre para canaisutilizados por muitos tipos de navios e para os quaisdevam ser impostas Regras de Operao que possamvariar de um tipo para outro. Em tais casos, devem serlevadas em considerao as informaes prontamentedisponveis para as autoridades porturias e, como amais comumente conhecida a Tonelagem deArqueao Bruta, as categorizaes sofreqentemente feitas com base nesse parmetro dedimenso e tipo do navio. Como exemplo, a seguinteclassificao vem sendo empregada em um porto noExtremo Oriente (Tabela 4.2).

As tonelagens de arqueao bruta e de porte bruto sopouco adequadas para definir o navio-projeto. Naviospodem de modo geral ser classificados em aquelescujas cargas tm alta densidade e so portantopesadas (os transportadores de peso) e aquelescujas cargas so de baixa densidade (ostransportadores de volume), como navios depassageiros, navios de gs e navios porta-containers.As principais dimenses (comprimento, boca e calado),bem como as formas acima da linha dgua (econsequentemente a sensibilidade ao vento) serodeterminadas por ser o navio um transportador depeso ou volume. O primeiro ser caracterizado porum grande calado e baixa sensibilidade ao vento; oltimo por um pequeno calado e grande sensibilidadeao vento. A tonelagem de porte bruto uma medidarazovel para o primeiro; a tonelagem de arqueaobruta o ser para o ltimo.

Outras classificaes (quanto ao nmero derebocadores necessrios, por exemplo) podem serbaseadas no comprimento e boca (para naviosPanamax) ou boca e calado (para navios Suezmax).

Entre todas essas classificaes de tipo e porte denavios, pode ser encontrada uma gama decombinaes de comprimento, boca e calado, sendoque todas devem ser consideradas quando da escolhado navio-projeto.

4.2.3 Anlise de Trfego

Em algumas ocasies, pode no ser bvio qual naviodeve ser escolhido como navio-projeto. Isso ocorrequando o canal deve servir a um trfego variado,abrangendo tanto navios de grande calado comonavios de grande sensibilidade ao vento. Conformemencionado na seo 4.2.1, o primeiro deve serutilizado para determinar a profundidade do canal,enquanto o ltimo deve determinar a sua largura.

Poder ento ser necessrioa efetuar a anlise dotrfego presente e futuro para determinar os tipos denavios que provavelmente faro parte desse trfego e,dessa anlise, um navio-projeto (ou navios-projetos)adequado deve ser escolhido. A anlise do fluxo detrfego existente deve ser efetuada empregando-se:

radares de porto e outras anotaes observaes visuais.

Do primeiro, ser possvel obter registros do PortVessel Traffic Service (VTS)10, que dever fornecerdados de navios em termos de tonelagem de portebruto, tonelagem de arqueao bruta e dimensesprincipais. Com o segundo, poder ser necessrioobservar os navios passando atravs de um portal eanotar seus nomes de maneira que suas dimenses,etc. possam ser encontradas posteriormente empublicaes 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 ouTonelagem de Arqueao Bruta estiveremespecificadas, ento aquelas dimenses devem serdeduzidas.Para tanto, geralmente necessrio providenciar oregistro grfico das tendncias das dimenses dosdiversos tipos de navios na frota mundial a partir depublicaes de referncia convencionais oueletrnicas. As principais fontes de tais informaesso:

Loyds Register of Ships Clarksons Guides

Janes Publications Fairplay Publications

A partir disso, podem ser produzidos grficos comocomprimento em relao a Porte Bruto, boca emrelao a comprimento e calado em relao a boca.

Se por exemplo, somente o porte bruto for conhecido,o emprego desses grficos em sucesso possibilitaque se obtenha comprimento, boca e calado. A Figura4.1 mostra um exemplo da variao do comprimentototal em funo do porte bruto para naviostransportadores de granis slidos acima de 100.000TPB obtida do Clarksons Bulk Carrier Guide. A Figura4.2 mostra a variao do comprimento total em funoda boca, obtida da mesma fonte.

10 Servio de Trfego de Navios do Porto


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Servio de Trfego de Navios do Porto

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

NAVIOS TANQUES Petrleo petrleo/derivadospetrleo/derivados

derivadosno classificvel

Qumico Classes IMO 1, 2 e 3Classes IMO A, B e Cno classificados

GNP Tanques integradosTanques atmosfricos independentesTanques pressurizados independentes

GLP Tanques integradosTanques atmosfricos independentesTanques 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 BrutaAA >120.000

A 80.001 - 120.000B 30.001 - 80.000C 15.001 - 30.000D 300 - 15.000

Tabela 4.2


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ComprimentoTotal(m)

Porte Bruto toneladas

Figura 4.1 Dados de Navios transportadores de Granel Slido

Boca

(m)

Com rimento Total m

Figura 4.2 - Dados de Navios transportadores de Granel Slido


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5. PROJETO-CONCEITO______________________________________

5.1 GERAL

Uma vez escolhidos o tipo e dimenses do navio-projeto , pode ser empreendido o projeto preliminardo canal. Neste, um ou mais conceitos de largura,profundidade e alinhamento podem serdesenvolvidos, para possibilitar decises iniciais(geralmente baseadas em consideraeseconmicas) a serem tomadas com relao aocandidato (ou candidatos) que mais provavelmenteser escolhido para consideraes mais detalhadas.

Nesta seo, apresentado um mtodo para Projeto-Conceito.

5.2 PROJETO DO CANAL

O mtodo de Projeto-Conceito aqui apresentadoemprega informaes coletadas ao redor do mundo,representativas de boas prticas modernas. Ele sersatisfatrio para o projeto preliminar da maioria doscanais, mas reconhece-se que existiro situaes emque tal tcnica ser inadequada e os mtodos maiselaborados do Projeto Detalhado tero que serempregados, mesmo para projetos preliminares.

5.2.1 Alinhamento, Largura e Profundidade

Os parmetros chaves de alinhamento, largura eprofundidade esto todos interligados. Largura

adicional pode compensar profundidade reduzida, e oalinhamento pode ser mudado para compensarlargura ou profundidade reduzidas. No entanto, comalgumas excees (discutidas na Seo 5.2.3abaixo), a interligao entre esses parmetros no forte, e, no estgio de Projeto-Conceito, algunsaspectos da largura e alinhamento podem, at umcerto ponto, ser destacados dos aspectos deprofundidade.

Partes deste relatrio apreciaro, portanto, largura ealinhamento isoladamente de profundidade. Aprofundidade foi considerada em relatrios PIANCanteriores (Referncias 5.1 e 5.2 ver Captulo 10) e

considerada em mais detalhes neste relatrio nosApndices C e D com relao a canais em fundos demares constitudos por materiais rgidos ou macios.

5.2.2 Alinhamento

O alinhamento do canal deve ser calculado tendo-seem 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 querequeiram 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 causemperturbaes ou avarias.

Trechos retos de canais so preferveis a trechoscurvos e o projetista deve se esforar para obter umalinhamento que consista de uma srie de trechosretos ligados por curvas suaves e de ngulos noacentuados. Trechos individuais podem ter larguras eprofundidades diferentes e ser navegados adiferentes velocidades. Para maiores detalhes, verFigura 5.1.

DISPOSIO MNIMA DAS BIAS

Raio da Curva

ngulo da Curva

LarguraAdicional

DISPOSIO PREFERVEL DAS BIAS( BIAS EM PARES)

Figura 5.1 Sinalizao Sugerida para Curvas& Definies

prefervel que se tenha as correntes predominantesalinhadas com o canal para minimizar correntes pelotravs. O mesmo se aplica a ventos e ondas, emboraestes possam vir de qualquer direo. Em projetos,normalmente emprega-se a direo predominante deventos e ondas, sendo que deve ser tomada umadeciso no tocante a serem ou no aceitveispossveis paralisaes devidas a ventos fortes ougrandes ondas provenientes de outras direes.

Finalmente, recomendvel (e importante no caso decanais navegados por navios transportando cargasperigosas), que o canal seja alinhado de modo aevitar que o navio tenha a proa na direo do cais ou

molhe durante a aproximao. Qualquer canal cujadireo seja perpendicular face do bero deatracao deve ser alinhado a um lado do cais ou


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

5.2.3 Consideraes sobre Largura

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

5.2.3.1 Manobrabilidade Bsica

A dinmica dos navios tal que, quando sob controlemanual (como normalmente o caso em canais deacesso) eles varrem uma faixa de trajetria que, naausncia de qualquer perturbao externa advinda devento, ondas, corrente, etc., excede em largura suaboca (Figura 5.2). Isso se deve velocidade deresposta tanto de quem maneja o navio, nainterpretao das referncias visuais que indicamposio, quanto do navio em reagir ao leme. claro

que a largura da faixa de trajetria varrida, que afaixa bsica de manobra, depender de um nmerode fatores, mas os elementos chaves so:

a manobrabilidade inerente do navio (que variarcom 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 PrticoManobrabilidade & 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 soexternos ao navio (por exemplo, bias), quanto comequipamentos de navegao, internos ao navio (porexemplo, radar).

5.2.3.2 Fatores Ambientais

Ventos Pelo Travs

O vento pelo travs afeta o navio em qualquervelocidade, mas tem seu maior efeito a baixasvelocidades do navio. Ele faz o navio derivar para oslados ou formar um ngulo a sotavento, sendo queambos aumentam a largura necessria paramanobrar. Raramente o navio conseguir manter umcurso constante a baixas velocidades sob vento pelotravs, com o prtico tendo que manobrar orando, oque resulta em um curso ligeiramente oscilante(Figura 5.3).

Vento

FAIXA BSICA DE MANOBRA

Figura 5-3 Manobrando sob Vento Fortecurso real

(Exagerado para Maior Clareza)

Os efeitos do vento pelo travs dependem:Curso

terico

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

resistncia de um navio ao movimento lateralmuda medida que a razo profundidade/caladose aproxima da unidade. O vento provocamenos deriva com menores lminas de guaabaixo da quilha);

da velocidade do vento e sua direo relativa.

Deve ser, portanto, deixada margem de largura paraos efeitos de vento, maior do que a necessria paramanobras bsicas. Para computar essa margem,

necessrio que se disponha de informaes sobrevelocidades e direes do vento para a rea emquesto. A coleta desses dados abordada na


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uma vez que se pode lidar com os outros dois tanto

Seo 6.2 abaixo; nesta seo presume-sesimplesmente que tal informao esteja disponvel.

Correntes

Correntes pelo travs afetam a capacidade de umnavio manter seu curso; correntes longitudinais

afetam sua capacidade de manobrar e parar. Comoser demonstrado, a manobrabilidade de um naviomuda medida que sua relao profundidade/caladoaproxima-se da unidade. Como resultado, suacapacidade de enfrentar as correntes tambmmudar medida que a profundidade das guasdiminui.

Em alguns portos, as correntes em certos estgios damar podem ser muito fortes para permitir que certostipos de navios naveguem com segurana. Isso podefazer com que suas chegadas e partidas sejamrestritas a certos perodos de tempo (ou currentwindows 11) no ciclo das mars. Isto implica em

perodos (downtime12

) nos quais o canal no estardisponvel para tais navios. A deciso a respeito denveis aceitveis de downtime ser baseadaprincipalmente em consideraes econmicas.

A coleta de dados sobre correntes ser abordada naSeo 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 podemcausar efeitos transientes nas guinadas(empurrando a proa do navio para fora de seucurso), que podem ser corrigidos por quem manobrao navio, e podem tambm provocar uma derivamoderada na direo da onda.

Tabelas de disperso de ondas para a rea(empregando informaes locais obtidas conformediscutido na seo 6.2 ou informaes depublicaes como as mencionadas na Referncia5.3) devem ser obtidas e uma deciso deve sertomada com base em experincia no tocante a qualaltura e perodo (comprimento) de onda devem serconsiderados para o projeto.

5.2.3.3 Auxlios navegao

A importncia dos auxlios navegao reside nasindicaes que eles fornecem a quem manobra umnavio. Eles so normalmente visuais, embora possamser empregados refletores radar. Meios eletrnicosesto sendo desenvolvidos, dentre os quais pode-seutilizar uma combinao de DGPS e cartaseletrnicas. Um canal bem demarcado necessitar demenos largura do que um deficientementedemarcado. Para o Projeto-Conceito, deve ser feitauma avaliao no tocante adequao dos auxlios navegao disponveis, em conformidade com as

11Perodos em que as correntes permitem a navegao no canal12 Perodo pelo qual o canal no pode ser utilizado

exigncias compulsrias de transporte. Tipos eposies adequados de demarcao de canaispodem ser determinados no estgio de ProjetoDetalhado, atravs do emprego de simulao demanobra conforme discutido nas Sees 6.3 e 6.4. AReferncia 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-senecessria uma margem adicional de largura parareduzir os riscos de encalhe e para assegurar quetais navios mantenham boa distncia de outrosusurios da hidrovia.

5.2.3.5 Distncia de Passagem

Se for proposto um canal de trfego nos doissentidos, ento devem ser feitos arranjos quepermitam que os navios passem com segurana. Adistncia deve assegurar que a interao navio anavio seja reduzida a um mnimo aceitvel e usualdeixar-se uma faixa central entre as faixas demanobra, igual a um mltiplo da boca do maior navioque por ali trafegue (Figura 5.4).

A largura necessria para o cruzamento dependertambm da densidade de trfego nas duas faixas quanto maior a densidade, maior a larguranecessria.

5.2.3.6 Distncia s Margens

A interao com as margens pode fazer um navioguinar incontrolavelmente (Figura 5.5). Para evitaresse efeito em um canal com margens submersas, necessrio providenciar largura adicional fora dasfaixas de manobra (Figuras 5.6 e 5.11). Istodepender da velocidade do navio (quanto maior avelocidade, maior a interao com a margem), daaltura e ngulo de inclinao da margem e da relaoprofundidade/calado. Em um estgio inicial do projetoprovavelmente seja mais adequado considerarsomente os dois primeiros fatores.


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Perodo pelo qual o canal no pode ser utilizado

FAIXAS DE MANOBRAS

DISTNCIA DE PASSAGEM Wp SUFICIENTE PARA REDUZIR A INTERAONAVIO-NAVIO A UM MNIMO CONTROLVEL

Figura 5.4 Distncia de passagem

5.2.4 Consideraes sobre Profundidade

Evidentemente, os efeitos de profundidade/caladotm que ser levados em conta em certasconsideraes sobre a largura do canal. Alguns delesso aqui vistos , conforme segue:

Relao Velocidade/Calado

A resistncia hidrodinmica ao movimento de umnavio em guas rasas regida pelo Nmero Froudede Profundidade Fnh, que de modo geral a razono dimensional entre velocidade e profundidade. Ele definido como:

Fnh= V/ (gh) (1)

onde: V a velocidade atravs da gua emmetros/segundo

h a profundidade de guas tranqilasem metros

g a acelerao da gravidade (cercade 9,81 m/s).

Quando Fnh se aproxima ou se iguala unidade, aresistncia ao movimento atinge valores muito altos,que navios de maior deslocamento no tmpotncia suficiente para superar. De fato, improvvel que tais navios sejam capazes de superarvalores de Fnhde 0,6 ou 0,7 (sendo o primeiro valorpara navios tanques, o ltimo para navios portacontainers), os quais constituem verdadeirasbarreiras velocidade.

Uma mar emsubmersa

Duas margens paralelas submersas

Mar ensde canaisartificiais

Figura 5.5 Guinadas Devido aosEfeitos de Margens

Bordas inclinadas de canais e baixios

Taludes e estruturas ngremes e firmesFigura 5.6 Distncias de Margens

Distncia Margem WB deve ser suficiente para

reduzir os Efeitos de Margem a um MnimoControlvel

Assim, antes de decidir sobre a velocidade em funoda qual sero efetuados os clculos de largura decanal, aconselhvel que se verifique se ela compatvel com a profundidade sob considerao.(Alternativamente, o Nmero de Froude limite podeser utilizado com uma velocidade escolhida paradeterminar um limite mnimo de profundidade.)

Squat, Ondas e Relao Profundidade/Calado

Squat a tendncia de um navio a afundar e adquirir

trim quando em movimento, dessa maneirareduzindo a lmina dgua sob sua quilha. O squatdepende muito da velocidade e acentuado(podendo se tornar crtico) em guas rasas. Assim, prudente verificar se o calado do canal suficientepara permitir qualquer squat conseqente davelocidade que o navio em trnsito necessitedesenvolver para no perder a mar e manter suamanobrabilidade. O squat pode ser estimado demuitas maneiras e ser discutido em detalhes naSeo 6.5.2 abaixo. Para uma rpida estimativainicial, pode-se empregar a expresso ICORELS(Referncia 5.4) para guas abertas:

Squat (m) = 2.4 Fnh

Lpp (I-Fnh2) (2)


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onde = eslocamento (m)=

L = ntre perpendiculares

Fnh = didade(Ver tambm Seo 6.5.2.3)

lores de squatdequados para o Projeto-Conceito.

ecessrios se o canal estiver sujeito ao de

volume de dCB.Lpp.B.T

pp

do 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 serusado com o fim de fornecer vaaUma maneira simples de levar em consideraosquat, calado e incertezas de sondagem (e tambmproporcionar uma margem de segurana) estabelecer um valor mnimo para a proporoprofundidade/calado. Em muitos portos do mundo, ovalor de 1,10 tornou-se aceito embora possa serencontrado 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 devemser usados. Quanto mais prxima da unidade estiveressa proporo, mais direcionalmente estvel ficar onavio e, consequentemente, mais lentas suasrespostas. usual contornar esse efeito aumentandoa largura do canal outra situao em que largura eprofundidade esto ligadas.

Altura da Mar

Se a hidrovia estiver sujeita ao da mar, pode sernecessrio tomar uma deciso quanto a se o canaldeve ser utilizvel em todo o ciclo de mars. Se no,deve ser escolhido um perodo adequado de marem que o canal poder ser utilizado, tendo-se emmente as conseqncias comerciais de qualquerparalisao. Tal perodo deve ser compatvel comcalado, velocidade e squat. Diminuir esse perodopode exigir um aumento na velocidade do trnsito, oque resultaria em problemas de squat, resistncia emais um acrscimo largura.

n


21/128

VELOCIDADE DO NAVIO- NSINSTRUES

1. Entre com a velocidade do navio em

ns (ponto A)2. Trace a linha ABde modo ainterceptar a reta deprofundidade da gua em B

3. Trace a linha BCperpendicular aABde modo a interceptar a curva paraproa ou popa relativa ao Trim emrepouso do navio (PontoC).

4. Baixe a perpendicular CDde modo ainterceptar a linha relativa aoComprimento do navio em D

5. Trace a linha DE perpendicular aCDpara obter o afundamento deProa /Popa em metros (Ponto E)

CONVERSES1 METRO = 3,2808 PS1 P = 0,3048 METRO

Trim em repouso 1/100 pela popa

Trim em repouso - guasparelhas

Trim em repouso 1/500 na proa

proa

po

pa

Trim repouso1/100 na popa

Trim repousoguas parelhas

Trim repouso1/500 pela proa

Comprimentodo navio =100 metros

PROFUNDIDADE DA GUA EM METROS

Afunda-mento naproa oupopa emm

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


22/128

Devem ser colhidas informaes de mar para area em questo, prestando-se especial ateno aomodo como as mars altas se movem ao longo deuma hidrovia longa. comum estabelecer perodosutilizveis de mar de modo que os navios transitemem um canal de acesso em mar enchente. Isto nemsempre pode ser possvel, e se um navio deve

navegar em um canal em mar vazante, pode vir aser necessrio um perfil detalhado da profundidade.

Fundo Nutico

Se o fundo slido da hidrovia for coberto com umacamada no consolidada de lodo ou lama em estadolquido, no existe uma definio clara daprofundidade do canal. Neste caso, o conceito defundo 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 curvaconectando trechos retos de um canal deve levar emconta sua capacidade de guinar. Um navio commanobrabilidade de mdia a boa deve, em guastranqilas profundas e sem vento, completar umaguinada com leme carregado todo a um bordo comum raio inicial de cerca de 2,0 a 3,0 vezes ocomprimento desse navio, aumentando para talvez 5comprimentos do navio ou mais a uma relaoprofundidade/calado de 1,10 (Referncia 5.6 e Figura5.8).

ngulo do leme (graus)

Figura 5.8 Raio da Curva de Giro em Funo do

ngulo de Leme e Profundidade da gua (Com Baseem Navio Porta-Containers com Um Hlice/UmLeme)

medida que guina, o navio escorrega lateralmentee conseqentemente varre uma faixa de trajetriacom largura maior que sua boca. Este excesso podevariar, em percentuais sobre a boca do navio, de30%-40% a uma relao profundidade/calado de1,10 , at 100%-160% em guas profundas(Referncia 5.6), dependendo da profundidade das

guas.

Portanto, o modo como um navio guina dependemuito da relao profundidade/calado. Isto afeta tantoo raio de guinada quanto a largura da faixa detrajetria varrida, demonstrando que, em relaesmnimas profundidade/calado, o raio estar em seumximo e a largura adicional necessria ser mnima(ver Figuras 5.8 e 5.9). Ao determinar raio e largurade curvaturas, desaconselhvel projet-las demodo que requeiram que se carregue o leme todo aum bordo. Isto no deixaria reserva de ngulo deleme para fazer face a ventos, ondas ou correntes eafetaria portanto a segurana.

Razo profundidadeda ua/ calado

ngulo do leme (graus)

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

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

Assim, para o Projeto-Conceito, sugere-se que sejamempregados como parmetros raios de curvas elarguras de faixas de trajetrias varridas em que onavio-projeto empregue um ngulo constante deleme, que seja menor do que seu ngulo mximo demanobra. Comandantes de navios normalmenteficam felizes em empregar de 15% a 20% do ngulo

mximo de leme em uma guinada; valores maioresdeixam margem de segurana muito pequena evalores menores (que implicam em raios maiores)

Razo Profundidade dagua/Calado

CHAVE

Ws = Largura da Faixa VarridaB = Boca do Navio - Projeto

R = raio da curva de giro (nos primeiros 90 de mudana nocurso)Lpp = comprimento entre perpendiculares do navio-projeto


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tornam a guinada difcil devido ao comprimento datrajetria e aos problemas de manejo de manter umnavio precisamente em sua rota em uma curvasuave.

uma margem dependendo do tipo de fundo; densidade da gua e seus efeitos no calado.

Todos os valores acima de calado, squat, ao dasondas 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 nolado de dentro da curva constitui melhor refernciavisual e recomenda-se um mnimo de trs localizadas no pice, na entrada e na sada - com, sepossvel, uma outra demarcando o pice pelo ladoexterno (ver Figura 5.1). Se mais sinalizao estiverdisponvel, recomenda-se a colocao de pares debias no pice, na entrada e na sada. Semdemarcao adequada, o responsvel pela manobrado navio pode ficar desorientado em uma curva(especialmente uma curva longa) e ento sernecessria largura extra para compensar essassituaes.

Na ausncia de maiores informaes, devem ser

considerados valores mnimos de relaoprofundidade/calado de 1,10 em guas abrigadas, 1,3em ondas de at um metro de altura e 1,5 emondulaes mais altas com perodos e direesdesfavorveis.

O Nmero Froude de Profundidade Fnh deve sermenor do que 0,7.

5.3.3 Largura: Sees Retas

A largura do fundo w da hidrovia (Figura 5.11) dadapara um canal de trfego em sentido nico por:

Curvas sujeitas a correntes, ventos e ondas pelotravs necessitam de largura adicional. nw = 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 nw = 2wBM+ 2 wi+ wBr+wWBg+ wp (4) i= I

Nesta seo, ser apresentado um mtodo deProjeto-Conceito para canais de acesso. Ele sedestina ao uso no projeto inicial e em estudos detrade off13 e constitui boa prtica moderna. Canais

projetados com este mtodo devem apresentar nveisadequados de segurana da navegao.

onde, conforme demonstrado na Figura 5.11, wBr ewBg so as distncias das margens nos lados

encarnado e verde do canal, wp a distncia depassagem (compreendendo a soma de uma distnciade separao baseada na velocidade do navio e umadistncia adicional baseada na densidade de trfego)e wi dado na Tabela 5.2.

Embora possam ser aplicados a canais ao redor domundo, condies locais podem requerer dimensesou alinhamentos que difiram, em parte, daquelesderivados das informaes fornecidas abaixo. OProjeto Detalhado, que suceder o Projeto-Conceito,dedicar-se- aos aspectos particulares de uma dadalocalidade, e ser discutido no Captulo 6.

A largura bsica de manobra wBM, como mltiplo daboca B do navio-projeto, dada na Tabela 5.1. Essalargura bsica de manobra a largura que o navio-projeto necessita para navegar com segurana emcondies ambientais e operacionais muitofavorveis. (ver Figura 5.2).O mtodo de Projeto-Conceito lida com largura e

profundidade em sees retas e fornece diretrizespara curvas. acompanhado por algumas notas e

definies e a ele seguem-se alguns exemploscalculados para ilustrar seu emprego.

Tabela 5.1

Faixa Bsica de Manobra

Manobrabilidade do navio Boa moderada

frac

Faixa Bsica de Manobra,WBM

1,3 B 1,5 B 1,85.3.2 Profundidade

A profundidade estimada a partir de:

largura da faixa bsica de manobra wBM somam-se larguras adicionais (para compensar os efeitos devento, corrente, etc.), resultando na faixa de manobrawM. 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;

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


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

wi Navio a mar aberto guas abrigadasa) 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 Bc) 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 Bbaixa 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 ondaHs 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 Balta 3,0 B

- Hs > 3 e > L moderada 2,2 Bbaixa 1,5 B

f) Auxlios Navegao- excelentes c/controle detrfego 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 baixavisibilidade 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


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Tabela 5.3 Largura Adicional para Distnciade Passagem em Trfego nos Dois Sentidos

Largura para Canal Externo Canal Interno

distncia 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 Interno

Distncia de margens do navio Exposto a mar guas(WBrou W Bg) aberto abrigadas

Margens de canal inclinadas ebaixios:

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 = BocaL = ComprimentoT = Calado

5.3.4 Largura e Raio de Curva

A largura e o raio da curva podem ser estimadosa partir dos dados de giro do navio nas Figuras5.8 e 5.9. Escolhido um ngulo de leme mdiopara a curva, raio e largura adequados sero

dados para uma determinada razoprofundidade/calado.

Se no estudo de trfego ficar aparente que apassagem em curvas inevitvel, sernecessrio efetuar um estudo detalhado emseparado para cada curva onde isso for ocorrer.

Na fase de Projeto Detalhado, devem serdeixadas margens para ventos e correntes pelotravs em curvas. No entanto, como regra geral,a largura do canal navegvel na curva no deveser inferior dos trechos retos.

A largura adicional colocada preferivelmentena parte interna da curva.

5.3.5 Alinhamento

O alinhamento deve seguir as diretrizesfornecidas na Seo 5.2.2. acima.

5.3.6 Definies e Notas Sobre asTabelas

As seguintes definies se aplicam aos vriosquadros das Tabelas 5.1 a 5.4. Quandonecessrio, so inseridas algumas notas paraesclarecimento.

5.3.6.1 Tabela 5.1 Manobrabilidade doNavio

A classificao racional da manobrabilidade denavios no fcil e requer geralmente uma boadose de discernimento. Em pleno oceano, umnavio com boa manobrabiidade aquele que

tem estabilidade de curso em sua velocidade deprojeto ou de servio. No entanto, as mesmasqualidades que o fazem estvel em seu curso


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j d b id

navegar curvas fechadas, que caracterizam aboa manobrabilidade nos acessos a um porto.

Como mencionado acima, a manobrabilidade deum navio tambm muda sensivelmente emguas rasas. Conforme a razoprofundidade/calado diminui para cerca de 1,3 a

1,5, o navio pode se tornar um pouco menosdirecionalmente estvel e mais nervoso. medida que a razo profundidade/caladodiminui mais ainda, o navio pode se tornar maisdirecionalmente estvel at que, com lminasdgua muito pequenas sob a quilha (razesprofundidade/calado de 1,05 a 1,10), suasguinadas tornam-se por demais lentas. Essamelhora na estabilidade direcional (ilustradapara guinada na Figura 5.8) vantajosa em umcanal estreito se o navio no for desviado deseu curso correto. Mas se o for, sua respostalerda poder causar problemas de manejo, eportanto poder vir a ser necessrio mais

espao para manobrar.

Desse modo, torna-se difcil uma classificaogeral da manobrabilidade inerente de navios,pois isso depende muito do contexto. guisa deorientao em termos gerais, o seguinte podeser adotado:

1. Navios longos e esguios (L/B > 6,5) somais direcionalmente estveis do que navioscurtos e largos (L/B < 6). Estes ltimos serocapazes de manobrar em curvas fechadasmais facilmente.

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

3. A manobrabilidade em baixas velocidadesdeve ser muito diferente da manobrabilidade velocidade de servio para a qual o naviofoi projetado.

4. Navios de um hlice/um leme manobrammuito bem, mas sofrem a influncia dohlice (um deslocamento devido aomovimento lateral da popa induzido pelohlice, que para ser compensado necessitaleme em sentido contrrio).

5. Navios com um hlice de passo varivelpodem sofrer influncia do hlice, mesmoquando o passo do hlice estiver ajustadopara baixa propulso ou propulso zero.

6. Navios de dois hlices/dois lemes tmgeralmente boa manobrabilidade e controleem todas as velocidades.

7. Navios de dois hlices/um leme podem terboa manobrabilidade velocidade deservio, mas tm manobrabilidade fraca abaixas velocidades.

8. Navios equipados com bow thrusters oupropulsores de outros tipos podem termanobrabilidade muito boa a baixavelocidade. Navios com propulsoresazimutais geralmente tm excelentemanobrabilidade em baixa velocidade.

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

auxlios navegao encontram-se prximos borda do canal para indicar os limites danavegao segura, porm naqueles com umavariedade de trfego, a demarcao de guasnavegveis deve ser posicionada de modo apossibilitar a passagem de navios menores emqualquer dos lados do canal dragado. Ainda em

outros casos, devem ser demarcadas tanto asguas profundas como as faixas externas paranavios pequenos.

ViaNavegvel

Figura 5.10 Definies de Canal Restrito e ViaNavegvel

Os trs elementos da largura do canal estodefinidos na Figura 5.11.

Figura 5.11 Elementos da Largura de umCanal

Canal Interno e Canal Externo

Canal Externo aquele exposto ao de

ondas, de tal intensidade que produzammovimentos significativos no navio. Taismovimentos so normalmente de arfagem,caturro e balano e de tal magnitude quereduzam consideravelmente a lmina dguaabaixo da quilha .

Canal Interno aquele que no est sujeito ao de ondas de qualquer intensidade e geralmente abrigado.

Quadro b): Ventos Predominantes peloTravs

Devem ser coletados de registros de ventosapropriados localizao do canal e devem sero valor mdio do perodo de uma hora em quese verificarem os ventos mais fortes.

Bia Bia

CanalRestrito

Distncia

W dePassagemWp

Faixa de ManobraWM

Faixa de Manobra WM

WMWWMDistncia Margem WBr

Distncia Margem WBg

Eixo doCanal


27/128

se e ca e os e tos a s o tes

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

correntes reaisu previstas para a rea de localizao do

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

encia indicaes geraisomente 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 especialara 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 deportncia somente em hidrovias rasas. Se a

ovia

cidademero Froude de Profundidade limite) e

termose sua:

ncial de explosooluio

de para cargaso fornecidas na referncia 5.7. A Tabela 5.5

.5ategoria arga

sensibilidade a esse fator. Assim, se um canal utilizado freqentemente por navios de costadoalto, seria aconselhvel, para efeito do Projeto-Conceito, classific-los como sendo de poucamanobrabilidade na Tabela 5.1.

Quadros (c) e (d): Correntes

So coletadas dos registros deocanal. Se a corrente varia ao longo de um canalextenso, pode ser necessrio efetuar clculosde largura em vrios pontos chaves ao longo deseu comprimento.

Embora correntesso canal, se for de alguma maneira possvel, demodo a evitar tais correntes fortes pelo travs.

Em certas ocasies, essas correntes poderoser inevitveis em uma seo curta do canal;em tais circunstncias o navio deve passaratravs delas to rapidamente quanto possvelpara evitar desvios de seu curso. No entanto,como uma regra simples, correntes pelo travssuperiores a 1,5 ns agindo atravs de trechosde canal de comprimento significativo devem, sepossvel, ser evitadas atravs de realinhamento.

Quadro (e): Ondas

Esta seo providsdiscernimento. Tabelas de dispersofornecero as alturas (Hs) e perodos (Tw)significativos de ondas mais provveis para area. A relao geral entre comprimento deonda e perodos de onda Tw em guas deprofundidade h :

= gTw tanh (2h

Em guasse torna

=Twgh

enquanto em ga equao (5) assume a forma

= gTw/ (2)

Comprimento e altura de onda no estorelacionados de maneemprego de tabelas de disperso) e assimalgum discernimento deve ser empregado arespeito das combinaes altura/comprimentoutilizadas nesta seo.

Tambm deve ser tomp

contrria, pelo travs ou na mesma direo. Asprimeiras e as ltimas afetam o perodo deencontro (e conseqentemente caturro e

arfagem), enquanto o mar pelo travs provocabalano e arfagem. Todos reduzem a lminadgua abaixo da quilha.

Quadro (g): ConformaMateriais de composio de fundo do m

econceito de fundo nutico apropriado (verSeo 6.5.4). Lodo e lama podem impedir tantoa manobrabilidade quanto a propulso de umnavio.

O efeiimprofundidade das guas for maior do que 1,5vezes o calado do navio projeto, no hnecessidade de largura adicional.

Quadro (h): Profundidade da Hidr

Deve ser verificada com relao velo(Nrelao mnima profundidade/calado (ver Seo5.2.4 acima). A largura adicional quandooperando com pequenas lminas dgua abaixoda quilha (quando a estabilidade direcional aumentada) leva em conta as respostas lerdasque tal situao implica caso o navio venha aser 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 debaixo, mdio e alto risco.

Tabela 5C C

Baixo Grane ral, containersl slido, carga ge

passageiros, fretes em geral,Carretas

Mdio granelPetrleo 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 fornecidosvque a periculosidade da carga e seus efeitossobre uma rea variam de um local para outro.

Geralmente, um julgamento racional do riscoglobal deve ser feito uma vez que todas asquestes tenham sido consideradas (Referncia


28/128

5.8). Por outro lado, devem ser levados emconsiderao os progressos recentes nalegislao para incrementar a segurana dotrfego martimo em vias navegveis.

5.3.6.3 Tabela 5.3 Distncia de Passagem

Nmaior navio que cruzar e ultrapassar outros

efinidaa 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 fornecidospresumem que as passagens ocorram somentedevido ao trfego nos dois sentidos, que resultaem cruzamentos. Quando ultrapassando a umabaixa velocidade relativa, existem maiorespossibilidades de a interao afetar qualquer umdos navios e desse modo a distncia depassagem deve ser aumentada em 50%.

A densidade de encontros no trfego dn

excluem embarcaes pequenas como barcosde 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 deimensionadas de acordo com as manobras a

mais precisas da rea de giro eanobra podem ser feitas no estgio de

EXEMPLOS CALCULADOS

Nesta sealculados para ilustrar o emprego dos dados

se presta ao emprego em

rfego ementido nico

o de acesso reto, de trfego ementido nico, com 10 milhas de comprimento,

total 315 metrosomprimento entre

50 metros

xima de 25 ns de travs com o canal. As

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

ravs de um planoo, de material macio em cuja extenso a

5.3. istncia Mar

tncia margem definida na Figura 5.6constantes na Tabela 5.4. definida de modoque um navio, quando prximo ao limite de suafaixa de manobra, experimente efeitos demargem em um mnimo controlvel.

atracao e giro so normalmentedserem efetuadas. Se estas (comofreqentemente ocorre) envolverem o giro donavio a 180, ento a rea de giro

dimensionada como um crculo que tem pordimetro entre 1,8 e 2,0 vezes o comprimentodo navio.

AvaliaesmPlanejamento Detalhado, quando a simulaode manobra empregada conforme descrito naSeo 6.6 abaixo.

5.4

o, so fornecidos exemplosc

das Tabelas. Embora no haja conexo comqualquer canal existente, eles sorepresentativos do enfoque que deve dado ao

Projeto-Conceito e devem tambm ilustrar umnmero de pontos.Embora o clculo seja mostrado em suatotalidade, o mtodocomputador. Um programa FORTRAN foielaborado para esse propsito e utilizado parachecar os exemplos dados abaixo.

Exemplo I: Canal Reto de TSUm canal externsdeve ser projetado para navios graneleirostransportadores de minrio, de um hlice,carregados, com dimenses mximas conformesegue:

ComprimentoCperpendiculares 300 metros

BocaCalado a plena carga 20 metros

O vento predominante alcana a velocidademondas so pequenas com altura significativa demenos de um metro e prevalecem em toda aextenso do canal.

O canal ser demaregeralmente boa. O canal exclusivo paranavios transportadores de minrio, e os auxlios navegao so modestos.

O canal deve ser dragado atlisprofundidade de 12 metros abaixo do nvel dereferncia da carta. O ciclo de mar semi-diurno com caracterstica senoidal, com umapreamar de 5 metros e baixa mar de 0,5 metroacima do nvel de referncia (ver Figura 5.12).As correntes so somente de mars,direcionadas a 45 do eixo do canal e suasvelocidades constam na Figura 5.12.

Figura 5.12 Informao presumida de mar

Velocidade da Corrente

Altura da Mar

Como este um canal reto, de trfego ementido nico, no existe a necessidade des

considerar distncias de passagem ou curvas. Onavio-projeto conhecido, de modo que noexiste problema de mltipla escolha a esterespeito.

Veloc.da Corrente(Ns)

Altura (m)


29/128

p

Manobrabilidade do Navio

Navios graneleiros de um hlice,ansportadores de minrio e carregados

Bsica de Manobra = 1,5 B

Veloc

ade e mar estoterligadas e, como a profundidade no foi

s, o quegnifica que o navio levar uma hora para

(Tabela 5.2, quadro)) 0,0 B

ade do Canal

xcede a profundidadexima disponvel da gua (12,0 + 5,0 = 17

velocidade:= 10 x 0,515 / (gx22) = 0,35 - aceitvel

a Figura 5.6, squatna proa = 0,72 metro

quilhaevido a um squatde 0,72 metro resulta em 2,0

preamar

fundo plano- Nmero Froude de Profundidade: 0,34

- a quilha:

etros

tidos como aceitveis.

eve-se notar que o canal teria profundidade

oras antes at 3 horas aps a preamar,

eriam ser aceitos emma dada mar. Esse nmero teria que ser

o canal somente porolta da preamar. Se isto for inaceitvel do

eamar seja a nica opoceitvel.

m vento predominante de travs com

elocidade moderada de 10 ns atravs da

umento da Largura: Correntes

A corrente mxima pelo travs ser encontradaeamar. A

ferncia Figura 5.12 mostra a velocidade da

0,7 B

trmanobram razoavelmente bem em baixasvelocidades comparados com, digamos, naviosporta containers de dois hlices/um leme. No

entanto, existem variaes e seria prudenteatribuir inicialmente manobrabilidademoderada a tais navios. Assim teremos, daTabela 5.1:

Faixa

idade do Navio

Velocidade, profundidindeterminada neste estgio, escolhemos umavelocidade inicial, tendo em mente que estapoder mais tarde ter que ser mudada.

Foi escolhida uma velocidade de 10 nsitransitar pelo canal. Pelas informaes de mar,isso significa que se o navio inicia o trnsito nocanal com mar alta, o nvel da gua terdiminudo cerca de 0,3 metro quando ele chegarao final (ver Figura 5.12). Por agora, presume-se que tal seja aceitvel.

Adio para Velocidade(aProfundidComo o calado do navio emmetros) em mar alta, torna-se necessrio umcanal dragado. Para uma relao mnimaprofundidade/calado de 1,10, necessria umaprofundidade em mar alta de 1,10 x 20 = 22metros, o que d uma profundidade dragada docanal de 22-17 = 5 metros abaixo do fundoplano do mar.

Verificao daFnhVerificao de squat:

dUma reduo na lmina dgua abaixo dad 0,72 = 1,28 metros em mar alta e 2,0 0,3 0,72 = 0,98 metro a uma hora antes ou aps amar alta. Este ltimo valor ligeiramentepequeno para a segurana e parece prudenteaumentar a profundidade do canal dragadopara que se obtenha uma relaoprofundidade/calado de 1,15. Isto resulta:

- Profundidade das guas: 23 metros na

- Profundidade do canal dragado: 6 metrosabaixo do

- Squatna proa: 0,7 metroLmina dgua abaixo d

- preamar: 2,3 metros- preamar + 1 hora : 2,0 m

Todos esses valores so

Dinsuficiente para o navio-projeto por volta de 3hquando a velocidade da corrente estaria em seuvalor mximo. A operao segura seriageralmente restrita ao perodo compreendidoentre 1 hora antes e 1 hora aps a preamar, noqual as correntes estariam fracas e aprofundidade adequada.

Isto teria impli

Norma Pianc Para Canais de Acesso

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