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Navios RO/RO
Manuel Ventura
Mestrado em Engenharia e Arquitectura NavalSecção Autónoma de Engenharia Naval
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Sumário
• Definição• Tipos de Navios RO/RO• Perfil e evolução da Frota• Aspectos mais Relevantes para o Projecto
– Arranjo dos acessos e zona de garagem– Equipamento específico para o acesso e estiva de carga rodada– Estabilidade em avaria: Critérios e sua verificação– Segurança (SOLAS): Prevenção e combate a incêndios na zona
de garagem
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Navios RO/RO
Navios Roll-On/Roll-Off - São navios em que a carga é rodada ou écarregada/descarregada a bordo em veículos ou plataformas equipadas com rodas
• Os primeiro navios deste tipo foram os Ferry, equipados com linhas de caminho de ferro para permitir transportar carruagens de comboio entre as margens dos rios que eram demasiado largos para as pontes
• Um dos primeiros navios ferry foi o “Firth of Forth”, na Escócia, que entrou ao serviço em 1851
• A segunda guerra mundial incentivou o desenvolvimento deste tipo de navios para o desembarque de equipamento militar (tanques)
• O sistema RO/RO começou a ser usado em navios mercantes no final dos anos 40, início dos anos 50
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Tipos de Navios RO/RO
• Ferries• Freight• Ro-Pax• Pure Car Carriers• Navios combinados
– Container Ro/Ro– Ro/Ro Lo/Lo
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Ferry
Transporte de passageiros e veículos
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Ferry – Arranjo Geral Típico
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Freight Ro/Ro
Transporte de Carga Rodada
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Ro-Pax
Transporte Misto de Passageiros, veículos e carga rodada
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Pure Car Carrier (PCC)
O maior PCC actualmente em serviço é o MV Mignon (1999), da Wallenius Lines, que após alongamento de 28 m (2005) tem capacidadepara cerca de 7200 carros.
• Navios muito sensíveis ao vento lateral devido às grandes dimensões das obras mortas.
• Apresentam grande número de ventiladores no convés exposto devido às exigências das SOLAS para a zona de garagem
Transporte de Automóveis
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Pure Car Truck Carrier (PCTC)
Transporte de Automóveis e Camiões Loa = 198 m
Lpp = 188 m
B = 32.20 m
D = 14.60 m
T = 8.80 m
DW = 16,957 t
Courageous Ace (2003)
6400 automóveis
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Container Ro/Ro (ConRo)
Geralmente transporta pilhas de contentores no convés superior e a carga rodada abaixo do convés
ConRo Trader (1978)
Loa = 109.60 m
DW = 4,550 t
Navio Combinado, misto de porta-Contentores e Ro/Ro
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Ro/Ro Lo/Lo
Navio que pode carregar e armazenar carga rodada, mas que tem meios de elevação próprios para carga/descarga através de escotilhas
CEC Oceanic (1997)
Loa = 100.90 m
DW = 5,150 t
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Perfil e Evolução da Frota de Navios Ro/Ro
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Frota Mundial de Navios Ro/Ro
Notas:• Apenas navios Ro/Ro de carga• Unidades: [1,000 tdw]
Mudança [%]20062005
65.648.5543636193270Adições à Frota
-8.70.6686568236754752075228172Frota Mundial
Mesmo p. ano ant.
Período anteriorJul.AbrilJan.Out.Jul.Abril
Fonte: ISL Market Review 2006 – Merchant Fleet Data
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Evolução Recente da Frota (2002-2006)
1.62.52750.76,8651.59,7472.91302Jul.-10.22.62730.76,7541.59,5592.81296Jan.2006-9.43.13010.87,5221.810,9602.91258Jul.0.93.43180.98,3012.112,8963.01215Jan.20050.73.63191.08,2242.212,5973.01235Jul.9.63.63111.08,1712.112,2463.01239Jan.20041.33.93010.97,4592.010,8882.91137Jul.0.94.13010.97,3652.010,6282.91128Jan.2002
[%DWT][%] Tot
1,000 TEU
[%] Tot
1,000 DWT
[%] Tot
1,000 GT
[%] Tot
No. Navios
Fonte: ISL Market Review 2006 – Merchant Fleet Data
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Evolução da Capacidade Ro/Ro
• Crescimento global de 14% em 3 anos• Aumento de capacidade concentrado em mercados estabelecidos
_____+ 182
____1473
____1291Total todas as rotas
+ 23222199Inter-continental
+ 1109108Intra Americas
+ 336027Intra Asiatico (exc. ferries)
+ 53447394Intra Mediterranico
+ 51573522Intra Europa NW
CrescimentoAbsoluto20062003
1000s metros faixa de rodagem (lane metres)
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Comparação Navios Ro/Ro Carga - Ropax
• Tendência crescente para construir navios RoPax– Mercado de ferries de passageiros em declínio devido às companhias aéreas
de baixo custo (low cost)– Navios Ro pax apresentam maior crescimento no transporte intra-Europeu de
baixo custo
Só Carga
Ropax
+ 10%7467
+ 27%235185
Mudança20062003Capacidade de serviço (lane metres)
Fonte: MDST Containership Databank
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Frota Mundial – Evolução das Encomendas
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Rampa de Acesso Exterior
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Acessos no Interior do Navio
• Capacidade expressa em comprimento total das faixas de rodagem (lane length)
• Espaço de garagem:
4.6
2.0
h [m]
15.0 (rodados duplos) 12.0 (rodados simples)
3.015.0Pesados
1.02.54.0Automóveis ligeiros
Carga [t/eixo]b [m]l [m]
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Semi-Reboques - Estiva por Faixa de Rodagem
Ro/Ro p/ Transporte de Semi-Reboques (Trailer) - Estiva
Equipamento para Carga Ro/Ro
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Equipamento de Navios Ro/Ro
• Os navios RO/RO requerem uma série de equipamentos de acesso
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Equipamento de Navios Ro/Ro
• Portas de proa• Rampas de proa• Portas interiores• Pavimentos
amovíveis paraautomóveis
• Rampas móveispara pavimentosde automóveis
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Rampas/Portas de Acesso à Popa
• Rampas a ré, para navio acostado de popa, em terminais Ro/Ro
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Rampas/Portas de Acesso à Popa
• Rampa de canto (quarter ramp), permite descarga com navio acostado a um cais normal (sem terminal Ro/Ro)
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Rampas/Portas de Acesso à Proa
• Rampa de proa “FoldingFrame Type”
• Permite separação completa da porta na antepara de colisão do resto da rampa
www.tts-marine.com
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Rampa de Proa Folding Frame Type
Sequência de abertura da rampa de proa.
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Portas Interiores
• Portas estanques projectadas para a subdivisão de espaçosde carga com o mínimo de interferência
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Pavimentos Amovíveis para Automóveis
• Pavimentos intermédios de construção ligeira que permitem estivar automóveis nos pavimentos destinados aos veículos pesados
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Pavimentos Amovíveis para Automóveis
• Existem dois tipos de pavimentos amovíveis para automóveis– Hoistable Car decks – com accionamento integrado, eléctrico ou
hidráulico– Liftable Car Decks - não têm mecanismo de elevação integrado, são
movimentados por elevadores de tesouras móveis
Liftable Car Deck
Hoistable Car Deck
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Elevadores de Carga
• Elevadores para transportar veículos entre pavimentos, em navios em que o espaço longitudinal é limitado
• Existem configurações em que a própria plataforma funciona como tampa de escotilha estanque quando fixa na sua posição superior
• Os elevadores podem ter váriostipos:
• Tesoura
• Telescópicos
• Cadeias
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Movimentação de Carga
MAFI Trailer
Sistema de Engate
Usados para movimentar contentores sobre chassis nos terminais
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MAFI Tractor
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Tugmaster
www.kalmarind.se
Goose neckTerminal Tractor
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Roll Trailers
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Semi-Reboques (Semi Trailers)
Trailer horse
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Cassettes
cassette translifter
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Translifter
www.liftec.fi
- Turning wheels
- Soft wheels
- Camera
- Turning wheels
- Soft wheels
- Camera
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Tipos de Cargas (1)
• Road Trailer- Incluindo tractor e o reboque com o contentor em cima. Dimensões, incluindo folgas, em planta, são 12.5 m x 3.0 m x 4.5 m. Peso de 30 – 35 t e centro de gravidade a 3.0 de altura.
Carga: 15.0 t/eixo, 1.3 m distância entre eixos.
• MAFI trailer- Plataformas de reboque para carga, movidas por tractores designados por Tugmasters.
Carga: 18.0 t/eixo, 0.7 m distância entre eixos.
• Tugmaster-Tractor para movimentação de cargas nos terminais e no navio.
Carga: 21.0 t/eixo.
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Tipos de Cargas (2)
• Palette- Estrutura de base rectangular onde se deposita a carga. Dimensões bastante variáveis, com formas rectangulares cujos lados variam numa gama de 0.8 m a 1.5 m. A dimensão mais actualizada actualmente é a de 1.25 m x 1.0 m. A altura da carga depende das condições de estiva mas pode ser assumida como 1.8 m a 2.0 m a partir da base, incluindo a pallette.
• Automóvel- Variam muito de fabricante para fabricante, mas para automóveis europeus, podem-se considerar valores médios de 4.5 m x 2.0 m x 1.7 m, com um peso médio de 1.0 t e máx. de 2.0 t.
• SECU- (Storabox unit) contentor especializado para o transporte de papel, com dimensões 13.8 m x 3.6 m x 3.6 m e 90 t de peso.
Aspectos do Projecto de Estruturas
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Dimensionamento de Pavimentos p/ Carga Rodada (Bureau Veritas)
A espessura de painéis de chapa sujeitas a carga rodada não deve ser inferior do que a calculada pela expressão seguinte, em [mm]:
em que:
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Dimensionamento de Pavimentos p/ Carga Rodada (Bureau Veritas)
Quando a área da impressão do pneu, AT, não for conhecida, pode usar-se o valor em [m2] calculado pela expressão:
Em que:
n – número de rodas sobre o painel de chapa
QA – Carga em t/eixo
nW – número de rodas no eixo considerado
PT – pressão dos pneus em [kN/mm2] (Quando o valor não for conhecido, usar os da Tabela 6)
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Dimensionamento de Pavimentos p/ Carga Rodada (Bureau Veritas)
Nos veículos em que as 4 rodas do eixo se encontram sobre o painel de chapa (Figura 1) a espessura da chapa será o maior dos valores calculados pelas expressões seguintes:
em que:
Estabilidade em Avaria
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Acidentes c/ Navios Ro/Ro
• Princess Victoria (1953), 135 mortos
Estonia (1994), 852 mortos
Herald of Free Enterprise (1987), 193 mortos
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Estabilidade em Avaria (1)
• O naufrágio do “Harald of Free Enterprise”, em 1987, atraiu as atenções para a estabilidade em avaria de navios Ro/Ro, caracterizados por não terem subdivisão estanque acima do convés principal
• Numa primeira fase a I&D concentrou-se na estabilidade residual dos navios existentes e na identificação das causas principais dos naufrágios
• O naufrágio do “Estonia” veio aumentar a urgência na busca de soluções
• Medida da Sobrevivência – Altura crítica de água sobre o convés. Baseado em conceitos probabilísticos
• A probabilidade total de sobrevivência tem dois factores:– A probabilidade de que um dado compartimento seja alagado– A probabilidade que o navio sobreviva a esse alagamento
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Estabilidade em Avaria (2)
• A probabilidade de sobrevivência pode ser dividida em dois factores:– A probabilidade de sobreviver à perda de estabilidade pura,
momentos de adornamento, deslocamento da carga e ângulo de adornamento
– A probabilidade de sobreviver ao efeito da água acumulada sobre o convés por acção das ondas
• O cálculo deste último factor designado por factor de sobrevivência com água no convés, sW, é baseado no conceito da altura crítica de onda à qual o sossobrar (capsize) ocorre, e então sW será simplesmente a probabilidade que essa altura de onda não seja excedida
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Método Estático Equivalente (SEM)
• A partir de testes experimentais determinou-se que o sossobrar(capsize) se dá próximo do ângulo de adornamento correspondente aquele em que ocorre o valor máximo do momento endireitante, ΘMax
• ΘMax é calculado pelo método tradicional de deslocamento constante, permitindo a alagamento progressivo do convés dos veículos até imergir o convés à borda
• Com base nesta premissa, foi desenvolvido o Método Estático Equivalente (Static Equivalent Method - SEM), que permite o cálculo da quantidade crítica de água acumulada no convés a partir de cálculos de estabilidade estática
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Método Estático Equivalente
em que:
hcrit – diferença em altura entre a linha de água interior e a exterior
HScrit – altura de onda significativa crítica
• Considera-se um cenário de alagamento no qual o navio tem avaria apenas abaixo do convés dos automóveis, mas em que existe uma quantidade de água acumulada sobre o convés, considerado intacto
• A quantidade de água acumulada crítica é aquela que leva o navio a assumir um ângulo de adornamento de equilíbrio igual a ΘMax
Segurança – Impacto da SOLAS
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Prevenção e Combate a Incêndio
• Ema navios Ro/Ro, os pavimentos de carga rodada fechados devem ter níveis de protecção equivalente a espaços de máquinas– Ser limitados por fronteiras classe A (em aço ou material equivalente)– Espaços fechados protegidos por sistema fixo de combate a incêndio,
tipicamente CO2 em navios de carga e sprinklers (sistema DeLuge) em car ferries
– Sistema de detecção de fumos– Pavimentos de carga abertos não requerem sistema fixo de combate a
incêndio– Sistemas portáteis e mangueiras
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Ventilação Espaços de Carga p/ Veículos
• O sistema de ventilação do espaços de carga deve ser completamente segregada de outros sistemas de ventilação
• Em navios com número de passageiros N, o sistema devegarantir– N > 36 -> 10 ren/hora– N ≤ 36 -> 6 ren/hora
SOLAS Cap. II-1 Regra 38 – Espaços de Carga para Veículos a Motor
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Conclusões da Análise de Incêndios
• Os grandes incêndios são raros em navios de acordo com a SOLAS e as fatalidades são geralmente relacionadas com situações em que os passageiros ficam no interior do veículo durante a viagem (o já não éaceitável pela SOLAS e pelo código ISM)
• Muitos dos grandes incêndios começaram quando o navio está em porto, durante a carga ou descarga. O sistema de detecção está muitas vezes temporariamente desligado e o CO2 não pode ser libertado rapidamente pelo sistema por as rampas (internas e externas) estarem abertas
• A fiabilidade dos sistemas CO2 de baixa pressão para espaços de carga égeralmente muito baixa
• Os sistemas de chuveiro para pavimentos Ro/Ro em Ferries têm boas provas dadas
Fonte: DNV, “Fires on Ro-Ro Decks”, DNV Technical Paper, 2005
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Incêndios em Navios Ro/Ro (1990-2003)
Fonte: DNV, “Fires on Ro-Ro Decks”, DNV Technical Paper, 2005
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Incêndios em Ferries (1990-2004)
Fonte: DNV, “Fires on Ro-Ro Decks”, DNV Technical Paper, 2005
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Bibliografia (1)
• Vassalos, D., Papanikolaou, A., "Stockholm Agreement - Past, Present, Future (Part 1)", Journal Marine Technology, Vol. 39, No. 3, July 2002, pp. 137-158.
• Vassalos, D., Papanikolaou, A., "Stockholm Agreement - Past, Present, Future (Part 2)", Journal Marine Technology, Vol. 39, No. 4, Oct. 2002, pp. 199-210.
• Papanikolaou, A., Spanos, D., Boulougouris, E., Eliopoulou, E., Alissafaki, A., ‘Investigation into the Sinking of the Ro- RoPassenger Ferry Express Samina’, Journal InternationalShipbuilding Progress, Vol. 51, No. 2, 2004.
• Boulougouris, V., Papanikolaou, A., Zaraphonitis, G., ‘Optimization ofArrangements of Ro-Ro Passenger Ships with Genetic Algorithms’, Journal Ship Technology Research, Vol. 51, No. 3, 2004.
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Bibliografia (2)
• Ravn, Erik Sonne “Probabilistic Damaged Stability of Ro/Ro Ships”, PhD Dissertation, Technical Universisty of Denmark, 2003.
• Turnbull, Stuart R. (2004), “Roll-on/roll-off semi-trailer models: a comparison of results”, Journal of Marine Science and Technology, Vol.5, No.3, Feb. 2004, pp. 101-106.
• DNV, “Fires on Ro-Ro Decks”, DNV Technical Paper, 2005
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Links
Fornecedores de Equipamento Ro/Ro• www.macgregor-group.com• www.nordana.com• www.tts-technology.no
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Algumas Normas ISO Relevantes
• ISO 9367-1:1989 Lashing and securing arrangements on road vehicles for sea transportation on Ro/Ro ships -- General requirements -- Part 1: Commercial vehicles and combinations of vehicles, semi-trailers excluded
• ISO 9367-2:1994 Lashing and securing arrangements on road vehicles for sea transportation on Ro/Ro ships -- General requirements -- Part 2: Semi-trailers
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