sistema aquaviario e portos
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6- Sistema aquaviário e portos
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6.1- Introdução ao sistema aquaviário
• Comércio internacional -> Globalização da economia -> sãomenos aptos aqueles com custos internos elevados;
• Transporte aquaviário (incl. o hidroviário interior)-> menorescustos e gastos energéticos -> fator de indução de
desenvolvimento;• Portos -> movimentação de quase todo o comércio exterior;
• Brasil:• 8.500 km de costa (17 estados federativos): portos marítimos,
estuarinos e lagunares;• 20.000 km de rede fluvial em condições de navegação (Uma das
maiores redes do mundo), chega até 50.000 km!
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6.1.1- Definições
• Porto: Qualquer lugar onde seja possível realizar o transbordode mercadorias ou passageiros, entre o tráfego aquático eterrestre;
• Hinterland : Área de influência física e econômica de um porto.(pode ser feita uma associação ao conceito de baciahidrográfica);
• Carga geral: Volumes acondicionados em sacos, fardos, caixas,engradados, amarrados, tambores, etc., ou ainda volumes semembalagens, como veículos, maquinários industriais ou blocos de
pedra. Sub-classificação: cargas especiais, contêineres e granéis;• Carga unitizada: Facilitação do manuseio por guindastes,
lingagem, pallet e contêiner (a partir de 1950)
• Transhipment: Transbordo de mercadorias para umadestinação que não é o destino final ainda.
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6.1.1- Definição legal de portos
• Portos definição pela Lei 8630/1993 e Lei 12815/2013:
Porto organizado: bem público construído e aparelhado paraatender a necessidades de navegação, de movimentação depassageiros ou de movimentação e armazenagem de
mercadorias, e cujo tráfego e operações portuárias estejamsob jurisdição de autoridade portuária;
Instalação portuária: instalação localizada dentro ou fora daárea do porto organizado (...);
Terminal de uso privado: instalação portuária exploradamediante autorização e localizada fora da área do portoorganizado;
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6.1.2- Requisitos para o porto•
Facilidade de acesso terrestre;• Atendimento ao navio de projeto do porto;
• Instalações de acostagem;
• Facilidade para movimentação de carga;
•
Local abrigado para o navio;• Áreas de estocagem.
• Porto de Sepetiba x Porto de SantosCalado = 18 m Calado = 12 m
Grande disponibilidade de área O transporte para o porto de Santos até a cidade
de São Paulo é difícil (Pela Serra do Mar íngreme)
• Porto do Rio de Janeiro:A cidade estrangulou o entorno do porto (Ponte Rio-Niterói, Perimetral,Rodoviária etc) dificultando a atividade portuária naquela área.
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Hub port x Portos distribuídos
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6.1.3- Classificação dos portos
• Portos: Naturais x Artificiais;
• Localização:• Exteriores (Costa)
• Interiores (Estuarino ou Lagunar)
• Ao largo (offshore – com ou sem abrigo)
• Fluviais
• Utilização: • Carga geral
• Terminais especializadas
• Arranjo geral das obras portuárias:
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Localização Exemplos
Encravados na costa ou estuarinos S. Fco. Do Sul, RJ, Natal
Salientes a costa c/ molhes Forno (RJ), Ponta do Ubu (ES)
Ao largo c/ quebramar Pecém (CE)
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6.2- Atividade portuária - histórico
Fase 1: Tradicional (até 1950)• Carga geral abundante + mercadorias empacotadas a granel
Fase 2: Cargas a granel iniciando (depois de 1950)• Carga geral + granéis secos
Fase 3: Advento da unitização (após 1958)• Carga unitizada + granéis secos crescentes + carga geral
decrescendo
Fase 4: Terminais de final múltiplo (1960/1980)
• Granéis secos em crescimento e diversificaçãoFase 5: Terminais especializados (1965)
• Carga geral ± 5 % da carga seca.
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6.2.1- Atividade portuária no Brasil
• Matriz de transporte brasileira -> essencialmente rodoviária;
• Modos aquaviário e ferroviário têm sido prejudicados por uma sériede circunstâncias alheias aos transportes em si, tornando-osineficientes;
•
Custo da mão-de-obra portuária regulada por legislação inadequadae ultrapassada. Só a partir de 1993 começou a ser alterada paraatender as modificações estruturais por que passou o país nasúltimas décadas;
• Atualmente, em 2013, um novo marco legal foi estabelecido pelo
governo (Lei 12.815/2013), alterando a questão da mão-de-obraportuária;
• Ex: Reconhece as atividades de capatazia, estiva, conferência econserto de carga, vigilância de embarcações e bloco comocategorias profissionais diferenciadas (avulsos ou CLT).
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6.2.2- Matriz de transportes modais
Matriz de transporte de
cargas no Brasil
Fonte: AET/GEIPOT
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6.2.2- Custo energético dos modais
• Questão do frete nas análises logísticas de transporte no custofinal dos produtos;
• Considerando a interconexão modal, o transporte aquaviário éo mais econômico e o mais eficiente energeticamente;
• Comparação:
Fonte: Alfredini e outras fontes.
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Modal Gasto energético Índice
Aquaviário 0,6 MJ por t.km 1
Ferroviário 0,6 a 1,0 por t.km 3
Rodoviário
(Caminhões pesados)
0,96 a 2,22 por t.km 6 a 9
Aeroviário - 15
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Belém
Itaqui
Luiz Correa
Pecem
Fortaleza
Areia Branca
Natal
Cabedelo
Recife
Suape
Aracaju
Salvador,
Aratu,Ilhéus,
Barra do
Riacho
Vitória
Arraial do Cabo,
Macaé, Niterói,
Rio de Janeiro,Sepetiba, Angra
São Sebastião
Santos
Paranaguá
Itajaí, S. Fco
do Sul
Porto Alegre
Rio Grande
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6.2.3- Movimentação em portos brasileiros
Porto UF Estadosatendidos Movimentação em2005 (milhões US$)
1 Santos SP 26 65.380,03
2 Vitória ES 22 17.087,30
3 Paranaguá PR 23 16.553,17
4 Rio Grande RS 21 13.265,23
5 Rio de Janeiro RJ 22 12.183,12
6 Itajaí SC 22 7.884,11
7 São Sebastião SP 7 7.059,61
8 São Luís MA 10 6.799,67
9 Aratu BA 8 5.586,75
10 São Francisco do Sul SC 23 5.534,28
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Fonte: Adaptado de IPEA 2007
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6.2.4- Principais hidrovias brasileiras
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• Rios Madeira (RO) – Amazonas (AM)
• Rios Araguaia (PA/MT-TO/GO) – Tocantins (MA-TO)
• Rio Parnaíba (MA-PI)
• Rio São Francisco (MG/BA)
• Rio Paraguai (MT/MS) – Paraná (MS/SP)
• Rio Tietê – Paraná (SP).
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6.3- Tipos de portos e terminais de carga
6.3.1- Classificação dos portos
Tipos Profundidade(m)
Equipamentos Características principais
Carga geral 10 a 12 Guindastes e empilhadeiras Armazéns e pátios
Militares 8 a 11 Equipamentos de reparo, diques
seco
Amplas saídas marítimas
Pesca 6 a 9 Frigoríficos e fábrica de gelo Ampla extensão de
acostagem
de minérios 20 a 24 Correias transportadoras/
empilhadeiras/ recuperadoras/
carregadeiras/ viradoras
Amplas áreas de
acostagem/ Acostagem
contínua ou descontínua
de petróleo 25 a 27 Instalações de bombeamento/
oleodutos
Acostagem descontínua
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6.3.2- Características dos navios
B: BocaL: Comprimento
d: Calado
P: Pontal (P = d + bl)
bl: borda livre
• Marcas de calado =>condições de carregamento
• Marcas de borda livre =>
Disco de Plimsoll • Calado máximo: Medido com
a embarcação a plena carga(Entidade classificadora)
Entidades classificadoras:• Lloyd’s,
• American Bureau (EUA)
• Bureau Veritas (BV-França)
• Det Norske Veritas (DNV- Noruega)203
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Disco de Plimsoll
• Leitura do calado (aesquerda)
• Sociedadeclassificadora: SB GL
Germanische Lloyd• Variação do calado:FT: Tropical Fresh Water
F: Fresh Water
T: Tropical
S: Verão (Summer)
W: Inverno (Spring)
WNA: Inverno no AtlânticoNorte
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6.3.2- Características dos navios•
Definições relativas ao peso:• Deslocamento: Peso do volume de água deslocada pela embarcação;
• Deslocamento leve (DL): Sem combustível, carga e lastro;
• Deslocamento carregado ou a plena carga ou máximo (DM): Com amáxima carga permitida a bordo;
•
Porte bruto (PB): É a capacidade do navio PB = DM – DL• Porte líquido: É a parcela de porte comercialmente utilizada.
• Unidade de medida do porte:• Toneladas de porte bruto – TPB (Dead-weight ton – TDW)
• Definição relativa ao volume:• Arqueação: É o volume interno do navio 1 ton arq = 2,83m³ = 100 pés
cúbicos
• Tonelagem bruta: É a capacidade cúbica dos espaços debaixo do convés
• Tonelagem bruta de registro (TBR): Consta no certificado de arqueação
• Tonelagem líquida e TLR: Descontado os espaços isentos.
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6.3.3- Tipos de navios
1. Carga gerala. Convencional
b. Roll-on/Roll-off
c. Porta-contêiners
d. Porta-barcaças
2. Navios graneleirosa. Graneleiros de grãos
b. Mineraleiros
c. Petroleirosd. Mistos O/O, OBO, OSO
Navio carga geral
Navio porta contêiner
Navio roll-on/roll-off
Navio petroleiroNavio graneleiro 206
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6.3.3- Tipos de navios e portePorte bruto (TPB) Comprimento (m) Boca (m) Calado (m)
Petroleiros
350.000 a 500.000 (ULCC) 362 a 415 65,5 a 73,0 22,0 a 24,0
200.000 a 300.000 (VLCC) 310 a 350 55,0 a 63,0 18,5 a 21,0
60.000 a 175.000 217 a 300 36,0 a 52,5 13,0 a 17,7
Navios de produtos químicos
3.000 a 50.000 90 a 210 13,0 a 32,0 6,0 a 12,6
Graneleiros/OBO
100.000 a 400.000 255 a 375 39,0 a 62,5 15,3 a 24,0
10.000 a 100.000 130 a 255 18,0 a 39,0 7,5 a 15,3Porta containers (pós-PANAMAX)
55.000 a 88.669 261 a 299,9 38,3 a 42,8 12,8 a 19,5
Porta containers (PANAMAX)
10.000 a 60.000 130 a 290 21,2 a 32,2 7,3 a 13,2
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6.3.3- Amarração de navios
208Fonte: Alfredini (2006)
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6.4- Arranjo geral dos portos
• Canal de acesso -> liga as profundidades existentes em altomar às instalações internas do porto, permitindo a entradados navios nas instalações portuárias;
• Ante-porto -> É a área marítima onde os navios
• Porto: instalações de acostagem e bacia de evolução
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6.4- Arranjo geral dos portos
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Porto de Itajaí (SC)
1) Canal de acesso
2) Bacia de evolução
3) Manobra de giro (ré)4) Auxílio de rebocadores
5) Posição de saídaGuia
correntes
Molhe de
Navegantes
Guia
correntes
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6.4- Tráfego do navio no porto
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6.4.1- Canal de acesso•
Canal que liga o alto-mar com as instalações portuárias,com o objetivo de dar acesso das embarcações ao porto.
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1) Vitória (ES)
2) Itajaí (SC)
3) Paranaguá e Antonina
(PR)
(1)
(2)
(3)
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Complexo portuário Itaqui –
Ponta da Madeira (MA)
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6.4.2- Bacia de evolução•
Local instalado previamente nas proximidades do cais,dotado de dimensões e profundidades adequadas, cujafinalidade é fundear e manobrar as embarcações.
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Concepção para osuperporto de Vitória (ES)
de águas profundas
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• Squat: afundamento paralelo + deriva
• Efeito de ondas: Combinação dos 6 graus de liberdade
• Folga líquida sob a quilha (pé de piloto) = 2 pés = 0,6 m
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Nivel d’água
Relacionados
ao navio
Tolerancias
Nível da maré
Mudança da maré
Cond. MeteorológicasCalado estático
Dens. da água do mar
Squat
Efeito de onda
Folga líq. sob a quilha
Leito
Entre dragagensNa execução da
dragagem
6.4.3- Profundidades do canal
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6.4.3- Largura do canal de acesso
Afetam a manobrabilidade:
• Velocidade do navio
• Velocidade do vento
transversa
• Velocidade das correntes
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Fator manobrabilidade
Boa Moderada Ruim
1,3 B 1,5 B 1,8 B
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Largura adicional folga com a margem
Talude Veloz 0,7 B -
Moderada 0,5 B 0,5 B
Lenta 0,3 B 0,3 B
Ingreme (revestido) Veloz 1,3 B -
Moderada 1,0 B 1,0 B
Lenta 0,5 B 0,5 B
Não abrig. Abrigado
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Largura de passagem entre canais de mão dupla
Talude Veloz 2,0 B -
Moderada 1,6 B 1,4 B
Lenta 1,2 B 1,0 B
Ingreme (revestido) Veloz -
Moderada
Não abrig. Abrigado
Fonte: Alfredini (2006)
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6.4.3- Dimensionamento do canal de acesso ebacia de evolução
Canais de acesso:a) Largura do fundo:• trechos retilíneos B• trechos curvilíneos B, L
V = (1,5 a 2,0) B
T = 2 V + e + 2 t 30 m < e > (0,8 a 1,0) Bt = (1,0 a 1,25) B
T = (6 a 7) B ou T = (3 a 4) BS = L²/ 8R
b)Profundidade do canal:prof = d + arfagem + pé de piloto líq.+ folgas
pé de piloto bruto
Bacias de Evolução e Ante-portos:R = (2,75 a 5,0) L
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6.4.4- Obras externas ou de abrigo
• Molhes tem um extremo ligado à terra;• Quebramares sem vínculo com o litoral.
direção da onda máxima;
fatores configuração do litoral;
dimensão da área a abrigar;• Classificação:ao perfil • paramento vertical
• paramento inclinado• mistas
ao tipo construtivo • concreto• enrocamento• mistas
à forma de atuar sobre a onda • refletivas• quebra-ondas• mistas
Porto do Pecém
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6.4.5- Critérios para escolha do tipo de obra
• Técnicos : recalque diferencialp > 2H refletiva
• Econômicos: refletivas + econômicas
quebra-ondas manutenção
• Construtivos: distância de pedreiras
condições de agitação
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6.4.6- Obras internas ou de acostagem
• Cais;• Molhes de atracação;
• Trapiches;
• Pontes de atracação;
• Duques d’Alba.
Cais Mauá – Porto Alegre
Molhes de atracação – Arica (Chile)
Trapiche – Macapá
Duques d’Alba – IlhasBaleares (Espanha)221
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6.5- Trabalho prático
•
Instalação de um novo terminal exportador de soja• Pretende-se dragar o canal de acesso do porto _______________,
representado na carta náutica nº ____, de forma a permitir apassagem de dois navios graneleiros, tipo PANAMAX, secruzando no canal.
• Características principais dos navios:• Comprimento = 254,0 m
• Boca = 32,3 m
• Calado = 12,6 m
• Porte bruto = 80.000 TPB• O nível anual previsto de exportação de soja é de 14.000.000 ton
• Portos sugeridos: (1) Rio de Janeiro - RJ, (2) Santos - SP, (3)Paranaguá - PR, (4) Mucuripe - CE e (5) Vitória - ES.
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6.5- Trabalho prático
Dados adicionais:• Comprimento do canal de acesso = 3 km (Mínimo 10 seções
transversais)
• Para dimensionamento hidráulico da draga, utilizar 2 gráficosfornecidos:•
Vazão bombeada x Elevação e• Perdas distribuídas x Velocidade de escoamento
Considerar apenas a elevação e perdas distribuídas do materialdragado, ignore o trecho de sucção
• Concentração do dragado é a = 68% e b = 32%, (pb = 2,2 t/m³)
• Comprimento da área de retroporto = 1,2 km• Ângulo de repouso da soja = 30°
• Considerar valores fornecidos em aula para dimensionamentodas obras portuárias, mas também utilize seu bom senso deengenheiro(a)!
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6.5- Trabalho práticoPede-se:
1. Fazer um croqui com o arranjo das obras portuárias principais(idealizado por você) entre elas, canal de acesso, bacia de evolução, obrade acostagem e obras internas (área retroportuária);
2. Determinar o Calado Máximo Operacional (CMO) a partir da expressão:CMO = MPOC + Hmaré – Folga Abaixo da Quilha
Onde, MPOC: Máxima profundidade observada no canal
Na qual as alturas de maré (Hmaré) máxima e mínima para o portopodem ser obtidas em http://www.fundacaofemar.org.br/ > estaçõesmaregáficas e/ou http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/
3. Dimensionar o canal de acesso e o anteporto do terminal para o navio deprojeto. Levar em consideração a situação mais desfavorável do caladomáximo operacional;
4. Fazer o planejamento de dragagem, incluindo o dimensionamento dadraga hidráulica para atender ao canal de acesso dimensionado no itemanterior;
5. Dimensionar a área de estocagem para as pilhas de grãos (cada pilhacom altura máxima de 40 metros), considerando os valor de exportaçãoanual fornecido e a largura total do retroporto.
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http://www.fundacaofemar.org.br/http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/http://www.fundacaofemar.org.br/