Vão Livre Dinâmico Sob a Quilha DUKC® (Dynamic Underkeel Clearance)

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1 Vão Livre Dinâmico Sob a Quilha DUKC® (Dynamic Underkeel Clearance)
Capitão Jonathon Pearce Gerente de Desenvolvimento de Negócios

2 OMC International Inventora e fornecedora exclusiva do sistema DUKC®
Benefícios do DUKC®: Segurança e Meio Ambiente: Mais de movimentações de carga, contêineres e navios-tanque desde 1993 sem incidentes (cerca de 1 movimentação a cada 2 horas); Economia: Aumento de mais de 10 bilhões de dólares em receitas em todo o mundo; Enfoque em transporte marítimo seguro e eficiente; Especialização em operações e projetos de canais para transporte marítimo. Instalado em 14 portos da Australásia e 5 portos da Europa Certificação ISO 9001 (2005)

3 Encalhos (Análise de Processamento e Interpretação)
Análises de Processamento e Interpretação de Reivindicações por Erros de Pilotos superam US$ em 5 anos, de 1999 a 2004 (em conjunto com a IMPA [International Maritime Pilot Association]) Os encalhos são responsáveis por cerca de 3% de todas as reivindicações de incidentes. Os encalhos são responsáveis por 35% dos custos. O custo médio estimado é de US$ 7,85 milhões. Os encalhos são as reivindicações mais caras causadas por erros de pilotos. O Fator Causal interfere negativamente no gerenciamento da equipe de comando, principalmente com relação à troca de informações entre mestre/piloto.

4 “Iron King”, Port Hedland “Sea Empress”, Milford Haven
Port Hedland estava enfrentando perdas de US$ 40 milhões para cada maré em que o canal permanecia fechado por motivos de encalho do Iron King. Fotografia de Mike Cummings O Sea Empress resultou em um custo financeiro total de 52 milhões a 109 milhões de libras, além de custos ambientais semelhantes.

5 envoltórias de velocidade dos navios
Metodologia Estática ondas medidas DADO “X” % DE CALADO CALADO PROFUND. MARÉ PREVISTA “X” DEVE SER RESPONSÁVEL POR - RESPOSTA DAS ONDAS MUDANÇAS NAS RESIDUAIS DAS MARÉS SQUAT MARGENS DE SEGURANÇA maré e correntes medidas vento e pressão medidos últimas profundidades registradas por som 8 marés astronômicas envoltórias de velocidade dos navios navio com determinada carga 5

6 História da Regra Estática
Tradicionalmente, os portos utilizam regras fixas e determinísticas que regem o vão livre mínimo necessário sob a quilha. O vão livre mínimo sob a quilha é teoricamente derivado de uma soma de margens admissíveis (isto é, tolerâncias). A dimensão de cada margem de fatores é geralmente empírica ao longo do tempo, devido à dificuldade de avaliação de dados reais. Ao levar em consideração as margens de erro, a Regra Estática muitas vezes se baseia nas condições operacionais mais desfavoráveis, ou nos piores casos, e é sempre conservadora. Os portos aplicam um único fator que frequentemente envolve uma porcentagem do calado (geralmente 10%).

7 Metodologia Estática versus Dinâmica
Se as exigências estáticas forem muito conservadoras, os navios transportam menos carga Se as exigências estáticas forem muito otimistas, arrisca-se a segurança A estática é, portanto, um compromisso rudimentar entre economia e segurança A realidade, no entanto, muda de um dia para o outro e de um navio para o outro quando se depara com uma regra estática!

8 Diminuição de Riscos Os regimes estáticos são sistemas de riscos variáveis (isto é, insensíveis às condições específicas que impõem um alto risco de encalho) – com um modelo probabilístico. Um sistema de vão livre sob a quilha em tempo real é um sistema de riscos constantes, pois especificamente leva em consideração as condições do dia e efetivamente aplica um critério de riscos constantes – com um modelo determinista. O sistema de vão livre sob a quilha em tempo real pode ser descrito como uma maior consideração quanto a riscos em comparação com regimes estáticos.

9 DUKC - Fatores Determinantes
Desenho do Porto Desenho do canal Sons hidrográficos Programação de inspeções do projeto do ancoradouro Monitoramento ambiental Operações Programação das Embarcações Manutenção Fornecimento e carregamento de cargas Processos Estatutários Regras de Navegação Disponibilidade de Recursos Rebocadores Ancoradouros Pilotos Sistemas DUKC ® Embarcação Dimensões Formato Estado de carregamento Estabilidade Características de Manobra Monitoramento de Dados Meteorológicos dos Oceanos Ondas Marés Vento Correntes Previsão de ondas Tráfego ETA/ETD Condições do mar/ondas Outros movimentos Velocidades das embarcações Calado máximo Intervalos das marés 9

10 Squat 10

11 Squat Afetado por: Squat calculado afetado por:
velocidade da embarcação na água (incluindo o efeito das correntes) perfil de aceleração profundidade da água ondulações no perfil da profundidade coeficiente de bloqueio da embarcação fator de bloqueio do canal aspereza e material do leito salinidade Squat calculado afetado por: Equação usada e sua eficácia com relação aos seguintes fatores: embarcação, perfil de velocidade, arredores e ambiente 11

12 Inclinação Lateral 12

13 Inclinação Lateral Inercial
Inclinação sustentada de uma embarcação em torno de seu eixo longitudinal Duas causas principais: Resistência ao ar – inclinação devida ao vento Dinâmica de rotação – inclinação lateral inercial e efeito do leme Ocorre quando uma embarcação muda de curso Afetada por: Velocidade, Raio de Curvatura da Rotação Características de Estabilidade (Gm VCG), Vau 13

14 Resposta das Ondas 14

15 Resposta das Ondas Somente alguns componentes do movimento de uma embarcação levam ao movimento vertical do casco: Os movimentos de "Heave", "Roll" e "Pitch" No entanto, todos os componentes (incluindo "surge", "sway" e "yaw") são modelados para captar efeitos de acoplamento Afetada por: Geometria do Casco e Características de Estabilidade Velocidade da Embarcação (com relação a ondas) Altura e Período das Ondas, Ângulo de Incidência da Onda sobre o Casco Interação Onda-Corrente-Embarcação Dificuldade inerente e perigo de generalizar a resposta a ondas de uma embarcação com relação a outra 15

16 Altura da Onda em Alto-Mar = 2 m, período = 14 segundos
MARÉ VAZANTE PostPanamax 1,2 m 2,8 m 2,4 m 0,9 m Handymax Onda (2,8 m Hm0) Corrente da Maré (5,0 nós) MARÉ ENCHENTE Onda (1,7 m Hm0) Corrente da Maré (3,0 nós)

17 Metodologia DUKC® ondas medidas maré e correntes medidas
Vão Livre Até o Fundo (VLF) Margem de Manobrabilidade (MM) Resposta das Ondas Tolerância de Inspeção Sedimentação Densidade da Água e Tolerância do Calado Inclinação Lateral Squat Queda de Residuais da Maré Calado Estático Residuais da Maré Maré Astronômica Profundidade de Manobrabilidade Vão Livre Bruto Sob a Quilha Profundidade do Vão Livre Até o Fundo maré e correntes medidas vento e pressão medidos últimas profundidades registradas por som 8 marés astronômicas navio com determinada carga envoltórias de velocidade dos navios 17

18 Vão Livre Sob a Quilha DUKC®
O DUKC® controla o vão livre sob a quilha segundo as diretrizes da PIANC A PIANC distingue os tipos de encalho devidos a: Toque de fundo por movimentos da embarcação (Vão Livre Até o Fundo) Assegura que nenhuma parte da embarcação bata contra o leito do canal Incapacidade de manobrar (Margem de Manobrabilidade) Assegura que haja a devida passagem de água pelo leme para proporcionar manobrabilidade suficiente da embarcação sem assistência externa Ambos os limites de segurança são sempre observados

19 Interpretando resultados – VLF e MM controlados
Ponto de controle: ponto de vão livre mínimo sob a quilha que limita o calado e/ou o intervalo de marés. BC controlado: Geralmente em condições de ondas médias a altas Geralmente menos consistente devido à mudança nas condições das ondas Aproximações de portos externos e de alto-mar MM controlado: Geralmente em condições de ondas baixas Portos internos e próximos ao litoral (quebra-mar/promontório) O ponto de controle (VLF ou MM) depende da posição, do desenho do canal, da hidrografia e do estado de carregamento da embarcação (dados de estabilidade)

20 DUKC® DUKC é um sistema de previsão em tempo real do vão livre dinâmico sob a quilha, que, através de planejamento e monitoramento ambiental, aumenta a eficiência dos canais gerando benefícios econômicos para os usuários sem jamais comprometer a segurança. É um sistema preditivo dinâmico que considera todos os fatores do vão livre sob a quilha Utiliza dados ambientais em tempo real, dados (de estabilidade) hidrodinâmicos dos navios, sons hidrográficos e modelos numéricos de movimento de navios Maximiza os efeitos de navegação e os intervalos de marés, aumentando, assim, a produtividade e capitalizando benefícios econômicos Calcula intervalos seguros de tráfego e define se determinado tráfego programado é seguro

21 Segurança dos Sistemas DUKC®
A segurança dos sistemas DUKC® é mantida por: Atender ou exceder as diretrizes internacionais para vãos livres sob quilhas em vias navegáveis. Calcular e somar cada componente do vão livre sob a quilha, em vez de considerar uma "margem geral" abrangente. Utilizar o modelo conservador de piores casos para todos os fatores do vão livre sob a quilha.

22 Análise de Movimento da Embarcação em Escala Total (FSVMA)
Finalidade: Determinar a precisão da modelagem do DUKC Aferir e validar os modelos do DUKC FSVMA em mais de 200 embarcações Deslocamentos verticais ±5 cm – PP Transformações de ondas e correntes Análise de squat "Roll" Significativo Previsto "Pitch" Significativo Previsto

23 Reconhecimento Internacional
PIANC O fundador da OMC, Dr Terry O’Brien, preside o Grupode Trabalho 54 do PIANC IALA MARNIS Prêmios internacionais “Engenharia Civil e Construção Naval” do Seawork Awards 2009 “Inovação em Operações” do Seatrade Awards 2009 (segunda colocação)

24 DUKC na E-Nav: Projeto MarNIS - Europa
OMC convidada como única consultora não pertencente à UE para participar do MarNIS (Maritime Navigation and Information Services) ( O MARNIS contou com aproximadamente 50 parceiros Entidades europeias de grande porte (em geral) Ministérios nacionais; DNV; BSH Universidades WP 4.2 Planejamento de Passagem Dinâmica (POADSS) Melhoria do APP do DUKC® WP 4.1 Planejamento de Passagem Dinâmica integrado ao Serviço de Tráfego de Embarcações (VTS) Extensão do DUKC® IN-TRANSIT

25 Canal de Aproximação de Lisboa

26 DUKC E-Nav: MarNIS – Teste do Leito de Lisboa
O VTS verifica o intervalo de passagem com o sistema de VTS DUKC IN-TRANSIT O DUKC indica intervalo de tráfego aberto Os navios passam com segurança no intervalo designado O APP do DUKC comunica os planos de passagem ao VTS O APP do DUKC comunica os planos de passagem ao VTS DUKC

27 DUKC no POADDS – Em Operação

28 Movimentos das embarcações em tempo real

29 Benefícios do DUKC® Mais de US$ 10 bilhões em participações em todo o mundo (desde 1992). Mais de trânsitos com segurança, sem incidentes Melhora a segurança Perigos de encalho são devidamente avaliados Riscos de encalho são efetivamente reduzidos Avaliação precisa dos movimentos e do squat dos navios Aumenta os benefícios econômicos Melhor carregamento de cargas Maior rendimento das embarcações Sobre-estadia reduzida Dragagem reduzida Maior flexibilidade de operação Melhoria nos processos de tomada de decisão de gerenciamento Utilização mais eficiente dos ancoradouros Maiores intervalos de marés O DUKC tem proporcionado benefícios econômicos a portos e usuários de portos em mais de 2,5 bilhões em todo o mundo desde Esses benefícios são obtidos a uma fração do custo de dragagem necessário para gerar aumentos equivalentes na produtividade. Os benefícios vêm de melhores carregamentos, aumento dos intervalos de marés e redução das sobre-estadias. 28

30 Estudo de Caso Benéfico Porto de Taranaki
Aumento de 100% no Intervalo de Marés para as embarcações existentes Aumento do calado máximo em até 2 m Atração de novos clientes para o porto, aumentando o rendimento da TEU de TEU para > TEU no primeiro ano Aumento de segurança em condições adversas de ondas

31 Estudo de Caso Benéfico Porto de Taranaki
Área Laranja Intervalo de Marés do DUKC Área Azul Intervalo Estático de Marés Regras Estáticas Insuficientes em Condições de Ondas Altas

32 Estudo de Caso de Segurança Marsden Point, Nova Zelândia
Capella Voyager 16 de abril de 2003 Eastern Honor 27 de julho de 2003 32

33 Metodologia Estática versus Dinâmica
Na maioria das condições, uma regra estática será conservadora No entanto, encalhos podem ocorrer quando um navio é sensível às condições prevalecentes (estes são dados reais!) Uma regra estática não lhe diz quando este for o caso!

34 DUKC® – Aumento de Receitas
“…O DUKC permitiu ao Port Hedland transportar de toneladas extras de minério de ferro a cada ano, gerando uma receita adicional de $ por ano.” Capitão D. Baker, Port Hedland O sistema DUKC reuniu vários testemunhos de usuários satisfeitos. 33

35 DUKC® – Redução de Dragagem
“A ciência por trás do software hoje já está bem comprovada... realmente não havia escolha em nossas mentes, se quiséssemos conquistar os objetivos que havíamos traçado, tínhamos uma escolha bem definida; gastar 15 milhões de dólares em dragagem ou adotar o DUKC e reduzir a dragagem e gastar menos de 1,5 milhões de dólares.” Capitão Ray Barlow - Porto de Taranaki (NZ)

36 Maior Segurança e Certeza
"Os benefícios não monetários do DUKC® também são de grande valor, proporcionando aos pilotos de portos e navios maior certeza com relação às condições sob as quais cada navio navega, melhorando a segurança das operações." "A melhoria de segurança (através do DUKC) traz benefícios óbvios através da redução da probabilidade de um acidente ambiental significativo dentro da Grande Barreira de Recifes" Hon. John Mickel, Ministro dos Transportes de Queensland, 2008

37 Portos mais inteligentes não se destacam por acidente
Dúvidas?

38 Portos mais inteligentes não se destacam por acidente
Dúvidas?