IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 1.Importancia del sector hidroviario 2.Ejemplos en países desarrollados y en países emergentes 3.Vía navegable 4.Aspectos.

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1 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 1.Importancia del sector hidroviario 2.Ejemplos en países desarrollados y en países emergentes 3.Vía navegable 4.Aspectos técnicos importantes de embarcaciones 5.Seguridad en la navegación 6.Costos de construcción y costos operacionales 7.Industria naval: astilleros y construcción 8.Estudio de caso: transporte fluvial de carga TEMAS

2 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Rio Mississipi95 %; Rio Volga65 %; Rio Reno30 %; Canal Albert20 %. UTILIZAÇÃO DE COMBOIOS DE BARCAÇAS Existe um tendência crescente de utilização de comboios de barcaças, com o objetivo de explorar as vantagens da dissociação da parte ativa (empurrador) da parte passiva (chatas). hidrovia% comboios

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4 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 As embarcações fluviais de grande porte para transporte de cargas apresentam, de maneira geral, duas características importantes: baixos calados, como conseqüência de restrições de profundidades de maior parte das hidrovias; grandes deslocamentos, resultantes da otimização econômica do sistema de transportes. A conjunção de baixos calados com grandes deslocamentos leva a altos carregamentos nos propulsores, porque a restrição de calados implica em limitações dos diâmetros dos hélices e grande deslocamento exige alto valor de empuxo para a embarcação operar em determinada velocidade.

5 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 la capacidad de lucro de la embarcación da carga útil (“pay load”) dos costos operacionales da flexibilidad do sistema Depende:

6 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Barcaza de convés (deck barges)

7 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Barcaza de convés (deck barges)

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9 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Barcaza Hopper (hopper barges)

10 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Características de barcazas (deck, hopper y tank) e de embarcaciones de empuje de USA

11 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Possible arrangements of pushing and coupling trains operating on the river Rhine

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13 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Ro-Ro catamaran on the middle Danube

14 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Pushing train consisting of 6 „Europe II“ barges (about 190 m x 34.2 m; up to 16.000 tdw)

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16 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Os valores de potências efetivas do casco P E (kW) são obtidos, em função da velocidade real V, pela utilização da formulação de Howe (Christopoulos & Latorre, 1983) para comboios fluviais, adaptada para utilização de valores em unidades métricas: em que T C, L C e B C representam, respectivamente, o calado médio, o comprimento total e a boca total do comboio de chatas; h é a profundidade média local, W é a largura média da via e V é a velocidade do comboio em m/s. Estimativas de resistencias de trenos fluviales

17 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Valores del factor F da formulación de Howe, adoptados por Padovezi (2003) Formación del treno de barcazasF Una barcaza0,040 Dos barcazas en línea (1 x 2)0,050 Dos barcazas en paralelo (2 x 1)0,043 Tres barcazas en línea (1 x 3)0,040 Cuatro barcazas (2 x 2)0,045 Seis barcazas (2 x 3)0,058 Seis barcazas (3 x 2)0,070 Otras formaciones de barcazas0,070

18 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 A manobrabilidade de grandes embarcações fluviais é resultado de vários fatores: a relação da potência instalada pelo deslocamento; tipo, número e arranjo dos propulsores; arranjo e eficiência dos lemes; perícia e treinamento dos pilotos; posição do centro de giro e exposição a esforços externos (ventos). Manobrabilidade

19 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Os seguintes fatores tendem a requerer sobre-potência dos motores : profundidades muito reduzidas, menores que duas vezes o calado; grande quantidade de curvas com raios de curvatura inferiores à cerca de quatro vezes o comprimento do comboio; velocidades de correntes altas; correntes de través ocasionadas por tributários ou outros tipos de descargas, como vertedouros de barragens; grande volume de tráfego na via; possibilidade de cruzamentos de embarcações em canais restritos em profundidade ou largura; obras de arte ao longo da via navegável, como pontes; condições meteorológicas adversas, com ventos e ondas de magnitude relativamente grandes. Potência instalada

20 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Comparações entre propriedades e características de sistemas de manobras (adotando valor 100 para os sistemas convencionais de lemes e hélices) Sistemas de manobras Sistema convencional Propulsores azimutais Lemes de alta sustentação Eficiência de transmissão10095100 Requisito de potência100115100 Custo inicial100170130 Custo de reparos100200110 Desempenho em manobras100160150 Desempenho em parada brusca100140100

21 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Lemes

22 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Lemes

23 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Os lemes de flanco são lemes dispostos à vante dos propulsores, ao lado dos seus eixos, cuja finalidade é manter a governabilidade do comboio quando os hélices operam à ré. Nesta condição apresentam bom desempenho, porém, interferem negativamente nos coeficientes propulsivos com marcha à vante, porque bloqueiam o fluxo de água na popa, na região frontal dos hélices. Lemes de flanco

24 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Vários (de dois a quatro) eixos com propulsores operando em paralelo sempre contribuem com a manobrabilidade; os dois propulsores das extremidades podem auxiliar no governo atuando alternadamente em marcha à ré. Neste caso, há necessidade da boca do empurrador ser relativamente grande. A propulsão múltipla além de aumentar a confiabilidade do sistema de propulsão, possibilita a utilização de menores diâmetros de propulsores e, conseqüentemente, de menores calados para os empurradores. A utilização de propulsão múltipla, por outro lado, representa um aumento de peso e de custos da praça de máquinas. Propulsão múltipla

25 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 O denominado coeficiente propulsivo  D correlaciona a potência efetiva do casco PE com a potência entregue pelos motores PB e tem a seguinte composição:  D = PE / PB =  o.  R. et.  h onde  o é a eficiência em água aberta do hélice;  R é a eficiência relativa rotativa; et é a eficiência de transmissão;  h é a eficiência do casco = (1- t) / (1 – w); t é o coeficiente de redução da força propulsora e w é o coeficiente de esteira efetiva. Coeficiente propulsivo

26 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Os coeficientes propulsivos  D têm valores pequenos nas embarcações fluviais de grande porte, da ordem de 0,20 a 0,40 (Latorre, 1985). Coeficiente propulsivo Os coeficientes  R e  h variam com a velocidade da embarcação, com a geometria e localização dos componentes do arranjo de popa, com alterações na formação de comboios de chatas e com mudanças de profundidades da via navegável.

27 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Túneis de popa Em águas muito rasas No máximo: 30% do calado do empurrador Sistema de proteção dos hélices

28 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Eficiência ideal e das séries sistemáticas B-Troost e Kaplan em função de coeficiente de carregamento C TH (Padovezi, 1997)

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30 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Kort Nozzle Tip clearance = máximo de 0,7% do diâmetro do hélice Não utilizar em águas com muito detritos

31 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Curva de água aberta de hélice

32 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Representação das Formas Básicas de Projeto de Hélices Projeto de hélices

33 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Diagrama de Burril para Previsão de Quantidades de Cavitação em Pás de Hélices (Fonte: Burril & Emerson, “Propeller Cavitation: Further Tests on 16 in Propeller Models in the King’s College Cavitation Tunnel”. Transactions of NECIES, 1962, vol.79, pp. 295-320, [6]). Previsão de cavitação em hélices

34 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Heavy duty Fixed-Pitch Propeller

35 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Propulsores mais modernos

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37 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Os impelidores laterais (“bow thrusters”) são equipamentos auxiliares de manobras, que proporcionam à embarcação uma força lateral na proa extremamente apropriada para acostagens laterais ou para compensar forças externas. Contudo, deve haver cuidado em sua utilização, pois existe um limite de velocidade da embarcação a partir da qual o “bow thruster” passa a não mais proporcionar força lateral adequada. Bow Thrusters

38 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Efeito de águas rasas

39 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Efeito de águas rasas

40 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Novas tendências - novidades

41 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Novas tendências - novidades

42 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 1.Importancia del sector hidroviario 2.Ejemplos en países desarrollados y en países emergentes 3.Vía navegable 4.Aspectos técnicos importantes de embarcaciones 5.Seguridad en la navegación 6.Costos de construcción y costos operacionales 7.Industria naval: astilleros y construcción 8.Estudio de caso: transporte fluvial de carga TEMAS

43 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 a SEGURANÇA da navegação fluvial depende principalmente destas características da embarcação: SISTEMA DE PROPULSÃO MANOBRABILIDADE Eficiência em curvas Grande controlabilidade Distância de parada brusca (emergência) Potência instalada / Potência utilizada

44 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Tipo de Navegação Principais fatores de insegurança Principais requisitos das embarcações FLUVIALRestrições da via (curvas, águas rasas, larguras,..) Manobrabilidade, Potência adequada MARÍTIMACondições ambientais (ondas, ventos) Estabilidade dinâmica, Potência adequada A via navegável e a segurança

45 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 RISCOS Reducción de risco RISCOS = frecuencia (probabilidad) x consecuencia (gravedad) reducción de frecuencia y reducción de consecuencia Reducción de las causas CONOCER Y ANALIZAR LAS CAUSAS

46 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Corrente de riscos de acidentes com embarcações

47 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 SAFER EURORO (ERB BRRT-CT97-5015)

48 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 “O ERRO HUMANO, QUE É CAUSA DE 60 a 85 % DOS ACIDENTES COM EMBARCAÇÕES, É A VARIÁVEL MAIS DIFÍCIL DE QUANTIFICAR” A Probabilistic Analysis of the Frequency of Bridge Collapses due to Vessel Impact Lance Manuel, Loukas F. Kallivokas, Eric B. Williamson, Michael Bomba, Kenneth B. Berlin, Adam Cryer, Wyatt R. Henderson

49 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 O conhecimento e o respeito às limitações dos trechos da via, juntamente com o cuidado de tomar medidas e decisões a favor da segurança, diminuem os riscos de acidentes Tripulação treinada, organizada e atenta; Conhecimento prévio de condições ambientais adversas; Sistemas de propulsão e manobras sempre em ordem; Reduções de velocidades ou desmembramentos em trechos críticos; Utilização adequada de sistemas de comunicação, etc.

50 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Uma mudança de atitude deve se basear na formação e no treinamento de pessoas INVESTIMENTOS PARA REDUÇÃO DOS RISCOS RELACIONADOS COM O FATOR HUMANO! AFINAL, É A PARTE MAIS SIGNIFICATIVA!

51 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Ensaio de manutenção de rumo de um comboio - duas chatas vazias

52 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 0 10 20 30 40 50 60 0246810121416 ângulo de deriva (graus) boca virtual (m) 2 x 2 - (22 x 138 m) 1 x 2 - (11 x 138 m) 2 x 1 - (22 x 78 m) 1 x 1 - (11 x 78 m) Boca virtual de comboios sob a ação de ventos e/ou correnteza

53 IPT PADOVEZI – MONTEVIDEO 2008 Acidentes em navegação fluvial em função da dificuldade de trechos

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