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01/10/2017 10:38

Os critérios para um planejamento portuário

Da Redação

No projeto conceitual, são definidas as principais dimensões da geometria de um canal de acesso, canal interno, bacia de evolução e instalações portuárias. A profundidade, a largura e o alinhamento de um canal são considerados separadamente, embora estejam intimamente relacionados. Este projeto tem por objetivo minimizar o número de alternativas para a solução das dimensões (largura, profundidade e alinhamento) de um canal de acesso, da bacia de evolução, do canal interno e demais detalhes de instalações portuárias, identificando a (s) proposta (s) viável (eis) para o projeto detalhado.

O projeto conceitual tem início no projeto preliminar no qual a largura do canal, a profundidade e o alinhamento do canal de acesso são obtidos empregando-se dados e fórmulas simplificadas, relevantes aos aspectos relativos aos navios e às características ambientais. Após estabelecido o projeto preliminar, as dimensões do canal são reavaliadas em função de dados mais consistentes das características ambientais (pesquisas de campo podem ser necessárias) e do movimento do navio de projeto.

Nesta fase, as análises de risco e as simulações simplificadas podem ser realizadas. O resultado final deve ser o da hipótese mais confiável da geometria e dimensões do acesso náutico, sob o ponto de vista de sua segurança, manobrabilidade e navegabilidade. Por simulação simplificada, entende-se qualquer simulação que não atenda às premissas do projeto detalhado.

A NBR 13246 de 07/2017 - Planejamento portuário - Aspectos náuticos - Procedimento estabelece os critérios a serem observados para projetos conceituais e projetos detalhados de dimensionamento geométrico de canal de acesso, bacia de evolução, fundeadouros e demais instalações para navios, no que diz respeito aos aspectos náuticos para um planejamento portuário. Alternativamente, possibilita a avaliação da compatibilidade de um canal existente com uma proposta de mudança no tipo de navio ou de operação do acesso. Aplica-se aos navios novos que pretendam usar os acessos, novos projetos de acesso náutico e modificações em canais existentes. Não pretende alterar o planejamento portuário em vigor, considerando que existe o fator de risco controlado e autorizado por autoridades competentes.

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Quais os tipos de canais de acesso?

Quais os componentes da profundidade do canal e estimativas de calado aéreo para o projeto preliminar?

Qual a margem de segurança em razão da manobrabilidade do navio de projeto?

Quais os valores típicos de tolerâncias de dragagem ou derrocagem relacionados às várias condições locais?

O projeto detalhado é um processo destinado a validar, desenvolver e aperfeiçoar o projeto conceitual, em função de dados realísticos ambientais e operacionais, movimento e manobrabilidade do navio de projeto, análises de risco, execução, custos de manutenção e outros possíveis impactos. Os métodos utilizados no projeto detalhado podem depender tanto de modelos numéricos quanto de modelos físicos e, portanto, necessitam de maior quantidade de informações, bem como de julgamento técnico adequado e experiência na interpretação dos seus resultados.

A profundidade, a largura e o alinhamento de um canal devem ser considerados em conjunto com a manobrabilidade do navio de projeto nas condições ambientas locais. Regras operacionais devem ser analisadas e referem-se às limitações devidas às condições ambientais, às particularidades do navio de projeto (propulsão, tipo de leme, etc.), à assistência de reboque (força de bollard pull, tipo e posicionamento dos rebocadores), etc. A figura abaixo mostra a organização e as rotinas recomendadas durante a implementação dos projetos conceitual e detalhado.

Dessa forma, os componentes do projeto conceitual são os seguintes: canais de acesso; espaços de manobra; canais internos ou de aproximação; bacias de evolução; fundeadouros; instalações portuárias; força de tração estática e de puxar-empurrar de rebocadores; calado aéreo e folga sobre o calado aéreo; análise de risco; terminais flutuantes. Os canais de acesso, quanto à proteção das ondas do mar, são classificados em: desabrigado, exposto às ondas do mar, que podem provocar movimentos verticais no navio, com período significativo de ondas acima de 6 s; abrigado, localizado em ambiente relativamente protegido das ondas do mar, com período significativo de ondas abaixo de 6 s.

Com relação à geometria, os canais de acesso são classificados conforme a seguir: abertos ou sem restrição lateral, simbolizados pela letra U; com restrição lateral, com margens imersas (canais dragados) e simbolizados pela letra R, ou confinados com taludes emersos que são as seções estreitas de rios e hidrovias, simbolizados pela letra C. Os canais abertos ou sem restrição lateral (U) são relativamente grandes, sem margens ou com margens com inclinação inferior de 1:10 e geralmente ficam nas extremidades voltadas para o mar.

As seções de rios podem ser classificadas em canal sem restrição lateral se forem largas o suficiente (por exemplo, largura da seção maior do que oito vezes a boca do navio para a razão profundidade/ calado). Canais que possuem restrição lateral com talude imerso são típicos em um canal dragado. O canal com restrição lateral (R) é um intermediário entre um canal aberto e um canal com margens emersas. O canal com restrição lateral com paredes laterais (C) é um caso especial de canal com restrição, no qual a altura da lateral do canal se estende acima da superfície da água.

Os canais de acesso podem ser caracterizados por um ou mais dos tipos anteriormente mencionados, podendo as seções transversais terem diferentes configurações ao longo do canal. Os canais de acesso também podem apresentar combinações destes três tipos apresentando um canal aberto e irrestrito em um lado e do outro lado restrito com paredes laterais. Um canal aberto pode ser gerado a partir de um canal com restrição, se a largura for suficientemente grande.

Estudos com modelos físicos reduzidos ou com modelos numéricos podem ser empregados para definir o quanto suficientemente grande deve ser a largura do canal restrito, em função da boca do navio e da profundidade para que ele não venha a sofrer perturbação do efeito de margem. Os parâmetros que definem a geometria de canais de acesso são especificados no Anexo A. A profundidade necessária em cada local deve ser determinada levando em consideração alguns fatores.

Os níveis d’água considerados e os fatores que afetam sua variabilidade, e que determinam o plano de referência para a posição vertical do navio, o que inclui níveis de redução das cartas náuticas, marés astronômicas, elevação dos níveis d’água devido às condições meteorológicas, variações na taxa de vazão dos rios, etc. Igualmente os fatores relacionados ao navio que possam levar algum ponto do casco a alcançar um nível mais baixo do que o nível da quilha sob condições estáticas ou dinâmicas e o fundo do mar e os aspectos que afetam a sua variabilidade, que incluem imprecisões batimétricas e a tolerância à sedimentação e à execução de dragagens.

O projeto selecionado, efeitos da maré astronômica e de maré meteorológica, e possíveis condições desfavoráveis, conforme descrito a seguir: nível d’água de projeto, o nível d’água de projeto é o ponto de partida para se definir a profundidade de um canal de acesso. Ele não depende apenas dos efeitos astronômicos e meteorológicos, mas também do (s) calado (s) do (s) navio (s) de projeto, condições operacionais do local, requisitos ecológicos e correntes. Ou seja, a condição de profundidade ótima ou ideal de um canal de acesso é um processo iterativo envolvendo tentativas de diferentes níveis de d’água de projeto e a variação de maré durante o trânsito.

O nível d´água é influenciado pela maré astronômica e por efeitos meteorológicos. A maré varia no tempo e no espaço. A variação de maré pode ser obtida por coleta de dados, análise e interpretação de levantamento de níveis d`água ou pode ser estimada por meio de tábuas de maré ou modelos matemáticos. Nos casos de elevações apreciáveis de maré ou de canais longos, influenciados pela maré, deve ser feita uma tomada de decisão para fazer uso do canal observando o ciclo de maré.

Para portos acessados por navios de diferentes calados, é recomendável o emprego de uma janela de maré adequada. As janelas de maré associadas à preamar podem ser utilizadas para permitir que navios com grandes calados naveguem pelo canal. Em condições desfavoráveis, em alguns portos, as correntes podem ser tão fortes em certos estágios da maré, pela vazão do rio ou por efeitos climatológicos de longo termo, que impedem que um navio de projeto venha a navegar com segurança.

Isto pode fazer com que as chegadas e saídas sejam restritas por certo período de tempo (ou janela de corrente) do ciclo da maré. Isto implica em um tempo de inatividade no qual o canal não estará disponível para um tipo de navio de projeto. Outro aspecto a ser considerado é a oscilação sazonal do nível d’água, que está sujeita às estações de cheia/seca (por exemplo, na região amazônica). Todos os fatores associados ao nível d’água de um canal de acesso devem estar em um mesmo nível de referência (datum). O nível de referência é o datum da carta de navegação.

Tendo sido calculada a folga abaixo da quilha (FAQ), esta deve ser comparada com a margem de segurança em razão da manobrabilidade do navio de projeto, que é um fator de segurança que garante que o navio de projeto consiga transitar no canal, com recursos próprios. A margem de manobrabilidade (MM) é independente da FAQ. Ela corresponde à folga mínima abaixo do navio de projeto (entre o nível de profundidade nominal e a posição correspondente ao maior calado do navio) e procura garantir o mínimo de controlabilidade do navio de projeto.

A FAQ não pode ser menor que a margem de manobrabilidade do navio de projeto. O limite de valor da MM depende do tipo de navio de projeto, das dimensões do canal e do seu alinhamento, do tráfego de navios de projeto (incluindo-se em uma ou duas vias de navegação). O valor mínimo de 5 % do calado ou 0,6 m, o que for maior, define uma MM adequada para a maioria dos tamanhos de navios de projeto, tipos e canais.

A MM pode ser reduzida em zonas portuárias interiores, onde a ação das ondas é muito limitada ou ausente. O valor de 0,5 m MM é recomendado para estas operações assistidas por rebocadores, independentemente do calado do navio de projeto. O valor selecionado para definir a margem de segurança para a folga vertical do navio de projeto é o valor máximo calculado entre a FAQ e a MM.

Os fatores relacionados ao fundo incluem três margens de segurança. A tolerância para incertezas da profundidade (batimetria e condições dos sedimentos): todos os sensores têm uma tolerância ou incerteza interna que deve ser considerada. Existem incertezas na profundidade real por causa de tolerâncias nos dados de pesquisa de medida batimétrica. A tolerância para alteração no fundo entre dragagens: existe a possibilidade de sedimentação ou assoreamento ocorrer após a dragagem, ou entre dragagens sucessivas.

Este valor é, por vezes, conhecido como manutenção avançada. A profundidade de dragagem pode ser propositadamente mais profunda que a profundidade nominal necessária para se dar uma tolerância para a sedimentação antecipada e aumentar o tempo necessário para o ciclo seguinte de dragagem. Uma estimativa da mesma natureza é necessária para o assoreamento de canais naturais que normalmente não são dragados.

A tolerância para incertezas na dragagem: após a conclusão da obra de dragagem ou derrocagem, o fundo dragado ou derrocado não fica perfeitamente plano, de modo que é necessário incluir uma cota a mais de profundidade para assegurar que a profundidade de dragagem seja alcançada efetivamente. A tolerância de dragagem destaca-se das demais por se tratar de um subsídio para as imprecisões da atividade de dragagem propriamente dita que não pode ser caracterizada por uma fórmula geral.

Trata-se de uma medida complexa de ser determinada com exatidão pelo projetista, por fugir de seu domínio, independentemente do nível de desenvolvimento do projeto (conceitual ou detalhado). Esta complexidade deve-se ao fato da tolerância de a dragagem estar relacionada a aspectos de natureza muito distintos, como: tipo e porte do equipamento de dragagem a ser utilizado, o tipo de solo a ser dragado e sua dureza, o controle de posicionamento da draga e se a dragagem a ser executada é de aprofundamento (capital dredge) ou de manutenção (maintenance dredge), podendo também ser fortemente influenciada pelas condições locais, como por exemplo: marés, correntes e, principalmente, ondas.

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