Navios RO/RO Sumário - Centro de Engenharia e Tecnologia Naval

Navios RO/RO
Manuel Ventura
Mestrado em Engenharia e Arquitectura Naval
Secção Autónoma de Engenharia Naval
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
M.Ventura
Navios RO/RO
2
1
Navios RO/RO
Navios Roll-On/Roll-Off - São navios em que a carga é rodada ou é
carregada/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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3
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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6
3
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)
Transporte de Automóveis
• 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
O maior PCC actualmente em serviço é o MV Mignon (1999), da
Wallenius Lines, que após alongamento de 28 m (2005) tem capacidade
para cerca de 7200 carros.
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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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5
Container Ro/Ro (ConRo)
Navio Combinado, misto de porta-Contentores e Ro/Ro
ConRo Trader (1978)
Loa = 109.60 m
DW = 4,550 t
Geralmente transporta pilhas de contentores no convés superior e a
carga rodada abaixo do convés
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Ro/Ro Lo/Lo
CEC Oceanic (1997)
Loa = 100.90 m
DW = 5,150 t
Navio que pode carregar e armazenar carga rodada, mas que tem meios de
elevação próprios para carga/descarga através de escotilhas
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Perfil e Evolução da Frota de Navios Ro/Ro
Frota Mundial de Navios Ro/Ro
2005
Frota Mundial
Adições à Frota
Abril
Jul.
8172
7522
70
32
2006
Out.
Jan.
Abril
7520 6754 6823
19
36
36
Mudança [%]
Jul.
Período
anterior
Mesmo p.
ano ant.
6865
0.6
-8.7
54
48.5
65.6
Notas:
• Apenas navios Ro/Ro de carga
• Unidades: [1,000 tdw]
Fonte: ISL Market Review 2006 – Merchant Fleet Data
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Evolução Recente da Frota (2002-2006)
No.
Navios
2002
[%]
Tot
1,000
GT
[%]
Tot
1,000
DWT
[%]
Tot
1,000
TEU
[%]
Tot
[%DWT]
0.9
Jan.
1128
2.9
10,628
2.0
7,365
0.9
301
4.1
Jul.
1137
2.9
10,888
2.0
7,459
0.9
301
3.9
1.3
2004
Jan.
1239
3.0
12,246
2.1
8,171
1.0
311
3.6
9.6
Jul.
1235
3.0
12,597
2.2
8,224
1.0
319
3.6
0.7
2005
Jan.
1215
3.0
12,896
2.1
8,301
0.9
318
3.4
0.9
Jul.
1258
2.9
10,960
1.8
7,522
0.8
301
3.1
-9.4
2006
Jan.
1296
2.8
9,559
1.5
6,754
0.7
273
2.6
-10.2
Jul.
1302
2.9
9,747
1.5
6,865
0.7
275
2.5
1.6
Fonte: ISL Market Review 2006 – Merchant Fleet Data
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Evolução da Capacidade Ro/Ro
1000s metros faixa de rodagem (lane metres)
2003
2006
Crescimento
Absoluto
Intra Europa NW
522
573
+ 51
Intra Mediterranico
394
447
+ 53
27
60
+ 33
108
109
+1
Intra Asiatico (exc. ferries)
Intra Americas
Inter-continental
Total todas as rotas
•
•
199
222
+ 23
____
1291
____
1473
_____
+ 182
Crescimento global de 14% em 3 anos
Aumento de capacidade concentrado em mercados estabelecidos
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8
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
Capacidade de serviço (lane metres)
Ropax
Só Carga
2003
2006
Mudança
185
235
+ 27%
67
74
+ 10%
Fonte: MDST Containership Databank
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Frota Mundial – Evolução das Encomendas
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9
Arranjo de Acessos e Zonas de Garagem
Dimensões das Vias de Acesso
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10
Rampa de Acesso Exterior
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21
Acessos no Interior do Navio
•
•
Capacidade expressa em comprimento total das faixas de rodagem
(lane length)
Espaço de garagem:
l [m]
b [m]
h [m]
Carga [t/eixo]
Automóveis ligeiros
4.0
2.5
2.0
1.0
Pesados
15.0
3.0
4.6
15.0 (rodados duplos)
12.0 (rodados simples)
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Semi-Reboques - Estiva por Faixa de
Rodagem
Ro/Ro p/ Transporte de Semi-Reboques (Trailer) - Estiva
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Equipamento para Carga Ro/Ro
12
Equipamento de Navios Ro/Ro
• Os navios RO/RO requerem uma série de equipamentos de
acesso
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25
Equipamento de Navios Ro/Ro
•
•
•
•
Portas de proa
Rampas de proa
Portas interiores
Pavimentos
amovíveis para
automóveis
• Rampas móveis
para pavimentos
de automóveis
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13
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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28
14
Rampas/Portas de Acesso à Proa
•
Rampa de proa “Folding
Frame 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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30
15
Portas no Costado
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Rampas Interiores
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Portas Interiores
• Portas estanques projectadas para a subdivisão de espaços
de 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
Hoistable Car Deck
Liftable Car Deck
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35
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 vários
tipos:
• Tesoura
• Telescópicos
• Cadeias
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18
Movimentação de Carga
MAFI Trailer
Usados para movimentar
contentores sobre chassis
nos terminais
Sistema de Engate
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MAFI Tractor
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38
19
Tugmaster
Terminal Tractor
Goose neck
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www.kalmarind.se
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Roll Trailers
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40
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Semi-Reboques (Semi Trailers)
Trailer horse
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41
Cassettes
cassette
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translifter
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21
Translifter
--Turning
Turningwheels
wheels
--Soft
Softwheels
wheels
--Camera
Camera
www.liftec.fi
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43
Tipos de Cargas (1)
• Road TrailerIncluindo 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 trailerPlataformas 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)
•
PaletteEstrutura 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.
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45
Aspectos do Projecto de Estruturas
23
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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47
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)
M.Ventura
Navios RO/RO
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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:
M.Ventura
em que:
Navios RO/RO
49
Estabilidade em Avaria
25
Acidentes c/ Navios Ro/Ro
•
Princess Victoria (1953), 135
mortos
Herald of Free Enterprise
(1987), 193 mortos
Estonia (1994), 852 mortos
M.Ventura
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51
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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53
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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54
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Método Estático Equivalente
• 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
em que:
hcrit – diferença em altura entre a
linha de água interior e a
exterior
HScrit – altura de onda significativa
crítica
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Segurança – Impacto da SOLAS
28
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 deve
garantir
– 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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29
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 é
aceitável 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 é
geralmente 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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59
Incêndios em Navios Ro/Ro (1990-2003)
Fonte: DNV, “Fires on Ro-Ro Decks”, DNV Technical Paper, 2005
M.Ventura
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60
30
Incêndios em Ferries (1990-2004)
Fonte: DNV, “Fires on Ro-Ro Decks”, DNV Technical Paper, 2005
M.Ventura
Navios RO/RO
61
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- Ro
Passenger Ferry Express Samina’, Journal International
Shipbuilding Progress, Vol. 51, No. 2, 2004.
•
Boulougouris, V., Papanikolaou, A., Zaraphonitis, G., ‘Optimization of
Arrangements of Ro-Ro Passenger Ships with Genetic Algorithms’,
Journal Ship Technology Research, Vol. 51, No. 3, 2004.
M.Ventura
Navios RO/RO
62
31
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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Navios RO/RO
63
Links
Fornecedores de Equipamento Ro/Ro
•
www.macgregor-group.com
•
www.nordana.com
•
www.tts-technology.no
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Navios RO/RO
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32
Apêndice A. Navios
Tor Petunia
M.Ventura
Navios RO/RO
66
33
MV Tamesis
M.Ventura
Navios RO/RO
67
Apêndice B. Normas Relevantes
34
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
M.Ventura
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35