1.4.2-Contentores e Equipamento · de estiva (lashing company) procederá à fixação da carga de acordo com as suas regras e experiência próprias

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Contentores e Equipamento Associado

Manuel Ventura

Mestrado em Engenharia e Arquitectura Naval

Contentores

Manuel Ventura

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M.Ventura Navios Porta-Contentores 3

Contentores - Dimensões

Origem• O contentor foi inventado pelo americano Malcom McLean

nos anos 30. McLean foi o fundador da companhia Sea-Landem 1960,

Dimensões• As primeiras normas internacionais foram emitidas em 1965

pela ISO (International Standards Organization). • Em 1979 a ANSI (American National Standards Institute)

alargou as normas incluindo as alturas de 9’ e 9 ½’.


Dimensões Norma ANSI

101608’ (2435)8’ (2435)10’ (2990)1D

8’ ½ (2591)1CC

2000203208’ (2435)8’ (2435)20’ (6055)1C

8’ ½ (2591)1BB

254008’ (2435)8’ (2435)30’ (9125)1B

8’ ½ (2591)1AA

3500304808’ (2435)8’ (2435)40’ (12190)1A

P (aprox)[kg]

Qmax[kg]

H [ft (mm)]

W [ft (mm)]

L [ft (mm)]Tipo

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Contentores - Cargas

Cargas de Projecto• Cantos dimensionados para uma pilha de 6 contentores de

altura e sujeito a acelerações de 0.8g• Paredes laterais projectadas para adornamentos até 30° e

para um período de balanço de 13 s• Tecto dimensionado para suportar carga equivalente ao peso

de 2 homens• Estrutura projectada para ser movimentada apenas usando

“spreaders”


Estiva de Contentores

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Estiva de Contentores


ISO Corner Fittings

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Fixação de Contentores

Cantos para contentores ISO


Fixação de Contentores

Cantos para contentores ISO

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Fixação de Contentores - Porões

Twistlock

Sistema de fixação convencional, sem guias


Fixação de Contentores - Porões

Fixação horizontal e vertical entre pilhas

As pilhas são fixas ao costadoatravés de elementos de pressão/tensão

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Fixação - Desvantagens do SistemaConvencional

• Se um dado contentor falha, não é apenas uma pilha de contentores que é afectada, mas todo o bloco de comtentores

• Devido às tolerâncias dimensionais, desgaste e deformaçãodos cones de empilhamento, um bloco inteiro pode ser sujeitoa movimentos contínuos em mares agitados, o que pode levaros cones intermédios a partir e um bloco inteiro a entrar emcolapso


Fixação sobre o Convés

Lashing cruzado de várias pilhas de contentores

• Os contentores na camada inferior são posicionados em sockets

• Cones duplos são usados nas camadasintermédias

Os contentores da camadasuperior são interligados porelementos de ligação

• Sistema pouco flexível

• Quando se movimenta uma pilha as pilhas adjacentes têm que ser movidastambém

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Fixação sobre o Convés

• Muito usado actualmente

• Os contentores são empilhados ligados verticalmente com twistlocks

• As pilhas não são ligadas entre si

• São usados cabos p/ fixação vertical (lashing)

Este sistema permite carga e descarga de uma pilha individual


Guias Celulares (Fixas/Móveis)

Guias nos Porões

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Guias nos Porões



Guias no Convés

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Guias Celulares (1)

• As guias verticais são geralmente constituídas por secções da abas iguais, com espessura não inferior a 12 mm, elevando-se a uma altura suficiente para dar suporte uniforme aos contentores.

• As guias deverão estar ligadas entre si e às estruturas de suporte do casco por meio de cross-ties e de elementos longitudinais de modo a evitar deformações devidas à acção das forças transmitidas pelos contentores.


Guias Celulares (2)

• Em geral, o espaçamento entre cross-ties ligando as guias não deve exceder os 5 metros, e a sua posição deverá coincidir tanto quanto possível com a dos cantos dos contentores.

• As cross-ties deverão estar restringidas longitudinalmente num ou mais pontos de modo a que a sua deformação elástica devida à acção do impulso longitudinal dos contentores não exceda 20 mm em nenhum ponto.

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Guias Celulares (3)

Arranjo de Guias Celulares Fixas (cont.)• Ao estivar os contentores nas guias, a folga nominal entre contentor

e guia não deverá exceder os 25 mm na direcção transversal e 38 mm na direcção longitudinal.

• A extremidade superior das guias deverá estar provida com um bloco destinado a facilitar a entrada dos contentores, que deveráser robusto para suportar impacto e desgaste.

Arranjo de Guias Celulares Amovíveis• As guias celulares do tipo amovível devem constituir um sistema tão

independente quanto possível da estrutura do costado. • Geralmente são aparafusadas à estrutura do costado.


Guias Celulares (4)

• Existe uma norma ISO que regulamenta as guias para contentores

• Num estudo recente verificou-se que os operadores de gruas portuárias conseguem executar ciclos completos da grua para remover e posicionar contentores a velocidades entre os 30 e os 60 contentores por hora

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Guias Amovíveis

• A MacGregor fornece sistemas de guias celulares móveis para contentores com largura ISO (2.438 m) que podem ser ajustadas para alojar contentores com comprimentos de 20’, 30’, 40’, 45’, 48’e 49’.

• As alturas podem ser de 8’, 8.5’ e 9.5’

Navio Feeder “Geestdijk”

Damen Shipyards (NL) – 2005

Lpp = 130.00 m

B = 21.80 m

D = 9.50 m

812 TEU

www.damen.nt


Navios sem Tampas de Escotilhas

• O conceito de navio porta-contentores sem tampas de escotilha (hatchless ou open-top) surgiu no início dos anos 90

• Tem por objectivo maximizar a eficiência da carga/descarga• Os navios têm guias celulares contínuas desde o fundo até à última

fiada

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Bell Pioneer

• O primeiro navio sem tampas de escotilha (hatchless) foi o SV15 “Bell Pioneer” (1990)

Construído pelo estaleiro “Teraoka Shipyard Co.

6111 GT


Hatchless Container Ships (1)

• First appeared around the beginning of the 1990s, they were intended to make cargo handling more economic.

• In 1993 and 1994, Howaldstwerke-Deutsche Werft AG (HDW) delivered four hatchless container ships to the Swiss shipping company Norasia Line.

• These 2780 TEU vessels are a further development of the "ship of the future“ concept.

• Except for holds 1 and 2, which are equipped with pontoon hatch covers to allow the carriage of hazardous materials, these vessels have no hatch covers.

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Hatchless Container Ships (2)

• Since, on their usual route between Europe and Far East, these vessels are exposed to heavy tropical rain, the shipping companydecided to equip holds 3 to 7 with twelve rain protection roofs of lightweight steel construction.

• Each rain roof rests on the transverse coaming of the container cell guides and is secured by rapid fastenings. The coamings extend in each case up to the highest container which, in some holds, amounts to twelve tiers. Before and after cargo handling, the roofs have to be removed and replaced by on-shore lifting gear.

• The roofs constitute part of the aerodynamic hull shape. Windtunnel testing revealed that the shape of the forecastle deck in conjunction with the rain roofs and the deckhouse will save fuel.

• The rain roofs protect not only the stowed containers, but the ship as well, as large quantities of rain water in the holds cause stability problems. Other owners of "open top" container ships use high power bilge pumps to combat this problem.


Vantagens dos Navios Hatchless (1)

Estiva (Stowage)• Aumento de capacidade devido à não interrupção da pilha sob a tampa da

escotilha• Redução do peso do equipamento (tampas)• Contentores não estão expostos ao tempo• Não se perdem contentores borda fora

Fixação da Carga (Lashing)• Não é necessária a fixação da carga• Reduz tempos à chegada e partida do porto• Redução de capital e gastos em equipamento de fixação• Possível poupança em custos de mão-de-obra

Tampas de Escotilha• Redução dos custos de capital e de operação (tampas)• Não existe perda de tempo a abrir/fechar as tampas• Não existe problema com a limitação da carga sobre as tampas

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Vantagens dos Navios Hatchless (2)

Operações de Carga/Descarga• Estiva mais efectiva e o navio tem CG mais baixo• Navio pode ser carregado e descarregado simultaneamente, já que cada

pilha (bay) está acessível do fundo ao topo• Maximização da capacidade de contentores (devido à combinação de maior

acessibilidade e CG mais baixo)• Maior carga possível por contentor• Obtém-se maiores cargas por pilha• Pode-se optimizar o tempo do ciclo das gruas

Segurança• A maioria dos acidentes fatais e sérios em navios porta-contentores

ocorrem durante as operações de fixação (lashing/unlashing) da carga

Visita a Vários Portos (multi-port calls)• Menor tempo por porto

Ver “Final Report on Economic Transport Performance”, REALISE (Regional Actionfor Logistics Integration of Shipping across Europe) Project, 2005. (CD-ROM#37)


Desvantagens dos Navios Hatchless

Cargas Perigosas (Hazardous cargo)– Os espaços abertos acima do convés não se qualificam para o

transporte de cargas perigosas em contentores ou tanques ISO

Sistemas de Guias Celulares– Risco de danificar as guias, que se erguem acima do convés– Movimentos da gruas mais longos

Arqueação– Valores de GRT superiores em 50-70% por comparação com os navios

convencionais de capacidade idêntica

Custo– Navios custam 10/12% mais porque são mais largos e altos do que os

navios convencionais equivalentes

Pesos por Pilha– O peso por pilha pode ser um problema porque está dividido entre porão

e convés

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Princípios Básicos de Fixação de Contentores

• O documento da IMO "IMO Code of Safe Practice for Cargo Stowage and Securing”contém algumas recomendações básicas para a fixação de carga a bordo de navios


IMO Code of Safe Practice for Cargo Stowageand Securing (1)

• A Maximum Securing Load (MSL) está para os elementos de fixaçãocomo a Safe Working Load (SWL) está para os aparelhos de elevação. É o conceito usado para definir a capacidade de carga de um elemento de fixação (securing device).

• O total dos valores da MSL dos elementos de fixação em cada lado(BB e EB) da unidade de carga deve ser igual ao peso da unidade.

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• A informação relevante requerida para especificar a estiva e fixação de qualquer tipo de carga é: – Peso, em toneladas métricas– Dimensões principais (c/ desenho, se possível) – Localização do centro de gravidade– Zona da base de suporte e reforços locais (Footprint)– Pontos de elevação ou slinging positions – Aparelho de elevação que acompanhe a carga, caso exista,

juntamente com os certificados de testes – Arranjos de segurança a bordo do navio– Preparativos para o transporte, em terra



• Quando se estuda a localização da carga estivada, as forças de aceleração devem ser tidas em consideração:

– As forças de aceleração mais baixas ocorrem na zona a meio navio, sob o convés, na célula na posição mais baixa e tão próximo quanto possível do plano de mediania

– As forças de aceleração mais altas ocorrem nas extremidades do navio, nas posições mais elevadas acima do convés e na proximidade do costado do navio.

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• Quando o equipamento de fixação (lashing) não é especificado (diâmetro do cabo, etc.) pelo despachante (forwarder) a companhia de estiva (lashing company) procederá à fixação da carga de acordo com as suas regras e experiência próprias.

• Nem toda a carga tem necessariamente de ser fixada (lashed). A melhor maneira de estivar uma carga consiste muitas vezes em apertá-la contra outra de modo a que se suporte mutuamente.


Plano de Estiva de Contentores (1)

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Plano de Estiva de Contentores (2)


Bibliografia

“International Convention for Safe Containers”, 1972, IMO (CD-ROM#37)“A Master’s Guide to Container Securing”, Lloyds Register ofShipping (CD-ROM#37)“Container Packing”, Hapag-Lloyd, 2005. (CD-ROM#37)Goedhart, G-J (2002), “Criteria for (un)-loading Container Ships”, TU Delft. (CD-ROM#37)IMO MSC/Circ. 745 (1996), “Giidelines for the Preparation of theCargo Securing Manual”. (CD-ROM#52)

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Tampas de Escotilha

Manuel Ventura

Mestrado em Engenharia e Arquitectura Naval


Tampas de Escotilha (1)

Tipos mais comuns:• Pontão• Side-rolling• Folding • Single pull • Piggy-back• Telescópicas

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Tampas Tipo Pontão

• Navios porta-contentores• Abertura da escotilha totalmente acessível• Dimensionadas para uma carga correspondente à pilha de

contentores (máx. 6 camadas)• Movimentadas pelos meios de carga/descarga dos contentores• Dimensões geralmente limitadas ao peso máximo possível de

movimentar com a grua dos contentores


Tampas Tipo Pontão

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Tampas Tipo Side-Rolling

• Navios graneleiros e combinados

• Abertura da escotilha totalmente acessível

• Pequeno intervalo entre escotilhas

• Accionamento hidráulico


Tampas Tipo Folding

• Navios carga geral• Accionamento hidráulico• Apropriado para escotilhas de

grandes dimensões

• Abertura da escotilha parcialmente acessível

• Espaço de convés desperdiçado para estiva das tampas mínimo

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Tampas Tipo Single-Pull

• Accionamento por cabo de aço• Não requer hidráulicos


Tampas Tipo Piggy-Back

• Navios graneleiros, combinados, porta-contentores, multi-purpose

• Abertura da escotilha parcialmente acessível• Não utiliza espaço de convés para estiva das tampas• Elevação por cilindros hidráulicos

Permitem aberturaaté 80% do comprimento da escotilha, semnecessitar de espaçode estiva

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Piggy-Back Múltiplo

• Podem ser empilhados mais do que dois painéis

O deslocamento horizontal pode ser obtidopor:

• Motores eléctricos embutidos

• Motores hidráulicos e accionamento porcadeias sem-fim


Tampas Tipo Telescópico

• Barcaças, batelões e embarcações fluviais• Accionamento manual

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Equipamento para Terminais de Contentores

Manuel Ventura

Licenciatura em Engenharia e Arquitectura NavalSecção Autónoma de Engenharia Naval


Pórticos

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Transportador Automóvel

20, 40, 45 e 50 ftTipos de Contentores

0 – 14 km/hVelocidade de translação

40 tCarga Max.


Spreader

Comprimento: 6052 mm (20ft), 9118 mm (30ft), 12185 mm (40ft)Largura: 2430 mmAltura: 500 mm (estrutura apenas)Peso (*): 950 kg (20ft), 1100 kg (30ft), 1200 kg (40ft)

(*) cabos não incluídosSWL: 25.000 kg-40.000 kg (20ft),

32.000 kg-40.000 kg (30ft, 40ft)

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Spreader Duplo

• O aumento contínuo da capacidade de TEU dos navio coloca novas exigências ao equipamento de carga/descarga

• Existem spreaders duplos que podem movimentar 2 contentores de 40’ ou 45’em simultâneo (ou 4 de 20’)

• Capacidade de elevação até2 x 51 t (ou 4 x 32.15 t)

Bromma Tandem Line(www.bromma.com)


Vertical Tandem Lifting (VTL)

• É a práctica de elevar 2 ou mais contentores ligados como umacarga única

• ISO TC104 determinou que uma pilha com um máximo de 3 contentores pode ser ligada em conjunto para constituir umaunidade VTL

• O peso total de um VTL não pode exceder os 20,000 kg• Os twistlocks ou latchlocks usados na operação de VTL têm que ser

certificados para elevação com SWL > 10,000 kg

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Protecção dos Contentores


Evolução das Normas sobre Contentores Marítimos

• Estados Unidos– Container Security Initiative (CSI)– C-TPAT

• WCO (World Customs Organization)– Revisão da convenção da segurança alfandegária de contentores

(CCC)

• IMO– Código ISPS

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Protecção dos Contentores (1)

• Estão a decorrer esforços conjuntos da IMO e da WCO (World CustomsOrganization) para desenvolver medidas de protecção dos contentores

• As autoridades alfandegárias norte-americanas (US Customs) aprovaram em 2002 a “US Container Security Initiative” (CSI) que também está ser usada em 18 portos estrangeiros

• A WCO adoptou uma resolução em 2004 que define linhas de orientação sobre transmissão electrónica de informação e uma nova Convenção internacional sobre o assunto

• A IMO publicou em 2003 especificações para mecanismos de selagem de alta segurança para os contentores

• Foi publicada uma norma ISO para os sistemas de selagem (PubliclyAvailable Specification 17712, ISO)


Protecção dos Contentores (2)

• Medidas do CSI (Container Security Initiative)– Uso de sistemas de informação automatizados para identificar e

localizar contentores de alto risco– Uso intensivo de tecnologia de detecção (máquinas de Raios-X para

contentores e detectores de radiação) para inspeccionar os contentores de alto risco

– Uso de contentores com meios de selagem electrónicos que alertem as autoridades em caso de violação em transito

• Outras medidas da US Customs– Exigência de transmissão electrónica do manifesto de carga detalhado

24 horas antes da carga do contentor– Aplica-se a todos os transportadores de qualquer país que enviem carga

para os EUA– Os contentores que não passem na inspecção inicial ou cujo manifesto

seja demasiado vaga ou tardia recebem ordem de “Não Carregar” atéque tudo esteja esclarecido

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Bibliografia

• Petteri Ämmälä (20xx), "CRP Azipod® for Ultra Large Container Ships - An Advanced Cost-Effective Solution", ABB Industry Oy, Marine Group Helsinki, Finland.

Anexo A. Normas Relevantes

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Normas ISO (1)

Freight Containers• ISO 1496-5:1991/Amd 2:1994 • ISO 3874:1997 Series 1 freight containers -- Handling and securing • ISO 3874:1997/Amd 1:2000 Twistlocks, latchlocks, stacking fittings and

lashing rod systems for securing of containers • ISO 3874:1997/Amd 2:2002 Vertical tandem lifting • ISO 3874:1997/Amd 3:2005 Double stack rail car operations • ISO 14829:2002 Freight containers -- Straddle carriers for freight

container handling -- Calculation of stability • ISO/TR 15069:1997 Series 1 freight containers -- Handling and securing --

Rationale for ISO 3874 Annex A • ISO/TR 15070:1996 Series 1 freight containers -- Rationale for structural

test criteria • ISO/TR 15070:1996/Amd 1:2005 Guidance on structural integrity


Normas ISO Relevantes (2)

TC 104/SC 2• ISO 1496-2:1996 Series 1 freight containers -- Specification and testing -

- Part 2: Thermal containers • ISO 1496-2:1996/Cor 1:1997 • ISO 1496-2:1996/Amd 1:2006 • ISO 1496-3:1995 Series 1 freight containers -- Specification and testing -

- Part 3: Tank containers for liquids, gases and pressurized dry bulk • ISO 1496-3:1995/Amd 1:2006 Testing of the external restraint

(longitudinal) dynamic • ISO 1496-4:1991 Series 1 freight containers -- Specification and testing --

Part 4: Non-pressurized containers for dry bulk • ISO 1496-4:1991/Cor 1:2006 • ISO 1496-4:1991/Amd 1:1994 1AAA and 1BBB containers • ISO 9669:1990 Series 1 freight containers -- Interface connections for

tank containers • ISO 9669:1990/Amd 1:1992 Sections 3 and 4 • ISO 10368:2006 Freight thermal containers -- Remote condition

monitoring

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Normas ISO Relevantes (3)

TC 104/SC 4• ISO 6346:1995 Freight containers -- Coding, identification and marking • ISO 9711-1:1990 Freight containers -- Information related to containers

on board vessels -- Part 1: Bay plan system • ISO 9897:1997 Freight containers -- Container equipment data exchange

(CEDEX) -- General communication codes • ISO 9897:1997/Cor 1:2001 • ISO 10374:1991 Freight containers -- Automatic identification • ISO 10374:1991/Amd 1:1995 • ISO 18185-3:2006 Freight containers -- Electronic seals -- Part 3:

Environmental characteristics

Anexo B. Tipos de Contentores

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Tipos de Contentores (1)

Open Tops (20’/40’) • Soft detachable roof tarpaulin or tilt• Machinery requiring top loading and overheight cargo.



Half Heights (20’/40’) • Soft detachable roof tarpaulin or tilt, half height• High-density cargoes such as ingots, heavy steelwork, drums.

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Flatracks (20’/ 40’) • No sidewalls or roof (and ends may be collapsible)• For out of gauge cargoes and restricted loading situations



Platforms (20’/40’) • Flatbed with corner castings. • Limited numbers of high rated equipment; • Over-length cargoes and special projects.

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Fantainers (20’/40’) • Extractor fan fitted; Agricultural products requiring

ventilation to avid condensation, e.g. onions, potatoes. Also used as a normal General Purpose container.

Highly Ventilated (20’) • Side vents along top and bottom rails; Hygroscopic cargoes

such as coffee, cocoa, tobacco and seeds.

Top Ventilated (20’) • Side vents along top rail; Hygroscopic cargoes such as

coffee, cocoa, tobacco and seeds.



Open Sides (20’) • Side gates and side curtains; Agricultural products requiring

ventilation, livestock and side loading.

Bulk (20’) • Top loading ports and door discharge shoot; Dry cargoes in

bulk e.g. malt , sugar also used as a normal GP container.

Tank Containers (20’) • Tank within an ISO frame of various types; Liquid cargoes in

bulks including foodstuffs and hazardous.

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Refrigerated Integral; 20/40; 8'6" and 9'6"; • Electrically powered self contained refrigeration unit; • Refrigerated cargoes throughout the World with connection

to terminals and ships electrical power sockets.



Refrigerated Insulated (20’x 8’ and 20’x8’6’’) • Top & bottom end ports and connects to ships refrigeration

system • Reefer cargoes on specialised ships operating in ANZ and

SAF Trades.

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Swap-Bodies

• Tipo de contentor para carga utilizado no transporte rodoviário e ferroviário que, ao contrário dos contentores marítimos ISO:– Não dispõem de fittings no topo (não são empilháveis)– Como só têm fittings para elevação na base, só podem ser

manobrados por empilhadores com braços extensíveis– São de construção ligeira


SeaCell

As unidades SeaCell são projectadas de modo a:• Poderem ser movimentadas por todos os tipos de

equipamento para contentores• Poderem ser estivadas quer lado a lado, ou com todos os

outros tipos de contentores ISO, em navios celulares ou não.• Satisfazer as normas ISO para empilhar em altura sete

unidades de 40' ou 9 de 20‘

Vantagens sobre os contentores ISO:• Maior volume• Mais peso de carga• Mais paletes, já que a dimensão normalizada de 1200 mm

(47”) pode ser carregada lado a lado, o que não acontece nos contentores de 8’ de largura

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SeaCell

+6+2.7 m3 (95ft3)45’ x 8’ 6’’

+534,000 kg+2.4 m3 (85ft3)40’ x 8’

+330,480 kg+1.2 m3 (42 ft3)20’

Euro paletes(1200 x 800 mm)Peso de CargaVolumeSeaCell

Documents

1.4.2-Contentores e Equipamento · de estiva (lashing company) procederá à fixação da carga de acordo com as suas regras e experiência próprias