Carregador de Navios

O carregador de navios atual, apresentado no Capítulo 2, será substituído por um novo modelo, de outro fabricante. Além disso, visando uma maior eficiência no carregamento dos navios, a empresa “A” deseja adquirir um segundo carregador. Serão, portanto, dois exemplares do novo modelo, que por sinal é mais pesado que o anterior, operando simultaneamente. Buscando prevenir colisões entre os equipamentos ou entre suas lanças giratórias, é de boa prática manter uma distância segura de aproximação entre os carregadores. Assim, foi considerado que os carregadores manterão uma distância mínima de 10 metros entre rodas extremas.

As cargas dos carregadores de navios foram consideradas sobre os trilhos, que correm sobre as duas vigas longitudinais do píer. O diagrama de cargas do novo carregador, fornecido por uma empresa aqui nomeada de “C”, é apresentado na Figura 3.2.

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Figura 3.2 - Diagrama de cargas do novo carregador de navios (cargas em toneladas força; cotas em milímetros)

Observa-se que o carregador introduz forças com componentes verticais e horizontais, na direção transversal ao píer, e que tem valores distintos para as situações em operação e fora de operação. Para esta última, as cargas se referem a uma situação extrema, com ventos de tormenta, de forma que surgem as maiores solicitações na estrutura.

A representação esquemática, em elevação e transversalmente ao píer, do carregador de navios é apresentada na Figura 3.3.

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Figura 3.3 - Elevação do carregador de navios 3.5.4. Transportador de Correia

O projeto original especificava um transportador de correia de 1000 t/h; no entanto, a empresa “A” deseja agora aumentar a capacidade deste equipamento para 2000 t/h, além de incluir um segundo transportador, já que agora o terminal terá também dois carregadores de navios. No entanto, por falta de espaço no píer, o segundo transportador terá que ser instalado em uma estrutura nova, atrás do píer, que possivelmente poderá ser anexada à estrutura existente. Este estudo, todavia, não faz parte do escopo deste projeto, no qual foi analisado apenas o impacto do transportador de correia (com a nova capacidade) sobre as estruturas do píer.

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Na ausência de um plano de cargas do transportador, estas foram estimadas como sendo:

 Carga Vertical = 40 kN/m (peso do equipamento + sobrecargas de operação)

 Carga Horizontal = 5 kN/m (vento)

Este equipamento encontra-se sobre torres metálicas (Figura 2.5), sobre as quais não se tem informações precisas. Estas foram então estimadas como tendo aproximadamente 20 m de altura e carga de 200 kN de peso próprio, por torre.

3.5.5. Atracação

Foi considerada a atracação do maior navio de projeto (graneleiro de 90.000 TPB). Sabendo-se que o píer é usado para exportação, ou seja, apenas carregamento, foi admitida a atracação somente de navios parcialmente carregados ou em lastro, isto é, com o porão preenchido com água ou outro material para melhor equilíbrio do navio. Sendo o Porto de Santos um porto estuarino, naturalmente abrigado, foi considerada uma velocidade de aproximação de 0,1 m/s, referente a regiões protegidas com aproximação favorável. Este valor foi extraído das recomendações da NBR 9782:1987 transcritas na Tabela 3.5.

Tabela 3.5 - Velocidades mínimas para cálculo da energia de atracação (item 7.1.3 da NBR 9782:1987)

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Foram considerados os casos de atracação paralela e a 5°. O cálculo da energia de atracação foi feito com base na NBR 9782:1987 e a força transversal à linha de atracação mobilizada foi obtida a partir das curvas Carga x Deformação das defensas existentes. Este procedimento é explicitado no capítulo 4.

A força na direção longitudinal do píer devida ao atrito entre o costado do navio e o sistema de defensas foi determinada multiplicando-se a força transversal pelo respectivo coeficiente de atrito entre os materiais. A Tabela 3.6 apresenta os coeficientes de atrito do aço com os materiais usualmente empregados nos painéis das defensas. Neste caso, considerou-se um coeficiente de 0,2.

Tabela 3.6 - Material da defensa e coeficiente de atrito com o aço (item 7.2.2 da NBR 9782:1987)

3.5.6. Amarração

As forças devidas à corrente e ao vento sobre os navios foram determinadas conforme preconizado pela NBR 9782:1987, para as direções mais desfavoráveis e para as condições de embarcação em lastro e carregado. Foram considerados os arranjos de amarração apresentados nas Figuras 3.4 e 3.5.

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Figura 3.4 - Arranjo de amarração para navio de 90.000 TPB

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Em geral, os ângulos das linhas apresentam os valores da Tabela 3.7.

Tabela 3.7 - Ângulos das linhas de amarração

Linha Ângulo Lançantes de popa/proa 45° ± 15° Traveses 90° ± 30° Espringues 5-10° Ângulo vertical < 30° 3.5.7. Casa de Transferência

A Casa de Transferência se apoia sobre quatro bases, conforme a planta parcial apresentada na Figura 3.6.

Figura 3.6 - Detalhe das bases da casa de transferência

O diagrama de cargas nas bases do projeto original especificava cargas permanentes verticais e na direção Y, as quais variavam conforme o vento. O vento na direção X produzia uma variação muito pequena nos esforços nas bases, de forma que foi desprezada pelo projetista. Além disso, as cargas recebidas do fabricante consideravam uma velocidade característica do vento de 140 km/h, enquanto que o critério de projeto especificava 100 km/h. Dessa forma, as cargas de vento foram reduzidas no projeto original na proporção 100²/140² ~ 0,5.

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Considerando o aumento da capacidade do transportador de correia, as reações nas bases da casa de transferência também serão maiores, de forma que as cargas permanentes do projeto original foram duplicadas. A parcela correspondente ao vento foi mantida a mesma do projeto original. As reações são apresentadas na Tabela 3.8.

Tabela 3.8 – Reações nas bases da casa de transferência

Base

Cargas Permanentes (kN) Acréscimos devido ao vento

na direção ±Y (kN)

Vertical Horizontal (Y) Vertical Horizontal (Y)

B1 366,80 0 ± 435,20 ± 82

B2 490,40 0 ∓ 435,20 ± 82

B3 172,90 0 ± 195,10 ± 46

B4 137,90 0 ∓195,10 ± 46

3.5.8. Temperatura e Retração

Foi considerada uma variação de temperatura de ±15° e foi suposta uma deformação específica de retração do concreto de -15 x 10-5_{, conforme recomendação da}

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