Como dito anteriormente, além da preocupação técnica com a tração estática da frota de rebocadores, é importante que os portos se preocupem também com seu tamanho, já que uma frota pequena demais causaria filas e altos custos com
demurrage, enquanto uma frota grande demais ficaria ociosa a maior parte do tempo,
gerando custos desnecessários com tripulação e manutenção de cada rebocador.
Para verificar a frota de rebocadores dimensionada quanto à sua eficácia em atender a todos os navios que atracarem no Porto do Açu, não só com segurança, mas também de maneira rápida, foram feitas simulações no software ARENA.
Através das simulações que serão apresentadas a seguir, objetiva-se analisar se a frota dimensionada é suficiente para atender à quantidade de navios que se estima que atracarão no Porto do Açu. Nas simulações, não serão analisados os tempos de espera por berço ou por qualquer outra facilidade que o porto possa oferecer, será avaliado exclusivamente o tempo de espera por rebocadores.
Para analisar a adequabilidade da frota de rebocadores, será fixado um tempo máximo aceitável para um navio esperar por assistência de rebocadores, tanto na entrada, quanto na saída do porto. Para estimar este tempo máximo, desejou-se fazer uma comparação com outros portos brasileiros. Entretanto, não foram encontrados dados do tempo de espera dos navios por rebocadores, apenas o tempo de espera total (berço, prático, documentos etc.).
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Na tabela 18, abaixo, são observados os tempos médios de espera dos navios em alguns portos brasileiros, retirados do site da ANTAQ.
Tabela 18 - Tempos de Espera em Portos Brasileiros Fonte: http://www.antaq.gov.br/Portal/default.asp?#
Da tabela 18, observa-se que os tempos de espera para atracação são muito maiores do que os tempos de espera para a desatracação. Isso ocorre pois na atracação, o navio espera também, pela disponibilidade dos berços de atracação, um dos maiores gargalos da maioria dos portos. Já na desatracação, os navios não precisam mais esperar por berços. Assim, pode-se concluir que os tempos de espera na desatracação sejam formados basicamente pelos tempos de espera por rebocadores.
Ainda na tabela 18, verifica-se uma média de 3,2 horas de espera para desatracação. Assim, foi escolhido o limite do tempo médio de espera dos navios por
Ano Nome da Inst. Portuária T. Médio de Espera p/ Atracação (h) T. Médio de Desatracação (h)
2010 Vitória 27,7 3,1 2011 Vitória 41,0 2,8 2012 Vitória 33,9 3,3 2013 Vitória 25,9 2,6 2014 Vitória 18,8 4,0 2015 Vitória 12,7 3,4 2010 Santos 70,6 0,0 2011 Santos 46,0 0,0 2012 Santos 110,5 2,6 2013 Santos 137,1 2,8 2014 Santos 84,1 2,7 2015 Santos 92,0 2,4 2010 Rio de Janeiro 13,8 5,6 2011 Rio de Janeiro 29,3 6,8 2012 Rio de Janeiro 48,3 4,9 2013 Rio de Janeiro 42,9 8,1 2014 Rio de Janeiro 38,0 7,0 2015 Rio de Janeiro 45,2 6,1 2010 Terminal de Tubarão 167,2 1,5 2011 Terminal de Tubarão 212,7 1,3 2012 Terminal de Tubarão 177,9 1,5 2013 Terminal de Tubarão 217,9 1,4 2014 Terminal de Tubarão 144,3 1,0 2015 Terminal de Tubarão 179,0 1,3 84,0 3,2 Média
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rebocadores como 3 horas (3 horas na entrada + 3 horas na saída), de modo ao Porto do Açu se manter competitivo em relação a seus competidores.
O ideal seria que os navios não tivessem que esperar pela assistência de rebocadores, ou seja, que a frota fosse grande o suficiente para atender a todos os navios que viessem a requisitá-los imediatamente. Assim, as simulações em ARENA ainda serão utilizadas para determinar a frota necessária para que o tempo de espera por rebocadores, somando-se entrada e saída, seja mínimo (inferior a 0,5 horas). Entretanto, sabe-se que esta opção ocasionaria um aumento expressivo nos custos envolvidos, aumentando o preço da carga para o consumidor final. Sabendo que as principais cargas movimentadas no porto em questão são o petróleo explorado na Bacia de Campos e o minério exportado para o exterior, que são fatores de grande importância para a economia e o desenvolvimento do país, é preciso garantir que os custos portuários se mantenham os mais baixos possíveis, mesmo que para isso, o tempo de espera seja ligeiramente sacrificado.
As simulações foram feitas com base em uma estimativa de navios para os primeiros anos de operação para o Porto do Açu, que conta com uma quantidade média de 264 navios atracando lá anualmente.
Estes 264 navios estão distribuídos pelas classes já mencionadas como apresentado na tabela 19:
Tabela 19 - Quantidade de Navios por Ano
Classe Quantidade
Panamax 34
Suezmax 100
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Considerando que para cada navio que chega no porto ocorrem 2 manobras, atracação e desatracação, o número total de manobras é mostrado na tabela 20:
Tabela 20 - Quantidade de Manobras por Ano
Classe Número de Manobras
Panamax 68
Suezmax 200
Capesize 260
No modelo de simulação utilizado, foi escolhida a distribuição exponencial para modelar a chegada dos navio pois esta distribuição modela adequadamente fenômenos que ocorrem com durações ou intervalos variáveis. Neste caso, inseriu-se no programa um intervalo médio entre as chegadas dos navios e o software encarregou-se de simular chegadas com intervalos baseados nas probabilidades dadas pela distribuição exponencial.
Uma premissa importante do modelo de simulação é o tempo de duração da manobra.
Para calcular o tempo de duração de manobra, foram consideradas 4 etapas. Para manobras de atracação, a ordem seguida foi a seguinte:
i. Rebocador indo buscar o navio a 3 milhas náuticas do terminal (10 nós); ii. Rebocador acompanhando o navio até a bacia de evolução (3 nós); iii. Rebocador auxiliando o giro do navio na bacia de evolução (1o/min) iv. Rebocador auxiliando atracação do navio;
36 Para a desatracação, a ordem seria:
i. Rebocador auxiliando a desatracação do navio;
ii. Rebocador auxiliando o giro do navio na bacia de evolução (1o/min); iii. Rebocador acompanhando o navio para fora do terminal (3 nós); iv. Rebocador voltando para o terminal após concluir auxílio ao navio;
Para efeito deste cálculo, não foram considerados os deslocamentos entre os terminais, pois considerou-se que a distância entre eles tornava-se pequena, quando comparada à distância que o rebocador percorre para buscar os navios.
Como as etapas percorridas pelo rebocador na atracação e na desatracação são as mesmas, porém inversas, considerou-se que os tempos gastos são os mesmos.
Os tempos são: i. ; ii. ; iii. ; iv.
Assim, o tempo médio de manobras a ser inserido no programa ARENA é de 3,33 horas. Para a utilização da distribuição triangular, foram considerados os tempos máximos e mínimos de 4 horas e 3 horas.
Com o intuito de estabilizar o modelo, sem que o mesmo ficasse pesado a ponto de impedir sua simulação, foi escolhido o número de 50 replicações, cada uma
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com duração de 365 dias. Este número foi utilizado já que um número maior de replicações não resultava em uma diferença significativa nos resultados.
Figura 19 - Dados inseridos no ARENA
A razão pela qual o modelo só considera 22,8 horas por dia é devido à uma eventual inoperacionalidade do porto que foi considerada como 98% e à inopeacionalidade por rebocadores que foi considerada como 97%. Deste modo, a operacionalidade total é de cerca de 95% das 24 horas, o que resulta aproximadamente em 22,8 horas.
Inicialmente, para o tempo médio entre as chegadas, foi calculado o número de horas em um ano e dividido pelo número médio de navios por ano (para cada classe).
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Tabela 21 - Tempo Médio entre as Chegadas (Inicial)
Tempo Médio entre as Chegadas (Inicial)
Panamax 128,82 horas
Suezmax 87,60 horas
Capesize 33,69 horas
Contudo, ao realizar as simulações no ARENA, devido à aleatoriedade da distribuição, o número de navios de cada classe após 1 ano, não correspondeu exatamente à quantidade prevista para o Porto do Açu. Assim, os tempos médios entre as chegadas de cada classe foram sendo ligeiramente alterados até que se obtivesse a quantidade de navios correta. Isto validou o modelo de simulação criado, pois notou-se que os resultados foram muito próximos dos esperados, como pode ser visto na tabela 22.
Os novos tempos médios entre as chegadas, assim como outros parâmetros usados na simulação em ARENA, são apresentados na tabela 22:
Tabela 22 - Parâmetros Usados na Simulação
Parâmetros Usados na Simulação
Operacionalidade do porto 97%
Operacionalidade dos rebocadores 98%
Operacionalidade total 95% (22,8 horas por dia)
Tempo mínimo de manobra 3 horas
Tempo médio de manobra 3,33 horas
Tempo máximo de manobra 4 horas
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Tempo médio entre chegadas - Suezmax 85,0
Tempo médio entre chegadas - Capesize 32,0
Entidades por chegada Panamax – 1
Suezmax – 2 Capesize - 1
Distribuição Chegadas Exponencial
Distribuição Tempo de Manobra Triangular
Na tabela acima, é apresentado o parâmetro “entidades por chegada”. Este parâmetro é responsável por inserir no modelo a quantidade de entidades que entram no sistema juntas. Apenas os navios da classe Suezmax têm este parâmetro diferente de 1, já que é considerado que os navios envolvidos na operação de transbordo de petróleo cheguem em horários muito próximos uns dos outros.
O fluxograma criado para modelar a simulação no ARENA pode ser visto na figura 20, abaixo:
Figura 20 - Fluxograma do modelo de simulação
Após apresentadas todas as variáveis consideradas, é possível apresentar os resultados do modelo de simulação em ARENA.
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Para a primeira simulação, com uma frota composta por 5 rebocadores, os tempos de espera médios, por classe de navios estão dispostos na tabela 23:
Tabela 23 - Tempo Médio de Espera (5 Rebocadores)
Navio T. Espera (1 manobra) T. Espera Total (Entrada +
Saída)
Panamax 0,940 horas 1,880 horas
Suezmax 2,604 horas 5,208 horas
Capesize 0,436 horas 0,872 horas
Dos resultados acima, é possível confirmar algo já intuitivo: devido ao fato de que 2 suezmax entram no sistema simultaneamente, cada um necessita de 4 rebocadores para realizar sua manobra e a frota disponível é de 5 rebocadores, estes são os navios que têm um tempo de espera médio maior. Isto ocorre pois quando os 2 navios chegam ao porto, 4 dos 5 rebocadores disponíveis vão atender a um dos navios, deixando o outro esperando até que esta manobra seja concluída. Assim, é esperado que um dos navios seja atendido prontamente, enquanto o outro tem que esperar a execução de toda a sua manobra.
Em seguida, foram feitas outras 2 simulações nas quais foi adicionado e subtraído 1 rebocador da frota para analisar a sensibilidade dos resultados a estes cenários.
As tabelas 24 e 25 mostram os resultados obtidos.
Frota com 4 rebocadores:
Tabela 24 - Tempo Médio de Espera (4 Rebocadores)
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Saída)
Panamax 0,940 horas 1,880 horas
Suezmax 2,604 horas 5,208 horas
Capesize 0,436 horas 0,872 horas
Como pode ser observado, os resultados são os mesmos dos obtidos para a frota de 5 rebocadores. Este resultado já era esperado pois a redução no número de rebocadores para 4, enquanto todos os outros parâmetros são mantidos, não impede a realização de nenhuma manobra, já que o número máximo de rebocadores utilizados nas manobras de cada uma das classes utilizadas é 4. Entretanto, em uma situação real, a falta do 5º rebocador, que fica em stand-by nas manobras, pode ocasionar indiretamente uma redução da operacionalidade dos mesmos, já que caso um dos 4 rebocadores apresente falhas, o porto se torna incapaz de realizar manobras de Navios Suezmax e Capesizes.
Frota com 6 rebocadores:
Tabela 25 - Tempo Médio de Espera (6 Rebocadores)
Navio T. Espera (1 manobra) T. Espera Total (Entrada +
Saída)
Panamax 0,763 horas 1,526 horas
Suezmax 2,635 horas 5,270 horas
Capesize 0,434 horas 0,868 horas
Dos resultados obtidos acima, nota-se que os resultados tiveram ligeiras mudanças, principalmente para os navios da classe Panamax. Tal comportamento pode ser explicado pelo fato que de que os navios Panamax necessitam de apenas 3 rebocadores
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para os auxiliar em suas manobras. Desse modo, a frota de rebocadores é capaz de auxiliar 2 Panamax simultaneamente, o que traz um redução em seu tempo médio de espera. Os demais tempos de espera sofreram alterações pequenas que podem ser explicadas não só pela aleatoriedade da simulação, como também pelo fato de que a imobilização de 3 rebocadores, mesmo em uma frota de 6 rebocadores, impede as manobras de Suezmax e Capesizes.
Agora, serão feitas simulações aumentando o número de rebocadores até que o tempo de espera seja menor que 0,5 horas.
Frota com 8 rebocadores:
A frota com 8 rebocadores foi a frota que reduziu os tempos de espera dos rebocadores a valores mínimos. Os tempos de espera obtidos estão dispostos na tabela 26:
Tabela 26 - Tempo Médio de Espera (8 Rebocadores)
Navio T. Espera (1 manobra) T. Espera Total (Entrada +
Saída)
Panamax 0,14 horas 0,28 horas
Suezmax 0,20 horas 0,40 horas
Capesize 0,09 horas 0,18 horas
Este resultado também se mostra coerente com o esperado, já que neste caso, tem- se 2 conjuntos de 4 rebocadores, o que possibilitaria a manobra simultânea de capesizes e suezmax, inclusive dos 2 suezmax que chegam juntos ao porto (aliviador e exportador).
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Vale ressaltar que a sazonalidade das condições ambientais e da operacionalidade do porto foi desconsiderada neste trabalho por não provocarem diferenças significativas na média dos tempos de espera dos navios.
Claramente, esse cenário configura uma boa eficiência operacional para o porto. Contudo, como já dito, esta eficiência é acompanhada por elevados custos, o que se reflete nas tarifas de serviços de rebocagem e podem ocasionar uma perda de competitividade do porto, frente a outros portos da região. Além dos elevados custos, o investimento em um aumento da frota de rebocadores só valeria a pena se o tempo total de espera no porto pudesse ser reduzido, isto quer dizer que, de nada adianta ter uma frota de rebocadores pronta para auxiliar o navio se o mesmo tiver que esperar horas para conseguir um berço de atracação. Assim, para começar a analisar a viabilidade de um aumento de frota, é necessário realizar um estudo mais complexo, com informações mais acuradas sobre o porto, sua previsão de movimento de navios e sua infraestrutura.