Nave Auxiliare Si de Servitute

Cuprins

CAPITOLUL I – Generalități

1.1. Sistemul portuar din Romania

1.1.1. Portul Constanța. Scurtă descriere

Portul Constanta este localizat la intersectia rutelor comerciale care fac legatura intre pietele tarilor din Europa Centrala si de Est, care nu au iesire la mare, cu Zona Transcaucaziana, Asia Centrala si Orientul Indepartat. Este principalul port romanesc si se situeaza in topul primelor 10 porturi europene. Pozitia geografica favorabila si importanta Portului Constanta este pusa in evidenta de conexiunea cu doua Coridoare Pan-Europene de Transport: Coridorul VII – Dunarea (fluvial) si Coridorul IV (rutier si feroviar). In apropierea Portului Constanta sunt situate cele doua porturi satelit Midia si Mangalia, care fac parte din complexul portuar maritim romanesc aflat sub coordonarea Administratiei Porturilor Maritime SA Constanta.

Port maritim: Portul Constanta este situat pe coasta vestica a Marii Negre, la 179 nM de Stramtoarea Bosfor si la 85 nM de Bratul Sulina prin care Dunarea se varsa in mare. Acopera o suprafata totala de 3.926 ha din care 1.313 ha uscat si 2.613 ha apa. Cele doua diguri situate in partea de nord si in partea de sud, adapostesc portul creand conditiile de siguranta optima pentru activitatiile portuare. In prezent lungimea totala a Digului de Nord este de 8.344 m, iar cea a Digului de Sud de 5.560 m. Portul Constanta are o capacitate de operare anuala de peste 100 milioane tone, fiind deservit de 156 de dane, din care 140 sunt operationale.

Lungimea totala a cheiurilor este de 29,83 km, iar adancimile variaza intre 7 si 19 m Aceste caracteristici sunt comparabile cu cele oferite de catre cele mai importante porturi europene si internationale, permitand accesul tancurilor cu capacitatea de 165.000 dwt. si a vrachierelor cu capacitatea de 220.000 dwt.

Port fluvial: Portul Constanta este atat port maritim, cat si port fluvial. Facilitatile oferite de Portul Constanta, permit acostarea oricarui tip de nava fluviala. Legatura Portului Constanta cu Dunarea se realizeaza prin Canalul Dunare – Marea Neagra si reprezinta unul dintre principalele avantaje ale Portului Constanta.

Datorita costurilor reduse si volumelor importante de marfuri care pot fi transportate, Dunarea este unul dintre cele mai avantajoase moduri de transport, reprezentand o alternativa eficienta la transportul rutier si feroviar congestionat din Europa.

Cantitati semnificative de marfuri sunt transportate intre Portul Constanta si tarile Europei Centrale si de Est: Moldova, Bulgaria, Serbia, Austria, Slovacia si Germania. Pentru Portul Constanta traficul fluvial are o importanta deosebita, acesta reprezentand 19% din traficul total in anul 2007.

Dezvoltarea portului Constanța a fost realizată în patru mari etape:

Etapa I – care datează din 1897 când a început construcția portului după o concepție unitară, când s-au realizat digurile de protecție ale unei incinte de 199 ha, din care 135 ha teritorii, unde au fost construite cheuri verticale cu adâncimea de acostare de 8,28 m;

Etapa a II-a – ce s-a desfășurat în perioada 1908-1967, interval în care în incinta deja realizată au fost construite noi cheuri cu adâncimi de acostare de 9 și 10 m, ceea ce permite accesul navelor de până la 10.000 tdw.

Portul a fost sistematizat prin amenajarea sectoarelor de mărfuri generale, cereale, minereu și produse petroliere lichide. Capacitatea portului era de cca. 4,5 mil.t/an. A fost modernizat, de asemenea, și șantierul naval care a fost dotat cu docuri plutitoare;

Etapa a III-a – cuprinzând lucrările de extindere a portului vechi – a început în anul

1967 și s-a desfășurat până în anul 1973, realizând spre sud o nouă incintă de cca. 523 ha, din care 269 teritorii.

La noile dane ale portului cu adâncimi de acostare sporite, de 11,5-14 m, au acces cargouri de până la 35.000 tdw, mineraliere de până la 65.000 tdw și petroliere de până la 80.000 tdw.

În această etapă a fost realizat un port modern utilat, cuprinzând sectoare specializate pentru produse petroliere lichide, minereuri, cărbune, cereale, containere, laminate, produse chimice solide, mărfuri generale de platformă și magazii cu o capacitate totală de cca. 60 mil.t/an. În aceasta perioadă au fost realizate și două docuri pentru construcția și reparația navelor de până la 250.000 tdw;

Etapa a IV-a – reprezintă o consecință a necesitații asigurării de noi capacitați portuare pentru preluarea traficului de mărfuri în continuă creștere, transportate cu nave de mare tonaj ce nu au acces în portul existent.

În anul 1976 a început construcția unui nou port denumit Constanța Sud, cu suprafața totală de 2500 ha, amplasat imediat la sud, conceput pentru o etapă de largă perspectivă și care să poată primi în final nave de până la 250.000 tdw. Astfel acest complex portuar a devenit cel mai mare din bazinul Mării Negre și unul dintre porturile europene importante (figura 1.1).

Figura 1.1. – Portul Constanța

În prezent portul Constanța este constituit din două mari incinte: Constanța Nord, capabilă să opereze orice fel de marfă și Constanța Sud, care prin suprafețele mari create, va asigura noi facilitați. Principalele caracteristici ale portului sunt redate în următorul tabel:

Tabelul 1: Caracteristicile portului Constanța

Portul de Nord este complet operațional și cuprinde 12 bazine ale căror adâncimi variază între 7.0 și 13.5 metri, 15.5 km de cheu și 82 de dane. În Portul Vechi există terminale specializate pentru mărfuri lichide în vrac, mărfuri solide în vrac, containere, mărfuri generale, terminal RO-RO/ ferry.

Constanța Sud este parțial operațional, are 13 km de cheu, 25 de dane operaționale și capacități de operare pentru minereuri, cărbune, fosfați, petrol crud și produse petroliere, produse feroase, mărfuri generale.

Depozitarea mărfurilor se poate face atât în depozite, cât și pe platforme. Marea majoritate a traficului în această zonă portuara este RO-RO și ferry si mai nou containere. Constanța Sud este poziționat la intrarea pe Canalul Dunăre-Marea Neagră, care conform standardelor UE-ONU, este un canal navigabil interior din clasa „F”; are 64.4 km lungime și 90 metri, lățime.

Adâncimea canalului este de 7.0 metri, iar podurile care îl traversează sunt construite la o înaltime de 17 metri. De asemenea canalul este prevăzut cu două ecluze la Cernavodă și Agigea.

Pe canal pot naviga convoaie de câte 6 barje a 3.000 tone fiecare sau nave de până la 5.000 dwt. Pentru transbordari de marfă și pasageri pe parcursul canalului au fost construite trei porturi: Cernavodă, Medgidia și Basarabi. Constanța Sud este prevazut cu un bazin fluvial/maritim destinat transbordării mărfurilor din nave în barje și invers ce are o suprafață totală de 200,000 mp, o lungime a cheiurilor de 4,500 metri și adâncime de 7 metri.

Din totalul mărfurilor manipulate in port, 80% sunt mărfuri în bulk, din care jumătate mărfuri lichide, în special petrol crud și produse derivate, iar cealaltă jumătate mărfuri solide, cum ar fi: produse feroase, neferoase, cărbuni, fosfați, cereale.

În perioada actuală, portul Constanța reprezintă cel mai important port maritim al țării și principalul port din zona Mării Negre. El este integrat în lanțurile de transport internațional atât datorită avantajelor geografice pe care le prezintă, cât și eforturilor de modernizare. Astfel, portul Constanța are următoarele avantaje:

port multifuncțional cu facilitați moderne și adâncimi ale apei în bazinul portuar

suficiente pentru acostarea celor mai mari nave care trec prin Canalul Suez;

acces direct la țările Europei Centrale și de Est prin Coridorul Pan European VII;

centru de distribuție a containerelor către porturile din Marea Neagră;

conexiuni bune cu toate modalitățile de transport: cale ferată, rutier, fluvial, aerian și

conducte;

terminale Ro-Ro și Ferry Boat care asigură o legătură rapidă cu porturile Mării Negre și Mării Mediterane;

facilități moderne pentru navele de pasageri;

disponibilitatea suprafețelor pentru dezvoltări viitoare;

facilități vamale ca rezultat al declarării portului Constanța de Zona Liberă.

1.1.2. Principalii operatori și descrierea statistică a mărfurilor operate

Portul Constanța este un port maritim public-privat aflat în proprietatea statului român care asigură reglementarea și funcționarea lui prin sarcinile încredințate și îndeplinite de C.N. Administrația Porturilor Maritime S.A. Constanța (APM) și Autoritatea Navală Română (ANR), ambele instituții fiind subordonate Ministerului Transporturilor.

Serviciile pentru mărfuri și pentru nave în portul Constanța sunt realizate în principal de către companii private, într-un mediu competitiv în care se aplică principiile pieței libere.

Coordonarea traficului de nave maritime și fluviale, stabilirea ordinii de intrare / ieșire și a tranzitului navelor maritime și fluviale în portul Constanța, precum și alocarea danelor se realizează de către Comisia de coordonare a mișcării navelor maritime și fluviale în porturile maritime Constanța, Mangalia și Midia (CCMN), care își desfășoară activitatea în portul Constanța. Comisia se întrunește zilnic iar președinția și secretariatul sunt asigurate de CN APM SA Constanța care editează zilnic pe suport de hârtie și în format electronic Buletinul informativ al navelor maritime și fluviale ce conține date referitoare la identificarea navelor maritime și fluviale, date privind desfășurarea operațiunilor portuare precum și date de identificare a mărfurilor.

Autorizarea serviciilor publice portuare în portul Constanța este publică, transparentă, nediscriminatorie și obiectivă. ANR eliberează autorizații pentru serviciile publice de siguranță și pentru cele de o importanță deosebită pentru port: încărcare-descărcare, bunkeraj, aprovizionare nave.

Pentru autorizarea activităților care utilizează infrastructura portuară este necesară avizarea de către CN APM SA Constanța, iar pentru activitățile la care nu este necesara autorizarea ANR, CN APM SA Constanța acordă permise de lucru în port pe baza unei proceduri specifice.

Compania Naționala Administrația Porturilor Maritime SA Constanța (CN APM SA Constanța) s-a înființat prin Hotărârea Guvernului României nr. 517/1998, modificată și completată prin HG nr. 464/2003, prin reorganizarea fostei Regii Autonome Administrația Portului Constanța.

CN APM SA Constanța este o societate comercială pe acțiuni desemnată de Ministerul Transporturilor să desfășoare activități de interes public național în calitate de administrație portuară. Compania îndeplinește funcția de autoritate portuară în porturile maritime romanești Constanța, Midia si Mangalia și portul turistic Tomis.

Autoritatea Navală Română este organul tehnic de specialitate din subordinea Ministerului Lucrărilor Publice, Transporturilor și Locuinței prin care aceasta își exercită funcția de autoritate de stat în domeniul siguranței navigației. A.N.R. este o instituție publică cu personalitate juridica înființată prin fuziunea Inspectoratului Navigației Civile (INC) cu Regia Autonomă Registrul Naval Român. A.N.R. este organizată și funcționează potrivit prevederilor Ordonanței Guvernului nr. 42/1997 privind navigația, aprobată cu modificări și completări prin Legea nr. 412/2002.

Portul Constanța oferă o gamă largă de servicii utilizatorilor săi cum ar fi servicii de remorcaj, bunkeraj, pilotaj, legare-dezlegare nave, aprovizionare nave, agenturare nave etc., servicii oferite de o varietate de operatori.

De exemplu, serviciul de remorcaj este oferit de operatorii privați 2×1 Holding Cape Midia Shipyard, Coremar SRL Constanța etc.; serviciul de pilotaj este furnizat de operatorii Agigea Pilot, Pilot Service SA Constanța, Rompilot SRL Constanța, Shark Pilot Midia, Val Mar & Pilot SRL Constanța, Global Marketing Sistems Constanța etc.; serviciul de agenturare nave este oferit devWorld Container Services SRL Constanța, Trtanța, Transcanal SA Agigea, Tomis Ship Agency LTD Constanța, SOL Maritime Services SRL Constanța, Skippers Black Sea Corporation LTD Constanța, Seahorse Maritime LTD Constanța, Rom Kerman Shipping SRL Constanța, Romcontrol SA Constanța, Navlomar Maritime SRL Constanța etc.; serviciul de bunkeraj este oferit de următorii operatori privați: Unicom Bunkering etc.

În portul Constanța sunt operate diverse mărfuri care se prezintă la transport fie în vrac, ambalate sau în containere. Astfel, portul Constanța se situează în topul porturilor europene care operează vrac solid. Vracul solid este reprezentat în portul Constanța în principal de minereurile feroase si neferoase, cereale, cărbuni și cocs. Aceste mărfuri sunt operate în terminale specializate situate în vecinătatea bazinului fluvio-maritim, care pot opera atât nave maritime, cat si nave fluviale, cu transbord direct pe barje.

Principalele terminale de operare din portul Constanta sunt:

Terminalele de vrac lichid

Principalele mărfuri vrac lichid sunt reprezentate de petrol brut și produse petroliere.

Terminalul de produse petroliere poate opera tancuri cu capacități de până la 165.000 dwt, fiind echipat cu instalații specializate pentru încărcare și descărcare și având acces la rețeaua de conducte.

Există un terminal specializat pentru importul petrolului brut și benzinei, precum și pentru exportul de produse petroliere rafinate, produse derivate din petrol și alte produse chimice lichide. Oil Terminal și Rompetrol Logistics Sucursala Transport Constanța sunt cele mai importante companii de operare pentru acest tip de marfă.

În Portul Constanta exista un terminal specializat pentru importul petrolului brut și al produselor petroliere, precum și pentru exportul de produse petroliere rafinate, produse derivate din petrol și alte produse chimice lichide.

De asemenea, mărfurile vrac lichid pot fi transbordate pe barje către diferite destinații europene sau transportate prin conducte în hinterland. Rețeaua națională de conducte conectează portul cu principalele rafinarii din țară, asigurând un transport rapid și sigur. Terminalul de petrol este echipat cu cele mai moderne și eficiente facilități antipoluare și de stingere a incendiilor.

Terminalele de vrac solid

Portul Constanța se situează în topul porturilor europene care opereaza vrac solid. Vracul solid este reprezentat în Portul Constanța în principal de minereurile feroase și neferoase, cereale, cărbuni și cocs. Aceste mărfuri sunt operate în terminale specializate situate în vecinatatea bazinului fluvio-maritim, care pot opera atât nave maritime, cât și nave fluviale, cu transbord direct pe barje. Alte categorii de mărfuri vrac solid operate în Portul Constanța sunt: ciment, materialele de constructie, fosfat etc.

Cele două terminale specializate, care operează minereu, bauxită, cărbune și cocs cuprind 13 dane, cu adâncimi care ajung până la 19 m. Terminalele pot opera atât nave maritime cât și fluviale, cu o rată de descărcare de peste 45.000 to/24 ore (respectiv 2.000 tone/ora/fiecare pod) din nave maritime si o rată de încărcare în barje 2.000 tone/oră. Capacitatea de depozitare este de 4,7 milioane tone simultan, iar capacitatea de operare anuală este de peste 27 milioane tone.

Comvex și Minmetal sunt principalii operatori pentru acest tip de marfă.

Există un terminal specializat unde se operează: îngrășăminte, fosfat, uree, apatită și alte produse chimice. Terminalul are 10 dane cu adâncimi de până la 13,5 m unde se operează mărfuri vrac și mărfuri generale. Există capacități de depozitare de peste 100.000 tone, iar capacitatea de operare este de 4,2 milioane tone pe an. TTS Operator și Chimpex sunt principalele companii care operareză aceste categorii de mărfuri, dispunând de spatii adecvate dedicate operarii și depozitarii produselor chimice și îngrășămintelor, fosfatului vrac și ureei. Pot fi acomodate nave de peste 30.000 dwt, iar capacitatea totala de operare a fosfatului este de 30.000 tone.

Portul Constanța reprezintă un partener tradițional pentru țările din estul și centrul Europei cu producție agricolă mare pentru tranzitul mărfurilor spre alte destinații ale lumii. Există numeroase facilități pentru operarea și depozitarea cerealelor în Portul Constanța, care sunt deservite de 14 dane specializate, cu adâncimi între 7 și 13 m. Sunt operate atât nave fluviale cât și nave maritime tip Panamax.

Facilitatile de depozitare cuprind silozuri și magazii, care asigură o capacitate totală de depozitare de 350.000 tone simultan. De asemenea, nave maritime de mare capacitate, sunt operate la geamandură la o adâncime de 16 m, făcându-se transbord direct în și din nave fluviale. Cele mai importante companii de operare a cerealelor în Portul Constanța sunt TTS Operator, North Star Shipping, United Shipping Agency, Silotrans, Chimpex si Socep.

Există două terminale specializate care operează ciment vrac și în saci în Portul Constanța. Terminalele de ciment vrac sunt dotate cu instalații pentru însăcuire și depozite acoperite și pot fi operate 24 ore/zi. Transbordul cimentului vrac se poate realiza direct din barje în nave maritime cu ajutorul instalatiilor pneumatice plutitoare. Principalul operator care opereaza ciment în Portul Constanța este Sicim.

Terminalele de mărfuri generale

Din categoria mărfurilor generale, în Portul Constanța sunt operate: produse alimentare,

bauturi si tutun, celuloza si hartie, laminate, piese de schimb, ciment, produse chimice si ingrasaminte in saci, produse metalice precum si alte marfuri.

Produse chimice si ingrasaminte. Chimpex, Socep si Romtrans sunt principalii operatori pentru acest tip de marfa, care dispun de suprafete dedicate operarii si depozitarii produselor chimice in saci, ingrasamintelor, fosfatului si ureei.

Produse alimentare. Portul Constanta pune la dispozitie facilități competitive pentru depozitarea mărfurilor perisabile și containere frigorifice. Acestea pot fi depozitate în condiții adecvate în spații frigorifice și sunt de obicei operate de două companii de operare specializate: Frial și Romned Port Operator.

Cherestea și alte produse din lemn. Importante cantități de produse din lemn sunt operate de Decirom, Rotrac, Romtrans și Phoenix, acestea fiind depozitate in spatii adecvate in vederea exportului.

Produse metalice. Romtrans, Minmetal, Socep si Umex sunt unele dintre cele mai importante companii specializate care ofera servicii eficiente de operare a acestor mărfuri.

Terminal de barje nepropulsate și remorchere fluviale

Necesitatea realizării acestor terminale a fost determinată de prognozele privind creșterea traficului de mărfuri transportate cu barjele pe Canalul Dunăre – Marea Neagră, trafic prevăzut să atingă 17 milioane tone/an până în anul 2010.

Acest terminal de barje împreună cu terminalul de remorchere fluviale reprezintă o investiție ce are în vedere îmbunătățirea condițiilor de navigație și extinderea facilităților pentru acostarea unităților fluviale în partea de sud a portului Constanța.

Prin realizarea acestei investiții s-au creat noi fronturi de acostare, corespunzător traficului prognozat pentru 2010, pentru barje, slepuri, împingătoare și remorchere în zona fluvio-maritimă a portului Constanța. Finalizarea acestei investiții permite punerea la dispoziția utilizatorilor a unei capacități de acostare pentru cca. 10 milioane tone mărfuri.

Terminalul de barje a inclus realizarea a 1.200 metri de chei cu adâncimea de 7 metri pentru acostarea barjelor, precum și a 300 metri de chei cu adâncimea de 5 metri pentru împingătoare și remorchere fluviale.

Terminalul de barje nepropulsate se află în partea de est a canalului de legatură cu zona maritimo-fluvială iar terminalul de remorchere fluviale în partea de vest a canalului de legatură în zona de întrerupere a danelor 99 – 100.

Terminalul de barje nepropulsate este destinat cu prioritate acostării unităților fluviale cu marfă la bord și are tronsoane destinate acostării barjelor tanc, barjelor cu măfuri periculoase, barjelor cu mărfuri generale sau în vrac. Acostarea se efectuează cu prova sau pupa în chei în două linii. În terminalul de barje nepropulsate pot fi acostate un număr de cca 140-150 unități fluviale.

Terminalul de remorchere fluviale este destinat cu prioritate acostării împingătoarelor, remorcherelor fluviale și unităților fluviale autopropulsate și are tronsoane destinate acostării remorcherelor cu pavilion român, remorcherelor cu pavilion străin și unităților fluviale autopropulsate. Acostarea se efectuează cu prova sau pupa în chei în două linii. In terminalul de remorchere fluviale pot fi acostate un numar de cca 40 unități.

Cele mai noi obiective intrate în patrimoniul portului sunt terminalul de containere (2004) și terminalul de pasageri (2005).

Noul terminal de pasageri este amplasat în partea de nord a portului Constanța, fiind situat pe digul de nord, la dana de pasageri. Destinație a multor trasee de croazieră dunărene dar și maritime, portul Constanța oferă acum condițiile optime pentru acostarea navelor de croazieră fluviale care fac escală, precum și a navelor maritime de pasageri, adâncimile existente la noul terminal facilitând acest lucru.

Astfel, lungimea frontului de acostare existent este de 293 m iar adâncimea la cheu este de 13,5 m, asigurând acostarea unor nave mari, cu pescaje de pana la 10-11 m. Localizat foarte aproape de zona istorica a orașului Constanța și de portul turistic Tomis, noul terminal de pasageri are o capacitate de operare de 100.000 de pasageri pe an, fiind cea mai recenta investiție menită să sporească atractivitatea litoralului românesc.

În portul Constanța există patru terminale de containere, care sunt operate de către Constanța South Container Terminal, Socep, Umex și APM Terminals. Constanța South Container Terminal a fost inaugurat la finele anului 2004, și este operat de Dubai Ports World. Acesta permite acomodarea navelor portcontainer de tip Post-Panamax și a condus la stabilirea de noi recorduri privind ratele de operare a containerelor.

Astfel, la nivelul întregului port, traficul de containere a înregistrat noi recorduri în ultimii ani, iar traficul de tranzit a crescut la peste 50% din totalul containerelor operate, portul Constanța devenind un centru de distribuție a containerelor pentru regiunea Mării Negre.

1.1.3. Conexiunile Portului Constanța

Țările ce înconjoară România și, prin urmare, care afectează activitatea portului Constanța, pot fi clasificate în 3 grupuri:

– țările Europei Centrale și de Est care, la rândul lor, se împart în două grupuri: primul grup este alcătuit din Ungaria, Cehia, Slovacia și Polonia, iar al doilea din Bulgaria, Yugoslavia și Bosnia Herzegovina

– țările de pe Coasta Mării Negre : Ucraina, Federația Rusă, Georgia, Turcia și Bulgaria

– țările Caucaziene (Georgia, Azerbaijan, Armenia) și ale Asiei Centrale (Kazakhstan, Uzbekistan, Tajikistan, Turkmenistan, Republica Kyrgyz).

În noul port se află intrarea Canalului Dunare-Marea Neagră, ce face legătura între port și Dunăre la Cernavodă. Fluviul Dunărea face parte din canalul de navigație Rin-Main-Dunăre.

Există 4 moduri de transport conectate la port: feroviar, rutier, pe apă și pe conducte (transport fluide).

Transport pe cale ferată. Rețeaua de cale ferată din portul Constanța este în legătură excelentă cu rețele de căi ferate naționale și europene, portul Constanța reprezentând atât un punct de pornire cât și un punct final pentru Coridorul de Transport Pan European IV.

Serviciile permanente de cale ferată asigură transportul volumelor mari de mărfuri către cele mai importante zone economice din România și Europa de Est, de asemenea, portul Constanța reprezintă un important nod de transport al Coridorului TRACECA.

Fiecare terminal portuar are acces direct la sistemul de cale ferată, asigurându-se un transport sigur și eficient al mărfurilor. În fiecare zi trenuri-navetă asigură transportul rapid al containerelor către destinații naționale pentru livrarea la timp.

Lungimea totală de cale ferată în port ajunge la 300 km. Sistemul feroviar al portului este conectat cu sistemul național, iar capacitatea de trafic a fost substanțial mărită prin realizarea noilor poduri peste Dunăre la Cernavodă și Fetești.

Exista 4 stații de cale ferată: Constanța Port A (dana 1-24, ), Constanța Port B (dana 25-48), Constanța Port Mol (dana 49-78), Constanța Port Sud (dana 79-135).

Transport rutier. Cele 10 porți ale portului Constanța sunt bine conectate la rețeaua națională și europeană de șosele. Conexiunea cu Coridorul de Transport Pan-European IV (rutier și cale ferată orientat Est – Vest: Constanța-București-Budapesta-Bratislava-Praga-Berlin) și apropierea de Coridorul Pan European IX (rutier și feroviar, orientat Nord-Sud: Alexandroupolis-București-Chișinău-Kiev-Moscova-St.Petersburg) care trece prin București are o importanță strategică realizându-se astfel legătura între portul Constanța și țările fără acces la mare din Europa Centrală și de Est. Există o preocupare permanentă pentru îmbunătățirea rețelei portuare de șosele și pentru intensificarea traficului rutier în portul Constanța.

Mii de autocamioane beneficiază de facilitățile oferite de portul Constanța, asigurându-se un transport rapid și flexibil pentru toate tipurile de mărfuri în sistemul de transport "door to door". Lungimea totală a șoselelor în portul Constanța este de aproximativ 100 km. Sistemul rutier este, de asemenea, conectat cu rețeaua națională care traversează Dunărea în două zone: Cernavodă – Fetești și Giurgeni – Vadu Oii, precum și autostrada București-Constanța.

Transport prin conducte. În Romania se utilizează conducte pentru transport de țiței și gaz. Terminalul petrolier este alcătuit din 7 dane operative; danele permit acostarea navelor cu o capacitate până la 165.000 tdw; legătura dintre depozite și danele de acostare se realizează printr- o rețea de conducte subterane și supraterane de 15 km iar lungimea totală a conductelor este de 50 km. Portul Constanța este conectat la rețeaua națională de conducte, astfel asigurându-se legătura ideală cu principalele rafinării românești

Transport fluvial. Portul Constanța este conectat la Coridorul de Transport Pan-European VII – Dunărea care leagă cei doi poli comerciali europeni: Rotterdam și Constanța, creând o cale navigabilă interioară de la Marea Nordului până la Marea Neagră.

Lungimea acestei căi navigabile este de 2414 km de la Sulina, unde Dunărea se vărsa în Marea Neagră până la Kelheim, de unde continuă prin Canalul Main – Rin, traversând Europa până la Marea Nordului.

Pe teritoriul României lungimea căii navigabile este de 1075 km. Legătura portului Constanța cu Coridorul VII prin Canalul Dunăre – Marea Neagră creează o alternativă de transport cu 4000 km mai scurtă pentru mărfurile care vin din Orientul Îndepărtat și Australia prin Canalul Suez și au destinație Europa Centrală.

În conformitate cu standardele Uniunii Europene și ale Națiunilor Unite Canalul Dunăre – Marea Neagră este un canal de clasa VI și un canal fluvial de clasa "F". Canalul, care intră în administrația C.N. Administrația Canalelor Navigabile S.A., are o lungime de 64.4 km, lățimea de 90 m, adâncimea apei de 7 m și 17,5 m sub poduri.

Situat la 35.4 km de Dunăre, brațul de nord al Canalului Dunăre – Marea Neagră asigură legătura cu portul Midia prin doua ecluze la Ovidiu și Năvodari. Brațul de nord are o lungime de 27.5 km și o lățime de 45-50 m cu adâncimi minime ale apei de 5.5 m. Accesul facil spre Europa Centrală este asigurat de bunele condiții navigabile ale Dunării de Jos și numărul redus de ecluze (doar 4 ecluze) pe sectorul dintre Constanța și Budapesta.

1.2. Clasificarea navelor auxiliare

O posibilă clasificare a categoriilor de nave este dată de funcția principală a navei:

Nave civile

Nave de transport mărfuri – cargouri, nave tanc, vrachiere, Ro- Ro, port-containere, etc.

Nave de pasageri

Nave de pescuit

Nave de agrement

Submersibile

Platforme de foraj și extracție

Nave auxiliare/tehnice

Nave militare

În cazul navelor cu funcții mixte încadrarea lor se face după caracteristica dominantă.

În categoria “Nave auxiliare/ tehnice” sunt incluse nave sau instalații plutitoare civile, de suprafață, a căror funcție este alta decât transportul de mărfuri, transportul de pasageri, agrement sau activități legate de pescuit.

În nomenclatura internațională, acest tip de nave nu au dedicată o categorie aparte, fiind încadrate fie la categoria “non-cargo ships” fie la categoria “others”. Acest fapt are un caracter istoric, până recent navele tehnice – deși foarte diverse ca tip – reprezentau circa 5% din totalul navelor și ca atare nu s-a considerat necesar atribuirea unei categorii distincte. În ultima perioadă – în principal legată de exploatarea resurselor marine – această categorie de nave este din ce în ce mai largă și conține sub-categorii din ce in ce mai individualizate.

Clasificarea navelor auxiliare se poate face după:

zona de navigație – maritim, costier, ape interioare

existența unui sistem de propulsie propriu – propulsate sau nepropulsate

domeniul de activitate

Domeniile de activitate acoperite de navele auxiliare sunt extrem de diverse. În mod frecvent o navă destinată unui anumit scop principal are și funcții adiționale – ex: remorcher-spărgător de gheață- navă de stins incendiu- navă pentru acțiuni de depoluare, etc.

Totuși pe domenii de activitate, se pot enumera următoarele categorii și sub-categorii de nave:

remorchere – nave destinate remorcajului navelor nepropulsate și asistența la manevră a navelor propulsate

împingătoare – nave destinate împingerii convoaielor de barje sau altor unități nepropulsate

drăgi – nave destinate extragerii de material solid de pe fundul apei

nave de asistență și suport pentru susținerea navigației

pilotine

nave de servicii generale

nave de stins incendiu

nave pentru semnalizarea căilor navigabile

nave hidrografice

spărgătoare de gheață

nave de salvare

nave de depoluare

colectare deșeuri de la nave și/sau de la suprafața apei

stocare și prelucrare deșeuri

amplasare a barajelor plutitoare

decontaminare – împrăștiat dispersanți, spălare maluri

Nave de asistență subacvatică

nave pentru lucrări subacvatice

nave de asistență scafandri Nave de suport offshore

nave de prospecțiuni

nave de aprovizionare

nave de manevră ancore

nave pentru construcții subacvatice

Nave pentru instalare conducte și cabluri subacvatice

nave pentru stocare și producție

nave rapide de intervenție

Platforme tehnologice: unități – de regulă nepropulsate – destinate desfășurării de lucrări în zona acvatică sau la țărm

macarale plutitoare

transloadere

docuri plutitoare

barje semisubmersibile

pontoane de ranfluare

platforme de derocare și sonete

Structuri plutitoare: unități nepropulsate, costiere, destinate unor construcții plutitoare cu destinație civilă și industrială

pontoane de acostare

poduri de pontoane

uzine plutitoare

stații de combustibil, stații de pompare

aeroporturi, parcări, depozite, locuințe, spitale, bazine, etc.

Capitolul II – Remorchere

2.1. Descriere

Remorcherele sunt nave destinate manevrării altor nave sau unităților plutitoare prin tragere sau împingere. Ele sunt destinate operării în mare deschisă, rade și porturi, canale sau pe apele interioare. Pe lângă funcția principală de tragere, remorcherele sunt dotate cu instalații și echipamente care să permită îndeplinirea altor activități cum ar fi salvare, stins incendiu, depoluare, spargerea gheții, transport ocazional. Remorcherele sunt specializate pe diferite tipuri de operațiuni, fapt care conduce la caracteristici constructive și funcționale diferite.

Caracteristica principală a unui remorcher este puterea și, în directă corelație cu aceasta, tracțiunea la cârlig (bollard pull). Este uzuală identificarea categoriei unui remorcher nu prin puterea motoarelor de propulsie, ci prin TBP (Tones Bollard Pull). Ex. ASD Tug 60 TBP.

Pe lângă caracteristica de tracțiune, un remocher trebuie să îndeplinească și alte cerințe constructive în corelație cu funcționalitatea:

Manevrabilitatea;

tracțiunea în orice direcție;

stabilitatea la valuri, girație violentă, tracțiunea parâmei de remorcare și efectul monitoarelor;

protecția la eșuare;

vizibilitatea foarte bună din timonerie.

Elementele caracteristice ale unui remorcher sunt:

sistemul de propulsive;

instalația de remorcare;

sistemul de guvernare;

Acestora se adaugă sisteme opționale care diversifică funcționalitatea remorcherului.

Dintre acestea se pot aminti:

sisteme de depoluare: baraj antipoluant, skimmer, tanc colectare reziduuri, instalație de împrăștiere dispersanți, sisteme de spălare maluri, sisteme de colectare reziduuri solide de la suprafață, etc.;

sisteme de stins incendiu: monitoare, pompe, tanc de spumogen, sisteme de perdea de apă;

sisteme de încărcare – descărcare – transport: macara, spațiu liber pe punte, magazie, tancuri de cargo, etc.;

sisteme de asistență scafandri: pompe și rezervoare de aer, barocameră, submersibil ROV;

sisteme de asistență medicală: cabinet medical, echipamente medicale, sistem de scos om din apă, zona de ambarcare în elicopter, etc.;

sisteme de ranfluare: pompe de extracție, submersibil ROV, echipamente de detectare, etc.;

spărgător de gheață: formă specifică, corp întărit, propulsie adaptată navigației prin gheață, sisteme de degivrare, etc.

2.2. Tipuri de remorchere

Clasificare după zona de navigație:

nelimitată

costieră

ape interioare sau protejate

Diferențierea remorcherelor după zona de navigație este dată de adaptarea acestora la condițiile specifice de navigație, respectiv starea diferită a mării și îndepărtarea de țărm. Astfel la remorcherele cu zona de navigație nelimitată:

formele navei sunt adaptate navigației în valuri înalte – bord liber crescut, prova înălțată cu unul sau două nivele de teugă, raportul L/B crescut;

cerințele de stabilitate intactă și de avarie sunt mai severe;

deschiderile în corp și suprastructuri sunt cu grad înalt de etanșare, geamurile au un înalt grad de rezistența;

autonomia este mărită prin creșterea capacității de stocare combustibil, apă, provizii și reziduuri;

spațiile pentru echipaj sunt mari, adaptate voiajelor de lungă durată;

sistemele importante sunt cu grad înalt de redundanța;

Fig. 2.1. – Remorcher Fig. 2.2. – Remorcher costier

Clasificare după sistemul de propulsive:

linie de axe ST;

azimutal la pupa ASD;

tractor cicloidalVSP (Voith Schneider);

tractor azimutal ATT;

combinat.

Diferențierea remorcherelor după sistemul de propulsie este dată de tipul sistemului de propulsie utilizat.

Clasificare dupa sistemul de remorcaj:

la cârlig

pe vinci

carusel

Clasificare dupa destinația principal:

de linie

de manevră

salvator

de escortă

AH (anchor handling)

multifuncțional

Diferențierea remorcherelor după destinație este dată de principala utilizare pentru care a fost proiectată nava.

Remorcherele de linie sunt destinate remorcării pe distanțe lungi a unităților nepropulsate. Sunt utilizate la transportul barjelor maritime, platformelor marine, navelor rămase fără propulsie, navelor în construcție, etc.

Caracteristicile principale ale acestor remorchere sunt puterea suficientă pentru asigurarea vitezei necesare de remorcare, capacitatea de a naviga în condiții meteo severe, autonomia suficientă. Pentru a atenua deriva produsă de remorcă, aceste nave au dimensiuni laterale mari (lungime și pescaj) precum și suprafețe laterale (derivoare, cârme) dezvoltate care să mărească aria de derivă. Pentru a mări flexibilitatea acestor nave și exploatând puterile foarte mari instalate (până la 20000 kW cu forța de tracțiune de până la 300 TBP), aceste nave au și dotări specifice de remorcher salvator și/sau remorcher de escortă.

Remorcherele de manevră destinate remorcării și manevrării navelor în porturi, pe canale și ecluze, acolo unde capacitățile manevriere ale navelor remorcate nu sunt suficiente. Sunt utilizate la manevrele de ghidare, oprire, întoarcere și acostare ale navelor.

Caracteristicile principale ale acestor remorchere sunt puterea suficientă pentru controlul navei remorcate și capacități de manevră foarte bune. Sunt în general echipate cu sisteme de propulsie omnidirecționale (azimutale sau cicloidale) care permit realizarea forței de tragere fără a fi necesară alinierea remorcherului pe direcția de tragere. Instalația de remorcaj permite prinderea remorcii atât în pupa cât și în prova remorcherului.

Zona prova este ranforsată pentru a permite și împingerea cu prova a navei manevrate. Cele mai multe remorchere de manevră sunt dotate cu instalații auxiliare care le permit să efectueze și alte servicii în zonele portuare cum ar fi acțiuni de combaterea poluării, stins incendiu și escortă în apropierea portului. În unele cazuri, forma și amenajarea propulsiei au fost adaptate pentru funcția de spărgător de gheață ușor pentru zona portuară și pe ape interioare.

Remorcherele de salvare sunt destinate în principal salvării navelor aflate în dificultate (eșuate, rămase fără propulsie sau guvernare) și a echipajului acestor nave. În general remorcherele de linie (de mare putere și capabile să navige în orice condiții de mare) sunt utilizate și ca remorchere de salvare cu condiția dotării cu echipamente specifice (vezi BV Pt D, Ch 14, Sec 2, table 4).

Dintre acestea se pot aminti: pompe de drenaj mobile, pompe de incendiu, aparate de scufundări, măști de gaze, panouri de vitalitate, macarale de manevră, aparate de sudură și tăiere, cabluri, parâme, sisteme portabile de iluminat, etc. În plus, sunt necesare echipamente de salvare vieți umane și asistență medicală, zona de preluare în elicopter (nu neaparat aterizare a elicopterului), etc.

Remorcherele de escortă au apărut ca urmare a numeroaselor eșuari în zonele de coastă soldate cu catastrofe ecologice. Ca și consecință, pentru reducerea riscului acestui tip de accidente, au fost emise reglementări internaționale (Regulation 3-4 of SOLAS, Chapter II-1, Part A-I) și reguli naționale de navigație. Aceste reguli prevăd ca toate navele tanc de peste 20000 tdw să fie prevăzute cu sisteme de legare rapidă la remorcher în cazul pierderii propulsiei și / sau guvernării și să fie escortate de un remorcher specializat în zonele costiere și în vecinătatea porturilor.

Unele autorități portuare au extins cerința și asupra unor alte tipuri de nave. Ca urmare, a apărut obligativitatea prezenței în zonele de risc a unor nave specializate, remorcherele de escortă. Un remorcher de escortă trebuie să dispună de putere și calități manevriere suficiente astfel încât (conform USCG) să:

tracteze nava remorcată cu 4 nd în apa calmă sau să o țină staționară împotriva unui vânt de 45 nd;

să oprească nava remorcată de la viteza de 6 nd în aceeași distanță în care nava oprește cu mijloacele proprii;

să poată ține pe direcție nava remorcată când aceasta navigă cu 6 nd cu cârma blocată la 35°;

să poată întoarce nava remorcată la viteza de 6 nd pe același cerc de girație pe care nava îl realizează cu mijloace proprii.

Remorcherele de manevră ancore (anchor handling) sunt nave specifice industriei off-shore și sunt destinate poziționării și mutării ancorelor platformelor de foraj sau barjelor de amplasat conducte (pipe layer). Specifice acestor nave sunt: capacitatea de a lucra în mare agitată, forța mare de tracțiune, sistemele adiționale de manevrabilitate (bow și stern thrustere), sisteme de poziționare dinamică, vinciuri de manevră mari, rolă de pupa pentru cablurile (lanțurile) ancorelor, punte pupa deschisă cu spațiu liber de lucru și depozitare ancore.

În plus majoritatea navelor AH sunt prevăzute cu spații de depozitare pentru încărcături specifice platformelor de foraj (noroi, ciment, lanțuri, țevi, combustibil, apă, etc.), aceste nave purtând abrevierea de AHTS (Anchor Handling Tug Supplier). Alte particularități ale acestor nave sunt: timoneria cu comanda dublă, prova și pupa, vizibilitate bună asupra punții, sisteme anti-ruliu, sisteme de lansare-ridicare pe punte a ancorelor mari (tip A frame). Mai multe detalii se vor prezenta la capitolul dedicat navelor pentru operațiuni offshore.

Remorcherele multifuncționale îmbină calități nautice și dotări specifice mai multor funcții astfel încât să poată fi utilizate în diferite situații. Practic nici un remorcher nu este proiectat a fi dedicat exclusiv unei singure funcții. Cele mai frecvente combinații sunt: linie-salvator-escortă, manevră-depoluare-stins incendiu, AH-linie-salvator-stins incendiu.

2.3. Propulsia remorcherelor

Caracteristica principală a unui remorcher o reprezintă forța de tracțiune și direcția în care aceasta este dezvoltată. Pentru aceasta, sistemul de propulsie reprezintă elementul central în proiectarea unei astfel de nave. Cu unele excepții (remorchere salvator și remorchere de escortă) viteza de marș liber a navei nu reprezintă o cerință specifică. Uzual, viteza de marș liber a remorcherelor este de 10 .. 12 noduri. În cazul remorcherelor salvator și al remorcherelor de escortă, din necesitatea de a ajunge rapid în zona de intervenție, viteza se impune prin cerința de proiectare, de obicei în zona 15..17 noduri.

Se utilizează trei tipuri de sisteme de propulsie

linie de axe

propulsoare azimutale

VSP (Voith Schneider Propulsion)

Propulsoarele azimutale sau VSP pot orienta forța de propulsie în orice direcție (omnidirecționale) și nu necesită alte echipamente de guvernare.

Remorcherele dotate cu propulsoare omnidirecționale pot avea propulsoarele amplasate la pupa (stern drive) sau la mijloc-prova sub navă. Acest ultim tip de aranjament conduce la așa-numitele remorchere tractor.

Se utilizează următoarele abrevieri pentru tipurile de remorchere în funcție de configurația propulsiei:

ST – shaft tug – nava cu linie de axe

ASD – azimuth stern drive – navă cu propulsoare azimutale amplasate la pupa

VSP – nava cu propulsoare Voith Schneider (în cele mai multe cazuri sunt tip tractor tug)

ATT – azimuth tractor tug – navă cu propulsoare azimutale amplasate central:

Propulsia tip linie de axe asigură guvernarea navei prin sistemul clasic cu cârme. Forța de tracțiune este dezvoltată numai pe axa longitudinala a navei și numai spre înainte, tracțiunea laterală sau la mers înapoi fiind slabă. Cea mai frecventă utilizare a acestui sistem de propulsie se întâlnește la remorcherele de linie.

Propulsia tip ASD (azimutal la pupa) asigură o mai bună guvernare decât sistemul cu linie de axe și dezvoltarea forței de tracțiune maxime în orice direcție. Totuși, amplasamentul la pupa al propulsiei face ca guvernarea să se realizeze prin rotația navei ceea ce conduce la limitarea forței de tracțiune în direcție transversală. Acest tip de propulsie permite tracțiunea maximă atât spre înainte cât și spre înapoi ceea ce permite utilizarea navei la remorcarea cu pupa sau cu prova. Cea mai frecventă utilizare a acestui sistem de propulsie se întâlnește la remorcherele de manevră în port și radă.

Propulsia tip tractor, prin amplasarea propulsoarelor la mijlocul navei, permite dezvoltarea forței de propulsie maxime în orice direcție fără a mai fi necesară întoarcerea remorcherului, conferind astfel o mare flexibilitate în operare. Principală limitare a utilizării sistemului de tip tractor o constituie pescajul mare (5-8 m) dat de amplasarea propulsoarelor sub navă, ceea ce permite utilizarea numai în zone cu apă de adâncime mare. Cea mai frecventă utilizare a acestui sistem de propulsie se întâlnește la remorcherele de manevră (acolo unde adâncimea în port permite) și la remorcherele de escortă.

2.4. Instalația de remorcaj

Remorcajul se poate efectua în principal în trei moduri:

remorcaj peste pupa cu sistemul de remorcare pupa

remorcaj peste prova (nu la remorcherele ST) cu sistemul de remorcare prova

remorcaj “la ureche” cu legarea la babale

Instalația de remorcare prevăzută pe o navă care în simbolul de clasă conține notația “TUG” reprezintă ansamblul de echipamente și dotări care oferă acestei nave posibilitatea efectuării următoarelor operații:

remorcarea “în linie”; în acest caz echipamentele de remorcare se amplasează în jumătatea din pupa a navei;

operații de remorcare de escortă care se efectuează cu echipamentele de remorcare care se amplasează în zona prova a navei.

Remorcherele, de regulă, sunt dotate la prova cu echipament de remorcare (fore towing bollard) amplasat perpendicular pe PD, care dau posibilitatea acestei nave de a asista o navă sau o instalație plutitoare în cursul unor remorcaje sau manevre.

Componența unei instalații de remorcare este stabilită prin Specificația Tehnică a Navei și conține cerințele armatorului navei stabilite în funcție de operațiile pe care nava trebuie să le execute. Instalația poate conține :

parâme de remorcă;

vinciuri de remorcă;

cârlige de remorcă;

babale de remorcă (towing bollard sau towing bitt);

ghidaje / limitatori / pentru parâma de remorcă: gobeye, towing pins;

rulou de ghidare pupa (stern roller), specific navelor Supply/Tug.

Parâma de remorcă reprezintă un element de legătură elastic și rezistent între remorcher și nava remorcată. Parâmele de remorcă se realizează din cabluri din oțel sau parâme sintetice, iar cerințele privind caracteristicile materialelor din care se execută acestea sunt reglementate prin Regulile Societăților de Clasificare și care pot diferi de la o Societate de Clasificare la alta.

Regulile Societăților de Clasificare prevăd o serie de cerințe privind vinciurile de remorcă, ca de exemplu:

toba vinciului va fi decuplabilă față de axul de antrenare și va fi prevazută cu frână cu bandă, acționată pneumatic sau hidraulic și neaparat manuallocal, de pe vinci.

capacitatea de ținere a frânei tobei (brake holding load) considerată pe primul strat de înfășurare (primul de pe tobă) este de 0.8 x Fmin

comanda (controlul) vinciului se va realiza din timonerie și local

se va asigura posibilitate eliberării frânei tobei pentru orice condiții de lucru ale vinciului de remorcă, inclusiv în cazul defectării unității de acționare

se recomandă prevederea unui sistem de măsurare și indicare a forței în parâma de remorcă, cu citire locală și în timonerie

se va asigura înfășurarea corectă a parâmei pe tobă prin prevederea unui mecanism specific (depanator de cablu)

se va avea în vedere ca de regulă, ieșirea cablului de pe tobă spre pupa navei să se facă pe la partea inferioară a acesteia, pentru a nu dăuna stabilității navei și pentru a induce forțe mai mici în structura navei.

Cârlige de remorcă

construcția cârligului de remorcă și fixarea acestuia la navă vor asigura rotirea acestuia în plan vertical și orizontal;

cârligul de remorcă va fi prevăzut cu un sistem de declanșare rapidă (eliberare a parâmei) capabil să funcționeze în caz de urgență având cârligul sub sarcină. Dispozitivul de declanșare poate fi acționat mecanic, pneumatic sau hidraulic iar comanda acestuia va fi locală și din timonerie. Sistem de declanșare automată trebuie să funcționeze sub sarcină la cârlig și la o anumită înclinare transversală periculoasă pentru stabilitatea navei.

Babale de remorcă (towing bollard sau towing bitt)

O baba de remorcă este o construcție sudată, rezistentă, din corpuri tubulare, având forma de portal – “n” încastrată solid în corpul navei, care se amplasează între vinciul de remorcă și pupa navei, având ca rol menținerea (ghidarea) parâmei (parâmelor) de la vinciul de remorcă în interiorul portalului. Remorcherele care pot asista o altă navă în decursul remorcajului sau manevrelor sunt prevăzute cu o baba de remorcare și la prova, pentru care forța de lucru se consideră 0.9 x BP.

Ghidaje și limitatori pentru parâma de remorcă

Towing pins: Sunt elemente cilindrice verticale amplasate la pupa navei simetric față de PD, de ghidare/limitare a parâmei de remorcă. Au o construcție rezistentă, încastrată în corpul navei. Pot fi construcție fixă sau telescopică. Au rolul de a împiedica parâma de remorcă să devieze în lateral peste parapetul navei.

Gobeye: Este un element de ghidare robust, încastrat în corpul navei, executat fie din oțel rotund, fie turnat, ca o nară de ghidare – similară cu cele utilizate la legarea navelor. Acest ghidaj se amplasează în PD, rolul său fiind de a ghida prin el parâma de remorcă fixată la cârligul de remorcă.

Rola de pupa (Stern roller)

Este un element de ghidare specific navelor combinate Supply/tug care pot efectua atât operații de remorcare cât și operații de manevră ancore și cu lanțuri de ancoră din dotarea platformelor de foraj marin, sau a geamandurilor portuare. Constructiv, ruloul de ghidare pupa constă dintr-un cilindru din table sudate, cu diametrul între 1-4 m, cu axa orizontală, amplasat la pupa navei, având lagărele încastrate în corpul navei. Are rolul de a proteja pupa navei și de a facilita alunecarea parâmei de remorcă.

Curbe de remorca

Sunt elemente de protecție a personalului de pe navele remorcher, montate transversal pe navă și amplasate între cârligul de remorcă și pupa navei. Parâma de remorcă se sprijină pe aceste curbe de remorcă care sunt mai înalte decât parapetul navei. De asemenea, la extremitățile din borduri ale curbelor de remorcă se prevăd limitatori de parâmă care limitează unghiul în plan orizontal de manevră al parâmei de remorcă. De regulă curbele de remorcă sunt executate din țevi și sunt consolidate cu contraforți montați longitudinal.

2.5. Stabilitatea remorcherelor

Stabilitatea remorcherelor este o problemă care trebuie verificată cu atenție încă din stadiul inițial de proiectare. Investigarea stabilității nu trebuie făcută numai în condiții statice și în condiții de remorcaj normal ci și în condițiile specifice de exploatare când atât remorcherul cât și nava asistată sunt în mișcare – uneori în direcții diferite – în situația de remorcare cu prova sau în situația de escortă.

Stabilitatea remorcherelor este reglementată de trei categorii de reguli:

reguli generale de stabilitate aplicabile în funcție de zona de navigație (nelimitată, costieră, portuară);

reguli specifice de stabilitate aplicabile numai remorcherelor;

reguli locale specifice portului sau țării unde operează nava.

Pentru normele generale de stabilitate se aplică rezoluția IMO A749(18) unde sunt reglementate rezerva de stabilitate dinamică, înălțimea metacentrică, brațul maxim al stabilității statice, unghiul de maxim al diagramei de stabilitate statică și criteriul de vânt.

Normele de stabilitate specifice remorcherelor sunt diferite de la clasă la clasă, dar în principiu se referă la următoarele aspecte:

rezerva de stabilitate dinamică în raport cu amplasarea geometrică a elementelor de propulsie și remorcaj precum și funcție de forța de tracțiune a remorcherului;

stabilitatea sub acțiunea smuciturii din parâma de remorcare (când aceasta se întinde brusc) sau la ruperea parâmei de remorcare;

stabilitatea remorcherului în acțiuni speciale – tunurile de apă în sens transversal, thrusterele în acțiune laterală, ridicarea ancorelor pe rolă de pupa, etc. ;

CAPITOLUL III – Împingătoare

3.1. Descriere

Împingătoarele sunt nave destinate deplasării prin împingere a convoaielor sau unităților de transport marfă nepropulsate (barje) sau manevrării prin împingere a altor nave sau unități plutitoare. Ele sunt destinate operării în principal pe căi navigabile interioare sau în zone maritime protejate.

O categorie mai puțin răspândită o constituie împingătoarele destinate pentru operații maritime în ape costiere. Caracteristica principală prin care se identifică un împingător este puterea instalată. Ex. Împingător 2×1200 CP. Puterile instalate pot varia de la 400 CP la 10000 CP.

Împingătorul este un tip de navă recent apărut (a doua jumătate a sec. XX) și a cunoscut o largă răspândire datorită capabilității de a transporta convoaie mari în condițiile specifice ale apelor interioare – lățime limitată, traseu sinuos, curent. În aceste condiții, convoiul împins este mai avantajos față de convoiul remorcat.

La deplasarea prin remorcare, unitățile nepropulsate (șlepurile) sunt înșirate una câte una în lungul convoiului și legate între ele și de remorcher prin parâma de remorcă. Aceasta conduce la un convoi foarte lung și dificil de manevrat în condițiile apelor interioare. Din condiții de manevrabilitate fiecare șlep trebuie dotat cu instalație proprie de guvernare și cu echipaj propriu. În plus, oprirea convoiului, în special la marș în aval este problematică.

În cazul convoaielor împinse, împingătorul este amplasat la pupa convoiului iar barjele și împingătorul sunt legate fix între ele formând un corp comun. În acest fel, întreg convoiul se comportă ca o singură navă.

Unitățile nepropulsate sunt fără echipaj și fără instalații speciale exceptând sistemele de ancorare și manevră-legare.

Pe lângă sistemul de propulsie, caracteristic unui împingător sunt:

capacitatea sporită a sistemului de guvernare

aranjamentul prova specific sistemului de împingere

sistemele de legare convoi

formele pupa particulare

sistemul de ancorare

timoneria telescopică

Datorită faptului că sunt specifice apelor interioare, au și o serie de caracteristici specifice, precum:

adâncimea mică a apei – impune nave cu pescaj mic, adaptate navigației în ape puțin adânci și rezistente la eșuare;

înălțimea limitată deasupra apei determinată de poduri – impune limitarea pe înălțime a navei, dotarea cu sisteme demontabile sau retractabile precum și posibilitatea de balastare, toate acestea de natură să reducă gabaritul aerian;

lățimea limitată determinată în principal de ecluze – impune dimensionarea navei și a convoiului în funcție de lățimile disponibile (ex. pe Dunărea de Jos 23 m, pe Dunărea de sus 12-14 m, pe unele canale din Europa;

lungimea limitată a convoiului impusă de ecluze și de raza coturilor.

Elemente constructive și de amenajări specifice:

sistemul de propulsie cu două motoare, transmisie cu linie de axe, elici în duză;

formele pupa cu semi-tunele pentru mărirea diametrului elicelor, forma prova tip sanie specifică navigației în ape de mică adâncime, forma V a fundului pentru prevenirea ventuzei în cazul eșuării;

elementele specifice sistemului de împingere – tampoane, babale de cuplare convoi, vinciuri de legare;

timoneria telescopică pentru trei nivele de gabarit aerian – înalt în cazul transportului de convoi cu containere, normal pentru majoritatea podurilor, jos pentru podurile de excepție;

elementele detașabile / rabatabile în cazul podurilor foarte joase: scara de acces timonerie, balustrăzi tampoane, bastonul pupa;

amplasarea la pupa a sistemului de ancorare;

sistemul de guvernare cu 4 cârme;

configurația convoiului cu una, două sau 4 barje

3.2. Tipuri de împingătoare

Clasificare dupa destinație

împingător de linie;

împingător de manevră.

Împingătoarele de linie sunt destinate deplasării convoaielor pe distanțe lungi. Caracteristicile principale ale acestor remorchere sunt puterea suficientă pentru asigurarea vitezei necesare de deplasare în raport cu dimensiunea convoiului, capacitatea de a naviga în condiții de curent advers, autonomia suficientă.

Împingătoarele de manevră sunt destinate manevrării barjelor în vederea formării și dezmembrării convoaielor, asistenței împingătoarelor de linie la manevrele de oprire și întoarcere a convoiului, precum și deplasării pe distanțe scurte a convoaielor de mici dimensiuni.

Diferențierea împingătoarelor după destinație este dată de următoarele caracteristici:

dimensiunile navei

puterea instalată

condițiile de proiectare ale propulsiei

autonomia

sistemul de cuplare convoi

capacitatea de guvernare

Clasificare după zona de operare:

ape interioare și bazine portuare

maritim costiere

Diferențierea împingătoarelor după zona de operare este dată de formele navei și de configurația sistemului de cuplare.

Clasificare după sistemul de propulsie:

linie de axe

propulsoare azimutale

3.3. Propulsia împingătoarelor

Puterea de propulsie este corelată cu dimensiunea și deplasamentul convoiului maxim pentru care este proiectat împingătorul. Puterea instalată trebuie să asigure viteza minimă de deplasare a convoiului împotriva curentului. Această viteză minimă depinde de reglementările naționale (5 km/h pe unele sectoare de pe Dunăre).

Viteza curentului este determinată de condițiile locale ale căii navigabile. Pentru Dunăre se va considera viteza curentului ca fiind de 6 km/h. Pe de altă parte, viteza minimă a convoiului in apă stătătoare trebuie sa fie minum 13 km.h.

Viteza de deplasare a împingătorului fără convoi nu are semnificație practică și nu este impusă de tema de proiectare. Tot în cadrul reglementărilor locale intră și puterea minimă a împingătorului în raport cu deplasamentul convoiului. Ca exemplu, pe Canalul Dunăre – Marea Neagră deplasamentul convoiului nu va depăși 6.5 t/CP, iar pe sectoarele inferioare si superioare ale Dunării valoarea admisă este de 8 t/CP, respectiv 4.5 t/CP.

Sisteme de propulsie:

Se utilizează două sisteme de propulsie

linie de axe

propulsoare azimutale

Propulsoarele azimutale pot orienta forța de propulsie în orice direcție (omnidirecționale) și nu necesită alte echipamente de guvernare.

Elicea: se utilizează exclusiv elice cu pas fix.

Pescajul este impus de limitările de navigație. Pentru împingătoarele destinate a naviga în zone cu adâncime mică, pescajul este de 1.0 – 1.6 m. În cazul în care restricțiile de adâncime nu sunt severe, pescajul este cuprins între 1.6 si 2.4 m

Prova împingătoarelor are forme specifice caraterizate prin:

datorită raportului B/T mare, formele prova sunt proiectate pentru curgerea pe longitudinale și nu pe linii de apă rezultând forma de tip “lingură” sau ”sanie” care să favorizeze aducțiunea valului de prova sub navă

puntea evazată pentru a asigura spațiul necesar elementelor de cuplare convoi; în unele cazuri pentru mărirea suprafeței punții se prevede crinolina

curbura transversală a punții este redusă, iar pentru scurgerea apei se prevede o selatură prova moderată

extremitatea prova la nivelul punții este rotunjită cu raza mare pentru a nu crea puncte de concentrare la împingere

Instalația de ancorare

Datorită aranjamentului specific al unui convoi împins, amplasarea elementelor instalației de ancorare este specifică și anume ancorarea la împingător în pupa navei, iar la barje în prova

Pentru evitarea problemelor de compunere a convoiului, oricare barjă care intră în compunerea unui convoi trebuie să asigure ancorarea acestuia în situația navigației convoiului în amonte.

Componența echipamentului de ancorare:

ancore;

lanțuri sau cabluri de ancoră;

vinciuri de ancoră;

stope de lanț;

nări de ancoră;

nări de lanț;

Sistemul de guvernare:

Pentru a realiza performanțele de manevrabilitate necesare navigației în convoi, împingătoarele sunt prevăzute cu un sistem de guvernare specific. Sistemul de guvernare este compus din :

sursa de putere; din considerente de redundanță, se prevăd trei surse, două unități electro-hidraulice independente și o unitate hidraulică acționată de motorul principal;

sistemul de acționare al cârmelor format din cilindri hidraulici, mecanismul patrulater, stopele și bara de egalizare;

arborii și lagărele de cârmă;

cârmele;

sistemele de comandă și control.

Cârmele sunt amplasate câte două de o parte și de alta a elicei astfel încât să formeze un tunel care să dirijeze jetul elicei realizând astfel atât guvernarea pasivă prin forța portantă ce apare pe cârme cât și activă prin devierea jetului produs de elice. Pentru creșterea eficienței hidrodinamice a cârmelor, profilul acestora este asimetric iar unghiurile de bandare sunt diferite pentru cârmele de la interior și cele de la exterior.

3.4. Împingătoare maritime

Spre deosebire de împingătoarele fluviale adaptate navigației în ape interioare, împingătoarele maritime trebuie să facă față condițiilor specifice navigației în valuri și fără limitări semnificative de adâncime.

Atât forma împingătoarelor fluviale cât și sistemul de legare a convoiului sunt improprii utilizării pe mare. Din aceste motive, împingătoarele maritime sunt în fapt nave de tip remorcher adaptate la navigația prin împingere a navelor nepropulsate.

Formele, dimensiunile și aranjamentul propulsiei sunt similare remorcherelor, deosebirea constă în aranjamentul prova și în configurația specială a sistemului de cuplare.

În loc de tampoane se utilizează un sistem de cuplare de tip articulat care este capabil să preia mișcările relative ale împingătorului și convoiului, mișcări induse de oscilația pe valuri a celor două entități. În cazul în care acest sistem ar fi rigid, forțele foarte mari în legături ar conduce la dimensiuni neraționale ale sistemului de cuplare.

Fig. 3.4. – Convoi maritim (st) și detaliu sistem de cuplare cu patină (dr)

CAPITOLUL IV – Nave de asistență și suport

Navele de asistență și suport sunt nave destinate desfășurării unor operații specifice și limitate de susținere a activității portuare, de lucrări offshore și pe căile navigabile. În general aceste nave sunt de dimensiuni mici și medii, adaptate și echipate pentru funcții specifice.

Dintre aceste nave se pot enumera:

Nave pentru asistența portuară:

Pilotine

Nave de servicii generale (workboat, mooring boat)

Nave de stins incendiu Nave de asistență subacvatică

Nave pentru lucrări subacvatice

Nave de asistență scafandri

Nave pentru semnalizarea căilor navigabile:

Nave de manevra mijloacelor de semnalizare

Nave far

Nave de cercetări hidrografice Nave de depoluare:

Nave bază și uzine de tratare

Nave de intervenție Spărgătoare de gheață

În mod frecvent se construiesc nave care să acopere o gamă mai largă de funcții combinate atât între cele enumerate mai sus cât și împreună cu funcții caracteristice remorcherelor.

Pe de altă parte majoritatea remorcherelor au echiparea specifică pentru a primi clasa de navă de stins incendiu, pot fi dotate cu macarale de bord care să le permită asistența limitată a unor lucrări subacvatice și manevra mijloacelor de semnalizare.

În același timp, navele de suport offshore sunt echipate cu sisteme puternice de luptă contra incendiului (chiar până la FiFi III) și în același timp au echipamentele și dotările necesare care să le permită efectuarea de lucrări subacvatice și să acorde asistență echipelor de scafandri.

4.1. Pilotine

Pilotinele sunt nave destinate transportului piloților la bordul navelor aflate în radă sau în marș înainte de intrarea în zona de pilotaj. Se utilizează și pentru transportul la și de la navă al altor autorități (vama, poliție de frontieră) sau chiar membri din echipaj.

Pilotinele sunt utilizate atăt în zone maritim costiere cât și în zona apelor interioare.

Caracteristic unei pilotine sunt (fig. 4.1):

numărul mic de persoane transportate (1 .. 6), lungime mică (6..15) m, viteza de deplasare medie sau mare (15 .. 35 nd);

comportarea bună în mare agitată, stabilitate bună și grad ridicat de etanșeitate, măsurile de protecție la acostare – brâuri, baloane – care să permită acostarea la nave în condiții de mare agitată;

semnalizarea specifică (lumini, drapel H), culorile tipice vizibile;

dotări care să permită urcarea / coborârea pesonalului de pe pilotină pe navă, ținând cont de diferența mare de dimensiuni între pilotină și nava asistată, echipamente de navigație și comunicații performante;

Fig. 4.1. – Pilotina fluvială (st) și maritimă (dr)

O categorie aparte o constituie navele bază pentru piloți, respectiv nave de mai mari dimensiuni destinate staționării îndelungate în zonele de așteptare. Se utilizează atunci când portul este îndepărtat de locul de preluare al navelor. Aceste nave bază sunt dotate cu spații de cazare pe timp îndelungat, cu bărci de mici dimensiuni pentru deplasarea pilotului la navă și cu sisteme antiruliu care să diminueze mișcările oscilatorii ale navei.

4.2. Nave de servicii generale

Navele de servicii generale sunt destinate utilizării la activități conexe în zonele portuare atunci când nu sunt disponibile nave specializate sau utilizarea acestora nu se justifică. Dintre aceste activități se pot aminti:

transport ocazional de persoane (nu în regim de navă de pasageri);

asistența la manevră de acostare (mooring);asistență lucrări subacvatice;

remorcaj de mică putere;

pilotaj;

transport ocazional de materiale și echipamente.

Fig. 4.2. – Microtug (st); Mooring boat (dr și foto)

Caracteristicile acestui tip de navă sunt dictate de funcțiile pentru care au fost construite și de specificul zonei de operare, respectiv zone portuare aglomerate. Rezultă astfel:

nave de mici dimensiuni, 7 .. 20 m

viteza mica, 8 .. 12 nd și putere limitată, 150 .. 400 CP

foarte bune calități de manevrabilitate

amenajări reduse pentru operare de scurtă durată

construcție robustă cu brâuri de protecție și etrava întărită pentru împingere

protecția sub apă împotriva eșuarii și deasupra apei împotriva agățării parâmelor de acostare

dotarea cu sisteme de legare-remorcare, etc.

4.3. Nave de stins incendiu

Navele de stins incendiu sunt destinate luptei împotriva incendiilor la nave, platforme, instalații portuare, etc. Agentul de stingere al incendiului este în principal apa. Se mai utilizează adițional spumă pentru stingerea incendiilor întreținute de produse petroliere. Adițional, pe lângă stingerea incendiului, aceste nave trebuie să asigure și salvarea persoanelor prinse în zona de incendiu.

Navele de stins incendiu se pot grupa în 4 categorii:

Fire Fighter I – nave implicate în general în stadiile incipiente ale incendiului sau în incendii de mai mică amploare și în operații de salvare a persoanelor din zona de incendiu. Nava de clasa FiFi I este prevăzută cu protecții active și pasive împotriva radiației termice fapt care le permite să acționeze în vecinatatea imediată a incendiului.

Fire Fighter II – nave implicate în lupta de lungă durată cu incendii mari utilizate la stingerea incendiului sau la răcirea structurilor incendiate. Acționează de la o distanță sigură care nu pune nava în pericol.

Fire Fighter III – nave cu aceeași destinație ca și FiFi II dar cu o capacitate de pompare mai mare și cu echipamente mai puternice

Dacă o navă FiFi II sau III este dotată și cu sisteme de protecție contra căldurii emanate de incendiu și cu sisteme de salvare persoane pot primi clasificare combinată FiFi I + II (III)

Nava cu capabilități Fire Fighting – nava prevăzută cu instalații și sisteme de luptă împotriva incendiului dar acestea nu îndeplinesc caracteristicile de performanță necesare clasificării în clasa I, II sau III.

Fig. 4.3.1. – Navă de stins incendiu

Pentru ca o navă sa fie clasificată FiFi ea trebuie să:

aibă dotările necesare (pompe, monitoare, sisteme de comandă) cu performanțele cerute

să fie capabilă să-și mențină poziția atunci când monitoarele sunt în funcțiune

să aiba protecție pasivă și activă la radiația termică degajată de incendiu

să transporte suficient combustibil pentru acțiune continuă de minim 24 ore (FiFi I) sau 96 ore (FiFi II sau III)

să aiba stocată cantitatea de spumă necesară pentru cel putin 30 minute acțiune continuă (FiFi II sau III)

procedurile de acțiune și nivelul de instruire a personalului să fie certificate

Pompele de incendiu sunt acționate de motoare independente, termice sau electrice. În unele cazuri pompele pot fi acționate de motoarele principale, caz în care se utilizează elice cu pas reglabil pentru a permite balansarea puterii între propulsie și sistemul FiFi .

Monitoarele de apă:

Numărul minim de monitoare de apă este: FiFi I, 2 monitoare

FiFi II 2-4 monitoare

FiFi III 3-4 monitoare

Amplasarea monitoarelor permit rotația orizontală a acestora pe un sector de minim 90° din care minim 30° peste PD, astfel încât în acest sector jetul de apă nu va fi obstrucționat de elementele constructive ale navei. De asemenea, toate monitoarele acționează în lungul navei. Raza de acțiune a jetului de apă din monitoare este de cel puțin:

FiFi I lungime 120 m, înălțime 45-50 m

FiFi II și III lungime 150-180 m, înălțime 70-90 m

Comanda și controlul monitoarelor se face de la distanță dintr-o cameră de comandă protejată și cu bună vizibilitate. Ca măsuri de redundanță, sistemul de control de la distanță este dublat și în plus este prevăzut și un sistem local de control. Se prevede și un sistem de oprire de urgență a monitoarelor ca protecție împotriva acțiunii necontrolate și periculoase a jeturilor de apă.

Monitoarele de spumă:

La navele cu clasa FiFi III există minim 2 monitoare de spumă cu capacitate de 300 m3/h. Lungimea jetului de spumă este de minim 50 m.

Fig.4.3.2. Amplasarea și zona de acțiune a monitoarelor

În plus față de cele din dotarea instalației de stins incendiu proprie, acestea mai sunt prevăzute cu:

La navele cu clasa FiFi, pe punte se prevăd hidranți cu număr minim de conexiuni în fiecare bord pentru furtune: 4 la FiFi I, 6 la FiFi II, 8 la FiFi III

Furtune 50 mm (8-12-16) x15 m și ciocuri de barza 16 mm (4-6-8)

Pompe independente sau pompele de la monitoare dar cu capacitate mărită

Generator de spumă portabil (FiFi II și III)

Echipamente pentru pompieri:

Navele cu clasa FiFi sunt echipate cu costume și echipamente speciale pentru pompieri, 4-6-8 costume speciale, rezistente termic și dotate cu aparate de respirat și butelii de rezerva. Aceste costume și echipamente sunt depozitate în locații separate dotate cu sisteme de ventilatie și compresoare de aer.

Protecția navei împotriva radiației termice degajate de incendiu:

Navele cu clasa FiFi I (și opțional pentru celelalte categorii) sunt prevăzute cu sisteme de protecție împotriva căldurii radiate de incendiu. Aceste sisteme sunt de două categorii:

pasive: construcția din oțel a corpului, suprastructurilor, ușilor și capacelor, platformelor și țevilor expuse. Ușile și ferestrele vor fi clasa A0

active: nava este prevăzută cu un sistem permanent de stropire cu apă. Acest sistem este format din duze și sprinklere care creează o perdea de apă pe toate suprafețele verticale ale corpului și suprastructurilor. Sistemul acționează și asupra monitoarelor, plutelor și bărcilor de salvare și a altor echipamente esențiale. Sistemul nu trebuie să obstrucționeze vizibilitatea din timonerie sau de la postul de comandă al monitoarelor. Capacitatea sistemului trebuie să fie de minim 10 l /min / m2 de suprafață protejată.

Manevrabilitatea navelor de stins incendiu

Navele de stins incendiu au un sistem de propulsie și thrustere laterale (prova și pupa) astfel încât să asigure o suficientă manevrabilitate în timpul operațiilor de stins incendiu. Aceste sisteme țin nava fixă în orice situație sub acțiunea combinată a jeturilor de apă în cea mai defavorabilă direcție și utilizând nu mai mult de 80% din puterea disponibilă.

Stabilitatea navelor de stins incendiu

În plus față de cerințele generale de stabilitate, navele de stins incendiu trebuie să aibă o stabilitate suficientă sub acțiunea momentului de înclinare produs de jeturile de apă la debit maxim și acționând în direcția cea mai nefavorabilă, împreună cu momentul dat de tracțiunea transversală a thrusterelor. Sub acțiunea combinată a acestor două momente nava nu trebuie să se încline mai mult de jumătate din unghiul de maxim al diagramei de stabilitate.

4.4. Nave pentru lucrări subacvatice

Navele pentru lucrări subacvatice sunt destinate operațiunilor de lansare, poziționare, manevră și ridicare a obiectelor amplasate sub apă. Sunt utilizate la construcția digurilor, amplasarea de conducte și cabluri sub apă, poziționarea și extragerea geamandurilor, pregătirea fundului apei pentru amplasare și construcția fundațiilor subacvatice (poduri, insule, mori de vant, etc.), ranfluare de epave, etc.

Pentru realizarea scopului, aceste nave sunt dotate cu instalații și echipamente specifice (fig. 4.4):

sistem de poziționare care să fixeze nava deasupra zonei de lucru; se realizează cu ajutorul pilonilor culisanți (acolo unde adâncimea este mică), cu ajutorul ancorelor (de regulă patru ancore, câte una în fiecare colț) sau cu ajutorul thrusterelor (poziționare dinamică);

macarale de bord pentru manevra greutăților;

– vinciuri de manevră a greutăților cu sistem de direcționare a cablurilor și role de bordaj;

sisteme de sondare și ridicare topografică a fundului apei;

punte liberă pentru depozitarea materialelor;

spații de cazare pentru personalul tehnic suplimentar;

submersibil ROV pentru inspecția fundului apei.

Fig. 4.4. – Nave simple pentru lucrări subacvatice

În funcție de complexitatea și specificitatea lucrărilor subacvatice, navele pot la rândul lor să fie mai simple sau mai complexe, mai dedicate sau cu funcții mai generale. Particularitățile de construcție ale acestor nave sunt:

formele sunt simple tehnologic, de regulă de tip ponton, fără a se acorda atenție performanțelor hidrodinamice

structura este robustă, rezistența la condiții grele de exploatare

puntea este întărită, iar bordajele protejate cu brâuri rezistente

amplasarea echipamentelor pe punte este condiționată de fluxul tehnologic specific. Pot fi nave propulsate sau nepropulsate; în cazul navelor propulsate, pe lânga propulsoare acestea sunt dotate cu thrustere care să asigure o poziționare la “punct fix”. În cazul navelor nepropulsate, acestea sunt dotate cu instalații de manevră legare care să faciliteze deplasarea și asistența remorcherelor.

4.5. Nave de asistență scafandri

Navele de asistență a scafandrilor sunt utilizate atât ca navă bază pentru scafandri cât și ca nava de sprijin a activității scafandrilor aflați în imersiune. Dotările specifice ale acestui tip de navă constau în:

echipamente și facilităti de cazare la bord a echipei de scafandri;

sisteme de asistență a scafandrilor în timpul scufundărilor;

sisteme de hidrolocație și cercetare a zonei subacvative,

submersibile, de regulă de tip ROV (Remote Operated Vehicle);

sistem de poziționare a navei deasupra zonei de scufundări.

Fig. 4.5. Nava asistență scafandrii (st.) barocameră (dr)

Echipamente și facilități de cazare la bord a echipei de scafandri constau în cabine special destinate scafandrilor și echipei de asistență, sală de antrenament, cabinet medical cu dotări specifice pentru scafandri, sala de echipare/dezechipare și decontaminare a scafandrilor, spații pentru depozitarea echipamentelor specifice, spații de lucru pe puntea deschisă.

Echipamentele specifice activității scafandrilor și care sunt prezente pe navele de asistență scafandri sunt:

camere de decompresiune (barocamera);

clopote de scufundare, coșuri de scufundare / recuperare;

butelii de gaz, compresoare, mixere de gaz, sisteme de analiză a gazului, sistem de alimentare cu gaze de respirat, furtune, cordoane ombilicale;

sisteme de încălzire;

sisteme de prevenire și stingere a incendiului;

sisteme de comandă, automatizare și comunicații;

sisteme de lansare, recuperare și transfer;

sistem hiperbaric de evacuare;

Camerele de decompresiune (barocamere) sunt incinte presurizate în care scafandrii rămân o perioadă de timp după terminarea scufundărilor la mare adâncime. Această staționare este necesară pentru a evita efectul de intoxicare cu azot datorat decompresiei bruște.

Barocamera este o incinta cu variație de presiune controlată în funcție de regimul de decompresie stabilit. Ea este prevăzută cu urmatoarele facilităti:

protecție împotriva variațiilor necontrolate de presiune;

ecluza (sas) de intrare / ieșire pentru minimum două persoane simultan fără a modifica presiunea din interior;

spațiu suficient în interior pentru a permite mișcarea (inclusiv statul în picioare) a minimum doi scafandri;

sisteme de menținere a vieții – atmosfera controlată, hrana, apa, medicamente, toaleta, duș, etc. pentru toți ocupanții pe o perioadă de minim 72 de ore;

ferestre astfel încât orice spațiu interior să poata fi observat din exterior;

Clopotele de scufundare se constituie ca o baza temporară imersată pentru scafandri. Sunt utilizate și pentru protecția scafandrilor și transportul echipamentului pe timpul scufundării și recuperării. La partea superioară au o cameră de aer (sau amestec de gaze) și sunt dotate cu un minim de echipament – butelii de rezervă, platformă de odihnă, sistem de încălzire, echipament de salvare de urgență, sistem de control a scufundării, sistem de comunicații, etc.

Coșurile de scufundare sunt o formă simplificată a clopotelor de scufundare și nu au cameră de aer.

Echipamentul de lansare / recuperare constă în macarale, A-frame, vinciuri, cabestane, platforme mobile, etc. cu ajutorul cărora se lansează / recuperează scafandrii, echipamentele de scufundare și ROV-ul. Construcția acestora se supune regulilor specifice pentru instalații de ridicare.

Se practică frecvent ca lansarea / recuperarea scafandrilor, (direct sau cu clopot / coș de scufundare) precum și a ROV-ului, să nu se facă prin exteriorul navei, ci prin moon-pool unde gradul de protecție este mult mai bun. Moon-pool este o decupare în fundul navei care pune în comunicație un compartiment special din navă cu exteriorul.

Sistemul de evacuare de urgență este o altă caracteristică a navelor de asistență scafandri. Rolul acestui sistem este de a permite evacuarea scafandrilor aflați în perioada de decompresiune în situația de abandon a navei. Se utilizează mai multe sisteme de evacuare:

bărci de salvare hyperbarice, practic bărci de salvare dotate cu barocamera;

barocamere mobile care pot fi lansate în apă și remorcate sau încărcate pe alte nave;

transferul scafandrilor pe altă nave utilizând clopotul de scufundare;

mini-submarin presurizat prevăzut cu sisteme de menținere a vieții care să transfere scafandrii în imersiune în așteptarea unei nave de salvare;

Navele de asistență scafandri mai pot fi dotate cu alte sisteme specifice cum ar fi:

sisteme de hidrolocație și cercetare a zonei subacvatice;

submersibile de tip ROV (Remotely Operated Vehicle);

sistem de poziționare a navei deasupra zonei de scufundări Mai multe detalii la capitolul 7, nave de suport a activităților offshore.

4.6. Nave pentru semnalizarea căilor navigabile. Nave pentru manevra mijloacelor de semnalizare.

Șenalul căilor navigabile fluviale și maritime în zona porturilor este marcat cu mijloace de semnalizare. O parte a acestor mijloace de semnalizare sunt pe uscat (faruri, semnale de informare, avertizare și interdicție, semnale de aliniere, etc.), iar o parte sunt amplasate pe apă (faruri plutitoare, geamanduri și scondri).

Fig. 4.6.1. – Diferite tipuri de geamanduri și scondri, cu destinație fluvială și maritimă

Geamandurile și scondrii (fig. 4.6.1) sunt plutitori ancorați care marchează limitele șenalului navigabil, fiind compuse din:

flotor cu rolul de a susține ansamblul în plutire;

coloana de susținere;

contragreutatea cu rolul de a menține poziția verticală și stabilitatea nerăsturnabilă;

suprastructura;

reflectorul radar, lumina, emițătorul radio și alte echipamente de semnalizare și comunicații

cablul (lanțul) de ancorare;

ancora, de regulă bloc de beton armat;

Geamandurile și scondrii trebuie să aibă vizibilitate suficientă, sa fie nerăsturnabile, să-și mențină poziția cât mai vertical în curent, iar construcția lor să fie suficient de robustă pentru a rezista la impactul cu navele și cu sloiurile de gheață. Dimensiunile (înălțimea de la apă), forma și gradul minim de vizibilitate radar al reflectorului radar, luminile, culorile sunt reglementate de convenții internationale și regulamente locale de navigație.

Pentru amplasarea, mentenanța și manevra mijloacelor de semnalizare se utilizează o clasă specială de nave tehnice, navele de manevră și mentenanță a mijlocelor de semnalizare.

Aceste nave îndeplinesc câteva cerințe și anume:

să fie dotate cu mijloace de ridicat cu caracteristici (SWL, deschidere) suficiente pentru manevra geamandurilor și a ancorelor;

să dispună de spațiu suficient pe punte pentru depozitare și manevră;

puntea să fie construcție întărită și de preferință protejată cu pat de lemn;

să dispună de un sistem de poziționare în curent pe locația de lansare / recuperare. Această poziționare se poate realiza cu ancore prova-pupa, cu piloni culisanți și mai rar cu sistem de poziționare dinamică;

să fie suficient de stabile pentru a îndeplini cerințele de stabilitate pentru nave dotate cu mijloace de ridicat; în acest sens, în GL există prevederi specifice pentru cazurile în care macaraua de bord este folosită pe mare, curba de stabilitate trebuie calculată pe vârf de val. Lungimea valului este egală cu lungimea navei iar înălțimea valului este L/20;

să aibă manevrabilitate foarte bună; dotarea cu bow-thruster este aproape indispensabilă;

să fie dotată cu sisteme sonar și investigare a adâncimii, topografiei și naturii fundului;

să aibă pescaj mic și prova rezistentă la eșuare pentru a se putea apro pia suficient de mal pentru instalarea și mentenanța semnalelor amplasate pe mal/

Fig. 4.6.2. – Nava semi-maritimă pentru manevra mijloacelor de semnalizare; dotare cu două macarale și sistem de poziționare cu piloni culisanți

Nave far

În zonele costiere unde este necesară semnalizarea unor rute maritime sau obstacole subacvatice (stânci, epave, recifuri, etc.) și unde nu se pot amplasa faruri fixe, se utilizează navele far.

Utilizarea acestora este din ce în ce mai restrânsă datorită costurilor de operare, navele far fiind înlocuite treptat cu geamanduri far automate.

Caracteristicile principale ale unei nave far sunt:

catargul care susține farul;

sistemul de ancorare care trebuie să mențină nava pe poziție și să preia variațiile de nivel induse de maree și să prevină deraparea ancorei în condiții de vânt și curent puternic; frecvent utilizate sunt ancorele de tip ciupercă;

stabilitatea și comportarea la oscilațiile navei ținând cont, ca în condiții de furtună, nava nu se poate deplasa, dar pe de altă parte mișcările de mare amplitudine pot deranja vizibilitatea farului; pentru a compensa mișcările severe de ruliu, navele far sunt dotate cu sisteme de amortizare a ruliului;

4.6.3. Nava far

4.7. Nave hidrografice

Navele hidrografice sunt destinate cercetării apei și fundului în zona oceanică sau ape interioare.

Funcțiile principale ale navelor de măsurători hidrografice sunt:

scanarea fundului

investigarea subsolului marin

topografia și caracteristicile malurilor

măsurători pe banchiză

analiza aluviunilor și depunerilor

analiza caracteristicilor apei

măsurători asupra curenților marini

cercetarea faunei marine

observații meteorologice

investigarea activității seismice și vulcanice, etc.

Dotările aferente îndeplinirii funcțiilor de mai sus constau în aparatură, echipamente și spații specializate (fig. 4.7). Aceste dotări pot să fie mai reduse sau mai extinse în funcție de specializarea navei și de obiectivul urmărit.

Fig. 4.7. – Nava hidrografică, dotări specifice

Există câteva tipuri principale de nave hidrografice:

nave de cercetare militară care investighează prezența sub apă a diferitelor tipuri de pericole militare – mine, submarine, explozibili, scafandri inamici, etc. Sunt în general nave de viteză iar construcția lor se supune standardelor militare

nave de cercetare civilă destinate în special întocmirii hărților de navigație, a geografiei și structurii fundului, curenți marini, anomalii magnetice, etc.

nave de cercetare a câmpurilor petrolifere și de gaze specializate în analiza solului și subsolului marin în scopul detectării rezervelor de petrol și gaze

nave de cercetare biologică specializate în investigarea faunei și florei marine

nave de cercetare oceanografică specializate în studiul caracteristicilor apei, aerului, curenților, valurilor, gheții, etc.

Din punct de vedere al navei propriu-zise se pot enumera câteva caracteristici constructive și dotări specifice navelor hidrografice:

în funcție de zona de navigație navele vor fi construite pentru navigația maritimă – costier, zone nelimitate, zona polară – sau pentru ape interioare;

în general sunt nave de dimensiuni mici și medii cu lungimi de la 15 la 60 m, în unele cazuri nave complexe de peste 100 m;

viteza este moderată, 10-16 noduri;

sunt dotate cu instalații de lansare / recuperare și manevră a echipamentelor de cercetare – macara, A-frame, vinciuri, braț transversal telescopic, etc;

în situația când nava este destinată a opera în zona arctică, construcția navei poate conține elemente de spărgător de gheață;

în unele cazuri nava este dotată cu sisteme de poziționare dinamică;

au spațiu liber de lucru pe punte;

au pe punte spațiu necesar, sisteme de prindere și de alimentare a containerelor cu echipament specializat (aparatura de cercetare, aparatura de scufundări, ROV, etc.);

puterea electrică instalată este suficientă pentru alimentarea tuturor consumatorilor suplimentari aferenți aparaturii de cercetare;

posedă spații suficiente pentru cazarea cercetătorilor, laboratoare, spații de depozitare, ateliere de întreținere, etc;

volumul de rezerve este dimensionat pentru autonomia mărită și numărul mare de persoane ambarcate;

pot fi dotate cu sisteme pasive și active de amortizare a raliului.

Din punct de vedere al "IMO A534(13) Code of Safety for Special Purpose Ships" aceste nave se încadrează în categoria “Special Purpose Ship” respectiv nave care transportă mai mult de 12 persoane peste numărul de echipaj, dar aceste persoane nu sunt considerate pasageri, ci personal de specialitate care posedă abilitățile fizice și instruirea necesară pentru a face față situațiilor deosebite.

CAPITOLUL V – NAVE DE DRAGARE

Dragajul reprezintă activitatea de extragere a materialului solid de pe fundul apei. Dragajul se execută pentru:

curățirea și adâncirea șenalului navigabil

tăierea de canale de navigație și / sau irigații noi

colectarea de material de construcție.

5.1. Tipuri de dragi

Tipurile de nave implicate în activitatea de dragare sunt:

Drăgi – nave ce desfășoară direct activitatea de extragere a materialului;

Șalande – nave destinate transportului materialului dragat

Nave de suport – pontoane, stații de pompare, etc. – nave auxiliare necesare procesului de dragare

Sub aspect legislativ, atât dragarea cât și depozitarea materialului dragat sunt reglementate. În plus față de legislația națională și regională, instrumentul internațional de reglementare cel mai larg aplicabil este Convenția de la Londra 1972 (LC-72), care acoperă zonele marine din întreaga lume.

Convenția LC-72 a adoptat și documentul „Dredged Material Assessment Framework” (DMAF) care este în curs de a fi ratificat de cele 90 țări semnatare ale Convenției.

Există, de asemenea, convenții regionale, cum ar fi cele de la Oslo, Convenția de la Paris, Convenția de la Helsinki și Convenția de la Barcelona.

Legislația privind dragajul în apele interioare se bazează pe reglementări naționale și / sau europene ce implică o mare varietate de legi aplicabile pentru diferite zone, activități și materiale dragate. Unele activitati de dragare, în special cele care cuprind operațiuni de întreținere a căilor navigabile, pot să nu fie reglementate. Totuși, indiferent de natura proiectului de dragaj, se recomandă efectuarea prealabilă de investigații ce includ, de exemplu, anchetele tehnice de dragare, opțiunile de eliminare a materialului dragat, studii de proces fizic și de mediu, studii de impact.

În funcție de modul de manevrare a materialului dragat, drăgile se clasifică în:

mecanice – la care dragarea se face exclusiv cu dispozitive mecanice

hidraulice – la care dragarea se face prin realizarea unui amestec apă- material dragat (spoil) și aspirarea și refularea acestuia

Principalele tipuri de drăgi sunt:

– Draga cu cupe (Bucket ladder dredge) (fig. 5.1.1) este o draga de tip mecanic prevăzută cu un braț mobil (elinda) care permite reglarea adâncimii. Pe elindă se instalează un tren rulant de cupe. Prin rularea trenului de cupe, cupele de la capătul elindei taie în sol și se umplu cu material dragat. Acesta este deversat în partea superioară a elindei prin răsturnarea cupelor pe un jgheab care deverseaza în lateral materialul dragat spre șalandă.

Figura 5.1.1. Draga cu cupe Fig. 5.1.2. Draga cu graifăr

– Draga cu graifăr (draglina) Grab / Clamshell dredge (fig. 5.1.2) este o draga de tip mecanic prevăzută cu un braț de macara la care se atașează un graifăr. Materialul dragat este preluat de pe fundul apei prin închiderea graifărului, ridicat și descărcat în șalandă sau la mal.

– Draga cu excavator (Dipper / backhoe dredge) Draga de tip mecanic, este în fapt un excavator plutitor și lucrează similar cu acesta dar sub apă. Materialul dragat este preluat de pe fundul apei de cupa de excavator, ridicat și descărcat în șalandă sau la mal.(Figura 5.1.3)

Fig. 5.1.3. – Draga cu excavator

– Draga cu sucțiune (Plain suction dredge) (fig. 5.1.4)

Draga de tip hidraulic prevăzută cu o pompă care aspiră spoilul (apa + materialul dragat) de pe fundul apei și îl refulează pe conducta de evacuare spre mal sau spre șalandă.

Conducta de aspirație este amplasată pe un braț mobil (elinda) care permite reglarea adâncimii.

Pompa poate fi amplasată fie în corpul drăgii (sub linia de plutire) fie la capătul de jos al elindei.

Spoil-ul se realizează fie natural prin turbulențele din jurul gurii de aspirație, fie forțat cu jet de apă sub presiune. Jetul de apă este creat de o pompă separată și trimis la gura de aspirație cu o tubulatură dedicata.

Fig. 5.1.4. Draga cu suctiune

– Draga cu sucțiune și afânător (Cutter suction dredge )(fig. 5.1.5)

Acest tip de dragă hidraulică este o variantă a dragii cu sucțiune la care la capătul elindei s-a atașat un dispozitiv suplimentar de creare a spoil-ului.

Acest dispozitiv poate fi un cap afânător (pentru solurile moi) sau un cap de tăiere (pentru solurile compactate). Capul afânător (de tăiere) este acționat de un motor hidraulic și prevăzut cu dispozitive (lamele sau dinți) care prin rotația lor dislocă materialul de dragat. O dată dislocat, amestecul apă – material dragat este absorbit de pompa de dragare și refulat la mal sau șalandă.

Fig. 5.1.5. — Draga cu sucțiune și afânător

– Draga aspirantă mobilă Trailing hopper suction dredge (fig. 5.1.6)

Acest tip de dragă este varianta autopropulsată a drăgii cu sucțiune. Dragarea se realizează hidraulic prin “greblarea” fundului și deplasarea capului de dragare o dată cu deplasarea drăgii. Capul de dragare poate fi sau nu prevăzut cu dispozitive de afânare sau tăiere în funcție de natura solului. Materialul dragat este descărcat în magazia drăgii (hopper) unde materialul solid se sedimentează iar excesul de apă este deversat peste bord. Descărcarea drăgii se face fie mecanic cu cupe, graifăr, etc., fie hidraulic prin injectarea de apă în magazie, crearea de spoil și pomparea lui la mal, fie gravitațional prin deschiderea porților de fund.

Fig. 5.1.6 — Draga aspirantă mobilă

5.2. Echipamente specifice drăgilor

Acțiunile desfășurate de o dragă în relație cu procesul de dragare sunt:

poziționarea dispozitivului de dragare;

tăierea solului;

ridicarea la suprafață a materialului dragat;

transportul materialului dragat;

Pentru derularea acestor acțiuni, drăgile sunt dotate cu o serie de echipamente specifice:

sisteme de poziționare a drăgii;

brațul de dragare;

sisteme de tăiere a solului;

sisteme de manevră a materialului dragat.

Sisteme de poziționare a drăgii:

Pe timpul operațiilor de dragare, draga trebuie să aibă o poziție determinată în raport cu fundul (zona dragată). Aceasta presupune:

fixarea drăgii în zona de dragat – realizată cu sistemul de poziționare a drăgii;

poziționarea precisă a dispozitivului de dragare – realizată cu brațul de dragare.

Exceptând dragarea cu autopropulsie – specifică drăgilor mobile de tip “trailing” – care presupune deplasarea drăgii cu mijloace proprii pe deasupra zonei de dragare, tragerea brațului de dragare și dragarea “din mers”, la celelalte tipuri de drăgi este necesară fixarea drăgii pe poziție.

Pentru aceasta se utilizează două sisteme principale și combinații ale acestora:

ancore de papionaj;

piloni de fixare (spud);

Oricare din aceste sisteme trebuie să permită:

fixarea drăgii pe o poziție determinată și să reziste la efectele adverse ale curentului, vântului și forțelor din dragaj

deplasarea controlată a drăgii pentru a asigura mișcările de baleiere și avans a dispozitivului de dragare.

Sistemul “pur” cu ancore de papionaj constă în 6 ancore, patru în colțurile drăgii (ancore de poziționare), una înspre înainte (ancora de avans) și una spre înapoi (ancora de susținere). În unele cazuri (drăgi în curent) a 6-a ancoră spre pupa poate lipsi.

Acest sistem de ancore asigură și poziționarea și mișcarea controlată a drăgii. Cablurile ancorelor sunt manevrate de vinciurile de papionaj.

Prin manevre corelate “vira-maina”, draga este deplasată în mișcări orizontale de translație și rotație astfel încât dispozitivul de dragare să acopere întreg frontul de dragare. Avansul se realizeaza prin “tragerea” pe ancoră de prova.

Sistemul cu ancore de papionaj asigură o bună fixare a drăgii chiar în condiții de curent puternic precum și poziționarea și controlul cu precizie satisfăcătoare a dispozitivului de dragare.

Principalele dezavantaje ale acestui sistem sunt:

aria mare de extindere a cablurilor ancorelor (ancora prova poate fi la 1-2 km distanță), fapt care reprezintă un obstacol serios pentru navigație; pentru diminuarea acestui inconvenient se utilizează deviatoarele de cablu (Fig. 5.3); acestea deviază cablul de ancorare la o anumită adâncime (1.5-2.5 m) sub linia de plutire facilitând trecerea altor nave peste liniile de ancorare

întreruperea procesului de dragare pentru mutarea ancorelor, acesta manevră necesitând nave de asistență

spațiul aglomerat pe punte datorită vinciurilor de papionaj și a rolelor de deviere

Un sistem de fixare / deplasare mai eficient decât ancorele de papionaj o reprezintă pilonii de fixare (spud). Un astfel de pilon constă într-o coloană cu posibilitate de translație verticală prin corpul drăgii. Ridicarea pilonului se realizează cu vinci și scripeți sau cu cilindru hidraulic (Fig. 5.4).

Prinderea cablului de ridicare de pilon se poate face la capătul superior (necesită o construcție pe punte și limitează cursa), inferior (deasemeni limitează cursa) sau tip “lasou”. În acest ultim caz, prinderea pilonului de face cu o buclă a cablului care la ridicare se auto-strânge pe pilon; în poziția ridicat pilonul este blocat cu o frână; prin repetarea manevrei de ridicare, înălțimea de ridicare este limitată doar de lungimea pilonului. Coborârea pilonului se face gravitațional prin decuplarea frânei. Coborârea fiind prin cădere liberă, pilonul se înfinge în fundul apei asigurând fixarea în sol.

Din punct de vedere al construcției, pilonul este o grindă (țeavă rotundă sau pătrată) cu grosime variabilă. Calculul de rezistență se face în condiția de grindă încastrată la un capăt (în sol) cu o forță concentrată (reacțiunea din corpul drăgii) (Fig. 5.5). ’

Reacțiunea din corpul drăgii este dată de rezultanta forțelor externe (vânt, curent) ce acționează asupra drăgii și din forțele induse de procesul de dragare.

Fixarea drăgii se face cu 2-4 piloni. Numărul de piloni este dat de condițiile de lucru, în principal de curentul apei, astfel încât dacă se lucrează în curent, în orice moment draga să fie fixată cu minim doi piloni. Numărul de piloni poate fi redus dacă se utilizează sistem combinat ancore-piloni.

Pilonii sunt utilizați nu numai pentru fixarea drăgii pe poziție ci și pentru deplasarea controlată a drăgii. Aceasta deplasare se realizează cu ajutorul pilonilor mobili. Pentru mișcarea pilonilor se utilizează trei sisteme:

piloni rotativi în care pilonul mobil este amplasat pe un braț articulat cu posibilitate de rotație în plan orizontal în axa de rotație este prevăzut pilonul fix

piloni pe cărucior în care pilonul este amplasat pe un cărucior cu posibilitate de translație pe șine în lungul corpului drăgii

piloni oscilanți în care pilonul poate executa o mișcare de rotație în plan vertical; are dezavantajul dependenței cursei de adâncime a apei.

Mișcarea drăgii prin utilizarea pilonilor mobili se realizează astfel:

în funcționare, draga este poziționată de pilonii ficși, pilonii mobili fiind suspendați

se coboară pilonii mobili și se ridică pilonii ficși

se execută deplasarea pilonilor mobili, prin aceasta deplasându-se draga (pilonii sunt înfipți în sol);

se coboară pilonii ficși și se ridică pilonii mobili.

Sistemul combinat – ancore de papionaj și piloni – este probabil cel mai des utilizat. Combinația constă în două ancore de papionaj legate de elindă și doi piloni, unul fix și unul mobil. Baleierea brațului de dragare este asigurată de manevra pe ancorele de papionaj, fixarea asigurată de piloni și ancore, iar avansul drăgii este asigurat de pilonul mobil (Fig. 5.7).

Deoarece ancorele sunt prinse la partea inferioara a elindei (ceea ce asigură o bună forță de ținere) și pe de altă parte ancorele sunt asistate de piloni la fixarea drăgii, cablurile ancorelor pot să fie scurte, ceea ce reduce obstrucționarea navigației. În plus, draga poate fi dotată cu bigi de manevră a ancorelor astfel încât o navă auxiliară de deplasare a ancorelor nu mai este necesară.

Fig. 5.7. – Sistem combinat, ancore-piloni

Pentru avans se utilizează doi piloni, unul fix și unul mobil. Draga va fi fixată astfel în:

cei doi piloni când se manevrează ancorele

în pilonul fix și ancore pe timpul dragajului

în pilonul mobil și ancore pe timpul avansului

Pentru a reduce numărul de membri în echipaj și pentru a fluidiza mișcarea, comenzile de manevră a vinciurilor de ancoră și a sistemelor de acționare a pilonilor sunt integrate, astfel încât la comanda de avans sau rotație se execută automat secvența de comenzi aferente (modificarea lungimii cablurilor de ancoră, ridicarea, deplasarea și coborârea pilonilor, etc.).

Pe măsura dragajului, dispozitivul de dragare trebuie să efectueze mișcări orizontale (avans și/sau lateral) și verticale controlate. Aceste mișcări se realizează atât prin manevra brațului de dragare cu draga fixă cât și – în cazul mișcărilor orizontale – prin manevrarea corpului drăgii din sistemul de fixare.

Brațul de dragare este fie un braț de tip macara (la drăgile cu graifăr și la cele tip excavator), fie un braț imersat numit elindă (ladder).

Elinda este o structură rigidă, articulată la un capăt de corpul drăgii și prevăzută la celalalt capăt cu dispozitivul de dragare.

Dragajul presupune un set de mișcări ciclice ale dispozitivului de dragare (cupa, graifărul, capul de sucțiune) constând în deplăsări pe trei direcții: verticală, laterală, longitudinală.

Mișcarea verticală este realizată de brațul tip macara sau de elindă și are rolul de a poziționa dispozitivul de dragare la adâncimea dorită și de a regla grosimea stratului dragat.

Acționarea pentru mișcarea elindei plan vertical (la unele tipuri de drăgi și în plan orizontal) se face cu vinciuri sau cu cilindri hidraulici.

În funcție de tipul de sol, modalitățile de tăiere ale solului sunt:

afânare: cu dispozitive de afânare – utilizate la nisip și nămol compactat;

decupare: cupe, graifăre sau capete de tăiere cu lamele – utilizate la argilă, lignit, turbă;

sfărâmare: cupe, sau capete de tăiere cu dinți – utilizate la roci compacte.

Nu necesită tăiere: nămol, nisip, pietriș, bolovani, roci sparte; aceste materiale pot fi preluate ca atare fără a fi tăiate în prealabil.

Pentru dislocarea și preluarea materialului dragat se utilizează o serie de echipamente specifice (Fig. 5.8.1-4).

Cupele sunt dipozitive destinate tăierii solului și ridicării la suprafață a materialului dragat. Cupele pot fi utilizate pentru o gamă largă de soluri exceptând roca compactă. La solurile cu granulație fină (nămol, nisip fin) există riscul spălarii solului din cupă pe timpul ridicării, reducând astfel productivitatea. La solurile lipicioase (argila), există riscul lipirii solului de cupă astfel încât nu se produce descărcarea completă a cupei. În funcție de tipul de sol, muchia de tăiere a cupei poate fi prevăzută cu dinți (pentru roca spartă) sau cu lamela.

Graifărele sunt dipozitive destinate tăierii solului și ridicării la suprafață a materialului dragat. Graifărele pot fi utilizate pentru soluri granulate cu granulație mică și medie. Nu pot fi utilizate la roci (chiar roci sparte) și argilă.

La solurile compactate apar dificultăți de tăiere, iar la solurile cu granulație fină (nămol, nisip fin) există riscul spălării solului din graifăr pe timpul ridicării.

O caracteristică unică a graifărelor este posibilitatea extragerii de pe fund a unor obiecte masive și neregulate (resturi de structuri, copaci, etc.). În funcție de destinație se utilizează câteva tipuri principale de graifăre:

graifăr cu cupe – utilizat la nisip, pietriș și nămol

graifăr tip păianjen – utilizat la obiecte: resturi de structuri, copaci, etc.

– graifăr tip cactus – utilizat la soluri moi compactate

Afânătoarele au rolul de a disloca solul și de a crea un amestec de apă-sol în vederea absorbției acestuia de către pompa de dragaj. Se utilizează numai la soluri cu granulație fină și medie – nămol, nisip și pietriș cu granulație mică – și cu grad redus de compactare. Necesită dispozitive adiționale de antrenare (pompă, motor).

Tipurile principale de afânătoare sunt:

afânător cu pompă și jet de apă; dislocarea solului este realizată de un jet de apă sub presiune (creat de o pompa destinată)

afânător cu cap rotativ cu lamele; dislocarea solului este realizată cu lamelele în rotație în jurul unei axe perpendiculare pe sol și amplasate pe un cap conic;

– afânător spiralat; dislocarea solului este realizată de un cilindru rotativ în jurul unei axe paralele.

Capetele de tăiere au rolul de a disloca solul și de a creea un amestec de apă-sol în vederea absorbției acestuia de către pompa de dragaj. Deosebirea constă în natura solului pentru care se utilizează, respectiv orice tip de sol exceptând roca dură compactă (granit sau echivalent). Se utilizează pe același tip de dragă ca și afânătoarele (Cutter suction) și necesită motor de antrenare.

Tipurile principale de capete de tăiere:

cap conic: în funcție de tipul de sol, sunt dotate cu diferite tipuri de sisteme de tăiere amplasate pe brațe spiralate; capul de tăiere are o mișcare de rotație în jurul unei axe perpendiculare pe sol

cap tip rotor: sistemele de tăiere sunt amplasate pe muchiile unor cupe aflate pe un rotor

Fig. 5.8.4. – Capete de tăiere: cu dinți [argilă (st); rocă (ce)]; tip roată cu

cupe (dr)

Manevra materialului dragat are două faze:

ridicarea la suprafață

transportul

Ridicarea la suprafață a materialului dragat:

mecanic în recipienți; în acest caz materialul dragat este încărcat și ridicat în recipienți – cupe de dragă, graifăr, cupa de excavator. Metoda are câteva dezavantaje:

procesul este discontinuu

există pierderi de material la ridicarea și golirea recipientului

unele materiale, cum ar fi argila, se lipesc de recipient și nu se pot descărca în totalitate

alte materiale, cum ar fi nămolul și nisipul fin, sunt spălate de apă pe timpul ridicării

hidraulic prin pompare: în acest caz materialul dragat este amestecat cu apa, iar amestecul este pompat la suprafață prin conducte. Metoda are avantajul unei productivități mari, accentuată și de faptul că nu necesită transfer al materialului dragat în alte mijloace de transport, amestecul poate fi pompat direct la mal. Totuși și această metodă are câteva dezavantaje:

necesită puteri mari (compensate însă prin productivitate)

pentru ca amestecul să poată fi pompat pe conductă, trebuie îndeplinite anumite condiții privind legătura dintre putere – debit – presiune în corelație cu procentul de solid din amestec și dimensiunea granulelor de solid

uzura conductelor de legătura și a pompei este pronunțată, costurile de mentenanță fiind mari și fiind necesară utilizarea de materiale speciale (Hardox)

Transportul materialului dragat:

continuu, prin pomparea prin conducte a amestecului; aplicabil la drăgile hidraulice unde amestecul aspirat este pompat la mal direct de pompa de dragare. În cazul în care distanța de pompare este mare (peste 200-2000 m în funcție de material) pompa de dragare nu mai face față și este necesară amplasarea unor pompe intermediare pe conducta de refulare (pompe buster)

continuu cu benzi transportoare; în acest caz materialul dragat este descărcat pe benzi transportoare care realizează transportul la mal

intermitent cu nave auxiliare (șalande, barje); în cazul drăgilor mecanice sau în cazul în care distanța de transport este mare, materialul dragat se încarcă în nave specializate care îl transportă la distanțe mari de unde este descărcat direct în apă sau la mal utilizând mijloace de transfer (pompe, graifăre, etc.). Caracteristic șalandelor este sistemul de descărcare gravitațională prin deschiderea unor porți de fund.

intermitent cu mijloace proprii; în unele cazuri, în special la drăgile autopropulsate, materialul dragat poate fi colectat într-o magazie a drăgii (hopper). La umplerea magaziei se întrerupe dragarea și nava se deplasează la locul de descărcare.

În cazul drăgilor mecanice, ridicarea materialului dragat se face cu recipienți și apoi deversat din recipienți în sistemul de transport. Transportul se face fie continuu pe benzi transportoare (mai rar) fie cel mai frecvent, intermitent cu nave auxiliare.

În cazul drăgilor hidraulice atât ridicarea cât și transportul se fac hidraulic prin pomparea amestecului prin conducte. Elementul central al sistemului de manevră a materialului dragat la drăgile hidraulice îl constituie pompa de dragaj.

Pompa de dragaj este de tip centrifugă (Fig. 5.11) construită special pentru manevrarea amestecului apă – material solid, fapt care presupune utilizarea de materiale rezistente la abraziune, construcția carcasei și rotorului cu părți detașabile pentru a fi schimbate după uzare, carcasa cu pereți dubli, etc.

Față de pompele centrifuge obișnuite, pompele utilizate la dragaj au câteva particularități:

spațiu mărit între rotor și carcasă (atât radial cât și axial) pentru a evita blocarea pompei cu bucăți mari de material

număr redus de pale (3..5) pentru a permite antrenarea pietrelor de mari dimensiuni; practic, spațiul dintre pale comparabil cu diametrul conductei de aspirație

construcție care permite înlocuirea părților expuse la uzură

sisteme de etanșare care să împiedice intrarea nisipului la lagăre

Pompa manevrează un amestec solid-lichid cu o anumită concentrație. Uzual se utilizează 20% – 40% material solid. Această concentrație poate fi reglată de operator prin reglarea apăsării capului de dragare. Sistemele moderne de supervizare a dragajului oferă dragorului indicații privind această concentrație.

În funcție de tipul de material dragat particulele solide au o anumită, dimensiune medie care influențează caracteristicile funcționale ale instalației.

Cel mai important efect al dimensiunii particulelor este reprezentat de viteza critică de sedimentare în tubulatură. Aceasta reprezintă viteza sub care amestecul se sedimentează în tubulatură și blochează curgerea. În consecință, în funcție de dimensiunea particulelor de solid, debitul pompei – în corelație cu diametrul tubulaturii – trebuie să asigure o viteză de curgere mai mare decât viteza critică.

Acțiunea de dragaj poate avea mai multe scopuri:

– menținerea adâncimii și lățimii pe căile navigabile; sunt recomandate drăgi cu productivitate mare, posibilitate de deplasare rapidă, și care să stânjenească cât mai puțin navigația

extragerea de obstacole subacvative (bolovani, copaci, resturi de epave): sunt recomandate drăgi cu posibilitate de poziționare precisă și capacitate de manevră a obiectelor mari

săparea de canale noi: sunt recomandate drăgi cu capacitate de lucru în soluri compactate și cu precizie mare de dragare

extragerea de material de construcție de pe fundul apei: sunt recomandate drăgi cu productivitate mare, posibilitate de deplasare rapidă și sisteme eficiente de transfer a materialului dragat.

minerit prin extragerea de filoane de minereuri de pe fundul apei: sunt recomandate drăgi cu precizie mare a dragajului și posibilitatea de lucru în soluri compacte

Caracteristic TSHD este faptul ca materialul dragat se depozitează în magazie (hopper) care are rolul de a reține materialul dragat. Tinând cont de fazele specifice ale încărcării și descărcării, magazia trebuie să îndeplinescă următoarele condiții:

Volumul magaziei să fie corelat cu deplasamentul navei la marca de încărcare, astfel încât să se îndeplinească cât mai aproape condiția ca nava să ajungă la capacitatea maximă de transport, iar gradul de umplere al magaziei să fie cât mai apropiat de 100%. Acest lucru depinde de densitatea materialului dragat și este ajustabil prin sistemul de deversare reglabil dacă există.

Amplasarea magaziei să fie astfel făcută încât pe parcursul umplerii asieta navei să rămână cât mai apropiată de asieta dreaptă. O amplasare excentrică pe lungime a magaziei va produce variații mari de asietă pe timpul încărcării și va împieta asupra umplerii uniforme a magaziei și funcționării sistemului de deversare. Soluția constă în amplasarea magaziei cu centrul de greutate în vecinătatea centrului de plutire de plină încărcare.

Rapoartele între dimensiunile magaziei (lungime / lățime / înalțime) să favorizeze procesul de sedimentare. Prin aceasta favorizare se înțelege că sedimentarea trebuie să se producă cât mai rapid și deversările de material dragat pe parcursul sedimentării să fie cât mai mici. În principiu o magazie lungă, îngustă și puțin adâncă este favorabilă, totuși sentința trebuie abordată cu precauție, deoarece alte efecte ale acestei soluții pot aduce dezavantaje.

Forma magaziei să faciliteze procesul de descărcare în sensul în care:

Pereții interiori înclinați să permită descărcarea gravitațională prin alunecarea materialului dacă se utilizeaza porți de fund

Forma secțiunii transversale să fie adaptată echipamentului de descărcare dacă se utilizează roata cu cupe sau încărcator frontal

În cazul drăgilor mari se pot utiliza mai multe magazii, separate atât în sens longitudinal cât și în sens transversal. În acest fel fiecare magazie este prevăzută cu propriile sisteme de umplere, deversare și golire.

Încărcarea materialului dragat are trei faze principale (Fig.5.10):

încărcarea amestecului apă-sol până la umplerea magaziei;

continuarea încărcării simultan cu sedimentarea progresiva a amestecului și eliminarea apei;

finalizarea încărcării după umplerea magaziei cu material dragat și eliminarea apei;

Fig. 5.10. – Fazele încărcării: încărcare spoil (st.); deversare apă (ce.); sedimentarea finală (dr.)

Umplerea magaziei se realizează prin conducte de umplere amplasate de-a lungul magaziei sau prin guri de umplere (Fig. 5.11).

Distribuția, poziția înălțime și unghiul de incidență a acestor guri de umplere se alege astfel încât să se favorizeze procesul de sedimentare.

Sistemul de prea-plin îndeplinește două funcții importante:

asigură limitarea cantității de marfă încărcate (în corelație cu marca de bord liber);

asigură deversarea apei în exces din amestec diminuând pierderile de material solid și mărind cantitatea de încărcatură utilă;

Primul sistem de deversare a excesului de apă și a materialul dragat este așa numitul sistem de volum constant, este mai simplu dar are dezavantajul ca la densități de sol mari, deasupra sedimentului va fi un strat de apă care va diminua încărcătura utilă, iar la densități mici magazia va fi plină fără să se atingă capacitatea de încărcare.

Cel de-al doilea sistem sisteme de deversare a excesului de apă și a materialul dragat, numit și sistem de deplasament constant – prin ajustarea pe înălțime a gurii de deversare asigură reglarea volumului magaziei și eliminarea întregului exces de apa indiferent de densitatea materialului solid.

Descărcarea magaziei se poate face cu diferite sisteme:

– hidraulic (Fig.5.14); în acest caz în magazie se injectează apa sub presiune și se generează din nou amestecul apă-sol care este aspirat de pompa de descărcare. Refularea se poate face la o priză de cuplare a unei conducte de refulare (Fig. 5.14 st.) sau pompat sub forma de jet (Fig. 5.14 dr.), așa numitul sistem “rainbow”.

– mecanic prin extragerea mecanică din magazie a materialului dragat. Extragerea se face fie cu roata cu cupe (Fig. 5.15 st.), fie cu încărcător frontal, fie cu graifăr. Pentru descărcarea la mal se poate utiliza un braț cu bandă rulantă așa numitul “shore arm” (Fig. 5.15 dr.)

Fig. 5.15. – Sisteme de descărcare: roata eu cupe (st.); descărcător frontal și shore-arm (dr.)

Dragajul în general și dragajul prin sucțiune în mod special este o activitate care necesită un control permanent. Astfel este necesară supravhegherea permanenta a:

poziției capului de dragaj pentru a asigura acuratețea dragajului atât în plan orizontal cât și a adâncimii

concentrației de solid în amestec în relație cu tipul de sol, o concentrație prea mică reduce productivitatea, iar o concentrație prea mare poate bloca tubulatura

parametrii de siguranță a navei – pescaj, asietă, stabilitate – pe parcursul încărcării magaziei.

Viteza mare de derulare a procesului de dragaj face ca analiza elementelor de control a dragajului să nu poată fi făcută fără asistența unor echipamente speciale. În acest sens au fost dezvoltate sisteme electronice care să asiste dragorul.

Aceste sisteme sunt compuse din trei elemente principale:

senzori și traductori pentru determinarea poziției capului de dragaj (GPS) și a adâncimii, apăsarea pe sol a capului de dragaj, concentrația de solid în amestec, presiunea și viteza de curgere în tubulatură, gradul de umplere al magaziei, poziția compensatorilor de mișcare verticală, poziția tubulaturii de prea-plin, poziția navei, etc;

sistem de procesare a informației care preia informația de la senzori și calculeaza mărimile necesare evaluării procesului de draga;

sisteme de afișare a informației care prezintă dragorului atât informațiile brute colectate de senzori cât și indicații asupra măsurilor care trebuie luate pentru a aduce dragajul în parametri optimi;

Toate informațiile – afișate cât mai natural și accesibil- precum și comenzile echipamentului de dragaj sunt concentrate într-un post central de comandă și control al dragajului (Fig.5.16)

Pe timpul dragajului se manifestă fenomenul aspirației de aer pe conducta de aspirație. Aceasta se datorește fie aspirației de aer prin ne-etanșeitățile din cuplaje fie din gazele acumulate în solul dragat.

Acest aer se acumulează treptat în pompa de dragare reducând productivitatea acesteia sau la extrem conducând la dezamorsarea pompei. Pentru a evita acest inconveninet se utilizează instalația de degazare.

Se utilizează două tipuri se sisteme de degazare:

– sistemul cu acumulator (Fig. 5.1.7) -în acest sistem, pe conducta de aspirație se amplasează un acumulator (tanc cu suprafața liberă) în care se acumulează aerul din conducta de aspirație; aerul este extras cu ajutorul unui ejector.

– sistemul cu tanc de degazare (Fig.5.18); în acest sistem se prevede pe conducta de aspirație un tanc de degazare. Din acest tanc aerul și apa sunt extrase cu pompe și eliminate pe circuite separate. Periodic, mixtura depusă în tancul de degazare este reintrodusă în conducta de aspirație cu o pompă specializată.

5.3. Șalande

Atunci când draga nu are sistem propriu de transport a materialului dragat sau când distanța de la locul de dragaj la locul de descărcare este prea mare, este necesar transportul materialului dragat.

Șalandele sunt nave destinate transportului materialului dragat de la locul de dragare la locul de descărcare. Șalandele pot fi autopropulsate sau nepropulsate.

Modul de operare al șalandelor este următorul:

se aduce șalanda lânga dragă

sistemul de descărcare al drăgii (mecanic sau hidraulic) transferă materialul dragat în șalandă

șalanda este deplasată (autopropulsată sau prin remorcare / împingere) în zona de descărcare

utilizând sistemul de descărcare al șalandei – dacă este prevăzut la navă – sau cu mijloace externe, materialul dragat este descărcata.

Șalandele se diferențiază după sistemul de descărcare:

șalande fără sistem de descărcare propriu

șalande cu descărcare prin porți de fund

șalande hidroclap cu descărcare prin “desfacerea” corpului

Șalande fără sistem de descărcare propriu sunt de regulă barje adaptate transportului de material dragat. Ele se folosesc atunci când se dorește colectarea și recuperarea materialului dragat (minerit, produse de carieră) și când dragajul se efectuează la mare distanță de locul de depozitare, iar materialul dragat nu poate fi transportat hidraulic prin conducte sau pe benzi rulante. Descărcarea lor se face cu mijloace de la mal, mecanic (cu macarale cu graifăr) sau hidraulic cu pompa de sucțiune și afânător cu jet (Fig. 5.18).

Acest sistem poate fi amplasat la mal, pe ponton sau se poate folosi o dragă cu sucțiune și afânător cu jet. Spoilul format de jetul de apă este absorbit de pompă și refulat prin conducte la locul de depozitare.

La șalandele cu porți de fund descărcarea se face gravitațional prin deschiderea unor porți orizontale amplasate pe fundul navei. Aceste șalande se utilizează atunci când descărcarea materialului dragat se face în larg în zone în care depunerile nu periclitează navigația. Exista diferite sisteme de porți, simple sau duble, articulate sau culisante (Fig. 5.19).

Sistemul de acționare al porților poate fi cu cabluri, tije sau cilindri hidraulici. Pe lungimea și lățimea magaziei porțile sunt distribuite astfel încât să se asigure golirea întregii cantități de material. Pe lățime pot exista una sau două porți.

Deoarece la aceste șalande porțile nu sunt etanșe și magazia este inundabilă, flotabilitatea șalandei este asigurată de compartimentele etanșe din corpul navei. În același timp pentru a facilita căderea gravitațională a materialului dragat, pereții magaziei sunt înclinați înspre poarta de fund astfel încât să minimizeze cantitatea de material rămasă în șalandă după deschiderea porților de fund.

Deoarece în cazul solurilor argiloase există riscul ca materialul să se lipească de pereții magaziei, șalandele pot fi prevăzute cu conducte și ajutaje prin care se trimite apa sub presiune care să spele materialul de pe pereții magaziei.

Șalanda hidroclap este o versiune a șalandei cu porți de fund cu diferența ca poartă de fund este nava însăși. Nava este construită din două corpuri separate articulate la nivelul punții. Descărcarea se face gravitațional prin desfacerea corpurilor (Fig. 5.20).

Pentru aceasta, la capetele magaziei există două articulații la nivelul puntii și doi cilindri hidraulici deasupra fundului. Prin extindere, acești cilindri îndepărtează corpurile (Fig. 5.21).

Desfacerea și înclinarea corpurilor laterale are câteva implicații care trebuie avute în vedere la proiectare:

sistemele din cele două corpuri (balast, santină, incendiu, electrice, etc.) trebuie să fie complet separate, fară nici o încrucișare peste PD;

unele mecanisme (motoare termice, vinciuri, pompe, etc.) trebuie să fie capabile să funcționeze în poziții înclinate de pâna la 40 grade;

montarea suprastructurii trebuie făcută pe un mecanism care să permită desfacerea corpurilor și să mențină în același timp suprastructura orizontală (Fig. 5.22).

La fel ca la șalandele cu porți de fund și șalandele hidroclap se utilizează atunci când descărcarea materialului dragat se poate face în larg sau în zone în care depunerile nu periclitează navigația.

CAPITOLUL VI – Platforme tehnologice

Platformele tehnologice sunt unități plutitoare destinate susținerii navigației, unor activități industriale sau civile. Din categoria acestora se pot aminti:

macarale plutitoare;

docuri plutitoare;

pontoane de ranfluare;

uzine plutitoare;

pontoane de acostare;

poduri de pontoane;

insule, aeroporturi, parcări, stații de combustibil, locuințe, stații de pompare, spitale plutitoare, etc.

6.1. Macaralele plutitoare sunt nave destinate manevrării greutăților mari în zonele acvatice. Se utilizează în bazine portuare sau în larg. Macaralele pot fi instalate pe nave de sine stătătoare cu sigura funcție de macara – numite în continuare macarale plutitoare – sau montate pe orice alte tipuri de nave unde este necesară manevra greutăților. În această ultimă categorie într-o gamă foarte largă de nave – cargouri, portcontainere, nave pentru lucrări offshore, remorchere, drăgi, nave de servitute, etc. și care nu fac obiectul prezentului capitol, dar la care se pot extinde principiile expuse.

Macaralele plutitoare se identifică în principal prin sarcina de lucru. Componentele principale ale oricărei nave dotate cu mijloace de ridicat sunt instalația de ridicare și unitatea plutitoare. Regulile Societăților de Clasificare conțin cerințe referitoare atât la instalația de ridicare propriu-zisă din dotarea unității plutitoare cât și la cele privind stabilitatea unității plutitoare, în diverse condiții de exploatare.

Instalația de ridicare

Denumită mai general mijloc de ridicat (lifting appliance), macaraua este o instalație de sine stătătoare compusă din coloana de susținere, brațul, mecanismele, acționările, sistemele de comandă, cabina de comandă, contra-greutatea.

Instalația de ridicare se clasifică în funcție de:

tipul de construcție al macaralei – macarale turn, portal, cu braț rigid, braț articulat, braț telescopic, braț pliabil, pod rulant, etc;

gradele de libertate ale macaralei – fixe, bascularea brațului, rotire în plan vertical, rotire în jurul unei axe verticale, combinat;

zona de operare – în ape protejate sau offshore;

natura greutăților manevrate – la cârlig (marfă colet) , graifăr (marfa vrac solidă), spreader (containere);

modul de acționare – electrice, hidraulice, mecanice, electro-hidraulice;

numărul de puncte de ridicare (cârlige) ;

Caracteristicile principale ale unei unități de ridicare sunt:

sarcina maximă;

deschiderea minimă / maximă;

diagrama de ridicare (curba sarcină-deschidere);

înălțimea de ridicare;

viteza de operare – ridicare (hoisting), basculare (luffing), rotație (slewing), deplasare (traveling);

puterea consumată;

masa proprie;

forțele de reacțiune incluzând factorii dinamici – verticală, orizontală, torsiune, răsturnare (overturning);

productivitatea (t/h).

Sarcina de lucru în siguranță (SWL-Safe Working Load) a instalației de ridicare în ansamblu, reprezintă valoarea sarcinii statice maxime de lucru în siguranță pentru care instalația este certificată. Se indică în tone sau kN.

Sarcina de lucru în siguranță (SWL-Safe Working Load) a unui organ demontabil din componența unei instalații de ridicare, reprezintă valoarea sarcinii pentru care organul respectiv a fost proiectat și testat.

Valoarea acestei sarcini certificate nu va fi mai mică decât SWL-ul instalației de ridicare din care acest organ face parte.

Sarcina de ridicare (Live load sau Hoist load) – reprezintă suma dintre SWL și greutatea (ca o cotă parte de “dead load”) a acelor componente atașate direct la SWL (cârlige, chei, etc.).

Dead load – greutatea construcției portante, precum și a mecanismelor, pasarelelor, scărilor, contragreutăților ș.a. amplasate pe aceasta.

Duty factor – reprezintă un coeficient supraunitar care se aplică în calcule la “Sarcina de ridicare” și la “Dead load” și care are în vedere frecvența de utilizare a instalației de ridicare.

Coeficienți dinamici (Dynamic factors) – reprezintă o serie de coeficienți supraunitari care se aplică în calcule la “Sarcina de ridicare” și la “Dead load” și care au în vedere viteza de manevră a sarcinii precum și a brațului macaralei plutitoare.

Organele nedemontabile sunt piese fixate permanent pe construcția instalației de ridicare, ca de exemplu: urechi de sarcină, roți de cablu încastrate ș.a., în această categorie fiind cuprinse piese și subansamble ca:

urechi de sarcină, sudate de o construcție suport, și ale căror dimensiuni de orientare sunt indicate de către Regulile Societăților de Clasificare, în funcție de SWL-ul stabilit pentru urechea respectivă;constructiv, urechile de sarcină pot fi încastrate în structura de rezistență sau sudate pe aceasta.

roți de cablu încastrate (built-in-sheave): Sunt roți de cablu ale căror scuturi laterale sunt încastrate într-o structură de rezistență.

Organe demontabile (loose gear) sunt piese fixate prin intermediul unei îmbinări demontabile la construcția instalației de ridicare, ca de exemplu: blocuri de sarcină, cârlige de sarcină, chei de tachelaj, întinzătoare, vârteje, manșoane și coliere de strângere pentru cabluri, lanțuri, rame și traverse de ridicare.

În această categorie sunt cuprinse piese și subansable ca:

blocuri de sarcină (Cargo block); Cârlige de sarcină, simple (Cargo hook) și duble (Ramshorn hook);

chei de tachelaj, drepte (“D” type shackle) și rotunde (“Bow” shackle);

întinzătoare (Rigging screw);

vârteje (Swivel);

manșoane de cablur; rodanțe pentru cabluri;

coliere de strângere pentru cabluri ;

lanțuri de sarcină; cabluri de sarcină;

rame (Spreader) și traverse de ridicare;

furci simple și duble, ca piese intermediare de cuplare, sau de suspendare a unui bloc de sarcină

cabluri de oțel; utilizate în cadrul instalației de ridicare trebuie să satisfacă o serie de cerințe ale Societăților de Clasificare, care nu sunt identice dar conțin elemente comune ca:

Vinciurile utilizate în instalația de ridicare pot avea acționarea electrică sau hidraulică. Această acționare trebuie să fie reversibilă (să asigure ambele sensuri de rotație a tobei de cablu). De asemenea, trebuie să se asigure toate sistemele de siguranță necesare pentru prevenirea avariilor pentru orice situație posibilă: întreruperea alimentării cu energie, depășirea greutății sarcinii de ridicat ș.a.

În cazul defectării sistemului de acționare vinciul trebuie să permită coborârea în siguranță a sarcinii manevrate (nu se permite ramânerea sarcinii suspendate).

Unitatea plutitoare

Unitățile plutitoare sunt elementul de suport al instalației de ridicat. Există o mare varietate de soluții constructive pentru unitățile plutitoare ca geometrie, echipare și mod de lucru.

Din punct de vedere al geometriei, cel mai frecvent aceste unități plutitoare sunt de tip ponton. În cazuri speciale unitatea plutitoare este în fapt un corp de navă. Unitatea plutitoare poate fi monocorp sau multicorp – catamaran sau cu 4 flotori.

Din punct de vedere al echipării, unitățile plutitoare pot fi dotate sau nu cu:

unități energetice – energie proprie sau alimentare de la mal sau de la alte nave

sisteme de propulsie – autopropulsate sau nepropulsate

spații de cazare pentru echipaj și/sau pentru personal specializat

spații de depozitare sub punte (magazii) sau pe punte

tancuri de bunkeraj și/sau de colectare

spații tehnologice pentru întreținere și lucrări mecanice

echipamente specializate – Fi-Fi, cercetare submarină, lansare de conducte sau cabluri, sisteme anti-heeling, etc.

Din punct de vedere al modului de lucru, macaralele plutitoare pot fi clasificate după:

natura mărfii manipulate – bulk, containere, colete sau combinat

natura operației – ridicare-coborâre, încărcare-descărcare, transfer

natura flotabilitatii – plutitoare sau semi-submersibile

Proiectarea structurală trebuie să confere structurii navei suficientă rezistență la acțiunea forțelor rezultate din:

solicitările induse de instalația de ridicat – forțe verticale și orizontale, momente în jurul axei verticale (torsiune) și a axei orizontale (răsturnare)

foțele de inerție induse de mișcarea brațului macaralei

forțele de inerție induse de mișcarea navei

solicitările hidrostatice

solicitările suplimentare – vânt, gheață, încărcătura pe punte

eșuare

Analiza structurală se face de regulă prin modelarea cu element finit a unei aproximații inițiale a structurii, rafinarea și optimizarea structurii și verificarea îndeplinirii cerințelor impuse de Regulile Societății de Clasificare din punct de vedere al dimensionării și verificării la oboseală considerând solicitarea ciclică pe o perioadă de viață de 20 ani.

Bilanțul energetic al macaralei plutitoare trebuie să țină cont de următoarele categorii de consumatori:

instalația de ridicat

instalația de propulsie / poziționare dinamică

sistemul antiheeling

Fi-Fi

sistemele navei

Soluția cea mai frecvent practicată este instalarea unei centrale electrice având ca sursă de energie 3-5 diesel- generatoare astfel dimensionate încât menținând un generator în stand-by să se poată acoperi oricare din următoarele combinații de consumatori:

sistemele navei + propulsia 100%

sistemele navei + antiheeling + instalația de ridicat + propulsia 30-50%

sistemele navei + Fi-Fi + propulsia 60-80%

Această soluție cu sursa de putere centralizată presupune că toți consumatorii au acționare electrică sau electro-hidraulică.

Propulsia macaralei plutitoare (în cazul în care aceasta este autopropulsată) trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

să asigure o viteză de deplasare a macaralei fără sarcină impusă prin caietul de sarcini; în mod uzual această viteză de deplasare este în jurul valorii de 7 noduri

să asigure menținerea la punct fix a macaralei sub sarcină împotriva efectului advers al vântului (20 m/s) și al curentului (2-3 nd)

să asigure un înalt grad de control al poziției macaralei

pentru satisfacerea cerințelor de mai sus, soluția cea mai frecvent practicată este utilizarea propulsoarelor omnidirecționale (azimutale sau Voith- Schneider). Amplasarea a 3 – 4 unități de propulsie omnidirecționale asigură o serie de beneficii în operarea macaralei și anume:

utilizarea sistemului de propulsie și ca sistem de poziționare dinamică

posibilitatea translației navei în orice direcție fără a avea componente de rotație; acest lucru este important la poziționarea precisă a sarcinii

instalarea unor unități de propulsie de mai mici dimensiuni prin distribuția puterii pe 3-4 unități; implicit aceasta asigură posibilitatea reducerii pescajului și o mai bună protecție a propulsoarelor

Sistemul antiheeling are rolul de a reduce înclinările – în special cele transversale – produse de mișcarea macaralei și de sarcina din macara.

Dacă se depășesc anumite unghiuri – de obicei 5° în planul brațului macaralei și 2° pe direcție perpendiculară – instalația de ridicat nu mai poate lucra. Pentru a limita unghiurile de înclinarea a unității plutitoare sub sarcina din macara și a sarcinilor adiționale se utilizeaza trei soluții:

dimensionarea corespunzătoare a unității plutitoare din punct de vedere a stabilității inițiale astfel încât înălțimea metacentrică să fie suficient de mare ca nava să nu se încline peste unghiurile limită – este cazul navelor a căror macarale sunt mici relativ la dimensiunea navei;

utilizarea de balast cu sistemul obișnuit de balastare a navei, balastarea făcându-se progresiv pe măsura ridicării sarcinii. Este frecvent utilizat dar are dezavantajul de a fi foarte lent în operare;

instalarea unui sistem de compensare a momentelor de înclinare astfel încât să se genereze un moment de înclinare opus celui produs de macara, iar momentul rezultant să producă o înclinare mai mică decât cea admisibilă;

acest sistem de compensare se realizează de obicei prin transfer de balast și / sau prin mutarea unor mase solide, rezultând asfel sistemul anti-heeling.

Sistemul antiheeling – în acest caz cu utilizarea balastului lichid – este compus din (fig. 6.4):

tancurile de antiheelinig – în fapt tancuri de balast amplasate în borduri pentru compensarea înclinărilor transversale și spre extremități pentru compensarea înclinărilor longitudinale. Tancurile pereche au de regulă același volum și sunt simetrice față de PD sau L/2.

Aceste tancuri sunt permanent umplute în procent de 50%. Dimensionarea lor se face astfel încât la transferul balastului circa 80% într-un bord și 20% în bordul opus să se realizeze momentul de înclinare dorit.

Grad mai mare de umplere / golire nu este recomandat deoarece pe de o parte la supra-umplere există riscul pierderii de balast prin tubulatura de aerisire iar pe de altă parte la golire excesivă există riscul dezamorsării pompelor de transfer.

pompele de transfer sunt de regulă pompe axiale care au debit mare și presiune mică. Debitul necesar al acestor pompe se determină în relație cu viteza de mișcare a macaralei astfel pe cât posibil să se asigure transferul balastului dintr-un bord în celălalt în același timp (sau comparabil) cu timpul necesar rotirii macaralei din bord în bord. Cu titlu de exemplu, aceste pompe pot ajunge la debite de ordinul 2000-20000 m3/s. În plus, construcția pompei permite ca prin reglarea vitezei de rotație a pompei să se realizeze și menținerea diferenței de nivel a balastului din bordurile opuse (valvulele utilizate în sistemul antiheeling se folosesc numai când sistemul nu funcționează, pentru izolarea tancurilor);

tubulatura de transfer; pe lânga dimensionarea corespunzatoare a tubulaturii în relație cu debitul, trebuie avut în vedere amplasarea acestor tubulaturi la conectarea cu tancurile.

Debitele foarte mari pot produce “denivelarea” lichidului din tancuri astfel încât în zona tubulaturii să obțină la un moment dat un nivel de lichid total diferit de cel din restul tancului producând fie absorbția de aer fie evacuarea pe aerisiri înainte de a se atinge nivelul mediu dorit de lichid în tanc.

Pentru atenuarea acestui efect, tubulatura de transfer se “înțeapă” în puncte multiple în tanc, iar configurația interioara a structurii tancului în zona respectivă este astfel concepută încât să favorizeze disiparea rapidă a apei;

sistemul de comandă are rolul de a asigura corelarea dintre momentul de înclinare necesar și cel efectiv realizat. Pentru aceasta se instalează senzori care percep mișcarea macaralei (unghi de rotație, deschidere braț), sarcina din macara, unghiurile de înclinare ale navei, nivelul de apă din tancurile de antiheeling.

Informația de la acești senzori este transmisă unei unități de calcul care calculează momentul necesar pentru compensarea înclinării și comandă pompele de transfer. În cazul unor blocaje sau imposibilitatea realizării momentului necesar, sistemul de comandă oprește instalația de ridicat.

Fig. 6.2 – Sistem anti-heeling pe o navă de tip crane-barge

Stabilitatea macaralelor plutitoare se va analiza din trei puncte de vedere:

stabilitatea operațională

cerințe generale

cerințe specifice

Stabilitatea operațională presupune analiza înclinărilor statice ale navei sub acțiunea momentului de înclinare produs de macara, de sarcina din macara și de vânt. Aceste înclinări trebuie să se încadreze în limitele de funcționare impuse de constructorul macaralei. În cazul în care nava este prevăzută cu sistem antiheeling, efectul acestuia se va lua în considerare.

Cerințele generale de stabilitate sunt cele prevazute în rezoluția IMO A749(18) și se referă la criteriile de stabilitate ce trebuiesc îndeplinite în funcție de forma unității plutitoare – nava obișnuită sau nava tip ponton – după caz.

Cerințele specifice de stabilitate sunt aplicabile numai macaralelor plutitoare dacă (cf. GL) brațul de înclinare produs de sarcina P-d/A > 0.1 m și se referă la (conform BV):

cerințe de stabilitate la ridicarea sarcinii (fig. 6.5); în acest caz:

unghiul de echilibru static (sub sarcină și balast de compensare)

0c < 15°

brațul de stabilitate la 0c, GZe <0.6 GZmax

rezerva dinamică de stabilitate Ai > 0.4 Atot

bordul liber rezidual la înclinare este mai mare de 0.30 m

unde Atot este aria totală de sub curba GZ, iar Ai este calculată până la minimul dintre 0f (unghiul de inundare) și 0r (unghiul de răsturnare).

Brațul momentului de înclinare este calculat ca : b = (P d – Z z)/A unde Z este cantitatea de balast utilizată pentru compensare, iar z este ordonata centrului de greutate al balastului.

cerințe de stabilitate la pierderea accidentală a sarcinii (fig. 6.6); aceste cerințe sunt obligatorii atunci când se utilizeaza sisteme de compensare a momentului de înclinare (balast sau sistem antiheeling). Scenariul considerat presupune ca pe parcursul ridicării sarcinii, aceasta este pierdută din macara. în acest caz:

A2/Ai > 1

02 – 03 > 20°

unde:

Ai : aria între curba GZ și curba brațului de înclinare de la 0i la 0C A2 : aria între curba GZ și curba brațului de înclinare de la 0C până la 02 (minimul dintre unghiul de inundare 0f și unghiul de răsturnare 0R)

03 : unghiul de echilibru dinamic după pierderea sacinii, la care Ai = A3, dar nu mai mare de 30°

Fig. 6.4 – Stabilitatea macaralei plutitoare la pierderea din cârlig a sarcinii

6.2. Docuri plutitoare

Docurile plutitoare sunt platforme tehnologice nepropulsate destinate lansării și ridicării din imersiune a navelor. Sunt echipamente aproape nelipsite din șantierele de reparații nave. Cu ajutorul lor navele sunt scoase din apă în vederea reparațiilor și lansate la apă la finalizarea lucrărilor.

Din punct de vedere constructiv docul plutitor este o construcție în formă de U formată dintr-un ponton prevăzut cu două turnuri laterale, turnurile extinse pe toată lungimea pontonului. Construcția poate fi realizată din oțel sau din beton armat.

Din punct de vedere funcțional, docul este o platformă plutitoare semi- submersibilă. Prin inundarea controlată a tancurilor de balast prevăzute în interiorul pontonului și al turnurilor, docul coboară în imersiune astfel încât plafonul pontonului ajunge la un pescaj suficient care să permită accesul naveiîntre turnurile docului. După aceasta, balastul este descărcat și docul se ridică împreuna cu nava.

Pentru lansarea navei se procedează în ordine inversă. Caracteristica ce definește un doc este capacitatea de ridicare și anume deplasamentul maxim al navei ce poate fi ridicată cu docul. Ex: doc 800 t.

Din punct de vedere al amenajării și dotării, caracteristic unui doc plutitor sunt (fig. 6.6):

tancurile de balast al căror volum este suficient pentru imersarea docului la pescajul maxim de imersiune

compartiment pompe aflat în pontonul docului

spații tehnologice – compartiment mașini, spații pentru echipaj, ateliere, etc.

camera de comandă a docului

culoare și tunele de circulație

scări și platforme interioare și exterioare

macarale ce se pot deplasa pe turnurile docului

blocurile de andocare (numite și tacheți sau blocuri de chilă) sunt suporții pe care se așează nava la andocare

sistem de amarare a navei andocate

sistem de menținere a docului “la punct fix” cu ancore, vinciuri de amarare sau piloni

Pe lângă dotările de mai sus, docurile plutitoare sunt echipate cu sisteme de control al pescajului, înclinărilor transversale și longitudinale, nivelului de apă în tancurile de balast, debitele de umplere / golire ale tancurilor de balast, sistem de măsurare al deformatei longitudinale și transversale și uneori sistem de măsurare al tensiunilor în punctele critice ale structurii docului.

Pentru facilitarea și siguranța operațiunilor de andocare, docurile moderne sunt prevazute cu calculator de bord. Acesta permite calculul de andocare, simulareadiferitelor scenarii și controlul operației de andocare prin integrarea sistemelor de măsură și control.

Din punct de vedere al Regulilor Societăților de Clasificare, cerințele de stabilitate sunt:

Cazurile de încărcare în care se analizează stabilitatea:

docul la pescajul de lucru cu cea mai defavorabilă nava andocată

docul cu pontonul imersat la nivelul blocurilor de andocare și cea mai defavorabila navă pe blocuri, astfel încât aria de plutire să fie dată doar de turnuri

docul la pescajul maxim de imersiune

Cerințele stabilității suficiente sunt date de îndeplinirea următoarelor criterii în cazurile de încărcare de mai sus:

înălțimea metacentrica corectată cu efectul suprafețelor libere va fi mai mare de 1.0 m

în cazul de încărcare a), înclinarea dată de vânt să nu producă imersarea platformei docului

Se calculează și curbe limită de stabilitate, KG admisibil în funcție de masa ambarcată.

Rezistența structurii docurilor plutitoare se analizează sub efectul a trei categorii de forțe: greutatea structurii docului și a balastului, presiunea apei și greutatea navei (navelor) andocate. Sub efectul acestor forțe se va analiza rezistența locală, rezistența transversală și longitudinală.

Rezistența locală se analizează în special în dreptul blocurilor de andocare rezultând forțele maxime admisibile pe fiecare bloc de andocare. Valorile acestor forțe împreună cu pozițiile blocurilor de andocare sunt înscrise în planul de amplasare al blocurilor de andocare.

Calculul rezistenței transversale, specific navelor cu lățime mare, este obligatoriu pentru docurile plutitoare datorită particularităților secțiunii transversale: lățimea mare în raport cu înălțimea pontonului, secțiunea cea mai slabă aflată în zona planului diametral (la mijlocul deschiderii), greutatea mare la capete produsă de turnuri și de balastul din acestea și nu în ultimul rând greutatea navei (navelor) andocate. Împreună cu presiunea apei, aceste sarcini conduc la forțe tăietoare și momente încovoietoare semnificative care trebuie luate în considerare la dimensionarea structurii .

Rezistența longitudinală se analizează prin construcția diagramelor de forțe tăietoare și momente încovoietoare în sens longitudinal sub efectul distribuției de greutăți ale docului, balastului și navei andocate.

Pentru nava andocată, distribuția de greutăți a acesteia este convertită în reacțiunile din blocurile de andocare. Un aspect particular al reacțiunii din blocurile de andocare este că acestea sunt variabile pe parcursul andocării atât datorită variației flotabilitătii navei andocate cu modificarea pescajului cât și datorită rotirii pe călcâi a navei în faza incipientă a andocării când are loc modificarea de asietă a navei andocate.

Valorile efective ale forțelor tăietoare și momentelor încovoietoare se compară cu valorile admisibile. La docurile lungi se efectueaza și calculul deformațiilor docului. Aceste deformații trebuie sa fie suficient de mici pentru a nu modifica semnificativ reacțiunile în blocurile de andocare.

În cele mai multe cazuri, navele ce urmează a fi andocate nu sunt pe asieta dreaptă. Înclinarea longitudinală a navei aflată în plutire liberă va trebui anulată pe parcursul ridicării când nava andocată va ajunge pe asieta dreaptă.

Această rotire se produce în faza incipientă a andocării (sau în faza finală a lansării) și începe când nava atinge blocul de andocare extrem (de regulă pupa) și se încheie când nava se așează pe toate blocurile de andocare.

Momentul critic al acestei faze – așa numita desprindere – are loc atunci când nava este practic pe asieta dreaptă dar se sprijină numai pe blocul de andocare extrem. La desprindere, forța de reacțiune în blocul extrem este maximă și egală cu diferența dintre greutatea navei andocate și deplasamentul navei la pescajul de desprindere.

Calculul pescajului de desprindere și al forței maxime de reacțiune:

În timpul fazei tranzitorii, nava să se afle sub acțiunea a trei forțe:

greutatea navei W acționând în G (XG, ZG). Greutatea navei W = gAo unde \0 este deplasamentul navei în situația de lansare, incluzând nava, balastul, echipamentele tehnologice, etc., iar G fiind centrul de greutate al navei în situația de lansare.

împingerea hidrostatică gA' acționând în B (XB,ZB), aceasta fiind în funcție de nivelul relativ dintre navă și apă

reacțiunea P din blocul de andocare din extremitatea pupa, acționând în (XP, ZP). Cota ZP este 0, sprijinul fiind pe chilă

Până în momentul desprinderii, greutatea navei este distribuită pe toate blocurile de andocare. La începutul desprinderii, nava având practic asieta zero, rămâne sprijinită numai pe un singur bloc de andocare, de obicei cel din extremitatea pupa, începutul desprinderii se produce la un pescaj Ti și în acest moment forța P = g(A0-A') este maximă, ea scăzând pe măsură ce nivelul apei crește.

Determinarea pescajului Ti la care începe desprinderea se face din ecuația neliniara a momentelor în raport cu punctul de sprijin:

W(XG-Xp) = gzV(XB-Xp) sau AdCXo-Xp) = A'(Xb-Xp)

unde valorile A’ și XB sunt funcție de pescajul Ti

Fie h nivelul apei în raport cu platforma și fie hB cota chilei în raport cu platforma (înălțimea blocurilor de andocare). Desprinderea va avea loc la un nivel al apei în raport cu platforma: hi = hB + Ti

Fie T0 pescajul mediu și t asieta navei în plutire liberă. Pescajul maxim al navei în plutire liberă în dreptul ultimului bloc de andocare este:

Tmax = To + (Xp-Xf) t / Lpp,

unde asieta t = Tpv- Tpp este diferența pescajelor pe perpendiculare. Nivelul minim necesar al apei în raport cu platforma pentru a asigura intrarea navei în plutire liberă este:

hnec Tmax + hB*

Trebuie verificat dacă docul se poate imersa la acest nivel, respectiv:

hnec < (T3 – Dp – hB).

Din punctul de vedere al navei forța maximă de reacțiune P din momentul desprinderii produce solicitarea structurii navei și modificarea stabilității, așa cum a fost analizat la Teoria Navei.

Din punctul de vedere al docului forța maximă de reacțiune P din momentul desprinderii produce solicitarea structurii docului și discontinuitatea în procesul de balastare al docului. Pentru analiza acestor efecte trebuie avut în vedere ca această forță de reacțiune crește progresiv din momentul când nava atinge blocul de andocare până când asieta devine zero și nava se așează pe toate blocurile.

Dupa determinarea forței P, cu valoarea maximă a aceasteia se vor verifica:

rezistența locală a navei în punctul de sprijin pe blocul de andocare

rezistența blocului de andocare

rezistența platformei sub blocul de andocare

rezistența la strivire a suprafețelor de contact

În cazul când oricare din aceste verificări nu sunt îndeplinite se va recalcula situația de lansare în sensul balastării navei pentru reducerea asietei în plutire liberă.

O altă problemă care poate să apară în faza de desprindere este alunecarea sau rotirea navei pe blocul de andocare. Aceste efecte pot să apară datorită vântului, curenților sau tensiunilor asimetrice din sistemele de fixare / legare a navei. Mișcarea navei pe blocul de andocare trebuie evitată, ea poate produce distrugerea suprafeței de contact, răsturnarea blocului de andocare sau deplasarea punctului de contact în zone mai slabe ale navei.

Pentru efectuarea operațiunii de andocare se au în vedere următoarele:

verificarea compatibilității între doc și navă

calculul de andocare

pregătirea navei în vederea andocării

pregătirea docului în vederea andocării

andocarea propriu-zisă

Compatibilitatea doc-nava

Dimensiunile navei:

lungimea pontonului docului condiționează lungimea maximă a navei andocate; lungimea navei poate fi cu până la 20% mai mare ca lungimea docului;

lățimea între turnuri condiționează lățimea navei ce poate fi andocată; lățimea navei va fi cu cel putin 1 m mai mică decât lățimea liberă între turnuri;

pescajul de imersiune; distanța de la pescajul de maximă imersiune al docului până la fața superioară a blocurilor de andocare condiționeaza pescajul navei ce poate fi andocată.

Calculul de andocare presupune:

identificarea datelor navei – deplasament, pescaje, asieta, distribuție de mase

stabilirea poziției navei pe doc și a poziției blocurilor de andocare; pentru aceasta planul de andocare al navei va fi comparat și pus de acord cu planul de amplasare al blocurilor de andocare al docului

calculul reacțiunilor în blocurile de andocare atât în faza tranzitorie (pâna la anularea asietei) cât și în stadiul final cu nava complet emersată

verificarea sarcinilor din blocurile de andocare și compararea acestora cu valorile admisibile atât pentru navă cât și pentru doc

calculul de pescaj, asietă și stabilitate ale docului plutitor și verificarea cerințelor

calculul forțelor tăietoare și momentelor încovoietoare longitudinale și transversale ce apar în structura docului și compararea cu valorile admisibile

calculul de stabilitate al navei andocate și verificarea criteriilor de stabilitate

simularea prin calcul a secvenței de balastare / debalastare a docului și verificarea faptului că balastarea este posibilă în orice etapă cu respectarea cerințelor de rezistență și stabilitate

În cazul în care oricare din verificările de mai sus nu este îndeplinită, se reface calculul prin modificarea următorilor parametri pâna la îndeplinirea tuturor criteriilor:

modificarea poziției navei în raport cu docul prin reamplasarea navei

modificarea aranjamentului blocurilor de andocare

starea navei prin modificarea situației de mase care vor influența pescajul și asieta; această modificare se face fie prin descărcarea de încărcătură și rezerve fie prin balastarea navei

Pregătirea navei în vederea lansării / andocării constă in:

asigurarea distribuției de mase (încărcătură, rezerve, balast) conform calculelor de andocare

marcarea reperelor de andocare

verificarea etanșeității învelișului, compartimentelor și a dopurilor de fund

închiderea ușilor etanșe și a tubulaturilor prin care poate avea loc inundarea progresivă în caz de avarie

Pregătirea docului în vederea andocării constă în:

verificarea funcționării sistemelor de balast și control al pescajelor, înclinărilor și deformațiilor

verificarea etanșeității turnurilor

aducerea elementelor macaralelor pe poziția de repaos și asigurarea lor

amplasarea blocurilor de chilă conform planului de andocare (amplasare orizontală și înălțimi), verificarea stării acestora în special a stratului de protecție din lemn

marcarea reperelor de andocare

Pentru andocarea propriu-zisă se parcurg următoarele faze:

balastarea docului până se atinge pescajul necesar pentru andocare

aducerea navei pe poziția de andocare prin alinierea reperelor de andocare marcate pe navă și pe doc asigurându-se astfel poziționarea dorită a navei în raport cu docul

amararea navei de doc

debalastarea docului conform secvenței de debalastare până la emersarea platformei docului

6.3. Barje semisubmersibile

Barjele (pontoane) semisubmersibile sunt nave destinate transportului pe punte a unităților plutitoare – nave, submarine, picioare de platforme de foraj, turnuri de mori de vânt, etc.

Încărcarea – descărcarea acestor unități plutitoare pe barjă se face prin imersarea barjei și transferul în plutire a unității plutitoare deasupra barjei.

Din punct de vedere constructiv și funcțional sunt destul de apropiate de docurile plutitoare cu două deosebiri principale:

sunt destinate transportului de mărfuri și navigației, fie autopropulsate fie prin remorcare

structura și amplasarea elementelor de flotabilitate (turnurile) este diferită în sensul de a crea cât mai mult spațiu pe punte.

Funcționarea este similară, respectiv puntea (platforma) barjei este imersată prin balastarea tancurilor din corp și turnuri, iar după aducerea unității plutitoare de încărcat deasupra barjei tancurile de balast se golesc iar barja se ridică împreună cu încărcătura.

Din punct de vedere al amplasării turnurilor nu se practică sistemul de turnuri de la docuri (extinse pe toată lungimea navei). Există câteva modalități de amplasare:

amplasarea a 4 turnuri aproximativ egale în colțurile barjei

amplasarea a trei turnuri, două egale în pupa și unul mărit în prova

amplasarea unuia sau a două turnuri la o singură extremitate.

Rolul turnurilor:

de a crea spațiu pentru echipaj, echipamente și camere de comandă

de a asigura rezerva de flotabilitate pe timpul imersării necesară în calculul de stabilitate

de a aduce gurile de aerisire pentru tancuri și încăperi deasupra linei de supraimersiune

Calculul de amplasare și ridicare a încărcăturii precum și sistemele de balastare și control al operării este asemănător cu al docurilor plutitoare. Caracteristic barjelor semisubmersibile sunt:

modalitatea de control a imersării

rezistența structurală

stabilitatea

Modalitatea de control a imersării:

rezerva de flotabilitate (volumul emers raportat la volumul imers) va fi conform DNV de minim 4.5% pentru întreaga navă și minim 1.5% pentru oricare din structurile prova și pupa;

pentru navele cu structuri etanșe la ambele extremități, nava se afla în plutire liberă controlată de flotabilitatea turnurilor ;

pentru navele cu structuri flotabile numai la o extremitate echilibrul navei în plutire este asigurată fie cu macara de pe alta navă, fie cu piloni culisanți, fie prin eșuarea unei extremități (valabil numai acolo unde adâncimea și natura fundului permite aceasta manevră);

sarcina statică pe punte; aceasta poate fi distribuită (de ordinul 5 – 25 t/m2) sau concentrată în zona blocurilor de andocare sau a punctelor de amarare a încărcăturii;

solicitări dinamice în navigație respectiv presiuni dinamice din val și forțe de inerție ale structurii și încărcăturii;

solicitare din încovoierea generală a navei atât longitudinal cât și transversal.

Calculele de rezistență structurală se realizează atât în condiția de navigație (transit condition) cât în condiția de imersare (temporarily submerged condition).

Dimensionarea structurii se face conform experienței proiectantului și se verifică și rafinează prin calculele cu aplicarea metodei elementului finit. Se vor defini mai multe cazuri de calcul care să permită verificarea structurii în diferite cazuri de încărcare și combinații ale sarcinilor de calcul. Câteva cazuri de bază (nu unicele) sunt:

structura sub greutatea proprie;

nava în condiția de navigație sub presiunea exterioară;

nava în condiția de navigație sub sarcina statică și dinamică a încărcăturii;

nava în condiția de imersare sub presiunea exterioară;

nava în condiția de emersare sub presiunea interioară.

6.4. Nave de ranfluare

O categorie aparte a navelor semisubmersibile o constituie pontoanele de ranfluare. Acestea au rolul de a ridica navele eșuate sau scufundate.

Indiferent de metoda de ranfluare, înainte de începerea lucrărilor trebuiesc parcurse câteva etape:

– analiza gradului de avarie a navei eșuate, determinarea locației și dimensiunilor avariei precum și a compartimentelor inundate și a celor rămase etanșe

identificarea caracteristicilor navei și determinarea stării de încărcare – cargo, rezerve, balast

analiza gradului de eșuare, a extinderii ventuzei și a naturii fundului

identificarea scurgerilor de produse poluante

necesitatea întăriturilor structurale și a etanșărilor suplimentare

decizia asupra metodei de ranfluare

Orice operațiune de ranfluare conține patru etape:

smulgerea, respectiv ridicarea navei de pe fund și învingerea ventuzei ce apare între navă și fundul apei; în funcție de adâncime, de natura fundului și de suprafața de contact, forța de smulgere poate fi de pâna la 10 ori mai mare decât greutatea navei ranfluate

ridicarea navei pâna la emersarea parțială

transportul din zona de ranfluare

punerea în plutire sau după caz dezmembrarea navei ranfluate

Una din metodele de ranfluare constă în utilizarea de nave specializate – pontoanele de ranfluare. Acestea sunt de două tipuri: monocorp sau multicorp.

Sistemul monocorp constă într-o baq'ă (ponton) dotat cu sistem de balastare și sistem de ridicare cu vinciuri. Cablurile de ridicare trec prin corpul barjei și sunt dotate cu un sistem de compensare al mișcărilor din oscilațiile verticale ale navei. Un astfel de sistem a fost utilizat la recuperarea epavei submarinului Kursk (fig 6.8).

Sistemul multicorp este constituit din două corpuri imersabile unite la partea superioară cu o structură de rezistență (fig. 6.9).

Modul de lucru al sistemului este următorul:

se poziționează sistemul deasupra navei scufundate

se imersează parțial pontoanele prin balastare

se leagă nava scufundată de vinciurile de ridicare

se efectuează prima fază a ridicării (smulgerea); deoarece forțele de smulgere sunt de regulă mult mai mari decât greutatea navei ranfluate, smulgerea se realizează prin debalastarea pontoanelor utilizând forța de flotabilitate și nu forța vinciurilor; avantajul utilizării forței de flotabilitate pentru smulgere constă în faptul că sistemul de vinciuri se dimensionează la forțe mult mai mici, simplificând construcția și reducând costurile

cu ajutorul vinciurilor se ridică nava scufundată până la emersarea ei parțială

se transportă epava – legată de sistemul de ranfluare – pe locația unde se vor face operațiunile ulterioare

Fig. 6.10. – Plan de principiu al sistemului de ranfluare cu două barje

Caracteristic unui astfel de sistem de ranfluare sunt:

pescajele de lucru, T1 = pescajul navei operaționale fără sarcină și T2 = pescajul de maximă imersare la balastare

forța de smulgere dată de diferența între forțele de flotabilitate ale

pontoanelor între pescajul TI și T2 Fs =g [ A(T2) – A(T1)]

forța de ridicare pe vinciuri Fr dată de capacitatea vinciurilor; Notă: forța de ținere pe frână a vinciurilor și implicit rezistența cablurilor trebuie să fie cel puțin max (Fs și Fr)

elemetele geometrice: distanța între pontoane, adâncimea de lucru, lungimea pontoanelor, poziția punctelor de ridicare;

Dotările specifice ale unei nave de ranfluare cu pontoane sunt:

sistemul de balastare și control al balastării

sistemul de ridicare și control al ridicării: vinciuri, sistem de sincronizare al vinciurilor, sistem hidraulic de compensare al șocurilor și oscilațiilor navei de ranfluare, sistem de măsurare și egalizare al forțelor, etc.

sistemul de poziționare pe zona de lucru: ancore, piloni sau poziționare dinamică

Concluzii

BIBLIOGRAFIE

Reguli si Regulamente:

   1. Legislatia romaneasca:   

– Norme tehnice privind clasificarea si constructia navelor maritime, cod MLPTL.ANR-NM-2002;

–  Normele tehnice privind clasificarea si constructia unitatilor mobile de foraj marin, cod MLPTL.ANR-UMFM-2002;

– Normele tehnice privind liniile de încarcare ale navelor maritime care nu efectueaza voiaje internationale, cod MLPTL.ANR-LÎ-2002;
– OMTCT nr.1041/2003 pentru aprobarea Normelor tehnice privind siguranta navelor maritime de pasageri care nu efectueaza voiaje internationale;
– OMTCT nr.2315/2004 privind modificarea si completarea OMTCT nr.1041/2003;
– OMTCT nr.518/2007 privind aprobarea formei si continutului Certificatului de tonaj pentru navele cu o lungime între perpendiculare mai mica de 24 metri;

2. American bureau of shipping

„Rules For Building And Classing Steel Vessels”,2008;

„Guide For The Mooring Of Oil Carriers At Single Point Moorings”, R 2010;

„Rules For Building And Classing Steel Floating Dry Docks”, 2009;

„Guide For Vessels With Oil Recovery Capabilities” ,2006.

3. Bureau veritas:

„Rules for the Classification of Steel Ships”- NR 467.A1 DT R11 E – 2013;

„Rules for the Classification of Inland Navigation Vessels”- NR 217.A1 DNI R03 E – 2011;

„Standby Rescue Vessels” – RULE NOTE NR 482 – 2002;

„Rules for the Classification of High Speed Craft” – NR 396 UNITAS R02 E – 2002;

„Rules for the Classification of Floating Establishments” – NR 580 DNI R00 E – 2012;

„Rules for the Classification and Certification of Lifting Appliances of Ship and Offshore Units” – NI 184 – 2010;

„Rules for the Classification of Crew Boats” – NR 490 DTM R01 E – 2005;

„Floating Dock” – NR 475 DTM R00 E – 2001.

4. Det norske veritas:

„Rules for Classification of Ships”, 2013

„Rules for classification of High Speed, Light Craft and Naval Surface Craft” – 2012

5. Danish maritime authority: „Technical regulation on the stability, buoyancy, etc. of houseboats and floating structures „- 2007;

6. Economic commission for europe: ”European Agreement Concerning The International Carriage Of Dangerous Goods By Inland Waterways (ADN) – Ece/Trans/220 – 2011”

7. International association of classification societies:

„Requirements concerning Mooring, Anchoring And Towing”,2007;

„UR-I2 Structural Requirements for Polar Class Ships”

8. International maritime organization:

SOLAS – Consolidated Edition 2009;

MARPOL – Consolidated Edition 2006;

COLREG – 2006;

Resolution Msc.266(84) – „Code Of Safety For Special Purpose Ships”, 2008;

Resolution Msc.97(73) – „International Code Of Safety For High-Speed Craft, 2000”;

Resolution Msc. 143(77) – „Adoption Of Amendments To The Protocol Of 1988 Relating To The International Convention On Load Lines”, 1966 , 2003;

„Classification of offshore industry vessels and consideration of the need for a Code for offshore construction support vessels” – 2011;

MSC/Circ.1056 „Guidelines for ships operating in arctic ice-covered waters – 2002”;

A831 (19)” Code of Safety for Diving Systems”.

9. Monitorul oficial al româniei, partea I, Nr. 672 bis/2.X.2007: “Regulament de navigație pe Dunăre în sectorul Românesc”;

10. Netherlands shipping inspectorate: „Guidelines for the assignment of reduced freeboards for dredgers, DR-68”, 2010

11. Norwegian maritime directorate: „Guidelines for revision of ism-manuals on supply ships and tugs used for anchor handling regarding the immediate measures issued by NMD”.

12. Official journal of the european union: „Directive of the European Parliament and of the Council laying down technical requirements for inland waterway vessels (2006/87/EC)”.

PUBLICAȚII:

Arie de Jager: New Stability Requirements for Hopper Dredgers and Their Effect on the Design – IHC;

CESA/SEA: – Annual Report 2010-2011; Annual Report 2011-2012.

G. de Jong: “Classification of Dredgers – Technical & Regulatory Developments”, Bureau Veritas;

Lucian Manolache – „Nave Tehnice”, Universitatea din Galati, 1982;

Ovidiu Oanță – „Nave tehnice”, Universitatea din Galati, 2014;

Victor Gibson – “The History of Supply Ship”, La Madrila Press 2007;

International Tug & OSV: 2010 – 2013 collection;

INTERNET:

Noble Denton marine assurance and advisory rules and guidelines https://www.dnvgl.com/rules-standards/noble-denton-maa-rules-and-guidelines.html

Wikipedia

Noble Denton International Ltd http://www.endole.co.uk/company/01543888/noble-denton-international-limited

Guidelines for the Approvability of Towing Vessels http://www.tc.gc.ca/Publications/en/TP15180/PDF/HR/TP15180E.pdf

Steerprop http://www.steerprop.com/company/en_GB/references/

Designers' checklist No. 1 Azimuth Stern Drive Tugs (ASD) – 2001 http://issuu.com/marinemegastore.com/docs/steerprop-ltd–designers-checklist-no.-1

Bollard pull trial code for Tugs with Steerprop Propulsion – 2001 http://issuu.com/marinemegastore.com/docs/steerprop-ltd–bollard-pull-trial-code

W. J. Vlasblom, TU Delft

Designing Dredging Equipment http://ocw.tudelft.nl/courses/offshore-engineering/design-of-dredging-equipment/readings/;

Trailing Suction Hopper Dredger http://www.ihcps.com/tshd-systems/about-trailing-suction-hopper-dredgers/;

Cutter Suction Dredger http://products.damen.com/en/ranges/cutter-suction-dredger;

Bucket (Ladder) Dredger http://www.dredging.org/documents/ceda/downloads/vlasblom6-the-bucket-or-ladder-dredger.pdf;

The barge unloading/reclamation Dredger http://www.dredging.org/documents/ceda/downloads/vlasblom5-the-barge-unloading-or-reclamation-dredger.pdf;

Dredge pumps http://dopdredgepumps.com/en/;

Cutting of rock http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01525361#page-1.

Proiecte si baze de date

Ship design group -Baza de date proiecte

Shipyard k. damen -Baza de date proiecte

BIBLIOGRAFIE

Reguli si Regulamente:

   1. Legislatia romaneasca:   

– Norme tehnice privind clasificarea si constructia navelor maritime, cod MLPTL.ANR-NM-2002;

–  Normele tehnice privind clasificarea si constructia unitatilor mobile de foraj marin, cod MLPTL.ANR-UMFM-2002;

– Normele tehnice privind liniile de încarcare ale navelor maritime care nu efectueaza voiaje internationale, cod MLPTL.ANR-LÎ-2002;
– OMTCT nr.1041/2003 pentru aprobarea Normelor tehnice privind siguranta navelor maritime de pasageri care nu efectueaza voiaje internationale;
– OMTCT nr.2315/2004 privind modificarea si completarea OMTCT nr.1041/2003;
– OMTCT nr.518/2007 privind aprobarea formei si continutului Certificatului de tonaj pentru navele cu o lungime între perpendiculare mai mica de 24 metri;

2. American bureau of shipping

„Rules For Building And Classing Steel Vessels”,2008;

„Guide For The Mooring Of Oil Carriers At Single Point Moorings”, R 2010;

„Rules For Building And Classing Steel Floating Dry Docks”, 2009;

„Guide For Vessels With Oil Recovery Capabilities” ,2006.

3. Bureau veritas:

„Rules for the Classification of Steel Ships”- NR 467.A1 DT R11 E – 2013;

„Rules for the Classification of Inland Navigation Vessels”- NR 217.A1 DNI R03 E – 2011;

„Standby Rescue Vessels” – RULE NOTE NR 482 – 2002;

„Rules for the Classification of High Speed Craft” – NR 396 UNITAS R02 E – 2002;

„Rules for the Classification of Floating Establishments” – NR 580 DNI R00 E – 2012;

„Rules for the Classification and Certification of Lifting Appliances of Ship and Offshore Units” – NI 184 – 2010;

„Rules for the Classification of Crew Boats” – NR 490 DTM R01 E – 2005;

„Floating Dock” – NR 475 DTM R00 E – 2001.

4. Det norske veritas:

„Rules for Classification of Ships”, 2013

„Rules for classification of High Speed, Light Craft and Naval Surface Craft” – 2012

5. Danish maritime authority: „Technical regulation on the stability, buoyancy, etc. of houseboats and floating structures „- 2007;

6. Economic commission for europe: ”European Agreement Concerning The International Carriage Of Dangerous Goods By Inland Waterways (ADN) – Ece/Trans/220 – 2011”

7. International association of classification societies:

„Requirements concerning Mooring, Anchoring And Towing”,2007;

„UR-I2 Structural Requirements for Polar Class Ships”

8. International maritime organization:

SOLAS – Consolidated Edition 2009;

MARPOL – Consolidated Edition 2006;

COLREG – 2006;

Resolution Msc.266(84) – „Code Of Safety For Special Purpose Ships”, 2008;

Resolution Msc.97(73) – „International Code Of Safety For High-Speed Craft, 2000”;

Resolution Msc. 143(77) – „Adoption Of Amendments To The Protocol Of 1988 Relating To The International Convention On Load Lines”, 1966 , 2003;

„Classification of offshore industry vessels and consideration of the need for a Code for offshore construction support vessels” – 2011;

MSC/Circ.1056 „Guidelines for ships operating in arctic ice-covered waters – 2002”;

A831 (19)” Code of Safety for Diving Systems”.

9. Monitorul oficial al româniei, partea I, Nr. 672 bis/2.X.2007: “Regulament de navigație pe Dunăre în sectorul Românesc”;

10. Netherlands shipping inspectorate: „Guidelines for the assignment of reduced freeboards for dredgers, DR-68”, 2010

11. Norwegian maritime directorate: „Guidelines for revision of ism-manuals on supply ships and tugs used for anchor handling regarding the immediate measures issued by NMD”.

12. Official journal of the european union: „Directive of the European Parliament and of the Council laying down technical requirements for inland waterway vessels (2006/87/EC)”.

PUBLICAȚII:

Arie de Jager: New Stability Requirements for Hopper Dredgers and Their Effect on the Design – IHC;

CESA/SEA: – Annual Report 2010-2011; Annual Report 2011-2012.

G. de Jong: “Classification of Dredgers – Technical & Regulatory Developments”, Bureau Veritas;

Lucian Manolache – „Nave Tehnice”, Universitatea din Galati, 1982;

Ovidiu Oanță – „Nave tehnice”, Universitatea din Galati, 2014;

Victor Gibson – “The History of Supply Ship”, La Madrila Press 2007;

International Tug & OSV: 2010 – 2013 collection;

INTERNET:

Noble Denton marine assurance and advisory rules and guidelines https://www.dnvgl.com/rules-standards/noble-denton-maa-rules-and-guidelines.html

Wikipedia

Noble Denton International Ltd http://www.endole.co.uk/company/01543888/noble-denton-international-limited

Guidelines for the Approvability of Towing Vessels http://www.tc.gc.ca/Publications/en/TP15180/PDF/HR/TP15180E.pdf

Steerprop http://www.steerprop.com/company/en_GB/references/

Designers' checklist No. 1 Azimuth Stern Drive Tugs (ASD) – 2001 http://issuu.com/marinemegastore.com/docs/steerprop-ltd–designers-checklist-no.-1

Bollard pull trial code for Tugs with Steerprop Propulsion – 2001 http://issuu.com/marinemegastore.com/docs/steerprop-ltd–bollard-pull-trial-code

W. J. Vlasblom, TU Delft

Designing Dredging Equipment http://ocw.tudelft.nl/courses/offshore-engineering/design-of-dredging-equipment/readings/;

Trailing Suction Hopper Dredger http://www.ihcps.com/tshd-systems/about-trailing-suction-hopper-dredgers/;

Cutter Suction Dredger http://products.damen.com/en/ranges/cutter-suction-dredger;

Bucket (Ladder) Dredger http://www.dredging.org/documents/ceda/downloads/vlasblom6-the-bucket-or-ladder-dredger.pdf;

The barge unloading/reclamation Dredger http://www.dredging.org/documents/ceda/downloads/vlasblom5-the-barge-unloading-or-reclamation-dredger.pdf;

Dredge pumps http://dopdredgepumps.com/en/;

Cutting of rock http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01525361#page-1.

Proiecte si baze de date

Ship design group -Baza de date proiecte

Shipyard k. damen -Baza de date proiecte