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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2017.tde-17072017-111803
Document
Author
Full name
Lucas Martins Pion
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Alfredini, Paolo (President)
Bernardino, José Carlos de Melo
Siegle, Eduardo
Title in Portuguese
Lama fluida e fundo náutico - conceito e aplicação no Complexo Portuário de Itajaí, SC.
Keywords in Portuguese
Hidráulica marítima
Navegação costeira
Simulação (Modelagem)
Abstract in Portuguese
No contexto da necessidade de atracação de embarcações de maior porte em terminais portuários brasileiros, tanto privativos como públicos, considerando um aumento das exportações, intervenções de engenharia que possam significar ganhos nas dimensões das máximas embarcações permitidas podem representar substanciosos benefícios econômicos. Assim, este trabalho apresenta uma abordagem do conceito de Fundo Náutico, definido como profundidade até a qual as embarcações podem navegar sem que haja efeitos adversos na manobrabilidade das embarcações e danos no casco do navio, cujo objetivo é aumentar o calado máximo de embarcações em espaços náuticos cujo fundo apresente camadas de lama fluida. Devido às suas características reológicas, a lama fluida, de modo geral, permite que as embarcações naveguem com reduzida ou até negativa folga sob a quilha, respeitando-se o conceito estabelecido pelo Fundo Náutico. Exposta a importância sobre este conceito e suas peculiaridades relacionadas às características da lama fluida, como características reológicas e métodos para sua determinação, discutem-se as variações na espessura da camada de lama fluida e as variáveis ambientais que as condicionam, a partir de análise de levantamentos batimétricos de dupla frequência, dados densimétricos e aplicação de modelagem numérica, para a região da bacia de evolução do Complexo Portuário de Itajaí. Para esta região, observaram-se camadas de lama fluida entre 0,5 e 2,5 m, sendo que os resultados obtidos na modelagem indicam que esta variabilidade está associada ao regime de descarga sólida do rio Itajaí-açu. Além disto, a partir de uma análise comparativa entre os dados batimétricos e densimétricos, foi possível estabelecer que o fundo náutico na região pode estar associado a um valor de massa específica entre 1150 e 1200 kg/m³.
Title in English
Fluid mud and nautical bottom - concept and application at Itajaí Port Complex, SC.
Keywords in English
Estuarine hydraulics
Navigation
Numerical modeling
Abstract in English
Considering the demand for mooring larger ships at Brazilian port terminals, both private and public, in a scenario of growing exports, engineering interventions that can provide improvements in the vessel's maximum allowed dimensions can represent significant profits. Hence, this work presents an approach of Nautical Bottom, defined as the maximum depth in which ships can navigate without significant adverse effects in ship control and maneuverability without physical damage, with the goal of raising the maximum ship draft allowed in nautical spaces with fluid mud beds. Due to its rheological properties, fluid mud, in general, allows for vessels navigate with low or negative under keel clearance, respecting the established Nautical Bottom concepts. Once highlighted the importance of these concepts, this study presents an analysis about fluid mud and Nautical Bottom concept analysis at Itajaí Port Complex (Santa Catarina, Brazil), one of the most important port areas in Brazil. This analysis was based on bathymetric surveys, density measurements and numerical modeling. In addition, fluid mud layer thickness at port areas can possibly vary according to hydrodynamics and sedimentologic variations. Fluid mud layer thickness varies from 0.5 to 2.5 meters at Itajai Port Complex turning basin. From numerical modeling results, it is possible to establish that the thickness variations of fluid mud layers are associated with fluvial sediment transport rates. Also, from the comparison between low frequencies bathymetric surveys and specific density measurements, it was possible to conclude that the reference specific density at the interest area is about 1150-1200 kg/m³, being very similar to reference densities adopted worldwide.
 
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Publishing Date
2017-07-20
 
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