Intocmirea planului de incarcare (Cargo - Planul)

Intocmirea planului de incarcare (Cargo - Planul)

1 Caracterizarea generala a marfii

1.1 Caracteristici si proprietati ale marfii.

Pe nava vor fi incarcate containere pentru marfuri generale si specializate cu izolatie termica (frigorifice). La constructia acestora s-a folosit metal, aluminiu, placaj, fibra de sticla si combinatia acestor materiale.

Caracteristici :

Containerul sa poata fi transportat de orice mijloc adecvat si pentru aceasta dimensiunile lui, precum si anumite piese au fost standardizate.

Sa poata fi trecut de la un mijloc de transport la altul, in timp minim si in mod simplu.

Are un caracter permanent si o constructie suficient de rezistenta pentru a permite o folosire repetata.

Este dotat cu dispozitive care sa permita o manipulare usoara precum si transbordarea de pe un mijloc de transport pe altul.

Are volum interior de cel putin 1 m³.

ISO este standardul unei organizatii internationale. Containerele ISO sunt incarcate si pe aceasta nava. Au o inaltime de 8`6``si sunt numite containere ''High Cube''. Containerele ISO termale sunt folosite pentru transportul marfurilor racite si inghetate. Pe nava sunt incarcate containere de 20` si 40`.

Marcajul containerelor :

Acestea sunt marcate si codate cu coduri de identificare DIN EN ISO 6346, datat in ianuarie 1996. Codul cuprinde 4 elemente distincte :

codul armatorului alcatuit din 3 cifre.

codul grupului de produse, alcatuit dintr-o litera : U, J sau Z.

6 numere de inregistrare.

numarul de verificare.

Fig. 1

Containerele sunt rezistente la lovituri, socuri si au calitatea de a pluti (flotabilitatea).

Fig. 3

1.2 Calculul cantitatii de marfa.

Masuratori pentru determinarea temperaturii si densitatii apei de mare in care pluteste nava.

Temperatura si densitatea sunt doua proprietati fizice importante ale apei de mare care influenteaza calculul cantitatii de marfa operata.

Temperatura apei de mare este o marime variabila depinzand de o serie de factori care actioneaza in stratul de suprafata, dispunerea geografica a bazinului, vantul, curentii.

Tablele de deplasament se utilizeaza pentru densitati ale apei stabilite la valori de 1,000 t/m3 pentru apa dulce si de 1.025 t/m3 pentru apa sarata. In circumstantele aratate este convenita utilizarea de hidrometre de sticla cu certificat de precizie si calibrat in t/m3. Pentru mai multe motive un hidrometru de metal calibrat in termenii densitatii specifice la 15^oC nu trebuie folosit in scopul determinarii cantitatii de marfa. Citirea hidrometrului este necesara pentru determinarea raportului greutate/volum a apei in care nava pluteste astfel incat sa se poata face diferenta intre valoarea sa si valorile de deplasament date in table pentru apa dulce la 1.000t/m3 sau apa sarata la 1.025 t/m3.

Corectarea citirii hidrometrului pentru apa de 15 C poate duce la erori. Desigur ca o corectie trebuie aplicata pentru expansiunea/contractia hidrometrului dar aceleasi corectii trebuie aplicate pentru aceleasi fenomene produse la nava. Pentru cele mai multe situatii practice aceste doua corectii se anuleaza reciproc si efectul lor poate fi neglijat.

Ca un argument suplimentar se poate observa ca daca temperatura apei de mare ar scadea brusc de la 30 la 15 C masa de apa dis locuita de nava nu s-ar modifica. Hidrometrul s-ar ridica in apa indicand o densitate mai mare dar si nava s-ar ridica in apa indicand un deplasament mai mic, produsul celor doua indicatii nenotificand substantial datele initiale.

De aceea se poate concluziona ca in scopul calculului cantitatii de marfa prin metoda pescajelor temperatura apei nu trebuie luata in mod normal in consideratie deoarece poate conduce la erori de pana la 0,35%.

Densitatea apei de mare variaza functie de temperatura, presiunea hidrostatica si de salinitate.

Variatii mari de densitati sunt inregistrate in zonele cu maree si in zonele in care se topesc gheturi. Densitatea apei poate varia intre valori de 0.990 si 1.032 t/m^3.

Pentru determinarea cu precizie a densitatii apei de mare masuratorile se fac la trei nivele intre limitele pescajului navei la prova, centru si pupa. Temperatura respectiv densitatea reala se determina facand media citirilor.

Densitatea apei de mare se determina cu ajutorul hidrometrului. Pentru o determinare corecta a densitatii apei de mare trebuie sa se tina cont de urmatoarele indicatii:

1. Vasul de probe trebuie sa fie spalat cu apa din proba cercetata.

2. Hidrometrului se coboara usor in lichid si se elibereaza numai dupa ce se constata ca pluteste.

3. se inlatura bulele de aer ce se formeaza in jurul hidrometrului prin rasucirea sau ridicarea lui.

4. se face citirea aplicand corectia de menisc gasindu-se nivelul real.

Pentru prelucrare datele citite se corecteaza cu corectiile instrumentelor indicate de atestatul fiecarui aparat de masura. Dupa citire aparatele se curata si se pastreaza in cutiile lor care le protejeaza impotriva trepidatiilor.

Densitatea apei marii, citita cu hidrometrul in bazinul portului San Vicente este 1.025 t /m3.

Masuratori pentru determinarea pescajelor navei

Citirea pescajelor - este o operatiune simpla care se executa direct sau cu ajutorul instalatiilor de citire a pescajelor de la distanta (acestea sunt afectate de mari erori deci vor avea doar un rol orientativ).

Citirea pescajelor este posibila numai pana la o mare de gradul 3, peste aceasta limita nemaiputandu-se asigura precizia necesara calculului. Erori de un centimetru in citirea pescajelor pot conduce la erori in estimarea cantitatii de marfa de peste 100 tone.

Citirea se face de pe cheu, din salupa sau de pe o scara de pisica lasata in bordul dorit.

Daca marea nu este linistita pescajele se citesc de mai multe ori cautandu-se media oscilatiilor.

Daca pescajul la cuplu maestru intr-un bord nu poate fi citit acesta se calculeaza cu formula Tm = T +/- B/2 tgφ unde B este latimea maxima a navei si unghiul de canarisire.

Masuratori pentru determinarea greutatilor lichide la bord:

Greutatile lichide de la bord se determina prin sondare sau prin citirea sticlelor gradate de nivel acolo unde acestea exista. Prin sondare se determina nivelul lichidelor din tancuri functie de care, cu ajutorul tablelor de calibraj se determina volumul ocupat de lichide in tancuri.

La efectuarea sondelor se vor avea in vedere urmatoarele compartimente:

- Tancurile forepeak si afterpeak

- Tancurile de balast

- Tancurile de apa dulce

- Santinele

- Coferdamurile

- Tunelul

- Tancurile de combustibil usor, greu si lubrifianti

- Bazinul de inot.

Pentru determinarea greutatilor lichide din aceste spatii este necesara cunoasterea densitatii lor care se va masura in cazul existentei de dubii cu privire la valoarea ei.

Sondarea se face cu ajutorul unei sonde de mana pe gura de sonda special construita in acest scop.

Situatia lichidelor din tancuri este data in tabelele de mai jos si deasemenea pescajele navei dupa ce nava a fost incarcata.

Fig. 3

Fig. 4

2 Corectii de pescaj

Corectarea pescajelor pentru inclinari transversale - se realizeaza facand media pescajelor masurate in ambele borduri la prova, centru si pupa navei obtinandu-se Tpv, Tc, Tpp.

Corectarea pescajelor pentru asieta - masuratorile de pescaj efectuate la marcile de pescaj sunt afectate de erori cand nava are o inclinare longitudinala. Acestea se datoresc constructiei corpului navei evazata spre prova si efilata spre pupa care nu permite amplasarea marcilor de pescaj exact pe perpendicularele pv, pp sau chiar pe centrul navei.

Ppv - verticala dusa prin intersectia liniei de plina incarcare de vara cu fata exterioara a

Etravei.

Ppp - verticala dusa prin intersectia liniei de plina incarcare de vara cu axul carmei.

LIP - lungimea masurata pe orizontala dintre Ppv si Ppp.

Corectarea pescajului final pentru deformarea corpului navei - La terminarea operatiunilor de incarcare datorita repartizarii neuniforme a containerelor pe magazii

Corpul navei poate prezenta deformari materializate in arcuiri sau contraatacuri ale corpului navei in functie de repartitia spre extremitati sau spre centru a greutatii marfurilor.

In practica curenta la bordul navei aceste erori datorate deformarii corpului navei se elimina calculand pescajul de medie a mediilor astfel :

1. Se calculeaza Tm = 1/2 (Tpvcor +Tppcor)

2. Se calculeaza pescajul mediu TM= 1/2 (Tm + Tc)

3. Se calculeaza pescajul de medie a mediilor Tm/m = 1/2 TM+Tc)

O metoda rapida de calcul a pescajului de medie a mediilor se face cu formula:

Tm/m = 1/8 (6 Tc + Tpvcor + Tppcor)

Corectia pescajului final pentru densitate - Calculul cantitatii de marfa este influentat de densitatea apei in care pluteste nava dat fiind faptul ca documentatia este calculata pentru densitati ale apei de 1.000 t/m3 pentru apa dulce si 1.025 t/m3 pentru apa sarata. Densitatea apei de mare afecteaza deplasamentul deci implicit calculul cantitatii de marfa incarcate sau descarcate.

Corectarea pescajului pentru densitate se face gasind diferenta dT a pescajului corespunzatoare diferentei de densitate. Pentru ape cu densitati diferite volumele carenei navei corespunzatoare celor doua plutiri va fi diferit mai mic pe masura ce densitatea scade (apa mai dulce).

V= D x dens. Standard V' = D' x dens. Observat

V= D x ρ standard V`= D x ρ observat

3 Intocmirea planului de incarcare initial.

Pentru buna organizare a incarcarii containerelor, este necesara intocmirea unei schite a asezarii acestora pe nava. La distribuirea marfurilor pe magazii si pe coverta, trebuie sa tinem seama de mai multe considerente, printre care mentionam :

natura marfurilor.

raportul dintre greutate si volumul acestora.

dimensiunile coletelor si felul ambalajelor.

rotatia porturilor, respectiv ordinea porturilor de escala.

Cargo planul initial intocmit la sosirea navei in port se modifica pe parcursul incarcarii, in functie de necesitati. Trebuie avut in vedere ca aceste modificari sa nu afecteze buna stabilitate a navei. Acest cargo plan modificat devine cargo planul definitiv al navei.

Un plan de incarcare se face dupa sistemul de bay-row-tier. In principiu bay sunt asezarea containerelor oblic, rows sunt randurile de containere si tiers sunt coloanele de containere.

Fig. 5

Randurile de containere sunt numerotate de la centru spre tribord cu numere impare iar de la centru spre babord cu numere pare :

Fig. 6

Colanele de containere sunt numerotate de jos in sus si incepe de la 80 si creste din doi in doi.

Fig. 7

CSAV Chicago este un portcontainer cu 23 bays din care 1 bay numai pentru containere de 20'' si 22

Fig. 8

Fig. 9:Exemplu de plan de incarcare :

Fig.10

Greutatea containerelor de 20` si 40` de pe punte si din magazii.

Aceste calcule se intocmesc conform documentatiei de la nava, tinand cont de zona in care se naviga.

Indicele de stivuire (stowage factor) sta la baza intocmirii cargo-planului, reprezinta volumul (in picioare cubice sau in metri cubi) pe care il ocupa o tona metrica de marfa

(1 m³ = 35,3 p.c.) si se noteaza cu . In magaziile navei, datorita formei spatiului in care se face stivuirea marfii, in mod inerent se creeaza unele spatii intre paleti si peretii magaziilor. Aceste pierderi (spatii moarte) se noteaza cu si sunt incluse in indicele de stivuire (f= + , f - volumul specific al marfii in magaziile navei). In cazul de fata volumul de marfuri ocupat la bord depinde de greutatea specifica a marfii, forma magaziilor, marimea containerelor. Pentru a diminua cat mai mult spatiul mort in calcule, se va considera capacitatea de incarcare cu marfuri generale. Marfa transportata se incadreaza functie de indicele de stivuire la marfuri usoare, deoarece f=62 pc/t, deci f>50 pc/t. Planul de incarcare este planul grafic intocmit de capitanul secund, in care se arata modul de incarcare a containerelor pe punte si in magazii. Se opreste o parte din cantitatea totala de marfa (10%) pentru a se echilibra si a se obtine stabilitatea dorita.

Planul de incarcare trebuie sa satisfaca urmatoarele cerinte:

sa asigure o buna stabilitate pe tot timpul voiajului;

sa asigure o asieta corespunzatoare, prin care nava sa poata naviga cu viteza maxima si sa aiba o buna comportare la mare dupa fiecare port de escala;

printr-o stivuire corecta sa se asigure protejarea marfurilor;

capacitatea volumetrica a navei (spatiul din magazii) sa fie folosit in modul cel mai judicios, pentru ca pierderea prin stivuire sa fie minima;

in porturile de operare se vor pune la dispozitia primitorului sau incarcatorului cat mai multe guri de magazii, in scopul reducerii stationarii in port;

descarcarea sau incarcarea in fiecare port trebuie facuta fara manipulari suplimentare si fara a compromite stabilitatea navei;

repartizarea longitudinala a marfurilor trebuie sa fie cat mai uniforma, pentru evitarea aparitiei fortelor taietoare in structura de rezistenta a navei;

in plan transversal marfurile trebuie stivuite in mod simetric fata de axul longitudinal, pentru a se evita aparitia momentelor de torsionare;

printr-o stivuire judicioasa sa se reduca la minim materialele de separatie si de amaraj;

cargo-planul trebuie sa aiba o mare flexibilitate, astfel incat sa faca fata frecventelor modificari care apar in practica, pe timpul operarii navei;

4 Calculul stabilitatii

Pentru a mentine o stabilitate transversala de siguranta, nava la incarcare in portul New York, va derula operatiunea de debalastare odata cu incarcarea containerelor.

Operatiunile se vor face proportional, pentru a nu afecta stabilitatea transversala a navei.

Stabilitatea initiala a navei.

Calculul cotei metacentrului transversal KM.

Calculul si corectarea inaltimii metacentrice transversale GM.

Stabilitatea navei este capacitate navei de a reveni la pozitia initiala de echilibru dupa incetarea actiunii fortelor care au provocat scoaterea ei din aceasta pozitie. Alaturi de flotabilitate, stabilitatea reprezinta una din calitatile nautice definitorii ale navei.

Stabilitatea navei poate fi studiata atat in plan transversal cat si in plan longitudinal. Dat fiind raportul dintre lungimea si latimea navei se poate considera ca aceasta are suficienta stabilitate longitudinala in orice conditii de incarcare ne impunandu-se un studiu asupra elementelor stabilitatii longitudinale.

Studiul stabilitatii transversale incepe cu calcularea inaltimii metacentrice initiale care caracterizeaza stabilitatea initiala a navei, adica comportarea ei la unghiuri mici de inclinare. Unghiurile de inclinare mici se considera pana la 15-20 grade.

In cazul inclinarilor transversale mici ale navei se poate considera ca centrul de carena se deplaseaza pe un arc de cerc si in consecinta metacentrul transversal se mentine intr-un punct fix. Deasemenea se poate considera ca intersectia a doua plutiri izocaren se face dupa o dreapta care trece prin centrul de greutate al acestora (teorema lui Euler).

Compararea inaltimii metacentrice initiale calculate cu inaltimea metacentrica critica obtinuta din documentatia tehnica de incarcare si stabilitate a navei va da o imagine asupra comportarii navei la unghiuri mici de inclinare transversala. In cazul in care inaltimea metacentrica initiala calculata nu corespunde criteriilor de stabilitate ale navei se va proceda la modificarea planului de incarcare initial sau la redistribuirea greutatilor lichide de la bord in sensul modificarii CG al navei incarcate.

La intocmirea planului de incarcare initial sau la distribuirea greutatilor lichide de la bord se va urmari o repartizare cat mai uniforma si simetrica a acestora fata de planul diametral astfel ca nava sa pluteasca in pozitie dreapta. Tot printr-o repartizare uniforma a greutatilor la bord in plan transversal se urmareste reducerea la minim a momentelor de torsionare in structura de rezistenta a navei.

Metacentrul transversal este punctul de intersectie a directiei de actiune a fortei de flotabilitate a navei cu planul ei diametral la inclinari transversale.

In studiul SST la unghiuri mici de inclinare se poate considera ca centrul de carena B care este punctul de aplicatie al fortei de flotabilitate se deplaseaza pe un arc de cerc si deci metacentrul transversal M se mentine in pozitie constanta. La unghiuri mari de inclinare aproximatia aceasta nu mai poate fi facuta datorita erorilor pe care le introduce in calcule si trebuie luata in considerare deplasarea reala a lui B care se face pe o curba de raze variabile denumita evolutia metacentrica.

Cota metacentrului transversal KM este distanta masurata pe verticala in planul transversal al cuplului maestru intre planul de baza si metacentru. Pe aceeasi verticala se masoara si raza metacentrica BM ca distanta intre centrul de carena si metacentrul transversal.

KM se scoate din tabele aflate in documentatia navei. Se utilizeaza:

1. Diagrama pentru cota metacentrului transversal, unde se intra cu deplasamentul navei.

2. Diagrama de carene drepte functie de Tm, sau se calculeaza cu ajutorul unor formule empirice.

KM=KB+BM.

Se poate utiliza pentru calculul cotei metacentrice si formula : 0.53Tm + 0.08B2/Tm.

Calculul si corectarea inaltimii metacentrice transversale GM.

Inainte de a trece la incarcarea navei pe baza planului de incarcare initial se impune verificarea stabilitatii transversale initiale realizata prin calculul inaltimii metacentrice transversale GM, corectarea acesteia pentru suprafete libere si compararea cu GMcr.

Inaltimea metacentrica initiala GM este distanta masurata pe verticala in planul transversal al navei intre metacentrul M si CG. Cunoscandu-se cota metacentrului transversal KM si cota centrului de greutate KG se afla inaltimea metacentrica GM.

GM=KM-KG

Valoarea lui GM constituie criteriul principal de apreciere a stabilitatii transversale initiale.

Coeficientul de stabilitate k = D x GM

Valorile inaltimii metacentrice initiale pot caracteriza trei situatii redate ilustrativ mai jos:

1. GM > 0 cuplul de redresare va aduce nava in pozitia initiala.

2. GM = 0 M si G au aceeasi pozitie si nava nu va reveni la pozitia initiala dupa incetarea actiunii fortei care a determinat-o.

3. GM < 0 asupra navei va actiona un moment de rasturnare si se va canarisi pana cand M va ajunge in aceeasi pozitie cu G.

Corectarea inaltimii metacentrice

Se face ori de cate ori nava are tancuri partial umplute si consta in determinarea corectiei care trebuie aplicata inaltimii metacentrice calculate ca urmare a actiunii suprafetelor libere de lichid asupra stabilitatii. Existenta acestor suprafete libere duce la o diminuare a bratului de stabilitate statica ca urmare a deplasarii centrului de greutate.

Daca nava se va inclina cu un unghi oarecare suprafata lichidului din tanc va cauta sa ia o pozitie paralela cu suprafata noii plutiri iar centrul lui de greutate se va muta din b in b1 ceea ce va determina o deplasare a CG al navei din G in G1 ceea ce conduce la micsorarea bratului GH care devine G1H1.

Corectia pentru suprafetele libere se calculeaza pe baza momentului suplimentar de inclinare transversala creat de lichid si va avea formula corGM = - r l b3/12V unde r este raportul intre densitatea lichidului din tanc si a lichidului in care pluteste nava, iar l si b sunt dimensiunile tancului si V volumul carenei.

Corectia are intotdeauna valori negative si nu depinde de cantitatea de apa din tanc ci de forma acestuia si de suprafata libera de lichid. Prin urmare suprafetele libere actioneaza negativ asupra stabilitatii navei in sensul reducerii inaltimii metacentrice transversale si implicit in sensul reducerii momentului de redresare al navei.

Calculul de asieta

Asieta navei caracterizeaza starea de inclinare longitudinala a navei si este materializata de diferenta dintre pescajele pupa si prova ale navei :

T = Tpp - Tpv

Pescajele navei se pot determina pe baza valorii calculate a asietei.

Pentru ca nava sa pluteasca pe chila dreapta t=0, centrul de carena si centrul de greutate trebuie sa se gaseasca pe aceeasi verticala deci abscisele XB si XG sunt egale. In aceasta situatie fortele de flotabilitate F si greutate D ale navei actioneaza pe aceeasi verticala. Bratul fortelor fiind nul nu vor da nastere unui cuplu si deci nava nu va avea inclinare.

Cand G si B nu se afla pe aceeasi verticala D si F vor da nastere unui cuplu de forte care va tinde sa incline nava in plan longitudinal.

Urmarindu-se actiunea lui D si F se poate vedea ca nava va fi apupata. Expresia momentului de inclinare al acestui cuplu va fi produsul dintre deplasament si bratul GHL :

M= DGHL= D (XG - XB)

Impartind momentul de inclinare M la momentul unitar de asieta MCT capabil sa produca o asieta de 1cm se va obtine valoarea asietei t exprimata in cm :

T = D (XG - XB)

MCT

Tinand cont de expresia MCT = DGML/100 LIP, rezulta ca t = LIP (XG - XB) /GML

Se observa trei situatii de variatie a asietei functie de pozitia lui G fata de B si anume:

1. Cand XG>XB t>0 asieta e pozitiva deci nava este apupata.

2. Cand XG=XB t=0 asieta este zero nava este pe chila dreapta.

3. Cand XG<XB t<0 asieta e negativa deci nava este aprovata.

In final avand valoarea calculata a asietei cu semnul ei se poate trece la calculul anticipat al pescajelor prova si pupa functie de pescajul mediu Tm scos din scala de incarcare functie de D, Tpv = Tm - t/2, Tpp - Tm + t/2 in care asieta ia semnul rezultat din rezolvarea relatiilor de mai sus.

CONCLUZIE: 

Containerele incarcate pe nava sunt in conditii bune, atat estetic cat si scriptic, fiind marcate in mod corespunzator. Concomitent cu incarcarea navei, se face debalastarea respectand asieta navei din cargo plan si totodata facandu-se sonde la tancurile de balast, tinandu-se aceasta operatiune sub control riguros. La sfarsitul incarcarii se fac corectiile de pescaj pentru a se obtine un calcul de marfa cat mai precis