Seleção de guindaste de pórtico portuário: parâmetros

Na expansão e reforma de portos fluviais, é frequente reutilizarem-se desenhos antigos de pórticos com garra para carga geral e adquirir-se equipamento com as mesmas especificações para empilhar contentores. Só quando o equipamento chega é que se percebe que o peso total de um contentor de 40 pés com o respetivo spreader já roça o limite superior da capacidade de elevação, e que a altura de elevação é insuficiente para empilhar até ao terceiro nível — o parque vê-se obrigado a operar com baixa densidade e o retorno do investimento atrasa-se.

A raiz deste tipo de problema está no erro mais comum na seleção de guindastes de pórtico portuários: escolher o modelo por experiência em vez de deduzir os parâmetros a partir do objeto de movimentação. O primeiro passo da seleção é, na verdade, clarificar desde logo «o que vai ser movimentado».

Dois cenários de movimentação: carga geral com gancho/garra vs. contentores com spreader dedicado

Os guindastes de pórtico portuários dividem-se claramente em dois tipos conforme o objeto de movimentação: por um lado, o pórtico de uso geral para carga geral, que opera com gancho ou garra; por outro, o pórtico para contentores sobre trilhos ou sobre pneus, que opera com spreader dedicado.

O pórtico de carga geral movimenta aço, madeira, mercadoria ensacada e granéis — cargas de peso unitário variável e forma irregular — alternando o dispositivo de carga entre gancho e garra. O seu conflito central é o equilíbrio entre o peso máximo por peça e a eficiência operacional.

O pórtico para contentores movimenta contentores normalizados com um spreader dedicado, com um tempo de ciclo altamente previsível. O seu conflito central é a correspondência entre o peso total do tipo de contentor e o número de níveis de empilhamento. Os dois tipos diferem da estrutura aos parâmetros, e a sua utilização indiferenciada raramente dá bom resultado em qualquer dos lados.

Como definir a capacidade de elevação de um pórtico de carga geral

A capacidade nominal de um pórtico de carga geral determina-se primeiro pelo peso da peça mais pesada movimentada habitualmente no terminal e depois pelo peso próprio do dispositivo de carga. Estes dois fatores em conjunto fixam o limite inferior da capacidade nominal.

Na operação com garra, o peso próprio desta pode atingir várias toneladas, e a carga útil efetiva tem de ser deduzida desse valor. Se a peça mais pesada do terminal for uma bobina de aço de 25 toneladas e se acrescentar uma garra de 6 toneladas, a capacidade nominal não pode ser definida apenas com base nas 25 toneladas — caso contrário, a capacidade nominal parece suficiente, mas na prática a carga não se move.

Do ponto de vista da eficiência operacional, uma capacidade de elevação demasiado elevada aumenta a carga por roda e o custo das fundações; demasiado baixa impede o içamento de uma só vez, obrigando a múltiplas manobras e reduzindo a eficiência por turno. Nos seus projetos de pórticos de carga geral, a Kelude Indústrias Pesadas parte habitualmente do limite superior de peso por peça para deduzir a capacidade nominal e, em seguida, verifica o peso próprio da garra e o número de ciclos, evitando que os parâmetros entrem em conflito. A base de projeto para esta etapa pode seguir o método de valorização da combinação de cargas e da classe de funcionamento descrito na norma FEM 1.001 «Especificação de projeto de ponte rolante».

Dimensionamento de pórticos de contêineres: capacidade nominal e altura de elevação

O dimensionamento de um pórtico de contêineres é mais padronizado do que o de um guindaste para carga geral, uma vez que opera com um tipo fixo de contêiner. A capacidade de elevação e a altura de elevação podem ser deduzidas diretamente a partir dos dados do contêiner.

Quanto à capacidade de elevação: um contêiner de 40 pés tem um peso bruto nominal de 30,48 toneladas. Somando o peso próprio do spreader especializado, entre 8 e 10 toneladas, a carga real a içar aproxima-se das 40 toneladas. Por isso, a capacidade nominal dos pórticos de contêineres situa-se geralmente acima das 40 toneladas. Caso seja necessário içar dois contêineres de 20 pés simultaneamente, a capacidade deve ser dimensionada para 61 toneladas.

A altura de elevação, por sua vez, é calculada diretamente a partir do número de camadas empilhadas. Num parque de contentores com 5 camadas, o topo do contêiner mais alto fica a cerca de 13 a 14 metros do solo. Acrescentando o spreader e a folga de segurança, a altura de elevação deve situar-se tipicamente nos 18 metros. O responsável técnico da Kelude Indústrias Pesadas destacou: «A altura de elevação de um pórtico de contêineres não se define de cabeça — é o resultado da soma camada a camada.»

A relação entre capacidade de elevação e altura de elevação pode ser consultada nos requisitos de capacidade nominal e configuração de spreader previstos na ISO 8306 (antiga GB/T 19912-2005) — Especificação técnica para pórticos sobre pneus (RTG).

Classe de funcionamento e carga por roda: por que os pórticos de contêineres apresentam valores mais elevados

A classe de funcionamento mede a intensidade de utilização do guindaste ao longo de toda a sua vida útil. Os guindastes de pórtico portuários situam-se geralmente entre A6 e A8, mas as características reais de carga diferem significativamente entre os dois tipos de equipamento.

A taxa de utilização de carga dos pórticos de contêineres é muito superior à dos pórticos para carga geral. Na carga geral, o peso de cada peça varia bastante e a maioria dos ciclos não opera em carga plena. Já nos contêineres, quase todos os ciclos envolvem contentores praticamente à carga nominal máxima, com um tempo de ciclo fixo e operação contínua dia e noite — o número de ciclos de trabalho é uma ordem de grandeza superior.

A conjugação de uma elevada taxa de utilização de carga com um elevado número de ciclos significa que a carga por roda e a margem de dimensionamento à fadiga da estrutura dos pórticos de contêineres têm de ser superiores às de um pórtico para carga geral com o mesmo vão. A diferença de carga por roda transmite-se diretamente à fundação do trilho: para o mesmo vão, a secção do trilho e da fundação de um pórtico de contêineres é normalmente reforçada em um nível. É também por isso que, em muitos portos onde os dois tipos de equipamento partilham o mesmo parque, a fundação é verificada de forma unificada pela carga por roda mais desfavorável do pórtico de contêineres. Os requisitos ao nível da supervisão de segurança podem ser consultados nas disposições aplicáveis do TSG 51-2023 — Regulamento de supervisão técnica de segurança de equipamentos de elevação.

Custos de seleção de pórticos portuários: preço de aquisição, fundação e manutenção a 20 anos

O custo de um guindaste de pórtico portuário não se resume ao preço de aquisição. A fundação do trilho, o consumo de energia e a manutenção são três rubricas que devem ser diluídas ao longo de um ciclo de utilização de vinte anos. Olhar apenas para o preço unitário leva facilmente a erros no cálculo do custo total.

Um pórtico para carga geral tem um preço de aquisição unitário relativamente baixo, mas o dispositivo de carga tem de ser adaptado a cada tipo de mercadoria, e a frequência de substituição de acessórios como garras e travessas de gancho é mais elevada. O pórtico de contêineres tem um preço de aquisição mais alto, mas a operação é padronizada e o custo por contentor movimentado é significativamente diluído à medida que a taxa de utilização aumenta.

Na elaboração de soluções para portos, a Kelude Indústrias Pesadas integra a seleção da unidade de acionamento e o consumo de energia no modelo de custos, uma vez que os custos de eletricidade de equipamentos de serviço contínuo como os pórticos portuários se acumulam de forma considerável ao longo de vinte anos. Os preços concretos por modelo são calculados pela Kelude Indústrias Pesadas com base em três dimensões — capacidade, vão e classe de funcionamento — estando sujeitos ao contrato efetivo, sem apresentar valores genéricos na fase de proposta.

Guindaste de pórtico portuário: oito pontos a verificar antes da seleção

Antes de avançar com o projeto, vale a pena consolidar todos os parâmetros numa lista de verificação e confirmá-los ponto por ponto. Assim evita-se a situação mais comum: o equipamento chega ao estaleiro e descobre-se que não serve.

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Perguntas frequentes