O transporte de contêineres de alta velocidade já funcionará?

A Figura 2 é um esboço de primeira passagem do que pode parecer (já vejo várias áreas de melhoria neste esboço, mas, para fins ilustrativos, isso será suficiente). Crédito da foto: Martin & Ottaway, Inc.

O Autor: Rik van Hemmen é o Presidente da Martin & Ottaway, uma empresa de consultoria marítima especializada na resolução de questões técnicas, operacionais e financeiras no setor marítimo. Ao se formar, ele é engenheiro aeroespacial e oceânico e passou a maior parte de sua carreira em engenharia e engenharia forense.

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De tempos em tempos, recebo uma proposta de transporte de contêineres de alta velocidade. Geralmente, ele consiste em algum tipo de projeto de embarcação de alta velocidade que seria capaz de mover contêineres em alta velocidade e, assim, atrair um novo mercado retirando um pedaço do mercado de carga aérea e do mercado oceânico premium. Ocasionalmente, somos solicitados a analisar a economia para potenciais investidores, e ela sempre fica aquém de ser economicamente viável. Embora seja possível mover os contêineres um pouco mais rapidamente sobre o oceano com embarcações mais rápidas, do ponto de vista do cliente, a única coisa que conta é o serviço porta a porta mais rápido. Portanto, ao oferecer um serviço mais rápido, a carga precisa ser acelerada por toda a cadeia, ou a perna de transporte marítimo precisa ser muito mais rápida.

Existem apenas duas maneiras de tornar os navios mais rápidos; torná-los maiores para aproveitar os efeitos do número de Froude ou instalar motores maiores e queimar mais combustível. Nem tende a trabalhar em sistemas de transporte de contêineres de alta velocidade.

Existe uma terceira via, que está sendo encabeçada pela China na forma da Nova Rota da Seda. Aqui, a eficiência física das ferrovias, e sua maior velocidade e rota mais curta, pretendem entregar a carga mais rapidamente entre a China e a Europa. A nova rota da seda será um desenvolvimento fascinante para assistir. Pode muito bem afetar o movimento de grandes volumes de carga entre a China e a Europa, mas é altamente improvável que assuma todo o comércio marítimo da China Europa. Além disso, nunca pode tocar no comércio do Pacífico ou Transatlântico.

Mas há outra tecnologia que pode fornecer uma abordagem interessante para preencher o slot de velocidade média.

A Figura 1 é o gráfico de Gabrielli von Karman (gráfico GvK) que foi desenvolvido na década de 1950 e forneceu uma visão muito interessante sobre as eficiências de transporte. Não é necessário entrar na matemática, mas se uma tecnologia se encontra mais baixa na trama para uma certa faixa de velocidade, ela tende a ser mais eficiente.

A Figura 1 é o gráfico de Gabrielli von Karman (gráfico GvK) que foi desenvolvido na década de 1950 e forneceu uma visão muito interessante sobre as eficiências de transporte. Não é necessário entrar na matemática, mas se uma tecnologia se encontra mais baixa na trama para uma certa faixa de velocidade, ela tende a ser mais eficiente. Crédito da imagem: Martin & Ottaway, Inc.

Este enredo foi atualizado há alguns anos pelo Dr. Neu em Virginia Tech como um projeto de estudante e povoado com tecnologia mais moderna e mostra que fizemos um pequeno progresso em relação aos navios (principalmente tornando-os maiores) e aviões (principalmente aumentando a sua eficiência). Essa atualização do gráfico resultou em uma observação interessante do Dr. Neu e eu. Se você traçar uma linha ao longo dos modos de transporte por via aquática, há outra linha que mostra os limites da tecnologia de transporte por vias navegáveis. Eu modestamente chamei essa linha de Neu van Hemmen (a linha NvH). Isso mostra que, se você operar na água, poderá ir mais rápido, mas não conseguirá superar as eficiências de outros modos de transporte de alta velocidade.

Enquanto isso, para o transporte de contêineres de alta velocidade, não precisamos ir tão rápido quanto os aviões, mas queremos ser muito mais rápidos do que a maioria dos barcos, e aqui a linha Gabrielli von Karman fornece uma sugestão interessante. Na trama há dois outliers de velocidade média. Trem de alta velocidade e algo chamado Wing In Ground effect. É freqüentemente abreviado como WIG ou Wing In Surface Effect Ship (WISES). Estas embarcações são essencialmente aeronaves anfíbias que operam apenas perto da superfície em efeito terra. Sob a lei e os regulamentos, eles são considerados navios, mas eu os chamaria de aviões que não podem voar tão alto. Eles não voam mais do que cerca de metade da envergadura (o que os torna capazes de voar sobre todos os tipos de estados do mar). Durante a Guerra Fria, os soviéticos fizeram um investimento significativo nesse conceito, mas pararam durante a Glasnost. É interessante notar que novas tecnologias, como compósitos, controle de voo digital e motores muito melhores, poderiam impulsionar esse conceito da mesma forma que os catamarãs que navegavam em embarcações explodiram em desempenho desde os anos oitenta. Os WISES são mais eficientes, mas mais lentos que os aviões, e isso oferece uma oportunidade para o transporte de contêineres em alta velocidade.

A Figura 2 é um esboço de primeira passagem do que pode parecer (já vejo várias áreas de melhoria neste esboço, mas, para fins ilustrativos, isso será suficiente).

A engenharia por trás disso resultaria em um documento técnico completo, mas deixe-me começar com um interessante problema de escala que ocasionalmente ocorre no navio (ou no design do avião). Se você fizer a asa (ou uma viga trimarã) grande o suficiente, você terá toneladas de espaço no convés e volume utilizável. Então aqui eu dimensionei a asa para encaixar contêineres e dimensionei os WISES a partir desse ponto. Como não estou sendo pago para fazer a engenharia, nem por um segundo pense que os números estão corretos, mas vale a pena dar uma segunda olhada no conceito.

O que você recebe é uma embarcação interessante. Ele funcionará na faixa de mais de 100 nós, e poderá aumentar o tempo de entrega de porta a porta em determinadas rotas para valer a pena.

Crédito da foto: Martin & Ottaway, Inc.

O que eu realmente gosto é que ele também mostra algumas características operacionais interessantes. Se você encaixa os contêineres na asa, o projeto estrutural é otimizado, já que a maior parte da carga é montada no componente que fornece o elevador. (Na indústria aeroespacial, chamada de sobrecarga de asas). Uma vez que você encaixa os contêineres na asa, a fuselagem é necessária apenas para a flutuação e o espaço RO / RO na fuselagem vem de graça. Como tal, torna-se um transportador combinado bastante decente e pode realmente tirar proveito de coisas como material circulante de alto valor ou transporte de alto valor de vida.

O carregamento da embarcação é fácil e rápido, uma vez que ela pode ser carregada e descarregada em terminais de contêineres padrão com guindastes de contêineres padrão ao atracar a popa ao berço. (Desde que haja largura de canal suficiente)

WISES pode ser a única solução para o transporte marítimo de alta velocidade. Embora um estudo mais aprofundado possa indicar que ele tem uma característica fatal (como não ser economicamente viável ou não suficientemente ambientalmente sustentável), também mostra que, se você começar com um conceito que tenha um potencial físico realista, você terá uma melhor chance de sucesso . Embora a aceleração de navios convencionais não traga o bacon para casa, mergulhar na física real do transporte e procurar espaços vazios pode resultar em soluções viáveis.

Mesmo que a WISES não tenha sucesso em transportar carga economicamente, continuo a pensar que deve haver algum mega bilionário por aí que pensaria que a WISES fabricaria um iate super-resfriado. Pense naquela enorme ala com cabines, com janelas viradas para a frente, e de frente para varandas sob uma aba de asa levantada quando em repouso. E toda essa velocidade para ir de playground a playground sem enjôo!

Sobre o autor

Rik van Hemmen é o presidente da Martin & Ottaway, uma empresa de consultoria marítima especializada na resolução de questões técnicas, operacionais e financeiras no setor marítimo. Ao se formar, ele é engenheiro aeroespacial e oceânico e passou a maior parte de sua carreira em engenharia e engenharia forense.

Para cada coluna que escrevo, a Maritime Reporter & Engineering News concordou em fazer uma pequena doação para uma organização de minha escolha. Para esta coluna, nomeio o Webb Institute e doo para o Webstock Music Festival. Os webbies podem ser suficientemente criativos para fazer o WISES funcionar. http://www.webb.edu/