No setor de máquinas portuárias,guindastes marítimosDesempenham um papel crucial como equipamento essencial para navios envolvidos em operações de carga e descarga. Também conhecidos como guindastes marítimos ou guindastes de torre, são instalados principalmente em navios para manusear diversos tipos de carga e são considerados os equipamentos de convés mais importantes para operações de construção naval. Esses guindastes apresentam estrutura compacta, aparência atraente, segurança, confiabilidade, eficiência energética, respeito ao meio ambiente e excelente manobrabilidade. Suas lanças vêm em vários formatos, incluindoexplosões retas, braços telescópicos, ebraços dobráveis; e seus métodos de controle de fonte de energia são diversos, como manual, elétrico e eletro-hidráulico.
Guindastes marítimos são equipamentos especiais que realizam operações de transporte em ambiente marítimo, executando tarefas importantes como transferência de carga entre navios, abastecimento offshore e implantação e recuperação de equipamentos subaquáticos. No entanto, o ambiente marítimo específico impõe desafios significativos ao controle desses guindastes. Por um lado, assim como os guindastes terrestres subatuados, eles precisam controlar o balanço da carga durante o transporte para garantir a precisão do posicionamento e a eficiência do transporte; por outro lado, como os guindastes são fixados em plataformas móveis, como navios, o movimento da plataforma afeta fortemente o movimento da carga e, em muitos casos, o movimento dos pontos de içamento e aterrissagem da carga difere do movimento do próprio guindaste. Durante a operação, tanto o navio-guindaste quanto o navio receptor sofrem movimentos de arfagem, rolamento e elevação devido às ondas do oceano, fazendo com que a carga oscile. Durante o içamento e a descida, o movimento do navio pode facilmente fazer com que a carga içada colida novamente com o convés ou que a carga, já abaixada, mas ainda não desprendida do gancho, fique suspensa no ar, comprometendo a segurança operacional. Especialmente durante o reabastecimento de munições entre navios, esse movimento acoplado pode levar a consequências mais graves. Portanto, o controle de guindastes marítimos tem atraído grande atenção dos setores de engenharia naval militar e civil em todo o mundo, e a pesquisa sobre o controle de tais sistemas subatuados não lineares e fortemente acoplados sob perturbações especiais possui grande valor teórico e importância universal.
O controle de guindastes marítimos concentra-se principalmente em dois aspectos: controle vertical para reduzir o impacto do movimento do casco e controle lateral para suprimir a oscilação da carga. Para o controle vertical, um método comum é conectar o navio receptor através da estrutura mecânica do guindaste.navio guindasteO sistema detecta o movimento relativo entre as embarcações e sincroniza a variação no comprimento do cabo de içamento com o movimento de arfagem do navio receptor, compensando assim o movimento relativo entre as duas embarcações e concluindo o içamento e o transporte da carga. No entanto, esse método apresenta requisitos especiais para a estrutura mecânica do guindaste e impõe restrições significativas à capacidade de içamento.
Composição e modos de operação
Em termos de componentes, o guindaste de carga é um equipamento tradicional para movimentação de cargas, composto por um guindaste, uma lança de carga (ou mastro de carga), cabos de içamento e um guincho (ou guincho de carga), etc. Apesar de possuir inúmeras cordas e ser trabalhoso de operar, ele tem sido amplamente utilizado devido à sua estrutura simples, facilidade de fabricação e baixo custo. Existem dois modos de carga e descarga utilizando o guindaste de carga: operação com uma única lança e operação com duas lanças.
A operação com guindaste de lança única utiliza um único guindaste para carregar e descarregar a carga. Após içar a carga, o cabo de sustentação é puxado para que a carga balance com o guindaste até a borda ou a escotilha. Em seguida, a carga é baixada e o guindaste é girado de volta à sua posição original, repetindo-se esse processo. A cada vez, o guindaste precisa ser balançado pelo cabo de sustentação, resultando em baixa eficiência e alta intensidade de trabalho. A operação com guindaste de lança dupla utiliza dois guindastes, um posicionado acima da escotilha e o outro estendido sobre a borda. Os guindastes são fixados em uma determinada posição de trabalho com cabos de sustentação, e os cabos de içamento dos dois guindastes são conectados ao mesmo gancho. Ao retrair e soltar os dois cabos de içamento, respectivamente, a carga pode ser descarregada do navio para o cais ou carregada do cais para o navio. A eficiência de carga e descarga da operação com guindaste de lança dupla é maior do que a da operação com guindaste de lança única, e a intensidade de trabalho também é menor.
Posteriormente, surgiram dispositivos de guindaste aprimorados. O guindaste de lança dupla é uma versão melhorada do guindaste de lança única, com apenas o cabo de içamento e dois conjuntos de cabos de içamento separados, esquerdo e direito. O guindaste é controlado por um guincho de içamento e dois guinchos de cabo de içamento, o que facilita a operação e proporciona alta eficiência de carga e descarga. O guindaste Abel, por sua vez, é uma evolução do guindaste de lança dupla, com um guincho de içamento, cabos de içamento e guinchos para os cabos de sustentação. Ele permite posicionar rapidamente o guindaste em qualquer posição com o auxílio dos guinchos e também pode içar e abaixar a carga em pontos fixos dentro do raio de ação do guindaste, um passo importante rumo à automação completa das operações de carga e descarga.
Aplicações e características estruturais
guindastes marítimosSão amplamente utilizados em navios graneleiros, navios porta-contentores, petroleiros, navios multipropósito, etc.guindastes de cargaem navios graneleiros e porta-contentores, guindastes de mangueira em petroleiros, eguindastes de convésEm navios multiuso. Comparados com guindastes terrestres, os guindastes marítimos são instalados em navios instáveis. Durante a operação, o navio inclina-se e balança, e o ambiente de trabalho é severo, sujeito à erosão causada pelo vento e pela água do mar; mesmo quando não estão em operação, precisam suportar forças externas como vento, neve, ondas, balanço, oscilação e impacto durante a navegação do navio.
Existem diversos formatos estruturais, incluindo guindastes de lança giratória, guindastes móveis, guindastes de lança articulada por cabo de aço, guindastes de lança articulada por cilindro, guindastes de lança telescópica, guindastes de lança dobrável, guindastes tipo A e guindastes compostos; e existem vários métodos de acionamento, incluindo elétrico, eletro-hidráulico, eletropneumático, acionado por motor a gasolina (diesel) e acionado manualmente, etc. Um exemplo típico é o guindaste marítimo eletro-hidráulico usado para carga e descarga em navios graneleiros.
As estruturas de suporte de carga dos guindastes marítimos, como a coluna de base, a torre e a lança, são em sua maioria peças estruturais soldadas feitas de chapas de aço. A parte inferior da coluna de base é soldada ao casco do navio para suportar a carga gravitacional do guindaste, e a parte superior é equipada com um rolamento de giro; a torre é uma estrutura de suporte, com sua parte inferior conectada ao rolamento de giro e articulada à lança, a parte superior possui um bloco de polias para movimentação de cabos de aço, o interior é usado como casa de máquinas e a cabine está localizada na frente; a lança é uma estrutura treliçada usada para suportar objetos pesados.
Os mecanismos de acionamento de guindastes marítimos incluem o mecanismo de içamento, o mecanismo de inclinação e o mecanismo de giro. O mecanismo de içamento realiza o levantamento através do motor que aciona o tambor, fazendo-o girar por meio de um redutor, retraindo e liberando o cabo de aço para movimentar o gancho para cima e para baixo; o mecanismo de inclinação faz a lança girar para cima e para baixo em torno do ponto de articulação inferior para alterar o ângulo, também através do motor que aciona o tambor, fazendo-o girar por meio de um redutor, retraindo e liberando o cabo de aço, permitindo que o gancho se incline em diferentes amplitudes; o mecanismo de giro faz o corpo da torre e a lança girarem através do motor que aciona o pinhão, engrenando com a engrenagem maior do rolamento de giro por meio de um redutor. Os redutores desses três mecanismos são equipados com freios normalmente fechados para garantir o funcionamento normal de cada movimento. Através da operação coordenada dos três mecanismos, a carga pode ser içada e posicionada no local desejado dentro da área de trabalho.
O sistema elétrico de acionamento e controle é composto por diversos componentes de controle na caixa de controle elétrico, formando um sistema de controle operado e controlado por botões e alavancas no console em ambos os lados do assento da cabine. O sistema hidráulico é composto por bombas, motores, grupos de válvulas, tubulações e seus acessórios para controlar e acionar alguns mecanismos de operação. Além disso, os guindastes marítimos também são equipados com dispositivos auxiliares, como passagens e sistemas de ventilação.
Classificação e outras máquinas de carga e descarga
Os guindastes marítimos podem ser divididos em dois tipos: leves e pesados. Os guindastes com capacidade de elevação inferior a 10 toneladas são considerados leves, enquanto os com capacidade superior a 10 toneladas são considerados pesados. A capacidade de elevação é determinada pela finalidade da embarcação. Para navios de carga seca em geral, a capacidade de elevação de guindastes leves, em operação com uma única lança, varia de 3 a 5 toneladas, e em operação com duas lanças, de 1,5 a 3 toneladas. Já para navios de carga seca de 10.000 toneladas, a capacidade de elevação em operação com uma única lança pode chegar a 10 toneladas, e em operação com duas lanças, a 5 toneladas. Navios modernos de uso misto precisam carregar e descarregar contêineres, portanto, a capacidade de elevação do guindaste deve ser, no mínimo, suficiente para levantar um contêiner de 20 pés (20 toneladas). Os guindastes pesados são utilizados para carregar e descarregar cargas pesadas e volumosas, como máquinas de grande porte e locomotivas. Geralmente, navios de carga possuem de um a dois guindastes pesados, com capacidade de içamento que varia principalmente de 10 a 60 toneladas, alguns de 60 a 150 toneladas e alguns até 300 toneladas. Cada porão de um navio cargueiro comum é equipado com dois guindastes leves, enquanto cada porão de um navio cargueiro gigante costuma ter quatro.
Guindastes de convésSão instaladas no convés superior do navio, com uma estrutura compacta, permitindo que o navio utilize mais espaço no convés e tendo pouco impacto na visibilidade da ponte de comando. São fáceis de operar, têm alta eficiência de carga e descarga, são flexíveis e exigem pouco preparo antes da operação, por isso são cada vez mais utilizadas. Os tipos comuns incluem guindastes giratórios fixos, guindastes giratórios móveis e guindastes pórticos, com modos de transmissão elétrica e eletro-hidráulica.
Guindastes giratórios fixosOs guindastes de pórtico são os mais utilizados, podendo operar individualmente ou em pares nos lados esquerdo e direito, com capacidade de elevação geralmente de 3 a 5 toneladas. Em navios multipropósito, um guindaste simples precisa levantar um contêiner de 20 pés, e um guindaste duplo precisa levantar um contêiner de 40 pés (30 toneladas), portanto, sua capacidade de elevação pode chegar a 25-30 toneladas. Guindastes giratórios móveis são utilizados quando o carregamento e descarregamento de carga exigem um grande vão e se deseja que a lança do guindaste não seja muito longa, existindo dois tipos: com movimento transversal e longitudinal ao longo do navio. Guindastes pórticos são amplamente utilizados em navios porta-contêineres e barcaças, geralmente do tipo de quatro pernas ou em C. Possuem uma lança extensível, uma viga de elevação, uma ponte móvel e uma cabine. A viga principal horizontal da ponte é mais alta que os contêineres empilhados no convés e é equipada com um dispositivo de posicionamento automático, que pode posicionar com precisão os contêineres nas grades ou empilhá-los no convés durante o carregamento. Existem mais guindastes de pórtico em barcaças do que em navios porta-contentores, com uma capacidade de elevação de até várias centenas de toneladas.
Além dos guindastes marítimos, outros equipamentos de carga e descarga incluem principalmente elevadores, guindastes e transportadores. Os elevadores se movem verticalmente no navio ao longo de trilhos-guia, sendo utilizados para içar e abaixar mercadorias entre os conveses. Por exemplo, navios do tipo roll-on/roll-off (RO-RO) frequentemente utilizam elevadores para conectar diferentes conveses para o transporte de mercadorias, incluindo elevadores do tipo tesoura e do tipo corrente, com comprimento de 9 a 18,5 metros e largura de 3 a 5 metros. Alguns navios porta-barcaças também os utilizam para carregar e descarregar barcaças, mas sua capacidade de elevação é muito maior do que a dos navios RO-RO. Os guindastes transportam mercadorias continuamente na direção vertical ou em grandes inclinações, e os transportadores transportam mercadorias continuamente na direção horizontal ou em pequenas inclinações. Esses dois tipos de equipamentos são utilizados principalmente em navios autodescarregáveis ou em navios carregados e descarregados por portas laterais.
Com suas estruturas diversas, funções abrangentes e características de adaptação a diferentes cenários, os guindastes marítimos tornaram-se equipamentos indispensáveis nas operações de navios. Com o desenvolvimento do transporte marítimo e da engenharia naval, eles continuarão a evoluir em termos de eficiência e inteligência, contribuindo continuamente para o transporte e a operação marítima eficientes.
Data da publicação: 08/08/2025
