Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 10, Número 4, Dezembro 2010, Páginas 483-504

DOI: 10.5894/rgci232
* Submissão – 7 Setembro 2010; Avaliação – 2 Outubro 2010; Recepção da versão revista – 20 Outubro 2010; Disponibilização on-line – 14 Janeiro 2011

Aplicação ao Porto de Sines (Portugal) de uma nova Metodologia de Avaliação do Risco para a Navegação Portuária utilizando o Sistema de Informação Geográfica Guiomar *

Application to the Port of Sines (Portugal) of a new Tool for Risk Assessment in Port Navigation using the GIS Guiomar System

Diogo Ruben Neves ^{@, 1}, Sara Rodrigues ¹, Maria Teresa Reis ¹,
Conceição Juana Fortes ¹, João Alfredo Santos ¹

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@ - Autor correspondente
1 LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Av. do Brasil, 101, 1700-066 Lisboa, Portugal. e-mails: Neves - [email protected]; Rodrigues - [email protected]; Reis - [email protected];
Fortes - [email protected]; Santos - [email protected].

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RESUMO
O presente trabalho descreve a primeira utilização do sistema integrado para modelação numérica em engenharia portuária e costeira, GUIOMAR, na avaliação do risco para a navegação em zonas portuárias. Trata-se de um sistema desenvolvido no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) com o software comercial de Informação Geográfica, ArcGISTM.
Foi criado um conjunto de procedimentos automáticos que implementa uma metodologia de avaliação do risco para a navegação, com base na altura do movimento vertical de um navio provocado pela agitação incidente no navio ao longo da trajectória deste. A metodologia de avaliação do risco considera que o grau de risco é o produto do grau atribuído à probabilidade de ocorrência de movimentos verticais de um navio que ultrapassam um limiar pré-estabelecido pelo grau atribuído às consequências dessa excedência.
Para testar os procedimentos automáticos de avaliação do risco para a navegação, utilizaram-se os registos de agitação marítima do período de 1988 a 2002 da bóia-ondógrafo localizada ao largo do Porto de Sines e transferiram-se esses registos para o interior do porto, utilizando dois modelos numéricos de propagação e deformação da agitação marítima (SWAN e DREAMS), contidos no próprio sistema GUIOMAR. O modelo numérico WAMIT foi utilizado para o cálculo dos movimentos verticais de dois navios. O resultado desde trabalho consistiu na criação de mapas de risco para três trajectórias distintas de entrada no Porto de Sines: uma com destino ao terminal petroleiro, outra ao terminal multiusos e outra ao porto de pesca.
Estes desenvolvimentos no sistema GUIOMAR contribuem para que ele constitua um sistema fiável, simples e rápido de suporte à tomada de decisão em estudos portuários e costeiros.

Palavras-chave: Avaliação de Risco, Navegação, Sistemas de Informação Geográfica, GUIOMAR, Porto de Sines.

ABSTRACT
This paper describes a first approach on the port navigation risk assessment using GUIOMAR, an integrated system for port and coastal engineering modelling developed at the National Civil Engineering Laboratory (LNEC), Portugal, using the GIS software ArcGISTM.
One of the major concerns in naval and port engineering is the navigation safety within a port. When there is an obvious lack of security, the consequences might be devastating. Losses of human lives, cargo disturbances and environmental impacts can heavily penalize the maritime industries. Consequently, it has become increasingly important to develop methodologies and tools for risk assessment in port navigation.
To assess the risk in port navigation, an integration of sea wave data near the port with numerical simulations is required, thus enabling the definition of the least favorable scenarios in terms of port navigation. A better understanding of the sea wave characteristics can be obtained using the numerical models of wave propagation and deformation that allow the simulation of relevant scenarios.
However, since numerical models lead to large amounts of information, their implementation is complex and requires time for both preparation of the input data and results analysis. It is in this aspect that Geographical Information Systems (GIS) are an asset, allowing a better understanding of spatial and temporal information associated with complex natural phenomena through the sampling of trends and patterns that are essential in any decision-making process.
In this context, the GUIOMAR system (Neves et al., 2009a,b) has been developed at the National Civil Engineering Laboratory (LNEC), Portugal, to become an integrated system for port and coastal engineering modelling in Portugal. Since this system is based on the GIS commercial software ArcGisTM, it enables the application of wave propagation models using all the functionalities inherent to GIS software and will certainly help in the management of port and coastal zones.
A set of automatic procedures was designed to include a new methodology for navigation risk assessment based on the height of the wave-induced vertical movement of a ship along her trajectory. For each ship considered, the methodology can be summarized in three major steps: (i) determination of the wave regime at the gravity centers of the sections of the ship’s trajectory within the port; (ii) determination of the amplitude of the vertical movements of a selected point in the ship in each of those gravity centers; and (iii) evaluation of the port navigation risk by assessing the product of the degree of probability of exceedance of a pre-set threshold for the ship’s vertical movements by the degree of its consequences.
To test these new procedures, a set of sea wave records of the Sines wave-buoy from 1988 to 2002 was transferred into the Sines Port using two numerical models for sea wave propagation and deformation (SWAN and DREAMS), included in the GUIOMAR system. The numerical model WAMIT was used for estimating the wave-induced vertical movements of two ships inside the port. By applying these new procedures, automatic generation of risk maps was carried out for three different trajectories for entrance voyages into the port: one ending at the oil terminal, another at the multipurpose terminal and another at the fishing port.
These developments do contribute towards a more versatile and efficient GUIOMAR system, which results in a more adequate tool to support decision-making processes in port and coastal management.

Keywords: Risk Assessment, Navigation, Geographical Information Systems, GUIOMAR, Port of Sines.

 

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