El proceso de diseño de un puerto de contenedores es un conjunto de prácticas correlacionadas que se consideran durante el diseño del puerto de contenedores , con el objetivo de transferir la misión comercial general a documentos de diseño detallados para la construcción y operación futuras. [1]
El proceso de diseño implica tanto el diseño conceptual como el diseño detallado.
La fuente de financiación determina la misión y el alcance del proyecto. Las opciones incluyen financiación federal (subvenciones), [2] financiación estatal o local y financiación privada.
Los puertos estadounidenses necesitan subvenciones del gobierno federal para mantenerse al día con los avances en el transporte marítimo, así como con las capacidades del movimiento de carga interior. A menudo, aproximadamente el 50% de los costos anuales provienen de fuentes federales. La Asociación Estadounidense de Autoridades Portuarias (AAPA) es una asociación que tiene como objetivo garantizar y aumentar los fondos federales para los puertos estadounidenses.
Algunos proyectos de ley federales que proporcionan financiación para los puertos son
En la mayoría de los casos, el Departamento de Transporte del Estado (DOT) es el mayor financiador estatal o local de inversiones de dinero público. Los DOT consideran que los puertos son elementos clave en los sistemas de transporte de los que son responsables, como los ferrocarriles y las carreteras.
La inversión de entidades privadas es fundamental para la creación y ejecución de actividades portuarias. Los puertos estadounidenses suelen estar gestionados por entidades privadas, en el sentido de que las funciones cotidianas se financian y gestionan con el objetivo principal de generar ingresos. Las autoridades portuarias se encargan del mantenimiento de las terminales municipales, pero el equipamiento y la infraestructura necesarios para las operaciones están en manos de entidades privadas.
Con la creación de nuevos puertos, a menudo se forman asociaciones público-privadas , también conocidas como 3P, para obtener el capital inicial necesario para que alguien asuma el riesgo financiero de operar una terminal. Las terminales de contenedores no se diferencian en este sentido de otros tipos de terminales.
La carga determina la función principal, el modo de transporte y los caracteres relacionados necesarios para el puerto de contenedores. En el diseño de puertos de contenedores, el objeto de carga es un contenedor intermodal . Los contenedores se clasifican generalmente como de 20 pies y de 40 pies. Los contenedores de 53 pies se introdujeron y utilizaron tanto en los EE. UU. como en Canadá, principalmente para el transporte nacional por carretera y ferrocarril. [4]
El tipo de embarcación, sus dimensiones y capacidad determinan la capacidad requerida para la capacidad de entrada de un puerto, lo que implica el diseño del atracadero, la selección de equipos de manipulación en agua y los requisitos de capacidad tanto de almacenamiento como de modo terrestre.
Características de los buques y características del puerto:
La selección del buque diseñado también debe tener en cuenta el desarrollo del buque portacontenedores. Subestimar la tendencia de desarrollo del tamaño del buque portacontenedores dará como resultado incapacidad y baja sostenibilidad.
Se debe comenzar con la recopilación de datos y finalizar con la obtención de los permisos gubernamentales. La elección de la ubicación se considera con la filosofía del triple resultado y teniendo en cuenta el acceso a la ribera, las condiciones naturales, las conexiones intermodales y las partes interesadas.
Para puertos [5]
Para terminales de contenedores [5]
El acceso a la orilla del agua es la condición de las vías fluviales en la ubicación, que determina la profundidad esperada, las cantidades de atraque, la accesibilidad de los buques y el esfuerzo requerido para el desarrollo. El canal de acceso es una vía fluvial que une las cuencas de un puerto con el mar abierto. [6] La importancia de la ubicación de los canales de acceso es que determina los factores oceanográficos como las olas, el ciclo de las mareas , la corriente y el viento que encuentran los barcos en el canal. Además, debe mantener la profundidad del canal y poder acomodar los buques de carga más grandes del mundo. Por ejemplo, para satisfacer la necesidad, la Autoridad Portuaria de Nueva York y Nueva Jersey ejecuta el Programa de Profundización del Canal de Navegación Principal, dragando 38 millas de canales federales hasta una profundidad de 50 pies en 30 años. Hay varios aspectos, según PIANC (1997), que un diseñador debe considerar: [5]
Las condiciones naturales se clasifican según si el área seleccionada es natural o está desarrollada. La condición natural determina si habrá servicios públicos existentes y limitaciones para el desarrollo futuro de la terminal.
Una conexión intermodal es un lugar donde convergen ferrocarriles , camiones , barcazas y otros métodos de transporte. La conexión intermodal para terminales de contenedores consiste principalmente en carreteras y ferrocarriles. La capacidad de la conexión intermodal (atraque, manipulación, almacenamiento y transferencia de carga) determina la capacidad de transporte de carga de la terminal hacia y desde la tierra.
Las partes interesadas son cualquier grupo o individuo que pueda afectar o se vea afectado por el logro de los objetivos de la organización. (R. Edward Freeman 1984.) [7] El análisis de las partes interesadas es un proceso de recopilación y análisis sistemático de información cualitativa para determinar qué intereses deben tenerse en cuenta al desarrollar o implementar una política o programa. El propósito de un análisis de las partes interesadas es evaluar las actitudes de las partes interesadas con respecto a la realización de una nueva terminal de contenedores. [ cita requerida ]
Las partes interesadas en la selección de la ubicación son principalmente organizaciones comerciales, grupos marítimos, gobiernos regionales, asociaciones de vecinos, grupos medioambientales y otras personas con intereses directos o indirectos relacionados con la terminal. La selección debe contar con su participación para evitar conflictos fuertes en el desarrollo futuro y para que el desarrollo de la terminal se adapte a la demanda cambiante de estas partes interesadas. [ cita requerida ]
Las agencias y sociedades involucradas en este proceso son:
Los permisos son cruciales en el proceso de diseño. Los proyectos de desarrollo a gran escala que tienen el potencial de causar impactos ambientales adversos significativos necesitan permisos para comenzar a operar. [8] Los proyectos sin permisos serán identificados como una infracción. El puerto necesita permisos portuarios para abrir. Los permisos ambientales serán emitidos por las Agencias de Protección Ambiental Local. Por lo general, incluyen tres partes: lado del agua, lado de la tierra y emisiones atmosféricas. Los permisos para los puertos deben incluir un permiso de aire limpio, permiso de construcción, permiso de descarga, permisos de dragado y permiso de descarga de agua. [9]
La consideración de la infraestructura incluye planes para el despliegue y la construcción de infraestructuras para implementar las funciones de la terminal. El muelle de una terminal es la estructura que forma el borde de la instalación en tierra. Está formado tanto por la parte superior como por el frente. El frente del muelle es donde se monta el equipo para permitir que los buques atraquen. También está diseñado para estar dentro de los niveles altos de agua, lo que hace que sus estructuras sean susceptibles a la corrosión. La estanqueidad y la protección contra la corrosión son imprescindibles para cualquier elemento estructural que componga el frente. La parte superior del muelle es lo que se divide en atracaderos. Las longitudes predesignadas del muelle se separan en atracaderos identificados en función de las características de diseño de los buques. Las grúas portacontenedores operan a lo largo del muelle cuando los buques han atracado. [ cita requerida ]
Los almacenes se crean en terminales de contenedores para albergar mercancías específicas que se transportan al puerto pero que no se envían en el mismo contenedor. Este estilo de transporte no es común, pero puede ser un servicio que prestan los propietarios de las terminales para aumentar las importaciones. Esas mercancías, cuando se almacenan, generan costos adicionales de manipulación y almacenamiento, lo que también aumenta los ingresos.
El mantenimiento es el concepto que utiliza teorías y prácticas de ingeniería, gestión de riesgos y estrategia de mantenimiento para planificar e implementar el mantenimiento rutinario de las instalaciones y los sistemas operativos. La política general de mantenimiento para un puerto o terminal debe ser la de mantener todos los activos de las instalaciones en la medida en que el nivel de gasto esté justificado para que los activos permanezcan en servicio durante su vida útil o más y por razones de seguridad. [1] Un equipo de mantenimiento típico incluye personal experimentado bajo el control de un gerente de mantenimiento de ingeniería calificado y personal de supervisión, y personal de inspección de ingeniería. Debe cumplir con los requisitos enumerados en el ISM ( Código Internacional de Gestión de la Seguridad ). Las instalaciones de mantenimiento requeridas incluirán un taller con espacio suficiente para trabajar en aproximadamente el 10% del equipo móvil y los spreaders en cualquier momento. Las instalaciones de mantenimiento deben estar ubicadas fuera pero cerca del patio de contenedores. Es necesario proporcionar una sección de almacenes dentro de la instalación de mantenimiento que contenga los componentes y materiales de repuesto necesarios. A continuación se presentan los requisitos específicos para el mantenimiento. [5]
El mantenimiento preventivo planificado y las inspecciones reglamentarias de los equipos se llevan a cabo normalmente durante el turno de día, cuando todos los especialistas están disponibles. Fuera del turno de día, normalmente se mantienen niveles mínimos de dotación de personal para cubrir averías y reparaciones de emergencia únicamente. Para otras áreas especializadas, como TI y electrónica, es habitual contratar personal especializado debido a las necesidades específicas de dichos sistemas y equipos. El personal de ingeniería mecánica y eléctrica y TI será responsable del mantenimiento diario de los equipos de manipulación de carga y otros aspectos de la instalación que requieran estas habilidades y de sistemas operativos de TI específicos, como el TOS. Los cables eléctricos de alta tensión y los cuadros de distribución deben ser mantenidos por contratistas especializados, mientras que el mantenimiento de los cables de baja y media tensión y de los sistemas eléctricos domésticos puede ser realizado por electricistas. [ cita requerida ]
Un área de depósito es el espacio donde el equipo de manipulación de contenedores coloca los contenedores llenos o vacíos antes de cargarlos en el siguiente paso de su viaje hacia su destino. El área de depósito está compuesta por múltiples capas estructurales para soportar las cargas que ejercen el equipo y la carga. La primera capa, la base, consiste en la subrasante existente o mejorada del lugar. Para agregar resistencia adicional a la base, se compactan los suelos existentes; además, se instalan mejoras del suelo, como columnas de piedra, o se eliminan los suelos insatisfactorios y se trae un nuevo suelo de relleno, se nivela y se compacta para cumplir con los requisitos. [ cita requerida ]
La segunda capa es el pavimento asfáltico. Este pavimento se diferencia del pavimento típico de carreteras y caminos en que las cargas son generalmente más estacionarias y de magnitud mucho menor. Este tipo de pavimento contiene materiales ligados hidráulicamente (HBM), un ingrediente utilizado para proporcionar una mayor resistencia a la compresión al asfalto. La mezcla es la primera parte del diseño del asfalto, y la segunda es el espesor. Tanto los materiales como el espesor se pueden calcular siguiendo las guías de diseño existentes publicadas por las sociedades de ingeniería. El Informe 165-2015 de la Asociación Mundial para la Infraestructura de Transporte Acuático (PIANC) puede proporcionar más orientación sobre los pavimentos de terminales de contenedores. [10]
La superficie de la zona de carga también está diseñada para múltiples funciones. El pavimento debe drenar hacia un sistema de drenaje y tener un agarre suficiente para evitar derrapes. Por último, el pavimento está pintado para mostrar los carriles de circulación, así como las filas para colocar los contenedores intermodales cuando no están en tránsito.
Los patios intermodales constan principalmente de dos partes: patios ferroviarios y patios de almacenamiento de contenedores. Los patios ferroviarios deben tener acceso a los rieles y los patios de almacenamiento de contenedores deben tener acceso a los camiones. Los patios de almacenamiento de contenedores incluyen patios para contenedores entrantes con carga y movimientos internos, patios para contenedores salientes con carga, patios para contenedores de transbordo y patios para contenedores vacíos. Los requisitos de área se miden en ranuras terrestres de TEU (el área requerida para un contenedor de 20 pies) más el espacio operativo para el equipo que transfiere contenedores hacia y desde los patios y apila y entrega los contenedores.
La seguridad portuaria comprende la seguridad de la carga, la seguridad de las instalaciones portuarias, la seguridad del personal y la seguridad del dominio marítimo. La seguridad portuaria debe ser trabajada conjuntamente por los guardacostas y la protección aduanera y fronteriza. A nivel internacional, la seguridad portuaria se rige por las normas emitidas por la Organización Marítima Internacional y su Código Internacional para la Protección de los Buques y de las Instalaciones Portuarias de 2002 .
Durante el proceso de diseño, los puertos deben elaborar un plan de seguridad portuaria e implementarlo. El plan de seguridad portuaria debe incluir un estudio de seguridad y evaluación de riesgos, seguridad física y control de acceso, seguridad de la información, seguridad del personal, terrorismo marítimo, tráfico de drogas, polizones y tráfico de extranjeros, funciones/responsabilidades/autoridades legales de las agencias portuarias, robo en el mar, seguridad de la carga y materiales peligrosos e inteligencia. [11]
Las aduanas deberían tener oficinas de base en los almacenes y alrededor de las puertas. La oficina en los almacenes se utiliza principalmente para detectar productos agrícolas nocivos y contrabando (drogas, dinero sucio). La oficina en las puertas se utiliza principalmente para detectar carga mal seleccionada o contenedores de radiación. En las puertas, debería haber equipos de detección de radiación destinados a detectar armas peligrosas y material radiactivo que pueda utilizarse para fabricar bombas sucias. Los monitores de portal de radiación (RPM) son dispositivos pasivos de detección de radiación utilizados para la inspección de personas, vehículos, carga u otros vectores para la detección de fuentes ilícitas, como en las fronteras o instalaciones seguras. El sistema de imágenes Portal VACIS ayuda a los operadores capacitados a ver el contenido de los contenedores cerrados, lo que les ayuda a interceptar armas, contrabando y otros artículos de interés y a verificar los manifiestos de envío. La tecnología patentada de paso en automóvil permite que los camiones pasen por el sistema sin detenerse, lo que proporciona una solución eficaz para situaciones de alto tráfico en las que los largos procesos de inspección manual son poco prácticos o indeseables. [12]
La infraestructura de amarre (para embarcaciones) en un puerto describe aquellas estructuras a las que se pueden atar las líneas de amarre de los buques para evitar que se desplacen a lo largo del frente del muelle o se alejen de él. Las estructuras de amarre se denominan cornamusas (náuticas) o bolardos , según su tamaño y forma. Los bolardos están diseñados para soportar cargas mucho más grandes y, a su vez, buques mucho más grandes. Los fabricantes de estos elementos suelen diseñarlos y suministrar el diseño terminado al consultor para que lo incluya en los documentos de licitación.
Las cornamusas y bolardos se pueden encontrar en todo tipo de estructuras. La más común es el frente del muelle de una terminal. Otras ubicaciones pueden incluir los delfines, que son estructuras independientes que se encuentran fuera del frente de la infraestructura del lado tierra. Otra fuente pueden ser otras barcazas o buques marítimos que permiten que los buques se amarren entre sí.
Los bolardos y cornamusas pueden tener varios tipos de líneas de amarre atadas a ellos. Las líneas de proa y popa, que se encuentran en la parte delantera y trasera del buque, son líneas diseñadas para evitar que los buques se desvíen perpendicularmente a la ubicación del atracadero. Las líneas de proa vienen desde más cerca de la línea central del buque y se extienden a lo largo del buque hasta la ubicación del amarre para evitar que el buque se desvíe en paralelo al atracadero. El Informe PIANC _______ puede proporcionar más detalles sobre el diseño de estructuras de amarre. Los fabricantes de bolardos y cornamusas pueden proporcionar más detalles sobre las dimensiones, pesos y capacidades de las estructuras de amarre [13]
El atraque de los buques se analiza utilizando las características de diseño del buque en cuanto a peso, calado y otras especificaciones, además de los requisitos establecidos por la ubicación de la terminal, como la velocidad del viento, la dirección, las corrientes y las velocidades de atraque seguras del canal de aproximación y el muelle. Todos estos factores se combinan para determinar las cantidades máximas de energía que deben resistir la cimentación y el muelle de la terminal. Se han diseñado varios estilos de equipos de atraque en respuesta a este requisito.
Las terminales de contenedores se encuentran, en su mayor parte, directamente en tierra, lo que elimina la necesidad de delfines de atraque similares a los descritos en la sección de Amarre. Los sistemas de defensa instalados en el frente del muelle son la principal herramienta para reducir la cantidad de energía que la estructura del muelle debe absorber durante el atraque. Un sistema de defensa consta de la defensa (de la embarcación) en sí, el panel y los diversos herrajes necesarios para anclar y estabilizar la unidad.
Los guardabarros están hechos de un tipo de caucho elegido por su flexibilidad. Cuanto más compresible sea, más energía puede resistir el guardabarros. Vienen en varios tamaños y formas, diseñados para adaptarse a diferentes situaciones. No es necesario montarlos en el mismo lugar en todo momento. Algunos guardabarros están diseñados para subir y bajar con los niveles de agua.
Los paneles son caras grandes que se conectan a la defensa y brindan más espacio de contacto para el buque. El tamaño también ayuda a reducir la reacción en el casco del buque, que está diseñado para una cierta presión máxima. A menudo están cubiertos con una superficie que reduce la fricción para evitar que las fuerzas laterales intenten cortar la defensa. Un elemento final del diseño del panel está asociado no solo con sus dimensiones sino también con su ubicación en relación con otra defensa. El espaciado de las defensas en relación con el tamaño del panel debe establecerse de modo que el buque de diseño no pueda comprimir la defensa en una situación en ángulo y entrar en contacto con el muelle. O bien se debe hacer contacto con un segundo panel de defensa, o la defensa no puede comprimirse demasiado de manera asimétrica.
Los elementos estructurales de un sistema de defensa deben analizarse para garantizar el equilibrio y la estabilidad de cada unidad en todo momento. Se instalan cadenas para evitar que el panel ejerza un esfuerzo cortante innecesario debido a la acción del buque o al peso del panel. Además, se instalan anclajes en el muelle para anclar la defensa a la cara del mismo. En estos lugares, la base de la terminal se refuerza más que en las áreas sin contacto debido a las mayores fuerzas que se imparten sobre la estructura.
Rieles para grúas de muelles de contenedores
Patios de almacenamiento de contenedores
Muelles de carga
Pavimentos
La comunicación es muy importante en los puertos porque son zonas con altos riesgos; mediante una buena comunicación, las personas pueden evitar los riesgos. En el proceso de diseño, las personas deben considerar la posibilidad de agregar más estaciones base para garantizar una buena calidad de contacto por radio y video. Los funcionarios de aduanas deben tener contacto por radio y video con los conductores de camiones que pasan por la puerta para asegurarse de que han recogido el contenedor correcto. Los pilotos en el puerto deben tener buenas comunicaciones por radio para guiarlos en la navegación. Los trabajadores portuarios deben tener una buena comunicación por radio entre ellos para evitar conflictos y riesgos.
La consideración del equipo incluye planes para la adquisición y construcción de instalaciones de terminal para implementar la función de la terminal. El equipo involucrado en el diseño detallado incluye grúas para contenedores que pueden identificarse por modo: grúa de muelle montada sobre rieles (RMQC) o grúa de barco a tierra (STS); e instalaciones de transporte de contenedores intermodales utilizadas para áreas de almacenamiento, como apiladores de alcance , unidades de tractor-remolque (TTU) y vehículos. [1] Los parámetros para las grúas y las instalaciones de transporte de carga intermodal considerados en el diseño detallado son cantidades, límite de tamaño, requisito de energía, capacidad de manipulación, velocidad de manipulación, costo, límite de carga a tierra y otras restricciones del entorno de trabajo.
El despliegue de los equipos se diseñará con la misión clave de crear suficiente transporte de carga para equilibrar el flujo de carga. Se introducirá la teoría de colas en la cantidad y calidad de los equipos necesarios.
Algunos miembros del personal, como los guardacostas o los funcionarios de aduanas, necesitan autorizaciones de seguridad personales para obtener un trabajo en los puertos porque necesitan tener acceso a información clasificada. Hay tres niveles de autorización de seguridad: confidencial, secreta y de alto secreto. Una investigación crítica en este nivel es una investigación de antecedentes de una entrevista cara a cara con los oficiales. A veces, el personal solo necesita obtener una autorización de seguridad provisional. También habrá una nueva investigación periódica cada cinco años para obtener una nueva autorización de seguridad. La investigación volverá a cubrir aspectos clave de la vida del individuo, pero comenzará a partir de la investigación de antecedentes anterior. [14]
En los puertos, los sistemas operativos y el desarrollo del personal se basan en habilidades adquiridas a través de la experiencia, las cuales se desarrollan fácilmente en entornos industriales avanzados.
Varios acuerdos que debemos tener en cuenta:
La seguridad es la condición de "estado estable" de una organización o lugar. La seguridad es el proceso o medio, físico o humano, de retrasar, prevenir y, de otro modo, proteger contra defectos, peligros, pérdidas, delincuentes y otras personas o acciones externas o internas. Los principales documentos relacionados con las operaciones de las terminales son el Convenio 152 de la OIT (1979) y el Repertorio de recomendaciones prácticas de la OIT (2003), que abordan la salud y la seguridad de los trabajadores portuarios.
La logística es la cadena de suministro general que permite adquirir, almacenar y transportar los recursos hasta su destino final. Implica la identificación de posibles distribuidores y proveedores y la determinación de su eficacia y accesibilidad.
La función de Aduanas y Protección Fronteriza es salvaguardar las fronteras de un país, protegiendo así al público de personas y materiales peligrosos y mejorando al mismo tiempo la competitividad económica global del país al permitir el comercio y los viajes legítimos. [17] Las aduanas en los puertos de entrada tienen dos tareas principales: la seguridad de la carga y la protección de la agricultura. [18] Cada puerto debería tener su propia aduana nacional. Deberían tener oficinas base tanto en el edificio administrativo como en el almacén (verificar la agricultura) y oficinas externas en las puertas de entrada y salida. Los grupos de aduanas en el puerto deberían estar compuestos por agentes de interdicción marítima, agentes de patrulla fronteriza, especialistas en agricultura, funcionarios de aduanas y protección fronteriza y especialistas en importación. [19]
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