martedì 28 novembre 2017

STIVAGGIO

CONDIZIONI GENERALI PER UN BUON STIVAGGIO

Generalità
Il trasporto delle merci in mare è un’attività che nel svolgersi ne coinvolge tante altre, come quelle assicurative, legali, commerciali.
Tra le tante, il maneggio e lo stivaggio del carico, rappresentano tra le più complesse operazioni da eseguire, perché condizionate da molteplici fattori. A causa delle molteplici merci che si possono trasportare per mare, oggi esistono navi specializzate al trasporto di ogni tipo di prodotto presente in commercio. Introducendo nuove procedure per la sicurezza sia durante la caricazione che durante il trasporto per mare.
I principali obiettivi di uno stivaggio e del maneggio del carico, sono:
1.       Consegnare il carico trasportato al ricevitore senza che ne subisca nessuna alterazione
2.       Usare con razionalità e economia la nave durante il trasporto
3.       Sicurezza durante il trasporto
Stivare una merce significa alloggiarla nelle stive o comunque negli spazi ad essa destinata. Il maneggio del carico sono l’insieme di tutte le operazioni che vengono effettuate per trasferire un determinato carico dal terminale di terra alla nave o viceversa.
Le condizioni generai da rispettare per un corretto stivaggio sono:
1.       Rispetto delle linee di massico carico
2.       Corretto assetto nave
3.       Adeguata stabilità statica e dinamica da mantenere durante ogni fase delle operazioni commerciali
4.       Sollecitazione alla struttura nave da tenere sempre sotto controllo e nei limiti ammissibili
5.       Sistemazione del carico per affrontare la navigazione nei riguardi dei movimenti della nave stessa
6.       Rischi ridotti al minimo a causa di un eventuale spostamento pesi.
Una nave, durante la navigazione deve sempre avere una sufficiente riserva di spinta, una adeguata stabilità iniziale e riserva totale di stabilità per fronteggiare un eventuale spostamento accidentale del carico e che dia buone capacità di razione ai vari movimenti a cui la nave è soggetta particolarmente nel cattivo tempo. Per dare una sufficiente riserva di spinta, la nave deve avere, a caricazione ultimata, una adeguata altezza di murata al di sopra della linea di galleggiamento, cioè un opportuno bordo libero, che a sua volta quest’ultimo dipende dall’area geografica e dalla stagione in cui si effettua la traversata.
Col termine assetto (As) si intende la posizione che assume la nave in senso longitudinale, indicato come la differenza dei pescaggi estremi:
As = Iad – Iav
Per corretto assetto nave, si intende quello che da alla nave la possibilità di poter effettuare una traversata con un appoppamento tale da non compromettere la propria manovrabilità e mantenimento della velocità di contratto. Il Comandante riesce ad ottenere un corretto assetto con l’ausilio che il progettista fornisce, di un numero di ipotesi di caricazione.Sia durante la caricazione e/o discarica, che durante la traversata, alla nave bisogna garantire una adeguata stabilità, atta a garantirgli la possibilità di ritornare trasversalmente dritta tutte le volte che è soggetta a dei momenti inclinanti interni od esterni alla nave stessa (spostamenti del carico o moti ondosi). Per valutare la stabilità di una nave, durante la compilazione del piano di carico preventivo, bisogna:
1.       Posizionare il cacico tenendo conto dei casi previsti dal manuale di caricazione
2.       Determinare la posizione del baricentro della nave
3.       Calcolare l’altezza metacentrica e costruire il diagramma dei bracci di stabilità
4.       Verificare che i criteri stabiliti nelle informazioni sulla stabilità siano conformi
Per poter effettuare tutto ciò, il Comandante , come previsto dalla SOLAS dalla reg. 22 del cap. II, deve essere in possesso di tutte quelle informazioni necessarie a tale scopo.
Un altro compito dell’ufficiale addetto alla caricazione e del Comandante, è verificare le sollecitazione a cui viene sottoposta la nave. A bordo si possono esclusivamente ottenere informazioni inerenti alle sollecitazioni in senso longitudinale come la torsione, il taglio e la flessione. I momenti flettenti e gli sforzi di taglio si verificano su tutte le navi, mentre i momenti di torsione si verificano esclusivamente sulle navi porta contenitori a causa delle ampie aperture dei boccaporti. Con l’utilizzo di appositi software, oggi è possibile ottenere in tempo reale tutte le condizioni inerenti alle sollecitazioni a cui lo scafo è sottoposto.
Gli assi all’interno della nave che passano tutti dal baricentro e perpendicolari tra di loro, sono quello longitudinale (x), trasversale (y) e verticale (z). A sua volta viene identificato il piano longitudinale o diametrale che contiene sia l’asse longitudinale che quello verticale, il piano orizzontale che contiene sia l’asse trasversale che longitudinale, e per finire il piano trasversale che contiene sia l’asse trasversale che quello verticale. I movimenti oscillatori di una nave sono il rollio, beccheggio e imbardata, rispettivamente attorno all’asse longitudinale, trasversale e verticale. Il naturale periodo di oscillazione dipende dalla distribuzione delle masse attorno agli assi al quale avviene il movimento, e dall’entità dei momenti presenti e caratterizzanti il tipo di oscillazione. Per esempio:
1.       Rollio: momento di stabilità statica trasversale
2.       Beccheggio: momento di stabilità statica longitudinale
3.       Imbardata: azione idrodinamica dell’acqua di mare sull’opera viva, con l’intrinseca stabilità di rotta
I primi due momenti dipendono sia dalle forme geometriche dello scafo (stabilità di forma), che dalla distribuzione dei pesi a bordo (stabilità di peso), mentre l’imbardata dipende esclusivamente dalle forme geometriche dello scafo.
               

Per ridurre un eccessivo ROLLIO, si può:
Ø  Variare la rotta e/o la velocità
Ø  Aumentare il momento di inerzia spostando i pesi verso le murate
Ø  Diminuire l’altezza metacentrica spostando i pesi verso l’alto
Durante la navigazione il comandante generalmente varia la rotta e riduce la velocità, e non altera le condizioni di stabilità della nave. È in sede di stivaggio invece che bisogna raggiungere un giusto compromesso tra la stabilità e la dolcezza di rollio.
Per controllare i movimenti di BECCHEGGIO, bisogna agire sulla distribuzione longitudinale dei pesi. Maggiore peso si sposta alle estremità, maggiore sarà il momento di inerzia e quindi un maggiore periodo delle oscillazioni e basse accelerazioni. Compito del comandante è quello di trovare un compromesso nella disposizione longitudinale dei pesi, per evitare eccessivi appesantimenti delle estremità della nave, che possono causare a loro volta eccessivi imbarchi d’acqua con relativi aumenti di dislocamento e diminuzione di riserva di spinta.
L’IMBARDATA, dipende anch’esso dalla distribuzione longitudinale dei pesi, che provoca una variazione del momento di inerzia rispetto all’asse verticale (z). maggiore carico verso le estremità riduce il movimento di imbardata aumentando la stabilità di rotta, ma contrasta la facilità del sollevamento della prua e della poppa, mentre una disposizione centrale dei pesi va a scapito della stabilità di rotta, ma favorisce un aumento di imbardata ed evoluzione. Anche in questo caso è compito del comandante trovare il giusto compromesso nella distribuzione dei pesi.
In seguito ad un forte rollio e/o beccheggio, può avvenire uno spostamento del carico all’interno delle stive, provocando uno spostamento laterale del baricentro nave, con conseguente sbandamento, od un innalzamento virtuale del baricentro stesso, provocando una condizione iniziale di instabilità e quindi un successivo ingavonamento. Il primo caso avviene principalmente per navi che trasportano cariche solidi, quindi per ridurre l’effetto dello sbandamento è necessario spostare nuovamente il carico nella posizione iniziale. Il secondo caso interessa invece navi che trasportano carichi liquidi, i quali, quando si presentano con un elevato free surface moment, innalzano in baricentro sino a creare la condizione di ingavonamento. Per ritornare alle condizioni iniziale, quindi bisogna abbassare nuovamente il baricentro , con uno spostamento verticale dei pesi. È molto più preoccupante a bordo, invece, l’azione dinamica dello spostamento pesi che esercita sulle strutture dello scafo. Particolarmente soggette a queste azioni sono le navi che trasportano carichi liquidi alla rinfusa, come le navi cisterne, e le navi OBO. Nelle navi cisterna, grazie alla suddivisione longitudinale degli spazi per il carico,  questi fenomeni di sbattimento del carico vengono ridotti al minimo, mentre sulle navi OBO, dove le stive sono quasi larghe quanto la larghezza dello scafo, questo fenomeno assume particolare importanza. Per ridurre questo fenomeno di sbattimento del liquido (SLOSHING), il comandante può agire o sulla rotta e velocità della nave, oppure sull’altezza di riempimento della cisterna/stiva. Nel manuale di caricazione vengono riportate le altezze di riempimento che devono essere evitate, per esempio su una nave OBO un’altezza di riempimento da evitare va tra il 20% ed 70% dello spazio a disposizione.


 

 

Lo stivaggio nei riguardi delle qualità nautiche


Le qualità nautiche sono :
1.       Giusta stabilità
2.       Dolcezza di rollio o stabilità di piattaforma
3.       Facilità di sollevamento della prua e della poppa
4.       Buon governo o stabilità di rotta
5.       velocità
1) Giusta stabilità
La giusta stabilità si raggiunge quando a caricazione ultimata, l’altezza metacentrica GM si trova nei limiti relativi alla nave.
La “Convenzione Internazionale per la Salvaguardia della vita Umana in mare” prescrive che ogni nave a costruzione ultimata esegua la “Prova di Stabilità” ed il Comandante deve ricevere tutte le istruzioni necessarie per permettergli di determinare, in modo semplice e rapido, le caratteristiche della stabilità della nave in tutte le condizioni di servizio. Per tale motivo vengono rilasciate alla nave: Gli elementi geometrici delle carene dritte o le tavole idrostatiche, il piano delle capacità , le tavole di calibrazione , le istruzioni al Comandante, il manuale di caricazione, i piani di carico preventivati dal cantiere con  i relativi diagrammi di stabilità ecc.).
Con una razionale distribuzione del carico in senso verticale il Comandante otterrà quell’altezza metacentrica GM che riterrà la migliore per assicurare una buona stabilità della nave per tutta la durata della traversata tenendo conto dei consumi (  acqua , combustibile. Olio lubrificante ecc).
Quando si carica la nave con merci aventi peso equivalente alla sua Portata Lorda, la linea di galleggiamento, a mezzo nave, dovrà risultare tangente alla Marca di Bordo Libero corrispondente alla stagione ed ai mari in cui si naviga. Pertanto sia il volume V di carena che il suo centro C ed il metacentro trasversale iniziale M ed il raggio metacentrico  r = CM sono ben definiti e non subiranno modifiche se il peso della nave a carico completo non subirà modifiche. Ciò comporta che la nave avrà una Stabilità di Forma D r sen.a invariabile.
La stessa cosa non può dirsi per la stabilità di Peso D a sen.a perché essa dipende da a = CG cioè dalla posizione di G  rispetto a C.
Se si eccede nel caricare in basso merci pesanti si abbassa G che può passare al disotto del centro di Carena C ed in tal caso la Stabilità della nave risulta notevolmente aumentata in quanto l’altezza metacentrica  GM = r + a ed il momento di stabilità è uguale alla somma del momento di stabilità di forma e  di quella di peso cioè:
                                                          Ms=D * GM * sen.a =D* (r+a)* sen.a
  Se per la distribuzione verticale dei pesi il centro di gravità G risulta coincidente con C la stabilità della nave risulta sempre notevole ma essendo C º G risulta a = 0 cioè risulta nulla la stabilità di peso mentre la stabilità risultante è solo quella di forma cioè:
                                                                              Ms=D * GM *  sen.a =D * r * sen.a
 Se, poi, con una razionale distribuzione verticale dei pesi, si sposta il centro di gravità G della nave al di sopra del centro di Carena ad una distanza da M tale che la stabilità non risulti eccessivamente debole, il problema risulta affrontato in modo soddisfacente:
Ms=D * GM  * sen.a=D * (r-a) * sen.a
 In ogni caso , la disposizione verticale dei pesi non dovrà mai essere tale da portare G al disopra di M in quanto in tal caso l’altezza metacentrica risulterà negativa e cioè la nave sarà instabile nella posizione trasversalmente dritta e raggiungerà la sua posizione di equilibrio sbandata di un angolo a1 detto ANGOLO DI  INGAVONAMENTO (in corrispondenza di tale angolo si annulla il braccio del momento abbattente (D,S) poiché la spinta S applicata nel nuovo cento di carena passa per i prometacentro corrispondente che è andato a coincidere con G)
Per raddrizzare una nave “ingavonata” ossia per farle riacquistare la posizione di equilibrio con i ponti orizzontali occorrerà abbassare G sotto il metacentro M : imbarcando pesi sotto il galleggiamento ad esempio allagando i doppifondi oppure spostando pesi verso il basso , non si dovrà , in nessun caso , tentare di raddrizzarla . spostando pesi in senso trasversale.
2.) Dolcezza di rollio o stabilità di piattaforma
E’ la proprietà che ha la nave di rollare lentamente con un periodo maggiore di quello dell’onda che lo produce.
Un eccesso di stabilità rende la nave DURA cioè in mare ondoso i movimenti di rollio risultano vivi e frequenti sollecitando in modo anomalo le strutture dello scafo. Si consiglia un maggiore “T” (periodo di rollio della nave ) disponendo i pesi , nel senso orizzontale , lontano dal piano longitudinale.
3.) Facilità di sollevamento della prua e della poppa
E’ la proprietà che deve avere la nave in mare agitato di sollevare la sue estremità sulle onde. Dipende dalle forme della prua e della poppa e dalla distribuzione del carico in senso longitudinale. La sistemazione di merci leggere nelle stive estreme assicura il requisito.
4.) Buon Governo o stabilità di rotta
E’ l’attitudine che ha la nave di procedere in linea retta sotto l’azione del moto ondoso. Tale requisito si consegue sistemando i pesi longitudinalmente verso le estremità. Se però si eccede nel caricare nelle stive estreme, la nave in mare ondoso sente con ritardo l’effetto del timone ed avrà forti moti di beccheggio. La prua s’ingolfa nelle onde, l’elica emerge e si hanno brusche scosse.
CONCLUSIONI:
E’ la distribuzione verticale dei pesi che determina la posizione di G rispetto a M e quindi la grandezza dell’altezza metacentrica, mentre la distribuzione orizzontale dei pesi determina la dolcezza di rollio o stabilità di piattaforma. I due requisiti stabilità e dolcezza di rollio sono contrastanti tra loro in quanto se la nave è eccessivamente stabile è anche dura e quindi non si assicura la dolcezza di rollio.
Anche i due requisiti: facilità di sollevamento della prua e della poppa e stabilità di rotta sono contrastanti tra loro. Infatti il primo richiede concentrazione dei pesi al centro nave ed il secondo concentrazione dei pesi verso le estremità. E’ quindi il Com.te che con una razionale distribuzione dei pesi adotterà soluzioni di compromesso al fine di soddisfare i requisiti suddetti.
5) La velocità è una caratteristica importante sia dal punto di vista tecnico – nautico (Sea –Keeping) che economico commerciale.
Il sea keeping o tenuta al mare di una nave è la sua abilità a mantenere la prora e la velocità in mare agitato. Si definisce velocità limite la massima velocità alla quale i fenomeni indesiderati dovuti al moto ondoso non rendono pericolosa la navigazione .
Si definisce velocità economica quella corrispondente al minimo consumo per miglio “cm min”
Si naviga con velocità economica quando si è costretti a ridurre al minimo i consumi,infatti navigando con velocità economica si conseguirà la massima autonomia o raggio d’azione e la massima distanza percorribile sarà data dal rapporto tra il bunker disponibile e il consumo minimo per miglio.
In generale le navi navigano con una velocità di esercizio maggiore della velocità economica al fine di ridurre la durata del viaggio e soddisfare esigenze di tipo commerciale.

















Lo stivaggio nei riguardi della solidità della nave (Qualità essenziali)

Le qualità essenziali di una nave sono:
  1. galleggiabilità
  2. impermeabilità
  3. solidità
Galleggiabilità:
Si realizza quando il peso specifico medio della nave è inferiore a quello dell’acqua in cui galleggia. Si consegue dando alla nave opportune forme voluminose. Si basa sul principio di Archimede: un corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l’alto uguale al peso del volume del liquido spostato. Poiché il volume del liquido spostato è il volume di carena, il peso del volume del liquido spostato ossia il peso della nave o Dislocamento sarà dato da  D = V . g  ove  g è il peso specifico dell’acqua di mare 1,025 tonn/m3  La galleggiabilità viene garantita ,con riferimento allo stivaggio, se la nave viene caricata rispettando le marche di bordo libero.(Vedi calcolo del bunker e della portata netta.)
Impermeabilità:
Si realizza rendendo lo scafo stagno all’acqua cioè evitando le infiltrazioni d’acqua nel suo interno rendendo così possibile l’eguaglianza tra peso e spinta, condizione essenziale per la galleggiabilità della nave. Viene conservata, con riferimento allo stivaggio, se si carica la merce stivandola ricorrendo ad un adeguato rizzaggio.
Solidità:
Assicura alla nave la possibilità di resistere efficacemente alle sollecitazioni a cui la nave è assoggettata dal suo stesso peso (peso delle strutture più pesi imbarcati) e dal moto ondoso dell’acqua in cui galleggia.
Lo scafo è costituito da elementi strutturali trasversali, longitudinali, verticali e obliqui e dal fasciame. Si può considerare come una trave a sezione cava munita di diaframmi trasversali e pertanto è chiamata TRAVE-NAVE.
Gli sforzi cui la nave è sottoposta sono:
  • sforzi longitudinali
  • sforzi trasversali
  • sforzi locali
SFORZI LONGITUDINALI
Sono dovuti agli squilibri che si verificano nella distribuzione dei pesi e delle spinte nei diversi punti della lunghezza. Tali sforzi si verificano anche in  acqua calma a causa della concentrazione dei pesi propri della nave e dei pesi che costituiscono il suo carico, ma possono raggiungere valori elevati quando la nave galleggia in acque agitate o si trova incagliata o in bacino. Si generano così sforzi di taglio cioè sollecitazioni verticali che tendono a fare scorrere la sezione considerata rispetto alle sezioni adiacenti verso l’alto o verso il basso. Lo sforzo di taglio è massimo in corrispondenza delle sezioni trasversali situate ad 1/4 della lunghezza della nave a partire da prora e da poppa.
Si generano altresì momenti flettenti che fanno ruotare la sezione considerata rispetto alle adiacenti. Il massimo valore del momento flettente si verifica in prossimità della sezione maestra: la nave è soggetta a deformazioni che si chiamano INARCAMENTI se si innalza la parte centrale rispetto alle parti estreme, INSELLAMENTI nel caso opposto. L’inarcamento si ha per eccesso di spinta nella parte maestra, l’insellamento si ha per eccesso di peso nella parte maestra. Tali sforzi continui ed alternati di inarcamento e di insellamento , tendenti a deformare lo scafo , si verificano specialmente quando, la lunghezza dell’onda su cui naviga la nave, è all’incirca uguale a quella dello scafo. Da quanto esposto si deduce  che non bisogna esagerare nel mettere il carico pesante nella parte centrale della nave e la merce leggera nelle stive estreme (nel caso di carico non omogeneo), ma occorre dare una giusta ripartizione longitudinale al carico.
Per una nave di forme comuni si è dimostrato soddisfacente distribuire longitudinalmente il carico in maniera che il 60% del peso venga stivato nella parte centrale ed il rimanente 40% nelle stive poste all’estremità.
Nello stivaggio delle merci bisogna evitare che i valori degli sforzi di taglio e dei momenti flettenti superino quelli ammissibili in una o più sezioni della nave. A tale scopo esistono Piani di Carico forniti dal Cantiere ai quali bisogna attenersi per lo stivaggio. Le navi hanno degli stampati predisposti per la compilazione del piano di carico definitivo in cui sono indicate le operazioni da effettuare per il calcolo delle sollecitazioni di taglio e momenti flettenti  cui verrà assoggettato lo scafo . Esistono dei Calcolatori  programmati per eseguire il calcolo. L’operatore dovrà inserire solo i valori dei pesi che si trovano nelle singole cisterne e su un display appariranno i risultati. E’ da notare che durante la traversata i consumi di combustibile e di acqua se non sostituiti con pesi equivalenti producono una alterazione del diagramma dei pesi ed inoltre se la nave si trova in acque agitate cambia il diagramma delle spinte e conseguentemente varierà il diagramma risultante cioè il diagramma dei carichi e quindi quello degli sforzi di taglio e dei momenti flettenti. Il calcolatore è programmato in modo da essere in grado di verificare le sollecitazioni dello scafo per i valori intermedi tra la partenza e l’arrivo.
SFORZI TRASVERSALI
Derivano da uno squilibrio nella distribuzione dei pesi e delle spinte nel senso trasversale. Con nave in acque agitate i movimenti di rollio fanno nascere forze d’inerzia temibili nella parte superiore dei fianchi che modificano l’angolo tra i fianchi ed i ponti con conseguenti sollecitazioni. Con nave in bacino si verifica uno squilibrio tra le forze agenti nella parti che poggiano sulle taccate e nelle parti che non possono contare su nessun sostegno. Per ridurre tali sforzi si procede alla puntellatura dello scafo. In caso di incaglio si hanno fenomeni analoghi.
SFORZI LOCALI
Sono caratteristici in alcune zone limitate dove risultano concentrati carichi rilevanti. Per ovviare all’inconveniente si deve avere cura di distribuire il rilevante peso su una superficie d’appoggio più estesa mediante un robusto pagliolato che abbracci parecchie ossature dello scafo.



Lo stivaggio nei riguardi della buona utilizzazione dello spazio destinato al carico
Lo spazio destinato al carico è il volume di tutti i locali destinati a ricevere il carico (Stive,Corridoi ponti ecc.). Tale volume viene espresso in m3 o pc(piedi cubi) 1pc=0,828316 m.c. viene anche misurato in Tonnellate di Noleggio di 40 o 50 pc.
Una stiva di 30.000 pc = 600 Tonnellate di noleggio a 50 pc.
La tonnellata di noleggio serve di base per il calcolo del NOLO.
Dal Piano della nave si ricavano due specie di misure riguardanti lo spazio destinato al carico:

Volume per grano  

(Grain Measurament)
Si intende lo spazio interno misurato fra la faccia interna delle lamiere del fasciame di un fianco e quella dell’altro fianco e fra il cielo del doppio fondo e la faccia inferiore dei ponti. Tale volume viene preso in considerazione per tutti i carichi alla rinfusa.
Volume per Balle
(Bole Measurament)
Si intende lo spazio interno misurato entro le serrette e sotto il limite inferiore dei bagli. Tale volume viene preso in considerazione per tutti i Carichi in Balle e Collettame.
Si chiama Medio Cubaggio Mc il rapporto tra il volume V di tutti i locali della nave destinati a ricevere il carico e le tonnellate di Portata P della nave stessa
Mc = V / P
Il Mc rappresenta il Volume in mc (o pc) che dovrebbe occupare una tonnellata(o tons= 1016 Kg) di merce affinché la nave possa imbarcare un quantitativo in peso pari alla sua portata utilizzando completamente gli spazi disponibili.(Saturando la nave in peso ed in volume).
Così per es. Per una nave avente una portata P=8.000 tonnellate e le cui stive abbiano un volume V=16.000 mc il medio cubaggio è
Mc=16.000/8.000=2 mc/tonn
Cioè una tonnellata della merce che si dovrà imbarcare dovrà occupare 2 mc.
Ma il Volume occupato da 1 tonnellata di una data merce di dato imballaggio può essere diverso dal medio cubaggio della nave.
Si chiama Fattore di Stivaggio o Volume di Stivaggio di una data merce il volume in mc(o pc) che, una tonnellata di una data merce di dato imballaggio occuperà.
Il Medio Cubaggio rappresenta pertanto il fattore di stivaggio più favorevole per la nave considerata.





Diamo alcuni esempi di fattori di Stivaggio
Descrizione
Fattore stivaggio
(espressa in m3/tonn)

Frumento alla rinfusa
1,33

Frumento in sacchi
1,39

Minerali ferro rinfusa
0,33 - 0,47

Piombo (verghe)
0,28

Fieno     (Balle)
3,33

 
Calcolo del Bunker  e della Portata Netta
Il Calcolo del Bunker e della portata netta vengono preventivamente eseguiti al fine di determinare il peso che si può imbarcare nel porto di partenza
Bunker(tonn)= ctd+r-R
c = consumo giornaliero in tonnellate al giorno.
td = durata della traversata in giorni
r = riserva di combustibile ( come riserva si usa il 15% del consumo per la traversata cioè td) in ton.
R=rimanenza di combustibile prima del bunkeraggio in ton,
Mentre la portata netta è data dalla formula:
Pn=DW + Co - (Bunker+R+Q+S)
Ove
DW =        Dead Weight è la portata lorda relativa alla zona di maggior bordo libero (minore immersione) della traversata.
Co  =         rappresenta il consumo complessivo di olio, combustibile acqua fino a raggiungere la zona    di massimo bordo libero.
R  =            rimanenza di combustibile prima del bunkeraggio
Q=             peso totale acqua potabile, distillata e lavanda necessaria per la traversata.
S=             pesi morti (equipaggio, provviste, parti di rispetto ecc.)
Inoltre quando la nave parte da un porto fluviale è permesso aumentare l’immersione prescritta dal bordo libero di una quantità corrispondente al peso del combustibile, acqua, olio che si dovrà consumare nel tratto compreso fra il porto di partenza ed il mare libero.
E’ noto che quando la nave con lo stesso dislocamento, passa da un’acqua meno densa g‘ ad un’acqua più densa g essa emerge e cioè il suo pescaggio diminuisce di una quantità data da:
Fresh Water allowance          DIcm  =  D    (g-g‘)
                                                                          Du g
Nel passaggio da g=1,025;  a g‘=1(acqua completamente dolce)
DIcm=D/40Du
che è la distanza della marca di bordo libero in acqua dolce dalla marca di bordo libero in acqua salata.(Full Fresh Water Allowance).

ESEMPIO DI DETERMINAZIONE DEL PESO DEL CARICO DA POTER IMBARCARE
Una nave in partenza da Rio de Janeiro deve raggiungere Lisbona e la durata della traversata agli effetti delle zone di bordo libero è così ripartita:
Zona Tropicale                                                     8d,5
Zona Estiva                                                           3d
Zona Invernale                                                    0d,5
“Dalla scala del Carico”:
Portata Lorda Estiva DWE= 10.400 Tonn Immersione corrispondente I=7,78m
Dislocamento Unitario Du=21,4 Tonn/cm
Portata Lorda Invernale DWI=DWE-1/48 I*Du=10.400-(7,78/48)*21,4=10.053
(Max Bordo Libero)
Consumo giornaliero Nafta=Co=2,5 Tonn/d
Consumo giornaliero Acqua=Co=8 Tonn/d
Pesi Morti S =110 Tonn
Acqua Imbarcata Q= 250
Rimanenza Combustibile R=60 Tonn
Rimanenza Combustibile r=80 Tonn
Calcolare il bunker e la Portata Netta
Bunker(tonn)= ctd+r-R=25*12+80-60=320 Tonn
Pn=DW + Co - (Bunker+R+Q+S)=10.053+(25+8)*11d,5-(320+60+250+110)=9692,5 Tonn

UTILIZZAZIONE DEL MEDIO CUBAGGIO
          La conoscenza del medio cubaggio si rende utile quando si devono caricare due partite di merci, una pesante e un’altra leggera e si vuole sfruttare al massimo lo spazio destinato al carico cioè caricare l’una e l’altra merce sino a stive piene senza che sia sommersa la marca del bordo libero relativa alla stagione ed ai mari in cui si naviga.
       Per stabilire quale quantitativo p1 della prima merce avente fattore di stivaggio f1 e quale quantitativo p2 della seconda merce avente fattore di stivaggio f2 conviene imbarcare per raggiungere la Portata P utilizzando tutte le stive aventi volume V basterà risolvere il sistema:
p1+p2=P                                                                         p1+p2=P
f1p1+f2p2=V   e poiché V=Mc*P sarà                 f1p1+f2p2=McP
dalla prima equazione p1=P-p2 e sostituendo  nella 2a
f1(P- p2)+ f2p2= McP;   cioè f1P-f1p2+f2p2= McP   quindi  p2(f2-f1)=P(Mc-f1) da cui:
p2= P(Mc-f1)            e                                                  p1=P-p2
in cui f1 è il fattore di stivaggio della merce avente peso specifico maggiore cioè più pesante, f2 è il fattore di stivaggio della merce più leggera.
p1 rappresenta le tonnellate di merce più pesante e p2 quella della merce più leggera.
Dovendo imbarcare altre partite di merci, si detrae dalla portata netta P il peso complessivo di tali partite e dalla capacità di carico il volume da essa occupato, quindi si ricorre alle due relazioni precedenti per calcolare i pesi delle due partite di merci rimanenti.
La conoscenza del Mc è anche richiesta per una razionale distribuzione nelle stive di un carico che, per il suo  basso fattore di stivaggio non satura la capacità di carico.
Infatti dai rapporti dei volumi di stiva e del medio cubaggio si ricavano i pesi parziali da imbarcare in ogni singola stiva:
Stiva no. 1 p1=V1/M ; p1=v1*(Peso merce pesante/V);p1’=V1*(Peso merce leggera/V)  
Stiva no. 2p2=V2/Mc ; p2=v2*(Peso merce pesante/V);p2’=V2*(Peso merce leggera/V)  
N.B. Il carico massimo che può entrare in una stiva è dato da:
Pstiva= Volume di stiva/Fattore di stivaggio





PIANO DI CARICO
         Il piano di carico è uno spaccato longitudinale della nave sul quale viene segnata la disposizione del carico. La sua compilazione agevola il compito di conciliare la stabilità, le sollecitazioni e la razionale distribuzione ai fini di una buona conservazione dello stesso e della rapidità delle operazioni di  caricazione e discarica. In generale si compilano due piani: quello PREVENTIVO e quello DEFINITIVO. Il piano di carico preventivo viene compilato dall’ufficiale addetto al carico, secondo le direttive del Comandante e d’accordo con gli i eventuali periti in base alla LISTA DEL CARICO in modo da soddisfare tutti i requisiti sia tecnici che pratici per un buon stivaggio. Il piano di carico preventivo andrà soggetto col progredire delle operazioni di imbarco a varie modifiche sia per le inaspettate vicissitudini contrarie che possono presentarsi durante il lavoro che per le varie esigenze di carattere economico che contribuiscono a non ostacolare la caricazione.
I piani definitivi vanno compilati a caricazione ultimata, sulla guida del piano di carico preventivo modificato. I piani definitivi sono suddivisi in generali e parziali.  Nel piano di carico generale sono rappresentati con differenti colori le varie merci destinate ai vari scali ed i volumi da esse occupate nelle varie stive. Nel piano di carico parziale sono rappresentate con differenti colori, le merci destinate ad un unico scalo. Del piano di carico definitivo si invia una copia agli agenti del porto di discarica, mentre un’altra copia deve rimanere a bordo .
La rapidità nelle operazioni di caricazione e discarica
Viene realizzata non solo attraverso una buona programmazione del piano di carico ma anche ricorrendo alle navi più idonee. La tipizzazione attuale delle navi ( petroliere , chimichiere , gasiere , roll on roll off ecc) consente non solo la rapidità nelle operazioni di caricazione e di discarica ma anche la buona conservazione del carico ed il trasporto in sicurezza come previsto  dalle norme internazionali e dai Codici emanati dall’I.M.O.

TRASPORTO DI CARICHI (Cap.VI SOLAS )

Questo capitolo non si applica al trasporto di carichi liquidi alla rinfusa e dei  gas liquefatti trasportati alla rinfusa .
Nella parte A si danno norme generali e si fa riferimento al :
CODE OF SAFE PRACTICE FOR CARGO STOWAGE AND SECURING
( Risoluzione IMO A.714(17))
CODE OF SAFE PRACTICE FOR SHIPS CARRYING TIMBER DECK CARGOES (Risoluzione IMO A:715(17)
GUIDANCE NOTE ON PRECAUTION TO BE TAKEN BY THE MASTER OF SHIPS BELOW 100 METRES IN LENGHT ENGAGED IN THE CARRIAGE OF LOGS
(MSC/Circ. 525).

GUIDANCE NOTE ON PRECAUTION TO BE TAKEN BY THE MASTER OF SHIPS ENGAGED IN THE CARRIAGE OF TIMBER CARGOES

(MSC/Circ. 548)
CODE OF SAFE PRACTICE FOR SOLID BULK CARGOES(B C CODE )Ris.A.434(XI)
FORM FOR CARGO INFORMATION  (MSC/Circ.663)
Per prendere le necessarie precauzioni per effettuare uno stivaggio appropriato ed un trasporto sicuro, il caricatore deve fornire al Comandante od al suo rappresentante APPROPRIATE INFORMAZIONI relative al carico per iscritto o mediante l’impiego di tecniche di trasmissione mediante elaborazione elettronica di dati (EDP) e interscambio elettronico (EDI) come ausilio alla documentazione su carta.
1)      Nel caso di carico generale  e di carico trasportato in unità di carico:

Una descrizione generale del carico

La massa lorda del carico o delle unità di carico

Le caratteristiche speciali del carico

2)      Nel caso di carico alla rinfusa

Fattore di stivaggio del carico

Procedure di livellamento

Probabilità di slittamento  ed angolo di naturale declivio

3)      Nel caso di concentrato o di carico che possa diventare fluido
Informazioni addizionali sotto forma di:
“Certificato relativo al contenuto di umidità del carico ed al suo limite di umidità per il trasporto”
4)      Nel caso di carico alla rinfusa non classificato con caratteristiche chimiche potenzialmente pericolose

In aggiunta alle informazioni precedenti:
“Informazioni relative alle sue caratteristiche chimiche”
5)      Nel caso di carichi alla rinfusa suscettibili di emettere un gas tossico o infiammabile o di provocare un impoverimento del contenuto di ossigeno
Bisogna avere a bordo:
·        Uno strumento per misurare la concentrazione dei gas  tossici (Le p.p.m. misurate devono essere inferiori al T.L.V. cioè al valore limite di tossicità dei prodotti) Toximeter od Auer Gas Tester
·        Uno strumento per misurare la concentrazione dei gas infiammabili (Esplosimetro , tankscope ).
·        Uno strumento per misurare il contenuto di ossigeno nell’aria.(L’atmosfera è asfittica se il contenuto di ossigeno è inferiore al 16%)
Gli equipaggi delle navi devono essere addestrati all’impiego dei suddetti strumenti.
Appropriate precauzioni devono essere prese quando si impiegano pesticidi sulle navi.
(Recomandation on the safe use of pesticides in ships)
Per quanto attiene allo stivaggio ed al fissaggio:
Deve impedire,per tutta la durata del viaggio, danni o pericoli alla nave ed alle persone a bordo e la perdita di carico fuoribordo .Nel caso di carichi pesanti o di carichi di dimensioni eccezionali , devono essere prese precauzioni, durante la caricazione e il trasporto , per evitare danni strutturali alla nave e per mantenere una adeguata stabilità durante il viaggio. Nelle navi ro-ro , bisogna prendere appropriate precauzioni ,durante la caricazione ed il trasporto di unità di carico specialmente per quanto riguarda le sistemazioni di fissaggio e rizze. I contenitori  non devono essere caricati oltre il massimo peso lordo indicato sulla targa di approvazione.
Le unità di carico ,  i veicoli ed i contenitori , devono essere caricate,stivate e fissate per tutto il viaggio in accordo con il Manuale di stivaggio del carico :Il fissaggio deve essere completato prima che la nave lasci la banchina.
Il Manuale di stivaggio del carico deve essere redatto secondo un modello almeno equivalente a quello della Guida (Cargo securing manual).
La parte B del capitolo VI della Solas fornisce:
PRESCRIZIONI SPECIALI PER CARICHI ALLA RINFUSA DIVERSI DA GRANAGLIE
Il com/te deve essere in possesso di informazioni complete circa la stabilità della nave e la distribuzione del carico per le condizioni  normali di caricazione. Si fa riferimento a
-Reccomendation on intact stability for Passenger  and cargo ships under 100 metres in lenght:
Ris.A.167(ES.IV) ed i relativi emendamenti Ris.A.206 (VII ).
-Reccomendation on a severe Wind and Rolling criterion (weather criterion ) for the intact stability of Passenger and  Cargo ships of 24 metres in lenght and over. Ris A. 562( 14 ).
I concentrati ed i carichi che possono diventare fluidi devono essere accettati solo quando il contenuto di umidità effettivo del carico è inferiore al suo limite di umidità per il trasporto, oppure, quando il loro contenuto di umidità è superiore, siano previste sistemazioni che garantiscano una stabilità adeguata nel caso di spostamento del carico. Se poi il carico,non classificato , possiede caratteristiche chimiche potenzialmente pericolose, dovranno prendersi precauzioni particolari per il trasporto sicuro.
La nave deve essere dotata di un libretto ( anche in lingua inglese ) che riporti:
1.       I dati di stabilità
2.       Le portate ed i volumi di zavorramento e di discarica della zavorra
3.       Il massimo carico ammissibile per stiva
4.       Istruzioni generali di caricazione e discarica con riferimento alla robustezza della struttura della nave, compresa qualsiasi limitazione durante le condizioni di esercizio più sfavorevoli durante la caricazione ,  la discarica, le operazioni di imbarco e sbarco della zavorra e durante il viaggio.
5.       Il massimo carico ammissibile per unità di area del fasciame del cielo delle cisterne.
6.       Qualsiasi restrizione particolare come limitazioni sulle condizioni di esercizio più sfavorevoli .
7.       Nel caso siano richiesti calcoli di robustezza,devono essere disponibili, le forze ed i momenti massimi ammissibili  (shear forces and bending moment ) durante la caricazione la discarica ed il viaggio.

Il com/te ed il rappresentante del terminale devono concordare un piano che deve :
·        Assicurare che non vengano superati, durante le operazioni di caricazione e discarica, le forze ed i momenti ammissibili sulla nave,
·        Riportare la sequenza , la quantità ed il rateo di caricazione e discarica,
·        La capacità di zavorramento e di discarica della zavorra della nave.
Il piano e qualsiasi successivo emendamento allo stesso devono essere depositati presso l’autorità dello Stato.
I carichi alla rinfusa devono essere caricati e ragionevolmente livellati, al fine di ridurre al minimo il rischio di slittamenti del carico e di garantire che venga mantenuta una stabilità adeguata per la durata del viaggio.
Nel caso di trasporto in interponti , le boccaporte  di tali interponti devono essere chiuse in quei casi in cui le istruzioni per la caricazione indichino un livello  inaccettabile di sollecitazioni della struttura del fondo qualora le boccaporte vengano lasciate aperte. Il carico deve essere ragionevolmente livellato e deve estendersi  da murata a murata oppure deve essere fermato da divisioni longitudinali addizionali aventi sufficiente robustezza.   Si deve considerare la capacità degli interponti a sostenere il   carico in modo sicuro al fine di garantire che la struttura del ponte non venga sovraccaricata.
Il com/te ed il rappresentante del terminale devono assicurarsi che le operazioni di caricazione e discarica vengano condotte in accordo con il piano concordato.
Se durante la caricazione o la discarica viene superato uno qualsiasi dei limiti consentiti o è probabile che vengano superati nel caso in cui la caricazione o discarica continui, il com/te ha il diritto di sospendere l’operazione e l’obbligo di notificare in conformità l’appropriata autorità dello stato del porto presso la quale è stato depositato il piano. Il com/te ed il rappresentante del terminale devono assicurarsi che venga intrapresa una azione correttiva. Quando viene scaricato il carico devono accertarsi che il metodo di discarica non danneggi la struttura della nave.
Il Com/te deve accertarsi che il personale della nave sorvegli con continuità le operazioni relative al carico. Deve essere  controllata  regolarmente  l’immersione della nave durante la caricazione e la discarica  per  confermare le cifre fornite relativamente  alle  tonnellate  movimentate. Ciascuna osservazione relativa all’immersione ed alle tonnellate movimentate deve essere registrata in un giornale del carico. Nel caso in cui vengano rilevate deviazioni  significative  rispetto  al  piano concordato, le operazioni relative al carico e/o alla zavorra devono essere modificate onde garantire che tali deviazioni vengano corrette.
Il CAP XII della SOLAS fornisce misure di sicurezza addizionali per le navi portarinfuse. 
La parte C  del Cap VI della Solas tratta del TRASPORTO DI GRANAGLIE     
Il termine granaglie comprende frumento, mais (granturco),avena segale,orzo,riso,legumi secchi,semi e prodotti da essi derivati,il cui comportamento sia simile a quello delle granaglie allo stato naturale Una nave da carico che trasporti granaglie deve soddisfare le prescrizioni dell’INTERNATIONAL GRAIN CODE  cioè INTERNATIONAL CODE FOR THE SAFE CARRIAGE  OF GRAIN IN BULK (Risoluzione IMO MSC.23(59)) e deve avere un documento di autorizzazione al trasporto . Devono essere rilasciate al Com/te le “Istruzioni al Com/te per il trasporto di granaglie alla rinfusa che oltre al piano delle capacità che fornisce capacità e coordinate baricentriche delle stive del carico e dei consumabili presenta anche le varie condizioni di carico con le estremità delle stive livellate (trimmed ends) e non livellate (untrimmed) ed i momenti sbandanti del grano per le stive con le estremità livellate e non livellate..Riporta  sia gli elementi geometrici delle carene dritte sia quelle delle carene inclinate trasversalmente.Il Com/te della nave è tenuto a verificare che la somma dei  momenti sbandanti effettivi dovuti allo spostamento delle granaglie sia nelle stive con le estremità livellate (trimmed ends) che  nelle stive con le estremità non livellate(untrimmed)  sia minore del massimo momento sbandante ammissibile ricavato dalle tabelle riportate nelle “istruzioni”in funzione del dislocamento e del centro di gravità corretto per gli specchi liquidi .Se il momento sbandante effettivo totale è minore di quello massimo ammissibile saranno soddisfatte le richieste della Reg.4 Cap VI Par b(i-ii-iii) e cioè: altezza metacentrica iniziale ≥ 30 cm massimo angolo di sbandamento ≤12°; stabilità dinamica residua da 0° a 40° o all’angolo di allagamento ≥=.075 m.*rad.






TRASPORTO DI MERCI PERICOLOSE     ( CAP VII SOLAS )
La parte A tratta del trasporto di merci pericolose in colli od alla rinfusa in forma solida e le divide in nove classi:
Classe 1: Esplosivi
Classe 2: Gas compressi,liquefatti o disciolti sotto pressione
Classe 3: Liquidi infiammabili
Classe 4.1 Solidi infiammabili
Classe 4.2 Sostanze suscettibili di combustione spontanea
Classe 4.3 Sostanze che a contatto con l’acqua ,sviluppano gas infiammabili
Classe 5.1 Sostanze ossidanti
Classe 5.2  Perossidi organici
Classe 6.1  Sostanze tossiche
Classe 6.2  Sostanze infettanti
Classe 7   Materiali radioattivi
Classe 8   Corrosivi
Classe 9   Sostanze ed articoli pericolosi diversi, cioè ogni altra sostanza per cui l’esperienza abbia dimostrato, o possa dimostrare , che presenti carattere pericoloso tale da rendere ad essa applicabili le prescrizioni della Solas
Per il sicuro imballaggio e stivaggio delle merci pericolose si fa riferimento all’
INTERNATIONAL MARITIME DANGEROUS GOODS CODE (IMDG Code )
Adottato con risoluzione A .716(17) ed All’Appendice B del CODE of Safe practice for solid bulk Cargoes adottato con risoluzione A.434(XI) del Maritime safety committee.
nei documenti relativi al trasporto deve essere usato il corretto nome tecnico ed una corretta descrizione e deve contenere una dichiarazione firmata attestante che il carico è correttamente imballato La Solas stabilisce le norme per l ‘imballaggio,le etichette, marche ,contrassegni La nave deve avere una “distinta” o un “manifesto” speciale che dichiari quali sono le merci imbarcate e la loro ubicazione a bordo.Una copia deve essere fornita all’autorità portuale.
Sono previste particolari norme per il trasporto di esplosivi nelle navi passeggeri.Nel caso di incidenti è obbligatorio per il rapporto riferirsi alla risoluzione A;468(16):GENERAL PRINCIPLES FOR SHIP REPORTING requirements,includine guidelines for reporting incidents involving dangerous goods, harmful substances and or marine pollutant.
Nella Parte B del CapVII  della Solas viene trattata la COSTRUZIONE E DOTAZIONI DELLE NAVI CHE TRASPORTANO PRODOTTI CHIMICI LIQUIDI PERICOLOSI ALLA RINFUSA e viene stabilito che bisogna far riferimento all’INTERNATIONAL BULK CHEMICAL CODE e la nave deve avere un certificato di idoneità al trasporto.
La parte C del Cap: VII tratta la COSTRUZIONE E DOTAZIONI DELLE NAVI CHE  TRASPORTANO GAS LIQUEFATTI ALLA RINFUSA e fa riferimento all’INTERNATIONAL GAS CARRIER CODE e la nave deve avere un certificato di idoneità al trasporto.













fonte web.

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