O conjunto de normas ISO 17357 estabelece diretrizes de segurança em nível mundial para defensas pneumáticas de borracha, dividindo-as em duas categorias principais com base nos níveis de pressão. A Parte 1 abrange sistemas de alta pressão, enquanto a Parte 2 trata dos de baixa pressão. No que diz respeito às defensas de alta pressão regidas pela ISO 17357-1:2014, estas são construídas especificamente para suportar forças de impacto intensas quando navios grandes, como petroleiros ou porta-contentores, atracam em portos. Elas exigem camadas internas especialmente resistentes e materiais de borracha especiais capazes de se estender pelo menos 400%. Por outro lado, as defensas de baixa pressão conforme a ISO 17357-2:2014 funcionam melhor em áreas portuárias mais calmas, onde as forças envolvidas são menores. Estas requerem atenção cuidadosa à flexibilidade da borracha dentro de certas faixas de dureza entre 50 e 60 IRHD e devem manter o ar no interior por muito mais tempo do que suas contrapartes de alta pressão. Todos os modelos, independentemente da classe de pressão, devem permanecer dentro de limites dimensionais bastante rigorosos: variação máxima de 2% nas medições de comprimento e largura, para garantir adequada compatibilidade com as instalações portuárias existentes e equipamentos de atracação.
Defensas pneumáticas de borracha conformes incorporam quatro proteções-chave de materiais:
Os fabricantes devem realizar testes de compressão a 10 kN durante 3.000 ciclos, simulando uma década de operações portuárias, com deformação permanente máxima limitada a 3%. Isso garante recuperação de forma de 97% dentro de 5 minutos após a deflexão, alinhando-se às expectativas internacionais de durabilidade.
Testar defensas envolve comprimi-las entre 60 a 70 por cento para verificar se conseguem resistir quando navios encostam nos cais. Para avaliar a eficiência de absorção de energia, analisamos os quilonewtons-metros durante ciclos repetidos de carga que simulam o que acontece quando grandes embarcações atracam nos píeres. Com que rapidez as defensas recuperam sua forma após serem comprimidas? Medimos sua capacidade de retornar à forma original dentro de dois minutos após os testes de compressão. Isso é muito importante em portos movimentados, onde navios chegam e partem durante todo o dia. Se as defensas não se recompuserem rapidamente o suficiente, as operações são atrasadas. No que diz respeito à resistência à perfuração, os fabricantes realizam testes de impacto com cone de aço em amostras. As unidades que passam nos padrões de certificação devem suportar impactos que gerem cerca de 500 joules de força sem se romperem completamente.
Verificar se os defensas são realmente estanques envolve pressurizá-los a 1,5 vezes o valor que normalmente suportam (chamado de classificação P80) e, em seguida, submergi-los em água por um dia inteiro para detectar qualquer vazamento. Para testes de desempenho a longo prazo, os fabricantes realizam esses testes de pressão mais de 10.000 vezes, expondo os defensas a condições extremamente severas, desde menos 30 graus Celsius até mais 60 graus. Isso simula basicamente o que acontece quando os defensas permanecem em serviço por muitos anos. De acordo com medições reais feitas em pátios de embarque ao redor do mundo, defensas pneumáticos de qualidade podem manter cerca de 95 por cento da sua pressão original mesmo após quinze anos na água. Isso é realmente impressionante em comparação com opções mais baratas, que tendem a perder cerca de 34 pontos percentuais a mais de pressão no mesmo período.
Os pára-choques são submetidos a testes de envelhecimento acelerado onde enfrentam cerca de 3.000 horas de condições combinadas de luz UV e névoa salina. Isso simula aproximadamente o que ocorre após cerca de dez anos perto da costa. De acordo com as normas estabelecidas pela ISO 188, após a realização desses testes, o material precisa manter pelo menos 85 por cento de sua resistência à tração original antes de qualquer dano ocorrer. Há também outras verificações. Por exemplo, os materiais precisam suportar níveis de ozônio em torno de 50 partes por cem milhões. Eles também são testados quanto à capacidade de resistir ao calor ao longo do tempo. Especificamente, amostras permanecem em um ambiente aquecido a aproximadamente 70 graus Celsius durante três dias inteiros seguidos. O objetivo aqui é simples: garantir que nada trinque ou se torne frágil quando exposto a períodos prolongados de altas temperaturas.
As classificações de pressão padrão são as que os defensas pneumáticos dependem para garantir interações seguras entre navios e cais. Quando falamos em classificações P50, estamos nos referindo à pressão interna quando o defensa está comprimido cerca de metade, o que abrange a maioria das operações normais. Em seguida, temos a classificação P80, que mede a pressão em torno de 80% de compressão, momento em que o defensa absorve a maior quantidade de energia durante o impacto. Veja um exemplo: se um defensa possui uma classificação de 1,5 bar para P50 e 3,0 bar para P80, ele precisa ser capaz de resistir a essas condições de 3,0 bar para atender aos padrões de segurança OCIMF e PIANC. Uma pesquisa do Marine Safety Review de 2023 destaca também um ponto importante: constatou-se que, quando os defensas não possuem capacidade P80 suficiente, o risco de colisões aumenta aproximadamente 17%. É por isso que escolher o tamanho correto é tão importante, para corresponder adequadamente às forças de energia reais envolvidas quando as embarcações atracam no berço.
Válvulas de segurança são acionadas quando a pressão ultrapassa os níveis P80, evitando que as estruturas fiquem excessivamente infladas e possivelmente falhem completamente. Atualmente, a maioria dos sistemas combina esses recursos de segurança com tecnologia de monitoramento em tempo real que mantém a pressão bastante estável em torno de mais ou menos 0,2 bar, mesmo quando há mudanças bruscas na carga. Analisando operações portuárias reais, instalações com esquemas de proteção dupla registraram uma redução de quase 40% nos problemas com defensas entre 2013 e 2023, segundo pesquisa do Ponemon. O cenário de certificação também ficou mais rigoroso. Órgãos normativos como o ABS agora exigem inspeções anuais em todos os sistemas de controle de pressão para garantir conformidade com as normas BSI PAS 2070 sobre vazamentos e vida útil do equipamento sob estresse.
O Oil Companies International Marine Forum, comumente conhecido como OCIMF, tem estabelecido padrões para sistemas pneumáticos de defensas de borracha em terminais marítimos ao redor do mundo. Suas recomendações delineiam requisitos específicos quanto à quantidade de energia que esses sistemas precisam absorver e até que ponto podem se deformar antes de falhar, tudo com o objetivo de reduzir danos causados por impactos de embarcações. Para qualquer pessoa que opere essas instalações, verificar se suas defensas atendem aos padrões de Atracação Segura de 2022 do OCIMF é um trabalho essencial. Esses padrões levam em consideração diversos fatores, incluindo o peso da embarcação que se aproxima, sua velocidade ao adernar, e até variações nos níveis de água devido às marés ao longo do dia.
As diretrizes da PIANC de 2002 estabelecem as regras para como os amortecedores pneumáticos são integrados às estruturas de atracação em todo o mundo. De acordo com essas normas, os engenheiros precisam analisar como as cargas se distribuem em pelo menos quinze configurações geométricas diferentes, de modo que nenhum ponto isolado nos pilares do cais receba pressão excessiva. Ao projetar esses sistemas, também entram em jogo fatores ambientais. Elementos como ondas batendo na estrutura e o deslocamento dos navios durante a aproximação são muito relevantes, especialmente em portos abertos, onde alcançar entre setenta e oitenta por cento de eficiência energética faz realmente diferença no desempenho e na segurança.
A norma BSI PAS 2070:2021 estabelece requisitos de desempenho com base no ciclo de vida completo dos para-choques marítimos. Para comprovar que seus produtos podem durar cerca de 20 anos, os fabricantes devem submetê-los a mais de 5.000 testes de compressão e verificar como pequenas rachaduras se propagam ao longo do tempo. Inspectores independentes analisam a origem dos materiais e se os lotes mantêm consistência durante toda a produção. Eles também estabelecem limites rigorosos, permitindo apenas uma diferença de 2% na densidade entre diferentes lotes de produção. Todas essas verificações de qualidade foram implementadas após a Revisão de Segurança Portuária de 2021, que constatou que quase um em cada sete acidentes de atracação ocorreu devido a materiais de para-choques de baixa qualidade. Assim, essas normas existem exatamente para prevenir esse tipo de problema nos portos e harbors em todo o mundo.
As grandes sociedades classificadoras existentes, como a ABS, a LR da Lloyd's Register, a BV da Bureau Veritas, a CCS na China e a SGS, garantem que os navios cumpram normas como a ISO 17357, as diretrizes da PIANC e a nova norma BSI PAS 2070:2021. Essas organizações verificam tudo, desde a resistência dos projetos sob estresse até os materiais utilizados, passando pela análise do processo de fabricação e testes de fatores de desempenho reais, como a quantidade de energia absorvida durante impactos ou a eficiência na retenção de pressão. Obter a certificação dessas entidades significa também aprovação nos seus testes de gestão da qualidade conforme a ISO 9001. A maioria dos portos ao redor do mundo exige esse tipo de chancela de terceiros antes que qualquer defensa possa entrar em operação. Isso ajuda a manter níveis de segurança praticamente iguais em todos os locais onde os navios atracam, o que faz sentido ao considerar a grande variedade de embarcações que passam pelos portos diariamente.
A fabricação moderna emprega um sistema de três níveis de garantia de qualidade:
Um estudo de segurança marítima de 2022 constatou que a rastreabilidade habilitada por blockchain reduziu as taxas de defeitos em 34% durante auditorias. As marcações padronizadas também agilizam inspeções em campo, com o PIANC relatando uma diminuição de 50% nas investigações de incidentes quando os dados de certificação são claramente exibidos nos para-choques.
As normas ISO 17357 fornecem diretrizes para para-choques pneumáticos de borracha, divididas em duas partes: Parte 1 para sistemas de alta pressão e Parte 2 para sistemas de baixa pressão.
Defensas de alta pressão são projetadas para forças de impacto intensas, como as provenientes de petroleiros ou navios porta-contêineres, e possuem camadas internas resistentes e borracha elástica. Defensas de baixa pressão são destinadas a áreas portuárias mais calmas e exigem flexibilidade dentro de faixas de dureza entre 50 e 60 IRHD.
A classificação P80 mede a pressão em torno de 80% de compressão, momento em que as defensas absorvem a maior quantidade de energia durante o impacto, garantindo segurança e reduzindo o risco de colisão.
Sociedades classificadoras como ABS, BV e CCS verificam a conformidade com normas, durabilidade do projeto, qualidade dos materiais e gerenciam testes para garantir que os produtos atendam aos padrões exigidos de segurança e desempenho.
A rastreabilidade, incluindo etiquetagem RFID e marcação de conformidade, ajuda a acompanhar os materiais desde os fornecedores até os produtos finais, garantindo padrões elevados de produção e redução nas taxas de defeitos.
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