STOCHASTIC MODELING OF INLAND NAVIGATION LOCKS: A MONTE CARLO FRAMEWORK FOR CONVOY LOCKAGE AND CAPACITY ASSESSMENT

Antonio Eduardo Assis  Amorim; Líria Baptista de Rezende; Suzana De Almeida Prado Pohl Sanzovo; Orlando Fontes Lima Júnior; Janaina Antonino Pinto; João Felipe Rampazzo Venzi

doi:10.66104/1s6ncp14

Autores

ANTONIO EDUARDO ASSIS AMORIM Fatec Jahu https://orcid.org/0000-0001-9567-2966
Líria Baptista de Rezende Faculdade de Tecnologia de Jahu/CPS https://orcid.org/0000-0001-5375-4429
Suzana De Almeida Prado Pohl Sanzovo Fatec Jahu/CPS
Orlando Fontes Lima Júnior Unicamp https://orcid.org/0000-0002-4283-8245
Janaina Antonino Pinto Unicamp https://orcid.org/0000-0002-7755-8358
João Felipe Rampazzo Venzi Fatec Jahu/CPS

DOI:

https://doi.org/10.66104/1s6ncp14

Palavras-chave:

transporte hidrovi´ario interior, simula¸c˜ao de Monte Carlo, modelagem estoc´astica, capacidade de eclusas, Hidrovia Tietˆe-Paran´a

Resumo

energy consumption, and effective lock capacity. This study develops a stochastic modeling framework for inland lock operations based on Monte Carlo simulation. The lockage process is decomposed into elementary operational stages, including maneuvering, mooring, gate operations, hydraulic processes, and convoy reconfiguration. The model is applied to the Bariri lock on the Tietê-Paraná Waterway, Brazil, where standard BP2x2 convoys must be temporarily dismembered into two BP1x2 units due to chamber width limitations. The simulation results show that total lockage time ranges approximately from 6 to 7 h depending on operational conditions, and that effective annual lock capacity may vary by about 15-17 % across the analyzed scenarios. The sensitivity analysis identifies mooring time as the dominant operational factor controlling lockage-time variability. In addition, differences between the most and least efficient scenarios correspond to approximately 120 L of fuel per lockage, which may represent annual savings of about L of fuel and nearly 960 t of CO₂ under typical operating conditions. The proposed framework demonstrates how operational variability propagates from local lockage procedures to system-level indicators such as reliability, energy consumption, emissions, and infrastructure throughput. The methodology is transferable to other inland waterway systems and supports evidence-based operational planning and capacity assessment.

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Biografia do Autor

ANTONIO EDUARDO ASSIS AMORIM, Fatec Jahu

Graduado em Física pela Universidade Federal de São Carlos - UFSCAR (1986), mestrado em Física pelo Instituto de Física Teórica - IFT (1990) e doutorado em Física pelo Instituto de Física Teórica/UNESP (1997). Atualmente é assessor ad hoc da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP e professor da Faculdade de Tecnologia de Jahu nível III do Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza - CEETEPS. Ingressou na Fatec-JAHU em 1995, foi coordenador do projeto Veículo submersível não tripulado - VSNT Jahu II em 1999 a 2002. Tem experiência na área de Engenharia Naval e Física, com ênfase em veículos robóticos e sistemas de três corpos, atuando principalmente nos seguintes temas: submersível, rov, auv, robô, veículo submersível, processamento de imagem, arquitetura de veículos e sistemas de controle. Foi diretor da Fatec-JAHU no período 2002 a 2010 e coordenador do curso de Construção Naval e Sistemas Navais - 2013 a 2014. Trabalha atualmente na área da robótica embarcada, processamento digital de imagens, eficiência energética de embarcações e modelagem matemática.
Líria Baptista de Rezende, Faculdade de Tecnologia de Jahu/CPS

Graduação em Tecnologia Fluvial pelo Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza (1993) e mestrado em Engenharia Naval e Oceânica pela Escola Politécnica - USP/SP (2003) na área de logística e transporte. Doutorado na faculdade de Engenharia Civil e Ambiental da Unesp de Bauru (2020) na área de estudo ambiental para implantação de terminais hidroviários. Pós Doutorado na UNICAMP em Engenharia de Transporte. Atuação na área acadêmica como professora nas instituições: UNINOVE; Mackenzie (pós e graduação); Universidade de Rondonópolis (pós); Universidade Católica de Santos (pós); Instituto Nacional de Pós Graduação. Atualmente professora pesquisadora do Centro Paula Souza - Coordenadoria de Sistemas Navais. Pesquisas Individuais realizadas: políticas colaborativas entre armadores; gargalos da hidrovia Tietê - Paraná; gestão ambiental para hidrovias; legislação ambiental voltada ao derramamento de óleo em ambiente aquático; certificação ambiental para marinas; estudo das filas nas eclusas da hidrovia Tietê; Procedimentos de segurança nas operações com carga perigosa, óleo combustível, em terminais aquaviários; Índice de Eficiência Energética no transporte aquaviário; Alternativas para viabilizar a navegação em período de estiagem; Porto ágil; Transporte de grãos a granel versus contêiner; Paradigma LARGES.
Suzana De Almeida Prado Pohl Sanzovo, Fatec Jahu/CPS

Possui graduação em Letras pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Jahu (1986) e mestrado em Letras pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (1999). Atualmente é professor pleno III da Faculdade de Tecnologia de Jahu. Tem experiência na área de Letras, com ênfase em Inglês Geral, Inglês Empresarial, Inglês Instrumental e Inglês Marítimo.
Orlando Fontes Lima Júnior, Unicamp

Orlando Fontes Lima Júnior é Professor Titular do Departamento de Geotecnia e Transportes da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC) da UNICAMP. Livre Docência (2004) UNICAMP, Doutorado (1995) e Mestrado (1988) em Engenharia de Transportes pela Universidade de São Paulo. Na Graduação (1982) em Engenharia Naval pela Universidade de São Paulo. Pós-Doutorado na Universidade Estadual de Campinas (2006) e na Bournemouth University (2007). Foi Professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (1990 a 1996), Prefeito da Cidade Universitária ''Zeferino Vaz'' da Unicamp (1998 a 2002) e Vice Reitor Executivo de Administração da UNICAMP (2014). Criador e coordenador o Laboratório de Aprendizagem em Logística e Transportes (LALT).www.lalt.fec.unicamp.br Na Associação Nacional de Pesquisa e Ensino e Transportes (ANPET) foi Diretor e Presidente.
Janaina Antonino Pinto, Unicamp

Atua como docente no curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e como docente permanente junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil - Área Transportes. É docente colaboradora no Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento, Tecnologias e Sociedade na Universidade Federal de Itajubá (Unifei). Já atuou como docente no curso de graduação em Engenharia da Mobilidade e Engenharia de Produção da Universidade Federal de Itajubá - Campus Itabira (2010 - 2022); docente no Programa Mestrado Profissional em Engenharia de Produção (2021 - 2022). Atuou como Diretora de Infraestrutura na Unifei - Campus Itabira (2013 a 2015) e como coordenadora do curso de graduação em Engenharia da Mobilidade (2011-2013). Doutora em Engenharia Sanitária e Ambiental pelo Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (SMARH) da Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG. Especialista em Administração Industrial pela Fundação Vanzolini (2008), mestre em Engenharia Civil com ênfase em Transportes/Logística pela Universidade Estadual de Campinas (2007) e graduada em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Campinas (2002). Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase Gestão da Cadeia de Suprimentos, Logística e Transporte e em Engenharia Ambiental com o foco em Sustentabilidade, Emissões Veiculares e Modelagem da Qualidade do Ar.
João Felipe Rampazzo Venzi, Fatec Jahu/CPS

Estudante de graduação do curso de Construção Naval

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