Portainer

Há guindastes nos portos desde a Idade Média. A contentorização intermodal moderna surgiu em meados da década de 1950, a partir de estratégias de transporte criadas na Segunda Guerra Mundial e na Guerra da Coreia. Os guindastes especializados evoluíram junto com ela.

O primeiro guindaste de contêineres foi construído em 1959 pela PACECO Corp. para a Matson Navigation, no Encinal Terminal, em Alameda, na Califórnia.

Os portêineres costumam ser classificados pelos seguintes critérios:

• Capacidade de carga: a carga de trabalho segura (SWL, do inglês safe working load) costuma ficar entre 40 e 100 toneladas. Alguns modelos chegam a 120 t.
• Alcance da lança: Panamax, pós-Panamax ou super pós-Panamax, conforme a largura dos navios que o equipamento atende (veja Tamanhos).
• Modo de movimentação: single (um contêiner), twin lift (dois contêineres de 20 pés lado a lado no sentido do comprimento), tandem lift (dois contêineres de 40 pés ou quatro de 20 pés) e double hoist (dois sistemas de içamento independentes).
• Vão entre as pernas: a quantidade de faixas de tráfego (para caminhões, AGVs ou straddle carriers) que passam por baixo do pórtico.

Há três configurações comuns de portêiner:

• Lança reta: tem uma viga fixa que se estende sobre o cais e a retroárea. A lança continua reta quando é erguida para a posição de repouso, o que libera a manobra dos navios.
• Lança articulada: tem a mesma viga fixa, mas a lança é articulada e dobra ao ser erguida, com a parte externa mais ou menos na horizontal. Assim o guindaste fica mais baixo com a lança recolhida, o que permite usá-lo perto de aeroportos, onde há limite de altura.
• Perfil baixo (low-profile): viga e lança formam uma só estrutura rígida. Ela desliza em direção à terra para ser recolhida e avança sobre o navio durante a operação. Essa configuração é bem mais pesada e cara que as outras duas e põe muito mais carga sobre o cais. Por isso só é usada quando a restrição de altura é muito severa.

O tipo de guindaste é escolhido no projeto do terminal, conforme o navio de projeto e as condições locais de operação e infraestrutura.

Os portêineres são classificados principalmente pela capacidade de içamento e pelo porte dos navios que conseguem atender.

Modelos menores

Os primeiros portêineres atendiam navios de porte modesto. Tinham estrutura em "pórtico em A" (A-frame) e impulsionaram o crescimento inicial da contentorização. A bitola dos trilhos costumava ficar entre 12 e 16 metros (35 a 50 pés), e o alcance e a altura de içamento eram limitados. Com o aumento dos navios e do número de guindastes por navio, os cais ficaram mais largos. A bitola passou a cerca de 30 m (100 pés), e o projeto de "pórtico em A modificado" virou padrão. Guindastes menores, em geral sem lança móvel, ainda são usados em portos fluviais para atender barcaças e embarcações parecidas.

Panamax

Um portêiner Panamax carrega e descarrega totalmente o maior navio capaz de passar pelas eclusas originais do Canal do Panamá. Esses navios levavam no convés até 13 fileiras de contêineres, com até cinco contêineres de altura em cada uma. A grande maioria desses guindastes tinha bitola de 100 pés (cerca de 30 m), mesmo em países que usam o sistema métrico. Com uma bitola comum, guindastes usados podiam ser revendidos de um porto para outro.

Pós-Panamax

Um portêiner pós-Panamax atende navios largos demais para as eclusas originais do Canal do Panamá. Os primeiros navios desse tipo foram construídos no início e em meados da década de 1980 pela American President Lines, junto com os guindastes para operá-los. Levavam no convés até 16 fileiras de contêineres, com até seis de altura, e no começo operavam só em rotas transpacíficas. Com o avanço da propulsão, os navios continuaram crescendo, mas sobretudo em comprimento e altura. Depois, a economia operacional e novos avanços na propulsão voltaram a alargar os navios, o que levou à geração seguinte de guindastes.

Super pós-Panamax

Os maiores portêineres modernos são chamados de super pós-Panamax. Um portêiner moderno que ergue dois contêineres de 20 pés (6,1 m) ao mesmo tempo, alinhados pelas pontas sob o spreader telescópico, costuma ter capacidade nominal de 65 toneladas. Alguns modelos novos têm capacidade de 120 toneladas e erguem até quatro contêineres de 20 pés ou dois de 40 pés (12,2 m). Já foram projetados guindastes capazes de erguer seis contêineres de 20 pés.

Um portêiner pós-Panamax pesa entre 800 e 900 toneladas. Os super pós-Panamax mais recentes podem chegar a 1 600 a 2 000 toneladas. Os maiores alcançam 26 fileiras de contêineres no convés, com até oito ou nove de altura.

O operador trabalha numa cabine presa ao carro (trolley), que corre sobre trilhos no topo ou nas laterais da lança e da viga. Ele leva o carro até o navio para pegar a carga, normalmente contêineres. Depois que o spreader trava no contêiner, a carga é içada, levada sobre o cais e colocada numa carreta, num veículo guiado automaticamente (AGV) ou no chão, de onde segue para o pátio. O guindaste também embarca contêineres que chegam do pátio.

A maioria das operações é de "ciclo simples", que move um contêiner do navio para o cais ou do cais para o navio. Em alguns casos há o "ciclo duplo", em que um mesmo ciclo move um contêiner em cada sentido.

Quando os contêineres são deixados direto no cais, o transporte até o pátio costuma ser feito por straddle carriers, que os levam rapidamente entre o cais e a área de armazenagem. Vagões plataforma raramente são carregados logo abaixo do guindaste, porque essa operação rende muito pouco.

Alguns portêineres têm um segundo carro montado nas vigas do pórtico. O carro do lado do navio leva os contêineres entre o navio e uma plataforma intermediária, e o carro do lado de terra leva da plataforma para o cais. Dependendo da logística do porto e dos navios, esses guindastes rendem mais que os de carro único e facilitam a automação do terminal.

O spreader fica suspenso por cabos de aço dispostos num padrão de passagem (reeving) que dá alguma estabilidade à carga. Alguns guindastes têm estabilização dinâmica da carga incorporada a esse sistema. Mesmo assim, controlar o balanço do contêiner enquanto ele se move na vertical e na horizontal entre o navio e o cais exige habilidade e experiência do operador, e ventos fortes tornam isso ainda mais difícil. As operações costumam parar com ventos acima de cerca de 22 m/s (aproximadamente 80 km/h). Com ventos ainda mais fortes, os guindastes são levados ao longo do cais e ancorados em pontos de fixação da estrutura.

Automatizar totalmente um portêiner é difícil por dois motivos: o balanço da carga e os pequenos movimentos constantes do navio, causados por vento, marés, correntes, deformação do casco e mudanças na distribuição da carga a bordo.

Um portêiner pode ser alimentado de duas formas: por um gerador elétrico movido a motor a diesel, instalado no alto do guindaste, ou por energia elétrica fornecida pelo cais. A mais comum é a energia do cais (shore power). A tensão de alimentação vai de 4 kV a 13,2 kV em corrente alternada, e a maioria dos guindastes novos usa valores no topo dessa faixa. Dentro do guindaste, a energia costuma ser convertida em corrente contínua e depois em corrente alternada de frequência e tensão variáveis, que alimenta os motores de içamento, do carro, de translação do pórtico e de elevação da lança.