Cap. V – Criteri di scelta dei sistemi di movimentazione portuale basati sulla convenienza economica

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Cap. V – Criteri di scelta dei sistemi di movimentazione

portuale basati sulla convenienza economica

Eseguire un buon progetto non significa esclusivamente rispondere alla domanda di traffico a cui il sistema è sottoposto, ma significa soprattutto farlo con le migliori tecniche al costo più basso possibile ma allo stesso tempo mantenendo pari prestazioni. Ecco perché tale scelta deve essere sostenuta da un’analisi costi/benefici che giustifichi l’investimento anche dal punto di vista economico.

V.1 Analisi dei sistemi di movimentazione tradizionali strada-ferro

L’analisi economica di un terminal portuale non può prescindere da un’analisi introduttiva sui sistemi intermodali, in particolar luogo di quelli terrestri, così come visto nel capitolo III. Le continue ricerche su nuove tecnologie che vadano a migliorare la produttività dei terminal intermodali va di pari passo con il comprendere se tali sviluppi possano abbassare anche i costi di movimentazione dei container o, viceversa, li vanno ad aumentare.

Ballis e Golias, nel saggio “Comparative evaluation of existing and innovative rail-road freight transport terminals”, analizzano le caratteristiche dei terminal strada-ferrovia, studiandone sia le caratteristiche geometriche che quelle organizzative, sviluppando un modello di simulazione delle operazioni e proponendo un modello di calcolo del costo del trasporto. Questo modello di costo prevede sostanzialmente l’analisi dei seguenti elementi:

- Infrastrutture (costo del suolo, costruzione dei binari ferroviari, dei segnali e degli scambi, delle gru transtainer, delle corsie stradali, gate, edifici, illuminazione, recinzioni, ecc..), nonché la gestione della movimentazione e le altre attrezzature al terminal. Il costo annuale per questi elementi è stato calcolato su un periodo di ammortamento di 30 anni per il suolo e i lavori di ingegneria civile, mentre per 20 anni per le installazioni al terminal e le attrezzature. Il tasso di interesse è stato assunto pari al 7% per l’intero periodo di ammortamento.

- Manutenzione ed energia

- Personale per le operazioni al terminal. Il fabbisogno di personale per ogni sistema è calcolato in base al volume di traffico nel terminal. È stato assunto che il personale gestisce anche le operazioni di aggancio e sgancio dei carri, ma non effettua le operazioni di prova freno e ispezione del treno.

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- Procedure di presa e consegna del treno (dalla linea principale al terminal) e di ispezione del treno (prova freno, test di carico, ecc…). I costi per queste procedure sono determinati in base alle procedure di movimentazione associate con la soluzione tecnologica simulata

- Il costo del tempo di servizio nel terminal. E’ calcolato tenendo conto del tempo di sosta medio del camion nel terminal moltiplicato per 37,5 €/h. Questo parametro si basa sui risultati di uno studio eseguito dalla Eidgenossische Technische Hochscule di Zurigo.

L’analisi è stata svolta quindi comparando le possibili soluzioni tecnologiche in termini di costi. A partire dai parametri elencati in precedenza, sono state elaborate delle curve costo/volume. Ogni curva è associata ad una soluzione tecnologica e a una specifica tecnica di sincronizzazione tra treno e camion (gli arrivi dei camion sono coordinati all’arrivo dei treni o alla disponibilità di TEUs). Sono usati tre tipi di gru a portale aventi differenti potenzialità (22, 24 e 28 TEUs/h) e costi di esercizio. Tutti i terminal sono progettati con capacità dinamiche. Queste curve identificano anche il range entro cui ogni tipo di tecnologia adottata sembra essere compatibile in termini di costi.

Le curve di costo/volume mostrano un volume di traffico che varia tra 150 e 1200 TEUs/giorno.

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Ogni curva termina quando la capacità dinamica del terminale è esaurita a causa dell’inadeguatezza dovuta o all’attrezzatura in dotazione (e questi casi possono essere facilmente identificati dalla loro forma a “U”) o per le limitazioni dovuti alla capacità dei binari.

Curva costi per TEU/Volume

La conseguenza logica che si deduce da questo grafico è che per superare una limitazione data dall’inadeguatezza delle attrezzature del terminale è necessario o aumentarne il numero o utilizzare dispositivi aggiuntivi. Ma la dotazione di equipaggiamenti supplementari crea conflitti operativi e ulteriori costi di manutenzione e manodopera, per cui si vedrà che la soluzione necessaria al fine di superare tali limitazioni è la creazione di un terminal di tipo automatizzato (ACT).

D’altra parte, anche le limitazioni date dalla limitata capacità dei binari non possono essere facilmente superate se non si aggiungono al terminal un certo numero di binari di appoggio per l’attesa e la sosta dei convogli. E anche in quest’ottica si vedrà che i terminal ACT possono invece sostenere la domanda ferroviaria in modo più efficiente perché i container hanno la possibilità di essere caricati da AGV direttamente su carri mediante gru transtainer.

Una panoramica delle curve esposte nel grafico precedente dimostra come dei costi abbastanza elevati siano legati a volumi ridotti. Questi costi diminuiscono con l’aumento dei volumi, ma una tendenza asintotica si osserva intorno ai 30 €/TEU. Si tratta di un valore circa il doppio del prezzo accettato dal mercato, ma ciò si spiega con il fatto che il modello tiene conto del costo di investimento che rappresenta circa il 50% del costo totale del terminale.

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V.2 Analisi dei sistemi portuali

La ricerca appena descritta ha messo in evidenza come dopo una certa soglia di traffico sia impossibile sia dal punto di vista tecnico che economico ricorrere a sistemi di movimentazione tradizionali. Anche per i terminali portuali si pone lo stesso problema, per cui si è reso necessario uno studio economico dei moderni sistemi automatici ACT.

In particolare, nel già citato saggio “Advanced material handling automated guided vehicles in agile ports”, Liu, Jula e Ioannou paragonano un sistema di movimentazione tradizionale con i 4 sistemi di ACT descritti nel capitolo IV (AGV-ACT, LMCS-ACT, AR/RS-ACT, GRAIL-ACT), a parità di volume movimentato e di attrezzature portuali utilizzate.

Gli indici di valutazione dell’efficienza degli ACT sono la produttività, espressa in moves/h/gru, la produttività per acro, il turn-around time delle navi e dei camion, il tasso di inattività delle attrezzature portuali.

Produttività Numero di moves/h per gru

Produttività per acro Produttività per acro (1 acro = 4046,85642 m2)

Produttività annuale per acro Numero di TEUs movimentati/acre/anno

Turnaround time di una nave Tempo di carico/scarico della nave in h

Turnaround time di un camion Tempo medio necessario al camion per entrare al gate, essere servito ed uscire nuovamente al netto del tempo di sosta effettivo al gate

Percentuale di occupazione del gate

Percentuale di tempo in cui il gate è occupato da container che sono sia in uscita che in ingresso

Tempo di stoccaggio dei container Tempo medio che un container perde nel container

terminal prima di essere portato fuori dal terminal

Tasso di inattività delle attrezzature

Percentuale di tempo di inattività delle attrezzature

Il costo di un terminal dipende da molti parametri che includono ad esempio il costo del suolo, il costo delle attrezzature e le infrastrutture. Il costo delle attrezzature, come ad esempio gru e veicoli, può essere molto alto. Pertanto le attrezzature devono essere in numero minimo possibile tali da soddisfare la domanda prevista. Dato che la domanda può essere variabile, una buona misura di come viene effettivamente utilizzata l’attrezzatura è data dal tasso di inattività delle attrezzature misurata in termini di percentuale di tempo. Un basso indice di inattività mostra un efficiente utilizzo delle attrezzature, viceversa ne dimostra un sottoutilizzo. Il sottoutilizzo può suggerire cambiamenti all’interno del terminal, come ad esempio il numero di macchine utilizzate, e/o il miglioramento

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dell’organizzazione delle operazioni portuali, in modo da ridurre i costi e migliorare la produttività.

V.2.1 Modello di costo

Il parametro utilizzato per valutare le operazioni in un terminal container prende il nome di “Average Cost per Container (ACC – Costo medio per container)”. L’ACC è un parametro utilizzato dalle principali autorità portuali per misurare il costo di movimentazione di un container attraverso tutta la catena operativa. Anche se l’ACC non fornisce veri e propri costi, ricavi o profitti del terminal, tuttavia dà una base per la valutazione delle operazioni del terminal container.

I costi associati alla movimentazione dei container e alle operazioni di stoccaggio all’interno di un terminal possono essere classificati in 3 categorie:

- Costo delle attività: costo delle locazioni in cui le operazioni sono svolte come ad esempio edifici e strutture quali ad esempio gate o dogane.

- Costo del suolo: il capitale di investimento per le differenti aree, quali ad esempio l’area di banchina o di stoccaggio.

- Costo delle attrezzature: costo delle attrezzature come gru di banchina, gru di piazzale, AGV.

- Costo della manodopera

L’ACC è uguale alla somma dei costi totali per le attività, il suolo, le attrezzature e il lavoro diviso per il numero totale annuale dei container che sono movimentati attraverso il terminal.

Il costo totale annuale per le attività e le attrezzature può essere diviso in costi fissi e costi variabili. I costi fissi non variano a seconda del numero di operazioni. Al contrario, il capitale investito per acquistare le attrezzature non è influenzato dalle ore di lavoro. Il livello delle attività influenza i costi variabili, come ad esempio il consumo di energia, come ad esempio benzina ed elettricità.

Costo delle attività

Nel modello di costo, le attività che concorrono a tale ammontare sono quelle situate nei gate, alle dogane, in banchina, nell’area di stoccaggio, nelle aree adibite alla manutenzione e nella cabina di controllo centrale.

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Il costo variabile per le attività è dovuto maggiormente al costo per il consumo di elettricità. Il costo dell’elettricità è calcolato moltiplicando le ore di lavoro per il consumo elettrico orario per il costo dell’elettricità (il costo dell’elettricità è stato assunto pari a $ 0,141 per KWH).

Il periodo dell’investimento del capitale è assunto pari a 25 anni, eccetto per l’area di controllo centrale la cui vita può essere assunta pari a 10 anni. Gli altri costi fissi sono assunti pari al 3% per le riparazioni, l’1% per l’assicurazione e il 10% per gli interessi annui. Il costo fisso annuo per le locazioni è calcolato sommando il costo annuale di ammortamento, assicurazione, manutenzione e interesse, ossia: Costo Fisso Locazioni = Costo di investimento/periodo di investimento + Costo di investimento*(tasso riparazioni+assicurazioni+interessi)

Costo del suolo

Il costo del suolo è calcolato per le diverse aree del terminal container: aree di banchina, di stoccaggio, ferroviaria e gate. Questa somma tiene conto solo dei costi di investimento ed è calcolata moltiplicando l’area di ogni parte del terminal per il costo del suolo per acro (500000 $/acro, eccezion fatta per l’area di banchina che è valutata 2500000 $/acro a causa della vicinanza all’acqua). Il tasso di inflazione è assunto pari al 5% annuo, e quello di interesse IR pari al 10% annuo. Pertanto il costo annuale del suolo si può calcolare come segue:

Dove A è il costo annuale del suolo, P è l’investimento iniziale del suolo, R è il tasso di inflazione e n è il periodo di investimento del capitale, pari come già detto a 25 anni. Il costo totale annuale del suolo si può quindi calcolare come: Costo totale annuale = P*IR + A, con IR tasso di interesse annuale medio.

Costo delle attrezzature

Il costo delle attrezzature dipende dal tipo di sistema ACT considerato. In generale, include il numero di veicoli, di gru di banchina, gru di piazzale e sistema di gestione dell’area portuale (compresi sistemi di hardware e software).

Il costo associato al consumo di energia per ogni attrezzatura è considerato come un costo variabile. Le ore di lavoro annuali di un’attrezzatura moltiplicate per il prezzo orario dell’energia danno il prezzo dell’energia annuale per attrezzatura. L’attrezzatura nell’area

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di stoccaggio non può essere utilizzata per tutto il tempo, per cui il fattore di utilizzo mostra la percentuale di tempo in cui una specifica attrezzatura è stata azionata. Moltiplicando invece il numero di attrezzature in dotazione per il loro fattore di utilizzo per il prezzo dell’energia annua necessaria a ogni attrezzatura si ottiene il costo variabile. Pertanto:

Costi variabili attrezzatura = ore di lavoro * prezzo dell’energia per ora * numero di attrezzature * fattore di utilizzo

Il modo con cui si calcolano i costi fissi delle attrezzature è lo stesso delle locazioni. Il periodo di riferimento del capitale di investimento è assunto pari a 15 anni. Gli altri costi fissi sono il 10% per le riparazioni, l’1% per l’assicurazione e il 10% per gli interessi per attrezzatura all’anno. Il costo fisso annuo per le locazioni è calcolato sommando il costo annuale di ammortamento, assicurazione, manutenzione e interesse, ossia:

Costo fisso attrezzatura = costo di investimento/periodo di investimento + costo di investimento*(tasso riparazioni+assicurazioni+interessi)

Costo della manodopera

Si assume che tutti i lavoratori siano pagati per tutte le ore in cui sono effettivamente presenti al terminal, per un totale di 40 h/settimana. Sono previsti tre turni di lavoro al giorno al gate e all’area di stoccaggio. Il gate è assunto aperto 24 ore al giorno per 365 giorni l’anno.

Il costo totale del lavoro è calcolato come la somma di tutti i salari delle persone che operano al terminal.

V.3 Comparazione tra un terminal tradizionale e i moderni sistemi ACT

V.3.1 Sistema tradizionale

Il modello di costo viene utilizzato in prima istanza per calcolare il parametro dell’Average Cost Container nelle operazioni nei terminal dove i veicoli e le attrezzature vengono utilizzate manualmente. Tale analisi rappresenta il punto di partenza per poter successivamente paragonare gli altri terminal con caratteristiche simili. Il modello di terminal tradizionale che viene preso in esame ha le caratteristiche tecniche delle attrezzature e la stessa produttività del Port of Virginia e un layout simile ai sistemi AGV-ACT analizzati.

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I risultati dell’analisi sono evidenziati nella tabella seguente: Volume annuale movimentato 1635200 TEUs Costi variabili annuali $25371000

Costi fissi annuali $2257000

Costi del suolo annuali $7930000 Costi della manodopera annuali $61602000

Costi totali annuali $117475000

ACC

$143,7

L’ACC di questo terminal portuale, che movimenta 1635200 TEUs, ha 5 gru di banchina che lavorano in parallelo, lavora 16 ore al giorno su 2 turni per 365 giorni l’anno è di $ 143,7.

V.3.2 Sistema AGV-ACT

Il sistema AGV-ACT studiato ha le caratteristiche tecniche descritte nella tabella seguente: Dimensione del terminal 70,29 acri = 284453,7894 mq

Capacità di stoccaggio 22464 TEUs

Numero di banchine 1

Produttività delle gru di banchina 42 moves/h (carico e scarico combinati) Numero di gru di banchina 5

Tempo di servizio al gate 3 min in ingresso, 2 min in uscita Numero di corsie al gate 9 in ingresso, 6 in uscita

Produttività delle gru ai buffer Velocità della gru 2,2 m/s, 15 sec per allinearsi al container e 65 sec per scaricare/caricare un AGV Numero di gru al gate buffer 6

Numero di gru al train buffer 2

Produttività delle gru di piazzale Velocità della gru 2,2 m/s, 15 sec per allinearsi al container e 45 sec per scaricare/caricare un AGV Numero di gru in area di stoccaggio 36

Velocità degli AGV 4,5 m/s per AGV scarichi, 2,2 per AGV carichi

Numero di AGV 85

Per quanto riguarda i parametri di prestazione del terminal ACT progettato, si ha:

Turnaround time nave 16,81 h

Produttività 40,45 container/gru di banchina/h Produttività per acre 0,576 container/gru banchina/acro/h Produttività annuale per acre 35310 TEUs/acro/anno

Tasso di utilizzo del gate 66,03% Turnaround time camion 126,75 sec

Produttività (gru ferroviarie) 29,42 container/h/gru Produttività (gru al buffer stradale) 33,7 container/h/gru Tasso inattività degli AGV su 24 h 36,3 %

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Tasso inattività delle gru al buffer strada su 24 h

12,7 % Tasso inattività delle gru ferroviarie su 24 h 23,0 % Tasso inattività delle gru di banchina su 24

h

31,7 % Tempo di stoccaggio di un container 19,1 h

In base a questi parametri e sul modello di costo descritto nel paragrafo precedente, sono stati elaborati i costi relativi al terminal in funzione, oltre che di questi parametri, del numero di persone necessarie al funzionamento del terminal e relativi stipendi, costi di attrezzature, suolo, ecc. I dati sono evidenziati in tabella:

Volume annuale movimentato 2482000 TEUs Costi variabili annuali $28408000

ACC

$77,0

V.3.3 Sistema LMCS-ACT

Il sistema LMCS-ACT studiato ha le caratteristiche tecniche descritte nella tabella seguente:

Dimensione del terminal 70,29 acri = 284453,7894 mq Capacità di stoccaggio 22464 TEUs

Numero di gru al train buffer 2

Produttività delle gru di piazzale Velocità della gru 2,2 m/s, 15 sec per allinearsi al container e 45 sec per scaricare/caricare un AGV Numero di gru in area di stoccaggio 36

Velocità degli AGV 4,5 m/s per AGV scarichi, 2,2 per AGV carichi

Numero di AGV 82

Produttività 40,40 container/gru di banchina/h Produttività per acre 0,575 container/gru banchina/acro/h

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Produttività annuale per acre 35310 TEUs/acro/anno Tasso di utilizzo del gate 66,03%

Turnaround time camion 126,8 sec

Tasso inattività delle gru di piazzale su 24 h 70,2 % Tasso inattività delle gru al buffer strada su

24 h

h

Analogamente al caso precedente, si ha:

ACC

$147,1

V.3.4 Sistema GR-ACT

Il sistema GR-ACT studiato ha le caratteristiche tecniche descritte nella tabella seguente: Dimensione del terminal 70,29 acri = 284453,7894 mq

Capacità di stoccaggio 22464 TEUs

Numero di gru al train buffer 2 Tempo medio di servizio per caricare e scaricare un AGV al GR buffer

30 sec

Numero di shuttle in ogni unità GR 15 Velocità degli AGV 2,2 m/s

Numero di AGV 72

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Tasso di utilizzo del gate 65,7% Turnaround time camion 120 sec

h

Analogamente ai casi precedenti, si ha:

ACC

$89,74

V.3.5 Sistema AS/RS-ACT

Il sistema AS/RS-ACT studiato ha le caratteristiche tecniche descritte nella tabella seguente:

Dimensione del terminal 54,45 acri = 220351,527 mq Capacità di stoccaggio 23328 TEUs

Numero di gru al train buffer 2 Tempo medio di servizio per caricare e scaricare un AGV all’AS/RS buffer

45 sec

Numero di moduli AS/RS 15 Tempo medio di servizio per le SRM

110 sec (movimento doppio), 80 sec (mov. singolo) Velocità degli AGV 2,2 m/s

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Tasso di utilizzo del gate 66,4% Turnaround time camion 110,75 sec

h

Analogamente ai casi precedenti, si ha:

ACC

$101,96

V.3.6 Confronto tra i sistemi analizzati e conclusioni

Si riporta nella tabella il confronto tra i sistemi ACT progettati, evidenziando come le caratteristiche prestazionali siano simili ma ci siano marcate differenze a livello economico:

AGV-ACT LMCS-ACT

GR-ACT AS/AS-ACT Turnaround time nave (h) 16,81 16,83 16,47 16,24 Produttività (container/gru/h) 40,45 40,40 41,68 41,7 Produttività per acre

(container/gru/acro/h)

0,579 0,575 0,652 0,767 Produttività annuale per acre

(TEUs/acro/anno)

35310 35310 39173 45583 Tasso di utilizzo del gate 65,7% 66,03% 65,7% 66,4% Turnaround time camion (sec) 127 127 120 110,75 Produttività (gru ferroviarie)

(moves/h/gru)

29,4 29,4 28,6 30,6

Produttività (gru buffer stradale) (moves/h/gru)

33,7 33,7 35,7 38,32

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12,7% 12,7% 10,8% 6,8%

Tasso inattività delle gru ferroviarie su 24 h

23,0% 23,0% 31,9% 27,86%

Tasso inattività delle gru di banchina su 24 h

31,7% 31,8% 31,8% 32,33%

Tempo di stoccaggio di un container (ore)

19,1 19,1 19 18,9

Average cost container

(USD $)

77,0

147,4

89,7

101,96

Dato che il numero di attrezzature e il numero di veicoli in ogni sistema ACT sono scelti in modo tale che tutti gli stessi sistemi possano soddisfare la stessa domanda, non è sorprendente che l’unico parametro che cambi sia la produttività per acro. La produttività per acro maggiore si ottiene per un sistema di stoccaggio AS/RS che richiede una minor superficie a parità di stoccaggio. Tutti i sistemi ACT operano vicini alla massima produttività delle gru di banchina che è assunta pari a 42 moves/h/gru per carico/scarico. Tale produttività è più alta della media di 28 moves/h/gru misurata per gli attuali terminal convenzionali.

La differenza principale tra i vari sistemi è data appunto dall’ACC (average cost container). Il sistema LMCS-ACT risulta essere il più caro a causa dell’alto costo dell’infrastruttura associato all’LMCS. Il secondo sistema più caro risulta essere l’AS/RS-ACT, a causa del costo dell’infrastruttura AS/RS. Il sistema AGV-ACT è invece quello più economico ($77), e nettamente inferiore anche a quello di un terminal tradizionale ($143,7), che rispetta le indicazioni date in letteratura per questo tipo di terminal ($130-$200).

La progettazione per l’ACT di La Spezia pertanto seguirà tali indicazioni di carattere economico, dato che i volumi di traffico sono dello stesso ordine di grandezza rispetto agli ACT di riferimento.

V.4 Analisi e sintesi delle ricerche disponibili

Nei saggi esposti nei paragrafi precedenti è immediato notare che i parametri utilizzati sono i più disparati e frutto di considerazioni diverse. In particolare nel saggio esposto nel paragrafo V.1, "Comparative evaluation of existing and innovative rail-road freight transport terminals" - Ballis, Golias, si parla di Cost ITU/transhipped (costo per TEU trasbordato), mentre in quello esposto nel paragrafo V.2, "Advanced Material Handling

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Automated Guided Vehicles in Agile Ports" - Ioannou et al., Dougherty, l’Average Cost Container (costo medio per container) è il parametro di riferimento.

Per poter dare una valutazione uniforme e volta a fare un’analisi economica del terminal in esame, si è cercata a livello empirico una relazione tra questi due parametri. Sono stati analizzate le voci di input delle analisi di costo dei due parametri, evidenziando come esse, pur essendo realizzate per contesti diversi (il cost ITU/transh. è in Euro e calcolato per terminali strada-rotaia in un contesto europeo, l’ACC è in USD e calcolato per terminal marittimi in un contesto americano), possano essere correlate tra loro. La grossa voce di costo che differenzia le due analisi sta nella voce AGV, che nei terminali tradizionali strada-rotaia non compare, e il fatto che l’ACC tiene conto di due trasbordi, ossia quello da nave ad area di stoccaggio e quello da stoccaggio a treno/camion o viceversa. Scorporando la voce AGV e dividendo per due il dato trovato, che andrà convertito da USD a Euro, si può trovare comunque una relazione plausibile, purchè si tengano presenti le approssimazioni date dalle diverse “condizioni al contorno” delle due ricerche.

In sintesi, per le voci di costo, si hanno: "Comparative evaluation of existing and innovative rail-road freight transport terminals" (Ballis, Golias), 2001

"Advanced Material Handling Automated Guided Vehicles in Agile Ports" (Ioannou et al., Dougherty), 2000

Costo infrastrutture Costo attrezzature Costo del suolo Costo manutenzione

Costo energia

Costo tempi di attesa dei veicoli

Costo attività

Costo del personale Costo del lavoro

- Costo degli AGV

Per il primo saggio i dati sono cumulativi, legati esclusivamente al tipo di attrezzatura in dotazione e al volume di container trasbordati giornalmente, per cui non è possibile scorporare tutte le voci di costo; per il secondo invece sono riportati i dati voce per voce, per cui è possibile separare la voce di costo degli AGV dalle altre. Pertanto, per il layout portuale da 2482000 TEUs/anno trasbordati indicato nella ricerca, si ha:

Voci di costo

Costo attrezzature (esclusi AGV) 35798814 $/anno

Costo attività 19804500 $/anno

Costo del lavoro 20113620 $/anno

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Costo del suolo 7930390 $/anno

Costi totali 95498817 $/anno

71624113 €/anno Costi totali senza AGV 83647324 $/anno 62735493 €/anno

Una volta ricavato il valore equivalente in Euro dei costi totali (al netto degli AGV), si procede al confronto con il primo saggio dividendo tale valore per il volume di container trasbordato per il sistema in esame; pertanto: 62735493 €/2482000 TEUs = 25 €/TEU. Tale valore è assolutamente compatibile con l’analisi effettuata sui terminal strada-rotaia, la quale prevede che i mezzi di movimentazione tradizionale non possano trasbordare container con un costo inferiore ai 30 €/TEU, mentre quelli avanzati scendono al di sotto fino ai 20 €/TEU (vedi grafici par. V.1). Possiamo concludere quindi che, nonostante le approssimazioni del caso, l’analisi è attendibile e vedremo sarà applicata, in mancanza di dati più significativi a disposizione, per lo studio economico del nuovo ACT di Molo Fornelli.

V.5 Criteri di scelta del tipo di gru transtainer

Come abbiamo già visto nei capitoli III e IV, esistono due famiglie di gru a portale: quelle RTG (rail tyred gantry cranes), ovvero le gru a portale su ruote gommate e le RMG (rail mounted gantry cranes), ovvero le gru a portale su rotaie.

Secondo Dan Johnson, nel saggio “Alternative RMG applications in container ports”, la scelta delle gru RMG a layout ibrido è preferibile rispetto a quella delle ASC per motivi sia economici che di produttività. Le gru RMG a layout ibrido sono gru molto simili alle ASC perchè non hanno sbraccio esterno ma, a differenza di quest’ultime, è possibile che un veicolo, stradale o ferroviario, passi al di sotto della gru stessa a portale per tutta la sua lunghezza (“passing cranes”) e si posizioni all’altezza della fila desiderata per lo stoccaggio.

A livello di produttività e costi RTG, RMG e ASC hanno le seguenti caratteristiche:

RMG ASC RTG

Produttività (moves/h)

33,1 31,1 31,7

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È quindi preferibile la soluzione con RMG, sia perché garantisce una maggiore produttività e sia perché rappresenta la scelta più economica. Inoltre la sua possibilità di essere automatizzata mantenendo le stesse caratteristiche tecniche fa si che possa essere utilizzata in modo più “elastico” rispetto ad una ASC, considerando anche il fatto che a differenza di quest’ultima ben si addice per la composizione di carri ferroviari.

Una conferma delle buone caratteristiche delle gru ARMG (o come vengono anche definite, ART), proviene anche da un altro articolo scritto da Y.-C. Yang e C.-L. Lin intitolato “Performance analysis of cargo-handling equipment from a green container terminal perspective”. In questo breve saggio si illustrano le caratteristiche dei mezzi in dotazione al terminal di Kaohsiung alla luce delle loro performance in termini di produttività, consumo di energia ed emissioni inquinanti.

Le attrezzature in dotazione al porto sono: ART (automatic rail transtainer, o come già detto ARMG), RT (rail transtainer, o RMG), TT (tyre transtainer, o RTG) e ETT (electric tyre transtainer). Il tempo di utilizzo delle diverse attrezzature è calcolato nei seguenti modi:

CM = HS + TS + PS e WE = (60 60)/CM

dove CM è il tempo necessario per movimento (sec/move), WE è la produttività (moves/h), HS è il tempo per movimento del sistema di sollevamento, (sec/move), TS è il tempo per movimento del carrello (sec/move), e PS è il tempo per movimento necessario per il sistema di carico e scarico (sec/move).

Per quanto riguarda il consumo di energia, esso è calcolato come il prodotto del tempo di lavoro dell’apparecchiatura moltiplicato per il suo consumo orario di energia. Il consumo medio di energia di ogni tipologia di attrezzatura è trovato dividendo il suo consumo di energia per il numero di attrezzature.

CE = (WT/WE) (WE EC), AE = CE/EQ, TE = AE AC,

dove CE è il costo dell’energia in KWH/l, WT è il numero di moves, WE sono i moves/h, EC è il costo dell’energia per move, AE è il costo del consumo medio di energia per ogni attrezzatura, EQ è il numero di attrezzature, TE è il costo totale dell’energia in TWD (dollaro di Taiwan) e AC è il costo del consumo medio di energia in TWD. Le emissioni di

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CO2 per ogni attrezzatura è ottenuta dal consumo medio di energia per ogni attrezzatura

moltiplicato per un coefficiente di emissione: CO2 = AE CC

dove CO2 è il volume emesso per ogni attrezzatura, AE è il costo medio di energia per ogni

attrezzatura e CC è il coefficiente di emissione. Si riportano in tabella i dati di questa ricerca:

Tipo di attrezzatura ART (ARMG)

RT (RMG) ETT (ERTG)

TT (RTG)

Capacità di lavoro (moves) 257990 1460555 918920 280929

Produttività (moves/h) 29 21 21 21

Ore di lavoro (h) 8896 69550 43758 13377

Consumo energia per move (KWh/l)

4,2 3,34 3,02 2,41

Consumo energia per ora (KWh/l)

121,8 70,14 63,42 50,61

Consumo energia totale (KWh/l)

1083558 4878253 2775138 677038

Numero di attrezzature 6 24 16 5

Consumo medio di energia per unità (KWh/l)

180593 203260 173446 135407

Costo medio per KWh (TWD)

2,38 2,38 2,38 26,36

Costi totali (TWD) 429811 483760 412801 3569349

Costi totali (USD)

14520

16342

13945

120581

Coefficiente emissione CO2 (kg) 0,637 0,637 0,637 2,7

Coefficiente

emissione

CO

2

per unità (kg)

115037

129476

110485

365601

Dalla ricerca emerge come sia in termini di costi totali che in termini di emissioni di CO2

siano preferibili in ordine: ETT, ART, RT e TT. Le ART, anche se leggermente più inquinanti e più costose delle ETT, risultano essere comunque una buona scelta perché garantiscono una produttività di gran lunga superiore a quella delle ETT (29 moves/h contro 21 moves/h).

Si può dire pertanto che da entrambe le ricerche emerge che l’utilizzo di ARMG (o ART) è la soluzione ottimale per garantire una maggior efficienza in un terminal container automatizzato, e che questa è la soluzione migliore anche dal punto di vista economico e ambientale.