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Cisterna, navio projetado para transportar carga líquida a granel dentro de seus espaços de carga, sem o uso de barris ou outros contêineres. A maioria dos petroleiros transporta petróleo bruto dos campos petrolíferos para refinarias ou produtos petrolíferos como gasolina, diesel, óleo combustível ou matéria-prima petroquímica das refinarias para os centros de distribuição. Alguns petroleiros com porões especiais para alimentos, bombas e outros equipamentos de manuseio podem transportar melaço, óleo comestível e até vinho a granel. Navios especializados no transporte de gás natural liquefeito e sucos de frutas são freqüentemente chamados de navios-tanque, embora nesses navios a carga seja realmente transportada em grandes contêineres refrigerados que cabem no porão.
Navios petroleiros de petróleo e derivados variam em tamanho desde pequenos navios costeiros de cerca de 60 metros (200 pés) de comprimento, transportando de 1.500 a 2.000 toneladas de porte bruto (dwt), até navios enormes que atingem comprimentos superiores a 400 metros (1.300 pés), transportam até 550.000 dwt, e são os maiores navios a flutuar. (O peso morto é o peso total da carga mais os suprimentos necessários como combustível, óleo lubrificante, tripulação e o suporte de vida da tripulação). Entre estes dois extremos há várias classes de tamanho, embora as especificações exatas para cada classe variem entre as fontes. As designações comuns de petroleiros, em ordem decrescente por tamanho, são:
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Transportadores de petróleo bruto ultralarga (ULCCs). Os maiores navios, estes têm um comprimento na vizinhança de 415 metros (1.350 pés) e uma capacidade de 320.000 a mais de 550.000 dwt. Transportam de dois milhões a bem mais de três milhões de barris de crude.
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Portadores de crude muito grandes (VLCCs). Estes navios, com um comprimento de cerca de 330 metros (1.100 pés), têm capacidades entre 200.000 e 320.000 dwt. Eles transportam na área de dois milhões de barris.
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Suezmax. Os maiores navios que podem transitar pelo Canal do Suez, estes petroleiros têm cerca de 275 metros (900 pés) de comprimento e têm uma capacidade de 120.000 a 200.000 dwt. Eles transportam cerca de 800.000 a mais de 1.000.000 barris.
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Aframax. O tamanho máximo da embarcação para usar o método de Avaliação da Taxa Média de Frete para o cálculo das taxas de embarque, estes navios-tanque têm cerca de 240 metros (790 pés) de comprimento e têm capacidades de 80.000 a 120.000 dwt. Eles transportam cerca de 500.000 a 800.000 barris.
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Panamax. O tamanho máximo que pode transitar pelo Canal do Panamá, estes navios-tanque variam em comprimento entre 200 e 250 metros (650 e 820 pés) e têm capacidades de 50.000 a 80.000 dwt. Eles transportam de 350.000 a 500.000 barris.
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Handymax, Handysize, Coastal, e outras classes. Estes navios têm capacidades inferiores a 50.000 dwt e comprimentos até aproximadamente 200 metros (650 pés).
Cisternas de 100.000 dwt e menos podem ser transportadores de petróleo bruto (“sujo”) ou transportadores de produtos (“limpo”). Os petroleiros Aframax são frequentemente referidos como os “cavalos de trabalho” da frota mundial de petroleiros, pois transportam grandes quantidades de crude de muitas regiões produtoras e são capazes de utilizar a maioria das instalações portuárias. Os maiores petroleiros (os ULCCs e VLCCs e alguns dos transportadores Suezmax) são normalmente chamados de “superpetroleiros”. Estes são sempre navios-tanque de petróleo bruto, geralmente fazendo rotas entre grandes áreas produtoras, como o Golfo Pérsico e os principais mercados da Ásia, Europa ou América do Norte. Os petroleiros Suezmax podem alcançar seus destinos no Atlântico através do Canal do Suez, enquanto os ULCCs e todos os VLCCs, exceto os mais leves, devem contornar o Cabo da Boa Esperança.
Experiência com superpetroleiros tem mostrado que o custo direto do transporte de petróleo diminui à medida que o tamanho do petroleiro aumenta, aparentemente sem limite. No entanto, um obstáculo importante para a construção dos maiores navios é a falta de instalações em terra adequadas para eles. Por este motivo, apenas um punhado de ULCCs foi construído.
A partir dos anos 60, grandes preocupações sobre a poluição foram levantadas por uma série de acidentes desastrosos envolvendo superpetroleiros, incluindo o encalhamento do Torrey Canyon ao largo da Cornualha, Inglaterra, a quebra de 1978 do Amoco Cadiz ao largo da Britânia, França, e o encalhamento do Exxon Valdez ao largo do Alasca, EUA, em 1989. Mais notavelmente, em 1973 a Convenção Internacional para a Prevenção da Poluição por Navios (conhecida como MARPOL) foi adotada pela Organização Marítima Internacional, uma agência das Nações Unidas à qual pertencem cerca de 170 países. Uma série de emendas à MARPOL tem trabalhado para estabelecer uma frota mundial de petroleiros, na qual todos os navios, exceto os menores, têm casco duplo ou algum equivalente adequado. (Em um navio de casco duplo, as laterais e o fundo consistem em duas camadas separadas por um espaço suficiente para reduzir a chance de que um incidente que viole uma camada viole a outra). Após 1996 todos os navios-tanque novos foram entregues com casco duplo ou alguma alternativa, e até 2026, de acordo com os termos das emendas MARPOL, todos os navios-tanque de casco simples, excepto os mais pequenos, deverão ter sido reconstruídos com uma configuração dupla ou deverão ser retirados.
As máquinas propulsoras, o convés de navegação, os aposentos da tripulação e as bombas de carga de um navio-tanque estão localizados na popa. O espaço de carga ocupa quase todo o resto do comprimento do navio, juntamente com tanques de lastro ou de combustível. Os motores diesel para os maiores petroleiros podem pesar mais de 2.000 toneladas, podem ficar de pé como um edifício de três andares e fornecer mais de 100.000 cavalos de potência.