Aula 1 - Introdução e Histórico da Construção Naval e Offshore no Brasil

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INTRODUÇÃO À ENGENHARIA NAVAL Disciplina MEM 1001 Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Universidade Federal de Pernambuco 2011

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Aula da disciplina de Introdução à Engenharia Naval da UFPE

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INTRODUÇÃO À

ENGENHARIA NAVAL Disciplina MEM 1001

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Universidade Federal de Pernambuco

2011

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Introdução à Engenharia Naval

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Introdução:

• A indústria da construção naval pesada foi instalada no Brasil no bojo do Plano de Metas, dentro da

Meta 28 no governo JK, a partir da vinda do Estaleiro Ishibrás, de origem japonesa, e do Estaleiro

Verolme, de origem holandesa.

• O financiamento da Meta 28 foi possível mediante a aprovação da Lei 3.381 de 24 de abril de 1958,

que criou o Fundo da Marinha Mercante (FMM) e a Taxa de Renovação da Marinha Mercante

(TRMM). Os recursos destas duas fontes arrecadadores, depositadas no Banco Nacional de

Desenvolvimento Econômico (BNDE), eram administrados pela Comissão da Marinha Mercante

(CMM), que arquitetou os planos de estímulo à construção naval.

• Outro fator determinante foi a disponibilidade no mercado nacional de aço e componentes elétricos,

ofertados pelas recém-inauguradas siderúrgicas estatais e pela indústria eletro-metal-mecânica.

• Junto com as duas multinacionais também foram incluídos nos planos de estímulo à

construção naval pesada o Estaleiro Só, fundado em 1850, o Estaleiro Caneco, 1886, o Estaleiro

Mauá, 1907, e o Estaleiro EMAQ, 1914. Todos de capital nacional, sendo que o primeiro localizava-

se no Rio Grande do Sul e os demais no Rio de Janeiro.

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Introdução:

• O bom desempenho da indústria da construção naval está associado ao desenvolvimento

da marinha mercante, que por sua vez está condicionada ao fluxo mercantil gerado pelo

sistema nacional de economia.

• O aumento na participação da frota mercante nacional no longo curso e a constante

modernização da frota destinada à cabotagem rebatia no aumento das encomendas junto

aos estaleiros. Este foi o mecanismo, amparado pelas políticas públicas de proteção e

financiamento, que possibilitou ao Brasil chegar aos anos de 1980 como umas das maiores

potências da indústria naval do mundo.

• Porém, as condições materiais que possibilitaram ao país fazer esta escolha e dar

saltos, iniciado em 1958, foram forjadas no século XIX e início do XX. O aglomerado de

estaleiros navais presente desde o início do século XIX nas cidades do Rio de Janeiro e

Niterói, construindo e reparando embarcações, criou um sistema propício para o

fortalecimento e a integração inter-setorial entre estabelecimentos comerciais, pequenas

fundições e estaleiros.

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Introdução:

• Mauá e Lage, empreendedores privados, assumiram iniciativas pioneiras e ousadas na navegação e na construção naval.

• Na Fábrica de Ponta d’Areia, adquirida pelo Barão de Mauá, em 1847, foram construídos, até 1857, 72 navios. A fábrica representou a mais importante indústria pesada e de bens de capital no Brasil e na América Latina.

• Em 1917, foi instalado o Estaleiro da Ilha do Viana por Henrique Lage, na época o maior e mais bem equipado centro de construção e reparos navais em toda a América do Sul, com oficinas de processamento de chapas, máquinas ferramentas, fundição, eletricidade, fábricas de oxigênio e acetileno, usina termelétrica, além de carreiras e diques secos para construção e reparos.

• Somente, em 1956, o problema marítimo foi devidamente atacado de maneira integrada com a Construção Naval e a Marinha Mercante inseridas em um plano estratégico nacional de desenvolvimento, inclusive com a provisão de recursos de sustentação.

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Introdução:

• O Plano de Metas do Governo Juscelino Kubitschek contemplou entre outras:

• – Renovação da Marinha Mercante

• – Implantação da Construção Naval

• Lei 3381, instituindo o Fundo de Marinha Mercante e a Taxa de Renovação da Marinha Mercante.

• Os objetivos específicos foram definidos pelo GEICON – Grupo Executivo da Indústria de Construção Naval para alavancar a implantação industrial dos estaleiros no País.

• Foram aprovados pelo GEICON os projetos de instalação dos estaleiros da CCN, da ISHIBRÁS, da EMAQ, da VEROLME , do SÓ e do CANECO.

• Simultaneamente, foram implantados os Cursos de Engenharia Naval na USP e na UFRJ, estabelecendo um grande diferencial em relação às tentativas anteriores de capacitação tecnológica, dotando o país de centros de formação de recursos humanos.

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Introdução:

• Houve grande empenho por parte da Marinha do Brasil, atuando diretamente na implantação do curso de engenharia naval USP e na criação do tanque de provas do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), em São Paulo, em 1956, além de intensa colaboração de seus engenheiros navais, nos cursos em São Paulo e no Rio de Janeiro.

• Em março de 1963, foi fundada a SOBENA – Sociedade Brasileira de Engenharia Naval, tendo como membros fundadores um grande contingente de engenheiros navais já formados no país.

• Em 1961 foram entregues os primeiros navios construídos dentro do Plano de Metas do Governo JK – o Ponta d’Areia pela CCN e o Volta Redonda pela ISHIBRÁS, iniciando a trajetória progressiva de capacitação tecnológica na construção e na concepção e elaboração de projeto.

• Nessa fase da construção naval brasileira, participaram Engenheiros Navais da Marinha e recém-formados das Universidades de São Paulo e do Rio de Janeiro, além de engenheiros mecânicos e eletricistas, nas atividades multidisciplinares do projeto, da produção, da inspeção e do suprimento nos estaleiros CCN, ISHIBRÁS, EMAQ, VEROLME, CANECO e SÓ.

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Introdução:

• Simultaneamente, as sociedades classificadoras, os armadores e fabricantes, também,

passaram a admitir engenheiros e técnicos formados no país, em função da demanda do

novo mercado.

• Sucessivos saltos tecnológicos proporcionados pelos desafios nos projetos sob aspectos

como hidrodinâmico, estrutural, propulsivo, de manobrabilidade, de comunicação, de

carregamento e de severas condições de segurança e de proteção ambiental conferiram à

engenharia naval brasileira conceito e confiablilidade, projetando-a no cenário técnico

nacional e internacional.

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• Alguns fatos relevantes:

• 1964 - Navios de 12.700 tpb de carga geral exportados para a TMM Transportacion Marítima Mexicana, inserindo a construção naval brasileira no mercado internacional e familiarizando-nos com fiscalização da construção por inspetores europeus a serviço dos armadores.

• 1968 - Em sintonia com o empenho dos engenheiros dos estaleiros na padronização de componentes navais, a ABNT instituí o CB 7 - Comitê Brasileiro de Construção Naval, visando principalmente a compatibilização dos padrões adotados pela origem de procedência de equipamentos e acessórios importados e os adotados por empresas nacionais e estrangeiras que se instalaram no Brasil.

• Construção do primeiro conjunto empurrador-barcaça de longo curso, entregue pela ISHIBRÁS para a NORSUL.

• É projetado e construído pela ISHIBRAS para a MARINHA DO BRASIL o petroleiro de esquadra Marajó de 10.500 tpb, ensejando a familiarização de nossos engenheiros com os requisitos de navios militares e com a montagem e operação do complexo sistema de transferência de óleo no mar fornecido pela Marinha Americana.

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• 1969 - Consciente da necessidade de desenvolver tecnologia própria a EMAQ cria o seu escritório de projetos, a PROJEMAR, para que seja criado um núcleo de desenvolvimento e capacitação tecnológica do estaleiro. A EMAQ, nessa época, é o primeiro estaleiro a utilizar programas de computador no projeto do navio, utilizando um computador IBM 1130 (na época, com a fantástica memória de 16 kbytes!).

• 1970 - Construção de 24 navios de carga geral, do tipo liner de alta velocidade, pelos estaleiros CCN, ISHIBRÁS e VEROLME, viabilizando o empenho do Governo no posicionamento mais significativo de nossa marinha mercante nas conferências de frete.

• 1971 - A EMAQ inicia a construção para o Lloyd Brasileiro do primeiro liner de 8000 TDW inteiramente projetado no Brasil pela PROJEMAR, sem nenhuma assistência técnica ou projeto básico estrangeiro. A ISHITEC desenvolve no país o projeto do primeiro petroleiro de esquadra para a MARINHA DO BRASIL, construído pela ISHIBRAS.

• 1973 - A CCN entrega o Serra Verde, primeiro de uma série de 42 cargueiros de 14.500 / 15.000 tpb, projeto SD-14, a maior quantidade já comercializada por estaleiros nacionais, proporcionando condições excepcionais de eficiência gestora, de produtividade industrial e de lucratividade

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• 1974 - O Brasil atinge o 2º lugar na estatística mundial com uma carteira de

encomendas de 3.272.380 tpb de navios contratados, incluindo parcela significativa para

exportação.

• O CANECO constrói 2 navios frigoríficos de 10.195 m³ de capacidade com equipamentos e

porões frigorificados obedecendo padrões exigentes de precisão e isolamento.

• 1975 - Em plena vigência do 2º PCN e severa diligência do CDI – Conselho de

Desenvolvimento Industrial, o índice de nacionalização na construção de navios

superou a marca de 90%. Significativos investimentos foram realizados pelos estaleiros e

indústria subsidiária.

• ISHIBRAS, e VILLARES ampliaram capacidade em Máquinas marítimas e na fabricação de

eixos propulsores. LIPS e HELISTONE instalaram fábricas de hélices no Rio de Janeiro.

CCN iniciou a produção de escotilhas e equipamentos de convés na CEC, em Niterói. CBC,

em Varginha, passou a produzir caldeiras. ALFA LAVAL, SEMCO e SULZER, aumentaram a

capacidade de fabricação e de nacionalização de purificadores e bombas de uso naval.

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• 1976 - A ISHIBRAS cria o Departamento dos Novos Projetos, estimulando a fabricação de

novos produtos e o aumento do índice de nacionalização de equipamentos, além do

licenciamento para fabricação de motores diesel marítimos de última geração.

• A EMAQ inicia a utilização de máquinas de oxi-corte de controle numérico utilizando

sistemas de CAD/CAM totalmente desenvolvidos no Brasil pela PROJEMAR.

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• 1978 - Construídos uma série de minero-petroleiros de 130.000 e 135.000 tpb para a

DOCENAVE e para a PETROBRAS, inserindo, na ocasião, o Brasil entre os poucos países

capazes de construir navios de grande porte.

• O VEROLME instalou um pórtico de 660 t, o CANECO instalou linha de panelização, O

EMAQ instalou pórticos para movimentação de blocos, a ISHIBRAS desenvolveu processo

de one-side welding para chapas grossas, instalou sistema de posicionamento para

fabricação de perfilados de abas desiguais e implantou as unidades de trabalho móveis em

substituição aos andaimes estáticos.

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• 1978 - O estaleiro EBIN adquiriu as instalações fabris do Estaleiro SÓ, de Porto Alegre RS. O estaleiro CORENA, em Itajaí SC, adotou o sistema “synchro-lift” de movimentação de blocos e lançamento, proporcionando ao engenheiro brasileiro a familiarização com mais uma alternativa de planejamento e de produção de navios. O estaleiro CANECO inicia o seu primeiro projeto totalmente desenvolvido no Brasil, sem nenhuma assistência técnica ou projeto básico estrangeiro, o navio multipurpose de 18.000 TPB “VARICARGO”, com o qual foram construídos três navios para armadores gregos.

• Construídos 4 navios petroleiros VLCC – Very Large Crude Carriers de 277.000 tpb, para a PETROBRAS, com particularidade de propulsão por turbina a vapor, requerendo o aprendizado de segurança e severidade na tolerância de fabricação e montagem de equipamentos, acessórios e tubulação para vapor superaquecido.

• Normas administrativas e sistemas de controle e de segurança no trabalho foram adequadas ao efeito de escala dimensional. As usinas siderúrgicas passaram a laminar chapas de aço de maiores dimensões, em parte restringida pelo problema logístico de transporte ferroviário.

• 1979 - Entrega recorde de navios pelos estaleiros brasileiros, totalizando 1.394.980 tpb no ano, registrando o avançado estágio de projeto, em sincronia com as etapas de aquisição e de produção alcançadas.

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• 1980 - EMAQ recebe o maior prêmio de tecnologia daquela época no Brasil, o Prêmio

Tecnologia pelo Liceu de Artes e Ofícios de São Paulo como reconhecimento pelo

pioneirismo no desenvolvimento e na aplicação de sistemas CAD-CAM na indústria

nacional.

• CCN entrega, no ano, 13 navios: 6 graneleiros projeto PRI 26/15 de 26.500 tpb, 3 navios

de carga geral PRI 121 de 14500/14.900 tpb e 5 de projeto SD 14.

• Construção do petroleiro Aframax de 80.600 tpb, Brazil Glory, de uma série de 3 exportados

pela ISHIBRAS e o projeto aprovado para a construção da série Bicas de 3 petroleiros

Aframax de 83.300 tpb para a PETROBRAS. O mesmo projeto foi negociado pela

INTERBRÁS, trading da Petrobrás, para a exportação de uma série desses navios para a

PDVSA.

• 1983 - EMAQ vence concorrência internacional e exporta sistema de CAD/CAM para

processamento de aço, desenvolvidos pela PROJEMAR, comprovando o alto nível da

tecnologia de projeto naval desenvolvida no Brasil.

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• 1986 - Construídos os mínero-petroleiros

ULOO - Ultra Large Ore-Oil de 305.000

tpb Docefjord e o Tijuca pela ISHIBRÁS

para a WILSEA – joint-venture

WILLIAMSEN (Noruega) e SEAMAR –

braço internacional da DOCENAVE.

• 1991 - O estaleiro CANECO entrega o

Intrépido navio de 17.000 tpb, o primeiro

Ro-Ro/Lo-Lo construído no país, para a

TRANSROLL. Este navio foi considerado

como um dos “Significant Ships” de 1991

pelo “Royal Institution of Naval Architects

(UK)”.

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• 1991 - A ISHIBRAS constrói o petroleiro de esquadra Gastão Moutinho de 6.160 TPB para a MARINHA DO BRASIL, já com a experiência adquirida no Marajó.

• 1992 - Construídas as corvetas Júlio de Noronha e Frontin com projeto básico desenvolvido pela Diretoria de Engenharia Naval da MARINHA DO BRASIL, familiarizando a nossa engenharia com os severos requisitos e duplicidade de sistemas exigidos nos navios militares.

• O estaleiro VEROLME para capacitar-se à construção dessas corvetas investiu em um estaleiro militar com ponte rolante de 50 t, sistema de “load-out” e dique flutuante com controle de lastro computarizado.

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• 1992 - Construídos os navios Ro-Ro/Lo-Lo

Betelgeuse e o Belatrix de 33.600 tpb pela

EMAQ para a TRANSROLL, com projeto

PROJEMAR, considerados como um dos

“Significant Ships” de 1992 pelo “Royal

Institution of Naval Architects (UK)”.

• A instalação de rampas de acesso e bow

thruster, dimensionamento para alta

concentração de carga e amplo vão livre

constituíram-se, entre outros, em altos

desafios de projeto e de produção.

• Entregue o navio petroleiro Suezmax James

N. Sullivan, o primeiro de uma série de oito

navios exportados para a CHEVRON CORP.

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• 1994 - Evidência da atualidade,

confiabilidade e qualidade de nossos projetos

foi a reversão da escolha pelo armador

HAMBURG-SUD do projeto de graneleiro

Panamax da BURMEISTER & WAIN, em

destaque na mídia internacional, pelo projeto

brasileiro da PROJEMAR, mais atual,

moderno, econômico e eficiente para as

exigências severas do cliente alemão.

• O navio multipurpose container de 660 TEU,

FROTABELEM, construído pela EMAQ para

a FROTA AMAZÔNICA é considerado como

um dos “Significant Ships” de 1994 pelo

“Royal Institution of Naval Architects ”.

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• 1996 - O navio container de 1250 TEU, FROTASANTOS, construído pela VEROLME para a FROTA OCEÂNICA, com projeto PROJEMAR, foi considerado como um dos “Significant Ships” de 1996 pelo “Royal Institution of Naval Architects (UK)” e como um dos “Great Ships” de 1996 pela conceituada revista especializada americana “Maritime Report and Engineering News”.

• 2000 - É entregue o Metaltanque III, primeiro navio para transporte de gás liquefeito construído no Brasil, destinado ao transporte de etileno a -104ºC, construído pelo estaleiro ITAJAÍ, com projeto da PROJEMAR, incorporando tecnologia e processos de fabricação e montagem com a participação efetiva de nossos engenheiros e técnicos.

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• 2003 - Construído pelo estaleiro EISA para a

NORSUL o empurrador Norsul Caravelas de

4.000 kw e a barcaça Norsul II de 5.200 tpb,

iniciando uma série de conjuntos integrados

empurrador-barcaça para o transporte

oceânico de madeira, de celulose e de bobinas

de aço.

• O projeto totalmente desenvolvido no Brasil

pela PROJEMAR incorpora diversos

aperfeiçoamentos e recursos para a barcaça,

como bow thruster, O acoplamento para

empurrador-barcaça requer severo controle de

qualidade e precisão de montagem e enseja a

familiarização com o sistema operacional

conjugado.

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• O Promef foi lançado em 2004. O programa revitaliza a indústria naval, tornando os

estaleiros brasileiros internacionalmente competitivos. Ao assegurar sustentabilidade para o

setor, o Promef faz o Brasil retomar o seu papel de player mundial na construção de navios

de grande porte. O Plano foi dividido em duas fases:

• Promef 1 - Na primeira fase do Programa de Modernização e Expansão da Frota estão

sendo construídos os seguintes navios, pelas empresas ganhadoras do processo licitatório:

• • Estaleiro Atlântico Sul (PE): 10 Suezmax, Preço global: US$ 1,2 bilhão

• • Estaleiro Atlântico Sul (PE): 5 Aframax, Preço global: US$ 693 milhões

• • Estaleiro Ilha S.A. (Eisa) (RJ): 4 Panamax, Preço global: US$ 468 milhões

• • Estaleiro Mauá (RJ): 4 de Produtos, Preço global: US$ 277 milhões

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• Promef 2 - Na segunda fase do Programa de Modernização e Expansão da Frota serão

construídos os seguintes navios, pelas empresas ganhadoras do processo licitatório:

• • Estaleiro Atlântico Sul (PE): 4 Suezmax DP (Aliviadores de Posicionamento Dinâmico),

Preço global: US$ 746 milhões

• • Estaleiro Atlântico Sul (PE): 5 Aframax DP (Aliviadores de Posicionamento Dinâmico),

Preço global: US$ 477 milhões

• • Estaleiro Promar (PE): 8 navios Gaseiros , Preço global: US$ 536 milhões

• • Estaleiro Superpesa (RJ): 3 navios de Bunker , Preço global: US$ 46,5 milhões

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• Em 2010, foram lançados três navios, sendo um construído no estado de Pernambuco e

dois no Rio de Janeiro. Batizados com nomes relevantes da história brasileira, as

embarcações homenagearam João Cândido, Celso Furtado e Sérgio Buarque de Holanda.

Para 2011, está prevista a entrega de cinco navios e o lançamento ao mar de outros seis

para acabamentos finais.

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• A engenharia naval brasileira, consolidada nos projetos e na construção de navios mercantes de vários tipos, ampliou com mérito seu universo de atuação no projeto e construção de plataformas auto-eleváveis marítimas para a construção civil e para offshore, barcos de apoio para serviços no mar, plataformas semi-submersíveis e outras estruturas fixas e móveis para exploração e produção de petróleo em águas rasas e profundas.

• Em comportamento idêntico ao da constru’cão naval, nossas universidades, também, estenderam a abrangência de seu currículo à engenharia oceânica e, posteriormente, o novo e promissor mercado offshore atraiu os estaleiros JURONG e KEPPEL FELS, ambos de Cingapura, que se instalaram nos canteiros do MAUÁ, em Niterói, e da IVI, em Angra dos Reis.

• Fatos relevantes:

• 1972 - A ISHIBRÁS constrói, simultaneamente, em seu dique seco, segundo projeto IHC, 3 plataformas flutuantes auto-eleváveis operadas pela ECEX na construção da ponte Presidente Costa e Silva.

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• 1982 - Entregue o primeiro de uma série

de 8 plataformas auto-eleváveis, 6

construídas pelo VEROLME dos quais 2

para PETROBRAS e 4 exportados para

ARAMCO e 2 construídas pela ISHIBRAS

para MONTREAL e para PETROBRAS

com transferência de tecnologia pela

LEVINGSTON dos EUA.

• 1997 - Entra em operação na Bacia de

Campos a FPU P-19 com o primeiro

sistema de ancoragem no mundo

utilizando cabos de poliéster e

configuração “taut-leg”, em 800 m de

lâmina d’água.

PETROBRAS-19

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• 1997 - Entra em operação na Bacia de Campos o

FPSO P-34, que bateu naquela época o recorde de

lamina d’água (840 m) com o maior sistema de

ancoragem do tipo “turret” instalado no mundo (34

risers), apesar de ser o primeiro FPSO com “turret”

interno a ser instalado no Brasil.

• 2000 - Entra em operação na Bacia de Campos

o FPSO P-37 com o maior sistema de

ancoragem do tipo “turret” já construído no

mundo (44 risers).

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• 2001 - Entra em operação na Bacia de

Campos a FPU P-40, que nessa época bateu

o recorde mundial de lamina d’água para uma

plataforma semi-submersível (1.080 m).

• O transporte da FPU P-40 de Cingapura para

o Brasil foi naquela época a maior operação

de “dry-tow” realizada no mundo (42.000 t).

• No dia 15 de março de 2001 ocorreu o pior

acidente da história da Petrobrás que

culminou com o óbito de onze

trabalhadores e com o afundamento da

plataforma P-36, no dia no dia 20 de

março, em uma profundidade de 1200

metros e com estimados 1500 toneladas de

óleo ainda a bordo.

Acidente da

Plataforma P-36

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• 2004 - Entra em operação na Bacia de Campos o FPSO P-43, a primeira instalação de um sistema de ancoragem do tipo DICAS em unidade de produção permanente (820 m).

• A concepção do Sistema Híbrido de Ancoragem (HYPO) é apresentada na “Deep Offshore Technology Conference” pela PROJEMAR.

• 2007 - Entram em operação a P-52 e a P54, esta última construída a partir da conversão do navio Barão de Mauá, pertencente à frota da Petrobras, a P-54 tem capacidade para comprimir 6 milhões de metros cúbicos por dia de gás e estocar até 2 milhões de barris de óleo.

FPSO PETROBRAS-43

FPSO PETROBRAS-54

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• 2006 - Elaboração do projeto básico

FEED – Front End Engineering Design da

plataforma P-57. Cerca de 100

profissionais do CENPES - Centro de

Pesquisas da Petrobrás e das empresas

brasileiras CHEMTECH e KROMAV e a

norueguesa AKER KVAERNER, através

de sua divisão brasileira AKER

KVAERNER ENGINEERING &

TECHNOLOGY BRASIL desenvolvem

projeto pioneiro de uma das maiores

FPSOs –unidades flutuantes de

produção, estocagem, processamento e

transbordo de petróleo no mundo. Entrou

em operação em 2010.

FPSO PETROBRAS-57

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• 2009 – Entra em operação a FPU P-53, na Bacia de

Campos, utilizando pela primeira vez o conceito do

sistema de ancoragem do tipo “Very Large Turret”

(75 risers).

• 2010 – Entra em operação a P-57, constrída pela

Brasfels. Essa unidade inaugura uma nova

geração de plataformas, concebidas e montadas

a partir do conceito de engenharia que privilegia

a simplificação de projetos e a padronização de

equipamentos. Um modelo que será referência

para as futuras plataformas da Petrobras, como

a P-58 e P-62.

FPSO PETROBRAS-53

FPSO PETROBRAS-57

Page 31: Aula 1 - Introdução e Histórico da Construção Naval e Offshore no Brasil

Introdução à Engenharia Naval

Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica

Universidade Federal de Pernambuco

Histórico da Construção Offshore no Brasil

• 2011 – Previsão de entrega do Casco da P-55,

construído pelo EAS que irá receber os módulos do

convés no Rio Grande – RS e da P56, construída pela

Brasfels