Janeiro, como parte dos requisitos necessários...

PROJETO PRELIMINAR DE SISTEMA DE CARREGAMENTO

PARA PSVS

Felipe Pires Benttenmüller Pereira

Rio de Janeiro

Agosto de 2014

Projeto de Graduação apresentado ao

Curso de Engenharia Naval e Oceânica da Escola

Politécnica, Universidade Federal do Rio de

Janeiro, como parte dos requisitos necessários à

obtenção do título de Engenheiro Naval e

Oceânico.

Orientadora: Marta Cecília Tapia Reyes,

Dsc.

http://www.dee.ufrj.br/lasp/imagens/logo_poli.png

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Departamento de Engenharia Naval e Oceânica

DENO/POLI/UFRJ

PROJETO PRELIMINAR DE SISTEMA DE CARREGAMENTO PARA PSVS.


PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO DEPARTAMENTO DE

ENGENHARIA NAVAL E OCEÂNICA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL

DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO

GRAU DE ENGENHEIRO NAVAL E OCEÂNICO.

Aprovado por:

_____________________________________________

Profª. Marta Cecília Tápia Reyes, Dsc.

________________________________________________

Prof. Peter Kaleff, Dr. Ing.

________________________________________________

Prof. Severino Fonseca da Silva Neto, Dsc.

________________________________________________

Prof. Julio Cesar Ramalho Cyrino, Dsc.

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL

AGOSTO DE 2014

http://www.dee.ufrj.br/lasp/imagens/logo_poli.png

i

.

PEREIRA, Felipe Pires Benttenmüller

Projeto preliminar de sistema de carregamento para PSVs

/ Felipe Pires Benttenmüller Pereira. – Rio de Janeiro: UFRJ/

Escola Politécnica, 2014.

IX, 49 p.: il.; 29,7 cm.

Orientadora: Marta Cecília Tapia Reyes

Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/

Curso de Engenharia Naval e Oceânica, 2014.

Referências Bibliográficas: p. 48.

1. Introdução. 2.Platform Supply Vessel. 3. Proposta. 4. Métodos

de Transferência. 5. Projeto de Convés Móvel para um PSV 4500 6.

Conclusão e Trabalhos Futuros. 7. Referências Bibliográficas.

I. Reyes, Marta Cecília Tápia.II. Universidade Federal do Rio de

Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Naval e Oceânica. III.

Projeto preliminar de sistema de carregamento para PSVs.

ii

Agradecimentos

Gostaria de agradecer à minha mãe Heloisa (in memorian) pelo amor incondicional e

eterno, que até hoje me ampara e conduz pelo melhor caminho. Obrigado por ser o

Norte em minha vida.

Ao meu pai Gustavo, por me ensinar a amar o mar, pelo braço forte que corrige e pela

mão amiga que consola. Obrigado por ser meu maior exemplo.

Aos amigos Jean e Ira Bernheim, pela primeira oportunidade de acesso à uma educação

de excelência, há 20 anos. Sem vocês esse sonho não seria possível. Muito Obrigado.

À toda a minha família, unida nos bons e maus momentos, pelo incentivo e apoio às

minhas escolhas profissionais.

Aos amigos da Escola Suíço-Brasileira, pelas risadas, pelas situações vividas e por

compartilharem dos meus sucessos e tristezas ao longo dos últimos vinte anos.

Obrigado por formarem a família que eu escolhi.

Aos amigos da Engenharia Naval, pela ajuda e companheirismo durante os últimos

cinco anos. Eles passaram mais depressa pela presença de vocês.

Aos amigos e colaboradores da Technip, pela ajuda e pelos ensinamentos dos últimos

18 meses.

Aos meus orientadores e professores da graduação, Marta Tapia e Peter Kaleff, pelo

conhecimento, amizade e paciência que tornaram esse trabalho realidade. Muito

obrigado!

À minha namorada Pamela, pelo amor, paciência e compreensão ao longo dos últimos

anos. Obrigado por ser meu porto seguro.

Por último, mas não menos importante, à Deus, que guiando meus passos, formou mais

um Engenheiro Naval.

iii

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como

parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Naval.

PROJETO PRELIMINAR DE SISTEMA DE CARREGAMENTO PARA PSVS


Agosto/2014

Orientadora: Profª. Marta Cecília Tápia Reyes

Curso: Engenharia Naval e Oceânica

Este estudo apresenta uma solução alternativa para o problema de demora no

carregamento de navios do tipo PSV (Platform Supply Vessel), visando uma melhoria

nas operações de suprimento de plataformas. Foi realizado um projeto preliminar de um

convés móvel a ser carregado na embarcação. A viabilidade técnica do projeto foi

testada através da garantia de estabilidade da embarcação escolhida e de uma

abordagem analítica para o cálculo estrutural proposto. Por fim, uma análise de

movimentação e posicionamento foi realizada e estudos complementares a esse foram

sugeridos.

Palavras-chave: Platform Supply Vessel, Convés Móvel, Carregamento.

iv

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial

fulfillment of the requirements for the degree of Engineer.

PRELIMINARY PROJECT FOR PSVS LOADING SYSTEMS


August/2014

Advisor: Marta Cecília Tápia Reyes

Course: Naval Architecture and Marine Engineering

This study presents an alternative solution for the loading delay issue of PSV

type of ships (Platform Supply Vessel), aiming at optimized platforms supplying

operations. A preliminary project of a mobile deck was made, which will be loaded onto

the ship. The technical feasibility was proved ensuring the chosen vessel’s stability and

by an analytical approach for the structural calculations proposed. Finally, a handling

and positioning analysis was made and complementary studies have been suggested.

Keywords: Platform Supply Vessel, Convés Móvel, Carregamento.

v

Sumário

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1

2. EMBARCAÇÕES DE APOIO À PLATAFORMAS (PLATFORM SUPPLY

VESSEL).... ................................................................................................................................... 2

2.1. O Mercado de Embarcações de Apoio Marítimo .............................................. 3

2.2. Cargas Transportadas ........................................................................................ 4

2.2.1. Cargas abaixo do convés ............................................................................. 4

2.2.2. Cargas acima do convés .............................................................................. 5

2.3. Função Secundária .......................................................................................... 11

3. APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA E PREMISSAS .......................................... 13

3.1. Premissas do projeto ........................................................................................ 14

4. MÉTODOS DE TRANSFERÊNCIA ...................................................................... 16

4.1. Içamento .......................................................................................................... 16

4.2. Deslizamento (Skidding) ................................................................................. 17

4.3. Transporte sobre rodas .................................................................................... 19

4.4. Meio de transferência escolhido ...................................................................... 19

5. PROJETO DE CONVÉS MÓVEL PARA UM PSV 4500 ..................................... 24

5.1. O navio escolhido ............................................................................................ 24

5.2. Convés Móvel – Dimensões Principais ........................................................... 26

5.3. Carga Máxima ................................................................................................. 26

5.3.1. Cargas analisadas ...................................................................................... 26

5.3.2. Condições de Carregamento ..................................................................... 27

5.3.3. Carregamento Crítico ................................................................................ 31

5.4. Meio de Transferência ..................................................................................... 31

5.5. Equilíbrio e Estabilidade ................................................................................. 33

5.5.1. Análise de Equilíbrio ................................................................................. 34

5.5.2. Análise de Estabilidade ............................................................................. 37

5.6. Projeto Preliminar da Estrutura do Convés Móvel .......................................... 39

vi

5.6.1. Definição da Espessura do Chapeamento ................................................. 40

5.6.2. Dimensionamento dos Reforçadores Transversais ................................... 41

5.6.3. Análise de Flambagem do Reforçador Transversal .................................. 42

5.7. Posicionamento e Movimentação do Convés Móvel ...................................... 44

6. CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS ....................................................... 47

6.1. Trabalhos Futuros ............................................................................................ 47

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 48

vii

Índice de Figuras

Figura 1 - PSV Far Starling .............................................................................................. 2

Figura 2 - Distribuição da frota de apoio marítimo operando no Brasil ........................... 3

Figura 3 - Evolução da frota de apoio marítimo ............................................................... 3

Figura 4 - Distribuição da Frota de PSVs por tipo ........................................................... 4

Figura 5 - Container Offshore Refrigerado de 20’ ........................................................... 6

Figura 6 - Vista interna de um container offshore de 10' com prateleiras ........................ 6

Figura 7 - Cesta de Resíduos ............................................................................................ 7

Figura 8 - Big Bag ............................................................................................................ 8

Figura 9 - Carretel com base e unidade de força .............................................................. 8

Figura 10 - Riser de perfuração com flutuadores ............................................................. 9

Figura 11 - Tubo de revestimento .................................................................................. 10

Figura 12 - Blowout Preventer ....................................................................................... 11

Figura 13 - Classificação dos sistemas de combate a incêndio ...................................... 12

Figura 14 - PSV utilizando o sistema de combate a incêndio ........................................ 12

Figura 15 - Terminal de Apoio Offshore do Rio de Janeiro ........................................... 13

Figura 16 - Vista da Ponte Rio Niterói mostrando as embarcações de apoio offshore

fundeadas..................................................................................................................................... 13

Figura 17 - Cábrea içando torre de perfuração no Estaleiro Hyundai ............................ 16

Figura 18 - Içamento de módulo da P-58 pelo Mammoet PTC 200 DS ........................ 17

Figura 19 - Deslizamento de um casco de plataforma do tipo SPAR em um navio

semissubmersível ........................................................................................................................ 18

Figura 20 - Sistema hidráulico tipo push-pull ................................................................ 18

Figura 21 - Transporte de módulo por SPMTs ............................................................... 19

Figura 22 - Características técnicas do Kamag 2400 ..................................................... 20

Figura 23 - Sistema de suspensão hidráulica adaptativa ................................................ 20

Figura 24 - Dimensões principais dos módulos de 4 e 6 eixos ....................................... 21

Figura 25 - Movimento de avanço do módulo em ambas as direções ............................ 21

Figura 26 - Movimento circular de raio externo............................................................. 22

viii

Figura 27 - Movimento circular de raio interno ............................................................. 22

Figura 28 - Giro no próprio eixo .................................................................................... 22

Figura 29 - Movimento lateral em ambas as direções .................................................... 23

Figura 30 - Movimento em diagonal .............................................................................. 23

Figura 31 - Convés móvel posicionado e folgas ............................................................ 26

Figura 32 - Condição de carregamento 1 ....................................................................... 27





Figura 37 - Condição de Carregamento 4 modelada no AutoCAD ................................ 31

Figura 38 - Posicionamento do meio de transferência - vista inferior ............................ 33

Figura 39 - Posicionamento do meio de transferência - vista frontal ............................. 33

Figura 40 - Catálogo de espessuras comerciais para chapas grossas ............................. 41

Figura 41 - Exemplo de viga com flambagem da alma .................................................. 43

Figura 42 - Vista frontal da estrutura do convés móvel ................................................. 44

Figura 43 - Vista isométrica da estrutura do convés móvel ........................................... 44

Figura 44 - Simulação de posicionamento do convés móvel no terminal do Rio de

Janeiro ......................................................................................................................................... 45

Figura 45 - Manobra de giro no eixo para o posicionamento do convés para o embarque

..................................................................................................................................................... 45

Figura 46 - Embarque do convés móvel no PSV ........................................................... 46

ix

Índice de Tabelas

Tabela 1 - Dimensões principais da embarcação............................................................ 25

Tabela 2 - Restrições dimensionais do navio para o projeto do convés ......................... 25

Tabela 3 - Dimensões principais do convés móvel ........................................................ 26

Tabela 4 - Descrição da condição de carregamento 1 .................................................... 28

Tabela 5 - Centro de gravidade total do carregamento 1 ................................................ 28

Tabela 6 - Descrição da condição de carregamento 2 .................................................... 28


Tabela 8 – Descrição da condição de carregamento 3 .................................................... 29


Tabela 10 - Descrição da condição de carregamento 4 .................................................. 30

Tabela 11 - Centro de gravidade total do carregamento 4 .............................................. 30

Tabela 12 - Descrição da condição de carregamento 5 .................................................. 31

Tabela 13 - Centro de gravidade total do carregamento 5 .............................................. 31

Tabela 14 - Dados de entrada da primeira análise de equilíbrio .................................... 35

Tabela 15 - Resultado da primeira análise de equilíbrio ................................................ 35

Tabela 16 - Dados de entrada da segunda análise de equilíbrio ..................................... 36

Tabela 17 - Resultado da segunda análise de equilíbrio ................................................. 36

Tabela 18 - Dados de entrada da análise de condição intermediária .............................. 37

Tabela 19 – Resultado da análise de condição intermediária ......................................... 37

Tabela 20 - Resultados da condição de estabilidade para a condição de partida ........... 38

Tabela 21 - Resultados da análise de estabilidade para a condição intermediária ......... 38

Tabela 22 - Condição de teste para verificar a altura máxima possível da estrutura ...... 39

Tabela 23 - Verificação da estabilidade para a condição de teste .................................. 39

Tabela 24 - Dimensões do reforçador transversal .......................................................... 42

1

1. INTRODUÇÃO

O contínuo aumento das atividades de exploração de petróleo no cenário brasileiro e os

massivos investimentos realizados no setor, principalmente pela Petrobras, são responsáveis

pelo constante avanço tecnológico da engenharia de águas profundas, da construção naval e da

logística dos terminais de apoio offshore.

O estudo a ser desenvolvido nesse trabalho, baseado na ineficiência de carregamento

dos navios supridores contratados pela Petrobras, visa propor uma solução simples e barata, que

evite as longas filas observadas da Ponte Rio Niterói da área de fundeio do porto do Rio de

Janeiro. Para isso, foi desenvolvido um método e um projeto preliminar, a ser detalhado no

decorrer deste relatório.

O estudo começa oferecendo um panorama geral das unidades envolvidas, expondo a

atual situação de mercado dos navios de apoio offshore ao passo que descreve as características

técnicas e operacionais da atividade de suprimento de plataformas.

O tipo de embarcação envolvida é descrita no capítulo 2, bem como as cargas

comumente transportadas e as limitações envolvidas nas atividades realizadas. Ao final do

capítulo é exposto o problema enfrentado na atualidade para que seja elaborada uma proposta de

solução adequada.

O capítulo 3 define as premissas do projeto, organizando a proposta e detalhando os

passos a seguir. Nele está explicita a metodologia do projeto e a sequência lógica a ser

desenvolvida para a obtenção da solução adequada e a demonstração dos resultados.

A partir do capítulo 4 o método começa a ser aplicado, explicando as principais formas

de transferência de carga utilizadas na indústria naval e offshore, mostrando suas diferenças e

particularidades e, por fim, definindo o meio a ser utilizado, que atenda às premissas destacadas

no capítulo anterior.

A próxima etapa será a execução do projeto para um caso particular. O capítulo 5

mostra a aplicação da proposta anteriormente descrita, seguindo a metodologia proposta, para

uma situação que se enquadre no contexto desenvolvido no capítulo 2.

Nesse capítulo será estudado um navio específico e a viabilidade do projeto aplicado a

ele. Diversas análises serão realizadas buscando, ao apresentar os resultados, provar que o

projeto pode se tornar uma boa alternativa aos métodos atualmente aplicados no carregamento

de embarcações supridoras.

O projeto será realizado desde a concepção de suas dimensões principais, a partir das

características da embarcação, até uma proposta preliminar de estrutura, passando pela análise

de equilíbrio e estabilidade da embarcação a partir de uma condição de carregamento crítica

estudada. Espera-se que, ao final do projeto, sejam definidos elementos estruturais adequados

para suportar todas as atividades exigidas.

Este será apenas o primeiro passo na consolidação desse método. Sugestões para seu

aprimoramento serão apresentadas na parte final, juntamente com as conclusões obtidas.

2

2. EMBARCAÇÕES DE APOIO À PLATAFORMAS

(PLATFORM SUPPLY VESSEL)

Com o aumento da exploração de petróleo no ambiente marinho e o distanciamento das

unidades de extração e produção da costa, a necessidade de se obter uma embarcação com boa

capacidade de variados tipos de carga tornou-se mais evidente. A partir desse momento, a

indústria de embarcações de apoio offshore se intensificou e várias soluções foram obtidas.

A necessidade básica de uma unidade flutuante de extração e produção de petróleo é o

fornecimento de suprimentos. As embarcações responsáveis por essa atividade são chamadas

Platform Supply Vessels, ou simplesmente, PSVs. Os PSVs são embarcações com grande

versatilidade de cargas, possuindo tanques para diferentes substâncias líquidas e uma grande

área de convés para transporte de equipamentos de diversos tipos. A Figura 1 mostra um

exemplo dessa embarcação.

Figura 1 - PSV Far Starling

Embarcações desse tipo podem ser consideradas de porte médio, pois possuem

comprimento entre 60 e 90 metros. A superestrutura localizada a vante também é uma

característica desses navios, pois privilegia o espaço de carga no convés. Além disso, é comum

possuírem guindastes para a movimentação dessas cargas e sistemas de combate a incêndio.

A rota típica realizada pelos supridores possui três alternativas:

Base – Plataforma

Plataforma 1 – Plataforma 2

Plataforma – Base

Para cada trecho variam, principalmente, os tipos de cargas transportadas, que serão

detalhadas ainda nesse capítulo.

3

2.1. O Mercado de Embarcações de Apoio Marítimo

De acordo com a Associação Brasileira das Empresas de Apoio Marítimo (ABEAM)

existem hoje, no Brasil, cerca de 50 empresas operando efetivamente em apoio marítimo, com

uma frota de 450 embarcações até 2012. Estima-se que os gastos em afretamento já ultrapassem

US$ 4,5 bilhões.

Esse número deve continuar aumentando com a implementação do Prorefam

(Programa de Renovação da Frota de Apoio Marítimo). Só até 2018 a Petrobras vai colocar em

operação mais 74 navios.

Como mostrado na Figura 2, a maior parte da frota é constituída de PSVs, que

corresponde a cerca de 40% da frota de apoio marítimo.

Figura 2 - Distribuição da frota de apoio marítimo operando no Brasil

A projeção até 2020, considerando o gigantesco investimento realizado pela Petrobras

de cerca de US$ 236,7 bilhões no período entre 2013 e 2020, mostra que a frota pode ter um

aumento de mais de 50% em relação aos números atuais, como mostrado no gráfico da Figura 3.

Figura 3 - Evolução da frota de apoio marítimo

4

2.2. Cargas Transportadas

É comum que navios de carga sejam classificados quanto à sua máxima capacidade de

carga instalada. Os PSVs normalmente carregam esse número em sua nomenclatura. Portanto,

uma embarcação desse tipo é, por exemplo, usualmente chamada de PSV 3000 ou PSV 4500,

significando esses valores, em toneladas, a sua máxima capacidade de carga.

As capacidades são variadas, partindo de 1000 toneladas e podendo chegar a 5000 ou

até mais, dependendo do propósito para o qual a embarcação será construída. No Brasil, os mais

comuns são os de 3000t a 4500t, correspondendo a aproximadamente 72% da frota, como

mostra o gráfico da Figura 4.

Figura 4 - Distribuição da Frota de PSVs por tipo

Um PSV típico possui dois métodos usuais de transporte de carga. O primeiro, abaixo

do convés, é através de tanques para diferentes líquidos. Já o segundo, acima do convés, é

utilizado para cargas sólidas. Ambas serão descritas abaixo.

2.2.1. Cargas abaixo do convés

São cargas líquidas consumíveis pelo próprio navio e pela plataforma, transportadas em

tanques específicos projetados para cada tipo de material. São eles:

Água potável e Água doce – utilizada para consumo da tripulação da plataforma

suprida e do próprio PSV. A transferência para a plataforma se dá através de um

sistema de tubulações e bombas específico para esse tipo de carga, segregado

para evitar contaminações.

Óleo Combustível – utilizado para abastecer geradores de equipamentos da

plataforma e do próprio navio. O mais comum é o óleo diesel. É transferido

para plataforma por um sistema próprio de bombas e tubulações para evitar

contaminação.

Fluido (Lama) de perfuração – consiste em uma mistura de substâncias

químicas com argila. É utilizada na atividade de perfuração do poço de petróleo,

serve para lubrificar e arrefecer a broca, remover cascalhos e controlar a pressão

5

do poço durante a operação. O processo de transferência do navio para a

plataforma é similar aos anteriores.

Salmoura - consiste em uma solução de água e sal em grande concentração

utilizada na perfuração para prevenir o colapso do poço, fortalecendo suas

paredes. Seu processo de transferência segue os padrões dos anteriores.

Cimento – utilizado para estruturação, revestimento e isolamento do poço de

petróleo e em estruturas submersas. É transportado em silos que isolam a carga

da umidade. Sua transferência é realizada por compressores instalados na

embarcação.

2.2.2. Cargas acima do convés

São cargas sólidas transportadas em diferentes unidades de armazenamento. Estas

unidades são específicas para o transporte de cargas offshore e seguem diretrizes diferentes das

cargas transportadas por navios convencionais. São elas:

Container Offshore;

Cestas de resíduos;

Big Bags;

Carretéis;

Risers de perfuração;

Tubos de revestimento; e

Equipamentos e Bases.

A seguir serão detalhados os diferentes tipos de unidades de armazenamento a serem

transportados pelo PSV.

a) Container Offshore

A DNV Standard For Certification 2.7-1 define o container offshore como uma unidade

portátil com 25 toneladas de peso máximo para uso repetido de transporte de alimentos ou

equipamentos, manuseável em mar aberto destinado à plataforma, da plataforma à base ou entre

plataformas e navios. Esses containers só podem ser empilhados se forem projetados para isso,

excetuando as situações de transporte, quando nunca podem ser empilhados.

Existem diversos tipos de containers, podendo ser refrigerados ou não, utilizados como

estações de serviço (laboratórios, por exemplo), abertos ou fechados e com comprimentos que

variam de 6 a 40 pés.

Dependendo do tipo de material a ser transportado, eles podem conter divisórias

internas como prateleiras, suportes e até equipamentos integrados. As Figuras 5 e 6 ilustram

esse tipo de carga.

6

Figura 5 - Container Offshore Refrigerado de 20’

Figura 6 - Vista interna de um container offshore de 10' com prateleiras

b) Cestas de Resíduos

As cestas de resíduos são normalmente transportadas no trajeto da plataforma até a base,

uma vez que carregam os resíduos gerados pela plataforma que serão posteriormente

descartados e tratados.

7

Assemelham-se com as cestas de entulho vistas em obras civis, mas seguem as mesmas

normas classificadoras dos containers offshore, podendo ser abertas, fechadas ou apenas

cobertas. Assim, as restrições aplicadas aos containers offshore se mantêm para as cestas de

resíduos.

Devem conter olhais e estruturas próprias para içamento. Para uma unidade de 13’,

considerada grande, possui um peso máximo de 7 toneladas. A Figura 7 mostra uma típica cesta

de resíduos.

Figura 7 - Cesta de Resíduos

c) Big Bags

Big Bags, como visto na Figura 8, são sacas que podem transportar alimentos como

cereais, fármacos, produtos químicos ou outros granéis em pequena quantidade. Possuem alças

para içamento e podem ser facilmente acomodadas em porões ou sobre um convés.

Apesar da baixa resistência e de poderem rasgar se não for tomado o devido cuidado

com seu manuseio, sua principal vantagem em relação aos outros métodos de transporte é o

pequeno volume que ocupam quando vazios. Assim, em uma viagem de retorno se torna fácil

armazená-los sem prejudicar o espaço de carga.

8

Figura 8 - Big Bag

d) Carretéis

O transporte de cabos, cordas e mangueiras traz uma dificuldade evidente em termos de

utilização de espaço. Nesse aspecto, o uso de carretéis e bobinas se torna necessário e

considerado de grande eficiência. Assim, os carretéis possuem importante papel no transporte

offshore.

Para facilitar a organização e o manuseio, os carretéis são transportados em bases

retangulares e fixados no convés de carga. Podem ter diversos tamanhos, dependendo se

transportam cordas, cabos elétricos, de aço ou mangueiras de variados diâmetros.

De acordo com a dificuldade e utilização da carga transportada, o carretel pode conter

uma unidade de força própria, normalmente um motor elétrico, para carga e descarga. Um

exemplo típico é mostrado na Figura 9.

Figura 9 - Carretel com base e unidade de força

9

e) Riser de Perfuração

Com o aumento gradativo e acentuado da profundidade dos novos poços de petróleo e

as variadas dificuldades em acessá-los, como a espessa camada de sal do Pré-Sal, por exemplo,

a tecnologia empregada nos risers de perfuração se supera em curtos espaços de tempo.

O aumento da lâmina d’água exige maiores quantidades de risers, o que pressiona os

navios de transporte por uma maior capacidade de carga e agilidade para entregar o produto.

O riser de perfuração é caracterizado por um duto central, de maior diâmetro, por onde

passará a broca. Adjacente a ele se localizam dutos menores que abrigam redes de fluido de

perfuração, conforme a atividade de perfuração avança.

Acoplado em sua carcaça estão flutuadores, que auxiliam a manutenção da posição do

riser. Por ser uma atividade demorada e precisa, o riser deve sofrer o menor desvio de

posicionamento possível para que não fique sujeito a tensões cisalhantes. A Figura 10 mostra

risers de perfuração com flutuadores.

Os tramos do riser podem ser de diversos tamanhos. Uma unidade de 27,5m de

comprimento e 1,4m de diâmetro, por exemplo, pesa 31 toneladas.

Figura 10 - Riser de perfuração com flutuadores

10

f) Tubos de Revestimento

Durante a perfuração do poço a possibilidade de haver um desmoronamento com o

avanço da broca é considerável. Para evitar esse tipo de problema e dar suporte aos

equipamentos da cabeça do poço, são instalados, concomitantemente à perfuração, tubos de

revestimento, como os observados na Figura 11, fabricados em aço especial.

Além disso, esses tubos evitam a perda do fluido de perfuração e garantem seu retorno

para tratamento. Os tubos de revestimento, à medida que são instalados, formam uma coluna de

revestimento que mais tarde será melhor fixada à parede do poço pela injeção de cimento na

folga existente entre eles.

Como exemplo, o maior tubo de revestimento produzido pela fabricante Tennaris

Confab, com 0,508m de diâmetro externo (20 pol.) possui um peso específico de 140 kg/m para

uma espessura de 0,438 polegada e 158,5 kg/m para espessura de 0,5 polegada.

Figura 11 - Tubo de revestimento

g) Equipamentos

Diversos equipamentos com uma infinidade de objetivos diferentes podem ser

requisitados pelas plataformas. Como normalmente possuem formatos assimétricos e de difícil

armazenagem, a mesma solução usada nos carretéis se torna necessária. Assim, os

equipamentos costumam ser transportados em bases retangulares para melhor acomodação e

distribuição de peso no convés de carga.

11

Um exemplo recorrente para transporte na indústria petrolífera, ilustrado na Figura 12, é

o B.O.P. (Blowout Preventer). Esse equipamento é constituído por várias válvulas de altíssima

pressão que são acionadas em casos de emergência durante a perfuração do poço. O B.O.P. é

acoplado no riser de perfuração e caso haja um refluxo forte ou mesmo uma explosão no poço,

as válvulas se fecham automaticamente prevenindo um acidente.

O B.O.P pode ser acoplado a uma base retangular de 3,7m x 4,5m e pesa em torno de 37

toneladas.

Figura 12 - Blowout Preventer

2.3. Função Secundária

A principal função secundária dos navios PSV é o combate a incêndio (Fire Fighting)

em plataformas ou outras embarcações. O sistema de combate a incêndio, também conhecido

como sistema Fi-Fi, consiste em um conjunto de bombas centrífugas para sucção da água do

mar e posterior jateamento através de canhões d’água localizados no tijupá.

O sistema Fi-Fi, possui três tipos de classificação, sendo a classe II adotada para PSVs.

A Figura 13 mostra as diversas classificações, ao passo que a Figura 14 demonstra a utilização

do sistema.

12

Figura 13 - Classificação dos sistemas de combate a incêndio

.

Figura 14 - PSV utilizando o sistema de combate a incêndio

13

3. APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA E PREMISSAS

A operação típica do supridor consiste em, uma vez atracado, ser carregado com os itens

demandados pelas unidades flutuantes. Qualquer combinação das cargas explicadas no item 2.3

é aplicável. Em uma mesma viagem, diversos propósitos podem ser atendidos, desde uma

atividade complexa de perfuração até um simples reabastecimento.

O carregamento no porto pode ser demorado. No terminal do Rio de Janeiro, são poucos

os navios que podem ficar atracados simultaneamente. Como mostrado no item 2.2, a frota de

supridores é a maior no ramo de apoio marítimo em atividade. Os principais campos de petróleo

também são localizados na região sudeste, tornando o terminal carioca uma base estratégica

para a Petrobras. A figura 15 apresenta uma foto de satélite do terminal do Rio de Janeiro.

Figura 15 - Terminal de Apoio Offshore do Rio de Janeiro

Figura 16 - Vista da Ponte Rio Niterói mostrando as embarcações de apoio offshore fundeadas

A escassez de área útil do terminal causa uma enorme fila na área de fundeio, observada

inclusive da Ponte Rio Niterói, como na Figura 16. O carregamento deve ser feito através de

14

guindastes móveis para as cargas maiores, sendo transportadas uma por vez. Os diversos

equipamentos também exigem cuidados diferentes no seu manuseio. O içamento de um

container, por exemplo, tem um procedimento diferente de um carregamento de risers.

Em vista desses entraves e em busca de otimizar o carregamento dos PSVs, será

proposto nesse trabalho a criação de um convés móvel, que deverá ser completamente carregado

no cais, sem a presença obrigatória do navio, e transportado diretamente à embarcação, quando

a mesma for atracada. Esse projeto visa uma melhora significativa na operação dos PSVs

afretados pela Petrobras no abastecimento às suas plataformas.

3.1. Premissas do projeto

Para viabilizar o projeto de convés móvel, devem ser feitas diversas análises, incluindo

tanto o navio beneficiado pelo projeto, quanto a sua própria definição e estrutura. O terminal

também deve suportar sua utilização sem ser afetado em suas atividades normais.

De início, o projeto deve ser o mais barato e simples possível. Isso implica em não fazer

mudanças radicais na embarcação e propor uma estrutura otimizada de fácil manuseio e

operação. A unidade deve ser transportada de modo que o terminal não sofra modificações em

seu layout.

O convés móvel deve atender plenamente a capacidade de carga de projeto do navio.

Assim, soluções que inutilizem parte do espaço de carga ou que tragam outras dificuldades à

embarcação não serão consideradas válidas. A fixação do convés também deve atender ao

requisito de simplicidade, uma vez que complicações nessa etapa também provocariam

transtorno quanto ao tempo de porto e a viabilidade do projeto poderia ser questionada.

Nesse trabalho serão estudados os possíveis carregamentos típicos dos PSVs que se

destinam às atividades atuais da Petrobras. A pior condição será escolhida para o

dimensionamento e manuseio do convés.

A embarcação alvo deverá ser estudada e as novas condições de estabilidade deverão

ser analisadas detalhadamente. Como a proposta do convés, por definição, implica em uma

carga de grande magnitude e relativamente elevada às condições de projeto originais da

embarcação, esse estudo será crítico para a viabilidade da proposta. Os dados de entrada para

essa etapa foram adquiridos com os projetistas da embarcação analisada e seguem as condições

originais de projeto. Serão utilizadas ferramentas computacionais aplicadas em empresas de

engenharia para a obtenção de um resultado confiável.

As dimensões principais serão definidas a partir da escolha de uma embarcação que se

encaixe nos perfis de utilização explicados no capítulo anterior. Com os dados da embarcação

em mãos, deverá ser definido o maior espaço de carga possível dentro de seus limites, uma vez

que a perda de espaço de carga original do navio deva ser mínima para que o projeto seja viável.

É necessário que o convés móvel seja apoiado nos reforços primários do navio, para que

a estrutura da embarcação absorva parte da carga, aliviando a estrutura projetada nesse trabalho

e para que o chapeamento original do convés não sofra modificações, já que estará sujeito a uma

carga concentrada não considerada no projeto inicial. Os cálculos, porém, serão realizados

considerando o apoio total da carga por parte da estrutura do convés móvel.

15

O meio de transferência não deve impactar o terminal e deve possuir grande capacidade

de manobra, devido às limitações físicas do mesmo. Suas dimensões serão importantes tanto

para o dimensionamento da estrutura do convés e de seus apoios, quanto para a altura mínima

de seu suporte no navio, para que ele possa ser retirado.

Com a altura do meio de transferência definida, será possível dimensionar o tamanho

dos apoios, seja em terra, quando ficará apoiado no cais, ou no mar, apoiado no navio. Esse

apoio deverá facilitar ao máximo a operação de carga e descarga, cumprindo as premissas do

baixo custo e da simplicidade.

Nessa linha de raciocínio foi decidido que o convés móvel deveria ser suportado pela

sua própria estrutura, não havendo picadeiros ou stools. Assim, seria possível manipulá-lo com

facilidade, tornando o transporte e carregamento mais rápidos e eficientes. Mais uma vez, essa

definição terá impacto direto na definição da estrutura do convés móvel, de forma que suporte

na condição apoiada todas as cargas atuantes do transporte e do carregamento.

A análise de estabilidade será conduzida, para que seja encontrada a maior altura

possível da estrutura, considerando a altura do centro de gravidade da pior carga identificada.

Essa altura será importante para a definição dos elementos estruturais quanto ao seu módulo de

resistência às cargas aplicadas pelo transporte e pela condição navegando.

O cálculo estrutural do convés móvel será realizado de forma analítica e compreenderá

apenas o dimensionamento da chapa contínua do convés e de seus reforçadores. As vigas

responsáveis pelo apoio da estrutura não fazem parte do escopo desse trabalho.

A metodologia para o cálculo estrutural seguirá o conceito aplicado para o

dimensionamento da estrutura de navios, utilizando regras de sociedades classificadoras e

manuais de institutos internacionais reconhecidos.

Serão usados, como ferramentas de apoio, softwares de cálculos e de modelagem

computacional, para melhor visualização e compreensão das análises. Os modelos serão

disponibilizados para estudos complementares a este.

O objetivo do cálculo estrutural será provar que um projeto desse tipo é viável

tecnicamente, sendo de fácil construtibilidade e versátil a diversas aplicações. Devem ser

atendidos os requisitos mínimos de módulo de resistência pelos reforçadores. Todas as

espessuras calculadas devem ser majoradas pelos valores comerciais praticados no mercado

siderúrgico. Verificações adicionais locais deverão ser realizadas para demonstração da

capacidade de absorção das cargas por parte da estrutura do convés móvel. Esses cálculos

compreenderão uma análise de flambagem nos reforçadores secundários.

Como a estrutura será projetada analiticamente, reforços locais típicos não serão

dimensionados nesse trabalho, ficando a cargo da empresa que fará o projeto básico do convés

móvel. A estimativa feita nessa etapa será um cálculo estrutural preliminar, visando à aceitação

do projeto. Análises locais futuras devem ser realizadas utilizando métodos de elementos finitos

para que sejam identificados possíveis pontos de melhoria estrutural.

16

4. MÉTODOS DE TRANSFERÊNCIA

Na indústria naval e offshore, a movimentação de estruturas de grandes dimensões é

uma atividade frequente. Comumente chamada de Load-out, como o próprio nome sugere, essa

operação consiste em transportar a estrutura de sua posição de origem até um navio ou barcaça

para ser transportada até seu destino final. Esse carregamento pode ocorrer de forma transversal

ou longitudinal e pode ser realizado de diversas maneiras, como por içamento, rolagem (roll-

on/roll-off), transporte sobre rodas ou deslizamento (skidding).

As alternativas de transferência serão debatidas nesse capítulo para que se escolha a que

melhor se adaptará as necessidades da proposta descritas no capítulo anterior.

4.1. Içamento

Presente em grandes estaleiros, com o uso de guindastes de grandes dimensões, o

transporte por içamento é amplamente utilizado. A estrutura é calculada e preparada para

receber os cabos em olhais projetados para aguentar todo o seu peso em poucos pontos de

sustentação.

As unidades de içamento podem ser terrestres ou marítimas. No segundo caso, são

chamadas de cábreas e possuem capacidade de carga gigantesca. Costumam ser usadas na

movimentação de grandes blocos do navio durante a sua construção. Essa capacidade, em

alguns casos, chega a ser superior a 5000 toneladas. Um exemplo desse sistema pode ser

observado na Figura 17.

Figura 17 - Cábrea içando torre de perfuração no Estaleiro Hyundai

A construção de plataformas também utiliza esse método para a integração dos módulos

de processamento de petróleo de FPSOs. Recentemente, durante a conversão da plataforma P-58

da Petrobras, o guindaste PTC 200 DS da Mammoet, visto na Figura 18, foi utilizado para içar

os módulos e realizar a integração no Estaleiro Rio Grande.

17

Figura 18 - Içamento de módulo da P-58 pelo Mammoet PTC 200 DS

Porém, uma estrutura desse porte não se enquadraria nas restrições físicas do terminal

do Rio de Janeiro. Além disso, a instalação e transporte dessas unidades possuem um preço

extremamente elevado, que inviabilizariam o projeto já em sua etapa inicial. Outra desvantagem

do método é obstrução da área de circulação do terminal.

Como a proposta definiu, essas restrições tornam o método inválido para ser utilizado

no transporte do convés móvel até a embarcação.

4.2. Deslizamento (Skidding)

Esse método tem como ideia central o deslizamento da carga através de trilhos, com o

auxilio de macacos hidráulicos que empurram e freiam o bloco transportado. Grandes estruturas

como jaquetas e cascos de plataformas do tipo SPAR são movimentados dessa forma até navios

semissubmersíveis, conhecidos como heavy lifts, que os levarão ao destino final. Um exemplo

desse carregamento pode ser visto na Figura 19.

Eficiente e confiável, o deslizamento é amplamente utilizado na indústria naval e

offshore. Existem empresas especializadas que fornecem todo o sistema integrado e

dimensionado para o propósito do cliente.

Os macacos hidráulicos, vistos na Figura 20, podem atuar empurrando a estrutura ou

puxando. O trilho pode conter sapatas, chamadas Skid Shoes, que fazem a estrutura deslizar ou

pode conter rolos. Esses últimos podem gerar problemas, emperrando a movimentação.

18

Figura 19 - Deslizamento de um casco de plataforma do tipo SPAR em um navio semissubmersível

Figura 20 - Sistema hidráulico tipo push-pull

Novamente, apesar de eficiente, esse método penaliza a área útil do terminal, pois os

trilhos de deslizamento devem ser fixados permanentemente no chão do cais. Além disso, os

movimentos possíveis são restritos, não havendo possibilidade de manobra. Todo o caminho de

deslizamento teria de ser inutilizado para outras atividades do terminal.

19

Em questões financeiras, os equipamentos hidráulicos, fundações dos trilhos e

manutenção possuem custos elevados.Como no método anterior, essas restrições invalidam o

sistema para ser utilizado nesse estudo.

4.3. Transporte sobre rodas

Podem ser realizados de diversas maneiras. Costumam ser utilizados em transportes

terrestres ou em situações que exijam certa capacidade de manobra. Os trailers de transporte

podem ser tracionados por caminhões e tratores ou podem ter propulsão própria.

As unidades movidas por caminhão geram um transtorno a mais por não serem

modulares e por conta do raio tático de giro. As de propulsão própria, por sua vez, possuem

grande capacidade de manobra, podem ser separadas em pequenos módulos e apresentam

funcionalidades interessantes como plataforma de carga hidráulica que pode ser elevada. Por

essas qualidades, essas unidades foram escolhidas para o transporte do convés móvel e serão

detalhadas a seguir.

4.4. Meio de transferência escolhido

Também chamados de boogies, os SPMTs (Self-Propelled Modular Transporter),

possuem diversas características que o tornam perfeito para esse tipo de operação. Podem-se

destacar entre elas a plataforma elevatória e a suspensão hidráulica adaptativa, que corrige

pequenos desníveis no caminho, como rampas de acesso.

A unidade é controlada completamente por controle remoto, facilitando a operação de

manobra e oferecendo maior segurança. Por ser composto de unidades modulares, o boogie

pode ser configurado de acordo com a dimensão da carga que vai transportar. Os módulos se

apresentam em configurações de 4 e 6 eixos.

Empresas especializadas em transporte de carga pesada possuem grandes frotas desses

veículos, que são cada vez mais usados em diversas indústrias. A Sarens e a Mammoet são duas

das maiores operadoras de SPMTs do mundo.

Outra vantagem é a possibilidade de formar mais de uma fileira de boogies, muito útil

para cargas largas ou que necessitem de mais apoios. A figura 21 mostra um exemplo de boogie

realizando transporte terrestre com estruturas de grande porte.

Figura 21 - Transporte de módulo por SPMTs

20

Como ainda não foram definidas as dimensões do convés móvel, serão apresentadas

características gerais do veículo escolhido, modelo Kamag 2400 da empresa Sarens, nas figuras

22 a 24. As medidas são referentes a um único módulo.

Figura 22 - Características técnicas do Kamag 2400

Figura 23 - Sistema de suspensão hidráulica adaptativa

21

Figura 24 - Dimensões principais dos módulos de 4 e 6 eixos

Nesse catálogo ficam evidentes as seguintes características:

Compensação por eixo de 250 mm;

Elevação da plataforma de até 700 mm;e

Capacidade de carga líquida de 30 toneladas por eixo.

Os eixos do veículo são independentes e capazes de girar 360 graus, possibilitando

manobras de giro no próprio eixo e se movimentar de lado. Essas funcionalidades o tornam uma

alternativa válida e eficiente para o projeto.

Dos movimentos possíveis de se realizar com o veículo, seguem as ilustrações

fornecidas pelo catálogo da empresa.

Figura 25 - Movimento de avanço do módulo em ambas as direções

22

Figura 26 - Movimento circular de raio externo

Figura 27 - Movimento circular de raio interno

Figura 28 - Giro no próprio eixo

23

Figura 29 - Movimento lateral em ambas as direções

Figura 30 - Movimento em diagonal

A utilização desse veículo cumpre as premissas de realizar o menor número de

modificações necessárias na área do terminal e no navio, além da eficiência no transporte e

versatilidade de aplicações. As próximas etapas desse trabalho utilizarão as medidas e

capacidades apresentadas nesse capítulo para os futuros cálculos.

24

5. PROJETO DE CONVÉS MÓVEL PARA UM PSV 4500

Para o projeto de um convés móvel que atenda as necessidades de um PSV 4500, o

ponto de partida deve ser dado na direção de apontar as restrições da embarcação, do terminal

de carga e do método de transporte. Devem ser feitas considerações importantes para um projeto

bem definido.

Em primeiro lugar, é necessário calcular as dimensões máximas do convés móvel,

tomando como referência as medidas do convés de carga da embarcação com algumas margens,

para que haja uma folga entre o convés móvel, a borda falsa do navio e o acesso à

superestrutura.

Em seguida, deve ser verificada a topologia estrutural da embarcação, uma vez que os

apoios do convés móvel devem estar alinhados aos reforços gigantes ou anteparas, para que

parte da carga seja transferida para a estrutura do navio, diminuindo a solicitação por parte da

estrutura do convés.

Com as dimensões do convés móvel bem definidas, é possível dimensionar o meio de

transferência, que deve ter o comprimento máximo igual ou menor ao da estrutura carregada.

Como cada módulo possui uma carga máxima que pode ser transportada, o somatório de

módulos deve ser capaz de suportar o peso total da estrutura com um dado fator de segurança

para que o projeto seja viável.

Com os pesos definidos da estrutura e do meio de transferência, é necessária a

verificação da estabilidade da embarcação, agora com um carregamento que eleva o seu centro

de gravidade local. Essa etapa é crítica para que se defina a altura máxima que a estrutura pode

ser apoiada, impactando nas dimensões dos elementos estruturais do convés móvel. Os critérios

de estabilidade devem ser satisfeitos sem que haja alteração do projeto da embarcação, uma vez

que o objetivo do projeto é criar o mínimo de interferência possível no navio.

Estando garantida a estabilidade da embarcação, é possível projetar a estrutura do

convés móvel, respeitando os limites impostos pelas condições anteriores. Como o convés

móvel deve ser versátil e ser capaz de suportar carregamentos diversos, uma chapa contínua de

apoio se faz necessária para melhor acomodação das cargas. O sistema de apoio deve fazer parte

desse conjunto.

Definida a estrutura, a única questão que inviabilizaria esse projeto seria o espaço

disponível para movimentação e manobra no terminal selecionado. A escolha do meio de

transferência adequado praticamente garante essa etapa, mas deve ser definida uma rota de

transporte e a manobra necessária para a operação de Load-out.

5.1. O navio escolhido

No estudo de mercado apresentado no Capítulo 2, concluiu-se que a maior parte dos

PSVs possuem capacidade de carga entre 3000t e 4500t. Para uma máxima área de convés e

capacidade de carga, o estudo foi realizado considerando o maior navio nesse intervalo. O

convés móvel será projetado para uma embarcação do tipo PSV 4500.

25

Como ponto de partida para o projeto, obteve-se as dimensões principais da

embarcação, que seguem na Tabela 1:

Tabela 1 - Dimensões principais da embarcação

Onde:

LOA = Comprimento total da embarcação

B = Boca moldada

D = Pontal

CB = Coeficiente de Bloco

CP = Coeficiente Prismático

CSM = Coeficiente de Seção Mestra

LCB = Posição Longitudinal do Centro de Carena

Das dimensões obtidas, as mais relevantes para esse projeto são os dados do convés,

pois eles serão as restrições para o convés móvel. Assim, as dimensões relevantes são as

apresentadas na Tabela 2:

Tabela 2 - Restrições dimensionais do navio para o projeto do convés móvel

Área de Convés

86,57 m

19,71 m

8 m

0,722

0,736

0,982

7680,6 t

39,16 m

1,422 m

16,8 m

56 m

940,8 m²

PSV 4500

LOA

B

D

CB

CP

CSM

Deslocamento

LCB

Borda Livre

Largura do Convés

de Carga

Comprimento do

Convés de Carga

Área de Convés 940,8 m²

Largura do Convés

de Carga16,8 m

Comprimento do

Convés de Carga56 m

PSV 4500 - Restrições

26

5.2. Convés Móvel – Dimensões Principais

Com as restrições aplicadas no item anterior, configurou-se um convés móvel com as

dimensões apresentadas na Tabela 3:

Tabela 3 - Dimensões principais do convés móvel

Essas dimensões selecionadas deixam um espaço de 0,4 metros entre o convés móvel e

o cargo rail do navio em cada bordo, suficiente como margem operacional, uma vez que ainda

há uma folga entre a extremidade lateral do convés móvel e a carga posicionada. No

comprimento, a margem se torna maior, de 1 metro, para melhor acesso à superestrutura.

A Figura 31 demonstra a posição final do convés móvel na embarcação escolhida.

Figura 31 - Convés móvel posicionado e folgas

5.3. Carga Máxima

A carga transportada por um navio PSV, como vista no capítulo 2, pode ter uma grande

variedade de combinações. O objetivo desta etapa é identificar a pior condição de carregamento

para selecionar o meio de transferência mais adequado e projetar a estrutura necessária para

suportá-la.

5.3.1. Cargas analisadas

Foram consideradas as seguintes cargas:

Riser de perfuração do tipo 1:

- Comprimento por unidade = 27,5 m

Convés Móvel - Dimensões Principais

Área de Convés 880 m²

Largura do Convés

de Carga16 m

Comprimento do

Convés de Carga55 m

27

- Diâmetro = 1,4 m

- Peso por unidade = 31 toneladas

- Condição para transporte = pode ser empilhado em três camadas com 5

unidades na base.

Riser de perfuração do tipo 2:

- Comprimento por unidade = 23 m

- Diâmetro = 1,35 m

- Peso por unidade = 26 toneladas

- Condição para transporte = pode ser empilhado em três camadas com 5

unidades na base.

Container Offshore 20’

- Dimensões = 6,058 m x 2,438 m x 2,591 m

- Peso máximo por unidade = 25 toneladas

- Condição para transporte = não pode ser empilhado.

Big Bags

- Dimensões = 1,05 m x 1,05 m x 2 m

- Peso máximo por unidade = 3 toneladas

- Condições para transporte = não pode ser empilhado.

5.3.2. Condições de Carregamento

Abaixo serão descritas algumas possíveis combinações entre as cargas citadas no item

anterior para que seja identificada a pior condição de carregamento.

Condição de Carregamento 1

A primeira condição é composta de Risers dos tipos 1 e 2 e de containers, preenchendo

toda a área útil do container, como mostrado na Figura 32.

Figura 32 - Condição de carregamento 1

As características dessa condição estão detalhadas nas Tabelas 4 e 5.

28

Tabela 4 - Descrição da condição de carregamento 1

Tabela 5 - Centro de gravidade total do carregamento 1


A segunda condição é composta apenas de containers e big bags, como mostrado na

Figura 33.





Condição 1 Riser1 Riser2 Container 20'

Quantidade 24 12 12

Peso (t) 744 312 300

Peso Total (t) 1356

XCG YCG ZCG

26,16 0,08 1,62

Centro de Gravidade (m)

Condição 2 Big Bags Container 20'

Quantidade 150 24

Peso (t) 450 600

1050Peso Total (t)

XCG YCG ZCG

25,54 0,00 1,17


29


A terceira condição de carregamento é composta apenas de Containers e Risers do tipo

1, como mostrado na Figura 34.



Tabela 8 – Descrição da condição de carregamento 3



Nessa condição será considerado apenas o transporte de Risers do tipo 1 por toda a

extensão do convés móvel, como mostrado na Figura 35.

Condição 3 Riser 1 Container 20'

Quantidade 24 24

Peso (t) 744 600

1344Peso Total (t)

XCG YCG ZCG

26,03 0,00 1,61


30






Para a quinta e última condição de carregamento, será considerado apenas o transporte

de containers, ocupando toda a área do convés móvel, como mostrado na Figura 36.



Condição 4 Riser 1

Quantidade 48

Peso (t) 1488

Peso Total (t) 1488

XCG YCG ZCG

27,50 0,00 1,87


31



5.3.3. Carregamento Crítico

As análises realizadas no item anterior mostram que a pior condição de carregamento

considerando o maior peso total e a maior posição vertical do centro de gravidade total da carga

é a Condição de Carregamento 4, a qual transporta apenas Risers do tipo 1, que pode ser vista

na figura 37, modelada no software AutoCAD.

Figura 37 - Condição de Carregamento 4 modelada no AutoCAD

O projeto do convés e a definição do meio de transferência considerará sempre esta

como carga aplicada e as próximas etapas serão realizadas com base nesses resultados.

5.4. Meio de Transferência

Com o comprimento total definido, o cálculo da quantidade máxima de boogies que

deverão ser utilizados será dado em função do comprimento de cada módulo do boogie. Do

catálogo da empresa Sarens, mostrado do capítulo 4, obteve-se o seguinte comprimento por

módulo de:

Condição 5 Container 20'

Quantidade 54

Peso (t) 1350

Peso Total (t) 1350

XCG YCG ZCG

27,50 0,00 1,30


32

Módulo de 4 eixos – comprimento da plataforma = 5,6 m

Módulo de 6 eixos – comprimento da plataforma = 8,4 m

Fazendo a divisão pelo comprimento total do convés móvel, chega-se a um número

máximo de módulos de:

Módulo de 4 eixos – 9 módulos por fileira

Módulo de 6 eixos – 6 módulos por fileira

Como capacidade de carga, o modelo de SPMT escolhido suporta até 30 toneladas por

linha de eixo. O peso suportado deve ser considerado como o de carregamento crítico acrescido

de uma margem estimada para o peso da estrutura, de forma que:

(1)

Com o resultado da equação (1) é possível calcular o número mínimo de eixos

necessários para suportar o carregamento total estimado através da equação (2).

(2)

Por segurança, já que o valor do peso é estimado por não se ter a estrutura, será utilizada

a melhor combinação de módulos possível com número de eixos imediatamente acima da

mínima requerida, que seja múltipla da quantidade de eixos possível por módulo, ou seja:

Duas configurações são possíveis para essa quantidade de eixos:

Utilizando módulos de 4 eixos cada, serão necessárias 15 unidades

Utilizando módulos de 6 eixos cada, serão necessárias 10 unidades

Analisando as duas possibilidades, a primeira opção resulta em um número ímpar de

módulos. Como eles devem ser posicionados em duas fileiras, essa possibilidade provocaria um

enfileiramento assimétrico, tornando as reações ao peso da carga desequilibradas ao longo da

estrutura. Assim, essa possibilidade foi descartada, uma vez que uma das premissas do projeto é

de que seja o mais simples possível.

Já a segunda configuração apresenta a oportunidade de formar duas fileiras iguais de

módulos, com cinco unidades cada, tornando a operação mais simples e o meio de transferência

mais compacto e eficiente, cumprindo os objetivos da proposta.

Como descrito no catálogo do equipamento, a altura mínima da plataforma dos módulos

é de 1,25 metros e a máxima é de 1,75 metros. Assim, o convés deve ser apoiado com pelo

menos 0,1 metro de folga para a altura mínima do boogie para que o mesmo possa desembarcar.

33

Definido o meio de transporte, deve-se escolher a melhor posição em relação à atuação

da carga, para que não sobrecarregue a estrutura do convés móvel desnecessariamente. As

Figuras 38 e 39 mostram, em vermelho, a posição em que o sistema deve atuar, diretamente

abaixo dos grupos de risers, no modelo em AutoCAD.

Figura 38 - Posicionamento do meio de transferência - vista inferior

Figura 39 - Posicionamento do meio de transferência - vista frontal

5.5. Equilíbrio e Estabilidade

Com os pesos e posicionamentos definidos, é de grande importância para a verificação

de viabilidade do projeto, saber o quão afetada será a estabilidade do navio, sem que haja

modificações em sua compartimentação.

A estabilidade calculada na situação de projeto da embarcação continha uma carga de

convés de 2200 toneladas com posição vertical do centro de gravidade um metro acima do

convés. A nova estabilidade deve ser calculada levando em consideração todas as margens

aplicadas até esse ponto, com carga inferior à condição original de projeto, porém, com

significativa elevação do centro de gravidade.

34

As condições serão calculadas, a princípio, considerando todos os tanques de lastro e de

carga da embarcação vazios e com consumíveis em condições de partida (97% dos tanques

cheios), condição intermediária, que representa a chegada à plataforma (50% dos tanques

cheios) e condição de chegada (10% dos tanques cheios).

Como essa não é uma condição original de projeto, mas uma adaptação para uma

atividade específica, a utilização de lastro caso as condições mínimas de equilíbrio e

estabilidade não forem satisfeitas é aceitável.

Duas análises devem ser feitas na condição de partida. A primeira é na operação de

transporte do convés móvel, quando o meio de transferência está embarcado e com o convés

móvel suspenso na altura máxima. A segunda é com a estrutura já apoiada no navio sem o meio

de transferência.

A próxima análise considera que a embarcação chegou à plataforma de destino. O pior

cenário nesse caso são os tanques com 50% da capacidade e a carga ainda embarcada.

A condição de chegada não representa uma preocupação, pois os resíduos trazidos e a

estrutura apresentam um peso total muito inferior ao do carregamento crítico e uma menor

elevação do seu centro de gravidade.

O objetivo principal desse cálculo é obter um valor máximo de altura que a carga pode

ser transportada. Esse valor será a restrição a ser aplicada ao cálculo da estrutura do convés

móvel, limitando a altura das vigas onde ficará apoiado.

5.5.1. Análise de Equilíbrio

Antes de calcular a estabilidade da embarcação, é necessário descobrir se a condição de

partida, com a carga crítica à ré do centro de gravidade do navio, garante um equilíbrio dentro

da norma, que impõe as seguintes restrições:

Não deve haver trim negativo

O trim máximo da embarcação deve ser inferior a 1,5% LPP, ou seja, 1,218

metros

Não deve haver banda.

A restrição de banda, uma vez que o projeto original atende, pode ser controlada com o

carregamento simétrico do convés móvel, que pode ser percebido na condição crítica. Para as

duas restantes, será utilizado o software HidroMax, do pacote MaxSurf, para os cálculos de

equilíbrio e, posteriormente, estabilidade.

i) Primeira análise

A primeira rodada foi realizada com os tanques de lastro vazios, na condição de partida,

com 97% de consumíveis e considerando apenas o peso da carga acrescido da margem da

estrutura. O ZCG do convés móvel foi calculado considerando uma margem de altura para a

estrutura de um metro. Esse valor será aplicado em todas as análises.Os dados de entrada podem

ser vistos na Tabela 14.

35

Tabela 14 - Dados de entrada da primeira análise de equilíbrio

Os itens identificados como OD se referem aos tanques de armazenamento, serviço e

sedimentação de óleo diesel. Já os AD e AP se referem, respectivamente, aos tanques de

armazenamento de água doce e água potável.O resultado dessa primeira análise de equilíbrio

pode ser verificado na Tabela 15.

Tabela 15 - Resultado da primeira análise de equilíbrio

Como destacado, o trim obtido foi negativo, estando em desacordo com os critérios pré-

estabelecidos. Nessa situação, se faz necessário o uso de tanques de lastro para equilibrar a

embarcação.

Uma nova análise foi feita, dessa vez com a adição de 50% de lastro no pique-tanque de

ré e 40% no de vante, como mostra a Tabela 16.

Quantidade Peso (t) XCG (m) ZCG (m) YCG (m)

Peso Leve 1 2442 48,993 6,736 0

Convés Móvel 1 1700 27,5 12,13 0

OD_ARM_BB 97% 72,7 58,346 4,964 -8,529

OD_ARM_BE 97% 72,7 58,346 4,964 8,529

OD_SERV_BB 97% 29,21 55,484 0,716 -4,304

OD_SERV_BE 97% 29,21 55,484 0,716 4,304

OD_SED_BB 97% 26,17 58,462 0,735 -3,915

OD_SED_BE 97% 26,17 58,462 0,735 3,915

AD_ARM_BB 97% 4,966 66,578 6,322 -7,166

AD_ARM_BE 97% 4,966 66,578 6,322 7,166

AP_ARM_BB 97% 2,092 67,494 6,511 -7,007

AP_ARM_BE 97% 2,092 67,494 6,511 7,007

Total 4412 41,275 8,604 0,000

Calado à meia nau (m) 4,227

Deslocamento (t) 4413

Ângulo de banda (graus) 0

Calado na PV (m) 4,314

Calado na PR (m) 4,14

Trim (+ popa) (m) -0,174

KB (m) 2,382

KG fluid (m) 8,746

BM transv. (m) 8,702

BM Long. (m) 121,844

GM transv. (m) 2,337

GM Long. (m) 115,479

KM transv. (m) 11,083

KM Long.(m) 124,225

EQUILÍBRIO (1)

36

Tabela 16 - Dados de entrada da segunda análise de equilíbrio

Tabela 17 - Resultado da segunda análise de equilíbrio

A Tabela 17 destaca o novo valor de trim obtido, bem próximo a zero e dentro dos

critérios exigidos.

Com a mesma configuração, será testada a condição intermediária, com consumíveis a

50%, para assegurar que o navio chegue à plataforma com trim positivo e dentro dos limites. As

Tabelas 18 e 19 mostram os resultados dessa análise.


Peso Leve 1 2442 48,993 6,736 0

Convés Móvel 1 1700 27,5 12,13 0

PIQUE TANQUE RÉ 50% 99,2 1,613 5,416 0

PIQUE TANQUE VANTE 40% 56,3 76,571 4,07 0

OD_ARM_BB 97% 72,7 58,346 4,964 -8,529

OD_ARM_BE 97% 72,7 58,346 4,964 8,529

OD_SERV_BB 97% 29,21 55,484 0,716 -4,304

OD_SERV_BE 97% 29,21 55,484 0,716 4,304

OD_SED_BB 97% 26,17 58,462 0,735 -3,915

OD_SED_BE 97% 26,17 58,462 0,735 3,915

AD_ARM_BB 97% 4,966 66,578 6,322 -7,166

AD_ARM_BE 97% 4,966 66,578 6,322 7,166

AP_ARM_BB 97% 2,092 67,494 6,511 -7,007

AP_ARM_BE 97% 2,092 67,494 6,511 7,007

Total 4568 40,8 8,479 0,000






Trim (+ popa) (m) 0,033

KB (m) 2,446

KG fluid (m) 9,094

BM transv. (m) 8,521

BM Long. (m) 121,875


GM Long. (m) 115,227


KM Long.(m) 124,321

EQUILÍBRIO (2)

37

Tabela 18 - Dados de entrada da análise de condição intermediária

Tabela 19 – Resultado da análise de condição intermediária

Com a condição de equilíbrio assegurada em todos os casos, estão definidos os volumes

de lastro utilizados pelo navio para que a operação possa ocorrer com segurança. A próxima

etapa será a verificação da estabilidade da embarcação com os valores obtidos até esse

momento.

5.5.2. Análise de Estabilidade

A International Maritime Organization, IMO, define os critérios mínimos a serem

atendidos para que uma embarcação seja considerada estável. Eles são aplicáveis a todos os

navios. Porém, existem casos especiais em que os critérios gerais não conseguem ser atingidos

por um tipo específico de embarcação, como navios de pesca e de apoio offshore. Para eles,


Peso Leve 1 2442 48,993 6,736 0

Convés Móvel 1 1700 27,5 12,13 0

PIQUE TANQUE RÉ 50% 99,2 1,613 5,416 0


OD_ARM_BB 50% 37,44 58,128 3,462 -8,465

OD_ARM_BE 50% 37,44 58,128 3,462 8,465

OD_SERV_BB 50% 15,05 55,481 0,395 -4,053

OD_SERV_BE 50% 15,05 55,481 0,395 4,053

OD_SED_BB 50% 13,49 58,45 0,421 -3,609

OD_SED_BE 50% 13,49 58,45 0,421 3,609

AD_ARM_BB 50% 2,558 66,565 5,418 -7,008

AD_ARM_BE 50% 2,558 66,565 5,418 7,008

AP_ARM_BB 50% 1,078 67,491 5,71 -6,855

AP_ARM_BE 50% 1,078 67,491 5,71 6,855

Total 4437 40,3 8,601 0,000






Trim (+ popa) (m) 0,46

KB (m) 2,393

KG fluid (m) 9,234

BM transv. (m) 8,78

BM Long. (m) 125,892


GM Long. (m) 119,051


KM Long.(m) 128,285

EQUILÍBRIO (3)

38

foram considerados novos limites, menos conservadores que os gerais. Contudo, a análise

realizada vai considerar como limitante os critérios gerais, utilizando os específicos apenas se

ocorrer a inviabilização do projeto pelo não atendimento aos mesmos.

Os critérios de estabilidade aplicáveis a todos os navios são:

A área sob a curva GZxθ de 0 até o ângulo de GZ máximo deve ser maior que

3.151 m.deg;

A área sob a curva GZxθ de 30 a 40 graus deve ser maior que 1.719 m.deg;

O braço GZ máximo acima de 30 graus deve ser maior que 0.2 m;

O braço GZ máximo deve ocorrer em um angulo maior que 25 graus;

O GM inicial deve ser maior que 0.15 m;

As Tabelas 20 e 21 mostram os resultados das análises de estabilidade.

Tabela 20 - Resultados da condição de estabilidade para a condição de partida

Tabela 21 - Resultados da análise de estabilidade para a condição intermediária

Esses resultados demonstram que a estimativa inicial de um metro de margem de altura

para a estrutura foi satisfeita. Porém, uma nova análise será feita para confirmar se essa é ou não

a altura máxima possível para a estrutura do convés móvel.

A Tabela 22 mostra a condição analisada, com uma diferença de apenas 0,07 metro de

elevação do centro de gravidade da carga em relação às condições testadas anteriormente.

Critérios de Estabilidade Mínimo Calculado Verificação

3.1.2.1: Área 0° a 30° (m*deg) 3,151 14,165 aprovado



3.1.2.2: Máx GZ a 30° ou maior (m) 0,2 0,69 aprovado

3.1.2.3: Ângulo de GZ máximo (deg) 25 25,5 aprovado

3.1.2.4: GM transv. Inicial (m) 0,15 1,872 aprovado

CONDIÇÃO DE PARTIDA






3.1.2.3: Ângulo de GZ máximo (deg) 25 25,5 aprovado


CONDIÇÃO INTERMEDIÁRIA

39

Tabela 22 - Condição de teste para verificar a altura máxima possível da estrutura

Tabela 23 - Verificação da estabilidade para a condição de teste

Está demonstrado na Tabela 23, que a estimativa inicial de um metro de altura para a

estrutura do convés móvel se mostrou coerente e aceitável, atendendo aos requisitos de

estabilidade e equilíbrio. Como uma estrutura desse porte é viável de ser construída, não houve

necessidade de utilizar critérios específicos menos conservadores para a estabilidade da

embarcação, como era o objetivo dessa análise.

O projeto original do navio atendeu a todos os requisitos sem necessitar de mudanças

em sua compartimentação e estrutura. Pode-se considerar que houve êxito no objetivo de tornar

o projeto o mais simples e sem interferência possível.

5.6. Projeto Preliminar da Estrutura do Convés Móvel

Os cálculos realizados até o momento servem de base para um projeto preliminar de

estrutura do convés móvel. Nessa etapa será definida a espessura do chapeamento do convés,

bem como os reforçadores transversais.

A altura máxima de um metro para a estrutura do convés com os reforços transversais

impõe dificuldades construtivas no que diz respeito ao espaço necessário para soldar os perfis na

chapa. Por isso, a primeira ideia, que compreendia em duas chapas, uma apoiando a carga e a


Peso Leve 1 2442 48,993 6,736 0

Convés Móvel 1 1700 27,5 12,2 0

PIQUE TANQUE RÉ 50% 99,2 1,613 5,416 0


OD_ARM_BB 50% 37,44 58,128 3,462 -8,465

OD_ARM_BE 50% 37,44 58,128 3,462 8,465

OD_SERV_BB 50% 15,05 55,481 0,395 -4,053

OD_SERV_BE 50% 15,05 55,481 0,395 4,053

OD_SED_BB 50% 13,49 58,45 0,421 -3,609

OD_SED_BE 50% 13,49 58,45 0,421 3,609

AD_ARM_BB 50% 2,558 66,565 5,418 -7,008

AD_ARM_BE 50% 2,558 66,565 5,418 7,008

AP_ARM_BB 50% 1,078 67,491 5,71 -6,855

AP_ARM_BE 50% 1,078 67,491 5,71 6,855

Total 4437 40,3 8,628 0,000






3.1.2.3: Ângulo de GZ máximo (deg) 25 24,5 reprovado


CONDIÇÃO DE TESTE

40

outra apoiada no boogie, se mostrou inviável. A solução foi colocar apenas uma chapa com

reforços transversais maiores.

Duas opções são válidas a partir de agora. A primeira seria apoiar a chapa no boogie,

deixando os reforços voltados para cima, apoiando a carga sobre seus flanges. Porém, isso

tornaria a operação do convés arriscada e limitada, não permitindo que funcionários transitem

pelo espaço de carga e atrapalhando o carregamento de unidades diferentes, como mencionado

nos capítulos anteriores.

A solução mais adequada seria, então, inverter a chapa contínua, apoiando agora a

carga, e deixar o apoio nos boogies por conta dos flanges dos reforçadores.

5.6.1. Definição da Espessura do Chapeamento

É notável que os elementos transversais devam ter dimensões maiores por conta disso.

Como a área de apoio dos boogies é pequena comparada à área total do convés, para que os

reforços fossem calculados com maior módulo de resistência, decidiu-se aplicar uma carga

concentrada na viga de apoio ao invés de distribuí-la pela área da plataforma do meio de

transferência.

Para o cálculo do chapeamento do convés foi utilizada a regra da classificadora ABS. A

fórmula indicada para o cálculo é descrita pela equação (3).

(3)

Onde:

Obs: Como fator de segurança, adota-se:

Assim:

Como as chapas possuem espessuras comerciais fixas, mostradas no catálogo da Gerdau

na Figura 40, foi escolhida a espessura imediatamente acima da calculada.

41

Figura 40 - Catálogo de espessuras comerciais para chapas grossas

Assim:

5.6.2. Dimensionamento dos Reforçadores Transversais

Utilizando ainda a regra da ABS, para o dimensionamento dos reforçadores

transversais, é necessário calcular o módulo de seção mínimo requerido para cada reforçador.

Esse cálculo será feito primeiro considerando uma carga distribuída, para em seguida aplicar o

fator de segurança de que o módulo de seção mínimo seja o dobro do calculado.

A equação (4) descreve a expressão do módulo de seção mínimo requerido.

(4)

Onde:

Assim:

42

Com o auxílio de uma planilha programada com as fórmulas citadas anteriormente,

foram realizadas diversas tentativas para superar o módulo de seção requerido pela regra. Além

disso, foi conveniente buscar uma viga, cuja Linha Neutra estivesse o mais próxima possível de

1/3 de distância, em relação ao tamanho de sua alma, da chapa do convés.

As dimensões do reforçador encontradas estão mostradas na Tabela 24.

Tabela 24 - Dimensões do reforçador transversal

Sendo:

Para efeito de comparação e validação, dividindo o módulo de seção calculado pelo

mínimo requerido, concluiu-se que o calculado é 349% maior que o requerido. A linha neutra

posicionada a 34,5% da altura da alma em relação ao convés se mostrou muito próxima ao ideal

de 33,3%, sendo assim um reforço levemente otimizado.

5.6.3. Análise de Flambagem do Reforçador Transversal

Como verificação adicional da adequação da estrutura calculada ao carregamento e

condição de apoio, uma análise de flambagem da alma do reforçador deve ser realizada, a fim

de, se necessário, propor reforços.

Como o esforço atuante na viga é axial, o apoio do flange apenas transmite esse esforço

para a alma. Por estarem presentes o peso da carga, de cima para baixo, e a reação do apoio no

boogie, na direção oposta, a viga está sob compressão axial, o que possibilita a flambagem da

alma. A condição de contorno da viga é de uma extremidade engastada (fixa ao chapeamento) e

a outra extremidade livre, uma vez que o flange não oferece resistência contra a flambagem. Um

exemplo pode ser visto na Figura 41.

ta 12,50 mm

ha 1000,00 mm

lf 200,00 mm

tf 16,00 mm

LN 345,74 mm

I 4,29E+09 mm4

SM 6,28E+03 cm³

SMcalculado

43

Figura 41 - Exemplo de viga com flambagem da alma

A American Institute of Steel Construction, AISC, utiliza a seguinte formulação para o

cálculo de flambagem, mostrada nas equação de (5) a (8).

(5)

(6)

(7)

(8)

Onde:

Como foram definidos reforços espaçados em um metro, o convés possui um total de 53

reforçadores transversais. Porém, nem todos estão apoiados durante o transporte, já que os

boogies possuem um comprimento total por fileira de 42 metros. Assim, apenas 42 reforçadores

estarão apoiados.

A carga do convés deve ser então dividida pelos 42 reforços apoiados, resultando em

35,71 tf. Como cada reforço possui dois apoios, já que são duas fileiras de boogies, esse valor

deve ainda ser dividido por 2, cujo resultado é 17,86 tf.

É possível encontrar agora a máxima força de compressão, em tonelada-força, que cada

reforçador pode aguentar sem flambar.

44

Foi demonstrado que o reforço proposto suporta os carregamentos com facilidade.

Assim, a proposta de estrutura preliminar, calculada de forma analítica se mostrou adequada aos

requisitos máximos de projeto. As figuras 42 e 43 ilustram como deve ser a estrutura.

Figura 42 - Vista frontal da estrutura do convés móvel

Figura 43 - Vista isométrica da estrutura do convés móvel

5.7. Posicionamento e Movimentação do Convés Móvel

A partir da foto tirada por satélite exibida no capítulo 3, foi feita uma tentativa de

visualizar o posicionamento e a movimentação do convés móvel. Esse estudo está mostrado na

Figura 44, na qual o retângulo vermelho simboliza o convés móvel, enquanto o amarelo simula

o meio de transferência. O contorno verde demarca a área de armazenamento do terminal,

utilizada para estocar amarras, estacas e carretéis. Essa área deve continuar existindo, podendo

ser rearranjada para que caiba o convés.

45

Figura 44 - Simulação de posicionamento do convés móvel no terminal do Rio de Janeiro

Os boogies posicionados lateralmente ocuparão menos espaço e podem se deslocar

lateralmente até a posição de transporte do convés. A seguir, na Figura 45, foi simulada a

manobra para preparar o conjunto para o embarque.

Figura 45 - Manobra de giro no eixo para o posicionamento do convés para o embarque

46

Por fim, a operação é realizada, embarcando o convés no navio atracado, como ilustrado

na Figura 46.

v

Figura 46 - Embarque do convés móvel no PSV

Com uma velocidade estimada entre 0,5 e 1,5 km/h, o boogie carregado consegue

realizar o carregamento em um curto espaço de tempo, diminuindo a permanência do navio no

terminal, evitando a fila na área de fundeio e reduzindo os custos operacionais.

47

6. CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS

Como demonstrado no capítulo 5, o sistema de carregamento por meio do convés móvel

atendeu às expectativas de projeto e premissas definidas. A carga transportada, apesar de ter o

centro de gravidade elevado, não comprometeu a estabilidade da embarcação, não sendo

necessárias mudanças no projeto original do navio.

A estrutura proposta se mostrou apropriada para as situações de transporte terrestre e

marítimo, suportando os carregamentos críticos definidos e utilizando como apoio os próprios

reforçadores, atendendo a premissa da simplicidade na operação.

O meio de transferência escolhido provou ser o mais simples e versátil, não

necessitando de modificações físicas no terminal, possuindo boa velocidade de transporte e

capaz de manobras em pequenos espaços. Essa determinação foi de vital importância para a

viabilidade do projeto.

Para um projeto preliminar, os resultados obtidos foram considerados satisfatórios, uma

vez que atenderam a todas as premissas e expectativas de projeto e aos requisitos técnicos

necessários.

6.1. Trabalhos Futuros

Por ser esse estudo o primeiro dessa modalidade de carregamento, aperfeiçoamentos

podem ser feitos para se chegar a um projeto ótimo. Propostas estruturais mais leves devem ser

consideradas e analisadas. Um estudo aprofundado das tensões atuantes nos elementos

estruturais pode ser realizado por meio de programas utilizando o método de elementos finitos.

Novas propostas de dimensões podem ser feitas para diferentes navios. Nesse caso, é

possível que haja mudanças na topologia estrutural do convés e nas cargas transportadas. Outros

terminais podem ser incluídos em novos estudos a fim de disseminar esse projeto.

Um estudo detalhado sobre as condições de transporte, transições entre cais e navio e

sistema de amarração da carga no navio deve ser realizado para que toda a operação seja

procedida de forma segura.

A próxima etapa no calculo estrutural é o dimensionamento dos gigantes, que não foi

abordado no presente trabalho. Seus reforços contra deformações locais e estudo de fadiga

devem ser explorados para melhor garantia de integridade estrutural e de um projeto durável.

Os trabalhos posteriores podem variar bastante quanto às características gerais do

convés móvel. Porém, as premissas definidas nesse relatório devem ser levadas a diante para as

futuras definições.

48

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Institute of Steel Construction, 1989.

[2] BELLEI, Ildony H. Edifícios Industriais Em Aço: Projeto e Cálculo. São Paulo:

PINI, 2006.

[3] IMO; Resolution A749(18), Code On Intact Stability For All Types Of Ships

Covered By IMO Instruments, International Maritime Organization, 1993.

[4] MIRANDA, Aluizio Loureiro de, Análise Geral De Um PSV, Rio de Janeiro, 2011.

[5] ATHAYDE, Diego Rocha, Otimização Estrutural dos Módulos da Planta de

Processo de uma Plataforma FPSO, Rio de Janeiro, 2013.

[6] PIMENTEL, B..; LEVY, V.; Relatório 2, Projeto de Sistemas Oceânicos 2,

disponível em

<http://www.oceanica.ufrj.br/deno/prod_academic/relatorios/2013/victor_braulio/relat2/relat2br

aulyovictor.htm>, Acesso em 10/06/2014.

[7] TANCREDI, G.; JAGUAR, T.; Relatório 1, Projeto de Sistemas Oceânicos 2,

disponível em

http://www.oceanica.ufrj.br/deno/prod_academic/relatorios/2013/Gabriel_Tulio/relat1/Complet

o.htm> . Acesso em 17/06/2014.

[8] LEHTONEN, Taneli; Increasing Load-Out Capacity – Comparison of Skidding

Methods, Satakunta, Finlândia, 2013.

[9] DNV, Standard For Certification No. 2.7-1 Offshore Containers, Det Norske

Veritas, 2013.

[10] BASTOS, Diego Ferreira; Medidas Adotadas Para Otimização da Construção e

Montagem dos Módulos da Planta de Processo de uma Plataforma FPSO, Rio de Janeiro, 2014.

[11] GL Noble Denton; Technical Policy Board – Guidelines for Load-Outs 0013/ND;

GL Noble Denton; 2013.

[12] FARSTAD; Disponível em <https://www.farstad.com/> . Acesso em 03/07/2014.

[13] SARENS GmbH; Dispoível em <http://www.sarens.com/en.aspx> . Acesso em

05/07/2014.

[14] OEG OFFSHORE; Disponível em <http://www.oegoffshore.com/> . Acesso em

03/07/2014.

[15] ABS; Rules for Building and Classing – Offshore Support Vessels, Part 3, Hull

Construction and Equipment; American Bureau of Shipping, Houston, EUA, 2013.

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49

[16] DNV; Rules for Classification of Ships, Part 3, Chap.2, Hull Structural Design,

Ships with Length Less than 100 Metres; Det Norske Veritas; 2012.

[17] MAMMOET; Disponível em <http://www.mammoet.com/> Acesso em

15/06/2014.

[18] ALE; Disponível em <http://www.ale-heavylift.com/> . Acesso em 15/06/2014.

[19] BlogMercante; PSV – Os Transportadores Offshore; Disponível em <

http://www.blogmercante.com/2013/03/psv-os-transportadores-do-offshore/> . Acesso em

17/06/2014.

http://www.ale-heavylift.com/

http://www.blogmercante.com/2013/03/psv-os-transportadores-do-offshore/

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