Claudio Mueller Prado Sampaio.

O projeto visa avaliar soluções tecnológicas inovadoras para aumento de eficiência operacional de navios e, consequentemente, redução do consumo de combustível e do nível de emissão de poluentes. Essas alternativas podem ser de diversos tipos, por exemplo, equipamentos/ combustíveis alternativos, apêndices, melhorias das formas de casco e tintas especiais, envolvem diferentes níveis de complexidade e maturidade tecnológica e devem ser avaliadas para aplicação de navios graneleiros de grande porte como, por exemplo, o Guaibamax (325.000 DWT) e VALEMAX (400.000 DWT). 
Dentre as soluções existentes, algumas foram pré-selecionais para o estudo, entre elas a redução da resistência de atrito pela introdução de camada de ar (air bubble/air cavity), de empuxo adicional fornecido pelo efeito do vento em sistemas de rotores Flettner, de aprimoramento do escoamento na integração da região de popa e do hélice (navios bi-hélice, duto equalizador de esteira, etc.) e de redução da navegação em lastro (navios Ballast Free). As soluções estudadas e/ou aprimoradas no projeto são:
1) Air Lubrification System ou Air Cavity System: que consiste na utilização de bolhas ou colchão de ar no fundo plano da embarcação para redução da resistência viscosa, uma vez que a densidade do ar é aproximadamente 1000 vezes inferior à da água. Trata-se de uma solução ativa que exige equipamentos para geração do ar comprimido;
2) Rotor Flettner: consiste num cilindro rotatório instalado no convés da embarcação, cujo funcionamento é baseado no efeito Magnus, em que a rotação do cilindro induz uma circulação, que em contato com o vento incidente produz uma força de sustentação, servindo como fonte adicional de empuxo para navegação. Trata-se também de uma solução ativa.
3) Mecanismos de aprimoramento do escoamento na região de popa: usualmente, são apêndices passivos instalados na região de popa do navio com a finalidade homogeneizar/alterar a esteira incidente no propulsor e, consequentemente, aumentar a eficiência propulsiva. A introdução de qualquer apêndice exige um estudo bastante customizado envolvendo o perfil operacional, as formas do casco, as características do propulsor e, mais importante, como esses elementos interagem para propulsionar o navio; 
4) Otimização das formas do casco: consiste na variação paramétrica global das dimensões do casco (LWL, Boca, Calado, CB, CP, etc.) para aumento da eficiência energética, sendo importante ressaltar que a otimização dessas dimensões/coeficientes é um processo complexo que, em virtude das particularidades operacionais do cliente, não estão incluídas nessa continuidade que estaria focada em alternativas de otimização das formas de popa (por exemplo, propulsão bi-hélice), portanto, integrado ao item anterior; 
5) Navio Ballast Free: consiste num sistema de dutos que permitem a entrada/saída da água de lastro da embarcação, sem que esta precise armazená-lo em tanques específicos, o que tende a resolver o problema de tratamento/troca do lastro (exigência da IMO), porém requer estudos detalhados entre os efeitos na resistência ao avanço e na interação entre casco e propulsor.

O projeto original de uma plataforma FLNG foi desenvolvido considerando um modelo de síntese paramétrico para o dimensionamento do casco do sistema flutuante. Esse modelo tinha como parâmetros de entrada a produção anual de gás, o tempo máximo para a operação de alívio, faixa de variação (máxima/mínima) das dimensões principais (comprimento, boca e pontal) e número mínimo/máximo de tanques. A partir desses parâmetros o modelo gerava conjunto de soluções possíveis que podiam ser analisadas para diferentes critérios de decisão na seleção do casco ótimo. O modelo implementado incluía a estimativa de volume e peso da carga, da área requerida e do peso dos sistemas/equipamentos do topside, a verificação dos critérios do projeto estrutural e do atendimento aos requisitos de estabilidade intacta, assim como uma avaliação do comportamento em ondas, incluindo os efeitos de sloshing nos tanques de carga na resposta do sistema flutuante. 
A partir do modelo de síntese original, foi desenvolvida/aprimorada ferramenta computacional capaz de avaliar o desempenho de sistemas flutuantes FLNG com capacidades de produção variando entre 1 MTPA e 4 MTPA. O modelo computacional foi reorganizado com foco na integração de diversas rotinas, no emprego de procedimentos numéricos mais eficientes e no aprimoramento da visualização e do tratamento dos dados de saída. A extensão do modelo original incluiu a consideração de três (03) condições de carregamento para a análise do desempenho em estabilidade e downtime, a inclusão da dinâmica dos tanques na resposta do sistema flutuante à incidência de ondas e o aprimoramento/otimização dos processos de caracterização do arranjo estrutural. 
Após a implementação dos aprimoramentos do modelo de síntese e das extensas verificações das rotinas, do funcionamento integrado do programa e da interface, o programa foi utilizado para quatro níveis de produção com a função de mérito com pesos diferentes para capacidade de carga, massa estrutural e nível de operação (downtime). Os resultados mostraram que os aprimoramentos e as modificações introduzidas, assim como as novas ferramentas de análise e visualização possibilitaram expandir a capacidade do modelo de síntese computacional, o modelo implementado apresentando-se robusto, abrangente e incluindo efeitos importantes não considerados no projeto original. Além disso, a nova ferramenta possibilita ao usuário uma tomada de decisão mais racional com a possibilidade de ajuste de propriedades e critérios às suas especificidades.

O objetivo do projeto é desenvolver uma metodologia para construção de cavernas de sal por lixiviação para armazenamento e/ou separação de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) e gás natural (CH4) decorrentes da produção de reservatórios do pré-sal por diferença de densidade, ambos processos ocorrendo em alta pressão. O projeto envolve estudos, entre outros, do processo de construção de cavernas (estrutural), de avaliação de risco nos diversos processos de implementação da caverna (poço, caverna, lixiviação, injeção, pressurização e separação), do desempenho integrado dos sistemas e componentes do subsea, dos fenômenos associados ao escoamento fluído/termo dinâmicos que ocorrem nas diferentes fase de efetivação da caverna, do processo de armazenamento de médio prazo de CO2 e/ou de separação CO2/CH4, do processo logístico de operação de cluster de cavernas, do impacto ambiental do CO2 e salmoura no ambiente marinho.
Os reservatórios de hidrocarbonetos do pré-sal na Bacia de Santos contém grande quantidade de CO2 no gás associado, este atualmente reinjetado no reservatório. Deve-se notar que o gás natural é um ativo importante de geração de energia menos poluente do que os combustíveis fósseis tradicionais e, portanto, a separação natural de CO2 e CH4 por densidade pode ser um processo mais eficiente do que aquele realizado na planta de produção das plataformas de produção e evitando as restrições de produção decorrente da quantidade máxima aceitável de CO2 emitido. Por outro lado, as áreas do pré-sal da Bacia de Santos exigem perfurações através da formação salina, composta principalmente de halita e que, com espessuras de até 2000m, pode representar área de grande potencial para a implementação de cavernas de sal subterrâneas por lixiviação, pois pois indica reduzida presença de camadas de rochas não solúveis (xisto e anidrita) e de sais mais solúveis (carnalite/taquidrita). 
O desenvolvimento do projeto empregará simulações numéricas e estudo geotécnicos para definição da estratégia de construção da caverna envolvendo, entre outros aspectos, tempo de perfuração/construção, número/volume de armazenamento, formas geométricas ótimas, considerando também alternativas de fluido de perfuração, diâmetro de broca e estrutura dos revestimentos. A opção de cavernas salinas deve também estudar os processos termoquímicos envolvidos nas diversas fases, principalmente o processo de separação entre CO2 e CH4 por decantação (separação por gravidade), em que o CO2 encontra-se em estado supercrítico, assunto pouco explorado na literatura. A execução dessas atividades demandará o desenvolvimento de modelos específicos e simulações em CFD em diversos níveis de complexidade, que deverão ser integrados às técnicas de otimização para alcançar o projeto ótimo.
O estudo também inclui uma avaliação dos equipamentos necessários às diversas funcionalidades requeridas da caverna, prioritariamente, aqueles já disponíveis no mercado e envolve cooperação com fornecedores locais visando definir os mais modernos e eficientes dos pontos de vista ambiental e energético. Também será necessário entender os efeitos da construção/operação da caverna no meio ambiente, ou seja, caracterizar o ambiente físico marinho e o ecossistema (fauna/flora) na extensão da profundidade e verificar os possíveis impactos decorrentes da liberação de CO2, CH4, salmoura ou outros subprodutos dos processos operacionais. Essa avaliação ambiental está intimamente relacionada a estudos de risco que deverão definir cenários de incidente/acidente associados ao processo construtivo e operacional da caverna de sal, assim como formas de monitoramento dos processos (equipamentos e procedimentos), definição de parâmetros (indicadores) para anomalias e medidas de correção.

O mercado de gás natural (GN) no Brasil para aplicação como combustível marítimo ainda não é conhecido, mas há uma grande quantidade de gás natural na camada pré-sal, o que poderia ser uma oportunidade para o emprego de gás natural liquefeito (GNL) na navegação de cabotagem, na navegação de apoio à exploração e produção de petróleo e na navegação fluvial dos grandes corredores de exportação da região Norte. Adicionalmente, o gás natural possui vantagens com relação ao nível de emissões poluentes e gases de efeito estufa em um cenário mundial de crescente conscientização com relação a sustentabilidade ambiental. Para tanto, o projeto propõe inicialmente o desenvolvimento de roadmap para compreender as possibilidades do gás natural (/liquefeito) no País, ou seja, avaliar os cenários de investimento/oferta/demanda, das redes de distribuição/armazenamento/abastecimento e das condições geográficas/ operacionais/culturais. Como combustível marítimo, o roadmap também inclui a avaliação dos regulamentos de segurança, do potencial tecnológico de eficiência propulsiva, dos requisitos de infraestrutura necessária e da capacidade nacional em construir, operar e manter embarcações/ equipamentos que utilizam gás natural. 
Após entender o cenário do gás natural, o projeto desenvolveu simulação de desempenho de embarcações movidas a gás natural de duas embarcações típicas, ou seja, uma embarcação de apoio offshore (OSV) e um comboio fluvial (empurrador-chata). Com relação à embarcação OSV, cuja condição operacional envolve preponderantemente as condições de navegação e de posicionamento dinâmico, foram implementados modelos numéricos de estimativa da integração casco-hélice, de alocação de empuxo e de minimização do consumo de múltiplos motores e que, combinados com dados monitorados reais de embarcação típica e das condições ambientais (vento, onda e corrente) da região de operação (Bacia de Campos), permitiram avaliar a eficiência energética e o nível de emissões entre gás natural e óleo diesel. Adicionalmente, para esse tipo de embarcação, incluiu-se também o estudo de propulsão híbrida, uma vez que, por ser a instalação propulsora do tipo diesel-elétrica, a possibilidade de emprego de baterias vem sendo estudada como alternativa de emergência, para substituir um conjunto diesel-gerador ou para otimizar o consumo global do conjunto de diesel-geradores. 
De maneira análoga, o estudo do comboio fluvial envolveu o desenvolvimento de simulador específico uma vez que, diferente da condição de navegação marítima, a navegação fluvial depende das características dimensionais da calha do rio ao longo do trecho navegável e do regime pluvial do rio. A implementação do simulador permitiu avaliar o desempenho de comboio típico que opera no rio Tapajó, os resultados da simulação bastante coerentes com dados reais obtidos do operador. Por outro lado, no estudo do comboio fluvial estão sendo desenvolvidos estudos de projeto otimizado através de modelos paramétricos que relacionam dimensões e coeficientes de forma às restrições funcionais da embarcação (layout do equipamento, pesos e centros, resistência, estabilidade, seleção do casco / hélice / motor, ...) com o objetivo de adequar as características dimensionais do empurrador (praça de máquinas/ tanques de armazenamento) ao emprego de GNL como combustível. Concomitante, estudos em CFD estão sendo realizados para entender o escoamento ao longo do comboio e a eficiência da região de popa do empurrador.

Em função dos estudos realizados, a presente proposta visa dar continuidade ao estudo de embarque d?água (green water), aprofundando os estudos fundamentais de ocorrência do fenômeno e complementando/aprimorando as metodologias desenvolvidas. O enfoque do estudo são plataformas do tipo FPSO em mar de través/bochecha, esses aproamentos sendo particularmente importantes para os sistemas de produção instalados no Brasil (spread mooring) e cujo tema ainda é pouco explorado mundialmente. O trabalho proposto propõe estudos numéricos e experimentais, em diferentes níveis de detalhamento, visando caracterizar sistematicamente os efeitos dos parâmetros de onda (amplitude, período e declividade), tipo de onda incidente (linear/não linear) incluindo o fenômeno de quebra de onda, assim como os efeitos da altura e do perfil de velocidades da coluna d'água. O projeto também pretende analisar as distribuições estatísticas de alturas e dos picos de cristas de onda na representatividade do fenômeno, isto é, avaliar a adequação das teorias de primeira e segunda ordem na previsão de extremos, comparar com valores obtidos experimentalmente e estudar a variabilidade do embarque de água para diferentes realizações de um mesmo mar extremo. O projeto proposto envolve atividades experimentais, analíticas e numéricas, resumidamente apresentadas a seguir: 
1. Estudos Experimentais: Serie de ensaios planejados para avaliar condições de través/bochecha. Os ensaios estão divididos em dois grupos principais; ensaios cativos bidimensionais no canal do Depto. de Engenharia Naval e Oceânica, cujo objetivo visa a verificação da importância das condições da coluna d'água na força de impacto considerando apenas uma seção do corpo paralelo médio e ensaios com modelo livre no CH-TPN, cujo objetivo visa avaliar o efeito da incidência de ondas regulares e irregulares de diferentes alturas e períodos.
2. Validação da metodologia baseada no domínio da frequência e comparação com simulação no domínio do tempo: Entender as limitações da aplicação da metodologia linear no domínio da frequência na estimativa de excedência da borda livre, possibilitando a verificação das hipóteses fundamentais de distribuição Gaussiana. Concomitante, serão realizadas simulações no domínio do tempo utilizando o método de Rankine, cuja vantagem está associada à possibilidade de incluir não linearidades do campo de onda, bem como correções nas elevações decorrentes da geometria do corpo emerso e da introdução de apêndices. 
3. Implementar modelos simplificados/completos usando CFD uma vez que o efeito da geometria e/ou apêndices emersos no fenômeno de Green Water não pode ser estimado através de métodos potenciais. Este item inclui o estudo dos efeitos da variação da geometria e de apêndices, emersos/imersos, nas características do evento de embarque d'água. Este item também inclui a estimativa das cargas de impacto nas estruturas do topside através da implementação de modelos simplificados seccionais. 
4. Desenvolvimento de acoplamento entre modelo potencial no domínio do tempo e o método de volumes finitos (RANSE), particularmente, com o programa Star CCM+. Dentro dessa atividade, diversas formas de acoplamento estarão sendo avaliadas com o objetivo de verificar aquela que reproduzisse com maior fidedignidade os resultados experimentais, sempre considerando o tempo computacional requerido. 
5. Consideração de teorias de onda de ordem superior uma vez que suas contribuições podem ser significativas para predição dos eventos extremos e para a confiabilidade dos resultados estatísticos de extremos.

Essa proposta propõe a continuação/aprofundamento do projeto NAVE2S/Fase 1 de um navio aliviador ecológico e eficiente empregando técnicas analítico-numéricas integradas computacionalmente, o desempenho do navio devendo satisfazer as novas regulamentações definidas pela IMO. A embarcação a ser projetada deve estar customizada para operação de offloading na costa brasileira (bacias de Santos e de Campos) considerando estadia no porto, transporte de óleo (navegação) e alívio (manutenção do posicionamento dinâmico). O projeto proposto será realizado em 3 etapas sequenciais, a primeira esclarecendo questões normativas, revisando e complementando tecnologias mitigadores de efeitos ambientais, ou seja, os limites especificados de CO2, SOx, NOx, material particulado, água de lastro, água de formação, etc. Esta etapa inicial também envolverá discussão junto ao cliente das características da transporte incluindo perfil operacional e restrições/desenvolvimentos dos portos e terminais. 
A segunda etapa do projeto está associada ao desenvolvimento do projeto conceitual do navio aliviador, sendo encapsulada através de um projeto paramétrico. As atividades de arquitetura naval envolvem entre outras, a elaboração do arranjo geral e das estimativas iniciais de pesos/centros, dimensionamento estrutural da seção mestra, estabilidade intacta e verificação dos índices de oil spill. Por outro lado, o projeto hidrodinâmico do casco inclui atividades como, comportamento em ondas da embarcação visando ao conforto da tripulação, definição das formas básicas do casco através de softwares de CFD e efeito das formas da popa na iteração entre hélice, casco e popa. Complementando as atividades desta etapa, diversos aspectos em relação a especificação de máquinas e equipamentos instalados na praça de máquinas serão avaliados considerando alternativas de arranjo adaptados ao perfil operacional da embarcação (navegação/porto/offloading). 
A última etapa do projeto corresponde ao projeto preliminar, incluindo a avaliação dos apêndices específicos como bulbo de popa/proa, dutos equalizadores, avaliação efeito do bow thrusters, etc. Outros aspectos a serem desenvolvidos nesta etapa estão associados ao desenvolvimento do modelo 3D detalhado do navio com arranjo geral, espaços de carga, casaria, praça de máquinas com motores, equipamentos, sistema DP e outros. Também incluir-se-á especificação dos principais equipamentos do convés (BLS, guinchos, buzinas, etc), desenhos da praça de bombas, plano de capacidades, escantilhões das estruturas longitudinal e transversal, finalizando o projeto com a verificação dos processos construtivos considerando as limitações estaleiros nacionais: tamanho de blocos, limitações de curvatura, apêndices, dimensões chapas de aço, etc.

O projeto proposto teve como objetivo desenvolver o projeto conceitual um navio aliviador ecológico e eficiente (NAVE2), que atendesse o perfil operacional do armador e as condições geográficas (restrições portos e offloading) e ambientais (vento, ondas e correnteza) da costa brasileira e que atendesse a caracterização de ?ambientalmente correto?, ou seja, alta eficiência energética, baixa emissão de poluentes, de gases efeito estufa, de gerenciamento integrado de energia, mitigação de derramamento de óleo e redução da operação com água de lastro. No estudo incluiu-se a avaliação de soluções conceituais e inovações tecnológicas para introdução na frota em médio (10 anos) e longo (30 anos) prazos, assim como avaliou-se a possibilidade de conteúdo nacional tanto na construção do casco, como nos sistemas e equipamentos.
O projeto incluiu o estudo de variações dos parâmetros do casco para avaliação do desempenho em trânsito e em posicionamento dinâmico, a automatização da cálculo do arranjo estrutural e estimativa de peso, estimativa de derramamento de óleo e dos requisitos de estabilidade intacta, todos estes aspectos envolvendo a busca de alternativas viáveis através de simulações numéricas acopladas a processos de otimização. Adicionalmente, a busca de eficiência energética e a redução de emissões de poluentes envolveram a avaliação de soluções de mercado para a caracterização do sistema de propulsão, isto é, do conjunto motor (sistema diesel direto, sistema diesel-elétrico, etc.) e combustível (óleo pesado, diesel marítimo, gás natural).

Desenvolvimento do projeto preliminar de uma embarcação de alta velocidade com melhor comportamento em ondas (com e sem velocidade de avanço) para o transporte de pessoal e cargas para as unidades de produção do Pré-sal. A embarcação deve possibilitar a troca de tripulação embarcada nas embarcações de apoio ("Supply Boats", "Anchor Handling", etc.) e transportar fluidos. O estudo também deve avaliar a instalação de sistema de transbordo (passarela - "gangway") de pessoal para outra unidade flutuante. 
O cenário de desenvolvimento do projeto se insere nos desafios da exploração e produção de petróleo e gás, na reativação da indústria de construção naval e nos novos desafios impostos pelas novas descobertas do pré-sal que, com condições geográficas e ambientais bastante especificas, apresentam problemas desafiadores de logística em que o transporte de passageiros (tripulantes/trabalhadores) é prioritário, devendo ser realizado de forma eficiente, isto é, reduzido tempo de transito (alta velocidade), excelente conforto (movimentos reduzidos) e segurança no transporte e transbordo. Nesse contexto deve-se ressaltar que a Petrobras lançou em 2008 o plano de renovação de barcos de apoio, as novas encomendas, entretanto, sendo constituídas, em grande parte, de pacotes de projeto completos fornecidos por empresas internacionais. Apesar da importância dessa estratégia para atender as necessidades de curto prazo, é fundamental ao País a criação de uma base tecnológica em projetos de embarcações especializadas, de competência global, capaz de dar suporte às indústrias nacionais de construção naval e capacitar a engenharia naval do País em técnicas avançadas de projeto. 
O projeto, em sua fase inicial, objetiva o entendimento e a avaliação das características de desempenho dos diferentes tipos de embarcação rápida considerando as especificações funcionais e os efeitos de variações de dimensão e formas do casco. A partir desse entendimento, o projeto desenvolve modelo paramétrico considerando a compatibilidade com os requisitos de velocidade e comportamento em ondas, ou seja, define dimensões principais e coeficientes de forma, avalia espaços e volumes necesários, determina pesos e centros, verifica as condições de estabilidade, estima a resistência ao avanço (séries sistemáticas ou regressões estatísticas) e caracteriza as alternativas do sistema propulsivo. A representação paramétrica possibilita uma otimização global com relação à minimização da resistência ao avanço e às acelerações verticais, assim como o atendimento implícito dos requisitos de estabilidade intacta e avariada e a verificação do projeto estrutural da seção mestra e estruturas transversais. Adicionalmente, o projeto inclui a definição de duas velocidades de transito típicas para otimização dos parâmetros do casco e, para tanto, a caracterização do tipo de propulsão (hélice, comum, azimutal, hidrojato, etc.) e da motorização mais adequada para esse perfil operacional.
Para avaliar o desempenho da embarcação, propõem-se ensaios em tanque de provas (tanque de reboque) para avaliação com modelos em escala reduzida da resistência ao avanço e da resistência adicional em ondas (ensaio em ondas). Da análise comparativa dos resultados, o projeto deverá ser aprimorado com a re-checagem e re-adequação da embarcação, principalmente, com relação ao sistema propulsivo.

O trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos de embarque d?água (?green water?) em plataformas tipo FPSO para as condições ambientais existentes na Bacia de Santos e, verificada a eventual ocorrência de ?green water?, avaliar os efeitos das cargas de impacto no convés e nos equipamentos. O projeto iniciou-se com o entendimento do fenômeno, sua interação com parâmetros do sistema flutuante e das condições ambientais. O estudo também incluiu aplicação sistemática de diferentes ferramentas numéricas, capazes de representar o fenômeno com diferentes graus de precisão. 
O projeto envolveu a preparação e a execução de uma série de ensaios com o modelo fixo e free floating em ondas regulares e irregulares, cujos resultados serviram para a comparação e a validação dos procedimentos numéricos, assim como para o melhor entendimento do fenômeno. Concomitante, utilizando-se o programa WAMIT (1ª. ordem), foram avaliadas as condições de excedência da borda livre. Esta etapa foi fundamental, pois possibilitou avaliar a capacidade do programa que, empregando a teoria linear potencial e discretização em elementos de contorno (painéis), apresentou resultados excelentes na estimativa das condições de excedência da borda livre para os diversos aproamentos estudados. Por outro lado, considerando as limitações de métodos potenciais e a maturidade dos métodos de CFD, desenvolveu-se ampla gama de análises para avaliar o desempenho de programas tipo RANSE, entender suas limitações e validar os resultados. Após estes estudos, utilizando o programa Star CCM+®, simularam-se as condições de embarque d'água, com o modelo fixo nos três aproamentos ensaiados (180o, 225o e 270o), para avaliar o padrão de escoamento sobre o convés e comparar as forças de impacto em estruturas fixadas ao convés.

O objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho do casco e do hélice de um navio tipo ?Suezmax? para a condição de deslocamento operacional e em velocidade de serviço considerando os efeitos de parâmetros geométricos de proa e do campo de esteira. Concomitante, o estudo teve também incluiu o aprimoramento do desempenho (resistência/esteira) do casco através da introdução de mecanismo de equalização de esteira. A justificativa do estudo baseava-se em necessidades específicas do armador para aumento da eficiência propulsiva, no conforto em condições de mar e na baixa emissão de poluentes, assim como de ruídos e vibração. 
O desenvolvimento do projeto baseou-se no emprego de técnicas avançadas de projeto/análise através da técnica de ?simulation driven design? que, acoplando a geração automática do casco (modelo paramétrico) com programas de computação numérica tipo CFD, possibilita a procura (?search?) da melhor alternativa no domínio em estudo. Através desta metodologia, tornou-se possível entender o efeito da variação de parâmetros geométricos do casco e do apêndice (WED - Wake Equalizer Duct) na otimização do desempenho (resistência/homogeneidade da esteira) do navio ?Suezmax?.

O trabalho consistiu de avaliar e comparar alternativas de embarcações de alto desempenho capazes de atender os requisitos econômicos, geográficos e ambientais da exploração/produção da Bacia de Santos. Por se tratar de reservas de grande dimensão, que se encontram afastadas da costa, em região de águas extremamente profundas e em estados de mar rigorosos, exigem cuidadosa avaliação logística que envolvem o emprego de embarcações de alta velocidade, para reduzir o tempo em transito, com movimentos reduzidos em ondas tanto em trânsito, como no transbordo ?offshore?, capazes de garantir conforto e segurança aos passageiros e tripulantes. Os estudos realizados envolveram os seguintes aspectos de projeto: 
? Levantamento e análise das embarcações de alto desempenho disponíveis no mercado para verificação da adequação ao perfil operacional do cliente, bem como avaliação das modificações necessárias ao emprego na região em estudo; 
? Estudo de alternativas considerando variações de parâmetros de projeto (deslocamento, número de passageiros, número e arranjo de cascos, dimensões principais e definição de espaços), assim como, atendimento aos critérios de projeto (resistência ao avanço, resistência estrutural, critérios de conforto/ transbordo e acelerações, estabilidade avariada);
? Desenvolvimento de projeto conceitual avaliando a aplicação de otimização na redução da resistência ao avanço (ondas e viscosa) e do comportamento em ondas (sem/com velocidade de avanço) incluindo análise estrutural por Sociedade Classificadora, avaliação estabilidade avariada e posicionamento dinâmico.

O projeto desenvolveu código numérico (algoritmos e programas) para o cálculo da interação entre corpos flutuantes (estruturas offshore) e ondas através de método potencial (método dos painéis) no domínio do tempo. Este método está baseado em funções de Green do tipo Rankine, tendo capacidade de ser estendido para tratar de não-linearidades e de ser integrado com os simuladores já existentes.

O projeto compreeende o entendimento do cenário de operação do navio através de discussões com a TRANSPETRO para o detalhamento dos procedimentos operacionais e verificação das principais restrições. Em seqüência, utilizando o navio proposto pela TRANSPETRO, far-se-á uso de programas computacionais, tipo ?CFD? para uma avaliação preliminar dos efeitos das formas do casco nas componentes de onda e de viscosidade. Adicionalmente, realizar-se-á ensaios de reboque/auto-propulsão, levantamento do campo de esteira, desempenho em ondas e capacidade de manobra. O projeto também inclui uma análise de novos sistemas de propulsão como, bem como avaliação do conjunto motor (diesel baixa/média rotação, instalação diesel-elétrica, praça de maquinas duplas). 
	Concomitantemente, será realizado o projeto conceitual do navio alternativo com que compreenderão estudos numéricos preliminares e, posteriormente, construídos modelos (popa/corpo paralelo/proa). O projeto poderia ser descrito, sucintamente, nas seguintes fases:
Fase 1: Levantamento das condições operacionais dos terminais brasileiros; estudos numéricos do casco sugerido pela TRANSPETRO, construção e ensaio do modelo.
Fase 2: Estudo numérico/experimental dos aprimoramentos (mono-hélice, contra-rotativo, etc.); estudo do corpo de vante/paralelo/de ré através de CFD, construção modelos; desenvolvimento conceitual do casco alternativo e avaliação de desempenho de hélice.
Fase 3:Estimativa do desempenho das alternativas de instalação propulsora (eficiência e operação); levantamento distribuição esteira para os diferentes corpos de popa; ensaio em ondas para avaliação do desempenho de diferentes proas (resistência adicional) e estimativa das qualidades do navio em ondas (acelerações, impacto, emersão do hélice). 
Fase 4: Desenvolvimento de projeto do hélice: método computacional e distribuição esteira experimental; ensaios de manobra (?planar motion mechanism?).

Os objetivos desta segunda proposta de avaliação hidrodinâmica do casco dos navios-patrulha, classe Grajaú são mais específicos daqueles do convênio anterior. O projeto proposto, em sua parte teórica, estuda o efeito de variações das dimensões principais da embarcação original sobre o desempenho hidrodinâmico do casco mantendo, entretanto, o deslocamento constante. O deslocamento adotado para esta análise corresponde ao deslocamento real dos navios-patrulha, isto é, 250 ton. Além desta análise, associada ao desempenho em águas calmas, pretende-se verificar o procedimento computacional para obtenção das curvas de resposta do navio ("RAO - Response Amplitude Operators") no domínio da freqüência para possibilitar o cálculo das respostas significativas dos movimentos (deslocamentos, velocidades, acelerações) da embarcação. Com relação à parte experimental realizou-se ensaio em escala real para determinação das características de propulsão do navio em duas condições distintas de limpeza do hélice, isto é, para uma mesma condição de limpeza do casco, a primeira série de corridas da embarcação ocorrerá com a superfície do propulsor coberta de incrustações (ou dispositivo que simule estas) enquanto que, na segunda, ocorrerá com o mesmo limpo.

O objetivo do presente estudo visa adaptar um programa de simulação de manobras para o comboio fluvial e simular diferentes arranjos do conjunto chatas e empurrador para condições de manobra e parada. Pretende também verificar se as instalações propulsoras e de governo estão adequados para estas condições. A adaptação e implementação do programa irá auxiliar os ensaios experimentais com o modelo em semi-escala (1:6) que se encontra em desenvolvimento pelo IPT/USP/FATEC-JAHU para a CESP permitindo complementar os resultados a serem obtidos no ensaio. Inicialmente os diversos coeficientes necessários ao modelo de simulação serão obtidos através da literatura especializada. Os coeficientes hidrodinâmicos para o modelo de simulação podem ser obtidos através de ensaios em escala reduzida em tanque de provas ou através da técnica de identificação de sistemas para modelos pilotados ou rádio-controlados. Uma vez que ensaios pilotados serão realizados com modelos em semi-escala, o projeto proposto também prevê uma análise inicial para verificar a possibilidade de utilizar esta última técnica.

Vice-Coordenador

O objetivo é a cooperação entre o DENO-EPUSP e o CEETEPS/FATEC-Jahu para a capacitação de recursos humanos em engenharia de sistemas fluviais. O programa está em desenvolvimento com o oferecimento de disciplinas em nível de mestrado em Engenharia para 25 docentes das FATECs e com o desenvolvimento de projeto de criação e implementação de um Centro de Tecnologia em Engenharia de Sistemas Fluviais.

A forma do casco de uma embarcação militar deve ser definida em função do desempenho propulsivo e ao comportamento no mar. O projeto de pesquisa visa a avaliação da forma do casco do ponto de vista de desempenho hidrodinâmico e de comportamento no mar. Para avaliação do desempenho hidrodinâmico do casco em águas calmas diversos fatores são importantes enquanto, por sua vez, o comportamento no mar de um navio implica diretamente na sua capacidade de executar das tarefas para as quais foi projetado. Para isto, além dos estudos analíticos e numéricos a serem realizados, o projeto também efetuou uma análise comparativa com os dos ensaios em tanque de provas já disponíveis e com os valores obtidos através da medição em escala real.