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Artigo supply boats

Jean Carlo Viterbo
Jean Carlo Viterbo
Jean Carlo ViterboManaging Partner & Head of Strategy at CRIVEX Imp & Exp em CRIVEX Trading

Supply chain challenges and parametric design of supply boats for the Pre Salt oil operations in Brazil. 2012

Artigo supply boats

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1
24º Congresso Nacional de Transporte Aquaviário,
Construção Naval e Offshore
Rio de Janeiro, 15 a 19 de Outubro de 2012.
Desenvolvimento de supply boats para operações na Bacia de Santos
James M. G. Weiss
Instituto de Pesquisas Tecnológicas
Richard Schachter, Floriano Carlos Martins Pires Junior, Luiz Felipe Assis
Departamento de Engenharia Naval e Oceânica - Escola Politécnica - UFRJ
Helio Mitio Morishita, André Bergsten Mendes, Thiago Pontin Tancredi, Jean Carlo Viterbo
Departamento de Engenharia Naval e Oceânica - Escola Politécnica - Universidade de São Paulo
Resumo:
O artigo apresenta resultados parciais do projeto conceitual de uma embarcação de apoio
marítimo destinada a atender aos requisitos operacionais da região produtora de petróleo e gás
localizada na Bacia de Santos. Esta região, distante cerca de 300 quilômetros da costa, se
caracteriza pela prevalência de condições ambientais mais adversas e/ou bastante distintas
daquelas encontradas em outras localidades do mundo. Para enfrentar as grandes distâncias
envolvidas, bem como as condições ambientais mais severas, uma nova geração de embarcações
de apoio está sendo desenvolvida.
Na fase de projeto do casco foram estudadas duas vertentes de projeto: (1) variações sistemáticas
das formas de popa, dos tipos de proa e do centro de carena, visando minimizar a resistência ao
avanço e os movimentos em ondas (seakeeping)e (2) definição por otimização paramétrica em
função das funcionalidades exigidas para a embarcação.
Diante da perspectiva de significativo aumento da demanda por essas embarcações e da
mudança tecnológica para sistemas de propulsão diesel-elétricos, o trabalho também apresenta
oportunidades e restrições econômicas ao desenvolvimento de máquinas e equipamentos
nacionais que poderão equipar essas embarcações. O objetivo final desta pesquisa é selecionar
concepções de projeto, maquinário e equipamentos a serem introduzidos no pacote de projeto e
maquinário deuma embarcação de apoio de 4500 DWT.
1 – Introdução
Os projetos de embarcações de apoio
marítimooffshore têm acompanhado a
evoluçãoda exploração de petróleo e gás para
águas cada vez mais profundas e distantes da
costa. Em geral, a indústria mundial de
máquinas e equipamentos marítimos
desenvolve projetos globais de embarcações
de apoio (pacotes completos de projeto,
maquinário e equipamentos) que são
produzidos em série para atender regiões
produtoras localizadas em diferentes países.
Entretanto, verifica-se no Brasil a
prevalência de condições ambientais mais
adversas e/ ou bastante distintas daquelas
encontradas em outras localidades do mundo.
Por exemplo, as fortes correntezas (que
frequentemente atingem quatro nós),
combinadas com intensoswell, têm
representado um desafio para as operações de
suprimento na Bacia de Campos. Para as
operações na região do Pré-sal, na bacia de
Santos, além das grandes distâncias a
percorrer, são esperadas condições
ambientais ainda mais críticas.
Considerando essas peculiaridades, a rede
de pesquisa formada pela Universidade
Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a
Universidade de São Paulo (USP) e o Instituto
de Pesquisas Tecnológicas (IPT) está
desenvolvendo o projeto conceitual de duas
embarcações de apoio, tendo como meta a
maximização do conteúdo nacional do
maquinário e dos componentes a bordo de
2
cada uma dessas embarcações. O projeto
conta com o apoio financeiro da FINEP.
O artigo apresenta resultados parciaisdo
desenvolvimento do projeto conceitual de
duas embarcações de apoio offshore
destinadas a atender às necessidades
operacionais e às novas funcionalidades
exigidas para as operações de apoio marítimo
na região da Bacia de Santos.
2 – Metodologia
O trabalho apresenta os resultados
parciais obtidos em seis etapas iniciais de
projeto, referente ao desenvolvimento de duas
embarcações de apoio a plataformas de
petróleo destinadas a operar na região da
Bacia de Santos.
a) Caracterização da indústria de
construção de embarcações de apoio. A
análise envolveurevisão bibliográfica e
consultas a operadores, construtores navais, e
fabricantes de equipamentos.
b) Identificaçãode necessidades
operacionais das empresas que irão operar
embarcações de apoio nas regiões produtoras
da Bacia de Santos. Esta análise envolveu a
consulta a operadores, contratantes,
empresas de navegação de apoio,
construtores navais. Foi obtida a
especificação funcional das embarcações
(missão, tipos de cargas e condições de
carregamento, velocidade, capacidade,
autonomia, requisitos de seakeeping, área de
convés, equipamentos específicos). Esta
pesquisa direcionou a seleção de duas
embarcações-tipo, que serão objeto das fases
seguinte deste projeto.
c) Desenvolvimento da metodologia
adoção de otimização paramétrica
multiobjetivo na qual o casco é definido em
função dos parâmetros geométricos e
avaliado segundo os atributos de
desempenho selecionados em função das
funcionalidades exigidas.
d) Criação de formas de casco com base
em avaliação hidrodinâmica de resistência ao
avanço e comportamento em ondas, e
comparações com embarcações semelhantes.
Foram estudadas variações sistemáticas das
formas de popa, dos tipos de proa e do centro
de carena, em um total de 143 combinações
de formas carenadas, a volume constante,
visando minimizar a resistência ao avanço e
os movimentos em ondas (seakeeping). Para
as melhores formas foram feitos ajustes finos
de linha d’água, proa, coeficientes
prismáticos, etc.,
e)Análise dos principais componentes da
planta de propulsão e posicionamento
dinâmico dessas embarcações. Identificação
de possíveis fabricantes nacionais dos
equipamentos mais relevantes dessas
embarcações.
f) Análise dos incentivos governamentais e
entraves institucionais à expansão da indústria
nacional de máquinas e equipamentos
marítimos. Esta análise envolveu a consulta a
operadores, contratantes, empresas de
navegação de apoio, construtores navais
ABIMAQ e ABEAM.
3 – Caracterização da indústria de
construção de embarcações de apoio
A indústria de construção naval costuma
ser classificada como uma “indústria global”,
pois a posição competitiva de uma empresa de
construção naval em um determinado país é
estreitamente relacionada à sua posição
competitiva em outros países. Assim, as
maiores empresas de construção naval
competem entre si em vários países diferentes.
Em grandes projetos de construção naval, os
potenciais compradores chegam a convidar de
20 a 30 construtores navais para submeterem
suas propostas de construção (Cho& Porter,
1986).
Por outro lado, grande parte da atividade de
fabricação de navios envolve a aquisição de
máquinas e equipamentos marítimos de
fornecedores especializados que também
operam em escala global.
Dicken (1998: 230) estabelece a distinção
entre três tipos clássicos de relações de
subcontratação industrial: por especialidade,
por economia de custos e por
complementaridade.
A subcontratação por especialidade
envolve o desempenho de funções para as
quais o fornecedor detém infraestrutura de
produção e competências técnicas
especializadas. A subcontratação por
economia de custos é fundamentada nos
diferenciais de custos de produção entre a
empresa contratante e a empresa contratada.
Finalmente a subcontratação por
complementaridade objetiva absorver
aumentos ocasionais na demanda sem que a
empresa contratante tenha que expandir sua
capacidade de produção.
As relações de fornecimento de máquinas e
equipamentos para a indústria de construção
naval são condicionadas à experiência do
fornecedor, conteúdo tecnológico e reputação
das máquinas e equipamentos adquiridos.
Trata-se, pois de uma relação de
subcontratação industrial por especialidade.
Com a grande expansão da globalização
econômica, observada no final do século XX,
3
as relações de subcontratação industrial
evoluíram para novas formas organizacionais,
caracterizadas pela desagregação vertical e
pela formação de redes de organizações
independentes. No caso extremo, nas
organizações em rede verticalmente
desagregadas, todas as funções da cadeia
produtiva, que não sejam a coordenação e o
controle da produção, são subcontratadas de
empresas independentes e comercializadas
sob a marca da empresa líder (Dicken, 1998:
234).
O consórcio modular para a produção de
caminhões, implantado pela Volkswagen no
Brasil, constitui um caso exemplar de
organização em rede verticalmente
desagregada. Neste caso, todos os
componentes dos veículos são fabricados e
montados por empresas independentes sob a
coordenação da empresa proprietária da
marca (Rachid, 1997).
A construção de barcos de apoio marítimo
por intermédio de “pacotes” de projeto,
máquinas e equipamentos marítimos constitui
um exemplo de formação de rede
organizacional verticalmente desagregada.
Nesse arranjo organizacional, a empresa
líder desenvolve o projeto do navio e
coordena a cadeia de fornecedores globais
das máquinas, equipamentos e sistemas de
controle utilizados no projeto. A capacidade
técnica, gerencial e financeira para projetar o
navio, organizar a cadeia de fornecedores e
comercializar as máquinas e equipamentos do
navio constitui principal fator de sucesso na
preparação e comercialização dos “pacotes”
de projeto, máquinas e equipamentos para
produção desses barcos.
A empresa ofertante do “pacote” define os
papéis, os campos de ação e as estratégias
de relacionamento que serão estabelecidas
com cada fornecedor de máquinas e
equipamentos. Isso significa definir as
tecnologias que serão utilizadas no projeto,
qual o escopo dos serviços de manutenção
pós-venda e qual nível de troca de
conhecimentos entre as empresas
participantes da rede.A integração vertical da
empresa líder, por aquisições de empresas
fornecedoras, é também frequente neste
segmento de mercado.
Por outro lado, a experiência acumulada, a
reputação técnica e o domínio tecnológico
constituem os principais fatores de sucesso
empresarial para um fornecedor individual de
máquinas ou de equipamentos marítimos.
A crise mundial que atingiu o setor de
construção naval no início da década de 1980
desencadeou mudanças profundas na
organização da produção de embarcações e
na composição das cadeias de suprimento
setoriais. As relações entre construtores
(estaleiros) e fornecedores de máquinas e
equipamentos navais evoluíram para níveis
cada vez maiores de terceirização e
subcontratação de etapas da produção.
Figura 1- Estrutura de custos de produção para
três tipos de navios em estaleiro europeu
(2004)
Até 1980, os grandes estaleiros mundiais
fabricavam internamente grande parte das
máquinas e equipamentos que instalavam nos
navios. Desse modo, a produção interna de um
estaleiro representava de 70 a 80% do valor
final de um navio. Atualmente, os estaleiros
mais competitivos do cenário mundial estão
focados em nichos específicos de mercado
(especialização por tipo de navio e conteúdo
tecnológico) e produzem internamente entre
25e 35% do valor total de um navio(Kanerva,
2004).
A figura 1 apresenta exemplos de
estruturas de custos de produção de três tipos
de navios obtidos de um estaleiro europeu em
2004. Observa-se que quanto mais
complexafor a construção, maior a incidência
dos componentes produzidos fora do estaleiro
na composição dos custos totais de fabricação.
Para os navios de cruzeiro, o valor total das
subcontratações e das aquisições de
sistemasturnkey ede sistemas marítimos pode
chegar a 63,75% dos custos totais de
construção. Para um barco de apoio offshore
típico, o valor dos componentes adquiridos de
fornecedores (maquinário, sistemas marítimos
e acessórios) representa cerca de 60% dos
custos totais de construção. Entretanto, para
navios relativamente mais simples, tais como
os navios porta-containers, os custos de
componentes, máquinas e equipamentos,
envolvem valores da ordem de 50% dos custos
totais de produção.
A ampla difusão dos pacotes tecnológicos
de projeto, maquinário e demais componentes
de embarcações de apoio offshore constitui,
pois, um desdobramento da tendência geral de
4
terceirização e subcontratação na indústria de
construção naval.
Neste tipo de arranjo institucional, o
projetista do navio detém o controle
tecnológico do produto final, pois firma
acordos de comercialização com fabricantes
de máquinas e equipamentos e vende ao
estaleiro, não o projeto em si, mas o conjunto
de todas as máquinas e equipamentos que
irão equipar o navio.
No Brasil, em função dos custos locais de
produção e da incidência de impostos de
importação, a estrutura de custos de produção
de barcos de apoio offshore pode ser bastante
diferente da apresentada na figura 1.
A tabela 1 apresenta a estrutura de custos
de produção de uma embarcação de apoio
offshore, equipada com propulsão diesel-
elétrica, fabricada em um estaleiro nacional
(dados de 2012). Esta embarcação foi
construída a partir de um pacote importado de
projeto e maquinário, adaptado pelo projetista
para incluir geradores, motores painéis
elétricos de fabricação nacional.
A primeira coluna da tabela divide os
principais componentes do custo de produção
deste navio: aço processado, propulsão,
equipamentos elétricos, equipamentos
eletrônicos e de comunicação, sistemas
auxiliares (tubulação, válvulas, etc.) e mão-de-
obra. O item propulsão inclui os propulsores
azimutais, os propulsores laterais (bow
thrusters) e os respectivos motores elétricos e
seus inversores de frequência.
O item equipamentos elétricosinclui os
grupos geradores, os painéis elétricos, os
transformadores, a automação da planta
elétrica, e os inversores de frequência
auxiliares.
Tabela 1 – Estrutura de custos de produção e
índice de nacionalização de embarcações de
apoio no Brasil (2012)
Item de custo Custo
(%)
Índice
(%)
Aço processado 15 15
Propulsão: inclui azimutais
ebow thrusters
20 10
Equipamentos elétricos 20 15
Equipamentos Eletrônicos
e de Comunicação: inclui
DP, comando e controle
15-20
0
Sistemas auxiliares: redes,
tubulação, válvulas , etc.
10 10
Mão-de-obra 15 15
Total 100 65
Fonte: Estaleiro nacional
A segunda coluna da tabela 1 apresenta a
porcentagem desses componentes de custo
em relação ao custo total de produção do
navio. Por sua vez, a terceira coluna da tabela
1, apresenta o índice de nacionalização
resultante para cada um dos itens
considerados. Observa-se que a introdução de
equipamentos elétricos de fabricação nacional
neste navio elevou o índice de nacionalização
da embarcação para aproximadamente 65%.
Observa-se também que a participação do
trabalho interno do estaleiro é inferior a 25%
dos custos totais de produção, pois o aço e os
sistemas de tubulação são processados por
fornecedores externos.
Outra característica marcante do segmento
de construção de embarcações de apoio no
Brasil é a tendência à integração vertical pelas
empresas de armação. As principais empresas
de apoio marítimo do Brasil controlam
estaleiros próprios com o objetivo de construir
os navios que irão compor suas frotas.
4- Necessidades operacionais previstas
para a Bacia de Santos
Para definir a missão e as funcionalidades
exigidas para uma embarcação capaz de
atender os requisitos operacionais da Bacia de
Santos, realizamos uma pesquisa junto a
contratantes de serviços de apoio marítimo,
empresas de apoio marítimo e estaleiros
especializados na construção de barcos de
apoio marítimo.
O maior contratante desses serviços é a
Petrobrás que opera campos de produção
offshore em vários pontos do país. Atualmente,
maior concentração de atividades de apoio
marítimo ocorre na base de Imbetiba, em
Macaé-RJ que atende as plataformas de
produção instaladas na Bacia de Campos.
As operações na área do Pré-sal serão
peculiares pelo afastamento da costa. A
despeito do elevado lead-time para vencer a
distância média de 300 km, a operação de
abastecimento das unidades de exploração e
produção não pode se valer de um ganho de
escala, representado por um PSV de alta
capacidade. As condições ambientais severas
impõem restrições no processo de
aproximação e atracação junto às unidades de
E&P, limitando o porte e o deslocamento das
embarcações de suprimento. Além disso,
existem limitações de calado nas bases de
operação.
Embora existam projetos de implantação de
hubs em alto mar, nos quais alguns
suprimentos poderiam ser temporariamente
armazenados, escopo destas bases
5
operacionais certamente estaria limitado aos
produtos de alta demanda, como, por
exemplo, fluidos de perfuração, óleo diesel e
água.
Além dos granéis líquidos, diversos itens
são demandados pelas unidades. Cargas
perigosas, rancho, equipamentos diversos e
risers, entre outros, compõem a diversidade
de itens, para os quais, nem sempre existe um
padrão regular de demanda. Na prática, isto
resulta em itens essenciais no processo de
E&P (por exemplo, peças de reposição para a
manutenção de um subsistema de uma sonda
de perfuração) sendo solicitados de última
hora, os quais devem ser consolidados em
embarcações que irão servir uma determinada
região.
Do ponto de vista logístico, tendo em vista
o distanciamento da costa, a área útil de
convés e a velocidade de cruzeiro (bem como
a velocidade máxima) são fatores que
merecem destaque na avaliação das
configurações alternativas de projeto,
considerando os aspectos econômicos
associados a estes arranjos, principalmente o
efeito na resistência ao avanço e o
correspondente consumo de combustível.
Das entrevistas com representantes da
contratante de serviços de apoio marítimo,
obtivemos os seguintes requisitos desejáveis
para um projeto dessa natureza:
- Velocidade de serviço: 15 nós
- Capacidade de carga: 4500 Dwt
- Tipo de Propulsão: diesel-elétrica
- Calado admissível em Imbetiba: 6 m
- Sistema de posicionamento dinâmico:
capaz de suportar correntezas de 4 nós
associadas a swell
- Baixo nível de ruído nas cabines devido
aos propulsores laterais
- Autonomia – aumento de 20 dias (das
embarcações convencionais) para 4 dias
- Seakeeping – excelente comportamento
em ondas
- A murada dos navios não deverá
prejudicar a visão ampla do convés a partir
dos guindastes de carga instalados nas
bases de apoio.
Como existem restrições na aproximação
das embarcações junto às plataformas, será
previsto um sistema capaz de remanejar a
carga no convés. Isto trará como principal
benefício a capacidadeda embarcação
descarregar e receber toda carga prevista,
sem restrições de alcance dos guindastesdas
plataformas em quaisquer condições de
aproamento. Para tanto está sendo previsto
uma murada tipo horsebar,equipadacom ponte
rolante, mas com boa visibilidade do convés.
5 – O projeto paramétrico de embarcações
A metodologia de definição do projeto por
otimização paramétrica em função das
funcionalidades exigidas para a embarcação
está sendo desenvolvida pela equipe da USP.
Tradicionalmente, o projeto de embarcações
é feito de maneira iterativa. Nesse processo
tanto as características que descrevem a
solução como os seus atributos de
desempenho são calculados sequencialmente
e de forma recorrente até que ocorra a
convergência para uma solução viável, ou
seja, até que todas as restrições de projeto
sejam satisfeitas. Uma representação gráfica
comum deste processo é a clássica espiral de
projeto, consagrada por (Evans, 1959), na qual
cada característica da embarcação é revisitada
várias vezes, e a cada iteração são fixadas
características com maior detalhamento
permitindo assim, uma evolução simultânea e
coerente do projeto. Por outro lado, admite-se
cada vez menos a possibilidade de mudanças
no projeto.
Em projetos navais, cada etapa da espiral
de projeto é influenciada pelas etapas
anteriores, da mesma forma que esta
influência nas etapas seguintes. A alteração de
um atributo da embarcação gera a
necessidade de alterar diversos outros, uma
vez que estes estão diretamente relacionados.
Embora seja uma metodologia consagrada,
nessa abordagem, as decisões tomadas nas
fases iniciais do projeto têm grande impacto na
solução final, e como nessa fase não existem
muitas informações sobre o produto final, o
projeto depende fortemente da experiência do
projetista, de embarcações semelhantes, de
regras de Sociedades Classificadoras e de
margens de segurança. Dessa maneira, é
interessante que já nas primeiras iterações, o
projetista possua boas estimativas de diversas
características da embarcação, de forma que,
em iterações futuras, mudanças grandes
sejam desnecessárias.
O avanço na capacidade e desempenho de
processamento dos computadores induziu um
grande desenvolvimento das técnicas de
representação matemática da superfície do
casco, dos métodos de análise de
desempenho e comportamento de navios,
além do desenvolvimento de métodos e
técnicas para solução numérica de problemas
de otimização. Tais avanços propiciaram e
vem propiciando mudanças importantes na
maneira como o projeto de embarcações é
6
conduzido, principalmente nas fases
preliminares de projeto.
Uma desvantagem da abordagem
convencional é que essa, em geral, não
permite ao projetista explorar todo o espaço
das soluções viáveis e, na maioria dos casos,
não garante que se consiga obter a solução
ótima do ponto de vista dos critérios de projeto
estabelecidos. Para tentar minimizar essas
desvantagens, alguns pesquisadores propõe
tratar o problema de projeto como um
problema de otimização
multiobjetivo(Papanikolaou, 2010; Parsons &
Scott, 2004)
A abordagem utilizada pela USP para o
projeto do navio PSV segue nessa linha,
empregando uma metodologia na qual o
problema do projeto conceitual/preliminar do
navio PSV é tratado como um problema de
otimização multiobjetivo/multidisciplinar1
.
Muitos autores, como por exemplo,
Tancredi (2008), ressaltam que a maior
dificuldade em se implementar tal metodologia
reside no custo computacional inerente as
análises numéricas requeridas para a
avaliação do desempenho das soluções de
projeto, que quando realizadas repetidamente
de maneira paramétrica, inviabilizam o
processo de otimização.
Uma maneira de superar tal limitação é o
desenvolvimento de modelos analíticos
simplificados para avaliar os principais
atributos da embarcação. No entanto, tal
abordagem não condiz com a atual
disponibilidade das mais diversas e robustas
ferramentas de análise de desempenho.
Por outro lado, a utilização de superfícies
de respostas é um recurso conhecido para a
redução do tempo gasto para análises
computacionais. Zeboudj et al. (2005) e
Edwards& Jutan (1997), por exemplo,
demonstram que o uso de superfícies de
resposta para aumentar a eficiência do
processo de projeto é bem difundido, sendo
empregado nos mais diferentes tipos de
problema.
Superfícies de resposta são modelos de
predição capazes de interpolar resultados a
partir de um histórico conhecido. A principal
característica dessa técnica é que a obtenção
dos resultados é um processo analítico e,
portanto, muito mais rápido do que os
processos de dependem da realização de
simulações, ensaios ou métodos numéricos.
1
A caracterização do problema multidisciplinar requer não
apenas que os objetivos do projeto pertençam a disciplinas
diferentes mas, como ressalta Tancredi (2008), tais objetivos
devem apresentar interdependência.
As superfícies de respostas utilizadas neste
trabalho foram obtidas com o uso de redes
neurais artificiais, cuja principal vantagem é a
representação de padrões complexos de difícil
modelagem analítica. Destaca-se uma das
primeiras aplicações do uso de redes neurais
no projeto de estruturas navais, visto em
Goggins (1989) e os recentes trabalhos de
Martins & Lobo (2007) e Unar (2007) que
descrevem o emprego dessa técnica no estudo
do comportamento hidrodinâmico de
embarcações.
Na metodologia empregada, os parâmetros
da descrição geométrica do casco
(comprimento, boca, calado, pontal, coeficiente
de bloco, entre outros) constituem o conjunto
de variáveis de projeto. A geometria da
embarcação é construída, parametricamente,
em um programa CAD, a partir de algumas
curvas básicas parametrizadas (como a curva
da quilha representada na figura 2) a partir das
quais é possível gerar a superfície do casco da
embarcação.
Figura 2 – Curva paramétrica da quilha.
O conceito de projeto paramétrico de
embarcações é bastante conhecido e pode ser
visto em diversos trabalhos tais como Mistree
et al. (1990) e o recente trabalho de Xuebin
(2009).
Com base na geometria desenvolvida,
determina-se um conjunto de características,
que permite avaliar na fase preliminar de
projeto alguns dos atributos de desempenho
fundamentais da embarcação.
Para o projeto do PSV foram desenvolvidos
dois modelos de síntese de diferentes níveis
hierárquicos. O primeiro modelo baseia-se
unicamente em uma formulação analítica onde
os principais atributos de desempenho da
embarcação, como resistência ao avanço,
comportamento no mar, capacidade de carga e
estabilidade, são determinados, a partir das
variáveis de projeto, por meio de formulações
clássicas disponíveis na literatura como, por
exemplo, encontradas em Parsons (2003).
Esse modelo simplificado fornece as
primeiras informações acerca do projeto
conceitual do navio PSV considerando
diferentes atributos (requisitos) do projeto, tais
como capacidade de carga, velocidade de
operação, capacidade de manobra, entre
outros.

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  • 1. 1 24º Congresso Nacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore Rio de Janeiro, 15 a 19 de Outubro de 2012. Desenvolvimento de supply boats para operações na Bacia de Santos James M. G. Weiss Instituto de Pesquisas Tecnológicas Richard Schachter, Floriano Carlos Martins Pires Junior, Luiz Felipe Assis Departamento de Engenharia Naval e Oceânica - Escola Politécnica - UFRJ Helio Mitio Morishita, André Bergsten Mendes, Thiago Pontin Tancredi, Jean Carlo Viterbo Departamento de Engenharia Naval e Oceânica - Escola Politécnica - Universidade de São Paulo Resumo: O artigo apresenta resultados parciais do projeto conceitual de uma embarcação de apoio marítimo destinada a atender aos requisitos operacionais da região produtora de petróleo e gás localizada na Bacia de Santos. Esta região, distante cerca de 300 quilômetros da costa, se caracteriza pela prevalência de condições ambientais mais adversas e/ou bastante distintas daquelas encontradas em outras localidades do mundo. Para enfrentar as grandes distâncias envolvidas, bem como as condições ambientais mais severas, uma nova geração de embarcações de apoio está sendo desenvolvida. Na fase de projeto do casco foram estudadas duas vertentes de projeto: (1) variações sistemáticas das formas de popa, dos tipos de proa e do centro de carena, visando minimizar a resistência ao avanço e os movimentos em ondas (seakeeping)e (2) definição por otimização paramétrica em função das funcionalidades exigidas para a embarcação. Diante da perspectiva de significativo aumento da demanda por essas embarcações e da mudança tecnológica para sistemas de propulsão diesel-elétricos, o trabalho também apresenta oportunidades e restrições econômicas ao desenvolvimento de máquinas e equipamentos nacionais que poderão equipar essas embarcações. O objetivo final desta pesquisa é selecionar concepções de projeto, maquinário e equipamentos a serem introduzidos no pacote de projeto e maquinário deuma embarcação de apoio de 4500 DWT. 1 – Introdução Os projetos de embarcações de apoio marítimooffshore têm acompanhado a evoluçãoda exploração de petróleo e gás para águas cada vez mais profundas e distantes da costa. Em geral, a indústria mundial de máquinas e equipamentos marítimos desenvolve projetos globais de embarcações de apoio (pacotes completos de projeto, maquinário e equipamentos) que são produzidos em série para atender regiões produtoras localizadas em diferentes países. Entretanto, verifica-se no Brasil a prevalência de condições ambientais mais adversas e/ ou bastante distintas daquelas encontradas em outras localidades do mundo. Por exemplo, as fortes correntezas (que frequentemente atingem quatro nós), combinadas com intensoswell, têm representado um desafio para as operações de suprimento na Bacia de Campos. Para as operações na região do Pré-sal, na bacia de Santos, além das grandes distâncias a percorrer, são esperadas condições ambientais ainda mais críticas. Considerando essas peculiaridades, a rede de pesquisa formada pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a Universidade de São Paulo (USP) e o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) está desenvolvendo o projeto conceitual de duas embarcações de apoio, tendo como meta a maximização do conteúdo nacional do maquinário e dos componentes a bordo de
  • 2. 2 cada uma dessas embarcações. O projeto conta com o apoio financeiro da FINEP. O artigo apresenta resultados parciaisdo desenvolvimento do projeto conceitual de duas embarcações de apoio offshore destinadas a atender às necessidades operacionais e às novas funcionalidades exigidas para as operações de apoio marítimo na região da Bacia de Santos. 2 – Metodologia O trabalho apresenta os resultados parciais obtidos em seis etapas iniciais de projeto, referente ao desenvolvimento de duas embarcações de apoio a plataformas de petróleo destinadas a operar na região da Bacia de Santos. a) Caracterização da indústria de construção de embarcações de apoio. A análise envolveurevisão bibliográfica e consultas a operadores, construtores navais, e fabricantes de equipamentos. b) Identificaçãode necessidades operacionais das empresas que irão operar embarcações de apoio nas regiões produtoras da Bacia de Santos. Esta análise envolveu a consulta a operadores, contratantes, empresas de navegação de apoio, construtores navais. Foi obtida a especificação funcional das embarcações (missão, tipos de cargas e condições de carregamento, velocidade, capacidade, autonomia, requisitos de seakeeping, área de convés, equipamentos específicos). Esta pesquisa direcionou a seleção de duas embarcações-tipo, que serão objeto das fases seguinte deste projeto. c) Desenvolvimento da metodologia adoção de otimização paramétrica multiobjetivo na qual o casco é definido em função dos parâmetros geométricos e avaliado segundo os atributos de desempenho selecionados em função das funcionalidades exigidas. d) Criação de formas de casco com base em avaliação hidrodinâmica de resistência ao avanço e comportamento em ondas, e comparações com embarcações semelhantes. Foram estudadas variações sistemáticas das formas de popa, dos tipos de proa e do centro de carena, em um total de 143 combinações de formas carenadas, a volume constante, visando minimizar a resistência ao avanço e os movimentos em ondas (seakeeping). Para as melhores formas foram feitos ajustes finos de linha d’água, proa, coeficientes prismáticos, etc., e)Análise dos principais componentes da planta de propulsão e posicionamento dinâmico dessas embarcações. Identificação de possíveis fabricantes nacionais dos equipamentos mais relevantes dessas embarcações. f) Análise dos incentivos governamentais e entraves institucionais à expansão da indústria nacional de máquinas e equipamentos marítimos. Esta análise envolveu a consulta a operadores, contratantes, empresas de navegação de apoio, construtores navais ABIMAQ e ABEAM. 3 – Caracterização da indústria de construção de embarcações de apoio A indústria de construção naval costuma ser classificada como uma “indústria global”, pois a posição competitiva de uma empresa de construção naval em um determinado país é estreitamente relacionada à sua posição competitiva em outros países. Assim, as maiores empresas de construção naval competem entre si em vários países diferentes. Em grandes projetos de construção naval, os potenciais compradores chegam a convidar de 20 a 30 construtores navais para submeterem suas propostas de construção (Cho& Porter, 1986). Por outro lado, grande parte da atividade de fabricação de navios envolve a aquisição de máquinas e equipamentos marítimos de fornecedores especializados que também operam em escala global. Dicken (1998: 230) estabelece a distinção entre três tipos clássicos de relações de subcontratação industrial: por especialidade, por economia de custos e por complementaridade. A subcontratação por especialidade envolve o desempenho de funções para as quais o fornecedor detém infraestrutura de produção e competências técnicas especializadas. A subcontratação por economia de custos é fundamentada nos diferenciais de custos de produção entre a empresa contratante e a empresa contratada. Finalmente a subcontratação por complementaridade objetiva absorver aumentos ocasionais na demanda sem que a empresa contratante tenha que expandir sua capacidade de produção. As relações de fornecimento de máquinas e equipamentos para a indústria de construção naval são condicionadas à experiência do fornecedor, conteúdo tecnológico e reputação das máquinas e equipamentos adquiridos. Trata-se, pois de uma relação de subcontratação industrial por especialidade. Com a grande expansão da globalização econômica, observada no final do século XX,
  • 3. 3 as relações de subcontratação industrial evoluíram para novas formas organizacionais, caracterizadas pela desagregação vertical e pela formação de redes de organizações independentes. No caso extremo, nas organizações em rede verticalmente desagregadas, todas as funções da cadeia produtiva, que não sejam a coordenação e o controle da produção, são subcontratadas de empresas independentes e comercializadas sob a marca da empresa líder (Dicken, 1998: 234). O consórcio modular para a produção de caminhões, implantado pela Volkswagen no Brasil, constitui um caso exemplar de organização em rede verticalmente desagregada. Neste caso, todos os componentes dos veículos são fabricados e montados por empresas independentes sob a coordenação da empresa proprietária da marca (Rachid, 1997). A construção de barcos de apoio marítimo por intermédio de “pacotes” de projeto, máquinas e equipamentos marítimos constitui um exemplo de formação de rede organizacional verticalmente desagregada. Nesse arranjo organizacional, a empresa líder desenvolve o projeto do navio e coordena a cadeia de fornecedores globais das máquinas, equipamentos e sistemas de controle utilizados no projeto. A capacidade técnica, gerencial e financeira para projetar o navio, organizar a cadeia de fornecedores e comercializar as máquinas e equipamentos do navio constitui principal fator de sucesso na preparação e comercialização dos “pacotes” de projeto, máquinas e equipamentos para produção desses barcos. A empresa ofertante do “pacote” define os papéis, os campos de ação e as estratégias de relacionamento que serão estabelecidas com cada fornecedor de máquinas e equipamentos. Isso significa definir as tecnologias que serão utilizadas no projeto, qual o escopo dos serviços de manutenção pós-venda e qual nível de troca de conhecimentos entre as empresas participantes da rede.A integração vertical da empresa líder, por aquisições de empresas fornecedoras, é também frequente neste segmento de mercado. Por outro lado, a experiência acumulada, a reputação técnica e o domínio tecnológico constituem os principais fatores de sucesso empresarial para um fornecedor individual de máquinas ou de equipamentos marítimos. A crise mundial que atingiu o setor de construção naval no início da década de 1980 desencadeou mudanças profundas na organização da produção de embarcações e na composição das cadeias de suprimento setoriais. As relações entre construtores (estaleiros) e fornecedores de máquinas e equipamentos navais evoluíram para níveis cada vez maiores de terceirização e subcontratação de etapas da produção. Figura 1- Estrutura de custos de produção para três tipos de navios em estaleiro europeu (2004) Até 1980, os grandes estaleiros mundiais fabricavam internamente grande parte das máquinas e equipamentos que instalavam nos navios. Desse modo, a produção interna de um estaleiro representava de 70 a 80% do valor final de um navio. Atualmente, os estaleiros mais competitivos do cenário mundial estão focados em nichos específicos de mercado (especialização por tipo de navio e conteúdo tecnológico) e produzem internamente entre 25e 35% do valor total de um navio(Kanerva, 2004). A figura 1 apresenta exemplos de estruturas de custos de produção de três tipos de navios obtidos de um estaleiro europeu em 2004. Observa-se que quanto mais complexafor a construção, maior a incidência dos componentes produzidos fora do estaleiro na composição dos custos totais de fabricação. Para os navios de cruzeiro, o valor total das subcontratações e das aquisições de sistemasturnkey ede sistemas marítimos pode chegar a 63,75% dos custos totais de construção. Para um barco de apoio offshore típico, o valor dos componentes adquiridos de fornecedores (maquinário, sistemas marítimos e acessórios) representa cerca de 60% dos custos totais de construção. Entretanto, para navios relativamente mais simples, tais como os navios porta-containers, os custos de componentes, máquinas e equipamentos, envolvem valores da ordem de 50% dos custos totais de produção. A ampla difusão dos pacotes tecnológicos de projeto, maquinário e demais componentes de embarcações de apoio offshore constitui, pois, um desdobramento da tendência geral de
  • 4. 4 terceirização e subcontratação na indústria de construção naval. Neste tipo de arranjo institucional, o projetista do navio detém o controle tecnológico do produto final, pois firma acordos de comercialização com fabricantes de máquinas e equipamentos e vende ao estaleiro, não o projeto em si, mas o conjunto de todas as máquinas e equipamentos que irão equipar o navio. No Brasil, em função dos custos locais de produção e da incidência de impostos de importação, a estrutura de custos de produção de barcos de apoio offshore pode ser bastante diferente da apresentada na figura 1. A tabela 1 apresenta a estrutura de custos de produção de uma embarcação de apoio offshore, equipada com propulsão diesel- elétrica, fabricada em um estaleiro nacional (dados de 2012). Esta embarcação foi construída a partir de um pacote importado de projeto e maquinário, adaptado pelo projetista para incluir geradores, motores painéis elétricos de fabricação nacional. A primeira coluna da tabela divide os principais componentes do custo de produção deste navio: aço processado, propulsão, equipamentos elétricos, equipamentos eletrônicos e de comunicação, sistemas auxiliares (tubulação, válvulas, etc.) e mão-de- obra. O item propulsão inclui os propulsores azimutais, os propulsores laterais (bow thrusters) e os respectivos motores elétricos e seus inversores de frequência. O item equipamentos elétricosinclui os grupos geradores, os painéis elétricos, os transformadores, a automação da planta elétrica, e os inversores de frequência auxiliares. Tabela 1 – Estrutura de custos de produção e índice de nacionalização de embarcações de apoio no Brasil (2012) Item de custo Custo (%) Índice (%) Aço processado 15 15 Propulsão: inclui azimutais ebow thrusters 20 10 Equipamentos elétricos 20 15 Equipamentos Eletrônicos e de Comunicação: inclui DP, comando e controle 15-20 0 Sistemas auxiliares: redes, tubulação, válvulas , etc. 10 10 Mão-de-obra 15 15 Total 100 65 Fonte: Estaleiro nacional A segunda coluna da tabela 1 apresenta a porcentagem desses componentes de custo em relação ao custo total de produção do navio. Por sua vez, a terceira coluna da tabela 1, apresenta o índice de nacionalização resultante para cada um dos itens considerados. Observa-se que a introdução de equipamentos elétricos de fabricação nacional neste navio elevou o índice de nacionalização da embarcação para aproximadamente 65%. Observa-se também que a participação do trabalho interno do estaleiro é inferior a 25% dos custos totais de produção, pois o aço e os sistemas de tubulação são processados por fornecedores externos. Outra característica marcante do segmento de construção de embarcações de apoio no Brasil é a tendência à integração vertical pelas empresas de armação. As principais empresas de apoio marítimo do Brasil controlam estaleiros próprios com o objetivo de construir os navios que irão compor suas frotas. 4- Necessidades operacionais previstas para a Bacia de Santos Para definir a missão e as funcionalidades exigidas para uma embarcação capaz de atender os requisitos operacionais da Bacia de Santos, realizamos uma pesquisa junto a contratantes de serviços de apoio marítimo, empresas de apoio marítimo e estaleiros especializados na construção de barcos de apoio marítimo. O maior contratante desses serviços é a Petrobrás que opera campos de produção offshore em vários pontos do país. Atualmente, maior concentração de atividades de apoio marítimo ocorre na base de Imbetiba, em Macaé-RJ que atende as plataformas de produção instaladas na Bacia de Campos. As operações na área do Pré-sal serão peculiares pelo afastamento da costa. A despeito do elevado lead-time para vencer a distância média de 300 km, a operação de abastecimento das unidades de exploração e produção não pode se valer de um ganho de escala, representado por um PSV de alta capacidade. As condições ambientais severas impõem restrições no processo de aproximação e atracação junto às unidades de E&P, limitando o porte e o deslocamento das embarcações de suprimento. Além disso, existem limitações de calado nas bases de operação. Embora existam projetos de implantação de hubs em alto mar, nos quais alguns suprimentos poderiam ser temporariamente armazenados, escopo destas bases
  • 5. 5 operacionais certamente estaria limitado aos produtos de alta demanda, como, por exemplo, fluidos de perfuração, óleo diesel e água. Além dos granéis líquidos, diversos itens são demandados pelas unidades. Cargas perigosas, rancho, equipamentos diversos e risers, entre outros, compõem a diversidade de itens, para os quais, nem sempre existe um padrão regular de demanda. Na prática, isto resulta em itens essenciais no processo de E&P (por exemplo, peças de reposição para a manutenção de um subsistema de uma sonda de perfuração) sendo solicitados de última hora, os quais devem ser consolidados em embarcações que irão servir uma determinada região. Do ponto de vista logístico, tendo em vista o distanciamento da costa, a área útil de convés e a velocidade de cruzeiro (bem como a velocidade máxima) são fatores que merecem destaque na avaliação das configurações alternativas de projeto, considerando os aspectos econômicos associados a estes arranjos, principalmente o efeito na resistência ao avanço e o correspondente consumo de combustível. Das entrevistas com representantes da contratante de serviços de apoio marítimo, obtivemos os seguintes requisitos desejáveis para um projeto dessa natureza: - Velocidade de serviço: 15 nós - Capacidade de carga: 4500 Dwt - Tipo de Propulsão: diesel-elétrica - Calado admissível em Imbetiba: 6 m - Sistema de posicionamento dinâmico: capaz de suportar correntezas de 4 nós associadas a swell - Baixo nível de ruído nas cabines devido aos propulsores laterais - Autonomia – aumento de 20 dias (das embarcações convencionais) para 4 dias - Seakeeping – excelente comportamento em ondas - A murada dos navios não deverá prejudicar a visão ampla do convés a partir dos guindastes de carga instalados nas bases de apoio. Como existem restrições na aproximação das embarcações junto às plataformas, será previsto um sistema capaz de remanejar a carga no convés. Isto trará como principal benefício a capacidadeda embarcação descarregar e receber toda carga prevista, sem restrições de alcance dos guindastesdas plataformas em quaisquer condições de aproamento. Para tanto está sendo previsto uma murada tipo horsebar,equipadacom ponte rolante, mas com boa visibilidade do convés. 5 – O projeto paramétrico de embarcações A metodologia de definição do projeto por otimização paramétrica em função das funcionalidades exigidas para a embarcação está sendo desenvolvida pela equipe da USP. Tradicionalmente, o projeto de embarcações é feito de maneira iterativa. Nesse processo tanto as características que descrevem a solução como os seus atributos de desempenho são calculados sequencialmente e de forma recorrente até que ocorra a convergência para uma solução viável, ou seja, até que todas as restrições de projeto sejam satisfeitas. Uma representação gráfica comum deste processo é a clássica espiral de projeto, consagrada por (Evans, 1959), na qual cada característica da embarcação é revisitada várias vezes, e a cada iteração são fixadas características com maior detalhamento permitindo assim, uma evolução simultânea e coerente do projeto. Por outro lado, admite-se cada vez menos a possibilidade de mudanças no projeto. Em projetos navais, cada etapa da espiral de projeto é influenciada pelas etapas anteriores, da mesma forma que esta influência nas etapas seguintes. A alteração de um atributo da embarcação gera a necessidade de alterar diversos outros, uma vez que estes estão diretamente relacionados. Embora seja uma metodologia consagrada, nessa abordagem, as decisões tomadas nas fases iniciais do projeto têm grande impacto na solução final, e como nessa fase não existem muitas informações sobre o produto final, o projeto depende fortemente da experiência do projetista, de embarcações semelhantes, de regras de Sociedades Classificadoras e de margens de segurança. Dessa maneira, é interessante que já nas primeiras iterações, o projetista possua boas estimativas de diversas características da embarcação, de forma que, em iterações futuras, mudanças grandes sejam desnecessárias. O avanço na capacidade e desempenho de processamento dos computadores induziu um grande desenvolvimento das técnicas de representação matemática da superfície do casco, dos métodos de análise de desempenho e comportamento de navios, além do desenvolvimento de métodos e técnicas para solução numérica de problemas de otimização. Tais avanços propiciaram e vem propiciando mudanças importantes na maneira como o projeto de embarcações é
  • 6. 6 conduzido, principalmente nas fases preliminares de projeto. Uma desvantagem da abordagem convencional é que essa, em geral, não permite ao projetista explorar todo o espaço das soluções viáveis e, na maioria dos casos, não garante que se consiga obter a solução ótima do ponto de vista dos critérios de projeto estabelecidos. Para tentar minimizar essas desvantagens, alguns pesquisadores propõe tratar o problema de projeto como um problema de otimização multiobjetivo(Papanikolaou, 2010; Parsons & Scott, 2004) A abordagem utilizada pela USP para o projeto do navio PSV segue nessa linha, empregando uma metodologia na qual o problema do projeto conceitual/preliminar do navio PSV é tratado como um problema de otimização multiobjetivo/multidisciplinar1 . Muitos autores, como por exemplo, Tancredi (2008), ressaltam que a maior dificuldade em se implementar tal metodologia reside no custo computacional inerente as análises numéricas requeridas para a avaliação do desempenho das soluções de projeto, que quando realizadas repetidamente de maneira paramétrica, inviabilizam o processo de otimização. Uma maneira de superar tal limitação é o desenvolvimento de modelos analíticos simplificados para avaliar os principais atributos da embarcação. No entanto, tal abordagem não condiz com a atual disponibilidade das mais diversas e robustas ferramentas de análise de desempenho. Por outro lado, a utilização de superfícies de respostas é um recurso conhecido para a redução do tempo gasto para análises computacionais. Zeboudj et al. (2005) e Edwards& Jutan (1997), por exemplo, demonstram que o uso de superfícies de resposta para aumentar a eficiência do processo de projeto é bem difundido, sendo empregado nos mais diferentes tipos de problema. Superfícies de resposta são modelos de predição capazes de interpolar resultados a partir de um histórico conhecido. A principal característica dessa técnica é que a obtenção dos resultados é um processo analítico e, portanto, muito mais rápido do que os processos de dependem da realização de simulações, ensaios ou métodos numéricos. 1 A caracterização do problema multidisciplinar requer não apenas que os objetivos do projeto pertençam a disciplinas diferentes mas, como ressalta Tancredi (2008), tais objetivos devem apresentar interdependência. As superfícies de respostas utilizadas neste trabalho foram obtidas com o uso de redes neurais artificiais, cuja principal vantagem é a representação de padrões complexos de difícil modelagem analítica. Destaca-se uma das primeiras aplicações do uso de redes neurais no projeto de estruturas navais, visto em Goggins (1989) e os recentes trabalhos de Martins & Lobo (2007) e Unar (2007) que descrevem o emprego dessa técnica no estudo do comportamento hidrodinâmico de embarcações. Na metodologia empregada, os parâmetros da descrição geométrica do casco (comprimento, boca, calado, pontal, coeficiente de bloco, entre outros) constituem o conjunto de variáveis de projeto. A geometria da embarcação é construída, parametricamente, em um programa CAD, a partir de algumas curvas básicas parametrizadas (como a curva da quilha representada na figura 2) a partir das quais é possível gerar a superfície do casco da embarcação. Figura 2 – Curva paramétrica da quilha. O conceito de projeto paramétrico de embarcações é bastante conhecido e pode ser visto em diversos trabalhos tais como Mistree et al. (1990) e o recente trabalho de Xuebin (2009). Com base na geometria desenvolvida, determina-se um conjunto de características, que permite avaliar na fase preliminar de projeto alguns dos atributos de desempenho fundamentais da embarcação. Para o projeto do PSV foram desenvolvidos dois modelos de síntese de diferentes níveis hierárquicos. O primeiro modelo baseia-se unicamente em uma formulação analítica onde os principais atributos de desempenho da embarcação, como resistência ao avanço, comportamento no mar, capacidade de carga e estabilidade, são determinados, a partir das variáveis de projeto, por meio de formulações clássicas disponíveis na literatura como, por exemplo, encontradas em Parsons (2003). Esse modelo simplificado fornece as primeiras informações acerca do projeto conceitual do navio PSV considerando diferentes atributos (requisitos) do projeto, tais como capacidade de carga, velocidade de operação, capacidade de manobra, entre outros.
  • 7. 7 Como exemplo das hipóteses adotadas nesse modelo descreve-se o comportamento no mar da embarcação em projeto por meio de formulações empíricas e semi-empíricas que fornecem estimativas dos períodos naturais para os diferentes graus de liberdade e estimativas para a aceleração vertical encontrada na popa e no centro de gravidade da embarcação. O arranjo de carga a bordo também é simplificado e é definido a partir das variáveis do projeto, coeficientes de forma e da permeabilidade de espaços, tipicamente encontrados em embarcações PSV. A definição da necessidade e dimensões do bulbo é tratada por meio de uma superfície de resposta que representa o diagrama mostrado na Figura 3. Na figura é representado em vermelho a avaliação do banco de dados de navios PSV operando na velocidade máxima, em azul os mesmos navios, operando na velocidade de serviço. Figura 3 – Definição do bulbo em função do número de Froude e do coeficiente de bloco. O modelo de síntese analítico oferece, conforme já mencionado, uma avaliação preliminar do problema de projeto paramétrico do navio PSV.Visando aprimorar esse modelo, foi desenvolvido um modelo de síntese de nível hierárquico superior, no qual a solução de projeto, além de ser descrita pelo conjunto das variáveis de projeto, é também descrita por meio da representação gráfica da superfície do casco. Inicialmente, a geometria do casco da embarcação é construída, de maneira automatizada, em um programa CAD (“Computer Aided Design”), a partir das variáveis de projeto. Dessa geometria são calculadas algumas restrições geométricas e atributos de desempenho, relacionados a áreas e volumes internos do casco. Um exemplo de solução gerada a partir do modelo paramétrico simplificado do PSV pode ser visto na Figura 4. Em seguida, é realizada a análise hidrostática da embarcação, de onde são extraídos os valores do deslocamento, posição longitudinal do centro de carena e altura metacêntrica. Figura 4 – Exemplo de solução. A partir do modelo em CAD é determinado o arranjo preliminar simplificado, exemplificado na figura 5, bem como as restrições de áreas e volumes. Os dados são então utilizados para a determinação de pesos e centros, que incluem também os modelos clássicos (Parsons, 2003) semi-empíricos para predição de pesos de diferentes componentes de embarcações convencionais. Figura 5 – Arranjo preliminar no modelo 3D parametrizado. É importante destacar que o objetivo do projeto é alcançar um alto grau de nacionalização dos componentes. Esse requisito deve ser levado em consideração no desenvolvido do modelo de síntese proposto. Um exemplo deste requisito pode ser visto na determinação do peso da instalação propulsora requerida pelo projeto que deve atender a disponibilidade dos componentes no mercado nacional. Tradicionalmente poder-se-ia utilizar as formulações clássicas (Parsons, 2003), ou então uma regressão construída a partir de dados acerca dos atuais sistemas utilizados
  • 8. 8 em navios PSV. No entanto, para atender ao objetivo de nacionalização foi necessário elaborar um banco de dados que contivessem as informações referentes aos componentes que satisfizessem tais requisitos. Diferentemente do modelo de síntese de nível hierárquico menor, esse modelo faz a análise do comportamento no mar dos navios PSV por meio de ferramentas computacionais que resolvem o problema potencial no entorno do casco 3D utilizando o Método de Painéis. O projeto estrutural é feito com base no modelo de síntese paramétrico que atende aos requisitos da norma (DNV, 2012). Novamente aqui, tomou-se o cuidado de selecionar apenas chapas de aço com espessuras e perfis com dimensões disponíveis nos fornecedores nacionais. Outra dificuldade real encontrada na nacionalização dos componentes diz respeito ao projeto/seleção do propulsor. Existem poucos fabricantes nacionais, especialmente em relação a hélices azimutais e em dutos. No presente momento, o modelo de síntese realiza o procedimento de integração casco- hélice-motor utilizando os dados referentes à clássica série B-Thrust. A vantagem do modelo proposto é que ao contrário da clássica metodologia de projeto iterativo em que, partindo-se dos requisitos, obtém-se uma solução viável, a metodologia paramétrica permite obter um conjunto de soluções que podem ser facilmente modificadas e reavaliadas a fim de atender a novos requisitos, incluir novas restrições ou priorizar atributos de interesse. A utilização de superfícies de resposta, incorporadas ao modelo de síntese, permite que o processo de reavaliação das soluções seja acelerado (especialmente nos modelos de analise de ordem superior, que dependam de análises numéricas) e os resultados tornem-se mais robustos e confiáveis a cada configuração avaliada. Por outro lado, a solução obtida é descrita unicamente por meio das variáveis de projeto e da representação geométrica paramétrica do casco da embarcação, requerendo, portanto, um maior detalhamento da solução a ser implementada. 6 -Desenvolvimento do casco pela COPPE/ UFRJ O casco desenvolvido pela COPPE/UFRJé para um PSV Fluideiro de 4500dwt.O projeto conceitual partiu da criação de uma forma otimizada de casco com base em avaliação hidrodinâmica de resistência ao avanço e comportamento em ondas. Foi realizada uma pesquisa de 724 PSVs semelhantes (ShippingIntelligence Network, 2010), dos quais se destacaram 45 na faixa de DWT entre 4300 e 4900 t, para a calibração das dimensões principais estimadas na etapa anterior, que se baseou em especificações da Petrobras. 6.1 – Resistência ao Avanço Das dimensões ajustadas gerou-se uma forma básica a ser variada sistematicamente e uma embarcação semelhante de desempenho reconhecidamente bom para servir de base de comparação para os menores detalhes da otimização. Para fazer esta comparação tentou-se reproduzir a forma de uma embarcação do tipo “X Bow”, um PSV da Ulstein. As dimensões principais deste PSV de 4500 DWT são: LOA = 89 m, B = 19 m, D = 8 m, T = 6.6 m (Ulstein, 2012). Variou-se sistematicamente a imersão da popa, as formas da proa (proas bulbosas) e os centros longitudinais de carena. Após esta fase, para as melhores formas, houve ajustes mais finos com variações de linhas d’água, coeficiente prismático e ainda a adição de uma proawave-piercing. Sobre uma forma básica resultante, criou-se proas com bulbos Nabla, Delta e Lente, cujas dimensões foram determinadas utilizando o método de Kracht(1978) além uma forma sem bulbo. Com estas proas variou-se sistematicamente a imersão da popa (variando a forma, não o calado). Foram testadas três popas, vide Figura 6. O método de cálculo nesta fase foi o de Holtrop (1984).
  • 9. 9 Figura 6 – Diferentes imersões de popa Tabela 2 – Imersões das Popas Imersão do Espelho de Popa Imersão 1 Imersão 2 Imersão 3 1,962 m² 6,37 m² 9,56 m² Figura 7–Variação da resistênciaao avanço com a imersão de popa As cinco proas testadas e suas formas estão mostradas nas figuras nas figuras de 7 a 11. Figura 7 – Forma sem Bulbo Figura 8 – Forma com Bulbo Lente Figura 9 – Forma com Bulbo Nabla Figura 10 – Forma com Bulbo Delta Figura 11 – Forma X Bow A seguir, variou-se sistematicamente os centros longitudinais de carena (LCB) dentro de faixas consideradas razoáveis de se admitir para a manutenção do equilíbrio nas condições de carregamento. Essas variações, a partir do centro de carena original, foram de 2,5% para vante e 2,5% para ré do comprimento molhado LWL, com intervalos de 0,5% (referência: LCG positivo a ré). Com isto, criam-se 11 variações de LCB por casco. Sendo 5 formas de proa, 3 imersões de popa e 11 LCBs, são analisadas 165 variações de forma. Para casco X Bow as imersões e variações do seu LCB original foram testadas para comparação, mas na apresentação dos resultados finais, foram retiradas as duas das imersões criadas, restando 143 condições. Deixou-se a variação do LCB para mostrar sua tendência também no X Bow, ver Figura 12.
  • 10. 10 Figura 12 – Variação da resistência ao avanço em função das formas do casco Como podem ser observadas na Figura 12, algumas formas de casco otimizadas superaram em resistência ao avanço o desempenho da forma“X Bow”. Nota-se uma clara tendência de melhores resultados para LCBs mais a ré. A melhor forma obtida foi a com Bulbo Delta e menos imersão da popa. Finalmente a melhor forma (Bulbo Delta, com LCB a 2,5% de LWL,figura 13)teve sua forma aperfeiçoada com variações de linha d’água, coeficiente prismático e uma inserção de proa wave-piercing, com uma melhora ainda mais significativa na resistência ao avanço, de pouco mais de 300 KN (ver Variação Delta SBBR na Figura 12). Na etapa seguinte, as formas serão comparadas usando CFD, para validar estes resultados. O casco final obtido será testado no tanque de provas do IPT. Figura 13 – Forma SBBR Final (perspectiva) 6.2 – Comportamento em Ondas Para o comportamento em ondas foi feita uma estimativa utilizando o programaSeakeeper(Maxsurf,2011)que utiliza a Teoria da Faixas, aplicado às 18 melhores configurações, para comparação: - Bulbo Delta, com LCB +0,0%, +1,5% e +2,5% (SBBR), nas imersões 1 e 2 (6 formas); - Bulbo Lente, com LCB +0,0%, +1,5% e +2,5%, nas imersões 1 e 2 (6 formas); - Bulbo Nabla, com LCB +0,0%, +1,5% e +2,5%, na imersão 2 (3 formas); - “X Bow”, com LCB +0,0%, +1,5% e +2,5%, na imersão original (3 formas). A altura significativa de onda (H1/3) adotada foi 2,01m (Mar 4) e o período médio TM foi de 5,1s, com uma velocidade de deslocamento de 15 nós parahead seas (180° - ondas de proa). Com esses dados foi gerado um espectro de onda JONSWAP. A posição escolhida para análise dos dados foi na cabine de comando no convés do passadiço: altura de 19,17 m, posição longitudinal de 89,0 m e transversal de 0,0 m. O critério de comparação adotado foi o MSI (Motion Sickness Incidence), para longas exposições, apresentadas no resumo teórico do programa Seakeeper(Maxsurf 2011). (1) (2) (3) (4)       (5)       (6) (7)   Figura 14 – Comparação de MSI
  • 11. 11   Figura 15 – Comparação de Heave As diferenças de comportamento em ondas foram muito pequenas entre os cascos criados e um pouco maiores entre o casco final do SBBR e o X Bow, ver Figura 14. É interessante notar que o Motion Sickness Index do casco “X Bow” deu resultados piores, embora os movimentos deheaveepitch tenham sido melhores (Figuras 15 e 16). 6.3 – Estabilidade Intacta Para todas as formas foi estudada a estabilidade intacta, considerando os critérios IMO 749 (ex. A167 e mais o Weather Criteria). Estimou-se as embarcaçõeseven keel(LCG = LCB) e um centro vertical de gravidade a 2/3 do pontal, uma área vélica (e braço) para a superestrutura, usou-se um vento de través de 100 kt, e todas as configurações passaram nos critérios. A Figura 17apresenta, em forma de exemplo, a curva de estabilidade da forma (SBBR) selecionada. Figura 16 – Comparação de Pitch -1,2 -0,8 -0,4 0 0,4 0,8 1,2 1,6 0 40 80 120 Max GZ = 0,869 mat 40 deg. 3.1.2.4: Initial GMt GMat 0,0 deg = 3,546 m 3.2.2: Severe w ind and rolling Wind Heeling (steady) 3.2.2: Severe w ind and rolling Wind Heeling (gust) Heel to Starboard deg. G Z m Fi gura 17 – Curva de Estabilidade do SBBR 7 – O sistema de propulsão diesel elétrico Nesta seção são discutidos sucintamente alguns aspectos do sistema de propulsão Diesel-elétrico cujo projeto está ora em execução. Detalhes mais específicos sobre a parte elétrica são apresentados em Vásquez e Morishita (2012). Os sistemas de propulsão Diesel elétrico tem grande apelo técnico devido a sua flexibilidade tanto na geração como na utilização da energia elétrica. A geração de energia elétrica pode ser efetuada por grupos de Diesel-geradores cuja quantidade e arranjo podem ser convenientemente definidos em função da potência total requerida, risco, manutenção e estabilidade por exemplo. Já os utilizadores podem ser os propulsores principais, os atuadores do sistema de posicionamento dinâmico e as demais cargas elétricas exigidas pelo navio. Aqui convém ressaltar que, se os atuadores são movidos por motores elétricos, ganha-se uma enorme flexibilidade de arranjo destes componentes ao longo do navio, uma vez que a energia é transportada através de cabos elétricos. Este sistema ainda apresenta como vantagens reduções no consumo de combustível e na emissão de gases poluentes, se comparado com um sistema convencional, aumento de confiabilidade devido à redundância dos motores Diesel, redução do custo total ao longo do ciclo de vida da embarcação e reduções do nível de vibração e de ruído provocados pelos atuadores. (Kokshoorn e Von Ubisch, 2011; Vossen,2011). Todas estas vantagens tendem a superar as suas desvantagens que são o maior peso, volume, custo inicial, equipamentos mais complexos e operação mais complexa (Kokshoorn e Von Ubisch,2011).
  • 12. 12 Na figura 18 é mostrado um arranjo típico de um sistema de propulsão Diesel-elétrico. Ele é constituído por grupos de Diesel- geradores, barramentos, quadro elétricos, transformadores de tensão, conversores eletrônicos de potência e atuadores. O conjunto Diesel-gerador gera energia elétrica, em geral, em alta tensão que pode ser 2,4 KV, 4.16 KV ou 6.6 KV, dependendo da norma. O nível de tensão é selecionado em função da potência total requerido pelo navio. O motor Diesel pode ser de média ou alta rotação. Figura 18 - Componentes principais de uma propulsão Diesel- elétrica Em termos de projeto, há que se ponderar as reduções do consumo de combustível e do custo de manutenção contra o aumento de peso e volume do conjunto Diesel Gerador com a redução da sua rotação. Outro fator que deve ser analisado é o número dos Diesel-geradores. Em geral, toda potência elétrica é distribuída por dois ou mais barramentos, e cada um deles deve alimentado por um número par de Diesel- geradores. Pode-se, alternativamente, colocar um Diesel-gerador extra com opção de alimentar qualquer um dos barramentos, dependendo da condição de operação do navio. No entanto, a decisão final dependerá do perfil de operação, custo inicial, custo de manutenção, confiabilidade desejada ao sistema. Em princípio, deve-se ter um quadro elétrico por barramento para distribuição da carga e proteção de todo o sistema. Os transformadores são imprescindíveis a bordo para compatibilizar a tensão gerada com a tensão dos diversos equipamentos a bordo. Os conversores eletrônicos de potência podem ser ciclo conversor, conversor fonte de corrente ou ainda PWM (Pulse-Width Modulation), que é o mais utilizado atualmente. Já os motores elétricos podem ser síncronos ou assíncronos. O motor síncrono é mais eficiente que o motor assíncrono, porém mais caro, e geralmente são empregados quando as potências requeridas são grandes. Em Vásquez e Morishita (2012) são apresentadas as possíveis alternativas para a seleção do conjunto conversor eletrônico + motor elétrico + atuador final. Os sistemas de propulsão principal e de posicionamento dinâmico devem ser analisados conjuntamente. As opções para os atuadores são hélice de passo fixo, hélice de passo controlável, propulsores azimutais, propulsores azipod, propulsores em túnel e hélices cicloidais. Obviamente, cada um destes tipos não são excludentes e pode-se variar a sua quantidade e localização em função das necessidades operacionais da embarcação. Para o sistema de propulsão principal, o arranjo mais simples é a de hélice de passo fixo com variação de rotação do motor elétrico através do conversor de frequência. Se a manobrabilidade for importante pode-se, em princípio, utilizar propulsores azimutais ou azipods, que devem ser integrados com os demais atuadores do sistema de posicionamento dinâmico. No entanto, há que averiguar eventual acréscimo na resistência ao avanço provocado pela instalação destes componentes. Normalmente, os atuadores específicos do SPD são os propulsores laterais alocados na proa e na popa do navio e propulsores azimutais. O correto dimensionamento destes componentes depende do perfil de operação da embarcação e, principalmente, das especificações das condições ambientais. Alternativamente aos atuadores anteriormente citados, pode-se também utilizar propulsor cicloidal que permite operar como propulsor principal e como atuador do sistema de posicionamento dinâmico. Além disso, este tipo de propulsor, se devidamente controlado, pode reduzir o jogo do navio durante a operação estacionária do navio, e assim facilitar a operação de transferência de carga para as plataformas ou vice versa. Ou ainda, pode aumentar a janela operacional da embarcação. No entanto, este sistema requer um calado maior que os sistemas convencionais, pois o propulsor sobressai do fundo da embarcação. Finalmente, cabe lembrar que o projeto de todo o sistema Diesel-elétrico envolvendo propulsão e posicionamento ativo depende da classe do Sistema de Posicionamento Dinâmico a ser adotada que define as redundâncias necessárias dos diversos equipamentos. Os trabalhos futuros desta parte do projeto envolve justamente o dimensionamento de Conjunto  Diesel Gerador QuadrosElé tricos Transforma dores Conversores  Eletrônicos Motores  Elétricos Propulsores
  • 13. 13 todo o sistema propulsor em conjunto com o sistema de posicionamento dinâmico e a definição do sistema Diesel-elétrico. Também está previsto no projeto a realização de ensaios em tanques de prova do sistema de posicionamento dinâmico utilizando a infraestrutura existente no laboratório do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da USP (Morishita et al. 2010) Um dos objetivos do estudo é identificar possíveis fornecedores nacionais de máquinas e equipamentos nacionais para as embarcações em projeto. Para isto realizamos pesquisa juntoa fabricantes de componentes elétricos, de bombas, atuadores como propulsores laterais e cicloidais, de motor Diesel e montadores do conjunto Diesel-elétrico. Além disso, foram realizadas reuniões com estaleiros e associações de classe como a ABIMAQ e a ABEAM. O que se detectou é que a indústria brasileira está consolidada para o fornecimento de geradores elétricos, quadros elétricos, cabos e barramentos, transformadores, conversores eletrônicos de potência, motores elétricos para os diversos atuadores, alguns tipos de bombas e válvulas. No entanto, reafirma-se aqui que, para aproveitar todo este potencial e desenvolver outros fornecedores há que se definir uma política para privilegiar encomendas de construção de embarcações que tenham projetos desenvolvidos em escritórios nacionais. 8– Implicações da política de conteúdo local A política de conteúdo local definida pela ANP objetiva elevar gradualmente a participação da indústria nacional de máquinas e equipamentos nos investimentos das operadoras de petróleo atuantes no Brasil. Figura 19: Evolução do conteúdo local em função das rodadas de licitação da ANP A figura 19 ilustra a evolução das exigências de conteúdo local para cada rodada de licitações de blocos de exploração (ANP, 2012).Porém, o mesmo documento da ANP reconhece que a situação atual da indústria brasileira é de carência de fornecedores para uma parte significativa das máquinas e equipamentos a serem utilizados na exploração do Pré-sal. Estudo coordenado pela ONIP mostra queas máquinas e equipamentos nacionais são aproximadamente 55% mais caros que os seus equivalentesinternacionais. Conforme pode ser observado na figura 20, para aproximadamente 80% das máquinas e equipamentos (94% do valor agregado), existe carência ou até inexistência de suprimento nacional. Observe-se que a figura considerapreponderantemente gargalos na produção de plataformas offshore (ONIP, 2010). O atendimento pleno pela indústria nacional da política de conteúdo local para o setor de petróleo e gás enfrenta alguns problemas que merecem ser citados: Arcabouço estrutural Existem gargalos que são dependentes da própria indústria para promover o seu desenvolvimento que são, por exemplo, recursos humanos qualificados, tecnologia & inovação e capacidade produtiva. Para desenvolver os dois primeiros itens, quiçá seja pertinente estabelecer políticas que privilegiem construção naval e offshore com projetos (design) nacionais. Figura 20: Oferta nacional versus estrangeira de máquinas e equipamentos para produção offshore de petróleo. Arcabouço institucional Existem gargalos que não estão sob o domínio da indústria. Naturalmente, a indústria nacional é suscetível às políticas de incentivos governamentais (regimes especiais como
  • 14. 14 Repetro, Repeg, etc.), conjuntura econômica (não somente, mas principalmente câmbio, juros e custos dos insumos básicos) e regulamentação (índices de nacionalização, certificações). A percepção que há no meio industrial é que estes fatores, apesar de terem trazido contribuições para certos setores, trouxeram também grandes desafios para a indústria nacional de navipeças. Dentre os fatores institucionais, destacaremos o Repetro. Repetro O Regime Aduaneiro Especial de Importação e Exportação de Bens Destinados à Atividade de Pesquisa e de Lavra de Petróleo foi criado em setembro de 1999 visando atrair investimentos estrangeirospara a exploração e desenvolvimento de reservas nacionais de hidrocarbonetos (Almeida & Coimbra, 2012) e compensar o risco de insucesso na exploração em águas profundas (Manzano, 2008), permitindo importação de equipamentos e/ou componentes utilizados diretamente nas atividades de pesquisa e lavra das jazidas de petróleo e gás natural, sem a incidência dos tributos federais (II, IPI, PIS e COFINS, e AFRMM) e com redução do ICMS. Por ser regime “especial”, tem duração finita e, após várias postergações, está previsto para terminar em 2020. Não é um regime isolado, congregandotrês regimes aduaneiros: (a) drawback, que suspende tributos incidentes sobre insumos importados para a utilização em produtos industriais que serão futuramente exportados; (b) exportação com saída ficta, que dispõe que o produto nacional vendido diretamente à empresa sediada no exterior, para atividade de pesquisa e lavra de petróleo, considera-se exportado para efeitos fiscais, ainda que não saia do território nacional; e (c) admissão temporária, quesuspende tributos federais sobre importação de bens que permanecerão por certo prazo no território nacional. O Repetro favorece os resultados financeiros dos operadores dos campos petrolíferos (Almeida & Coimbra, 2012). No entanto, esta política não tende a favorecer a indústria nacional na medida em que desonera as importações, criando de uma maneira geral, um efeito contraditório com a política de conteúdo local. Finalmente, além dos problemas considerados acima, nota-se que a política de conteúdo local não considera o projeto das embarcações como item preponderante no índice de nacionalização, e com isto perde-se a oportunidade da engenharia brasileira agregar valor a um produto, isto é, incorporar conhecimento nacional. Além disso, potencialmente, a política de conteúdo local poderia ter maior repercussão se os fornecedores locais participassem do projeto das embarcações realizados por escritórios brasileiros. 9 – Conclusões Este trabalho apresenta resultados parciaisde dois projetos conceituais embarcações de apoio a plataformas de petróleo destinadas à operação na região do Pré-sal. Os projetos estão sendo desenvolvidos conjuntamente pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a Universidade de São Paulo (USP) e o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). A pesquisa de necessidades operacionais e funcionalidades requeridas para esta nova geraçãode Supply Boatsidentificoualguns requisitos operacionais diferentes daqueles encontrados nas embarcações atuais: (1) velocidade de serviço mais elevada, (2) sistema de posicionamento dinâmico mais preciso, (3) limitação dos níveis de ruído e vibração, (4) níveis mais elevados de conforto em seakeeping e (5) maior autonomia operacional. Observou-se também uma clara tendência à adoção de sistemas de propulsão diesel- elétrico nas embarcações de apoio offshore. O emprego deste sistema está se tornando viável graças ao desenvolvimento da eletrônica de potência e ao emprego de novas tecnologias nos motores e geradores. Este trabalho abordou sucintamente as vantagens e desvantagens deste sistema, considerando as alternativas tecnológicas para motor e gerador, inversor e módulo de controle. A pesquisa realizada junto a fabricantes de máquinas e equipamentos marítimos indicou que a indústria brasileira está amplamente capacitada para a fabricação de geradores elétricos, quadros elétricos, cabos e barramentos, transformadores, conversores eletrônicos de potência e motores elétricos de alta potência. Nesse contexto, a mudança tecnológica para sistemas de propulsão diesel- elétricos em Supply Boats abre uma clara oportunidade de expansão dos componentes de fabricação nacional que poderão ser incorporados nestas embarcações. No entanto, para desenvolver outros fornecedores locais e permitir o pleno aproveitamento do potencial da indústria nacional será recomendável aprimorar a política de conteúdo local considerando as particularidades do mercado de apoio marítimo. O envolvimento de
  • 15. 15 fornecedores locais, desde as primeiras etapas de projeto, poderá ser ampliado a partir da inclusão de critérios que estimulem o desenvolvimento e adoção de projetos embarcações realizados no Brasil. 10 - Referências Bibliográficas ANP – AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO.Pré-sal demanda US$ 400 bilhões até 2020. <http://www.anp.gov.br/?pg=60260&m=pr%E9 -sal%20demanda&t1=&t2=pr%E9- sal%20demanda&t3=&t4=&ar=0&ps=1&cache bust=1346965426103>.Acesso em 20/07/2012. ALMEIDA, E.; COIMBRA, V. Modelagem Eco- nômica e Fiscal de Projetos PetrolíferosDis- ponível em <http://www.gee.ie.ufrj.br/arquivos/publicacoes _ceee/TD_gee_ibp_001_2012_Almeida_Coim bra.pdf>, Acesso em 28/06/2012. CHO, D.S.; PORTER, M.E. Changing global industry leadership: the case of shipbuilding. In: PORTER, M.E. (Ed.).Competition in global industries. Boston: Harvard Business School Press, 1986. DICKEN, P.Global shift: transforming the world economy. New York: The GuilfordPress, 1998. EDWARDS, I. M.; JUTAN, A., Optimization and control using response surface methods, Journal of Computers & Chemical Engineering, Vol. 21, Issue 4, pp. 441-453, 1997. EVANS, J. H. Basic Design Concepts. Naval Engineers Journal, Vol. 71, Nov. 1959. GOGGINS, D. A.Response Surface Methods Applied to Submarine Concept Exploration. Bachelor of Science in Material Science and Engineering, University of California, Berkeley, 1989. HOLTROP, J. A Statistical Re-Analysis of Resistance and Propulsion Data. International Shipbuilding Progress, Vol. 31, No. 363, November 1984; KANERVA, M. Modern – competitive ship construction. In: CONGRESSO NACIONAL DE TRANSPORTES MARÍTIMOS, CONS- TRUÇÃO NAVAL E OFFSHORE, 20, 2004. KOKSHOORN, J; VON UBISCH, B. C. Diesel Electric Systems for Offshore Vessels and certain types of Yachts. Imtech Marine and Offshore. Available in: <http://www.imtech.eu/smartsite.dws?lang=EN &id=24301>. 2011 KRACHT, A. M. Design of Bulbous BowsSNAME Transactions, Vol. 86, 1978, pp. 197-217 MANZANO, C. Novas descobertas de reservas acirram a concorrência no setor de petróleo.Revista TN Petróleo nº 61, p. 204- 207. Julho de 2008. MARTINS, P. T.; Lobo, V.Estimating Manoeuvring and Seakeeping Characteristics with Neural Networks, OCEANS 2007 Euro-pe, vol., no., pp.1-5, 18-21 June 2007. MISTREE, F.; SMITH, W. F.; BRAS, B.; ALLEN J. K.; MUSTER, D.Decision-based design: a contemporary paradigm for ship design.The 98th Annual Meeting of SNAME, San Francisco, 1990. MORISHITA, H. M.; TANNURI, E.A.; MORATELLI JR, L.; ADAMOWSKI, J.C.; SPHAIER, S. H.; VILAÇA, R., SALES JR, J. S.; SAAD, A.C.; VILETI, V.L.; BARREIRA, A.R.Avaliação de Desempenho de Sistemas de Posicionamento Dinâmico em Tanques de Provas. In: CONGRESSO NACIONAL DE TRANSPORTE AQUAVIÁRIO, CONSTRU- ÇÃO NAVAL E OFFSHORE, 23, 2010. ONIP- ORGANIZAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO.Agenda de competitividade da cadeia produtiva de petróleo e gás offshore no Brasil. Coord. Rio de Janeiro: ONIP, 2010. PAPANIKOLAOU A. Holistic ship design optimization.CAD Computer Aided Design, 42 (11), pp. 1028-1044, 2010. PARSONS, M.G. Ship Design and Cons- truction. New Jersey: Society of Naval Architects and Marine Engineering, 2003. PARSONS, M.G.; SCOTT, R.L. Formulation of Multicriterion Design Optimization Problems for Solution with Scalar Numerical Optimization Methods.Journal of Ship Research, Volume 48, Number 1, pp. 61-76(16), 2004 SHIPPING INTELLIGENCE NETWORK. Dis- ponível: <http://www.clarksons.net/sin2010/>, 2010. TANCREDI, T. P. Otimização Multidisciplinar Distribuída aplicada a Projetos de Engenharia. Tese de doutorado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2008. ULSTEIN. X-Bow -Hull Line Design. Disponível em:<http:// www.ulsteingroup.com>, 2012. UNAR, M. A.Neural Network Applications in Ship Research with Emphasis on the Identification of Roll Damping Coefficient of a
  • 16. 16 Ship. Final Report: HEC Post Doc Fellowship Phase II, 2007. VÁSQUEZ, C.A. M.; MORISHITA, H.M. Analysis of Diesel-electric propulsion system for offshore support vessels.Trabalho submetido para o 24º Congresso Nacional de Transporte Aquaviário, 2012. VOSSEN, C. Diesel electric propulsion on ΣIGMA class corvettes. 2011 IEEE Electric Ship Technologies Symposium (ESTS), pages 288-291, April 2011 XUEBIN, L.; Multiobjective Optimization and Multiattribute Decision Making: Study of Ship’s Principal Parameters in Conceptual Design. Journal of Ship Research, Vol. 53, No. 2, June, pp. 83–92, 2009. ZEBOUDJ, S.; EBOUDJ, S.; BELHANECHE- BENSEMRA, N.; BELABBES, R. Use of surface response methodology for the optimization of the concentration of the sweet orange essential oil of Algeria by wiped film evaporator.Journal of food engineering, Vol. 67, no 4, pp. 507-512, 2005. 10 – Agradecimentos Os autores agradecem os recursos recebidos daFinanciadora de Estudos e Projetos do Ministério da Ciência e Tecnologia, oriundos da Chamada Pública MCT/ FINEP – CT-AQUAVIÁRIO 01/2010, para realização da pesquisa que deu origem a este trabalho.