PLATAFORMAS MARÍTIMAS. Aula 11. Sistemas de Posicionamento Dinâmico

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Ângela de Sousa Peres
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1 PLATAFORMAS MARÍTIMAS Aula 11 Sistemas de Posicionamento Dinâmico

2 INTRODUÇÃO Define-se posicionamento dinâmico (Dynamic Positioning - DP) como um sistema que controla automaticamente a posição e o aproamento de uma embarcação por meio de propulsão ativa; As unidades DP podem ser constituídas de navios ou plataformas semi-submersíveis. Quando estas unidades operam muito próximas a outras unidades ancoradas, pode ser necessária a utilização de âncoras de segurança, para o caso de sofrerem alguma falha na geração de energia para os propulsores.

3 É grande a diversidade de atividades desempenhadas por navios equipados com DP: Perfuração e Produção de petróleo; Suporte e Mergulho; Suporte nas operações com veículos remotamente operados; Suprimento de plataforma; Manuseio de âncoras; Lançamentos de linhas.

4 É grande a diversidade de atividades desempenhadas por navios equipados com DP: Navios aliviadores; Navios de passageiros; Posicionamento de plataformas para lançamento de foguetes; Embarcações militares; entre outras.

5 Vantagens: Durante uma operação de offloading, o navio é completamente autopropelido, e portanto, não há necessidade de rebocadores; Navios com DP possuem alta manobrabilidade; Resposta mais rápida a mudanças nas condições ambientais; Versatilidade e operacionalidade.

6 Desvantagens: Pode haver perda de posição devido à falha de equipamentos; Custo mais elevado que as plataformas convencionais; Alto consumo de combustível; Requer mais pessoas a bordo para manutenção e operação;

7 Características: A característica fundamental dos SPDs é a integração de um grande número de sub-sistemas operando conjuntamente. Os sub-sistemas principais de um SPD são: Sub-sistema de Potência Sub-sistema de Atuação Sub-sistema de sensoriamento Sub-sistema de Controle

8 Sub-Sistema de Potência É responsável por fornecer energia aos propulsores, a alguns sensores e aos elementos de controle. Sub-sistema de Atuação É responsável por fornecer as forças necessárias para o posicionamento da embarcação. É composto pelos diversos tipos de propulsores e pelos sistemas de controle associados a cada um deles.

9 Sub-Sistema de Sensoriamento É composto pelos equipamentos (sensores) responsáveis por fornecer as informações necessárias para que o controlador posicione a embarcação de forma desejada. Os sensores de posição medem a posição de um ponto da embarcação no plano horizontal.

10 Sub-Sistema de Sensoriamento As tecnologias empregadas são: sistemas de localização por satélite (GPS), sistemas hidroacústicos, radares por microondas, dentre outros. O aproamento é medido por girocompassos; Sensores responsáveis pela medição das condições ambientais. A medição do vento (velocidade e direção) é feita pelos anemômetros. O controlador utiliza suas informações para estimar as forças de baixa frequência devidas ao vento e contrabalanceá-las diretamente pelos propulsores

11 Sub-Sistema de Controle É composto pelos computadores. O computador é dotado de placas de comunicação responsáveis pela leitura das informações dos diversos sensores e pelo comando sobre os sistemas de controle dos propulsores. Toda a inteligência dos SPDs está contida no programa computacional executado neste subsistema, que realiza a lógica de controle responsável pelo posicionamento da embarcação.

12 Unidade de controle por computador Recebe as informações dos sensores, sistemas de referência, thrusters e painel de controle, processa essas informações e as usa para calcular a potência necessária para manter a posição e o aproamento do navio e em que direção essa potência deve ser aplicada; O resultado desse cálculo é então convertido em sinais que são enviados aos respectivos thrusters e mostrados no painel de controle.

13 Unidade de controle por computador Fonte: Portal Marítimo

14 Sensores Os sensores enviam para a Unidade de Controle informações que são usadas para cálculo, junto com as informações do sistema de referências. Anemômetro envia para a unidade de controle as informações de intensidade e direção do vento; Agulha Giroscópia envia par a unidade de controle a informação de aproamento da enbarcação;

15 Sensores Os sensores enviam para a Unidade de Controle informações que são usadas para cálculo, junto com as informações do sistema de referências. VRS (Vertical Reference Sensor) Envia para a unidade de controle as informações de caturro e balanço da embarcação; MRU (Motion Reference Unit) é um tipo mais sofisticado de VRS, que informa também o movimento de arfagem do navio.

16 Sensores

17 Sistemas de referência Sistemas de referência podem ser baseados em: sinais de rádio (Artemis); sinais de satélite (DGPS); sinais hidroacusticos (HPR); sinais mecânicos (Taut Wire). Os quais enviam para a Unidade de Controle informações da posição da embarcação, sejam elas geográficas ou em relação a uma posição de referência fornecida (ou movimento a partir dela;

18 Sistema de referência A Unidade de Controle usa essas informações em seus cálculos, o que lhe permite colocar o navio em um sistema de coordenadas com posição, posição desejada e proa desejada, direção e velocidade.

19 Sistemas de referência

20 Thrusters São os propulsores responsáveis pela movimentação da embarcação em todas as direções; Recebem sinal da Unidade de Controle com informações da quantidade da força a ser utilizada e sua direção; Após executar o comando, retornam o sinal para a unidade de controle (feedback).

21 Thrusters

22 Geradores O computador, painel, sensores, sistemas de referências e thrusters, necessitam de energia; Para casos de emergência, a embarcação deve possuir uma UPS (Uninterrupted Power Supply); A UPS é responsável por manter todos os sistemas vitais para manter o DP em funcionamento (Unidade de Controle, o painel de operações, os sensores e os sistemas de referência) mesmo em caso de black-out.

23 Instrumentos / painel Interface homem-máquina A ligação entre o operador e o sistema de posicionamento; Através desse painel o Operador checa constantemente o funcionamento de thrusters, geradores, sensores e sistemas de referência; É utilizado para a entrada de dados e alterações que sejam necessárias para o perfeito funcionamento do sistema e manutenção do posicionamento da embarcação.

24 Operadores É a parte mais importante do sistema; É o operador quem decide como o sistema deve operar e o que fazer; O Operador é uma peça fundamental do sistema, já que ele controla todos os dados e informações fornecidas e recebidas pela Unidade de Controle e com isso, determina as melhores condições de funcionamento, minimizando o esforço da embarcação em manter seu posicionamento;

25 Operadores A preparação de um Operador de Posicionamento Dinâmico passa por várias fases, tais como cursos e treinamentos práticos a bordo e a certificação dos Operadores de DP é centralizada no Instituto Náutico de Londres, que traça diretrizes para a formação e treinamento desse pessoal.

26 Classes de sistema de posicionamento dinâmico De acordo com a Organização Marítima Internacional, existem 3 classes de sistemas de posicionamento dinâmico: Automatic and manual position and heading control under specified maximum environmental conditions Class 1 (Sistema Classe 1 Pode haver perda de posição com a falha de um único equipamento.)

27 Classes de sistema de posicionamento dinâmico Automatic and manual position and heading control under specified maximum environmental conditions, during and following any single fault excluding loss of a compartment Class2 (Sistema Classe 2 Não pode ocorrer perda de posição devido a falha única de componentes como geradores, thrusters, quadro elétrico)

28 Classes de sistema de posicionamento dinâmico Automatic and manual position and heading control under specified maximum environmental conditions, during and following any single fault including loss of a compartment due to fire or flood. (At least two independent computer systems with a separate backup system separated by A60 class division). Class3 (Sistema Classe 3 Não pode ocorrer perda de posição por uma falha única, incluindo fogo em uma subdivisão elétrica ou alagamento de compartimento. Falha única inclui um simples ato inadvertido por qualquer pessoa a bordo.)

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