APOIO TECNOLÓGICO PARA A INDÚSTRIA BRASILEIRA DE NAVIPEÇAS

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Sérgio Rodrigues Amaral
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1 Programa Plataformas Tecnológicas PLATEC II Workshop Tecnológico APOIO TECNOLÓGICO PARA A INDÚSTRIA BRASILEIRA DE NAVIPEÇAS Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo IPT

INDÚSTRIA BRASILEIRA DE NAVIPEÇAS Instituto de

2 Apoio tecnológico ao desenvolvimento da indústria nacional IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas Início: 1899

3 IPT - Centros Tecnológicos CME Centro de Metrologia Mecânica e Elétrica CMQ Centro de Metrologia em Química CMF Centro de Metrologia de Fluidos CINTEQ Centro de Integridade de Estruturas e Equipamentos CNaval Centro de Engenharia Naval e Oceânica CETAC Centro de Tecnologia do Ambiente Construído CT-Obras Centro de Tecnologia de Obras de Infra-estrutura CETAE Centro de Tecnologias Ambientais e Energéticas CTPP Centro de Tecnologia de Processos e Produtos CT-Floresta Centro de Tecnologia de Recursos Florestais CIAM Centro de Tecnologia da Informação, Automação e Mobilidade CETIM Centro de Têxteis Técnicos e Manufaturados NT MPE Núcleo Tecnológicos de Suporte às PMEs

de Obras de Infra-estrutura CETAE Centro de Tecnologias Ambientais e Energéticas CTPP Centro de Tecnologia de Processos e Produtos CT-Floresta Centro de Tecnologia de

4 Centro de Engenharia Naval e Oceânica Tanque de provas Tanque de Provas (280 m x 6 m x 4 m) Túnel de cavitação Ensaios de estruturas offshore Ensaios de efeitos de ondas em modelos

5 Apoio Tecnológico à Industria de Construção Naval e Offshore Hidrodinâmica de cascos, hélices e plataformas oceânicas Engenharia de hidrovias e navegação interior Instrumentação em tempo real de embarcações e sistemas oceânicos

oceânicas Engenharia de hidrovias e navegação interior

6 PROJETO NACIONAL DE EMBARCAÇÕES DE APOIO OFFSHORE Resultados parciais do projeto Rede de pesquisa: Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Universidade de São Paulo (USP) e o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) Apoio: FINEP

Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ),

7 Oportunidade para inovação Novas Unidades Item Até 2015 Até 2020 Plataformas de Perfuração(drillships e semi-sub) Plataformas de Produção(FPSO e Semi-sub) Barcos de Apoio Marítimo Plano de Investimento da Petrobras 2011 a 2015 Estimativa para Construção Naval Fonte: Petrobras

Produção(FPSO e Semi-sub) 17 50 Barcos de Apoio Marítimo 192 281 Plano de

8 1. Funcionalidades exigidas para as operações offshore no pré-sal

9 Características operacionais da Bacia de Santos Grandes distâncias da costa: de 150 a 185 milhas (270 a 350 km) Estados de mar ainda piores que os verificados em Campos Correntezas mais elevadas

10 BACIA DE SANTOS Fonte: FORMIGLI, J. (a) Estratégia da Petrobras para Atendimento às Futuras Demandas do Pré-sal. Palestra proferida em Reunião do PROMINP em 2 Jul 2008

11 Problemas operacionais observados na Bacia de Campos Correntezas elevadas: de 3 a 4 a nós (podendo atingir 6 nós) Sobrecarga nos sistemas DP Excesso de ruído dos sistemas DP Falta de equipamentos de manuseio de cargas no convés (pontes rolante, guindastes) Seakeeping ruim das embarcações menores Limitação de calado do Porto: até 6 m

sistemas DP Falta de equipamentos de manuseio de cargas no convés (pontes rolante,

12 Funcionalidades desejáveis para os novos supply vessels Elevar as velocidades de serviço de 12 para 15 nós (sem aumento excessivo do consumo) Desenvolver sistemas DP para suportar correntezas de até 4 nós Aumento de autonomia de 20 para 40 dias

aumento excessivo do consumo) Desenvolver sistemas DP para

13 Outras Funcionalidades desejáveis Propulsão diesel-elétrica com aumento da reserva de potência do sistema DP Reduzir o nível de ruído do sistema DP Melhorar seakeeping das embarcações Instalar mais equipamentos de movimentação de carga

sistema DP Reduzir o nível de ruído do sistema DP Melhorar

14 Metodologia Navio fluideiro (UFRJ)* Metodologia: Otimização de formas do casco baseado em avaliação hidrodinâmica de resistência ao avanço e comportamento em ondas; Navio oleiro (USP)* Metodologia: Definição do projeto por otimização paramétrica em função das funcionalidades exigidas para a embarcação. O sistema de propulsão será Diesel-elétrico para os dois navios

(USP)* Metodologia: Definição do projeto por otimização paramétrica em função das

15 2. Projeto hidrodinâmico do navio

16 Projeto de PSV - Fluideiro Especificações deduzidas das necessidades: Capacidade: 4500 DWT, Velocidade de serviço: 15 kt Projeto de formas minimizando potência (resistência) e movimentos em ondas (seakeeping), a volume constante. Dimensões principais baseadas em semelhantes e forma inicial baseada em embarcações de maior sucesso no mercado e melhor desempenho.

movimentos em ondas (seakeeping), a volume constante.

17 Semelhantes avaliados: 724 Semelhantes com DWT de 4300 a 4900: 45 Potência Total y = -2,7905x Potência Total PSV BR

10000 y = -2,7905x + 23889 Potência Total PSV BR 8000

18 Projeto de PSV - Fluideiro Com base em uma forma inicial, variação sistemática de tipos de popa, tipos de proa bulbosa (todas projetadas pelo método de Kratch) e variações de LCB (centro de carena). Proas do tipo: LCBs: 1) Sem bulbo de -2.5% a 2.5% de Lwl 2) Bulbo Delta intervalos de 0.5% (11 LCBs) 3) Bulbo Nabla Popas do tipo: 4) Bulbo Lente Emersa 5) X Bow Padrão Imersa Variações pelo método de Lackenby, para volume constante Resistência (Holtrop) de 165 formas: 5 proas x 3 popas x 11 LCBs

5% a 2.5% de Lwl 2) Bulbo Delta intervalos de 0.

19 Projeto de PSV - Fluideiro Popa Emersa Popa Imersa Popa Padrão

20 Projeto de PSV - Fluideiro Sem Bulbo 3 popas x 11 LCBs

21 Projeto de PSV - Fluideiro Bulbo Delta 3 popas x 11 LCBs

22 Projeto de PSV - Fluideiro Bulbo Nabla 3 popas x 11 LCBs

23 Projeto de PSV - Fluideiro Bulbo Lente 3 popas x 11 LCBs

24 Projeto de PSV - Fluideiro X Bow 3 popas x 11 LCBs

25 Resistência (kn) Projeto de PSV - Fluideiro Resistência ao Avanço - Todas as formas, V = 15 knots SEM BULBO SEM BULBO EMERSO SEM BULBO IMERSO NABLA NABLA EMERSO NABLA IMERSO DELTA DELTA EMERSO DELTA IMERSO LENTE LENTE EMERSO LENTE IMERSO XBOW ,5-2 -1,5-1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 XBOW EMERSO XBOW IMERSO XBOW ST Variação do LCB (%)

26 Projeto de PSV - Fluideiro A Forma Lente, popa emersa com 2.5% de LCB a vante mostrou-se a melhor forma. A partir destes resultados uma Nova Forma (do Projeto) foi criada, incorporando aperfeiçoamentos. Esta Nova Forma, e mais 6~10 das melhores formas sofrerão ajuste fino de parâmetros: Linhas D água, Cp, ajustes de proas e popas, etc. e serão processadas em programa de CFD para análise comparativa.

27 3. Pesquisa de equipamentos nacionais para a propulsão

28 Navio PSV Diesel-elétrico

29 Propulsão Diesel-Elétrica

30 Arranjo de Geradores e Motores

31 Componentes principais de uma propulsão Diesel- elétrico Transformadores Conjunto Diesel Gerador Motores Elétricos Quadros Elétricos Conversores Eletrônicos Propulsores

32 Principais equipamentos requeridos Sistema de Propulsão Diesel-Elétrica (geradores, propulsores, etc.), Sistema de Posicionamento Dinâmico (bow, stern thrusters), Sistemas de Controle e Automação, Os Equipamento de Convés, Sistema de Fundeio, etc.

33 Estrutura de custos Item de custo Custo Índice (%) (%) Aço processado Propulsão: inclui azimutais e bow thrusters Equipamentos elétricos Equipamentos Eletrônicos e de 0 Comunicação: inclui DP, comando e controle Sistemas auxiliares: redes, tubulação, válvulas, etc. Mão-de-obra Total

34 Potencial de Nacionalização Pacote elétrico inteiramente nacional: geradores, transformadores, quadros elétricos, conversores de frequência Propulsores azimutais podem ser nacionalizados A integração motor gerador poderá ser nacionalizada

35 Potencial de nacionalização de equipamentos Pesquisa de fornecedores identificou empresas interessadas em fornecer componentes nacionais para o sistema de propulsão: WEG pacote elétrico e software de controle Wartsila pacote completo GE pacote completo MAN motores diesel ABB - pacote elétrico e propulsores Voith - propulsores

36 Conclusões 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; Certas empresas já instaladas no Brasil tem potencial para fornecer determinados tipos de propulsores devido a sua capacitação industrial já implementada. Há fabricantes de motores Diesel aumentando a capacidade produtiva e outros se instalando no Brasil com foco no fornecimento no setor naval e oceânico. Há iniciativas para fornecimento integrado do sistema Diesel-elétrico

37 Obrigado! IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária São Paulo SP

38 Centro de Metrologia de Fluidos Laboratórios de calibração e certificação de medidores de gases e líquidos Laboratório de Ensaio de Bombas Hidráulicas Túnel de vento de camada limite atmosférica Laboratório de Ensaio de Ventiladores

39 Centro de Integridade de Estruturas e Equipamentos Laboratório de Equipamentos Mecânicos e Estruturas Ensaio dinâmico de umbilical Ensaio de fricção em colar hidráulico Ensaio de tração em risers Ensaios dinâmicos em cabos de aço Ensaios dinâmicos em molas de atuadores hidráulicos

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