FACULDADE DE ARACRUZ FAACZ
COORDENAO DE ENGENHARIA MECNICA
HIDRODINMICA DO NAVIOSAULO SILVA MARTINSARACRUZ
2014SAULO SILVA MARTINSHIDRODINMICA DO NAVIOTrabalho apresentado
coordenao de Engenharia Mecnica, da disciplina de Tecnologia
Mecnica, dos alunos do 6 perodo, turma C, como requisito parcial de
aprovao.
Professor orientador: Robson SarmentoARACRUZ
2014BARCOS DE APOIO
1 - INTRODUO
O apoio offshore no Brasil comeou h mais de 40 anos, quando os
levantamentos de ssmica na plataforma continental, em 1966,
marcaram o incio da prospeco de petrleo no mar. A partir de 1968
quando foi descoberta a primeira jazida de petrleo no mar, no campo
de Guaricema- Sergipe, atravs da plataforma flutuante P-1, nascia o
apoio martimo no Brasil.
Com a guerra rabe-israelense, em 1973, que acarretou a crise
mundial de petrleo, pela reduo nas exportaes de leo cru, muitas
naes desenvolvidas intensificaram as buscas de petrleo em seus
territrios e os pases tradicionalmente importadores passaram a
investir mais na explorao, tanto em terra como no mar. No Brasil, a
explorao comeou no litoral de Sergipe e de Alagoas, seguida do
Esprito Santo. Em 1974, um ano depois de instalada a crise mundial,
a Petrobras deu um grande salto que marcou sua histria: a
descoberta de petrleo na Bacia de Campos (RJ), no Campo de Garoupa.
A plataforma Sedco135-D foi a primeira a produzir no Campo de
Enchova, em 1977, e a uma profundidade de 120 metros.
Com o passar dos tempos novos campos gigantes de petrleo foram
descobertos na Bacia de Campos Albacora (1984), Marlim (1985) e
Roncador (1996) e tambm na Bacia de Santos, descoberta em 2005,
cujas principais jazidas so as de Tupi e Iara. Para que essa
difcil, complexa e indispensvel atividade industrial fosse completa
e produzisse os melhores resultados, tornou-se necessrio dot-la de
um eficiente apoio logstico para dar suporte s diversas fases das
atividades offshore, como explorao, perfurao, engenharia,
desenvolvimento do campo, produo, armazenamento/transporte,
fechamento/remoo etc.
As embarcaes de apoio martimo vm marcando presena no Brasil e no
mundo desde as primeiras prospeces, sendo indispensveis extrao de
leo de nossas reservas submarinas. Chegam hoje a um extraordinrio
nvel de eficincia, graas incorporao de novas tcnicas, ao crescente
aprimoramento dos servios e constante treinamento de pessoal
especializado, cujo trabalho na rdua luta de extrair petrleo em
alto mar converte-se em constante aprendizado, resultando em
acentuado grau de aperfeioamento.2 - BARCOS DE APOIOA indstria do
petrleo, mais que nenhuma outra, necessita de uma logstica muito
peculiar, pois est inserida num mbito de elevado grau de
periculosidade, o alto mar. A expresso apoio logstico, de carter
militar um conceito estrategista, segundo o qual os suprimentos, em
tempo de guerra, devem chegar frente de batalha em tempo hbil, com
segurana e a custos baixos. Entendem os militares que a vitria ou a
derrota est diretamente relacionada com a qualidade deste
apoio."Maca" embarcao de suprimento em operao CBO
Aeronave, modelo Super Puma AS332L2, capacidade 2 passageiros e
trs tripulantes.
Um apoio pouco eficiente pode significar a derrota. Por isso os
pioneiros na explorao no Golfo do Mxico criaram a expresso
"offshore logistics", para designar o suporte s atividades onde o
mar o campo de batalha na guerra pelo "ouro negro". O apoio
logstico s plataformas de petrleo verdadeiras cidades flutuantes
instaladas em pleno oceano pode ser feito de duas maneiras: Pelo
ar, atravs de helicpteros, que transportam pessoas e pequenas
cargas, em carter de urgncia, e pelo mar, atravs de embarcaes que
transportam materiais e equipamentos.
2.1 - EMBARCAES DE APOIO MARITMO CARACTERISTICAS
Apesar de possuir fundamentos e tcnicas similares a explorao
onshore, ou seja, em terra, a explorao de petrleo no mar requer uma
logstica bem mais complexa. Em razo disso, a gama de embarcaes
necessrias para atender ao trabalho no mar muito grande e, a fim de
propiciar adequado apoio, tem de crescer no mesmo ritmo das
constantes inovaes tecnolgicas das operaes offshore. As embarcaes
de apoio devem atender s diversas fases da explorao de petrleo,
desde a fase correspondente pesquisa ssmica at a fase final de
fechamento do poo, passando, obviamente, pelas fases de perfurao e
produo de petrleo. Para cada situao pode haver uma embarcao
diferente devidamente equipada e projetada ao fim que se destina;
por exemplo: na fase de pesquisa, cujo ciclo compreende os estudos
geolgicos e geofsicos at a perfurao do poo, navios-ssmicos so
responsveis pela localizao geogrfica de petrleo no mar, por meio de
equipamentos de alta preciso, como sistema de radio localizao
equipados com sensores capazes de mapear as reas especficas,
fornecendo ento os dados necessrios para a demarcao e posterior
perfurao. Evoluindo do conceito de embarcao de suprimento, novas
caractersticas foram desenvolvidas de modo a atender s necessidades
especficas, tais como: prontido para casos de resgate decorrido de
acidente; combate a incndio; estimulao de poos, apoio s atividades
de mergulho; reboque de plataformas e manuseio de ncoras e
espias.
De um modo geral, as embarcaes de apoio martimo dispem de
equipamentos capazes de atender no s s plataformas, mas tambm s
suas prprias necessidades, apresentando:
Face ao exposto, torna-se fcil definir o que so embarcaes de
apoio. So embarcaes de tamanhos variados criadas especialmente para
atender s instalaes de petrleo no mar, transportando cargas entre
as bases terrestres e as plataformas martimas. Apresentam
caractersticas bsicas voltadas para otimizar sua operacionalidade,
sendo empregadas desde os estudos Embarcaes de apoio na base de
Maca - RJ preliminares de geologia at a remoo e fechamento de poos.
Existem vrios tipos de embarcaes de apoio com caractersticas
diferentes. (Os diversos tipos sero abordados no item 1.6 desta
apostila). bom frisarmos, dada utilizao generalizada do termo
barco, a diviso entre embarcao e barco, ou entre embarcao e navio.
Ambas so primeiro embarcaes, e s depois barco ou navio. Da mesma
forma um submarino ou caiaque so embarcaes. Ou seja, todos os
barcos so embarcaes, mas nem todas as embarcaes so barcos.
Tanques para granis lquidos (leo combustvel, gua industrial, gua
potvel, fludos de perfurao, cidos e outros); Silos ou tanques para
granis slidos (cimento, baritina etc.); Cmaras frigorficas para
gneros alimentcios; Convs adequado ao transporte de carga em geral
(tubos de perfurao, equipamentos, dutos, contentores etc.).2.2
SISTEMA DE PROPULSO
No sculo XIX, as embarcaes a vapor dominavam as viagens
martimas.
Sua criao dificilmente pode ser creditada a um inventor
particular, pois a adaptao do motor a vapor para propulso de
embarcaes foi tentada por vrios projetistas, tanto na Europa quanto
na Amrica. Uma coisa certa, a maioria dos projetistas, como o
norte-americano Robert Fulton, utilizaram em seus estudos os
conceitos do escocs James Watt (1736-1819), inventor da moderna
mquina a vapor, que possibilitou a revoluo industrial. Watt foi
mundialmente reconhecido quando seu nome foi dado unidade de
potncia de energia do Sistema Internacional (S.I.) Watt.
At o final do sculo X, as embarcaes a vapor foram sendo
substitudas gradativamente devido aos novos desafios comerciais da
navegao, sendo que a partir da segunda metade do sculo X, os navios
movidos a Motor de Combusto Interna passaram a dominar o
mercado.
O sistema de propulso tem por objetivo possibilitar o
deslocamento das embarcaes em geral por meios prprios durante toda
sua vida operacional. O corao do sistema , na maior parte dos
casos, um motor Diesel, cujo tamanho e potncia requeridos vo
depender principalmente do tipo de embarcao. Este o sistema de
propulso direta, mais comum e mais utilizada, mas h tambm o sistema
de propulso indireta, utilizado em embarcaes especiais, onde o tipo
de servio requer um sistema de propulso especial (Embarcaes de
apoio e rebocadores). A Histria dos navios com propulso a motor
diesel comea em 1892, com o alemo Rudolf Diesel e, 20 anos mais
tarde, o primeiro motor diesel quatro tempos para navios j estava
operacional. No perodo entre guerras houve um aumento considervel
de navios com propulso a diesel, principalmente na navegao de longo
curso. Uma srie de inovaes foram feitas nesses motores,
possibilitando o uso de leo pesado nos motores de mdia rotao.
Existem muitos fatores que interferem na escolha do sistema de
propulso, dentre eles destacam-se:
Potncia requerida; Tipo de carga do navio; Arranjo da Praa de
Mquinas.
Navio MV Princess Of Vancouver
Potncia requerida2.3 - SISTEMA DE POSICIONAMENTO
DINAMICO(SPD)
Como j mencionado, as embarcaes de apoio devem ser dotadas de
grande capacidade de manobra a fim de posicion-las prximas s
unidades de produo de petrleo. Com o passar dos tempos e o advento
de novas tecnologias foram sendo incorporados vrios recursos s
embarcaes de apoio. Comearemos pelo Sistema de Posicionamento
Dinmico ou Dynamic Positioning System DPS. O DPS a associao de
vrios outros recursos (item 2.2.4.1 do mdulo 2), como: hlices e
lemes gmeos, impelidores laterais, lemes independentes e central de
manobras computadorizada. Representa o ltimo avano tecnolgico em
termos de sistemas de manobras e propulso. Consiste basicamente de
uma central computadorizada de anlise e comandos baseados nas
informaes recebidas de sensores externos sobre ventos e corrente, e
de comparao sobre o posicionamento da embarcao em relao a uma
referncia, a qual pode ser atravs do sistema doppler (diferena de
ngulo na onda sonora entre a sua transmisso e o eco) ou atravs de
sinais rdio de origem conhecida (similar ao DGPS). Este sistema
utilizado no s em todas as embarcaes de apoio, mas tambm em
unidades flutuantes de perfurao e produo de petrleo, como as
plataformas semi-submersveis que, por sofrem ao direta dos ventos e
correntes martimas, no podem sofrer alteraes bruscas de
posicionamento em relao coluna de perfurao.2.4 - ARRANJO DE
CONVES
O arranjo de convs o principal fator no projeto de uma embarcao
offshore. Os equipamentos podem variar de guinchos de reboque e
manuseio de ncoras a plantas de estimulao de poos de petrleo. O
layout do convs vai depender do propsito da embarcao. Um navio
supridor Supply Vessel, por exemplo, deve ter seu convs principal
liberado para o transporte de carga geral e suprimento. J uma
embarcao do tipo PLV Pipe Laying Vessel possui convs principal
repleto de equipamentos voltados ao posicionamento de cabos no
fundo do mar. Por se tratar basicamente da disposio e espaamento
dos equipamentos das embarcaes,
Embarcao de suprimentos Suplly Vessel. Embarcao de lanamento de
linhas e tubos PLV.
2.5 TIPOS DE EMBARCAO DE APOIO
Embora as primeiras experincias na explorao de petrleo ainda de
forma rudimentar tenham ocorrido em 1882, na plataforma submarina
do Oceano Pacfico, precisamente no litoral de Santa Brbara (norte
de Los Angeles), coube ao Golfo do Mxico, em 1948, tornar-se o
palco pioneiro da indstria do petrleo em mar aberto, extraindo leo
do leito do Oceano atravs da sonda Breton Rig 20. Desde 1932,
quando na Califrnia perfurou-se o primeiro poo em alto mar,
constatou-se que a operao "offshore" tinha tudo para se tornar um
xito; mas para que isso ocorresse seria necessria uma fora-tarefa
de embarcaes especiais que garantissem o transporte de materiais,
equipamentos e trabalhadores: nascia ento o apoio martimo.
Embarcaes pequenas eram utilizadas para transportar pessoal
("crewboats") e tambm barcos utilitrios ("utility-boats") para o
transporte de cargas destinadas s unidades de perfurao. Mesmo
assim, at os anos 50, as embarcaes disponveis ao apoio offshore
ainda eram precrias, com seus cascos construdos de forma artesanal
e no apresentando a robustez necessria difcil tarefa da prospeco em
alto mar.
Como resultado, incndios, colises e naufrgios eram freqentes.
Ficou evidente ento a urgncia de se conceber projetos com
caractersticas tcnicas adequadas ao uso final a fim de propiciar
melhores ndices de eficincia e requisitos mnimos de segurana:
surgia ento um novo conceito, o de embarcao de suprimento supply
boat. A primeira embarcao deste tipo chamou-se Ebb Tide, cujo
projeto serviu de base para as futuras embarcaes, sempre
incorporando novos equipamentos e tecnologia at os dias de
hoje.
O Rebocador; uma embarcao, em geral de pequeno porte e de motor
potente, projetada para puxar, empurrar e rebocar navios e barcaas.
Por possuir elevada capacidade de manobra, usado para rebocar
navios grandes em manobras delicadas, como atracao e desatracao.
Muito usado tambm para puxar e rebocar plataformas de petrleo.
Caractersticas
- Equipados com motor a Diesel ou a vapor. (O motor Diesel muito
mais usado); Rebocam pela frente (proa), e empurram
lateralmente;
- Construda no mundo
Ebb Tide Primeira embarcao de suprimentos Utility boat - barco
utilitrio
- Puxam pela popa; 20 a 30 metros de comprimento; Podem ser
vistos na navegao fluvial puxando mais de 50 barcaas juntas, atravs
de caba de ao; Podem dispor de alojamentos para a tripulao.O Navio
Supridor Supply Vessel SV; Os navios supridores deram origem s
variaes de embarcaes de apoio existentes hoje no mercado offshore.
Inicialmente no se exigia muita capacidade de manobra, pois os
primeiros SVs atuavam em guas rasas e com influncia dos ventos e
correntes martimas. Como j dito, apresentam o convs principal livre
para o transporte de cargas e suprimento. So utilizados no apoio s
plataformas de petrleo, transportando em seu deck tubos e
equipamentos e, em silos, suprimentos como: cimento, lama,
salmoura, gua doce, leo diesel, granis etc. Assim como a maioria
dos navios de suprimento apresentam a superestrutura vante. Possuem
tomadas de descarga de granis lquidos e slidos na parte de r (popa)
do convs principal e nos dois bordos, onde se conectam os mangotes
das unidades.
Caractersticas
-Dimenses menores que as dos navios PSVs, apresentando em geral
de 30 a 80 metros de comprimento; Potncia entre 2.0 e 3.0 HP;
Capacidade de carga em torno de 1.500 TPB; Possuem normalmente 6
silos para armazenagem de granis lquidos e slidos; Impelidores
laterais (Bow-Thrusters e Estern Thrusters); Funo principal:
transporte de suprimentos.
O Platform Supply Vessel PSV; bom ressaltarmos a grande verdade
acerca das embarcaes de apoio: elas efetuam, em geral,
multi-tarefas. Isto quer dizer que at mesmoEmbarcao do tipo SV
Supply boat em operao embarcaes que no recebem o nome Supply, podem
transportar suprimentos, desde que o arranjo de convs lhe permita
tal operao.O PSV um navio supridor de projeto otimizado para
navegao em condies meteorolgicas adversas (mar e tempo revoltos
acima de 5 na escala Beaufort*). Possuem elevada capacidade de
manobra com recursos de ultima gerao em posicionamento dinmico, alm
de serem maiores que os Supply boats.
Caractersticas
- 60 a 100 metros de comprimento; 3.0 a 5.0 HP de potncia;
Capacidade de carga: acima de 3.0 TPB; Impelidores laterais
(Bow-Thrusters e Estern Thrusters); Apoio a navios-sonda e
embarcaes maiores; Borda livre alta; Utilizado no apoio s
plataformas de petrleo, transportando material de suprimento:
cimento, tubos, lama, salmoura, gua doce, leo, granis etc.
O Pipe Laying Support Vessel PLSV; Embarcao destinada ao
lanamento e posicionamento no fundo do mar de linhas flexveis e
rgidas (Risers) de produo de petrleo, alm de cabos de
telecomunicaes. Este tipo de embarcao, PLV surgiu devido a expanso
mundial do mercado de explorao de petrleo.
No Brasil, as descobertas de novos poos de petrleo e gs nas
Bacias de Campos, Santos e Esprito Santo esto gerando uma demanda
de novas plataformas e, com isso, aumentando a demanda por
embarcaes que realizem operaes de lanamento de linhas dessas
unidades. Os PLSVs no apresentam rota definida, pois no lanam
constantemente linhas para as unidades de explorao, logo podero
atuar em diferentes blocos e bacias de petrleo ao redor do mundo.
Em virtude disso, um projeto bem detalhado e otimizado para operar
em qualquer mar essencial.
Caractersticas
Possuem arranjo de convs bastante complexo; Sistema de
posicionamento dinmico - DPS; Equipadas com carretel para lanamento
de linhas, rampa provida por tensionadores, guinchos, ROV (Remotely
Operated Vehicle) Veculo operado remotamente para inspeo e
interveno submarina, entre outros. Bow-Thrusters e
Stern-Thrusters.
3.0CONCLUSAOOs barcos de apoio so de sumo importancia para
qualquer tipo de trabalho ou atividade realizada em offshore, desde
seu servio logistico servios diretos embarcaes.Cada vez mais os
barcos de apoio se tornam indispensavel, principalmente como por
exemplo plataformas pretroliferas, necessitam constantemente de
barcos de apoio, seja para transportar tripulao, como tambem para
armazenar material, suprimentos e etc.
A partir do grande desenvolvimento tecnologico dos ultimos
tempos, os barcos de apoio evoluiram para serem capazes de prestar
auxilio a um leque enorme de areas, tornando seu servio um
excelente recurso nesse tipo de industria e entre outras.
