Andre Rocha e

Anexo 1 - PLANO DE LINHAS DA FORMA SELECIONADA

Plano de Balizas – Corpo de Vante (Hecsalv)

Plano de Balizas – Corpo de Ré (Hecsalv)

Plano de Linhas (Hecsalv)

Relatorio 1 - Andre Rocha e Flavio Gabina http://www.oceanica.ufrj.br/deno/prod_academic/relatorios/ate-...

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Anexo 2 - TABELAS HIDROSTÁTICAS, BONJEAN

Curvas e Tabelas Hidrostáticas - santorsa.hyd

Tabelas de Bonjean – santrosa.bon

Anexo 3 - ARRANJO GERAL

Arranjo Geral - Arranjo.dwg

Vista Transversal do Porão 1 - porao1.dwg

Vista Transversal Seção Mestra - secaom.dwg

Vista Transversal Porão 6 - porao6.dwg

Vista Transversal Porão 7 – porao7.dwg

Arranjo das Acomodações

Convés do Tambadilho - convtom.dwg

Convés das Embarcações - convemb.dwg

Convés dos Graduandos - convgra .dwg

Convés dos Oficiais - convofi.dwg

Convés Superior - convsup.dwgConvés do Comandante - convcom.dwgConvés do Passadiço - convpas.dwgConvés do Tijupá - convtij.dwgAnexo 4 - Balanço Elétrico

Foram seguidas terminologias adotadas pela ABNT, e as mesmas podem ser facilmente

consultadas no caso de alguma dúvida quanto a alguns termos técnicos utilizados.

Ventilação

O sistema de ventilação no navio permite condições de trabalho favoráveis e

confortáveis na praça de máquinas, adicionado do ar necessário para a combustão dos

motores a diesel e outros componentes, e também de proteger aparelhos sensíveis do

calor, impedindo-os de alcançar elevadas temperaturas.

Para esse cálculo utilizou-se uma planilha que realiza todos os cálculos e fornece a

potência requerida pelo ventilador. A planilha de ventilação com todos as suas parcelas

utilizadas nos cálculos e o seu resultado pode ser visualizada (Ventilac.xls).

Potência requerida pelo ventilador foi de 84.8 Kw.

Seleção e especificação das bombas:

O presente capítulo irá se destinar aos cálculos e a conseqüente especificação da

bomba. Cabe lembrar que por se tratar de um porta contentor, o mesmo não possuirá

obviamente bomba de carga, não entrando esta parcela na elaboração do cálculo do


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balanço elétrico. A primeira etapa deste processo foi o cálculo da potência requerida

para cada bomba, de acordo com a necessidade da embarcação em questão.

Bomba de Lastro:

Na definição da bomba de lastro, o primeiro passo foi a especificação do tempo de lastro

e deslastro que requerida pelo armador. Adotou-se o tempo de 3 horas para ambas as

situações (lastro e deslastro). A partir daí chegou-se a vazão requerida:

Volume total dos tanques de lastro: 6550 m3

Vazão (Q) = (Volume de todos os tanques) / (tempo)

Vazão (Q) = 6550 m3 / 3 h

Vazão (Q) = 2183 m3/hEm posse desta vazão, foi consultado o livro Bombas Industriais de Edson deMattos e Reinaldo de Falco (livro adotado na disciplina Máquinas Marítimas 1).De acordo com a Tabela 3.3 deste livro, entrou-se com o valor de vazão (2183m3/h). Optou-se então por uma tubulação de 12 polegadas de diâmetro. Ovalor da perda de carga por cada cem pés de tubulação foi de 0.572 pés. Comisso adotou-se uma margem que faz parte da contribuição dos trechos curvosna tubulação. Estimou-se então o comprimento da tubulação e, chegou-se aoseguinte valore valor para a perda de carga: Comprimento da tubulação adotado: 147.5 m = 483.8 pés Perda de carga: 277 pés = 84.4 m Agora, em posse da vazão, da perda de carga, e da massa especifica da água (?água = 1025 Kg/m3 ), calculou-se a potencia requerida pela bomba de lastro:

Potência da bomba de lastro = ?água Q H) / ? , onde:

? = eficiência da bomba, adotou-se 70% Potência da bomba de lastro = 129.9 Kw Bomba de Esgoto:

A bomba de esgoto é definida sendo capaz de esgotar toda a água que entra nos porões

de carga. Uma condição seria de esgotas toda a água que é jogada no convés, por

exemplo, para combater as chamas no caso de incêndio, ou ate mesmo no caso de

entrar água da chuva ou mesmo do próprio mar. Para esse cálculo estimou-se 20% do

volume total de cada porão e chegou-se ao seguinte valor:

Somatório de 20% do valor do volume total de cada tanque: 3624 m3

A partir daí estimou-se também o tempo desta operação que foi de 6 (seis)horas. Em posse de tais valores segou-se ao seguinte valor de vazão: Vazão (Q) = (Volume 20% dos tanques) / (tempo)

Vazão (Q) = 3624 m3 / 6h

Vazão (Q) = 604 m3/hEm posse desta vazão, foi consultado novamente o livro Bombas Industriais deEdson de Mattos e Reinaldo de Falco para se checar a perda de carga no ramal.De acordo com a Tabela 3.3 deste livro, entrou-se com o valor de vazão (681m3/h). Optou-se então por uma tubulação de 16 polegadas de diâmetro. Ovalor da perda de carga por cada cem pés de tubulação foi de 0.535 pés. Comono caso anterior adotou-se uma margem que os trechos curvos contribuem.


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Estimou-se então o comprimento da tubulação e, chegou-se ao seguinte valorevalor para a perda de carga: Comprimento da tubulação adotado: 145 m = 476 pés Perda de carga: 255 pés = 78 m Agora, em posse da vazão, da perda de carga, e da massa especifica da água (?água = 1025 Kg/m3 ), calculou-se a potência requerida pela bomba de esgoto:

Potência da bomba de lastro = ?água Q H) / ? , onde:

? = eficiência da bomba, adotou-se 70% Potência da bomba de esgoto = 210.8 Kw Especificação dos guindastes de transporte de carga:

Durante a viabilidade econômica da referida embarcação, optou-se por 3 (três)

guindastes posicionados no convés, que serão responsáveis pelo manuseio dos

contêineres no porto. De acordo com pesquisa realizada na Internet, adotou-se o

seguinte tipo de guindaste:

Type GL-2 Crane

Características principais: Capacidade de carga – 25 a 60 t Raio de ação – 20 a 40 m Velocidade – 0 a 54 m/min Potência estimada: 300 Kw Vale lembrar que o navio possui três guindastes, portanto esta potência serátriplicada no calculo final do balanço elétrico. No entanto, na planilha que foiutilizada para esse cálculo, o entra-se com o número de guindastes e potênciade cada um deles. Planilha Balanço Elétrico – dados de entrada e saída

Para o cálculo do balanço elétrico foi utilizada uma planilha onde entrava com todos os

valores de potência de cada consumidor do navio. Segue junto a relatório o arquivo .XLS

referente a esta planilha.

Seleção dos MCA’s e do Gerador de Emergência

Nesta fase do balanço elétrico cabe a designação dos MCA’s e do gerador de emergência

em função dos resultados encontrados na planilha de balanço elétrico.

Seleção dos MCA’s:

Os MCA’s foram dimensionados em função da potencia elétrica requerida pelo navio.

Pela planilha obteve-se os valores para o navio em situações distintas:


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� No mar

� Em manobra

� Carga e descarga

� No porto fundeado

� Limpeza de tanques

Verifica-se pela planilha que a situação extrema onde se requer mais energiaelétrica é na situação em que o navio esta realizando manobra. A potênciarequerida nesse caso foi de 1045.3 Kw. Por outro lado, novamente pela planilha verifica-se que a situação em que onavio menos requer energia elétrica é quando a mesmo está no portofundeado, sendo necessário 561.2 Kw.Em função desta grande divergência entre os valores máximo e mínimosrequeridos para potência, optou-se por 3 (três) geradores , sendo um deles destand by. Com isso o navio pode operar com um gerador no caso de situaçãoque requer menos energia e no caso de necessitar mais energia, o navio operacom o segundo MCA, deixando sempre um gerador de reserva. No caso daescolha de um gerador de 1100 Kw, que suprisse toda a necessidade do navio,não seria uma boa opção, já que nas situações de baixo consumo de energia, ogerador ficaria superdimensionado e deixando de operar com um bomrendimento. De acordo com pesquisas realizadas na internet, chegou-se ao seguintegerador, sendo que seus dados técnicos estão a seguir. Suas informaçõestécnicas podem ser visualizadas (A posição dos MCA’s na praça de máquinas também será apresentada naspáginas a seguir, juntamente com o layout da praça de máquinas.


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Layout da Praça de Máquinas

Seleção do gerador de emergência

Em função da situação de mar e essencial obteve pela planilha um valor de potencia.

Para esse consumo de energia são considerados os consumidores necessários ao

funcionamento, navegação e segurança do navio. O valor de potência requerida para

essa situação foi de 379.6 Kw.

O gerador de emergência selecionado está apresentado a seguir, estando também todos

os seus dados técnicos necessários.

O posicionamento do gerador de emergência deve ser fora da praça de máquinas em

virtude de uma remota colisão nesta área. Geralmente os geradores de emergência são

posicionados junto à maquina do leme, na região acima do pique tanque de ré.


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Anexo 5 - Balanço Térmico

O volume de seus tanques foram obtidos de acordo com a sua autonomia, estudada

durante a viabilidade econômica do mesmo. Foi verificado que a embarcação deveria

abastecer apenas em um porto, sendo portanto considerado uma viagem redonda para

que o navio volte a abastecer.

Outros dados importante que foram considerados no cálculo do volume dos tanques

foram obtidos no catálogo do fabricante do motor, como por exemplo vazão das

bombas, poceto de óleo lubrificante, entre outros.

Arranjo dos Tanques na Praça de Máquinas:


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Pode –se observar em verde os tanques de armazenamento de óleo diesel, um em cada

bordo. No fundo encontra-se o tanque de óleo lubrificante ( em azul). No convés

superior temos o tanque de sedimentação de óleo diesel ( azul claro), em vermelho

temos o tanque de sedimentação de óleo diesel, em amarelo o tanque de serviço de

óleo pesado e os tanques de sedimentação de óleo pesado são os dois seguintes, em

amarelo e azul escuro.

Nesta posição pode-se observar a posição dos tanques de armazenamento deóleo pesado neste navio. Estes tanques estão localizados entre os porões decarga do navio, já que não foi possível alocar estes tanques dentro da praça demáquinas. O compartimento mais a ré do navio é a praça de máquinas. Cálculo da Demanda de Vapor para Aquecimento:

Foi calculada a necessidade de vapor para aquecedor os tanques acima mencionados e

chegou-se, para cada tipo de condição, um valor de demanda de vapor.

Condição de Operação Consumo de Vapor [kg/h]

Viagem normal - Verão 2221

Viagem normal - Inverno 2843

Partida - Inverno 2788

Porto - Inverno 2976

Obsereva-se que para a condição de porto no inverno seria a condição crítica, pois nesse

caso todo o vapor consumido será gerado pela caldeira auxiliar. Dessa forma podemos

concluir que a capacidade da caldeira auxiliar será de 2976 Kg de vapor por hora.

Cálculo da Produção de Vapor a Partir dos Gases de Descarga:

Primeiramente tem-se a equação geral:

mexhx cexh x (Teat – 170) = mv (hsat-h1), (equação 1) onde :

mexh é vazão dos gases de exautão em Kg/h

cexh é o calor específico médio de descarga;

Teat é a temperatura dos gases de exautão;

hsat é a entalpia do vapor saturado;

h1 é a entalpia da água na entrada da caldeira;

mv é a vazão de vapor.

Método para calcular o mexh :

mexh = ML1 x P0/PL1 x m0 %/100 x ( 1 + ?Mamb %/100) x (1+?ms %/100) x Ps%/100 x( 1+ ?Mtcs /100) Kg/h, (equação 2) onde:

ML1 é a vazão dos gases de exaustão em Kg/h numa MCR nominal igual a65400Kg/h ; PL1 é a potência nominal MCR(L1) igual a 12000 HP

NL1 é a rotação nominal MCR(L1) igual a 130 RPM

Pm é a potência especificada 80% igual a 9600 HP

Nm é a rotação especificada 90% igual a 117 RPM

P0 é a potência otimizada 74% igual a 8880 HP

N0 é a rotação otimizada 86% igual a 111.8 RPM


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Ps é a potência de serviço contínuo 80% de P0 igual a 7104 HP

Ns é a rotação de serviço contínuo igual a 106.6 RPM

Correção para escolha do ponto de otimização : P0% = 8880/12000 x 100 = 74%

N0 = 111.8/130 x 100 = 86%

Pelas figuras 6.01.12 e 6.01.13 do manual do motor : m0%= 97,8% (vazão específica de gás de exaustão )

?T0% = -9,9 0C ( variação da temperatura dos gases de exaustão depois doturbo carregador) Correção por condições ambientais e de pressão

?po = ?pm x (P0 / Pm) 2 back pressure no ponto otimizado

Pm = Potência especificada no MCR em Kw

?pm = Pressão dos gases de exaustão especificada no MCR em mmWc

?po = 300x (8880/9600) 2 = 256,7 mmWc

?Mamb% = -0,41 x ( Tair – 25 ) – 0,03x (pbar – 1000) + 0,19 x (Tcw – 25 ) –0,011 x ( ?po – 300)%

Tair é a temperatura do ar igual a 200C

Tcw é a temperatura do ar de lavagem dos motores igual 180C

Pbar é a pressão barométrica igual a 1013 mbar ?Mamb é a variação da vazão dos gases de exaustão, em % da vazão nacondição ISO

?Tamb é a variação das temperaturas dos gases de exaustão ( 0C)

Logo ?Mamb% = 0,8063 %

?Tamb% = 1,6 x ( Tair – 25 ) – 0,01x (pbar – 1000) + 0,1 x (Tcw – 25 ) + 0,05 x( ?po – 300)%

?Tamb% = -10,735 0C

Correção para carga no motor (figuras 6.01.16 e 6.01.17) Ps% = Ps/P0 x 100% = 7104/8880 x 100 = 80%

?ms% é a variação da vazão específica dos gases de exaustão em % da vazãoespecífica do ponto otimizado igual a 3,2%

?Ts = variação da temperatura dos gases de exaustão igual a –3,6 0C Correção para um sistema composto com turbo (TCS) Ptcs = Potência vindo da turbina encontrada nas figuras 6.01.18 e 6.01.19

Ptcs = 3,72/100 x 8880 x 62/100 = 204,81 HP

?Mtcs = 3,14 % - (Ptcs/Ps) x 100

?Mtcs = 0,257 %

Logo da equação 2 com ML1 = 99000 Kg / h e


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TL1 = 255 0C

Chega-se a : Mexh= 3993.02 Kg/h+5%

Texh = TL1 + ?T0 + ?Tamb + ?Ts +?TTCS

Texh = 255 - 9,9- 10,735 - 3,6 + 0 = 230,765 0C + 150 C

Calculo da vazão de vapor Da equação 1 chega-se então a mv = 1160,7 Kg de vapor /h .

Pode-se concluir que a produção de vapor a partir da caldeira de recuperaçãoserá de 1161 Kg de vapor por hora.Anexo 6 -ESCADA DE PORTALÓ

Localização

Serão instaladas duas escadas de portaló, uma em cada bordo, a meia-nau, de ré para

vante, de maneira que se possa utilizá-la junto com a escada do prático, apesar de

tornar difícil o acesso às acomodações. A escada estará sempre em contato com o

costado, devido à forma do casco nessa região.

Dimensionamento e Seleção

A escada foi projetada com um ângulo de inclinação de 45o com a linha d’água do calado

leve do navio (7.51 metros) e com um comprimento que garanta uma distância da

plataforma inferior da escada até a linha d’água de, no máximo, 1 metro (para efeito de

projeto essa distancia foi considerada zero, isto é, calculou-se o comprimento da

escada, para uma distância que vai do convés principal (13 metros) até o calado mínimo

(7.51 metros) sem descontar esse um (1) metro).

Então para,

a = inclinação da escada = 45o

Convés Principal (CP) = 13 mCalado Mínimo (CM) = 7.51 m sen 45 = (CP –CM)/ L L = 7.78 metrosÞComprimento da Escada

A escada selecionada terá o seguinte arranjo:

§ Método de estivagem simples;

§ Método de suspensão: 3 cabos (vinil revestido, D = 13 mm);

§ Viga de aço;

§ Distância entre os degraus: 375 mm;

§ No de degraus: 21

§ Material dos degraus: alumínio;

§ Corrimão do tipo rebatível;

§ Altura do Corrimão: 900mm;

Material do Corrimão: tubo de açoAnexo 7 - DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE FUNDEIO


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Em navios o fundeio é em geral efetuado por âncoras de proa, que são presas ao casco

por amarras que passam pelo escovém.

Navios e embarcações antigas não tinham escovem, bem como pequenas embarcações

modernas.Nestes casos a âncora era guardada sobre o convés junto ao costado.

A máquina de suspender os ferros é o “molinete”, com eixo horizontal, ou o

“cabrestante”, com eixo vertical. Os ferros devem cair sozinhos quando se solta o freio

da máquina.

Quando recolhidas, as amarras ficam guardadas nos paióis de amarras.Dimensionamento das Âncoras:As âncoras e amarras foram selecionadas de acordo com a regra 28.3 da ABS eas quantidades, peso e dimensões foram regulados pelo número deequipamento (NE). Este número é dado pela relação:

NE = kD2/3 + mBh + nA

Onde: K = 1,0 m = 2 n = 0,1D = deslocamento moldado (20463 t) B =boca moldada (25.5 m)A = área de perfil do casco e superestrutura. h = a + h1 + h2 + … +

a = Borda Livre (3289 mm) h1= altura de superestrutura(20 m)

A = Acasco + Asuper = 1019 m2

NE= 1,0 (182169)2/3 + (2*45*26,323) + (0,1*3233,6) = 2038

Para valores intermediários de numero de equipamento, usar os dadoscorrespondentes ao numero de equipamento inferior indicados na tabela (ABS–28.5).Portanto o número de equipamento do navio é 2080 (U34) e o número deâncoras necessárias são 3 com peso de 6450Kg cada uma.O comprimento da amarra (com elos malhetados) dimensionado foi igual a605m para cada linha e será utilizado aço de alta resistência normal de 1o

graucom diâmetro ded = 81 mm (Diâmetro Ebs).De acordo com o catalogo, as dimensões das âncoras são as seguintes:Âncora


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A = 2920 mmB = 2046 mmC = 906 mmD = 1885 mmE = 1461 mmq = 110 mmTornel

A = 9,7d = 785.5 mmB = 4,8d = 388.8 mmC = 3,6d = 291.6 mmD = 1,2d = 97.2 mmE = 1,1d = 89.1 mmF = 3,8d =307.8 mmG = 6,3d = 510.3 mmI= 1,4d = 113.4 mmAnete


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A = 8,2d = 664.2 mmB = 5d = 405 mmC = 3d = 243 mmD = 1,4d =113.4 mmE = 1,9d = 153.9 mmF = 1,3d=105.3 mmH = 2,2d =178.2 mmP = 4d = 324 mmArranjo do Escovém

O diâmetro interno do escovem é de 9d a 11d (d = diâmetro da amarra), a espessura é de

0,3d a 0,5d e o comprimento deve ser maior que a haste da âncora mais a amarra até o

tornel.

A distância da abertura no convés até a coroa é de 55d a 70d.

O ângulo do escovem com a vertical projetado em plano longitudinal é de 30o a 45o.

Diâmetro interno = 810 mm(10d)Espessura = 32.4 mm(0,4d)Distância da Abertura (L) = 5062.5 mm(62,5d)Distância entre o molinete e o mordente (L1) = 2/3L = 3375 mm

Ângulo de entrada do escovem no convés (m) = 18o

Ângulo de saída do escovem no casco (q) = 40o

O comprimento do escovém compõem o somatório do comprimento da haste doferro (Ahast) o comprimento da linha de centro do pino do anete até o tornel(BEsc).

BEscv = Aanete+Atornel+Aenlarged+Aend = 3393 mm

Ahast = 2920 mm

Lescóvem= Ahast + BEscv= 6313.7 mm

Obs.: O ângulo de entrada do escovem (m) no convés do castelo é em relação àlinha de eixo do conjunto molinete e mordente.O ângulo de saída (q) do escovém no casco foi determinado de tal forma que hábastante folga entre a âncora e o bulbo do navio.Gateira


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A Gateira é a entrada da amarra no paiol.

Diâmetro interno (6,5d ~ 7d) à adotou-se 6.5d = 526.5 mm

Espessura (0,2d a 0,3d) à adotou-se 0,2d = 16.2 mm

Paiol de Amarras

Seu raio mínimo (r) é de 15d (1215 mm) e sua altura sob a extremidade dagateira é de:

36d+ (11d2L)/(p r2) = 2925 mmonde: L = comprimento da amarra (605 m)


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Anexo 8 - CÁLCULO DA TONELAGEM DE PORTE BRUTO

Temos que: TPB=Deslocamento (de projeto) -Deslocamento (mínimo)

Ou seja: TPB=Deslocamento (de projeto)-Peso Leve = 14933 t

TPB=14933 t

Pelo Estudo de Viabilidade Econômica, tivemos que a TPB estimada foi de14700 t, o que demonstra, para este caso, uma perfeita afinidade entre o navioque compartimentamos e equilibramos e o estimado.Anexo 9 - Cálculo de Borda Livre para Navio Tipo “B”

(De acordo com o International Conference on Load Lines - ICLL - 1966)

Borda Livre Tabular (Regulamento 28):

Borda livre tabular: 2460 mm (LPP = 155.3 m)

Correção para Pontal (Regulamento 31):

L / 15 = 155.3 / 15 = 10,7 m < DD > L / 15 à R = 327

Borda Livre Tabular e Sumário das Correções:

- Borda livre tabular (Tipo “B”) à 2460 mm- Correção para pontal à 829 mm


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- Borda livre de verão = 3289 mmAltura Mínima de Proa (Regulamento 39):

- Requerida = 6854 x 1,36= 6262 mmCb + 0,68

- Calado máximo pelo Reg. 39 = 8.4 + 6.262 = 14.662 màhá necessidade do uso de CASTELO DE PROA.(Tmáx > Dproj)

Posição da Marca de Borda Livre:

L / 2=157.8/ 2=78.9m( L = comprimento de Borda Livre )Lpp / 2=155.3 / 2=77.65 mPortanto, o centro do disco ficará posicionado a 1250 mm à vante da meia-nau.Anexo 10 - Dimensionamento da Tampa de Escotilha

Com as dimensões dos tanques de carga definidas, podemos escolher o tipo de tampa de

escotilha e dimensiona-la.

Geral

Na segunda metade de nosso século, as tampas de escotilha compostas de um taboado

de madeira apoiado em vigas de aço e coberto com lonas passaram a ser substituídas

por tampas de aço com vedações de borracha.

Presentemente, a grande maioria dos nossos navios com escotilhas sãoequipados com tampas de aço, de diversos tipos.Ainda é permitido o uso detampas de taboado de madeira no convés de borda-livre, porém um acréscimona borda-livre é exigido, para compassar o risco maior de embarque de água.Tipos

Tampas de madeiraTampas de açoTipo single-pullTipo sanfonadoTipo direct-pullTipo enroladoTipo rolanteTipo pontãoTipo tween-deck slidingO tipo de escotilha recomendado para este navio (Porta-Contentor) foi àescotilha totalmente removível que agiliza o tempo de carga e descarga. Ondesuas dimensões serão definidas pelo projetista de acordo com as característicasda embarcação e arranjo dos contentores.Tais tampas podem ser retiradas totalmente e até lançadas ao mar quando nãotiver espaço físico no porto.Dimensionamento

L = 0.7 * Lporão (comprimento)

B = 0.6 * Bporão (largura)

Tq. 1 Tq. 2~9


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Comprimento 15.4 m 17.5 m

Largura 21.38 m 23.4 m

Braçola: Altura (h) = 1.8 m. Justificada pelo arranjo interno dos contentores nos porões.

BIBLIOGRAFIA

---------------------<1>. Moraya, P. R.,Apostilas dos Cursos de Construção Naval I e II, 1991.

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Andre Rocha e