E N G E N H A R I A N A V A L

por BRUNO BUYS

Laboratório de tecnologia oceânica:inovação nas ondas do mar

IMPLANTADO COM RECURSOS DO CT-PETRO

E DA FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO

ESTADO DO RIO DE JANEIRO(FAPERJ), O LABORATÓRIO

FOI CONCEBIDO COMO UM APOIO À

ÁREA DE ENGENHARIA NAVAL E OFFSHORE

O dia 30 de abril de 2003 marcou ainauguração de um novo aliado napesquisa em engenharia naval e oceâni-ca brasileira: o LabOceano, unidade daCoordenação dos Programas de Pós-graduação em Engenharia (Coppe-UFRJ), que se dedica ao aperfeiçoamen-to de estruturas navais por meio da si-mulação das condições oceânicas off-shore. Dispondo de um enorme tanquede água doce, de 15 metros de profun-didade, o laboratório está equipado parasubmeter modelos de embarcações acondições semelhantes às encontradasem alto mar. Os resultados obtidos nassimulações subsidiam projetos de cons-truções de novas embarcações e equipa-mentos navais, a exemplo da platafor-ma P-34 testada ali pela Petrobras.

A interação com a empresa estatalé apontada por Fábio Nascimento,engenheiro e gerente de operações dolaboratório, como um dos resultadosimportantes do LabOceano. A Petro-bras é o principal parceiro do labo-ratório e essa cooperação se dá de duasmaneiras, segundo Nascimento. Umadelas é na prestação de serviços, quan-do a empresa utiliza o tanque oceâni-co para testar um casco de navio ouuma nova plataforma, como foi feitono caso da P-34, ou seja, para atenderdemandas específicas da operação daempresa. A outra é no desenvolvimen-to de novas tecnologias e de instalaçãoou operação de equipamentos, como o

sistema de correnteza do tanque (emdesenvolvimento atualmente, e cominício de operações previsto para 2006),em que a Petrobras entra com finan-ciamento e capacitação. Vale destacarque a estatal é responsável por cercade 45% do tempo de utilização dotanque oceânico.

A demanda por pesquisas e testesda Petrobras se traduz, freqüentemente,em trabalho para os pesquisadores daCoppe, como Antonio Carlos Fernandes,doutor em engenharia oceânica. Emuma de suas linhas de pesquisa, ele usaos modelos reduzidos de plataformas elinhas de amarração e ancoragem, bus-cando analisar os efeitos de correntesnessas estruturas. O envolvimento deFernandes com a área vem desde a suaformação básica em engenharia, compesquisas na área de hidrodinâmica de

plataformas e navios, e passagens peloInstituto de Pesquisas Tecnológicas(IPT), em São Paulo, e pelo Massachu-sets Institute of Technology (MTI/USA),onde fez seu doutorado. Alguns ensaiossão feitos, também, no Laboratório deOndas e Correntes (LOC), estes mais li-gados à pesquisa básica. Mas o Lab-Oceano se constitui, atualmente, no seuprincipal laboratório de testes.

Outro parceiro do LabOceano é oCentro de Excelência em EngenhariaNaval e Oceânica (Ceeno). Formado pelaCoppe-UFRJ, pelo Departamento deEngenharia Naval da USP, pelo Insti-tuto de Pesquisas Tecnológicas de SãoPaulo e pelo Centro de Pesquisa daPetrobras (Cenpes), o Ceeno buscareunir as instituições de pesquisa emengenharia naval, com forte ênfase eminovação tecnológica.

FINANCIAMENTOConstruído com fundos do CT-Petro

(R$ 15 milhões) e da Faperj (R$ 1 mi-lhão), o Laboratório de TecnologiaOceânica foi concebido como um apoioà área de engenharia naval e offshore.Consolidando a posição brasileira nodomínio da tecnologia de exploraçãoem águas profundas, o LabOceano per-mite a simulação de condições supe-riores a dois mil metros de profundi-dade na extração de petróleo porplataformas e superpetroleiros. Apósa fase de construção, o laboratório se

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mantém por meio de receitas dos ser-viços prestados e também com o re-passe de verbas da Coppe.

O Brasil caminha rumo ao antigosonho de auto-suficiência em petróleo,e o LabOceano preenche uma lacunaestratégica no desenvolvimento datecnologia necessária para isso. Aomesmo tempo, possibilita a recupera-ção da engenharia naval brasileira, nafabricação de grandes navios. O paíschegou a alcançar o segundo lugar domundo nessa área nos anos 1970, li-derança hoje em poder do Japão, daCoréia e da China.

COMPETÊNCIA OCEÂNICA Nascimento afirma que o primeiro

grande desafio na implantação doLabOceano foi criar capacitação na

- O Instituto de Pesquisa Tecnológica de São Paulo (IPT) tem, não um tanque, mas um canal deondas, por onde a embarcação-modelo é rebocada, simulando uma navegação contra as ondas.

- No Rio de Janeiro funciona o Instituto Nacional de Pesquisas Hidroviárias, que realiza estudosde hidrodinâmica, mais aplicados a portos e estruturas costeiras, como marinas e quebra-mares.

- O Laboratório de Hidráulica Experimental (Lahe), uma unidade de Furnas, constitui-se numespaço para simulação em modelos reduzidos, com ênfase maior em hidráulica e em estruturasestáticas, como usinas hidrelétricas.

- O Departamento de Engenharia Naval da Escola Politécnica da USP, tem um simulador deondas, o Tanque de Provas Numérico (TPN), que não é, na verdade, um tanque físico. Consiste deum cluster de computadores Linux rodando programas de simulação de condições offshore. A saída do programa pode ser visualizada como uma animação 3D, mostrando os elementos flutuantes em teste e os efeitos do mar sobre eles.

OUTRAS INSTITUIÇÕES BRASILEIRAS DE PESQUISA EM HIDRÁULICA E HIDRODINÂMICA

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Vista geral do tanque: a passarela no meio

permite o trânsito deoperadores e a

colocação e remoçãodos modelos na água

Fotos: Bruno Buys

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Comprimento: 40mLargura: 30mProfundidade: 15mPoço central: 10m adicionais de profundidade, com 5m de diâmetro.Capacidade: 23 milhões de litrosO tanque utiliza água doce, fornecidapela Companhia Estadual de Águas eEsgotos (Cedae). Depois são feitas correções nos testes, quanto à variaçãointroduzida pela ausência do sal. 5 janelas panorâmicas localizadas a 4 metros de profundidade permitem assistir o que se passa no fundo, duranteos testes.

GERADOR DE ONDASAltura máxima das ondas: 0.5m.Período: 0.3 ~5,0sPeríodo de pico: 0.7 ~2.0s

GERADOR DE VENTOQuantidade: 8 geradoresVelocidade máxima: 12m/s

GERADOR DE CORRENTEZAVelocidade máxima: 0,25 m/s na superfície e 0,1 m/s no fundo

PRAIAComprimento: 8m.A praia artificial tem um perfil parabóli-co (começa acima do nível da água, e vaisubmergindo, assemelhando-se a umapraia real) e função de dissipar a energiadas ondas, impedindo que elas reflitam eretornem ao modelo, perturbando ostestes. Está instalada em posição opostaaos geradores de onda.

OBS: O gerador de ondas está em pleno funcionamento.

Os geradores de vento e o de correnteza deverão

entrar em operação a partir de 2006.

O TANQUE OCEÂNICO EM NÚMEROS

área, uma vez que o laboratório é o úni-co com esse perfil no país, e o terceirodo mundo. Existem, no Brasil, outroslaboratórios de hidrodinâmica capazesde simular condições oceânicas para aengenharia naval, porém com equipa-mentos e objetivos diferentes (ver boxna página 13). O pesquisador integra otrabalho de pesquisa do laboratório,

desenvolvendo seu doutorado no desen-volvimento do gerador de ventos queentrará em atividade em 2006.

Essa etapa inicial de formação demão-de-obra durou cerca de um ano emeio, e formou a atual equipe do Lab-Oceano, com 21 trabalhadores de níveltécnico. Somam-se ainda mais cincodocentes da UFRJ que desenvolvem alisuas pesquisas, e um número variávelde alunos de graduação e pós-gra-duação em engenharia. Como umaunidade acadêmica da Coordenaçãodos Programas de Pós-Graduação emEngenharia da UFRJ, o laboratório tam-bém recebe (e custeia) os trabalhos depesquisa em nível de mestrado e dou-torado. Atualmente conta com doisalunos de doutorado e cerca de dezalunos de mestrado.

O PRIMEIRO GRANDE DESAFIONA IMPLANTAÇÃO DO LABOCEANO FOI CRIAR COMPETÊNCIAS NESSA ÁREA,POIS O LABORATÓRIO É O ÚNICO COM ESSE PERFIL NOPAÍS, E O TERCEIRO DO MUNDO

Os computadores e softwares que monitoram o tanque e coletam os dados dos testes

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