navio hospital

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Esse é um projeto de engenharia naval da ufrj de 2011-1 ministrado pelo professor Doutor Fernando Amorim.

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Navio Hospital

Professor: Fernando Antnio Sampaio de Amorim Dupla: Aurora Melo Avelino dos Santos Luiz Felipe Silva Moreira Disciplina: Introduo Teoria de Projeto

1. IntroduoEste relatrio tem como objetivo descrever os passos do projeto de uma embarcao do tipo Navio hospital, o mtodo utilizado na sua definio e os principais elementos que definem o navio.

2. MotivaoO projeto de um navio hospital de suma importncia para o atendimento de famlias que vivem em regies isoladas aonde o acesso a sade extremamente restrito. Assim o navio projetado visa a atender as necessidades das populaes ribeirinhas. Ele realizar atendimento mdico e odontolgico nas comunidades ribeirinhas entre Rondnia e Manaus.

3. RotaA rota desse tipo de embarcao depende diretamente da localizao das populaes que sero atendidas e que possuem acesso restrito a atendimentos de sade.Como podemos observar a regio de atuao da embarcao ser o Pantanal Mato-grossense, onde a embarcao percorrer alguns rios da regio, como se pode ver na figura a baixo:

Onde os rios so: Rio Paraguai;Rio Paraguai-Mirim; Rio Correntes-Piquiri-Itiquira; Rio Salobra; Rio Taboco; Rio Taquari; Rio Vermelho.

Figura 2 Rota de Navegao

4. FORMAFoi feita uma anlise com embarcaes semelhantes de maneira a obter a melhor forma possvel. Ou seja, aquela que possua menor Resistncia ao avano sem que comprometa o espao de carga. Para a forma preliminar da embarcao foi feita uma estimativa inicial do deslocamento atravs da estimativa do caldo da embarcao onde foi feita uma pesquisa sobre a distribuio de hidrovia e o calado mnimo de operao. Assim o calado escolhido foi de 0,6m. Ento, a partir das embarcaes semelhantes foram feitas algumas regresses at a determinao da forma final. Com as dimenses definidas, a modelagem do casco foi feita no Software FREESHIP, aonde foi encontrado um casco com dimenses semelhantes as da nossa embarcao, atravs dele ento foram feitas todas as modificaes necessrias.

Tabela 1 Semelhantes Resultado:

Feitas estas consideraes, as dimenses principais encontradas foram:

Tabela 2 Dimenses Principais

4.1. Forma FinalOs dois critrios de anlise da forma so: resistncia ao avano e estabilidade inicial. Para a anlise de resistncia ao avano, foram geradas algumas formas com o intudo de diminuir a Resistncia de Onda, Forma e Friccional.

Plano de linhas do casco final, gerado com o Freeship:

Figura 3 Plano de linhas Final

Curvatura gaussiana do casco final gerado com o Freeship, para vrias vistas:

5. Estimativa de ResistnciaPara o clculo da Resistncia ao avano da embarcao, foi utilizado o mtodo de Holtrop, que um mtodo utilizado para navios de deslocamento. Assim obtemos o grfico a baixo:

Figura 2-Resistncia ao Avano Analisando as embarcaes semelhantes onde a faixa de velocidade de servio da embarcao varia de 5 a 7 ns. Foi decidido que a velocidade de operao da embarcao em estudo ser de 7 ns. Visto que a partir de 7 ns o efeito de guas rasas passa a intervir diretamente no valor da resistncia ao avano da embarcao.

6. Estimativa de PotnciaTendo calculado a resistncia ao avano da embarcao, podemos fazer a seleo do motor. Para isso primeiramente devemos conhecer a potncia requerida pela embarcao. Para a seleo do sistema propulsor foi utilizado a Srie B de propulsores, e usando a planilha HliceB do Professor Alexandre Alho, foi possvel encontrar as curvas de Kt, Kq, J para determinado nmero de ps, dimetro do propulsor , razo de passo e razo de reas. A potncia requerida para gerar o empuxo necessrio usando o propulsor escolhido foi de 418,4hp. Para o propulsor escolhido foram adicionadas as correes das margens de rotao, mar e motor. Os valores considerados foram -3% de margem de rotao, 0% de margem de mar e 15% de margem de motor, pois a embarcao em questo foi

projetada para navegar em rios, logo, a margem de mar considerada foi zero. A tabela abaixo mostra as correes sendo progressivamente aplicadas:

Tabela 3 Correes

Tabela 3 Potncia x Rotao

Considerou-se uma eficincia de transmisso do eixo de 98% e uma eficincia Rotativa relativa do propulsor de 99%. Assim o valor da Potncia requerida pelo motor de 495,94 Hp. Assim o motor escolhido ser um Volvo com as seguintes caractersticas:

Para a Potncia mxima sero utilizados dois motores.

7. EstruturaPara o dimensionamento da estrutura da embarcao, foi utilizada a regra da classificadora American Bureau Veritas (ABS) para navios menores que 90 metros. A regra diz que todas as embarcaes a serem construdas devem usar o ao naval. Para o dimensionamento estrutural foi utilizada uma planilha Excel onde foram calculados os requisitos da regra. Assim a estrutura foi calculada de forma a atender as especificaes disponveis no mercado. Abaixo se encontram os resultados: Clculos: Espessura do Chapeamento:

Os valores apresentados na tabela a cima, so os requeridos pela regra, mas para manter a continuidade estrutural foi utilizado a mesma espessura ao longo de todo o casco, o valor escolhido e que se encontra disponvel no mercado foi 10mm. Dimensionamento da Caverna: Para o dimensionamento das cavernas, foi decido que estas teriam as seguintes dimenses:

Assim o mdulo de seo Calculado para a caverna foi:

Dimensionamento dos Vaus:

Com o dimensionamento do Vau pode-se calculado seu mdulo de seo:

Longitudinais do Costado:

Dimensionamento dos Longitudinais do Costado:

Longitudinais de Convs:

Para os longitudinais do Convs (sicorda) foram calculados os seguintes parmetros:

Mdulo de Seo Calculado: Para calcular o mdulo de seo foi necessrio usar a planilha utilizada na disciplina de Resistncia Estrutural do Navio I, onde possvel calcular o mdulo de seo e a inrcia longitudinal da viga navio introduzindo as dimenses e espessuras dos elementos e do chapeamento.

8. Arranjo dos EquipamentosPara a superestrutura, tambm foi utilizada a referncia de semelhantes para o seu posicionamento e configurao. O arranjo interno ser feito no elemento de arranjo e compartimentao. O arranjo geral inicial da embarcao foi feito no Software AutoCad. Este arranjo serve para termos uma idia da disposio de todos os compartimentos e equipamentos que estaro disponveis a bordo. Atravs do arranjo geral, possvel calcular tambm o centro de gravidade da embarcao, necessrio para o clculo de estabilidade. Alm dos cuidados convencionais na anlise de projeto, no caso de uma embarcao hospitalar, alguns requisitos devem ser atendidos para que o navio consiga realizar sua tarefa. Foram feitas pesquisas e constatou-se que as instalaes e compartimentaes da embarcao deveriam atender aos requisitos exigidos pela ANVISA (Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria) que estabelece as condies mnimas de uma instalao hospitalar. Caso este arranjo no seja apropriado, seja por questes operacionais ou por questes de instabilidade da embarcao, alteraes devem ser feitas a fim de se conseguir resultados satisfatrios. As figuras abaixo ilustram o arranjo geral:

Figura 1 Arranjo geral vista lateral

Figura 2 Arranjo geral - vista frontal

Figura 3 Arranjo geral Perfil na Linha de Centro

Figura 4 Arranjo geral Deck superior

Figura 5 Arranjo geral - Deck Principal

EquipamentosMotorO motor que atende aos requisitos de projeto um motor Volvo Penta. Abaixo se encontram suas principais caractersticas.

Motor Volvo Penta Modelo D16MH Figura 6 - Motor

Potncia: 501HP

Consumo: 509 g/kWh

Rotao: 1800rpm

GeradoresForam selecionados 2 geradores que atendessem aos requisitos de projeto. Abaixo se encontram suas principais caractersticas. Gerador 78kVA D5A T / UCM274C-1 HE (water cooled) Potncia: 62kw

Consumo: 217 g/kWh

Rotao: 1500rpm

Gerador 174kVA D7A TA / HCM274H-1 HE (water cooled) Potncia: 139kw

Consumo: 509 g/kWh

Rotao: 1500rpm

Mquina de lavar industrial

China Suppliers SX-50 Capacidade: 50kg

Consumo: 1,5kW

Mquina de Secagem

China Suppliers HGQ-50 Capacidade: 50kg

Consumo: 1,1kW

Mquina de passarChina Suppliers YPI-2500 Capacidade: 70kg/h

Consumo: 0,75kW

Ar Condicionado Central

Advantage Engineering Modelo TI 30W Capacidade: 360.000 BTU

Consumo: 6kw/h

Incinerador

Megamedicals MM-INC001 Capacidade: 10 a 20 kg/h

Consumo: 0,5kw/h

Fogo Industrial

Dako Modelo encouraado Peso: 127,5kg

Bocas: 6

Freezer Industrial

Consul Modelo CHB53CBANA Capacidade: 520L

Consumo: 0,2kw/h

Equipamentos Hospitalares

12. Equilbrio Esttico4.1-Peso Leve e Centro de Gravidade:O peso leve da embarcao pode ser calculado fazendo o somatrio de todos os elementos contidos na embarcao exceto o peso da carga e consumveis que sero transportados. A diviso do Peso Leve se deu da seguinte forma: Peso de alumnio do Casco, Peso da estrutura longitudinal e de estrutura transversal, e Peso da Superestrutura. Com toda a modelagem feita, foi possvel obter a rea total com o somatrio de cada elemento que compe a estrutura assim como a posio longitudinal, vertical e transversal do centride de cada parcela. Com esses dados obtidos, foi possvel ento calcular o peso de cada conjunto de elementos estruturais em uma planilha Excel multiplicando as reas obtidas pelo modelo computacional pelas espessuras correspondentes, e ento determinado os pesos e centro de gravidade de toda a estrutura do casco.

Tabela 6- Centro de Gravidade

Com do centro de gravidade final do barco e o seu deslocamento, foi gerado atravs do software Maxsurf a curva de estabilidade esttica do mesmo. Que se encontra a baixo:

Figura 12 Curva de Estabilidade Esttica MaxSurf

Critrios de Estabilidade NORMAN:1. Para ngulos de inclinao entre de 0 Grau < < 30 Graus, a rea sob a curva de estabilidade esttica da embarcao tem que ser maior que 0,055 rad.m; rea=0,305 rad.m; 2. Para ngulos de inclinao entre de 0 Grau < < 40 Graus ou f (ngulo de Max. de inclinao), a rea sob a curva de estabilidade esttica da embarcao tem que ser maior que 0,09 rad.m; rea=0,474 rad.m; 3. Para ngulos de inclinao entre de 30 Graus < < 40 Graus ou f (ngulo de Max. de inclinao), a rea sob a curva de estabilidade esttica da embarcao tem que ser maior que 0,03 rad.m; rea=0,169 rad.m; 4. Para o ngulo = 30 graus, temos que GZ tem que ser maior que 0,2m; 5. GZ mximo deve ocorrer em ngulos maiores que 25 Graus. 6. GM tem que ser maior que 0,35m.

O software Maxsurf nos fornece todos os critrios de estabilidade da embarcao. Com isso conclumos que a embarcao em projeto passou por todos os seis critrios de estabilidade mencionados acima.

14. ConclusoA evoluo do processo de projetar s foi possvel atravs do aprimoramento das caractersticas da embarcao. No primeiro momento, ela se mostrou limitada quanto ao raciocnio dos elementos constituintes da operao da embarcao. Porm atravs da pesquisa, os projetistas conseguiram entender e aplicar os mtodos para uma lancha. O ponto alto desse mtodo, julgado pelos projetistas, foi a percepo da operacionalidade da embarcao e a insero desse elemento nas diversas anlises que foram feitas, entre elas, o objetivo desse trabalho que atender de forma eficiente a populao ribeirinha. Contemplando para essa anlise os equipamentos e todo o arranjo estrutural da embarcao.

15. BIBLIOGRAFIA ANVISA - Resoluo RDC n 50, de 21 de fevereiro de 2002; NORMAM-02; INTERNATIONAL CONVENTION ON LOAD LINES, 1966; ABS Steel Vessels Under 90 Meters in Length 2011; JOELNEY DOS SANTOS OZRIO, DISTRIBUIO DE ESPAOS EM UMA UNIDADE DE SADE FLUVIAL;