Projetos de Navio - Final

UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina Centro de Engenharias da Mobilidade Disciplina: Projetos de Navio I

Projeto Preliminar de um Navio Porta Container Classe Panamax

EQUIPE Maria Eduarda Felippe Chame Pedro Paludetto S. P. Lopes

PROFESSORES Ricardo Aurélio Quinhões Pinto Luíz Eduardo Bueno Minioli

Fevereiro/2014

UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina Engenharia Naval Disciplina: Projetos de Navio I

SUMÁRIO RESUMO ________________________________________________ Erro! Indicador não definido. 1

Introdução ____________________________________________________________________ 3

2

Tabela de dados _______________________________________________________________ 3

3

Navios Semelhantes____________________________________ Erro! Indicador não definido.

4

Metodologia __________________________________________________________________ 7

5

Estimativa do Comprimento _____________________________________________________ 10

6

Estimativa do Fundo Duplo _____________________________________________________ 11

7

Estimativa LWT e DWT ________________________________________________________ 20

7.1 LWT ________________________________________________________________________ 20 7.2 DWT: _______________________________________________________________________ 22 8

Estabilidade _________________________________________________________________ 25

9

Estimativa da Propulsão ________________________________________________________ 17

10

Método ______________________________________________ Erro! Indicador não definido.

11

Definição do Problema __________________________________ Erro! Indicador não definido.

12

Estudo de Viabilidade Econômica ________________________________________________ 29

13

Determinação das Dimensões Principais ___________________ Erro! Indicador não definido.

14

Arranjo _____________________________________________________________________ 13

14.1 Guindastes: .............................................................................................................. 14 15

Conclusão ___________________________________________________________________ 30

16

Bibliografia __________________________________________________________________ 33

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OBJETIVO Este trabalho tem como objetivo desenvolver o projeto preliminar de uma embarcação do tipo porta contêiner classe Panamax. O desenvolvimento deste artigo deve conter dados suficientes para que o armador análise a viabilidade de avançar no projeto dessa embarcação.

Dados importantes para a tomada de decisão são as dimensões principais, carga máxima transportada, análise da estabilidade e estimativa sobre os custos e receitas do navio porta contêiner.

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1 INTRODUÇÃO No Brasil a movimentação de contêineres vem crescendo a cada ano, em 2011 a movimentação chegou em 5,2 milhões de TEUs. A estimativa é que em 2012 esse volume chegue a 14,7 milhões de TEUS.O Porto de Shangai em 2010 se tornou o porto com maior movimentação de TEUs do mundo, ultrapassando Cingapura, e em 2012 chegou a marca de 7,5 milhões de TEUs apenas no primeiro trimestre do ano. Em 2005 o porto de Hong Kong aparecia em 2º porto de maior movimentação de container perdendo apenas para Cingapura, em 2010 o porto também foi passado pelo Porto de Shangai. O Porto de Busan aparece como 5º porto de maior movimentação em 2011 chegando em 16,17 milhões de TEUs.

Tabela do ranking mundial de volume de carga em milhões de TEUs

Embarcações do tipo porta contêineres realizam transportes regulares entre portos pré-estabelecidos com velocidade de serviço relativamente alta, cerca de 22 nós, seu arranjo é caracterizado por ter uma superestrutura localizada à popa da embarcação, para melhor utilização do espaço onde as cargas serão alocadas e seu shape delgado. Podendo armazenar contêineres externa e internamente, em alguns casos. Esse tipo de embarcação necessita que todos os requisitos de estabilidade sejam cumpridos. O armador solicitou que a embarcação fosse projetada para atender a rota descrita no fluxograma a seguir.

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347 milhas

Rio Grande 1 dia no mar

0 dias atracado

149 milhas

Itajaí 0,3 dias no mar

1,5 dia no porto

155 milhas

Paranaguá 0,4 dias no mar

1,5 dias no porto

210 milhas

Santos 0,4 dias no mar

1,5 dias no porto

12856 milhas

Rio de Janeiro 25,5 dias no mar

1,5 dias no porto

845 milhas

Shangay 1,7 dias no mar

1,5 dias no porto

1140 milhas

Hong Kong 2,3 dias no mar

1,5 diais no porto

Busan

Para a simulação da rota foi utilizado um software on-line encontrado no site sea-distances.com. Outro requisito do armador foi quanto a classe da embarcação, a qual deve ser projetada a fim de atender a classe Panamax. O termo “panamax” é definido como as máximas dimensões necessárias para cruzar o canal do Panamá.

Navio full-container Panamax Sea Land Maersk passando rente ao canal.

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O canal do Panamá foi oficialmente inaugurado no dia 15 de agosto de 1914, e é considerado até hoje a maior obra de engenharia do mundo e ficará atrás apenas da obra de reforma do canal. As restrições operacionais da classe Panamax são:    

Boca: 32,3m; Comprimento: 294,1m; Calado:12m, considerando-se a água doce dos lagos tropicais, na qual a salinidade e a temperatura da água afetam sua densidade e determinam a forma de quanto fundo o navio alcançará na sua flutuabilidade; Calado aéreo: 57,91 m.

2 DEFINIÇÃO DAS VARIÁVEIS A DETERMINAR Espera-se que no fim deste trabalho as seguintes variáveis sejam determinadas: Observação: as células que possuem uma marcação em vermelho no canto superior direito apresentam uma nota explicativa, para ter acesso confira a planilha Grandezas que está anexa.

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VARIÁVEIS A DEFINIR Variável Altura da superestrutura Altura do container Altura do metacentro longitudinal Altura do metacentro transversal Área no plano da linha D'água Área superestrutura Boca Moldada Boca/Beam Borda livre/ freeboard Calado Moldado Calado/draft/draught Centro Vertical de Flutuação Coeficiente de bloco Coeficiente dwt Comprimento da superestrutura Comprimento do Container Comprimento entre perpendiculares Consumo em toneladas por viagem Custo de combustível por viagem Custo operacional por viagem Dead Weight Densidade Deslocamento Distância em milhas da viagem Duplo fundo (altura) Espessura da chapa Horas no mar Largura do Container Light Weight Lucro por viagem Metacentro Longitudinal Metacentro transversal Momento para alterar o TRIM em 1cm Peço de Aço Peso de Equipamentos e Máquinas Peso máximo de carga (container) Pontal/depth Potência Efetiva Receita de frete Resisitência Total Superfície Molhada/ Wet Surface Teu máximo proposto Toneladas por centímetro de imersão Tripulação Obrigatória Velocidade de serviço Volume deslocado Volume do tanque de combustível Volume do tanque de H2O doce do DF Volume do tanque de lastro do DF

Sigla Hsup Hcont GMl GMt WPA Asup Bmld B BL Hmld H KBt Cb Cd Lsup Lcont LBP Cons custo Cop DWT ρ W, ∆ Dist. d(DB) t Horas Bcont LWT Lucro KMl KMt MCTC WST Wo Wcont D Pne Receita RT WSA TEUmax TPC Tripulação V Vd Vfuel Vh2o Vlastro

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3 METODOLOGIA Ferramentas de metodologia de projeto são empregadas ao longo do desenvolvimento deste estudo. Como nesta primeira etapa o escopo do trabalho é limitado ao projeto preliminar, tem-se como objetivo determinar e estimar algumas dimensões principais e características que auxiliem na formação do escopo do produto a ser desenvolvido. Pretende-se no projeto preliminar entender as necessidades do cliente, no casa o armador, e as especificações mais importantes do projeto. Por esse motivo a matriz QFD será empregada. Tendo em vista que o processo de desenvolvimento de uma embarcação exige que iterações sejam realizadas com frequência, a ferramenta espiral de Evans será utilizada também.

2.1.

MATRIZ QFD

A Matriz QFD foi feita para confrontar requisitos do amador com requisitos de engenharia, primeiramente é feito um levantamento dos requisitos do amador que neste caso são: menor custo de aquisição, máximo carregamento, velocidade, operação de carga e descarga, custo operacional e estabilidade, em seguida dá-se peso de importância a estes requisitos. Dividindo os requisitos de engenharia em: Deslocamento, Resistência ao Avanço, Equipamento de Carga e Descarga, Espaço de Navio, Arranjo, DeadWeight, Shape e Propulsão. Em seguida confronta-os e descobre-se o grau de importância de cada requisito. Os requisitos são: 



   

DeadWeight: determina a quantidade de carga a ser transportada e a Propulsão o qual determinará potência do motor e principalmente consumo de combustível Shape: apesar de ter bastante importância nesta fase do projeto ainda não se tem as curvas do navio, serão analisados os aspectos relacionados ao peso de aço utilizado no casco e as dimensões principais da embarcação. Deslocamento: deflete diretamente no consumo, estabilidade e máximo carregamento Resistência ao Avanço: importante requisito a ser analisado pensando em consumo de combustível Equipamento de Carga e Descarga: diretamente ligado com operação de carga e descarga, mas indiretamente ligado com consumo e deslocamento Espaço de Convés: é um importante requisito pois está totalmente relacionado ao máximo carregamento

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

Arranjo: nesta etapa do projeto será analisado apenas duplo fundo, tanques de lastro, compartimento de carga e área do convés

QFD: Matriz de Qualidade

||||||||||||||

14%

7

Velocidade

||||||||||||

12%

6

Operações de carga e descarga

|||||||||||||||||| 18%

9

Custo Operacional

|||||||||||||||| 16%

8

Estabilidade

FORTE

○ ○ ▽ ● ○ ○

○ ● ▽ ● ▽ ▽

▽ ● ▽ ○ ○ ▽

○ ● ○ ▽ ● ●

● ○ ● ○ ▽ ●

● ○ ● ○ ● ▽

15%

14%

9%

10%

8%

15%

15%

15%

|||||||

|||||||

|||||||

Importância da especificação de projeto

|||

573.47 532.65 344.9 385.71 308.16 593.88 569.39 585.71

||||

FRACO

▽ ● ● ○ ● ▽

||||

A D

N E G E

MÉDIO

○ ● ● ○ ● ▽

||||||

L

● ○ ▽

Propulsão

Máximo carregamento

Shape

9

Dead Weight

|||||||||||||||||| 18%

Arranjo

Menor custo de aquisição

Espaço de convés

10

Equipamentos de carga e descarga

||||||||||||||||||||20%

Resistência ao avanço

Requisitos do armador

Deslocamento

Especificações do projeto

|||||||

Importância

Customer Importance

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.

2.2.

ESPIRAL DE EVANS

Em 1959 Evans propôs uma forma de definir as características do objeto do projeto uma a uma, a cada volta que do espiral. Se uma certa característica não puder ser definida, ela deve ser estimada a partir de experiência e conhecimento do projetista. O método sugere que o projeto funcione em ciclos, aumentando o nível de detalhamento a cada volta completa. Para a definição deste projeto foi utilizado a Espiral de Evans, analisando os requisitos um a um e corrigindo-os iterativamente até que atinja resultado esperado.

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4 DEFINIÇÕES INICIAIS O primeiro passo para avançar no projeto de uma embarcação é reunir o máximo de informações de navios semelhantes ao que se almeja projetar. Dessa forma é possível criar um banco de dados com as dimensões principais, características de carregamento e operacionais. A partir desses dados será possível definir alguns dados preliminares da embarcação. Através dos sites MarineTraffic.com e Grosstonnage.com foi possível ter acesso a navios com características próximas ao desejado para o projeto. A tabela abaixo exibe o banco de dados feito para este projeto. As marcações nas colunas DWT e GT são referentes às restrições do armador e a média dessas colunas foi feita excluindo os dados que estão fora da faixa solicitada. A célula referente ao comprimento LBP está em destaque pois será usada para confrontar o valor calculado no próximo tópico.

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UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina Engenharia Naval Disciplina: Projetos de Navio I Banco de dados Navio

Displacement (summer) [t]

Volume deslocado

LBP

Bmld

Hmld

DWT

GT

LWT

Cb

Cd

[m³]

[m]

[m]

[m]

[t]

[t]

[t]

ad.

ad.

Ano

Bandeira

V nós

CSAV LLANQUIHUE

67907

66250.73171

248

32.25

12.6

50249

40541

17658

0.6574 0.73997

2010

Liberia

24.5

BAHIA NEGRA

69348

67656.58537

242

32.2

12.4

53124

41483

16224

0.7002 0.76605

2007

Liberia

22,4

CSCL BRISBANE

67271

65630.2439

244.8

32.25

12.6

50748

39941

16523

0.6598 0.75438

2005

HongKong

24.5

MSC DON GIOVANNI

53098

51802.92683

191.96

30.6

11.94

41583

29181

11515

0.7386 0.78314

1996

Panamá

20

MSC FABIENNE

86933

84812.68293

283.2

32.2

13.55

66694

54774

20239

0.6864 0.76719

2004

Panamá

24

CELERINA

83662

81621.46341

217

32.2

13.77

73035

39161

10627

0.8483 0.87298

1999 Switzerland

CARSTEN MAERSK

142800

139317.0732

331.54

42.8

14.94

110381

92182

32419

0.6572 0.77298

2000

Denmark

MSC POH LIN

87026

84903.41463

283.2

32.2

13.55

54774

20240

0.6871 0.76743

2004

Panamá

Média dos navios base

82255.625

80249.39024

255.2125 33.3375 13.16875

66786

68838.33333

45112.3333 13417.3

0.7044 0.77801

14

21.4

Para o cálculo do comprimento da embarcação são necessárias algumas dimensões que foram definidas a partir da média dos dados das embarcações semelhantes. Dentre as variáveis mostradas na tabela algumas tiveram de ser redefinidas devido a restrição da classe Panamax e do calado máximo referente aos portos de atracação. As restrições são apresentadas a seguir. Calado Máximo dos portos de atracação

itajaí Santos Paranaguá Rio de Janeiro rio grande Shangai Busan Hong Kong Calado Máximo

12 13.3 17 15 14 15 12 18 12

Canal do Panamá Boca Máxima 32.3 Comprimento Máximo 294.1 Calado Máximo 12 Calado Aéreo Máximo 57.91

5 ESTIMATIVA DO COMPRIMENTO LBP Para estimativa do comprimento do navio foi utilizado o Método da Raiz Cúbica, extraída do livro de C. B. Barras (1985). A fórmula proposta por Barras é a seguinte:

[

(

)

(

)

]

Utilizando a equação acima e os dados dos navios semelhantes é possível encontrar um valor médio para o LBP. O resultado obtido atende a restrição de comprimento como pode ser visto abaixo.

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LBPn DWT LBPb Bmld Hmld Cb Cd

Comprimento entre perpendiculares do navio (projeto) Dead Weight do novo navio (projeto) Comprimento entre perpendiculares do navio base Boca moldada do navio base Calado moldado do navio base Coeficiente de bloco do navio base Coeficiente de DWT do navio base

Legendas À determinar Dados dos navios modelos

Dados/Navios

LBP Bmld Hmld Cb Cd LBPn

1 2 3 4 5 6 248 242 244.8 191.93 283.2 217 32.25 32.2 32.25 30.6 32.2 32.2 12.6 12.4 12.6 11.94 13.55 13.77 0.657414 0.700192 0.65977 0.738614 0.686392 0.84831 0.739968 0.766049 0.754382 0.783137 0.767189 0.872977 275.4351 263.8327 270.987 227.0581 286.2032 212.7614 COMPRIMENTO MÁXIMO (RESTRIÇÃO) COMPRIMENTO MÉDIO DOS NAVIOS BASE

7 8 331.54 283.2 42.8 32.2 14.94 13.55 0.657164 0.687127 0.772976 0.767426 283.25749 286.0716 294.1 263.200821

Satisfeito

6 ANÁLISE DAS NORMAS E REGULAMENTAÇÕES Para que a embarcação possa navegar é preciso estar atento a algumas normas e regras impostas por órgãos que regulamentam o transporte marítimo. Com o comprimento definido é possível prosseguir na análise dessas regras, visto que muitos requisitos estão em função do comprimento do navio. Neste projeto foram utilizados regras das seguintes instituições:

Dentro dos requisitos dos projetos também se encontram regras estipuladas com o objetivo de melhorar o projeto da embarcação e estimativas que devem sem atendidas para que se possa avançar nos cálculos, essas estimativas foram definidas a partir da análise de outros trabalhos. Como é o caso do item calado e dois itens da superestrutura. A fim de ilustrar as regras que servirão como apoio no projeto a tabela a seguir é apresentada.

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Borda Livre

Superestrutura

Regra As “Embarcações SOLAS” para as quais seja obrigatória a atribuição de uma borda-livre deverão ser portadoras de um Certificado Internacional de Borda-Livre, de acordo com o modelo apresentado na Convenção Internacional de Linhas de Carga (1966 ). O comprimento da superestrutura é estimado como 60% da boca da embarcação Supor que a superestrutura ocupa uma área quadrada no convés (largura e comprimento iguais)

Requisito BL = 4.189 retirado do gráfico para o comprimento da embarcação

Csup = 0.6Bmld Asup = (0.6 Bmld)²

A altura padrão da superestrutura não deverá ultrapassar 2,3m, Ap = 2,3 retirado do gráfico para o de acordo com a Convenção Internacional sobre Linhas de comprimento da embarcação Carga.

Estabilidade

De acordo com a IMO A749 o GM min para que a embarcação seja estável é estabelecido por uma equação empírica

Fundo duplo

A altura do fundo duplo na região de carga é calculada pela equação empírica da ABS – edição 200 (Parte 3 – Capitulo 2 – Seção 4 – Item 3.3.3)

Calado

Manter o calado durante a operação do navio, utilizar o lastro.

Tripulação

De acordo com a NORMAM 01 - Seção II - item 0110 para embarcações empregadas na navegação de longo curso para máquinas e convés Na Navegação de Longo Curso é obrigatório o embarque de, pelo menos, um Cozinheiro (CZA) e um Taifeiro (TAA). Na navegação de Longo Curso é obrigatório o embarque de um Enfermeiro (ENF) ou Auxiliar de Saúde (ASA).

BL/Bmld [0.02; 0.2] Lsup/LWL < 0.6 Bmld/D [1.75; 2.15]

H = Hoperação Tripulação máquinas e convés =9 Tripulação serviço de câmara= 2 Tripulação saúde= 1

Ao longo do trabalho os requisitos impostos pelas regras serão empregados nas etapas de cálculo e validação do resultado.

7 BORDA LIVRE As “Embarcações SOLAS” para as quais seja obrigatória a atribuição de uma borda-livre deverão ser portadoras de um Certificado Internacional de Borda-Livre, de acordo com o modelo apresentado na Convenção Internacional de Linhas de Carga (1966). A tabela a seguir relaciona a borda livre do navio com o comprimento do mesmo.

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8 ARRANJO O arranjo da embarcação nesta fase do projeto será limitado ao duplo fundo, equipamentos no convés e dimensionamento da superestrutura. Ainda durante o desenvolvimento deste trabalho serão apresentados dados como alocação da carga no casco e acima do convés.

8.1 ESTIMATIVA DO FUNDO DUPLO

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Para a estimativa do duplo fundo, utilizou-se uma equação retirada da ABS como pode ser visto no tópico Análise das Normas e Regulamentações.

Dados do Navio B 32.2 H 12.00 LBP 263.2008

d(DB) [mm] 1688.579307 d(DB) [m] 1.688579307

Segundo a MARPOL, convenção internacional da prevenção da poluição por navios, a região do duplo fundo deverá conter obrigatoriamente tanques de água doce e tanques de lastro, medidas estas que previnem impactos ambientais caso haja avarias. Dessa forma foram propostos dois tanque para serem alocados na região de duplo fundo. Neste tópico será apresentada a primeira estimativa do volume dos mesmos.

I t e 1 r ª a ç ã o

Supondo que o tanque de lastro e H2O doce esteja na região do duplo fundo: LBP(70%) Bmld (70%) Volume do duplo fundo Volume do tanque de água doce Volume do tanque de lastro Massa da água de lastro Massa de água doce

m m m³ m³ m³ t t

184.2405744 22.54 7012.302674 2103.690802 4908.611872 5031.327168 2103.690802

Em tópicos posteriores a segunda iteração será divulgada e seu respectivo motivo. Por enquanto se tem as dimensões do tanque de lastro, que irá auxiliar na estabilidade do navio mantendo o calado de operação do mesmo, e o tanque de água doce que servirá para atender as necessidades da tripulação. Poderá haver mais tanques de lastro e água doce no navio, o que poderá ser previsto em uma etapa posterior do projeto, não estando no escopo do projeto preliminar.

8.2 GUINDASTES Para seleção de guindastes foi analisado a capacidade e o alcance e escolheuse 2 guindastes CBW-LIEBHERR destacando-se as seguintes características:   

Baixa altura - melhor visibilidade desde a ponte do navio. Baixo peso e baixo centro de gravidade - melhor estabilidade do navio e maior capacidade do guindaste. O campo amplo do cabo no gancho garante trabalho seguro e posicionamento das mercadorias. A lança encontra-se acima da cabina do

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     

operador e possibilita visibilidade ilimitada para o operador sobre o deck e para dentro do porão do navio. Cilindros hidráulicos com tratamento cromo-níquel, isentos de manutenção reduzem os custos operacionais e de manutenção. Através dos cilindros hidráulicos ativos em ambos os sentidos, a lança está fixa em todas as posições. Devido ao pequeno raio mínimo de trabalho, é possível posicionar mercadorias nas proximidades do guindaste. Aplica-se na área de movimentação de contêineres: Maior número de contêineres na posição de descanço da lança pois esta é posicionada acima da carreira superior de contêineres. Devido às estreitas dimensões externas do guindaste, perde-se apenas uma carreira no local de posicionamento do container.

Figura 5. Guindaste CBW-LIEHBRERR

8.3 SUPERESTRUTURA Altura padrão da superestrutura é apresentada pela Convenção Internacional sobre Linhas de Carga de 1966 na página 67, tabela 33.1. Através da tabela é

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possível obter o valor de 2,3m para a superestrutura. Como a superestrutura contará com três decks a altura total da superestrutura será de 6,9m. A Convenção Internacional de Linhas de Carga (1966) faz algumas restrições quanto à superestrutura e a visibilidade que serão importantes no momento de definir o máximo de pilhas alocadas acima do convés. Restrição sobre o campo de visão horizontal da superestrutura: I) O campo de visão horizontal de um observador no passadiço deverá ser de 112,5° para cada bordo, a partir da proa. II) A partir de cada asa do passadiço, o campo de visão horizontal deve estender-se por um arco de pelo menos 225°, contados a partir de 45° da linha de centro, pelo bordo oposto, mais os 180° do bordo da referida asa. III) O campo de visão horizontal, a partir do posto de governo principal, deverá se estender sobre um arco a partir da linha de centro, na proa, até, pelo menos, 60° para cada bordo do navio. IV) O costado da embarcação deve ser visível das asas do passadiço. Restrição sobre o alcance da visão do passadiço A visão da superfície do mar na proa da embarcação, observada do passadiço, não deve ser obstruída além de uma distância correspondente a mais do que 2 (dois) comprimentos da embarcação, ou 500 m, o que for menor, em um arco de 10° da linha de centro para cada bordo, independente do calado da embarcação, do trim ou da carga no convés.

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9 PROPULSÃO E CUSTO OPERACIONAL 9.1 ESCOLHA DO MOTOR Para escolha do motor do navio é preciso encontrar a potência efetiva necessária. O fluxograma abaixo mostra as etapas de cálculo e as fórmulas utilizadas para determinar a potência.

Resistência de Atrito

Resistência Total

Potência

Com as fórmulas apresentadas é possível encontrar a Pne necessária. Os cálculos são mostrados na tabela a seguir: Cálculo da Potência V V LBP W n WSA f (Proposto por Barras) Rf Rt Rt

Pne Pne

21.4 nós 10.9996 m/s 263.2008205 m 82000 t 1.825 adimensional 11892.97514 m² 0.41989438 adimensional 1337937.138 N 2973193.641 N 2973.193641 kN

32754.8764 kW 43855.9846 hp

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Para verificar se a potência encontrada é aceitável, encontrou-se a Pne variando com a velocidade e a partir daí foi comparada com o banco de dados. O gráfico é exibido abaixo:

Navio Base X Navio Projetado 70000

Potência [kW]

60000 50000 40000 30000

Base

20000

Projetado

10000 0 20

22.4

24

24.5

24.5

Velocidade (nós)

Para a velocidade de serviço encontrou-se um navio com potência compatível. Mas como para velocidades acima a diferença alcançou quase 20 MW foi feita uma nova validação a qual será apresentada em tópicos posteriores e a potência efetiva encontrada foi aceita. Com a potência definida é possível definir o motor que será empregado no projeto. Foi realizado um levantamento dos tipos de motores e fabricantes. A primeira decisão foi a de utilizar uma turbina a gás no projeto, a qual pode ser justificada analisando as novas tendências de projeto de embarcações. O presidente da DNV fez a seguinte declaração sobre o uso de turbinas a gás: “Eu estou convencido que o uso do gás irá no futuro próximo ser o combustível que será amplamente usado por navios, eu acredito que até o ano 2020, a maioria dos armadores irá preferir encomendar navios movidos à LNG.” Dentre as turbinas a gás disponíveis no mercado foram comparadas de três fabricantes, Rolls Royce, Siemens e TGM. A última fabrica os motores no país, mas possui poucas especificações em seu catálogo.

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O primeiro motor, o MT30, foi apresentado em 2013 como a turbina a gás mais potente do mundo. A seguir os dados utilizados para definir a propulsão do navio são apresentados:

Potência Poder Calorífico Consumo Consumo (massa) Consumo (volume) Rotação Eficiência Térmica Peso

MT30

Rolls-Royce

SGT-750

Siemens

BT/ BTE

TGM

36

MW

MW

kg/kWh kg/h m³/h rpm

MW kJ/kW*h m³/kW*h kg/h m³/h rpm

40

0.207 6780.259411 9549.661143 3600 40% 66

37 9296 0.236248488 5494.185911 7738.290016 6100 40%

t

Como indicado pela matriz QFD os requisitos do armador com maior peso são menor custo de aquisição e custo operacional. Dessa forma a especificação consumo de combustível foi considerada como de maior importância na escolha da turbina. O SGT-750 foi definido como a propulsão do navio.

9.2 VOLUME DO TANQUE DE COMBUSTÍVEL Após a turbina a gás ser definida e possuindo algumas especificações da mesma é possível estimar o custo de operação por viagem. Primeiro, será calculado o gasto com combustível durante uma viagem. Utilizando seadistance.com foi possível determinar as horas de mar para cumprir a rota proposta. E utilizando gás natural liquefeito foi possível determinar o quanto será gasto com combustível para a viagem. A tabela a seguir mostra os resultados: ROTAS Porto Rio Grande Itajaí Paranaguá Santos Rio de Janeiro Shangay Hong Kong Busan

Distância (milhas) 347 149 155 210 12856 845

Dias no mar 0.7 0.3 0.3 0.4 25.5 1.7

Horas no mar 16.8 7.2 7.2 9.6 612 40.8

Consumo (t) 92.30232331 39.55813856 39.55813856 52.74418475 3362.441778 224.1627852

Consumo (m³) Volume GNL (m³) 130003.2723 216.6721204 55715.68811 92.85948019 55715.68811 92.85948019 74287.58415 123.8126403 4735833.49 7893.055816 315722.2326 526.2037211

1140

2.3

55.2

427.1536089

427153.6089

711.9226814

320.3652067

Total

15702

31.2

748.8

4237.920957

5794431.56

9657.38594

4345.823673

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Massa GNL (t) 97.5024542 41.78676608 41.78676608 55.71568811 3551.875117 236.7916745

$ $ $ $ $ $ $

Custo Dias no porto 39 000.98 16 714.71 1.5 16 714.71 1.5 22 286.28 1.5 1 420 750.05 1.5 94 716.67 1.5 128 146.08

$ 1 738 329.47

1.5

9

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A planilha propulsão.xslx anexa ao trabalho apresenta todos os cálculos para chegar a custo de combustível. Também é possível calcular o peso do combustível e o volume do tanque. A primeira estimativa do volume do tanque resultou em uma quebra de restrição no projeto, o DWT ficou acima do proposto, e para solucionar o problema poderia diminuir a capacidade de carga máxima ou diminuir a quantidade máxima de combustível carregado. Como definido pela QFD o requisito Máximo carregamento é o segundo mais importante e por isso foi feita uma iteração diminuindo o tamanho do tanque. Reduziu-se pela metade o volume do tanque e o mesmo terá uma nova autonomia de 12 dias no mar e 6 mil milhas, o que é suficiente visto que no caminho entre a maior rota proposta Rio de Janeiro – Shangay é possível abastecer no canal do panamá. A tabela a seguir demonstra a iteração feita.

Dimensões do tanque Volume do tanque calculado 7893.1 m³ Densidade gás natural liquefeito 0.45 t/m³ Volume do tanque estimado 8000 m³ Massa de combustível 3600000 kg 3600 t Iteração 1: Com este valor de massa de combustível, o DWT irá ultrapassar o limite estipulado de projeto. Como na maior rota haverá uma passagem pelo canal do Panamá e será possível abastecer a embarcação, o projeto irá ser reduzido para 50% do volume estimado anteriormente. Dimensões do tanque Volume do tanque calculado 7893.1 m³ Densidade gás natural liquefeito 0.45 t/m³ Volume do tanque estimado 4000 m³ Massa de combustível 1800000 kg 1800 t

9.3 ESTIMATIVA DOS CUSTOS OPERACIONAIS A partir do dado “custo de combustível por viagem” é possível estimar o custo operacional total por viagem. A análise de algumas bibliografias permitiu que a estimativa fosse feita como o custo de combustível representa 80% do custo operacional total. Sendo assim foi possível obter a seguinte estimativa: Considerar que o consumo de combustível representa 80% do custo de operação Custo por viagem $

2 172 911.84

10 ESTIMATIVA DAS CAPACIDADES DO NAVIO 10.1 LWT- LIGHTWEIGHT Este é o peso do próprio navio, quando completamente descarregado. Abrangendo o peso do aço, madeira, equipamentos e máquinas. Para estimar o valor de LWT é necessário encontrar o peso dos itens descritos. No escopo deste projeto será definidos o peso do aço do casco, peso do aço da superestrutura e peso de máquinas e equipamentos.

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10.1.1 PESO DE AÇO: Para calcular o peso de aço será utilizado o método estipulado por Harvald and Jensen retirado do livro de Schneekluth, H e Bertran, V. As fórmulas propostas são as seguintes: 𝑾𝒔𝒕 𝑪𝒔

𝑪𝒔𝒐

𝑳𝑩𝑷

𝑩

𝑫 𝑪𝒔

𝟎, 𝟎𝟔𝟒𝒆−(𝟎,𝟓𝒖+𝟎,𝟏𝒖 𝒖

log𝟏𝟎(

𝟐,𝟒𝟓 )

𝑾 ) 𝟏𝟎𝟎 𝒕

A planilha LWT.xlsx anexa ao trabalho contém todos os dados utilizados para o cálculo de Wst. A tabela a seguir fornece o valor calculado de Wst e realiza uma validação do resultado encontrado utilizando relações percentuais apresentadas pelos autores para navios do tipo “containership”. O resultado foi validado.

P E S O D O

BL [m]

4.189

D [m]

15.689

t [m]

0.25 3.515873844 3.934551553 0.07 0.071251486

u e Cso (tabelado) Cs

A Ç O

Wst Wst/LWT

9307.5722 69%

Atende pesos relativo proposto [62- 72]%

Após a estimativa inicial do peso do aço do casco é possível estimar os gastos decorrentes para aquisição de aço. Confira na tabela abaixo a estimativa do custo:

C U S A T Ç O O D O

Para chapa grossa, utilizar a tabela ao lado para encontrar o peso da chapa Wst 9307.572196 t 110% Wst 10238.32942 t t 0.25 m Preço de aço Tipo Placa de aço DH40 da construção naval Fabricante Wugang Hongxing Metal Material Co., Ltd. Valor (médio) $ 850.00 /tonel a da Valor total $ 8 702 580.00 Valor (USIMINAS) $ 1 200.00 /tonel a da Valor total $ 12 285 995.30

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Para o cálculo preliminar do custo do aço foi utilizada como referência um placa de aço DH40 do fabricante Wugang Hongxing Metal Material Co., Ltd. Outro ponto importante é que foi calculado o custo para compra de 110% do peso de aço encontrado anteriormente, este fato é justificado por perdas que ocorrem no processo de fabricação do casco. 10.1.2 CÁLCULO DO PESO DE MÁQUINAS: Para calcular os pesos de máquinas será utilizada a fórmula empírica abaixo:

O valor encontrado para o peso de máquinas foi Wo = 30003,6 t. 10.1.3 PESO DE AÇO DA SUPERESTRUTURA: A seguir a tabela de cálculos que auxiliou na determinação do custo do preço de aço para a superestrutura:

AÇO SUPERESTRUTURA

Utilizar chapa mais fina na superestrutura t chapa 0.08 m Peso especíifico 7.85 t/m³ Asup 361.7604 m² Wsup 227.19 Custo unitário $ 300.00 /tonel a da Custo total $ 68 155.66

10.2 DWT: DEADWEIGHT O deadweight de um navio é o peso que o navio transporta. O DWT inclui o peso da carga, combustível, água potável, água do lastro, tripulação e seus pertences, mantimentos e outros. Primeiramente, calculou-se a capacidade máxima de carga que o navio poderá transportas. Como o objetivo do armador é carregar o máximo de carga possível, o DWT foi calculado para a quantidade de TEU máxima. Para o cálculo do peso máximo de carga foram realizados os seguintes cálculos:

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UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina Engenharia Naval Disciplina: Projetos de Navio I SUPERESTRUTURA 2.3

Altura Padrão Decks Hsup Lsup Asup

m

3 6.9 19.02 361.7604

adimensional m m m²

Cálculo da quantidade de container DWT Tipo

68500 Dry Box 20'

t

Fabricante Log In Carga Máxima 24 t Comprimento 5.9 m Largura 2.34 m Área 13.806 m² Altura 2.4 m Quantidade máxima de containers 2854.166667 TEU Máximo 2868 Determinação da quantidade de containers em relação a área disponível no convés LBP (90%) 236.8807385 Comprimento para área de carga Bmld (90%) 28.53 Largura para área de carga

217.8607385 28.53

Área por pilha

6758.207469

Calculado

Real

TEU estimado

489.5123474

TEU por comprimento

36.92554889

36

Pontal (60%)

9.4134

TEU por largura

12.19230769

12

Altura acima do convés

4.8

TEU por pilha

450.2076538

450

3.92225

3

2

2

3531.65394 2700

2700 Calculado < Máximo

DWT restante

3700

Quantidade de pilhas (abaixo do convés) Quantidade de pilhas (acima do 263.2008205 convés) Quantidade de TEU 2868 TEU calculado

Bmld

31.7

LBP TEU Máximo

Peso máximo de carga

64800

Para dimensionar o espaço de carga algumas considerações foram feitas, como o tipo de container e suas dimensões e a área destinada no casco e acima do convés para alocar cargas. A área interna do casco para alocação de carga foi definida como o produto de 90% do comprimento do navio, 90% da boca moldada e 60% do pontal. Já a área acima do convés foi definida da mesma forma, o que foi alterado é o pontal, sendo definido como no máximo duas pilhas de containers, a fim de não obstruir o campo de visão da sala de comando. O peso máximo de carga ficou dentro do esperado. Para o cálculo do DWT restante foram necessárias três iterações até que o DWT fosse satisfatório com a restrição. Navio em condição Plena Carga 1ª iteração DWT Massa do combustível Carga máxima transportada Tanque de água doce Outros Tanque de Lastro DWT RESTANTE

2ª iteração DWT

68500

3600 Cons umível Massa do combustível

Carga máxima transportada 2103.691 Cons umível Tanque de água doce Outros 64800

Va ri á vel

-2004

Tanque de Lastro DWT RESTANTE

3ª iteração 68500

DWT

1800 Cons umível Massa do combustível

Carga máxima transportada 2104 Cons umível Tanque de água doce 0 Outros

64800

0 Va ri á vel -204

Tanque de Lastro DWT RESTANTE

68500 1800 Consumível 64800 701 Consumível 0 0 Variável 1199

Optou-se na segunda iteração em reduzir o tanque de água doce para então chegar em um valor razoável de DWT. Repare que o DWT restante pode ser

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preenchido por outros itens ou pode aumentar a carga transportada, desde que a carga não interfira nas restrições já apresentadas em tópicos anteriores. Como o tanque de água doce foi alterado é necessário realizar uma segunda iteração no dimensionamento dos tanques abrigados no duplo fundo.

I t e 1 r ª a ç ã o

I t e 2 r ª a ç ã o

Supondo que o tanque de lastro e H2O doce esteja na região do duplo fundo: LBP(70%) m 184.2405744 Bmld (70%) m 22.54 Volume do duplo fundo m³ 7012.302674 Volume do tanque de água doce m³ 2103.690802 Volume do tanque de lastro m³ 4908.611872 Massa da água de lastro t 5031.327168 Massa de água doce t 2103.690802 O tanque de água doce foi redefinido, por isso uma nova iteração

Supondo que o tanque de lastro esteja na região do duplo fundo: LBP(70%) Bmld (70%) Volume do duplo fundo Volume do tanque de água doce Volume do tanque de lastro Massa da água de lastro Massa de água doce

184 23 6947 701 6246 6402 701

m m m³ m³ m³ t t

Foram analisados três cenários diferentes e como o DWT irá variar, como apresentado:

Navio em condição condições adversas Próximo de um porto (20% de combustível e água doce)

DWT Massa do combustível Carga máxima transportada Tanque de água doce Outros Tanque de Lastro

68500 360 Consumível 64800 140.2461 Consumível 2001

Variável

Próximo de um porto (10% de combustível e água doce)

DWT Massa do combustível Carga máxima transportada Tanque de água doce Outros Tanque de Lastro

68500 180 Consumível 64800 70 Consumível 0 2251

Variável

Com carregamento de 50% da carga de TEU

DWT Massa do combustível Carga máxima transportada Tanque de água doce Outros Tanque de Lastro

68500 1800 Consumível 32400 701 Consumível 680 32919

Variável

Percebe-se que no cenário onde o navio está apenas com 50% do carreamento máximo o lastro disponível no duplo fundo não será suficiente. Deverá ser projetado um compartimento que possa ser utilizado como tanque de lastro quando o navio não estiver totalmente carregado. O que está fora do escopo deste projeto.

10.3 DESLOCAMENTO X CALADO

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Para concluir o tópico será apresentado o gráfico deslocamento X calado:

11 ESTABILIDADE Como já dito anteriormente, a estabilidade para este tipo de navio é de extrema importância e por isso deve ser calculada de forma que garanta um navio estável ao longo do percurso. Para o cálculo da estabilidade foram utilizadas fórmulas do livro do Barras e a validação da altura metacêntrica mínima utilizou a ABS. Para que um navio seja estável o GM deve ser maior que zero. Os cálculos a segui apresentam os dados relativos a estabilidade longitudinal e transversal:

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BMt

6.8652 Nt= 0.084 *Cw²

para Cw [0.692-0.893]

Há cinco fórmulas propostas para o cálculo do centro vertical de flutuação, duas não são compatíveis com o modelo projetado.

,

KB1 KB2 KB3 7.666667 5.998713 6.1525 Utilizar KG= 65% do pontal 10.19785 10.19785 10.19785 14.53187 12.86391 13.0177 4.334017 2.666063 2.8198502 Estável Estável Estável

KB

s an Tr al rs ve

KG KMt GMt Status

Para verificar se o GM encontrado atendo as normas, será utilizado o cálculos de GM min fornecido pela IMO A749. ,

LBP 263.20

n Lo tu gi n di al

BMl KMl GMl

,

,

Bmld D 31.7 16.189 GMmin 422.5627 428.5614 418.3635 Nl=(3/40)*Cw²

,

,

BL 4.189

,

Lsup 19.02 1.20833493

para Cw [0.692-0.893]

Após os cálculos preliminares da estabilidade a curva hidrostática foi traçada.

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Curva Hidrostática 10000 9000 8000

KB*1000

7000

KG*600

6000

KMt*100

5000

BMt*1000

4000

GMt*1000

3000

KMl

2000

BMl

1000

GMl

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16

Calado [m]

Por fim o WPA, TPC e MCTC foram determinados: Densidade WPA TPC MCTC

1.025 t/m³ 7156.587 m² 73.35501 t/cm 2149.443 tm/cm

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,

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12 CARACTERÍSTICAS PRELIMINARES DA EMBARCAÇÃO CARACTERÍSTICAS DA EMBARCAÇÃO Variável

Sigla

Valor

Unidade

Origem

Altura da superestrutura Hsup 6.9 m Estimado o nº de decks e seguindo a altura padrão Altura do container Hcont 2.4 m Especificação do fabricante Altura do metacentro longitudinal GMl 418.36 m Fórmula (planilha estabilidade) Altura do metacentro transversal GMt 2.82 m Fórmula (planilha estabilidade) Área no plano da linha D'água WPA 7156.587 m² Fórmula (planilha estabilidade) Área superestrutura Asup 361.7604 m² Fórmulas (planilha DWT) Boca Moldada Bmld 31.7 m Fórmula Boca/Beam B 32.2 m Banco de dados dos navios base Borda livre/ freeboard BL 4.189 m Convenção Internacional de Linhas de Carga (1966) Calado Moldado Hmld 11.50 m Fórmula Calado/draft/draught H 12.00 m Banco de dados dos navios base Centro Vertical de Flutuação KBt 6.15 m Fórmula (planilha estabilidade) Coeficiente de bloco Cb 0.786621 adimen. Fórmula Coeficiente dwt Cd 0.835366 adimen. Fórmula Comprimento da superestrutura Lsup 19.02 m 60% da boca da embarcação (comprimento e largura iguais) Comprimento do Container Lcont 5.9 m Especificação do fabricante Comprimento entre perpendiculares LBP 263.20 m Fórmula Método da Raiz Cúbica Consumo em toneladas por viagem Cons 4238 t Fórmula (planilha propulsão) Custo de combustível por viagem custo 1738329 $ - Fórmula (planilha propulsão) Custo operacional por viagem Cop 2172912 $ - Fórmula (planilha propulsão) Dead Weight DWT 68500 t Requisito armador Densidade ρ 1.025 t/m³ Definido Deslocamento W, ∆ 82000 t Banco de dados dos navios base Distância em milhas da viagem Dist. 15702 milhas Fórmula (planilha propulsão) Duplo fundo (altura) d(DB) 1.688579 m Equação da ABS Espessura da chapa t 0.25 m Estipulado Horas no mar Horas 749 h Fórmula (planilha propulsão) Largura do Container Bcont 2.34 m Especificação do fabricante Light Weight LWT 13500 t Fórmula Lucro por viagem Lucro 257088 $ - Fórmula (planilha propulsão) Metacentro Longitudinal KMl 428.56 m Fórmula (planilha estabilidade) Metacentro transversal KMt 13.02 m Fórmula (planilha estabilidade) Momento para alterar o TRIM em 1cm MCTC 2149.443 tm/cm Fórmula (planilha estabilidade) Peço de Aço WST 10238.33 t Fórmula HARVALD AND JENSEN Peso de Equipamentos e Máquinas Wo 3003.648 t Fórmula empírica Peso máximo de carga (container) Wcont 64800 t Fórmulas (planilha DWT) Pontal/depth D 16.189 m Fórmula Potência Efetiva Pne 32754.88 kW RT * V Receita de frete Receita 2430000 $ - Fórmula (planilha propulsão) Resisitência Total RT 2973.194 kN Calculado planilha propulsão Superfície Molhada/ Wet Surface WSA 11892.98 m² Fórmula de D.W. Taylor (planilha PROPULSÃO) Teu máximo proposto TEUmax 2700 TEU Fórmulas (planilha DWT) Toneladas por centímetro de imersão TPC 73.35501 t/cm Fórmula (planilha estabilidade) Tripulação Obrigatória Tripulação 12 adimen. Requisitos Velocidade de serviço V 21.4 m/s ou nósMédia navio base Volume deslocado Vd 80000 m³ Banco de dados dos navios base Volume do tanque de combustível Vfuel 4000 m³ Fórmula (planilha propulsão) Volume do tanque de H2O doce do DF Vh2o 701 m³ Fórmulas (planilha DWT) Volume do tanque de lastro do DF Vlastro 6246 m³ Fórmulas (planilha DWT) * Observação: as células que possuem uma marcação em vermelho no canto superior direito apresentam uma nota explicativa, para ter acesso confira a planilha Grandezas que está anexa.

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12.1 VALIDAÇÃO DOS DADOS ENCONTRADOS A fim de validar as principais características determinadas ao longo deste trabalho, foi feita uma planilha para comparar dados de referência com os calculados no projeto. Foram atribuídos pesos para as características levando em consideração a confiabilidade da fonte, por exemplo, a referência do peso de aço é de uma plataforma e por isso foi admitido uma faixa maior de variação entre a referência e o projeto. Admitido Referência Peso do aço [t] Boca Bmld Boca Bmld Calado Hmld VALIDAÇÃO CB DAS CB DIMENSÕES CD PRINCIPAIS CD Comprimento LBP Custo de aquisição DWT Velocidade

35% 15% 15% 15% 15% 15% 15% 15% 15% 35% 15% 15%

13877.00 33.34 36.32 13.17 0.69 0.70 0.78 0.60 255.21

Projeto

Min

Max

10465.51 31.70 31.70 11.50 0.79 0.79 0.84 0.84 263.20

18733.95 38.34 41.77 15.14 0.79 0.81 0.89 0.69 293.49

9020.05 28.34 30.87 11.19 0.58 0.60 0.66 0.51 216.93

$ 24 000 000.00 $ 32 252 305.41 $ 32 400 000.00 $ 15 600 000.00

68838.33 22.00

68500.00 21.40

79164.08 25.30

58512.58 18.70

Origem da Referência Fonte estaleiro Mauá Banco de dados navios Estudo feito por Barras Banco de dados navios Estudo feito por Barras Banco de dados navios Banco de dados navios Estudo feito por Barras Banco de dados navios Fonte Fearnley Finans Banco de dados navios Estudo feito por Barras

Observação

Status

Aprovado Aprovado Bmld= (L/10) + 10 Aprovado Aprovado CB=1.2 - 0.39(V/LBP²) Aprovado Aprovado Aprovado Necessita 2ª iteração Recalcular Aprovado Única fonte (maior incerteza) Aprovado Aprovado Velocidade típica para containerAprovado

Única fonte (maior incerteza)

13 ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA 13.1 CUSTO DE AQUISIÇÃO DO NAVIO A partir do dado custo de peso do aço é possível estimar o custo operacional total por viagem. Para essa estimativa foram analisados o estudo "The Practical Application of Economics to Merchant Ship Design" e o case do Estaleiro Mauá. Ambos os estudos resultaram em uma mesma estimativa, o custo do preço do aço representa 25% do custo total da embarcação. A figura abaixo mostra a tabela retirada do estudo citado acima e utilizado como parâmetro neste projeto.

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No próximo tópico será esclarecido o motivo por se ter orçado dois fornecedores de aço.

CUSTO ESTIMADO DE AQUISIÇÃO

Utilizar o estudo "The Practical Application of Economics to Merchant Ship Design" Custo Wst $ 8 702 580.00 Custo Wsup $ 68 155.66 Custo Wstotal $ 8 770 735.66 Custo total de aquisição: 4X o Wstotal Custo de aquisição $ 35 082 942.65

CUSTO ESTIMADO DE AQUISIÇÃO - AÇO BRASILEIRO

Utilizar o estudo "The Practical Application of Economics to Merchant Ship Design" Custo Wst $ 12 285 995.30 Custo Wsup $ 68 155.66 Custo Wstotal $ 12 354 150.96 Custo total de aquisição: 4X o Wstotal Custo de aquisição $ 49 416 603.83

14 CONCLUSÃO Para concluir o estudo foi realizada uma prospecção dos custos, receita e prazo de retorno do investimento. O primeiro custo contabilizado foi o preço do aço. Inicialmente foi feita uma comparação com o peso do aço encontrado e o respectivo custo, utilizando os dados da última licitação do Estaleiro Mauá, pode-se verificar que o valor encontrado para a quantidade de aço está próximo do esperado. A fonte cita a quantidade de aço para 49 navios e o que o custo representa no valor total: “No total, os 49 navios licitados nas duas fases do Promef vão consumir 680 mil toneladas de aço, o que representa de 20% a 30% do custo das embarcações.” O que equivale a 13877 t/plataforma (como não foram encontrados outros dados de peso de aço a comparação foi feita com o navio tipo plataforma classe Panamax) e no projeto o cálculo resultou em 10465.51 t. Que está dentro da expectativa do projeto com apresentado no anexo I. Para orçar o custo do aço, usou-se como referência dois valores para o preço da chapa grossa naval, um fornecedor nacional e outro internacional. A diferença de preço foi significativa na aquisição do aço para a estrutura do casco e superestrutura. Mas, como retirado da bibliografia, essa diferença é

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esperada. Como se pode conferir na citação abaixo, dita por Paulo Sebastião Ferreira Marques, da Usiminas Mecânica: “A tonelada de chapa grossa da Usiminas equivale hoje a US$ 1.200, ante US$ 860 a US$ 900 do preço na Europa, Japão e Estados Unidos, excluída a China. O diferencial é de 33% a mais para o produto nacional vendido no mercado interno. Marques atribui esta diferença "ao custo Brasil".” A estimativa do custo de aquisição/construção da embarcação foi feita utilizando duas fontes diferentes, a primeira retirada do estudo “The Practical Application of Economics to Merchant Ship Design” e a segunda do estaleiro Mauá apresentado anteriormente. Ambas as fontes resultaram no custo do aço representando, em média, 25% do custo total de construção. O segundo custo calculado foi o de operação, o que inclui gastos com combustível, tripulação, óleos, manutenção, taxas e outros. Com base em outros estudos do gênero o gasto com combustível representa 80% dos gastos totais de operação da embarcação. Para validação do custo calculado, consultou-se o estudo publicado pela Fearnley Finans “Shipping e Offshore report 2013” o preço médio de aquisição de um navio novo classe Panamax é de US$ 24 000 000,00. Como ao longo do projeto foram escolhidos itens que agregassem valor à embarcação, como a turbina a gás, implantação de dois guindastes e duplo fundo; O investimento na embarcação está dentro do esperado. A seguir será apresentada a tabela de investimento, receita e retorno. Foi estimado a quantidade de anos que o navio terá que operar a fim de dar lucro para o armador. O cálculo se baseou nos custos apresentados acima e no preço do frete multiplicado pela quantidade máxima de TEU’s carregados pela embarcação. O estudo feito pelo GELOG-UFSC “Frete marítimo e o panorama brasileiro” apresenta o valor de US$ 850,00 para o frete de um TEU, nos cálculos foi considerado US$ 900,00 por TEU.

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INVESTIMENTO, RECEITA E RETORNO CUSTO ESTIMADO DE AQUISIÇÃO- AÇO IMPORTADO

CUSTO ESTIMADO DE AQUISIÇÃO - AÇO BRASILEIRO

CUSTO ESTIMADO DE OPERAÇÃO

ANÁLISE DO INVESTIMENTO- AÇO BRASILEIRO

Estimativa feita a partir do estudo "The Practical Application of Economics to Merchant Ship Design" Custo Wst $ 8 702 580.00 Custo Wsup $ 68 155.66 Custo Wstotal $ 8 063 076.35 Custo total de aquisição: estimar 4X o custo total do Wstotal Custo de aquisição $ 32 252 305.41 Estimativa feita a partir do case do Estaleiro Mauá (Custo Wstotal representa 25% do custo total) Custo Wst $ 12 285 995.30 Custo Wsup $ 68 155.66 Custo Wstotal $ 12 354 150.96 Custo total de aquisição: estimar 4X o custo total do Wstotal Custo de aquisição $ 49 416 603.83 Considerar que o consumo de combustível representa 80% do custo de operação Custo por viagem $ 2 172 911.84 Custo por TEU $ 804.78 Frete por TEU 20 $ 900.00 Receita frete $ 2 430 000.00 Lucro por viagem $ 257 088.16 (Receita frete - Custo por viagem) Qua ntida de de vi a gens pa ra s a l da r a qui s i çã o

192

Viagens por ano Quantidade de anos para quitação do investimento

7 25.98

Supor que o navio opere durante todos os dias do ano

Percebe-se que o investimento do armador será quitado em menos de dez anos, o que é plausível no cenário atual visto o incentivo para o desenvolvimento da marinha mercante. Há linhas de créditos para que o armador possa viabilizar economicamente a construção de novos navios. O presente estudo considerou fornecedores nacionais e estrangeiros a fim de ampliar as opções do armador no momento de solicitar crédito para o investimento, visto que alguns bancos priorizam que parte da manufatura seja oriunda do país.

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15 BIBLIOGRAFIA   

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