Projetos de Navio - Final

(1)

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

(2)

Projeto Preliminar de um Navio Porta Container Classe Panamax

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

(3)

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.

(4)

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 mundialde 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.

(5)

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.

Busan Hong Kong

1140 milhas 2,3 dias no mar 1,5 diais no porto Shangay

845 milhas 1,7 dias no mar 1,5 dias no porto Rio de Janeiro

12856 milhas 25,5 dias no mar 1,5 dias no porto Santos

210 milhas 0,4 dias no mar 1,5 dias no porto Paranaguá

155 milhas 0,4 dias no mar 1,5 dias no porto Itajaí

149 milhas 0,3 dias no mar 1,5 dia no porto

Rio Grande

(6)

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.

(7)

Variável Sigla

Altura da superestrutura Hsup

Altura do container Hcont

Altura do metacentro longitudinal GMl Altura do metacentro transversal GMt Área no plano da linha D'água WPA

Área superestrutura Asup

Boca Moldada Bmld

Boca/Beam B

Borda livre/ freeboard BL

Calado Moldado Hmld

Calado/draft/draught H

Centro Vertical de Flutuação KBt

Coeficiente de bloco Cb

Coeficiente dwt Cd

Comprimento da superestrutura Lsup Comprimento do Container Lcont Comprimento entre perpendiculares LBP Consumo em toneladas por viagem Cons Custo de combustível por viagem custo Custo operacional por viagem Cop

Dead Weight DWT

Densidade ρ

Deslocamento W, ∆

Distância em milhas da viagem Dist. Duplo fundo (altura) d(DB)

Espessura da chapa t

Horas no mar Horas

Largura do Container Bcont

Light Weight LWT

Lucro por viagem Lucro

Metacentro Longitudinal KMl Metacentro transversal KMt Momento para alterar o TRIM em 1cm MCTC

Peço de Aço WST

Peso de Equipamentos e Máquinas Wo Peso máximo de carga (container) Wcont

Pontal/depth D

Potência Efetiva Pne

Receita de frete Receita

Resisitência Total RT

Superfície Molhada/ Wet Surface WSA Teu máximo proposto TEUmax Toneladas por centímetro de imersão TPC Tripulação Obrigatória Tripulação

Velocidade de serviço V

Volume deslocado Vd

Volume do tanque de combustível Vfuel Volume do tanque de H2O doce do DF Vh2o Volume do tanque de lastro do DF Vlastro

(8)

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

(9)

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

.

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.

QFD: Matriz de Qualidade

Projeto Preliminar de um Navio Porta Container Especificações do projeto Requisitos do armador ||||||||||||||||||||20% 10 ||||||||||||||||||18% 9 |||||||||||||| 14% 7 |||||||||||| 12% 6 ||||||||||||||||||18% 9 |||||||||||||||| 16% 8 Im p or tân ci a LE_GE ND A Importância da especificação de projeto 593.88 569.39 573.47 532.65 344.9 385.71 308.16 585.71

○ ▽

C ust om er I m po rt anc e

▽ ○ ▽ ▽ ● ● ▽

● ○ ● ● ○ ▽ ○ ○

▽ ▽ ○ ●

● ● ● ○ ● ● ● ○ ○

▽ ○

○ ●

● ● ▽

● ○ ▽ ○ ● ▽

○

Menor custo de aquisição Máximo carregamento

Velocidade Operações de carga e descarga

Custo Operacional Estabilidade D ead W ei gh t S h ap e D es loc am en to R es is tê n ci a ao av an ço E q u ipa m en to s de c ar ga e de sc ar ga E sp aç o d e con vé s A rr an jo

●

○

● ▽

P rop u ls ão

●

FORTE

○

MÉDIO

▽

FRACO LE_GE ND A Importância da especificação de projeto ||||||| ||||||| ||||||| ||||||| |||||| |||| |||| ||| 15% 15% 15% 15% 14% 9% 10% 8% 593.88 569.39 573.47 532.65 344.9 385.71 308.16 585.71

(10)

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.

(11)

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.

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.

itajaí 12 32.3 Santos 13.3 294.1 Paranaguá 17 12 Rio de Janeiro 15 57.91 rio grande 14 Shangai 15 Busan 12 Hong Kong 18 Calado Máximo 12

Calado Máximo dos portos de atracação

Boca Máxima Comprimento Máximo

Calado Máximo Calado Aéreo Máximo

Canal do Panamá Displacement

(summer) Volume deslocado LBP Bmld Hmld DWT GT LWT Cb Cd Ano Bandeira V

[t] [m³] [m] [m] [m] [t] [t] [t] ad. ad. 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 14 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 66786 54774 20240 0.6871 0.76743 2004 Panamá

Média dos navios base 82255.625 80249.39024 255.2125 33.3375 13.16875 68838.33333 45112.3333 13417.3 0.7044 0.77801 21.4

Banco de dados

(12)

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. Dados/Navios 1 2 3 4 5 6 7 8 LBP 248 242 244.8 191.93 283.2 217 331.54 283.2 Bmld 32.25 32.2 32.25 30.6 32.2 32.2 42.8 32.2 Hmld 12.6 12.4 12.6 11.94 13.55 13.77 14.94 13.55 Cb 0.657414 0.700192 0.65977 0.738614 0.686392 0.84831 0.657164 0.687127 Cd 0.739968 0.766049 0.754382 0.783137 0.767189 0.872977 0.772976 0.767426 LBPn 275.4351 263.8327 270.987 227.0581 286.2032 212.7614 283.25749 286.0716 294.1 263.200821

COMPRIMENTO MÁXIMO (RESTRIÇÃO) COMPRIMENTO MÉDIO DOS NAVIOS BASE

Satisfeito

LBPn Comprimento entre perpendiculares do navio (projeto)

DWT Dead Weight do novo navio (projeto)

LBPb Comprimento entre perpendiculares do navio base

Bmld Boca moldada do navio base

Hmld Calado moldado do navio base

Cb Coeficiente de bloco do navio base

Cd Coeficiente de DWT do navio base

Legendas

À determinar Dados dos navios modelos

(13)

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.

Regra Requisito

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 ).

BL = 4.189 retirado do gráfico para o

comprimento da embarcação

O comprimento da superestrutura é estimado como 60% da

boca da embarcação Csup = 0.6Bmld

Supor que a superestrutura ocupa uma área quadrada no

convés (largura e comprimento iguais) Asup = (0.6 Bmld)² A altura padrão da superestrutura não deverá ultrapassar 2,3m,

de acordo com a Convenção Internacional sobre Linhas de Carga.

Ap = 2,3 retirado do gráfico para o

comprimento da embarcação

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

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. H = Hoperação De acordo com a NORMAM 01 - Seção II - item 0110 para

embarcações empregadas na navegação de longo curso para máquinas e convés

Tripulação máquinas e convés =9 Na Navegação de Longo Curso é obrigatório o embarque de,

pelo menos, um Cozinheiro (CZA) e um Taifeiro (TAA). Tripulação serviço de câmara= 2 Na navegação de Longo Curso é obrigatório o embarque de

um Enfermeiro (ENF) ou Auxiliar de Saúde (ASA). Tripulação saúde= 1

Superestrutura

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

Estabilidade

Tripulação

(14)

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.

(15)

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

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.

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 escolheu-se 2 guindastes CBW-LIEBHERR destacando-escolheu-se as escolheu-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

B 32.2 d(DB) [mm] H 12.00 1688.579307 LBP 263.2008 d(DB) [m] 1.688579307 Dados do Navio 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

1 ª I t e r a ç ã o

(16)

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

(17)

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.

(18)

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.

Com as fórmulas apresentadas é possível encontrar a Pne necessária. Os cálculos são mostrados na tabela a seguir:

Resistência de Atrito Resistência Total Potência V 21.4 nós V 10.9996 m/s LBP 263.2008205 m W 82000 t n 1.825 adimensional WSA 11892.97514 m²

f (Proposto por Barras) 0.41989438 adimensional

Rf 1337937.138 N Rt 2973193.641 N Rt 2973.193641 kN

Pne

32754.8764 kW

Pne

43855.9846 hp

Cálculo da Potência

(19)

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:

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.

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 20 22.4 24 24.5 24.5 P ot ê n ci a [kW ] Velocidade (nós)

Navio Base X Navio Projetado

Base Projetado

(20)

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:

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:

MT30 Rolls-Royce SGT-750 Siemens BT/ BTE TGM

Potência 36 MW 37 MW 40 MW Poder Calorífico 9296 kJ/kW*h Consumo 0.207 kg/kWh 0.236248488 m³/kW*h Consumo (massa) 6780.259411 kg/h 5494.185911 kg/h Consumo (volume) 9549.661143 m³/h 7738.290016 m³/h Rotação 3600 rpm 6100 rpm Eficiência Térmica 40% 40% Peso 66 t

Porto Distância (milhas) Dias no mar Horas no mar Consumo (t) Consumo (m³) Volume GNL (m³) Massa GNL (t) Custo Dias no porto Rio Grande 347 0.7 16.8 92.30232331 130003.2723 216.6721204 97.5024542 $ 39 000.98 Itajaí 149 0.3 7.2 39.55813856 55715.68811 92.85948019 41.78676608 $ 16 714.71 1.5 Paranaguá 155 0.3 7.2 39.55813856 55715.68811 92.85948019 41.78676608 $ 16 714.71 1.5 Santos 210 0.4 9.6 52.74418475 74287.58415 123.8126403 55.71568811 $ 22 286.28 1.5 Rio de Janeiro 12856 25.5 612 3362.441778 4735833.49 7893.055816 3551.875117 $ 1 420 750.05 1.5 Shangay 845 1.7 40.8 224.1627852 315722.2326 526.2037211 236.7916745 $ 94 716.67 1.5 Hong Kong Busan Total 15702 31.2 748.8 4237.920957 5794431.56 9657.38594 4345.823673 $ 1 738 329.47 9 128 146.08 $ 427.1536089 711.9226814 1.5 1140 2.3 55.2 320.3652067 ROTAS 427153.6089

(21)

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.

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:

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.

2 172 911.84 $

Considerar que o consumo de combustível representa 80% do custo de operação

Custo por viagem

Volume do tanque calculado 7893.1 m³ 0.45 t/m³

Volume do tanque estimado 8000 m³ Massa de combustível 3600000 kg 3600 t

Volume do tanque calculado 7893.1 m³ 0.45 t/m³

Volume do tanque estimado 4000 m³ Massa de combustível 1800000 kg 1800 t

Dimensões do tanque Densidade gás natural liquefeito

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.

(22)

Projeto Preliminar de um Navio Porta Container Classe Panamax 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:

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.

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:

BL [m] 4.189 D [m] 15.689 t [m] 0.25 u 3.515873844 e 3.934551553 Cso (tabelado) 0.07 Cs 0.071251486

Wst

9307.5722

Wst/LWT

69%

P E S O D O A Ç O

Atende pesos relativo proposto [62- 72]%

Wst 9307.572196 t

110% Wst 10238.32942 t

t 0.25 m

Tipo Fabricante

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

C U S T O D O A Ç O

Para chapa grossa, utilizar a tabela ao lado para encontrar o peso da chapa

Placa de aço DH40 da construção naval Wugang Hongxing Metal Material Co., Ltd.

Preço de aço

𝑾𝒔𝒕 𝑳𝑩𝑷 𝑩 𝑫 𝑪𝒔 𝑪𝒔 𝑪𝒔𝒐 𝟎, 𝟎𝟔𝟒𝒆−(𝟎,𝟓𝒖+𝟎,𝟏𝒖𝟐,𝟒𝟓₎

(23)

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:

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:

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

Utilizar chapa mais fina na superestrutura

AÇO SUPERESTRUTURA

68 155.66 $

(24)

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.

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

Altura Padrão 2.3 m Decks 3 adimensional Hsup 6.9 m Lsup 19.02 m Asup 361.7604 m² DWT 68500 t

Tipo Dry Box 20'

Fabricante Log In Carga Máxima 24 t Comprimento 5.9 m Largura 2.34 m Área 13.806 m² Altura 2.4 m 2854.166667 2868 LBP (90%) 236.8807385 217.8607385 Bmld (90%) 28.53 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

Bmld 31.7 Quantidade de pilhas (abaixo do

convés) 3.92225 3

LBP 263.2008205 Quantidade de pilhas (acima do

convés) 2 2

3531.65394 2700

TEU Máximo 2868 TEU calculado 2700 Calculado < Máximo

64800 DWT restante 3700

Peso máximo de carga

Quantidade de TEU

Cálculo da quantidade de container

TEU Máximo SUPERESTRUTURA

Comprimento para área de carga Largura para área de carga

Determinação da quantidade de containers em relação a área disponível no convés Quantidade máxima de containers

DWT 68500 DWT 68500 DWT 68500

Massa do combustível 3600Cons umívelMassa do combustível 1800Cons umível Massa do combustível 1800Consumível

Carga máxima transportada 64800 Carga máxima transportada 64800 Carga máxima transportada 64800

Tanque de água doce 2103.691Cons umívelTanque de água doce 2104Cons umível Tanque de água doce 701Consumível

Outros Outros 0 Outros 0

Tanque de Lastro Va ri á vel Tanque de Lastro 0Va ri á vel Tanque de Lastro 0Variável

DWT RESTANTE -2004 DWT RESTANTE -204 DWT RESTANTE 1199

Navio em condição Plena Carga

(25)

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.

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

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

DWT 68500 DWT 68500 DWT 68500

Massa do combustível 360ConsumívelMassa do combustível 180Consumível Massa do combustível 1800Consumível

Carga máxima transportada 64800 Carga máxima transportada 64800 Carga máxima transportada 32400

Tanque de água doce 140.2461ConsumívelTanque de água doce 70Consumível Tanque de água doce 701Consumível

Outros Outros 0 Outros 680

Tanque de Lastro 2001 Variável Tanque de Lastro 2251 Variável Tanque de Lastro 32919 Variável Navio em condição condições adversas

Próximo de um porto (20% de combustível e água doce) Próximo de um porto (10% de combustível e água doce) Com carregamento de 50% da carga de TEU

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

LBP(70%) m 184

Bmld (70%) m 23

Volume do duplo fundo m³ 6947

Volume do tanque de água doce m³ 701

Volume do tanque de lastro m³ 6246

Massa da água de lastro t 6402

Massa de água doce t 701

Supondo que o tanque de lastro esteja na região do duplo fundo:

1 ª I t e r a ç ã o 2 ª I t e r a ç ã o

O tanque de água doce foi redefinido, por isso uma nova iteração

(26)

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:

(27)

Após os cálculos preliminares da estabilidade a curva hidrostática foi traçada. BMt 6.8652

Há cinco fórmulas propostas para o cálculo do centro vertical de flutuação, duas não são compatíveis com o modelo projetado. KB1 KB2 KB3 KB 7.666667 5.998713 6.1525 KG 10.19785 10.19785 10.19785 Nt= 0.084 *Cw² para Cw [0.692-0.893] Utilizar KG= 65% do pontal Tra nsv ers_al KMt 14.53187 12.86391 13.0177 GMt 4.334017 2.666063 2.8198502

Status Estável Estável Estável

LBP Bmld D BL Lsup 263.20 31.7 16.189 4.189 19.02 1.20833493 BMl 422.5627 KMl 428.5614 GMl 418.3635 Nl=(3/40)*Cw² para Cw [0.692-0.893] GMmin

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

Tra nsv ers_al Lo ng_itu din al , , , , , , ,

(28)

Projeto Preliminar de um Navio Porta Container Classe Panamax Por fim o WPA, TPC e MCTC foram determinados:

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Calado [m]

Curva Hidrostática

KB*1000 KG*600 KMt*100 BMt*1000 GMt*1000 KMl BMl GMl Densidade 1.025 t/m³ WPA 7156.587 m² TPC 73.35501 t/cm MCTC 2149.443 tm/cm ,

(29)

12 CARACTERÍSTICAS PRELIMINARES 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.

(30)

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.

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.

Admitido Referência Projeto Min Max Origem da Referência Observação Status

Peso do aço [t] 35% 13877.00 10465.51 18733.95 9020.05 Fonte estaleiro Mauá Única fonte (maior incerteza) Aprovado

Boca Bmld 15% 33.34 31.70 38.34 28.34 Banco de dados navios Aprovado

Boca Bmld 15% 36.32 31.70 41.77 30.87 Estudo feito por Barras Bmld= (L/10) + 10 Aprovado

Calado Hmld 15% 13.17 11.50 15.14 11.19 Banco de dados navios Aprovado

CB 15% 0.69 0.79 0.79 0.58 Estudo feito por Barras CB=1.2 - 0.39(V/LBP²) Aprovado

CB 15% 0.70 0.79 0.81 0.60 Banco de dados navios Aprovado

CD 15% 0.78 0.84 0.89 0.66 Banco de dados navios Aprovado

CD 15% 0.60 0.84 0.69 0.51 Estudo feito por Barras Necessita 2ª iteração Recalcular

Comprimento LBP 15% 255.21 263.20 293.49 216.93 Banco de dados navios Aprovado

Custo de aquisição 35% $ 24 000 000.00 $ 32 252 305.41 $ 32 400 000.00 $ 15 600 000.00Fonte Fearnley Finans Única fonte (maior incerteza) Aprovado

DWT 15% 68838.33 68500.00 79164.08 58512.58 Banco de dados navios Aprovado

Velocidade 15% 22.00 21.40 25.30 18.70 Estudo feito por Barras Velocidade típica para containerAprovado

VALIDAÇÃO DAS DIMENSÕES

(31)

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

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

Custo Wst $ 8 702 580.00 Custo Wst $ 12 285 995.30

Custo Wsup $ 68 155.66 Custo Wsup $ 68 155.66

Custo Wstotal $ 8 770 735.66 Custo Wstotal $ 12 354 150.96

Custo de aquisição Custo de aquisição

CUSTO ESTIMADO DE AQUISIÇÃO

Utilizar o estudo "The Practical Application of Economics to Merchant Ship Design"

CUSTO ESTIMADO DE AQUISIÇÃO - AÇO

BRASILEIRO

35 082 942.65 $

Utilizar o estudo "The Practical Application of Economics to Merchant Ship Design"

Custo total de aquisição: 4X o Wstotal

49 416 603.83 $

(32)

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.

(33)

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.

Custo Wst $ 8 702 580.00 Custo Wsup $ 68 155.66 Custo Wstotal $ 8 063 076.35 Custo de aquisição $ 32 252 305.41 Custo Wst $ 12 285 995.30 Custo Wsup $ 68 155.66 Custo Wstotal $ 12 354 150.96 Custo de aquisição $ 49 416 603.83

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

(Receita frete - Custo por viagem) $ 257 088.16

Qua ntida de de vi a gens pa ra s a l da r

a qui s i çã o 192

Viagens por ano 7

Quantidade de anos para quitação

do investimento 25.98

ANÁLISE DO INVESTIMENTO- AÇO

BRASILEIRO

Supor que o navio opere durante todos os dias do ano CUSTO ESTIMADO DE

OPERAÇÃO

Considerar que o consumo de combustível representa 80% do custo de operação

Custo total de aquisição: estimar 4X o custo total do Wstotal

INVESTIMENTO, RECEITA E RETORNO

CUSTO ESTIMADO DE AQUISIÇÃO- AÇO

IMPORTADO

Estimativa feita a partir do estudo "The Practical Application of Economics to Merchant Ship Design"

Custo total de aquisição: estimar 4X o custo total do Wstotal

CUSTO ESTIMADO DE AQUISIÇÃO - AÇO

BRASILEIRO

Estimativa feita a partir do case do Estaleiro Mauá (Custo Wstotal representa 25% do custo total)

(34)

15 BIBLIOGRAFIA

 SCHNEEKLUTH, H; BERTRAN, V. Ship Design for Efficiency and Economy. 2. ed. Londres: Planta Tree, 1998.

 WATTSON, David G M. Pratical Ship Design. Londres: Elsevier, 1998.

 LACERDA, Sander MagalhÃes. Navegação e Portos no Transporte de

Contêineres. Disponível em:

<http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/A rquivos/conhecimento/revista/rev2209.pdf>. Acesso em: 10 fev. 2014.

 OLIVEIRA JUNIOR, Sidney. Portos: Cingapura e Xangai os maiores do mundo em movimentação de contêineres. 2012. Disponível em: <http://portalmaritimo.com/2012/05/10/portos-cingapura-e-xangai-os-maiores-do-mundo-em-movimentacao-de-conteineres/>. Acesso em: 10 fev. 2014.  TRANVIAS. Carga em contêiner vai dobrar até 2021. Disponível em:

<http://www.transvias.com.br/3381/noticias/Carga-em-conteiner-vai-dobrar-ate-2021>. Acesso em: 10 fev. 2014.

 SOBREIRA, Aluísio. BENEFÍCIO, DESAFIO E SOLUÇÕES PARA O

TRANSPORTE DE CONTÊINERES. 2012. Disponível em:

<http://www.cbcconteiner.org/cbc/images/documentos/1� forum de conteineres - apresenta��o aluisio - 22 11 2012.pdf>. Acesso em: 10 fev. 2014

 NORMAN. NORMAS DA AUTORIDADE MARÍTIMA PARA EMBARCAÇÕES

EM MAR ABERTO. Disponível em:

<https://www.dpc.mar.mil.br/normam/N_01/normam01.pdf>. Acesso em: 09 fev. 2014.

 CARVALHO, André Luiz de Souza; OLIVEIRA, Mauricio A. N. de. Porta

Contêiner – Projeto do Navio 3. Disponível em:

<http://www.oceanica.ufrj.br/deno/prod_academic/relatorios/2006-/Andre+Mauricio/relat1/relat_1.htm>. Acesso em: 09 fev. 2014.

 BRASIL. Convenção Internacional Sobre Linhas de Carga, 1966, Como Modificada Pelo Protocolo de 1988, Como Emendado. Rio de Janeiro, RJ,  CLUB, Uk P&i. Container matters: The container revolution of the 1960s was

deemed to be the solution to limiting cargo damage, but has experience

proved otherwise?. Disponível em:

<http://www.ukpandi.com/fileadmin/uploads/uk-pi/LP

Documents/LP_News/Container Matters.pdf>. Acesso em: 05 fev. 2014.  ELBATOUTI, A. M.; JAN, Ii. Y.; JAN, Ii. Y.. STRUCTURAL ANALYSIS OF

SS-7 CONTAINERSHIP UNDER COMBINED LOADING OF VERTICAL, LATERAL AND TORSIONAL MOMENTS USING FINITE ELEMENT TECHNIQUES. Disponível em: <http://www.shipstructure.org/pdf/243.pdf>. Acesso em: 03 fev. 2014.

(35)

 NOGUEIRA NETO, Mário de Souza; SANTOS, Carlos Roberto dos; PRADO, Álvaro Camargo. EQUIPAMENTOS PORTUÁRIOS DE MOVIMENTAÇÃO DE CONTÊINERES: PORTÊINER E GUINDASTE MÓVEL SOBRE PNEUS.

Disponível em:

<http://www.fatecguaratingueta.edu.br/fateclog/artigos/Artigo_129.PDF>. Acesso em: 23 jan. 2014.

 RONI; RICARDO. UFRJ. Disponível em:

<http://www.oceanica.ufrj.br/deno/prod_academic/relatorios/2012/Roni+Ricard o/relat1/Principal.htm>. Acesso em: 18 jan. 2014.

 IMO. RESOLUTION A.479(18). Disponível em:

<http://www.imo.org/blast/blastDataHelper.asp?data_id=22598&filename=A74 9(18)E.pdf>. Acesso em: 03 fev. 2014.

 COSTA, Fernando Munis Barretto Mac Dowell da; FERNANDES, Michelly Gonçalves; TEIXEIRA, Monique Delgado Meireles. CÁLCULO DE CUSTOS E TARIFAS EM TERMINAIS DE CONTÊINERES. Disponível em: <http://www.cbtu.gov.br/estudos/pesquisa/bndes_iiiriotransp/AutoPlay/Docs/ar tigo1.pdf>. Acesso em: 05 fev. 2014.

 ABS. Steel Vessels 2000: PART 4 Vessel Systems and Machinery. Disponível em:

<http://www.ufpe.br/engnaval/images/pdf/Classificadoras/ABS/svr00p4.pdf>. Acesso em: 06 fev. 2014.

 ABS. Steel Vessels 2000: PART 3 Hull Construction and Equipment.

Disponível em:

<http://www.ufpe.br/engnaval/images/pdf/Classificadoras/ABS/svr00p4.pdf>. Acesso em: 06 fev. 2014.

 TÉCNICO, Instituto Superior. Energy in Tranports Ships. Disponível em: <https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/3779572081519/E_T_4_ships.p df>. Acesso em: 04 fev. 2014.

 BENFORD, Harry. The Practical Application of Economics to Merchant Ship

Design. Disponível em:

<http://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/91656/Publication_N o_012.pdf?sequence=1>. Acesso em: 10 fev. 2014.

 CBW-LIEBHERR. Guindastes para movimentação de contêineres e cargas em geral. Disponível em: <http://www.liebherr.com/MCM/pt-PT/products_mcm.wfw/id-12018-0/tab-1298_780>. Acesso em: 05 fev. 2014.  LAMAS, Francisco; BIANCHINI, Paulo. UFRJ. Disponível em:

<http://www.oceanica.ufrj.br/deno/prod_academic/relatorios/2011/FranciscoLa mas+PauloBianchini/relat1/frame.htm>. Acesso em: 06 fev. 2014.

 ITAJAÍ, Porto de. Calado Máximo de Operação. Disponível em: <http://www.portoitajai.com.br/novo/c/calado-maximo-operacao>. Acesso em: 02 fev. 2014.

 SANTOS, Porto de. Profundidade do Canal. Disponível em: <http://www.portodesantos.com.br/calado.php>. Acesso em: 29 dez. 2013.

(36)

 ANTONINA, Administração dos Portos de Paranaguá e. Calados: '. Disponível em:

<http://www.portosdoparana.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conte udo=36>. Acesso em: 01 fev. 2014

 PORTO, do Rio. Porto do Rio - Características Gerais. Disponível em: <http://www.portosrio.gov.br/node/show/102>. Acesso em: 10 fev. 2014.

 SEASPACE. Shangay Port. Disponível em:

<http://www.seapace.com/china/c_ports_shanghai.htm>. Acesso em: 05 fev. 2014.

 SEARATES. Busan Port. Disponível em:

<http://www.searates.com/port/pusan_kr.htm>. Acesso em: 03 fev. 2014.  NET, Brasil Global. Como Exportar Hong Kong. Disponível em:

<http://www.brasilglobalnet.gov.br/ARQUIVOS/Publicacoes/ComoExportar/CE XHongKong.pdf>. Acesso em: 10 fev. 2014.

 TRAFFIC, Marine. Mapas de Navios em Tempo Real. Disponível em: <http://www.marinetraffic.com/pt/ais/home/>. Acesso em: 05 fev. 2014.