Modelo de síntese e otimização para o projeto de concepção de rebocadores portuários.

• Main Author: Karla Sueli Ysla Santos
• Other Authors: Kazuo Nishimoto
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2016
• Subjects: Modelo de síntese; Otimização; Portos (Serviços); Rebocadores (Projeto); Design; Optimization; Parametric design; Tug
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-26012017-091408/

Os rebocadores portuários desempenham funções essenciais de assistência a navios nas operações de atracação, desatracação e navegação em aguas portuárias. Eles são equipamentos fundamentais para garantir a segurança das operações e a eficiência dos serviços portuários, contribuindo para a competitividade do porto. Com o crescimento do comercio mundial e, em particular, do Brasil, diversos portos vêm realizando a atualização e renovação das suas frotas de rebocadores para atendimento das demandas atuais. Neste trabalho apresenta-se um modelo de síntese e otimização multi-objetivo para o projeto de rebocadores portuários para ser aplicado na etapa de concepção. Nesta etapa os projetistas devem realizar a exploração mais ampla possível do espaço das potenciais soluções, na busca das melhores possíveis. O modelo de síntese foi formulado a partir de equações empíricas obtidas com base em informações extraídas de bancos de dados de rebocadores, e de estimativas de desempenho propostas por diferentes autores. Em seguida foi acoplado a um algoritmo genético para otimização da capacidade de reboque e do porte da embarcação. Os resultados da otimização para o projeto de três tipos de rebocadores mostraram que o modelo foi capaz de gerar soluções com desempenho melhor ou igual aos rebocadores já construídos. Esta otimização visou maximização da capacidade de reboque e a minimização do porte dos rebocadores. Os valores dos parâmetros que descrevem as soluções, que formaram a fronteira de Pareto deste processo de otimização multi-objetivo, encontram-se dentro daqueles normalmente encontrados em rebocadores existentes. Os resultados mostraram que o modelo de síntese é uma ferramenta capaz de auxiliar e facilitar as atividades das etapas iniciais do projeto de rebocadores. === The harbor tugs play essential assistance functions to vessels in docking and undocking operations, and navigation on port waters. They are an essential equipment to guarantee safe operations and efficiency in port services, contributing to the competitiveness of the port. With the growth of world trade, particularly in Brazil, several ports have been upgrading and renovating their tugs fleet to meet today\'s demands. This study presents a synthesis and multi-objective optimization model for harbor tugboats project to be applied at the design stage, in which the designers must exploit the entire potential solutions space to achieve the best possible one. The synthesis model was formulated by empirical equations based on information extracted from tugboats databases and performance estimates proposed by different authors. It was then coupled to a genetic algorithm to optimize the towing capability and the vessel size. The results of optimization for the design of three types of tugs showed that the model was able to generate solutions with better or equal performance to tugboats ever built. This optimization aimed at maximizing the towing capacity and minimizing the size of the tugs. The values of the parameters that describe solutions, which formed the Pareto front of this multi-objective optimization process, are within those usually found in existing tugboats. The results showed that the synthesis model is a tool capable of assisting and facilitating the early stages activities of the tugs project.